CN207091548U - 一种物料供给装置及晶体生长系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种物料供给装置，包括储料机构和喂料机构，储料机构包括料筒和控料体，料筒具有出料口，控料体可相对于料筒出料口移动，容纳于料筒中的物料从料筒出料口与控料体的间隙离开料筒，喂料机构具有将物料从炉体外部输入炉体内部的喂料通路，喂料通路可相对于炉体延伸或撤回，喂料通路在延伸位置时穿过炉体并将物料从炉体外部输入炉体内部的坩埚中。本实用新型公开的一种晶体生长系统，包括：炉体；坩埚；以及如上所述的物料供给装置，物料供给装置向坩埚传送物料。本实用新型满足了大加料量的要求，加料过程与单晶硅棒冷却过程可以并行，缩短了加料时间，提高了单晶硅棒的生产效率，同时提高了外部加料的稳定性和安全性。

Description

一种物料供给装置及晶体生长系统

技术领域

本实用新型属于单晶生长技术领域，涉及单晶生长的辅助设备，具体涉及一种物料供给装置，还涉及一种具有该物料供给装置的晶体生长系统。

背景技术

多晶硅是生产太阳能光伏产品和半导体产品的主要原材料。丘克拉尔斯基(Czochralski，简称为Cz)法是单晶硅最常用的制备方法之一，高纯度固态多晶硅原料在晶体生成炉(单晶炉)内的坩埚中熔化形成熔体，下降籽晶使其与旋转坩埚中的熔体接触，然后，将籽晶缓慢拉出，熔体围绕籽晶凝固形成单晶硅棒。

传统的Cz单晶炉在完成一炉原料拉晶生产后，需要为新一炉的生产做很多繁杂的前期准备工作，包括停炉冷却、炉体清洁、备料、装料、抽真空、检漏、化料等工序。这些前期工序费时费力，严重制约着直拉式单晶硅的生产效率。另外，装填的多晶硅料(多为块状料)熔化后体积缩小，使得坩埚的利用率降低。为了提高坩埚的利用率，增大总体投料量，则需要向坩埚中多次重复加料。这也是降低拉晶成本的有效措施之一。目前，直拉式单晶硅生长的主流加料装置是副室内置式加料器。这种加料器由于单次加料量小(一般不超过30kg)，需要进行多次重复加料，人工操作繁杂且效率低下；且每次加料后都要进行抽真空处理，必须频繁进行副室隔离与净化，时间浪费严重，也增加了物料污染的风险。

为了满足增大总体投料量的要求并弥补内置式加料器的技术缺陷，已有专利公开向单晶炉输送多晶硅料的外部加料装置。申请公布号为CN1153230A的专利申请给出一种炉子用的固体物料供料系统，该供料系统的送料管可以有选择地改变送料管出口相对于坩埚顶部的径向位置，避免溅料，提高热能的利用率，但供料系统结构复杂，复杂的操纵机构存在物料堵塞的风险，并且送料管出口的定位难以精准控制。授权公告号为CN102312285B的专利提供一种用于单晶炉的外部连续投料机构，具有放料内管和放料外管，多晶硅料由放料内管输送至放料外管，这就限制了放料内管的内径，不适用于粒径较大的块状料；另外投料机构的整体高度较高，不利于投料操作，并且增加了操作安全隐患。申请公布号为CN106400105A的专利申请公开了外接投料装置的技术缺陷与专利CN102312285B类似，并且，多晶硅料的投料量和投料速度难以有效控制。

因此，为了增大总体投料量，降低拉晶成本，单晶炉炉外加料装置作为提高总体投料量的主要辅助工具，对其进行优化和改进显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型针对现有单晶炉炉外加料装置的技术缺陷，提供一种单晶炉外接的物料供给装置。这种物料供给装置可以与单晶炉精准对接，实现多晶硅料投料速度和投料量的有效控制，可以降低物料供给装置的整体高度，易于加料操作，提高了加料操作的安全性和便利性，节省操作人员并缩短加料时间占比，降低制造成本。

本实用新型还提供了一种具有上述物料供给装置的晶体生长系统。

本实用新型所采用的一种技术方案是：一种物料供给装置，用于向炉体内部的坩埚中供给物料，所述物料供给装置包括储料机构和喂料机构，所述储料机构包括料筒和控料体，所述料筒用于容纳物料且具有出料口，所述控料体设置于所述料筒、且可相对于所述料筒出料口移动，容纳于所述料筒中的物料从所述料筒出料口与所述控料体的间隙离开料筒，所述喂料机构具有将物料从炉体外部输入炉体内部的喂料通路，所述喂料通路可相对于所述炉体延伸或撤回，所述喂料通路在延伸位置时穿过所述炉体并将物料从炉体外部输入炉体内部的所述坩埚中。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述控料体悬置于所述料筒的出料口处，且可贴合和远离所述料筒的出料口；所述控料体与所述料筒的出料口的形状相配合，且所述控料体的底面尺寸不小于所述料筒出料口的尺寸。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述控料体连接牵引绳索，所述牵引绳索穿过料筒并与安装于所述料筒外部的牵引动力部连接。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述控料体为圆锥体或圆台，所述料筒的出料口为圆柱状，所述圆锥体或圆台的底面直径不小于所述料筒出料口的直径。

进一步地，所述炉体上具有开口，所述喂料通路通过所述开口与炉体相连通，所述喂料通路包括相对的上游端和下游端，所述上游端位于所述炉体外部、且设置有隔离阀，所述下游端在所述炉体内部延伸或撤回，所述隔离阀使得所述喂料通路及炉体保持气密状态。

进一步地，所述喂料机构安装在所述炉体的外部且与所述炉体的开口对接，所述喂料通路在所述炉体外部的部分收纳于所述喂料机构中。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述炉体的开口外部设置波纹管，所述喂料机构通过波纹管与所述炉体的开口对接。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述喂料机构具有喂料提升装置，所述喂料提升装置用于实现所述喂料通路相对于所述炉体开口的延伸或撤回。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述喂料通路的外部设置喂料通路固定套，所述喂料通路固定套连接所述喂料提升装置，所述喂料通路与喂料通路固定套随同所述喂料提升装置移动。

进一步地，所述的物料供给装置还包括导料机构，所述导料机构设置在所述储料机构和喂料机构之间，用于在气密状态下将所述储料机构中的物料导入所述喂料机构的喂料通路中。

进一步地，所述导料机构包括导料通路，所述导料通路为一倾斜设置的管状通路，导料通路中的物料通过物料自重移向喂料机构。

进一步地，所述导料机构还包括导料筒，所述导料筒安装在所述料筒的下方且至少所述料筒的出料口伸入所述导料筒的内部，所述导料通路连通所述导料筒且处于所述导料筒的下游。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，在所述料筒和所述导料筒的连接处开设若干个通气孔。

进一步地，所述的物料供给装置还包括对接机构，所述对接机构设置在所述导料通路和喂料机构之间，用于在气密状态下将所述导料通路中的物料导入所述喂料机构的喂料通路中。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述对接机构包括依次连接且相连通的对接导料管和对接波纹管，所述对接导料管位于对接波纹管的上游，所述对接导料管的上游端对接所述导料通路，所述对接波纹管的下游端连接所述喂料通路上游端的隔离阀。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，在所述对接导料管、对接波纹管的内部设置对接下料管，所述对接下料管的上游端对接所述导料通路，对接下料管的下游端可穿过所述隔离阀连通所述喂料通路。

作为本实用新型技术方案的优选实施方式之一，所述对接机构还包括对接限位装置，所述对接限位装置安装在所述对接导料管、对接波纹管的外部，用于限定所述对接波纹管的伸缩形变量。

进一步地，所述的物料供给装置还包括移动升降平台，所述移动升降平台至少用于承载所述储料机构并改变所述储料机构相对所述炉体的位置。

本实用新型所采用的另一种技术方案是：一种晶体生长系统，包括：炉体；坩埚，所述坩埚设置在炉体内部，用于盛装物料；以及所述的物料供给装置，所述物料供给装置向坩埚传送可控量的物料。

与现有加料装置相比，本实用新型所述物料供给装置至少具有下述的有益效果：

本实用新型所述物料供给装置包括储料机构、导料通路、对接机构、和喂料机构。喂料机构、对接机构固定安装在炉体外部，并与导料通路对接。储料机构、导料通路安装在移动升降平台上，可以实现与多个炉体上的喂料机构对接。储料机构通过控料体将外部物料定量输送至导料通路。导料通路、对接机构中的对接下料管、喂料机构的喂料通路形成外部物料输送通路，将储料机构中的外部物料传送至炉体内的坩埚中。另外，在喂料机构的上游端设置隔离阀，以保护炉体内部的气氛不受影响。本实用新型可在不需要停炉的条件下实现向坩埚中输送外部物料，炉体副室无需隔离、净化，大幅提高了生产效率，缩短了加料占比时间，同时也提高了石英玻璃坩埚的利用率，降低了加料环节的成本。

所述物料供给装置满足了大加料量的要求，单次加料量可以达到150kg以上；同时，弥补了副室内置式加料器的缺陷，加料一次完成，在满足大加料量的前提下，可以最大限度的减少隔离和净化次数，避免反复隔离造成的炉内环境污染。本实用新型所述物料供给装置的净化、加料过程与单晶硅棒冷却过程可以并行，加料过程时耗显著降低。

附图说明

图1是本实用新型物料供给装置的概要图。

图2是本实用新型物料供给装置的储料机构的控料体处于限制物料流出料筒的状态概要图。

图3是本实用新型物料供给装置的储料机构的控料体处于允许物料流出料筒的状态概要图。

图4是本实用新型物料供给装置的对接机构和喂料机构的安装关系的概要图。

附图标记说明：

1.储料机构；101.料筒；102.料筒盖；103.控料升降装置；1031.牵引动力部；1032.牵引绳索；1033.控料体；104.导料筒；105.通气孔；1051.抽空口；1052.检漏口；1053.氩气入口；

2.导料通路；21.导料入料管；22.导料输料管；23.导料出料管；

3.对接机构；31.对接波纹管；32.对接限位装置；33.对接下料管；34.对接第一法兰；35.对接导料管；36.对接第二法兰；

4.喂料机构；41.喂料漏斗；42.喂料通路固定套；43.喂料通路；44.喂料波纹管；45.喂料提升装置；451.手轮；452.喂料提升架；453.喂料提升丝杆；454.喂料提升导轨；455.滑块；

5.基座；

6.移动升降平台；61.升降驱动部；62.移动升降架；63.移动支撑架；631.升降丝杆；632.导向光杆；64.水平微调机构；

7.炉体；71.炉盖；72.炉筒；

8.提拉装置；

9.单晶硅棒；

10.导流筒；

11.坩埚；

12.加热器；

13.隔离阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。对于文字描述中的方向的说明，“上下”是指以图1所示的上下方向为基准。此外，“内外”是指炉体的内部外部空间位置为基准。但是，本发明并非被理解成限于以该方向说明的方式。

实施例1

本实施例所述的一种物料供给装置，用于自炉体7外部向炉体7内部设置的坩埚11中投加外部物料。在本实施例中，在没有特别说明的情况下，炉体7是指可以采用Cz法从坩埚11中提拉出单晶硅棒9的单晶炉。这种单晶炉具有可供单晶硅棒11冷却的直径较小的细长圆柱状副室，所述副室中安装有用于向上提拉单晶硅棒11的提拉装置8。

所述单晶炉还包括设置在副室下方的炉盖71和炉筒72。炉盖71连接副室并设置在副室的下方，通常具有一定的弯曲弧度。本实施例所述物料供给装置的部分结构，比如喂料机构4，固定在炉盖71上。鉴于副室通常设置在炉盖71的中心处，且位置相对固定，所述喂料机构4优选安装在炉盖71的侧部。为了将外部物料通过喂料机构4送入炉体7内部，更准确地说是，物料落入炉体7内部的坩埚11中，在炉盖71侧部的适宜位置开设有开口，喂料机构4的喂料通路43可以伸入炉体7内部。至于开口在炉盖71上的开设个数，优选地，可以在炉盖71上至少设置一个开口。

为了将喂料机构4相对稳固的安装在炉盖71上，如图1所示，在开口处安装基座5，喂料机构4安装在所述基座5上。由于炉体7内部需要保持特殊的气氛，一般向其内部通入惰性气体，比如氩气等，为了不破坏炉体7内部气氛，需要阻止空气进入炉体7而造成炉体7的污染，在开口41处还安装隔离阀43。隔离阀43的设置，可以控制开口41的开闭，并阻隔炉体4内部气氛和外部环境。鉴于坩埚11用于熔化物料，需要较高的温度，而开口附近的基座5中常含有橡胶材质的密封垫，为了防止密封垫受热易于老化致使不具有符合要求的高密封性，基座5优选连通水循环系统，以起到对其进行降温的效果。

炉筒72设置在炉盖71的下方，工作面以上的部分为直径较大的圆柱体，在炉筒72内部设置有坩埚11、用于加热坩埚11以熔化坩埚11内部物料的加热器12，以及处于坩埚11上方的导流筒10。在本实施例中，所述坩埚11通常是指石英玻璃坩埚，用于承接外部物料，外部物料在坩埚11中熔化为液态物料。

如图1所示，这种物料供给装置的主体构成包括储料机构1、导料通路2、对接机构3和喂料机构4。作为物料供给装置的进一步优选，所述物料供给装置还可包括移动升降平台6。

储料机构1、导料通路2安装在移动升降平台6上，随移动升降平台6靠近或远离炉体7，以改变相对炉体7的位置。对接机构3、喂料机构4固定设置在炉体4外部，具体而言，喂料机构4固定设置在所述开口外部的基座5上，对接机构3处于喂料机构4的上方且对接形成供物料输送的通路。喂料机构4中的喂料通路43可经开口伸入至炉体7内部，并与坩埚11相对。从上述各主体构成的功能实现而言，储料机构1可临时储存物料，并将物料以可控的方式定量向导料通路2输送外部物料。导料通路2用于盛接储料机构1输入的定量物料，并与对接机构3对接，将物料传送至对接机构3。对接机构3将物料传送至喂料机构4，喂料机构4用于实现物料向炉体7内部的坩埚11中输送，完成加料作业。

储料机构

储料机构1的主体结构为料筒101。料筒101在物料被输送的时间内能够暂时容纳物料，且料筒101可以分为圆柱状的主体部和位于主体部下方的锥体部。当然，料筒101还可以根据实际应用情况设计为其他形状。料筒101的出料口开设在锥体部的下端，而其入料口与其出料口相对，并设置在主体部的上端。料筒101具有与之相适配的料筒盖102，且料筒盖102设置在主体部的上端。为了便于向料筒101内装填物料，所述筒盖63的设置方式优选为快拆式，同时可以快速地实现料筒101的密封，避免料筒101内的物料受到周围环境的污染。在向料筒101下方的导料筒104输送物料时，料筒盖102能够相对于外气保持气密状态。

料筒101和料筒盖102均可采用不锈钢金属制成。为了避免料筒101内的物料引入金属杂质，在料筒101和料筒盖102的内表面上均设置有内衬，以阻隔物料与料筒101和料筒盖102的表面接触。优选地，内衬可以通过粘结等方式固定设置在料筒101和料筒盖102的内表面。

还有，在料筒101上可以开设有抽空口1051，如图1所示，抽空口1051开设在料筒101主体部上靠近料筒盖102的适当位置。抽空口1051连通抽真空装置(图中未标示)，通常地，在连接抽空口1051的抽真空管路上安装有真空阀，以控制料筒101内部的真空度。对料筒101抽真空的目的在于，使得储料机构1保持一定的真空度，防止空气进入炉体7而破坏炉体7内部的气氛。

物料在料筒101内部受重力作用自然下落。为了实现定量从料筒出料口排出物料，在料筒出料口设置一个控料体1033。控料体1033的几何形状与料筒出料口相适配。作为一优选的实施方式，控料体1033的现状为几何圆锥状，比如为圆锥体或是圆台，料筒出料口优选为管状(圆柱状)结构，料筒出料口的截面为圆形，料筒出料口边缘可以与控料体1033的表面紧密贴合。通过控料体1033与料筒出料口的配合，可以实现出料量的控制。为了实现控料体1033与料筒出料口的紧密对接，控料体1033底面的直径不小于所述料筒出料口的直径。

作为一优选的实施方式，控料体1033的上下移动通过牵引动力部1031予以控制，牵引动力部1031可以理解为牵引电机。牵引动力部1031通过牵引绳索1032连接控料体1033，牵引绳索1032由牵引动力部1031引出，伸入料筒101的内部，而牵引动力部1031可以安装在所述料筒盖102上，或是安装于所述料筒101的外部。控料体1033的工作原理，可以描述为：牵引动力部1031通过牵引绳索1032作用于控料体1033，使得控料体1033相对于料筒出料口提升或降落；若控料体1033向下移动，远离所述料筒出料口，料筒出料口开放，料筒101中的物料落入所述导料筒104；控料体1033向上提升，并靠近所述料筒出料口，控料体1033的底面贴合所述料筒出料口，所述料筒出料口关闭。

控料体1033的作用不仅仅如上所述，其还对物料起到分流和缓冲的作用。在料筒101排料时，控料体1033悬挂于所述料筒出料口的下方，鉴于控料体1033的圆锥状结构，大多数物料均会先与控料体1033接触，并改变原有竖直的下落方向，使得物料沿导料筒104的圆周方向分散，避免了物料在导料筒104的出料口形成圆锥状堆积。这样也利于物料从导料筒104排入所述导料通路2。

采用控料体1033的储料机构1具有对物料具有更广泛的适用性。也就是，这种储料机构1可以适用于大块料、小块料、规整的颗粒料或是粉末料。同时，这种储料机构1也消除了其它控料给料装置，比如螺旋给料装置的适用物料局限的弊端。

导料机构

这里的导料机构具有广泛的意义表达，其功能实现是将储料机构1排出的物料传送至下游的对接机构3。至于所述导料机构的形状和结构，可以做出相应的改变，即这一功能可以通过多种方式予以实现，比如通过物料自重，或是传送带传料，或是振动板传料的方式。本实施例对所述导料机构的功能实现方式并不作限定，下面有关导料机构的描述仅作为一种具体的优选实施方式。

在本部分，导料机构包括相连通的导料筒104和导料通路2。如图1至图3所示，导料筒104设置在料筒101的下方。导料筒104的几何外形与料筒101类似或保持一致，优选地，导料筒104可以分为圆柱状的主体部和位于主体部下方的锥体部。参照料筒101的内部设置方式，在导料筒104的内部表面上设置内衬，优选地，内衬可以通过粘结的方式设置在导料筒104的内部表面。

作为一优选的实施方式，导料筒104的锥体部直径应小于主体部直径，料筒出料口伸入导料筒104的内部，并且导料筒104的上边缘与料筒101的锥体部连接，而导料筒104的出料口连通所述导料通路2。作为连接方式的优选，导料筒104的上边缘与料筒101的锥体部焊接。控料体1033悬挂于导料筒104的内部，也可以说，控料体1033在导料筒104的内部至料筒出料口之间的区域移动，优选地，控料体1033可沿料筒101的中心线移动。

另外，如图1至图3所示，在料筒101和导料筒104的连接处或是靠近所述连接处开设若干个通气孔105。这些通气孔105的作用不同，比如，开设的通气孔105至少包括抽空口1051、氩气入口1053和检漏口1052。优选地，同时，在料筒101靠近料筒盖102的主体部上还可以开设至少一个抽空口1051。料筒101上的抽空口1051和导料筒104的抽空口1051串联，并与抽真空系统相连通，可以使得本实施例所述物料供给装置在向炉体7供料时，保持一定的真空度。氩气入口1053连通氩气供给系统，通过氩气入口1053向所述物料供给装置充入一定的氩气，使得炉体7内部的气氛与所述物料供给装置内的相同。易于理解地，检漏口1052用于检测所述物料供给装置各组件之间对接的密封性。

如图1所示，导料通路2选用连通的主体部倾斜设置的管状通路。物料在导料通路2中通过物料自重移向对接机构3。具体而言，导料通路2包括相通的导料入料管21、导料输料管22和导料出料管23。导料入料管21处于所述导料通路2的上游端且对接所述导料筒104的出料口。优选地，导料入料管21与导料筒104的出料口竖直对接，即料筒101与下方的导料筒104，以及导料入料管21的中心线共线。导料输料管22是导料通路2的主体部，处于所述料入料管21、导料出料管23之间。导料输料管22倾斜设置，物料在导料输料管22中通过物料自重移向导料出料管23。导料出料管23处于所述导料通路2的下游端，且对接所述对接机构3。

如图1所示，导料输料管22倾斜设置，物料在导料输料管22中受重力作用自然滑落。至于导料通路2，尤其是导料输料管22的倾斜角度需要在适宜的范围内选择。若导料输料管22的倾斜角度较大，物料在导料输料管22中获得较大的滑落速度，物料势必会对下游的对接机构3造成一定的冲击；若导料输料管22的倾斜角度较小，物料在导料输料管22中的滑落速度较小，可能会延长加料的时间以完成加料作业。因此，导料输料管22的倾斜角度选择是个需要综合性考虑的问题，图1所示的倾斜角度仅是实施方式的示意，并不代表对该倾斜角度的实际限定。

导料通路2可以选择金属材料制成，比如不锈钢，在其内部表面上可以优选设置内衬，优选地，内衬可以通过粘结的方式设置在导料通路2的内部表面。作为对这种导料通路2的防护，可以在其外表面设置金属材料制成的防护壳体。

对接机构

所述对接机构3设置在所述导料通路2的下游，用于盛接所述导料通路2输入的物料，并将所述物料传送至与所述炉体连通的喂料机构4。对接机构3安装在喂料机构4的上方，并固定设置在炉体7的外部，相对于炉体7，对接机构3、喂料机构4的位置通常不发生改变。在对接机构3、喂料机构4的连接处设置一个隔离阀13，或者说，隔离阀13安装在对接机构3、喂料机构4之间。隔离阀13的作用在于，是使相连通的喂料机构4和炉体7保持气密状态。隔离阀13打开，对接机构3、喂料机构4内部相同，来自导料通路2的物料经对接机构3即可进入喂料机构4。

关于对接机构3的结构设置，如图4所示，作为一种优选的实施方式，对接机构3包括依次连接且相连通的对接导料管35和对接波纹管31。对接导料管35处于对接机构3的上游，对接导料管35用于盛接导料出料管23中的物料。对接导料管35通过对接第二法兰36连接对接波纹管31的上游端。对接波纹管31的下游端通过对接第一法兰34连接隔离阀13。在对接机构3的内部空间固定设置一个对接下料管33。对接下料管33的上游端优选为漏斗状，并且处于对接导料管35的内部，便于更好地盛接导料出料管23中的物料；对接下料管33除呈漏斗状的上游端外，其余的部分为管状结构，对接下料管33的下游端处于对接波纹管31的内部空间，并且对接下料管33的下游端可穿过隔离阀13与喂料机构4对接，将物料传送至所述喂料机构4。

如图4所示，所述对接机构3还包括对接限位装置32。对接限位装置32安装在所述对接导料管35、对接波纹管31的外部，用于限定所述对接波纹管31的伸缩形变量。在对接机构3与导料通路2完成对接，并向对接机构3中输送物料，对接机构3会受到导料通路2的挤压，使得对接机构3发生一定的形变，相应地，对接波纹管31被压缩，对接机构3内部的对接下料管33也会向靠近喂料机构4的方向移动。但对接波纹管31的压缩形变是有一定限度的，对接导料管35和对接波纹管31连接处的对接第二法兰36的外沿会与对接限位装置32的下端接触，从而阻止对接波纹管31的进一步压缩。在外部压力撤销，通常是在加料作业完成后，对接波纹管31恢复形变而伸长，对接机构3内部的对接下料管33也随之向远离喂料机构4的方向移动。对接第二法兰36的外沿会与对接限位装置32的上端接触，从而阻止对接波纹管31的进一步被拉伸。由此可以看出，对接限位装置32的设置可以很好的防护对接机构3及其下游的喂料机构4。

关于对接限位装置32的结构，本实施例并没有给出详细的结构限定，但其功能是限定所述对接波纹管31的伸缩形变量，进而防护对接机构3及其下游的喂料机构4。任何实现这一功能的对接限位装置32的结构，均可认为是本实施例的具体实施方式，均可从本实施例的功能描述中受到技术启示，并可以此做出进一步的结构优化。

喂料机构

喂料机构4与炉盖71上的开口对接，并固定安装在基座5上，用于将对接机构3的物料输送至炉体7内部。喂料机构4包括喂料波纹管44，以及安装在喂料波纹管44的喂料通路43。喂料波纹管44与所述开口对接，其下游端固定设置在基座5上，其下游端连接在喂料提升装置45的下方。

喂料通路43用于将外部的物料送入炉体7内部。在所述喂料通路43的外部设置喂料通路固定套42，所述喂料通路固定套42沿所述喂料通路43的轴线方向延伸，且固定安装在所述喂料波纹管44的内部。喂料通路固定套42优选为管状结构件，设置在喂料通路43的外表面，而喂料通路固定套42固定设置在喂料波纹管44的内表面。如此设置，喂料通路固定套42既可以对喂料通路43起到防护作用，同时又对喂料通路43的移动起到导向的作用。

在喂料通路43的上游端设置喂料漏斗41。在对接下料管33向靠近炉体7的方向移动时，对接下料管33可以与喂料漏斗41对接，将物料传送至喂料漏斗41。为了避免物料在喂料漏斗41处溢出，喂料漏斗41的内径不小于对接下料管33的内径。同时，喂料漏斗41的设置，对从对接下料管33落出的物料具有一定的阻挡和缓冲作用，改变物料的运动路径，防止物料飞出喂料漏斗41所处的区域。作为本实施例的优选，喂料通路43选用石英材料制成，或是其他耐高温陶瓷类材料制成。

喂料提升装置45可实现同步改变喂料波纹管44、喂料通路43相对所述炉体7的位置。所述喂料提升装置45可以采用现有装置或结构，优选地，如图4所示，包括滑块455、喂料提升驱动部451、喂料提升架452以及安装在所述喂料提升架452上的喂料提升丝杆453和喂料提升导轨454。喂料提升架452固定设置在所述基座5。滑块455分别套接在所述喂料提升丝杆453和喂料提升导轨454上，在喂料提升驱动部451的作用下，滑块455可以实现上下移动。同时，滑块455的移动可以带动喂料波纹管44的伸缩以及喂料通路43相对所述炉体7的位置。喂料波纹管44的上游端固定设置在滑块455的下表面，并且滑块455的内部开设有空腔，并且所述空腔中可容纳喂料漏斗41，或是所述空腔可以被对接下料管33穿过。所述喂料提升驱动部451可以是电机，也可以是如图4所示的手轮，喂料提升驱动部451作用于所述喂料提升丝杆453，进而带动连接喂料波纹管44的滑块455的移动。

在需要向炉体7内部的坩埚11中投加物料时，喂料提升驱动部451驱动滑块455向靠近炉体7的方向移动，同时喂料波纹管44被压缩，喂料波纹管44的压缩带动其内部的喂料通路4靠近炉体7内部的坩埚11，并与投喂料通路43完成对接。需要说明的是，由于隔离阀13安装在喂料机构4的上端，喂料波纹管44及其内部的喂料通路4与炉体7内部相连通，喂料通路43的部分可以保留在炉体7内部，在加料工作完成后，喂料通路43未必需要全部被提升至炉体7的外部。这样，既可以缩短了喂料通路43所需的长度，又可以缩短其所需的行程。

移动平台

在本实施方式中，如图1所示，所述物料供给装置还可进一步包括移动升降平台6。移动升降平台6用于承载储料机构1和导料通路2，并相对于炉体7，使得储料机构1和导料通路2向靠近和远离炉体7的方向移动。

为了将储料机构1和导料通路2相对安全、牢固地设置在移动升降平台6上，在移动升降平台6上安装有适宜的支撑架或是固定架。具体而言，移动升降平台6包括移动升降架62、移动支撑架63和移动升降驱动部61。所述储料机构1和导料通路2安装在所述移动升降架62上，在移动升降驱动部61的作用下，移动升降架62相对所述移动支撑架63升降。移动支撑架63放置在工作面上，具有作用于移动升降架62的升降丝杆631和导向光杆632。移动升降驱动部61通常安装在移动支撑架63上，优选地，移动升降驱动部61为升降电机。移动升降驱动部61作用于升降丝杆631，升降丝杆631将移动升降架62沿导向光杆632升降，从而可以调节储料机构1和导料通路2相对炉体7的位置。

易于理解地，在移动支撑架63的基部安装有多个车轮，以便灵活地改变储料机构1和导料通路2相对炉体7的位置，同时，也为多个炉体共用一套储料机构1、导料通路2和移动升降平台6提供了可能，即可以实现分批次对多个炉体7供应外部物料。

此外，移动升降平台6还包括水平微调机构64。在导料通路2和对接机构3对接时，水平微调机构64可以小幅度地调整彼此的相对距离。在本实施方式中，水平微调机构64具有供作业人员操作的手柄，通过转动手柄，带动导料通路2和储料机构1产生小幅度的位移。由此，水平微调机构64可以实现导料通路2和储料机构1在水平方向上的位置改变，使得导料通路2处于适宜的位置，便于与对接机构3密封对接，同时，尽可能地降低导料通路2与对接机构3之间的挤压和碰撞，提高对接作业的安全性和便捷性。

其他变形例

以上关于本实用新型的具体结构，并不限于上述实施方式及变形例，在不脱离本实用新型主旨的范围内可以进行各种变形。

所述物料供给装置的炉体7外部的主体构件，比如喂料机构4、导料通路2和储料机构1等，其结构可以做出与本实施方式不同的优化改进。在另一实施方式中，储料机构1可以不包含控料体1033，或是规避设计成其他形式的精准控料方式，比如，料筒101也可以自带实现控制落料量的机构。这样至少可以降低储料机构1的高度。

在导料通路2的适当部位安装掺杂装置，该掺杂装置可以通过合理的方式将掺杂剂放置于导料通路2中，掺杂剂随同外部物料一同被传送至炉体7内部。此外，导料通路2的结构与功能，也可用其他方式予以实现，比如，采用传送带、振动器等装置实现将物料输送至对接机构3，同时也可以实现落料量的精准控制。

移动升降平台6上安装智能化控制系统，通过智能化控制系统，可以实现导料通路2和对接机构3的自适应对接，并可实现远程化控制，为单晶炉智能化加料提供启发思路。

所述物料供给装置还可适用于不同的炉体7内部结构，尤其是指结构不同的坩埚11。图1所示的坩埚11通常称为普通坩埚，若将普通坩埚换成双坩埚，或称为具有堰体结构的石英玻璃坩埚，并对所述物料供给装置进行适当的结构改进，比如，调整喂料通路43的设置位置或结构，也应属于本实用新型的保护范围。

实施例2

本实施例给出一种晶体生长系统，至少包括炉体7，以及安装在炉体7内部的坩埚11。如上所述坩埚11用于承装外部物料，外部物料在坩埚11中熔化成液态。特别地，这种晶体生长系统还包括上述的物料供给装置，整体而言，所述物料供给装置向坩埚传送可控量的外部物料。

Claims (19)

1.一种物料供给装置，其特征在于，用于向炉体(7)内部的坩埚(11)中供给物料，所述一种物料供给装置包括储料机构(1)和喂料机构(4)，所述储料机构(1)包括料筒(101)和控料体(1033)，所述料筒(101)用于容纳物料且具有出料口，所述控料体(1033)设置于所述料筒(101)、且可相对于所述料筒(101)的出料口移动，容纳于所述料筒(101)中的物料从所述料筒(101)的出料口与所述控料体(1033)的间隙离开料筒(101)，所述喂料机构(4)具有将物料从炉体(7)外部输入炉体(7)内部的喂料通路(43)，所述喂料通路(43)可相对于所述炉体(7)延伸或撤回，所述喂料通路(43)在延伸位置时穿过所述炉体(7)并将物料从炉体(7)外部输入炉体(7)内部的所述坩埚(11)中。

2.根据权利要求1所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述控料体(1033)悬置于所述料筒(101)的出料口处，且可贴合和远离所述料筒(101)的出料口；所述控料体(1033)与所述料筒(101)的出料口的形状相配合，且所述控料体(1033)的底面尺寸不小于所述料筒(101)出料口的尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述控料体(1033)连接牵引绳索(1032)，所述牵引绳索(1032)穿过料筒(101)并与安装于所述料筒(101)外部的牵引动力部(1031)连接。

4.根据权利要求3所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述控料体(1033)为圆锥体或圆台，所述料筒(101)的出料口为圆柱状，所述圆锥体或圆台的底面直径不小于所述料筒(101)出料口的直径。

5.根据权利要求1所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述炉体(7)上具有开口，所述喂料通路(43)通过所述开口与炉体(7)相连通，所述喂料通路(43)包括相对的上游端和下游端，所述上游端位于所述炉体(7)外部、且设置有隔离阀(13)，所述下游端在所述炉体(7)内部延伸或撤回，所述隔离阀(13)使得所述喂料通路(43)及炉体(7)保持气密状态。

6.根据权利要求5所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述喂料机构(4)安装在所述炉体(7)的外部且与所述炉体(7)的开口对接，所述喂料通路(43)在所述炉体(7)外部的部分收纳于所述喂料机构(4)中。

7.根据权利要求6所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述炉体(7)的开口外部设置波纹管，所述喂料机构(4)通过波纹管与所述炉体(7)的开口对接。

8.根据权利要求6所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述喂料机构(4)具有喂料提升装置(45)，所述喂料提升装置(45)用于实现所述喂料通路(43)相对于所述炉体(7)内的坩埚(11)延伸或撤回。

9.根据权利要求8所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述喂料通路(43)的外部设置喂料通路固定套(42)，所述喂料通路固定套(42)连接所述喂料提升装置(45)，所述喂料通路(43)与喂料通路固定套(42)随同所述喂料提升装置(45)移动。

10.根据权利要求8所述的一种物料供给装置，其特征在于，还包括导料机构，所述导料机构设置在所述储料机构(1)和喂料机构(4)之间，用于在气密状态下将所述储料机构(1)中的物料导入所述喂料机构(4)的喂料通路(43)中。

11.根据权利要求10所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述导料机构包括导料通路(2)，所述导料通路(2)为一倾斜设置的管状通路，所述导料通路(2)中的物料通过物料自重移向喂料机构(4)。

12.根据权利要求11所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述导料机构还包括导料筒(104)，所述导料筒(104)安装在所述料筒(101)的下方且至少所述料筒(101)的出料口伸入所述导料筒(104)的内部，所述导料通路(2)连通所述导料筒(104)且处于所述导料筒(104)的下游。

13.根据权利要求12所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述料筒(101)和所述导料筒(104)的连接处开设有若干个通气孔(105)。

14.根据权利要求11所述的一种物料供给装置，其特征在于，还包括对接机构(3)，所述对接机构(3)设置在所述导料通路(2)和喂料机构(4)之间，用于在气密状态下将所述导料通路(2)中的物料导入所述喂料机构(4)的喂料通路(43)中。

15.根据权利要求14所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述对接机构(3)包括依次连接且相连通的对接导料管(35)和对接波纹管(31)，所述对接导料管(35)位于对接波纹管(31)的上游，所述对接导料管(35)的上游端对接所述导料通路(2)，所述对接波纹管(31)的下游端连接所述喂料通路(43)上游端的隔离阀(13)。

16.根据权利要求15所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述对接导料管(35)、对接波纹管(31)的内部设置有对接下料管(33)，所述对接下料管(33)的上游端对接所述导料通路(2)，所述对接下料管(33)的下游端可穿过所述隔离阀(13)连通所述喂料通路(43)。

17.根据权利要求15所述的一种物料供给装置，其特征在于，所述对接机构(13)还包括对接限位装置(32)，所述对接限位装置(32)安装在所述对接导料管(35)、对接波纹管(31)的外部，用于限定所述对接波纹管(31)的伸缩形变量。

18.根据权利要求1所述的一种物料供给装置，其特征在于，还包括移动升降平台(6)，所述移动升降平台(6)至少用于承载所述储料机构(1)并改变所述储料机构(1)相对所述炉体(7)的位置。

19.一种晶体生长系统，其特征在于，包括：

炉体(7)；

坩埚(11)，所述坩埚(11)设置在炉体(7)内部，用于盛装物料；以及

权利要求1至18中任一项所述的一种物料供给装置，所述一种物料供给装置向坩埚(11)传送可控量的物料。