CN212577081U - 一种单晶炉隔离腔清理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种单晶炉隔离腔清理装置，用于清理密封的隔离腔中的硅粉，其特征在于，包括：可往复旋转地向所述隔离腔吹气的进气单元，以使附着于所述隔离腔内壁上的所述硅粉被吹掉并漂浮于所述隔离腔内；和吸收被所述进气单元吹掉的所述硅粉并使所述硅粉被过滤收集的吸收单元；其中，所述进气单元的位置高于所述吸收单元的位置；所述进气单元的进气口横截面的面积小于所述吸收单元的排气口横截面的面积。本实用新型提出的清理装置结构简单，占用空间小且操作方便，不仅可完全覆盖隔离腔的内腔，而且可快速清理隔离腔内的硅粉，清理效果好且清理时间短。
Description
技术领域
本实用新型属于单晶炉清理技术领域，尤其是涉及一种单晶炉隔离腔清理装置。
背景技术
隔离腔位于单晶炉副室下端部，用于连接主炉和副炉，在拉晶过程中，由于复投硅料中会含有许多硅粉及灰尘，由于隔离腔离石英坩埚较近，且主炉内的气温较高，副炉内的气温较低，热气流会从气温高的地方向气温低的地方扩散，从而会导致在复投过程中会有硅粉随气流进入隔离腔内，使得隔离腔内壁残留硅粉粉尘，尤其是在隔离腔下段部的阶梯面上，聚集的硅粉粉尘较多。故，在每次拉晶之前，都要对隔离腔内的粉尘及时清理，防止硅粉掉落到石英坩埚内，以保证单晶拉制的品质。
因此，如何设计一种单晶炉隔离腔清理装置，解决隔离腔内壁残留硅粉的技术问题，是保证单晶拉制品质，提高熔硅纯度、降低生产成本的关键之一。
实用新型内容
本实用新型提供一种单晶炉隔离腔清理装置，适合各种尺寸单晶硅棒拉制的单晶炉隔离腔，解决了现有技术中隔离腔内壁含有硅粉的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种单晶炉隔离腔清理装置，用于清理密封的隔离腔中的硅粉，包括：
可往复旋转地向所述隔离腔吹气的进气单元，以使附着于所述隔离腔内壁上的所述硅粉被吹掉并漂浮于所述隔离腔内；
和吸收被所述进气单元吹掉的所述硅粉并使所述硅粉被过滤收集的吸收单元；
其中，所述进气单元的位置高于所述吸收单元的位置；
所述进气单元的进气口横截面的面积小于所述吸收单元的排气口横截面的面积。
进一步的，所述进气单元包括摇摆式喷头组件、进气管和气泵，其中，
所述喷头组件置于所述隔离腔内侧并与所述进气管连接设置；
所述气泵通过所述进气管向所述喷头组件供气以进入所述隔离腔内；
所述喷头组件远离所述进气管一端设有若干喷嘴；
所述喷头组件靠近所述进气管一端设有自动反转控制环，所述控制环带动所述喷嘴沿所述喷头组件轴向往复旋转。
进一步的，所述喷嘴沿所述进气管轴线方向均朝远离所述进气管一侧倾斜向外延伸且均匀设置，所述喷嘴周缘设有若干喷孔，所述喷嘴倾斜角度为30-60℃。
进一步的，所述喷嘴倾斜角度为45℃。
进一步的，所述喷头组件还包括倒锥形本体和置于所述本体内侧的倒锥形支撑台；
所述本体一端与所述控制环连接，另一端与所述喷嘴连通设置；
所述本体与所述支撑台的小端面均同侧且靠近所述控制环一侧设置；
所述本体与所述支撑台之间设有用于通气的气流通道。
进一步的，所述本体与所述支撑台小径端之间设有球形堵头；所述支撑台中心设有弹簧，所述弹簧顶着所述球形堵头与所述本体小径端接触设置。
进一步的，所述吸收单元包括吸气管、真空泵、以及位于所述吸气管和所述真空泵之间的过滤组件，所述吸气管靠近所述隔离腔与单晶炉主炉连接处的阶梯面一侧设置，且所述吸气管直径大于所述进气管直径。
进一步的，所述过滤组件包括支架、置于所述支架上端面的过滤罐，所述过滤罐两端分别与所述吸气管和所述真空泵连通；在所述过滤罐内侧设有用于隔离所述硅粉的过滤网，所述过滤网与所述过滤罐内壁相适配。
进一步的，所述过滤网位于所述过滤罐靠近所述吸气管一端设置。
进一步的，所述进气管靠近所述隔离腔上端面一侧设置，所述吸气管靠近所述隔离腔下端面一侧设置。
与现有技术相比，采用上述技术方案，清理装置结构简单，占用空间小且操作方便，上进气口和下排气口结构的设置更易于吸收排出；同时置入隔离腔内的喷头组件为自动可往复反转的旋转结构，完全覆盖隔离腔的内腔，尤其是对于在下段部汇聚较多的硅粉，喷头组件的气流压力大且精准覆盖，可快速清理隔离腔内的硅粉，清理效果好且清理时间短，被清理的硅粉均被下排气口中较强的吸力吸走；被排出的硅粉进入过滤单元中被过滤收集，使得排出的空气纯净。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的清理装置的结构示意图；
图2是本实用新型一实施例的喷头组件的结构示意图。
图中：
100、隔离腔 110、上隔离阀 120、下隔离阀
200、进气单元 210、喷头组件 211、本体
212、控制环 213、喷嘴 214、支撑台
215、气流通道 216、球形堵头 217、弹簧
220、进气管 300、吸收单元 310、吸气管
320、真空泵 330、过滤组件 331、支架
332、过滤罐 333、过滤网
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。
隔离腔100为中空结构的腔体，结构如图1所示，通过设置的上隔离阀110和下隔离阀120将其与下部的单晶炉主炉和上部的单晶炉副炉隔离开，形成一个内部封闭的腔体。由于其距离下部的主炉较近，在复投硅料时，复投筒自带的硅粉容易被热气流带动移动至隔离腔100内，滞留并粘附在隔离腔100的内壁上，尤其是在隔离腔100下段部的阶梯面上，聚集的硅粉粉尘较多。本实施例就是为了清理这些粘附在隔离腔100内壁上的硅粉，具体如下：
本实施例提出一种单晶炉隔离腔清理装置，如图1所示，用于清理密封的隔离腔100中的硅粉，包括：可往复旋转地向隔离腔100吹气的进气单元200，以使附着于隔离腔100内壁上的硅粉被吹掉并漂浮于隔离腔内；和吸收被进气单元200吹掉的硅粉并使硅粉被过滤收集的吸收单元300。其中，进气单元200的位置高于吸收单元300的位置，优选地，进气单元200靠近隔离腔100的上端面一侧设置，吸收单元300靠近隔离腔100的下端面一侧设置。进气单元200的进气口横截面的面积小于吸收单元300的排气口横截面的面积，有利于隔离腔100内的气流和硅粉一同被排出。
具体地，进气单元200包括摇摆式喷头组件210、进气管220和与进气管220连接的气泵(图省略)，其中，喷头组件210设置在隔离腔100的内侧并与进气管220连接，喷头组件210垂直于隔离腔100的内壁设置；气泵通过进气管220向喷头组件210供气以进入隔离腔100内，在进气管220上设有用于控制流量大小的控制阀。
如图2所示，喷头组件210包括倒锥形结构的本体211和置于本体211内侧的倒锥形结构的支撑台214，在本体211远离进气管220的一端设有若干与本体211连通设置的喷嘴213，其靠近进气管220的一端设有自动反转的控制环212，本体211的一端与控制环212可活动连接，另一端与喷嘴213固定连通设置；控制环212可带动本体211和喷嘴213一同沿喷头组件210的轴向往复旋转。其中，控制环212与本体211的连接控制为本领域的常规知识，在此省略附图。
进一步的，本体211与支撑台214的小端面均同侧且靠近控制环212一侧设置；本体211与支撑台214之间设有用于通气的气流通道215，气流通道215沿支撑台214的外壁周缘设置，且本体211与支撑台214小端径一面间隙设置。靠近本体211与支撑台214小径端之间设有球形堵头216，支撑台214与本体211同轴设置且支撑台214的中心设有弹簧217，弹簧217一端固定在支撑台214的中心孔内，另一端与球形堵头216连接并顶着球形堵头216与本体211的小径端面接触设置。即从进气管220进入的气流先与球形堵头216接触，距离的气流压力推着球形堵头216并使球形堵头216推着弹簧217向喷嘴213一端移动，从而气流通道215打开，空气通过气流通道215进入本体211内，再流经喷嘴213并从喷嘴213喷射到隔离腔100内壁，强大的气流使隔离腔100内壁粘附的硅粉被吹落或悬浮，吹射4-5分钟后，再打开吸收单元300，气流带着硅粉一同从吸收单元300排出。
进一步的，为了保证从喷嘴213喷射的气流能全面覆盖着隔离腔100的内壁，设置喷嘴213沿本体211的大端径面的外缘均匀设置，优选地，喷嘴213的数量至少为三个，且喷嘴213均沿进气管220的轴线方向即本体211的轴线方向朝远离进气管220一侧倾斜向外延伸设置；同时要求在喷嘴213的长度方向沿其周缘设有若干均匀设置的喷孔，空气流通过喷孔均匀分散到隔离腔100的各个方向上，同时要求进气管220与隔离腔100的进气口横截面大于吸收单元300中吸气管310与隔离腔100的排气口的横截面面积，目的是保证进入隔离腔100内的气流可使硅粉能被清除的条件下，排出气流的流量大于进气流的流量，可进一步保证硅粉随气流全部被排出。
进一步的，喷嘴213相对于本体211的轴线的倾斜角度θ为30-60℃，这是由于，若倾斜角θ大于60°，则使得靠近下段部的隔离腔100无法吹射到，即是能吹到其到隔离腔100内壁的吹风强度有限，使得吹射效果减弱。若倾斜角θ小于30°，使得喷嘴213之间的空白跨度较大，相对面的隔离腔100的内壁无法辐射到，无法完全清理掉隔离腔100中部的硅粉，使得清理出现很多盲区。故，优选地，喷嘴213的倾斜角度θ为45℃时，喷流效果教好，尤其是可覆盖到单晶炉主炉与隔离腔100接触的阶梯面处，在阶梯面处粘附的硅粉较多且被吹浮的硅粉会下沉到下端面，故有利于设置在阶梯面处的吸收单元300更易于吸收被清除的硅粉。同时，喷嘴213可被自动反转的控制环212带动旋转，从而可使喷嘴213喷射的面积更广，使得清理硅粉的效果更好。
吸收单元300包括吸气管310、真空泵320、以及位于吸气管310和真空泵320之间的过滤组件330，吸气管310设置在靠近隔离腔100与单晶炉主炉连接处的阶梯面一侧设置，且吸气管310的直径大于进气管220的直径。
如图1所示，过滤组件330包括支架331、置于支架331上端面的过滤罐332，支架331为台式结构的，上端面设有放置过滤罐332的通孔，过滤罐332为长圆形的结构并贯穿支架331的上端面固定设置。过滤罐332的两端分别与吸气管310和真空泵320连通；在过滤罐332内侧设有用于隔离硅粉的过滤网333，过滤网333与过滤罐332内壁相适配，优选地，过滤网333位于过滤罐332靠近吸气管310一端设置，同时在吸气管310上设有用于控制流量大小的控制阀。
通过真空泵320的提供动力，使得气流带着硅粉受通过吸气管310被排出，排出的气流和硅粉先进入过滤罐332中的上仓，然后大于过滤网333网孔的硅粉被阻断汇集于过滤网333上，背过滤后的气流穿过过滤网333经排气管排入空气中。吸收单元300的设置，不仅可快速地将带有硅粉的气流排出，而且可将被处理的硅粉过滤掉，统一被收集到过滤网333上，过滤网333为常用件，且可易于更换，被过滤掉的气流随气管排出进入空气中，避免污染环境，不仅成本低且易于操作，且占用空间小。
一种单晶炉隔离腔清理方法，采用如上所述的清理装置，步骤包括：
清理时，将一定速度的气流通过进气单元200从隔离腔100的上端部进入隔离腔100内，以使隔离腔100中的硅粉被吹掉。
从进气管220进入的气流先与球形堵头216接触，距离的气流压力推着球形堵头216并使球形堵头216推着弹簧217向喷嘴213一端移动，从而气流通道215打开，空气通过气流通道215进入本体211内，再流经喷嘴213并从喷嘴213喷射到隔离腔100内壁，倾斜多组设置的喷嘴213上设有若干喷孔，空气流通过喷孔均匀分散到隔离腔100的各个方向上，可被自动反转的控制环212带动旋转，从而可使喷嘴213喷射的面积更广，使得清理硅粉的效果更好，尤其是可覆盖到单晶炉主炉与隔离腔100接触的阶梯面处，在阶梯面处粘附的硅粉较多且被吹浮的硅粉会下沉到下端面，故有利于设置在阶梯面处的吸收单元300更易于吸收被清除的硅粉。强大的气流使隔离腔100内壁粘附的硅粉被吹落或悬浮，吹射4-5分钟后，再打开吸收单元300。吸收单元300中，通过真空泵320的提供动力，使得气流带着硅粉受通过吸气管310被排出，排出的气流和硅粉先进入过滤罐332中的上仓，然后大于过滤网333网孔的硅粉被阻断汇集于过滤网333上，背过滤后的气流穿过过滤网333经排气管排入空气中，即被吹掉的硅粉随气流从隔离腔100下端面排出并被统一收集。
在操作过程中，为了保证进入隔离腔100内的气流可使硅粉能被清除的条件下，排出气流的流量大于进气流的流量，可进一步保证硅粉随气流全部被排出。气流在隔离腔100中的进口位置高于其在隔离腔100中的排出位置；且气流在隔离腔100中的进气口横截面流量小于其在隔离腔100中的排气口横截面流量。
1、本实用新型提出的清理装置和清理方法，结构简单，占用空间小且操作方便，采用上进气和下排气结构的设置，不仅有利于气流吹射隔离腔内壁，更有利于被吹掉的悬浮硅粉在下端部中减速游离时被强速的吸收单元吸走。
2、同时，在进气单元内，置入隔离腔内的喷头组件为由自动反转的控制环带动多角度的喷嘴旋转，完全覆盖隔离腔的内腔，尤其是对于在下段部汇聚较多的硅粉，喷头组件可精准且快速地将硅粉清理掉，清理效果好且清理时间短。
3、吸收单元的设置，不仅可快速地将带有硅粉的气流排出，而且可将被处理的硅粉过滤掉，统一被收集到可易于更换的过滤网上，被过滤掉的气流随气管排出进入空气中，避免污染环境，不仅成本低且易于操作，且占用空间小。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种单晶炉隔离腔清理装置，用于清理密封的隔离腔中的硅粉，其特征在于，包括：
可往复旋转地向所述隔离腔吹气的进气单元，以使附着于所述隔离腔内壁上的所述硅粉被吹掉并漂浮于所述隔离腔内；
和吸收被所述进气单元吹掉的所述硅粉并使所述硅粉被过滤收集的吸收单元；
其中，所述进气单元的位置高于所述吸收单元的位置；
所述进气单元的进气口横截面的面积小于所述吸收单元的排气口横截面的面积。
2.根据权利要求1所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述进气单元包括摇摆式喷头组件、进气管和气泵，其中，
所述喷头组件置于所述隔离腔内侧并与所述进气管连接设置；
所述气泵通过所述进气管向所述喷头组件供气以进入所述隔离腔内；
所述喷头组件远离所述进气管一端设有若干喷嘴；
所述喷头组件靠近所述进气管一端设有自动反转控制环，所述控制环带动所述喷嘴沿所述喷头组件轴向往复旋转。
3.根据权利要求2所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述喷嘴沿所述进气管轴线方向均朝远离所述进气管一侧倾斜向外延伸且均匀设置，所述喷嘴周缘设有若干喷孔，所述喷嘴倾斜角度为30-60℃。
4.根据权利要求3所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述喷嘴倾斜角度为45℃。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述喷头组件还包括倒锥形本体和置于所述本体内侧的倒锥形支撑台；
所述本体一端与所述控制环连接，另一端与所述喷嘴连通设置；
所述本体与所述支撑台的小端面均同侧且靠近所述控制环一侧设置；
所述本体与所述支撑台之间设有用于通气的气流通道。
6.根据权利要求5所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述本体与所述支撑台小径端之间设有球形堵头；所述支撑台中心设有弹簧，所述弹簧顶着所述球形堵头与所述本体小径端接触设置。
7.根据权利要求2-4、6任一项所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述吸收单元包括吸气管、真空泵、以及位于所述吸气管和所述真空泵之间的过滤组件，所述吸气管靠近所述隔离腔与单晶炉主炉连接处的阶梯面一侧设置，且所述吸气管直径大于所述进气管直径。
8.根据权利要求7所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述过滤组件包括支架、置于所述支架上端面的过滤罐，所述过滤罐两端分别与所述吸气管和所述真空泵连通；在所述过滤罐内侧设有用于隔离所述硅粉的过滤网，所述过滤网与所述过滤罐内壁相适配。
9.根据权利要求8所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述过滤网位于所述过滤罐靠近所述吸气管一端设置。
10.根据权利要求8或9所述的一种单晶炉隔离腔清理装置，其特征在于，所述进气管靠近所述隔离腔上端面一侧设置，所述吸气管靠近所述隔离腔下端面一侧设置。
Priority Applications (1)
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| CN202021561282.XU CN212577081U (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种单晶炉隔离腔清理装置 |
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| CN202021561282.XU CN212577081U (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种单晶炉隔离腔清理装置 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202021561282.XU Active CN212577081U (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种单晶炉隔离腔清理装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |