CN210068918U - 多晶硅生产炉体防压差密封塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型的多晶硅生产炉体防压差密封塞，封堵塞具有位于下部的圆柱形塞体，和位于上部的直径大于塞体的塞帽，塞体中部设置有环形凹槽，环形凹槽内卡装有密封圈，塞体靠近下端的部分为倒置锥台形，锥台最大直径大于多晶硅生产炉体上通孔直径构成限位台阶，锥台由内部盲孔侧壁上多条狭长开口槽分隔为具有弹性的爪形膨胀套结构，能够挤压收缩塞入多晶硅生产炉体上通孔内，锥台由通孔另一侧伸出后回弹膨胀，塞帽、锥台同时从通孔两侧限位封堵，不会脱落；塞体因可移动行程小，即使内外压差产生变化，各密封配合面也不会摩擦损伤，防止因两侧压差变化造成密封失效，安装、拆卸操作方便快捷，能够重复利用，提高效率，降低成本。

Description

多晶硅生产炉体防压差密封塞

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产炉体的一种防压差密封塞。

背景技术

随着新能源行业的兴起，市场对多晶硅产品的需求越来越大，而且对多晶硅的纯度也提出了很高的要求，尤其是应用于电子级行业的多晶硅，对纯度的要求更高；相应的对用于制造多晶硅产品的生产设备的洁净度也提出了很高的要求，电子级多晶硅评价炉在万级洁净室内制造组装为整体结构，设备制造完成后，为保证设备内部的洁净要求，必须对设备内部进行密封性检验，最终发货时需要充入高纯氮气对内部保护，保证设备内部的干燥和洁净。

设备制作完成后，还需要经过气压试验，密封性试验，充氮保护等工序，在进行密封性检验时，采用氦气检漏的方法，且要求泄漏率≤1.0x10-11Pa.m3/s，要求高，为保证检验效果，还需要对设备内部抽真空，再充入氦气检验，整个设备内部的压力变化为：正压→负压→正压的过程，且设备的上有多个直通孔，无法使用法兰盲板或其他结构封闭。

多晶硅生产设备中的炉体通常设置有若干通孔，炉体设备在生产、包装、运输等过程中对炉体内部具有洁净度要求，不能进入灰尘，一般采用在炉体内部填充高纯惰性气体的方式来保持炉体内部清洁，填充高纯惰性气体时需封堵通孔，以保持炉体内部干燥度和洁净度，传统封堵通孔的塞子不能同时从通孔内外两个方向封堵，只能从通孔一侧塞入，通孔另一侧压力较大时塞子易被反冲脱落，抽真空时塞子也易被吸入炉体内部，并且通孔长度较大时塞子即使不脱落也会频繁地前后移动，造成摩擦损耗，影响使用寿命。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种从通孔两侧同时封堵，防止因两侧压差变化造成密封失效，安装、拆卸操作方便快捷，能够重复利用，提高效率，降低成本的多晶硅生产炉体防压差密封塞。

本实用新型的多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：包括能够塞入多晶硅生产炉体上通孔内的封堵塞，封堵塞具有位于下部的圆柱形塞体，和位于上部的直径大于塞体的塞帽，塞体中部设置有环形凹槽，环形凹槽内卡装有密封圈，塞体靠近下端的部分为倒置锥台形，锥台最大直径大于多晶硅生产炉体上通孔直径构成限位台阶，锥台内部设置有同轴盲孔，盲孔侧壁上设置有若干内外贯通的狭长开口槽，使得锥台构成具有弹性的膨胀套结构；

所述锥台内部的盲孔为第一螺纹盲孔，盲孔内部通过螺纹配合连接有加强芯；

所述塞帽顶面设置有第二螺纹盲孔，第二螺纹盲孔内部设置有提升螺杆；

所述锥台根部设置有一段圆柱段，圆柱段直径与锥台最大直径一致；

所述塞体中部设置有多道环形凹槽，每道环形凹槽内分别设置有密封圈；

所述塞体下端锥台内部盲孔的侧壁上设置有至少四条内外贯通的狭长开口槽，使得锥台分隔为四瓣开花爪形，构成具有弹性的四爪膨胀套结构；

所述塞体下端锥台内部盲孔的深度大于狭长开口槽长度，狭长开口槽长度大于锥台高度与圆柱段高度之和；

所述塞帽下端面至限位台阶上端面距离大于多晶硅生产炉体上通孔高度；

所述塞帽下端面至限位台阶上端面距离比多晶硅生产炉体上通孔高度大1～2mm；

所述密封圈为标准O型圈。

本实用新型的多晶硅生产炉体防压差密封塞，封堵塞下端锥台由多条狭长开口槽分隔为爪形膨胀套结构，能够挤压收缩塞入多晶硅生产炉体上通孔内，锥台由通孔另一侧伸出后回弹膨胀，塞帽、锥台同时从通孔两侧限位封堵，不会脱落；塞体因可移动行程小，即使内外压差产生变化，各密封配合面也不会摩擦损伤，防止因两侧压差变化造成密封失效，安装、拆卸操作方便快捷，能够重复利用，提高效率，降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例多晶硅生产炉体防压差密封塞平面结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是本实用新型实施例多晶硅生产炉体防压差密封塞安装使用时平面结构示意图。

具体实施方式

如图所示，一种多晶硅生产炉体防压差密封塞，包括能够塞入多晶硅生产炉体上通孔内的封堵塞1，封堵塞1具有位于下部的圆柱形塞体，和位于上部的直径大于塞体的塞帽11，塞体中部设置有环形凹槽12，环形凹槽12内卡装有密封圈2，塞体靠近下端的部分为倒置锥台形，锥台15最大直径大于多晶硅生产炉体上通孔直径构成限位台阶，锥台15内部设置有同轴盲孔13，盲孔13侧壁上设置有若干内外贯通的狭长开口槽14，使得锥台15构成具有弹性的膨胀套结构；封堵塞通过具有弹性的膨胀套结构锥台能够挤压收缩塞入多晶硅生产炉体上通孔内，锥台由通孔另一侧伸出后回弹膨胀，塞帽、锥台同时从通孔两侧限位封堵，不会脱落；防止因两侧压差变化造成密封失效，安装、拆卸操作方便快捷，拆卸后能够重复利用，提高效率，降低成本。

锥台内部的盲孔为第一螺纹盲孔，盲孔内部通过螺纹配合连接有加强芯3，锥台从多晶硅生产炉体上通孔另一侧伸出后，通过加强芯3增加锥台限位强度，防止封堵塞收缩脱落。

塞帽顶面设置有第二螺纹盲孔，第二螺纹盲孔内部设置有提升螺杆，便于提升退出拆卸封堵塞。

锥台根部设置有一段圆柱段16，圆柱段16直径与锥台最大直径一致，进一步提高双向限位可靠性。

塞体中部设置有多道环形凹槽，每道环形凹槽内分别设置有密封圈，进一步提高密封性能。

塞体下端锥台内部盲孔的侧壁上设置有至少四条内外贯通的狭长开口槽，使得锥台分隔为四瓣开花爪形，构成具有弹性的四爪膨胀套结构，伸缩弹性好且具有足够支撑强度。

塞体下端锥台内部盲孔13的深度大于狭长开口槽14长度，狭长开口槽14长度大于锥台高度与圆柱段高度之和，确保锥台能够由狭长开口槽14分隔为具有弹性的爪形膨胀套结构。

塞帽下端面至限位台阶上端面距离大于多晶硅生产炉体上通孔高度，确保锥台能够从多晶硅生产炉体上通孔另一侧伸出；塞帽下端面至限位台阶上端面距离比多晶硅生产炉体上通孔高度大1～2mm，既能够确保锥台从多晶硅生产炉体上通孔另一侧伸出，同时可移动行程小，防止摩擦损伤各密封接触面。

密封圈2为标准O型圈，提升螺杆4、加强芯3也可以采用标准螺栓，零件标准程度高，制造成本低，工艺简化。

本实用新型的多晶硅生产炉体防压差密封塞，封堵塞下端锥台由多条狭长开口槽分隔为爪形膨胀套结构，能够挤压收缩塞入多晶硅生产炉体上通孔内，锥台由通孔另一侧伸出后回弹膨胀，塞帽、锥台同时从通孔两侧限位封堵，不会脱落；塞体因可移动行程小，即使内外压差产生变化，各密封配合面也不会摩擦损伤，防止因两侧压差变化造成密封失效，安装、拆卸操作方便快捷，能够重复利用，提高效率，降低成本。

具体设计思路：

本实用新型涉及一种通孔的密封装置，适用于通孔两侧存在压差变化时的密封要求。

随着新能源行业的兴起，市场对多晶硅产品的需求越来越大，而且对多晶硅的纯度也提出了很高的要求，尤其是应用于电子级行业的多晶硅，对纯度的要求更高。相应的对多晶硅产品制造设备的洁净也提出了很高的要求，电子级多晶硅评价炉整体在万级洁净室内制造，设备制造完成后，为保证设备内部的洁净要求，必须对设备内部进行密封性检验，最终发货需要充入高纯氮气对内部保护，保证设备内部的干燥和洁净。

设备制作完成后，还需要经过气压试验，密封性试验，充氮保护等工序，在进行密封性检验时，采用氦气检漏的方法，且要求泄漏率≤1.0x10-11Pa.m3/s，要求高，为保证检验效果，需要对设备内部抽真空，再充入氦气检验，整个设备内部的压力变化为：正压→负压→正压的过程，且设备的上有多个直通孔，无法使用法兰盲板或其他结构封闭，为此专门设计此结构，当设备内外有压差变化，此密封塞的两端均可因两端的直径尺寸大于通孔直径起到限位作用，以防止密封塞因受到压力从通孔孔脱落。

本实用新型涉及了应用于通孔的一种密封结构，密封元件采用O型圈的密封形式，端部开槽便于插入和固定，解决了通孔结构密封不方便的难题，该结构还可以防止通孔两侧因压力变化造成的密封失效情况，还可适用于真空环境下通孔结构的密封；本实用新型的优点是：1.本发明的结构简单巧妙，用材料少，节约成本；2. 前端开口结构，便于安装；3.两端加工内螺纹，大端螺纹便于密封塞取出，小端螺纹用于安装加强芯；4.适用于通孔两侧有压差变化的工况；5.安装方便，互换性强， 6.加工成本低。

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种快捷、有效、的装置，对通孔实现密封，且保证此装置不受通孔两侧因压差变化造成的密封失效问题。

本实用新型包括封堵塞、O型圈、加强芯。

封堵塞的小端的前端需要加工成锥型，方便安装，穿入通孔；开花瓣口，目的是使密封塞在直径大于通孔的内径，因受到孔壁挤压，能够向内收缩、变小，通过通孔，花瓣口的应均匀开设，设计时以受力收缩至小于通孔内径为准。

封堵塞小端内孔的深度应大于(h1+h2)，以保证h2段的直径(D0)在受到孔壁挤压的过程中，也处于受压状态，以使D0在受压状态下小于通孔内径(D)，可以穿过通孔，封堵塞大端起到限位作用，穿过通孔后，小端的花瓣开口不再受到孔壁挤压，呈自然状态，这时h2段的直径(D0)大于通孔内径D，此时小端也可以起到限位作用。

本实用新型的关键点和保护点是：

小端开口，在受压的状态下能够收缩，在不受压的状态下能够自由回弹到原来尺寸；

采用常规O型圈密封结构，密封结构简单、安全、可靠。

小端的内孔加工螺纹，可以安装加强芯，防止压差过大，开口强度不大，造成“倒吸”现象，能够起到增加小端开口的强度。

整体加工长度的应根据实际的应用场合确定，封堵塞有效工作长度为 h1+h2+h3，有效工作长度以大于通孔深度1～2mm为宜，有效工作长度太短造成小端无法伸出孔壁，P2＞P1的情况下，封堵塞出现“倒吸”现象，从通孔脱落，若有效工作长度太长，通孔两侧压差变化频繁的过程中会产生过大的滑动，对O型圈产生摩擦，且会产生较大的冲击载荷，减少使用寿命。

本实用新型的优点是：

(1)本实用新型的结构简单巧妙，用材料少，节约成本；

(2)可根据介质情况选用材质；

(3)安装拆卸方便，上端加工内螺纹，可配常用螺栓，便于安装拆卸。

(4)适用于多种场合，尤其是通孔两侧有压差变化的场合，和抽真空的密封工作；

(5)一次安装完成后，工作不受压差变化影响，降低了劳动成本，也提高了生产效率；

(6)本实用新型可多次重复使用。

如图所示，封堵塞安装密封元件后，从I区内穿入，I区为密闭空间，封堵塞的小端花瓣开口受到孔壁挤压后可穿过通孔，穿过通孔后，h2段直径恢复DO，卡住通孔底端，再将加强芯通过小端的内螺纹与封堵塞连接，起到对花瓣开口的加强作用。在密闭的I区内充入压力P1，在P1＞P2的状态下，大端起到限位作用，密封元件正常工作；若Ⅰ区内压力P1＜P2(P2为Ⅱ区内压力，Ⅱ区)，或Ⅰ区转为真空状态的情况下，封堵塞会出现“倒吸”现象，这时花瓣开口处的DO起到限位作用，能够防止封堵塞脱落，保证密封元件的正常工作。

本实用新型结构形式是：封堵塞前端为花瓣开口，且前端是一段锥台(h1段)，锥台结构后一段(h2段)的直径(D0)在自然状态下比通孔直径(D)大，封堵塞中间部位(h3段)上开环形凹槽构成密封槽，用于安装密封元件，封堵塞的大端，因直径较大，不能通过通孔，工作时能够起到限位作用，防止塞子受压后通过直孔。封堵塞小端加工内螺纹，在工作时可安装带螺纹的加强芯，防止小端因受力收缩从通孔中脱落。

本实用新型是工作原理：此结构的封堵的密封原理还是采用O型圈密封，依靠密封件发生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。但在实际使用中，因需要密封的孔为通孔，且通孔两侧有压差变化，常规的密封因压差变化会导致密封销脱落，本结构可以很好的解决，通孔两侧因压差变化而导致密封销脱落的情况；在图中可以看到，若P1 ＞P2，封堵塞的大端可以起到限位作用，O型圈可以正常工作，若P1＜P2，封堵塞的小端在开口通过通孔后呈自由状态，因D0段大于通孔内径(D)，也可以起到限位作用，防止封堵塞受力导致密封销脱落。若P2-P1值过大，封堵塞还是可能因受力过大而从通孔内脱落，这时需要利用小端的内螺纹，安装一个螺纹加强芯，防止密封塞花瓣开口收缩，从通孔内脱落，保证密封元件正常工作。

Claims (10)

1.一种多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：包括能够塞入多晶硅生产炉体上通孔内的封堵塞，封堵塞具有位于下部的圆柱形塞体，和位于上部的直径大于塞体的塞帽，塞体中部设置有环形凹槽，环形凹槽内卡装有密封圈，塞体靠近下端的部分为倒置锥台形，锥台最大直径大于多晶硅生产炉体上通孔直径构成限位台阶，锥台内部设置有同轴盲孔，盲孔侧壁上设置有若干内外贯通的狭长开口槽，使得锥台构成具有弹性的膨胀套结构。

2.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述锥台内部的盲孔为第一螺纹盲孔，盲孔内部通过螺纹配合连接有加强芯。

3.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述塞帽顶面设置有第二螺纹盲孔，第二螺纹盲孔内部设置有提升螺杆。

4.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述锥台根部设置有一段圆柱段，圆柱段直径与锥台最大直径一致。

5.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述塞体中部设置有多道环形凹槽，每道环形凹槽内分别设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述塞体下端锥台内部盲孔的侧壁上设置有至少四条内外贯通的狭长开口槽，使得锥台分隔为四瓣开花爪形，构成具有弹性的四爪膨胀套结构。

7.根据权利要求4所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述塞体下端锥台内部盲孔的深度大于狭长开口槽长度，狭长开口槽长度大于锥台高度与圆柱段高度之和。

8.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述塞帽下端面至限位台阶上端面距离大于多晶硅生产炉体上通孔高度。

9.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述塞帽下端面至限位台阶上端面距离比多晶硅生产炉体上通孔高度大1～2mm。

10.根据权利要求1所述多晶硅生产炉体防压差密封塞，其特征在于：所述密封圈为标准O型圈。

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