CN210389719U - 防溅射装置及开方系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防溅射装置及开方系统，涉及单晶硅和多晶硅的开方设备领域，避免硅粉水浆四处飞溅。本实用新型的主要技术方案为：一种防溅射装置，包括：切割部、固定部、包裹部和移动部；固定部固定于底座，用于固定硅棒；包裹部包括壳体和第一喷水管，壳体套接于硅棒，壳体设有多组通孔，每组通孔均包括第一通孔和第二通孔，切割部分别穿过第一通孔和第二通孔，用于切割硅棒，第一喷水管设置于壳体内，用于向硅棒的切割位置喷水；移动部连接于切割部和壳体，用于带动切割部和壳体沿硅棒轴向方向往复运动。

Description

防溅射装置及开方系统

技术领域

本实用新型涉及单晶硅和多晶硅的开方设备技术领域，尤其涉及一种防溅射装置及开方系统。

背景技术

金刚石线切割机对于太阳能硅材料切割行业而言，是革命性的进步，金刚石线切割机切割工艺在日本普及率已经超过90％，在欧美该工艺也逐步得到广泛的认可和应用。在太阳能硅材料切割用的金刚石线切割机市场上，中国制造尚处于初级阶段，国内太阳能硅材料切割用的金刚石线切割机对外依存度很高，既然将金刚石线切割称之为革命性进步，显而易见的是该工艺一定有其独到的技术优势，比如金刚石线切割工艺只需要使用高压水流喷射硅棒上的切口和金刚线体，以带走金刚线体上的热量，且冲刷磨削下的硅粉，工艺条件简单，清洁环保；金刚石线切割工艺可实现高速切割，成本低廉等优点。

在执行上述切割方法时，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：

携带着硅粉的水流四处飞溅，四处飞溅的硅粉水浆溅射到切割室内的各零部件表面上，一方面带来维修时清理的困难，另一方面硅粉水浆进入到摩擦副、运动副工作表面后，增加了这些表面的摩擦和磨削，加速了摩擦副、运动副的磨损和失效。增加了更换的频次，由于维修时需要清理一些工具需要介入的表面，也增加了单次维修的时间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种防溅射装置及开方系统，主要目的是将硅粉水浆的高速动能消耗于小空间，避免硅粉水浆四处飞溅。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种防溅射装置，该装置包括：切割部、固定部、包裹部和移动部。

所述固定部固定于底座，用于固定硅棒。

所述包裹部包括壳体和第一喷水管，所述壳体套接于硅棒，所述壳体设有多组通孔，每组所述通孔均包括第一通孔和第二通孔，所述切割部分别穿过所述第一通孔和所述第二通孔，用于切割硅棒，所述第一喷水管设置于所述壳体内，用于向硅棒的切割位置喷水。

所述移动部连接于所述切割部和所述壳体，用于带动所述切割部和所述壳体沿硅棒轴向方向往复运动。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，每组所述通孔的边缘向所述壳体内弯曲。

可选的，所述切割部包括切割线和多个切割线轮，偶数个所述切割线轮转动连接于所述移动部，所述切割线分别穿过所述第一通孔和所述第二通孔，穿过其中一组通孔的所述切割线滑动连接于其中两个所述切割线轮。

可选的，所述第一通孔和所述第二通孔的连线垂直于硅棒的轴向中心线。

可选的，每组所述通孔呈长条形，且沿所述壳体的轴向延伸。

可选的，每组所述通孔均设置于所述壳体远离所述移动部的轴向端侧。

可选的，所述壳体的轴向端侧设有放水口。

可选的，远离移动部的所述壳体一端开口，且可拆卸连接有端盖，所述端盖中心开孔，且套接于硅棒。

可选的，所述包裹部还包括第二喷水管，所述第二喷水管盘旋贴附于所述壳体轴向内壁，且所述第二喷水管面向所述壳体内壁的一侧管壁均布有喷水孔，用于向所述壳体内壁间歇喷水。另一方面，本实用新型实施例提供了一种开方系统，该系统包括：

底座、滑轨和前述任一项所述的防溅射装置，所述底座连接于所述滑轨，所述移动部滑动连接于所述滑轨。

借由上述技术方案，本实用新型钻孔装置至少具有下列优点：

所述移动部带动所述切割部和所述壳体沿硅棒轴向往复运动，硅棒的切割位置和喷水管均位于所述壳体内，喷水管喷出的高压水和硅粉高速碰撞形成的高速运动的混合物，该混合物首先被约束于所述壳体内，待混合物的动能消耗殆尽，最终经第一通孔或第二通孔或壳体其他缝隙处流出所述壳体。综上所述，本装置避免了混合物肆意高速飞溅至周围设备表面、摩擦副表面或运动副表面，避免影响工作环境，避免增加工作表面摩损，避免增加运动部件或转动部件的更换频次，避免增加单次维修时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种开方系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种防溅射装置的一部分部件的立体等轴图；

图3为本实用新型实施例提供的一种防溅射装置的另一部分部件的立体等轴图；

图4为本实用新型实施例提供的一种防溅射装置的另一部分部件的正视图。

说明书附图中的附图标记包括：壳体1、第一喷水管2、通孔3、头架组件4、尾架组件5、中心顶杆6、边皮顶杆7、底座8、切割线轮9、移动板10、放水口11、端盖12、第二喷水管13、滑轨14。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提供的一种防溅射装置，其包括：切割部、固定部、包裹部和移动部。

固定部固定于底座8，用于固定硅棒。

包裹部包括壳体1和第一喷水管2，壳体1套接于硅棒，壳体1设有多组通孔3，每组通孔3均包括第一通孔和第二通孔，切割部分别穿过第一通孔和第二通孔，用于切割硅棒，第一喷水管2设置于壳体1内，用于向硅棒的切割位置喷水。

移动部连接于切割部和壳体1，用于带动切割部和壳体1沿硅棒轴向方向往复运动。

防溅射装置工作过程如下:

移动部带动切割部和壳体1沿硅棒轴向往复运动，因为壳体1设有多组通孔3，即切割部可以多次贯穿至壳体1，切割部位于壳体1内的部分相对于硅棒轴向移动时，对硅棒进行轴向切割，硅棒的切割位置和喷水管均位于壳体1内，喷水管喷出的高压水和硅粉高速碰撞形成的高速运动的混合物，该混合物首先被约束于壳体1内，待混合物的动能消耗殆尽，最终经第一通孔或第二通孔或壳体1其他缝隙流出壳体1。

在本实用新型的技术方案中，本装置避免了混合物肆意高速飞溅至周围设备表面、摩擦副表面或运动副表面，避免影响工作环境，避免增加工作表面摩损，避免增加运动部件或转动部件的更换频次，避免增加单次维修时间。

具体的,壳体1可以呈管状或者长方体状，壳体1可以采用树脂材质或者薄层金属材质，重量较轻，便于安装，同时也可以承受一定高速水滴的冲击。

具体的，第一喷水管2的一端固定于壳体1靠近移动部的一端，第一喷水管2的另一端延伸至通孔3所在的壳体1的轴向截面，第一喷水管2的另一端开口，且该开口向壳体1内中部的切割线处弯曲。

具体的，底座8固定连接于滑轨14的一端。固定部包括相对设置的头架组件4和尾架组件5，头架组件4和尾架组件5均包括中心顶杆6和位于中心顶杆6轴向周侧的边皮顶杆7，头架组件4固定连接于底座8上，尾架组件5滑动连接于滑轨14，移动部滑动连接于底座8和尾架组件5之间的滑轨14，头架组件4和尾架组件5分别抵至硅棒的轴向两端，头架组件4的自由端可以移动伸入至壳体1内远离移动部的一端。

如图1所示，在具体实施方式中，每组通孔3的边缘向壳体1内弯曲。

如果通孔3的边缘不向壳体1内弯曲，喷水管喷射水至硅棒切割位置而激起的硅粉水浆，硅粉水浆溅射至壳体1内表面，继续经第一通孔或第二通孔高速流出，并喷射至周围设备表面。而在本实施方式中，通孔3的边缘向壳体1内弯曲，集聚至通孔3内侧的硅粉水浆经弯曲部的引导，重新折流向硅棒。

经折流后的硅粉水浆因摩擦力等原因，持续消耗动能，最终流出壳体1时，硅粉水浆颗粒的移动速度就相对迟缓了，进一步避免硅粉水浆高速溅射至壳体1外其他设备表面。

如图2所示，在具体实施方式中，切割部包括切割线和多个切割线轮9，多个切割线轮9转动连接于移动部，切割线分别穿过第一通孔和第二通孔，穿过其中一组通孔3的切割线滑动连接于其中两个切割线轮9。

在本实施方式中，切割线一般采用金刚线材质，保证一定的强度和韧性。切割线轮9张紧并驱动切割线，使切割线沿切割线本身的延伸方向高速移动。高速移动的切割线在移动部带动下沿硅棒的轴向移动，同时沿硅棒的径向移动，从而将圆柱体形的硅棒切割成棱柱形。特别是为了适应太阳能光伏的发展，将硅棒切割成长方体形。

如图3所示，在具体实施方式中，第一通孔和第二通孔的连线垂直于硅棒的轴向中心线。

在本实施方式中，位于壳体1内的切割线可以设置为平行于硅棒的轴向端面，同时切割线不与通孔3产生摩擦，以便于对硅棒的同一轴向截面的不同点同步切割，切割线不会对硅棒施加径向弯矩。本实施方式的通孔3较好配合了切割线的切割动作。

在具体实施方式中，每组通孔3呈长条形，且沿壳体1的轴向延伸。

在本实施方式中，通孔3的延伸方向和硅棒的轴向保持一致。切割线切割硅棒端面的过程中，因为硅棒端面对切割线的反作用力，壳体1内的切割线会相对于壳体1外的切割线发生反向位移，而该位移方向和壳体1的移动方向相反，该位移还在硅棒的轴向上，即还在壳体1的轴向上。在本实施方式中，长条形的通孔3为该位移提供了空间，避免切割线切割硅棒的时候，切割线和通孔3的边缘发生摩损。

如图1和图3所示，在具体实施方式中，每组通孔3均设置于壳体1远离移动部的轴向端侧。

具体的，移动部可以采用移动板10，壳体1的轴向一端面连接于移动板10的一侧，该侧同时转动连接切割线轮9，切割线就可以与切割线轮9远离移动板10的边缘相切，现有技术的切割线一般都是这样设计的，而本实施方式的通孔3设置于壳体1远离移动板10的轴向端侧，就很好的配合了现有设计的结构特点。而且，如果固定部采用头架组件4和尾架组件5的形式，头架组件4在刚夹持硅棒轴向端面的时候，头架组件4可以在通孔3靠近的壳体1端面和硅棒校正中心，而这一过程也方便人们观察，避免出现差错。

如图1所示，在具体实施方式中，壳体1的轴向端侧设有放水口11。

具体的，当硅棒卧式嵌套于壳体1内，放水口11可以设置于壳体1轴向端侧，且远离通孔3和切割线，这样可以避免切割位置刚形成的高动能的硅粉水浆经放水口11流出壳体1，进一步防止硅粉水浆溅射至壳体1外设备表面。

如图1和图2所示，在具体实施方式中，远离移动部的壳体1一端开口，且可拆卸连接有端盖12，端盖12中心开孔，且套接于硅棒。

在本实施方式中，端盖12可拆卸连接于壳体1，停工检修设备时，便于清理壳体1内部空间。

具体的，端盖12和壳体1的可拆卸连接形式可以设置为相互匹配的扣合部件。

而且，具体的，端盖12还可以通过螺栓连接中心开孔的不同规格的挡水板，不同规格的挡水板的中心孔大小不同，以便于适应不同直径的硅棒。具体的，为了更好的固定挡水板，挡水板的外侧可以设置垫圈，通过垫圈将挡水板夹紧于端盖12。

如图3和图4所示，在具体实施方式中，包裹部还包括第二喷水管13，第二喷水管13盘旋贴附于壳体1轴向内壁，且第二喷水管13面向壳体1内壁的一侧管壁均布有喷水孔，用于向壳体1内壁间歇喷水。

具体的，如果没有第二喷水管13，第一喷水管2喷出的高压水产生的硅粉水浆溅射至壳体1内壁，部分硅粉水浆会粘附于壳体1内壁，特别是远离放水口11的壳体1内壁，不能受到流体的持续冲刷，更容易富集固化的硅粉水浆。本实施方式中，第二喷水管13盘旋贴附于壳体1轴向内壁，且间歇喷水，避免硅粉水浆固化于壳体1内壁的局部区域，减少了停工清理壳体1的频次。

如图1所示，本实用新型的另一个实施例提供的一种开方系统，该系统包括：

底座8、滑轨14和前述任一项的防溅射装置，底座8连接于滑轨14，移动部滑动连接于滑轨14。

具体的，头架组件4和尾架组件5相互配合，用于夹紧硅棒，便于移动部往复移动于硅棒两端，切割硅棒。

具体的，本系统还包括PLC控制器，用于控制移动部的往复移动、切割线轮9的转动、第一喷水管2的喷水压力和第二喷水管13的喷水频率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种防溅射装置，其特征在于，包括：

切割部；

固定部，所述固定部固定于底座，用于固定硅棒；

包裹部，所述包裹部包括壳体和第一喷水管，所述壳体套接于硅棒，所述壳体设有多组通孔，每组所述通孔均包括第一通孔和第二通孔，所述切割部分别穿过所述第一通孔和所述第二通孔，用于切割硅棒，所述第一喷水管设置于所述壳体内，用于向硅棒的切割位置喷水；

移动部，所述移动部连接于所述切割部和所述壳体，用于带动所述切割部和所述壳体沿硅棒轴向方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的防溅射装置，其特征在于：每组所述通孔的边缘向所述壳体内弯曲。

3.根据权利要求1所述的防溅射装置，其特征在于：所述切割部包括切割线和多个切割线轮，多个所述切割线轮转动连接于所述移动部，所述切割线分别穿过所述第一通孔和所述第二通孔，穿过其中一组通孔的所述切割线滑动连接于其中两个所述切割线轮。

4.根据权利要求3所述的防溅射装置，其特征在于：所述第一通孔和所述第二通孔的连线垂直于硅棒的轴向中心线。

5.根据权利要求3所述的防溅射装置，其特征在于：每组所述通孔呈长条形，且沿所述壳体的轴向延伸。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的防溅射装置，其特征在于：每组所述通孔均设置于所述壳体远离所述移动部的轴向端侧。

7.根据权利要求1至5的任一项所述的防溅射装置，其特征在于：所述壳体的轴向端侧设有放水口。

8.根据权利要求1至5的任一项所述的防溅射装置，其特征在于：远离移动部的所述壳体一端开口，且可拆卸连接有端盖，所述端盖中心开孔，且套接于硅棒。

9.根据权利要求1至5的任一项所述的防溅射装置，其特征在于：所述包裹部还包括第二喷水管，所述第二喷水管盘旋贴附于所述壳体轴向内壁，且所述第二喷水管面向所述壳体内壁的一侧管壁均布有喷水孔，用于向所述壳体内壁间歇喷水。

10.一种开方系统，其特征在于，包括：

底座、滑轨和如权利要求1至9任一项所述的防溅射装置，所述底座连接于所述滑轨，所述移动部滑动连接于所述滑轨。

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