CN208422865U - 一种可进行sic桨沉降检测的扩散炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，属于太阳能电池制造技术领域。包括净化台、石英舟、炉体柜，以及设置在净化台上的由控制机构控制、检测需进入石英炉管的SIC桨是否发生沉降的拖舟保护装置，以及设置在导轨上与桨头夹持支撑机构配合、用于检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效的检测模块。桨头夹持支撑机构夹持着承载有石英舟的SIC桨在导轨上滑动，通过拖舟保护装置检测到的信号以及检测模块检测到的信号共同判断SIC桨是否沉降，以避免因SIC桨沉降而导致的撞坏石英炉管、撞坏石英舟、硅片因撞击破损、异常停机风险，借助扩散炉原有装置完成新功能，投入低且实用性强。

Description

一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉

技术领域

本实用新型属于太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉。

背景技术

目前，全球的太阳能生产线得到了爆发式的发展，太阳能电池发电是太阳能发电的主流。扩散炉是太阳能电池生产线前道工序的重要工艺设备，主要用途是对硅片进行掺杂，改变和控制硅片内的杂质类型、浓度和分布，建立起不同的电性能区域。SIC桨是扩散炉的一个部件，其作用是在扩散炉运行过程中，通过推拉舟机构的传动，实现将待工艺的石英舟送入石英炉管内，以及将已工艺的石英舟从石英炉管内取出的动作。一般情况下，SIC桨长度2.6米，且经常在高温下运行，在高温和受力的情况下，SIC桨位置容易发生偏移。如业界所知，SIC桨在装载石英舟情况下，其尾部可以接受的下沉位移是5mm，其头部支点在20cm处，根据三角定理，可得出头部位移可以接受的范围是5/12mm，当头部偏差超过该范围，则不能顺利取放石英舟从而造成设备发生机械碰撞导致以下风险：1.撞坏石英炉管；2.撞坏石英舟；3.机械手撞上位置异常的石英舟导致硅片破碎；4.异常停机导致产能损失。要想避免这些风险，检测SIC桨进入石英炉管前是否发生沉降显然是一个非常关键的技术点。

发明内容

本实用新型的目的在于：通过提供一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，解决现有技术中SIC桨发生沉降，不能顺利取放石英舟从而造成设备发生机械碰撞，导致撞坏石英炉管、撞坏石英舟、机械手撞上位置异常的石英舟导致硅片破碎和异常停机导致产能损失的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，包括净化台、石英舟、炉体柜。净化台包括导轨、在导轨上滑动的桨头夹持支撑机构、桨头夹持支撑机构夹持的用于承载石英舟的SIC桨。炉体柜包括石英炉管、炉门，以及控制炉门开启的控制机构。所述扩散炉还包括设置在净化台上、由控制机构控制、检测需进入石英炉管的SIC桨是否发生沉降的拖舟保护装置，以及设置在导轨上与桨头夹持支撑机构配合、用于检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效的检测模块。

进一步，所述桨头夹持支撑机构包括与导轨滑动配合的支撑机构、设置在支撑机构上的金属挡片，和用于夹持SIC桨的浆头。

进一步，所述拖舟保护装置包括雷射传感器；所述检测模块为光敏感应器，光敏感应器通过检测金属挡片是否遮挡其光线，以产生信号来检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效。

进一步，所述石英舟包括位于两端的端板，在运行方向前方的端板称为前方端板。

进一步，所述光敏感应器通过一个U型槽设置在导轨上方，光敏感应器与U型槽相配合滑动，所述雷射传感器设置在炉门侧方。

进一步，若SIC桨不发生沉降，雷射传感器的照射点位于石英舟的前方端板，误差区间为距离前方端板顶部距离大于1mm且小于等于5mm。

进一步，所述净化台包括安全管理系统，安全管理系统包括检测到SIC桨沉降时行进报警的报警模块，以及控制伺服电机停止工作的控制模块。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过扩散炉原有的拖舟保护装置，检测SIC桨在炉门开启后进入石英炉管前是否发生沉降，并且通过设置在导轨上的检测模块与金属挡片配合，用于检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效，以避免设备发生机械碰撞，导致撞坏石英炉管、撞坏石英舟、机械手撞上位置异常的石英舟导致硅片破碎和异常停机导致产能损失的问题。

2、使用光敏感应器，成本低，安装简单，还可以利用扩散炉自有的桨头夹持支撑机构的金属挡片完成检测，通过调整扩散炉自有的拖舟保护装置的位置，实现不同的功能，简单便捷。

3、通过将光敏感应器设置在U型槽，使光敏感应器的在导轨上的位置调整方便简单。

4、通过对石英舟的前方端板进行检测来检测SIC桨是否沉降，比直接照射SIC桨本身更为准确。

5、通过扩散炉自有的安全管理系统进行报，节约成本，经济高效，稳定性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的SIC桨运行结构俯视图示意图。

图2是本实用新型的SIC桨与石英舟前视图示意图。

图3是本实用新型的SIC桨沉降检测系统的电路图。

图4是本实用新型的用于驱动桨头运行的伺服电机的电路图。

图中标记：1-石英炉管；2-炉门；3-导轨；4-光敏感应器；5-U型槽；6-桨头；7-金属挡片；8-支撑机构；9-SIC桨；10-石英舟；101-净化台；12-镭射传感器；13-炉体柜；101-前方端板；102-后方端板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决现有技术中SIC桨在高温和受力的情况下发生沉降，不能顺利取放石英舟从而造成设备发生机械碰撞，导致撞坏石英炉管、撞坏石英舟、机械手撞上位置异常的石英舟导致硅片破碎和异常停机导致产能损失的问题，提供了一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，包括净化台、石英舟、炉体柜。净化台包括导轨、在导轨上滑动的桨头夹持支撑机构、桨头夹持支撑机构夹持的用于承载石英舟的SIC桨。炉体柜包括石英炉管、炉门，以及控制炉门开启的控制机构。所述扩散炉还包括设置在净化台上由控制机构控制的、检测需进入石英炉管的SIC桨是否发生沉降的拖舟保护装置，以及设置在导轨上与桨头夹持支撑机构配合、用于检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效的检测模块。通过扩散炉原有的拖舟保护装置，结合用于检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效的检测模块，两处检测共同作用，检测SIC桨在炉门开启后进入石英炉管前是否发生沉降。

所述桨头夹持支撑机构包括与导轨滑动配合的支撑机构、设置在支撑机构上的金属挡片，和用于夹持SIC桨的浆头。

所述拖舟保护装置包括雷射传感器；所述检测模块为光敏感应器，光敏感应器通过检测金属挡片是否遮挡其光线，以产生信号来检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效。

所述石英舟包括位于两端的端板，在运行方向前方的端板称为前方端板。

所述光敏感应器通过一个U型槽设置在导轨上方，光敏感应器与U型槽相配合滑动，所述雷射传感器设置在炉门侧方。

若SIC桨不发生沉降，雷射传感器的照射点位于石英舟的前方端板，误差区间为距离前方端板顶部距离大于1mm且小于等于5mm。

所述净化台包括安全管理系统，安全管理系统包括检测到SIC桨有沉降时行进报警的报警模块，以及控制伺服电机停止工作的控制模块。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1所示，用于承载石英舟10共同运行的SIC桨9被设置在净化台11内的导轨3上的桨头夹持支撑机构夹持，装载有硅片的石英舟10被放置在SIC桨9上。此时，设置在导轨3可滑动的带有金属挡片7的桨头夹持支撑机构在伺服电机的驱动下沿导轨3前进，从而带动SIC桨9及石英舟10向前运行。当SIC桨9运行到镭射传感器12可检测区域时，金属挡片7好遮挡住设置在导轨3上方的光敏感应器4。光敏感应器4被遮挡后输出高电平信号A。

光敏感应器4的位置一旦确定后没有因外界干扰而移动的话不需要再次调整。光敏感应器4位置的确认方法为：将一个待工艺的石英舟10放置在SIC桨9上，开启炉门2后，SIC桨9在高位进舟时，炉体柜13侧面的镭射传感器12照射在石英舟10前方端板101时，根据金属挡片7所在的位置，在U型槽5上调整光敏感应器4感应到金属挡片7后，该位置即为光敏感应器4固定位置。

如果SIC桨9未发生沉降，则镭射传感器12发出光线照射在位于设定位置的石英舟10的前方端板101上方区域顶部距离3mm处。此时，镭射传感器12输出高电平信号B。如业界人员所知，结合图3及图4所示，光敏感应器4输出的A信号驱动中间继电器K1(A1/A2)线圈，镭射传感器输出的高电平信号B驱动中间继电器K2(A1/A2)线圈，此时电磁继电器动作，K1(1.3)常开触点闭合，K2(1.4)常闭触点断开，中间继电器K3(1.5)线圈无动作，接触器KM1无动作。判定此时SIC桨9无沉降，桨头夹持支撑机构继续推动SIC桨9，使SIC桨9将石英舟10送入石英炉管1内进行工艺。

当桨头夹持支撑机构推动SIC桨9前进，桨头夹持支撑机构的金属挡片7不再遮挡光敏感应器4，此时，光敏感应器4无信号输出。避免了后续镭射传感器12继续照射在SIC桨9其他部位时将会造成的检测系统功能错乱的情况。

如果SIC桨9生沉降，则镭射传感器12发出光线照射在偏离允许的照射范围，镭射传感器12无信号输出。此时，光敏感应器4输出的A信号驱动中间继电器K1(A1/A2)线圈，K1(1.3)常开触点闭合，K2(1.4)常闭触点仍然闭合，中间继电器K3(1.5)线圈动作，常闭触点断开，接触器KM1线圈失电，KM1断开，U1施耐德Lexlum23伺服控制器断电，M1施耐德伺服电机停止动作，同时K3(1.5)常开触点闭合，驱动H1蜂鸣报警器和H2警示灯报警提示技术人员进行调桨处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，包括净化台(11)、石英舟(10)、炉体柜(13)；净化台(11)包括导轨(3)、在导轨上滑动的桨头夹持支撑机构、桨头夹持支撑机构夹持的用于承载石英舟(10)的SIC桨(9)；炉体柜(13)包括石英炉管(1)、炉门(2)，以及控制炉门(2)开启的控制机构，其特征在于，包括设置在净化台(11)上由控制机构控制的、检测需进入石英炉管(1)的SIC桨(9)是否发生沉降的拖舟保护装置，以及设置在导轨(3)上与桨头夹持支撑机构配合、用于检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效的检测模块。

2.根据权利要求1所述的一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，其特征在于，所述桨头夹持支撑机构包括与导轨(3)滑动配合的支撑机构(8)、设置在支撑机构(8)上的金属挡片(7)，和用于夹持SIC桨的浆头(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，其特征在于，所述拖舟保护装置包括雷射传感器(12)；所述检测模块为光敏感应器(4)，光敏感应器(4)通过检测金属挡片(7)是否遮挡其光线，以产生信号来检测拖舟保护装置检测的沉降信号是否有效。

4.根据权利要求1所述的一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，其特征在于，所述石英舟(10)包括位于两端的端板，在运行方向前方的端板称为前方端板(101)。

5.根据权利要求3所述的一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，其特征在于，所述光敏感应器(4)通过一个U型槽(5)设置在导轨(3)上方，光敏感应器(4)与U型槽(5)相配合滑动；所述雷射传感器(12)设置在炉门(2)侧方。

6.根据权利要求4或5所述的一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，其特征在于，若SIC桨(9)不发生沉降，雷射传感器(12)的照射点位于石英舟(10)的前方端板(101)，误差区间为距离前方端板(101)顶部距离大于1mm且小于等于5mm。

7.根据权利要求1所述的一种可进行SIC桨沉降检测的扩散炉，其特征在于，所述净化台(11)包括安全管理系统，安全管理系统包括检测到SIC桨(9)沉降时行进报警的报警模块，以及控制伺服电机停止工作的控制模块。