CN217948327U - 送料机构、加料机及单晶生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单晶硅制备技术领域，提供一种送料机构、加料机及单晶生产系统。送料机构用于设置在加料机内部并向单晶炉添加硅料，送料机构包括：料仓，用于容纳硅料并设有出料口称重装置，支撑料仓并用于检测料仓的重量值；启闭装置，设置于出料口，用于开启和关闭出料口；输送机构，设置于出料口下方，用于承接硅料并向单晶炉输送；控制模块；其中，称重装置和启闭装置均与控制模块连接。如此设置，通过称重装置检测料仓的重量值，能够基于料仓重量值变化量准确地控制料仓排出的硅料量，从而提高送料机构向单晶炉内添加硅料量的准确度，避免加入的硅料量过多或过少，进而提高单晶硅棒的生成质量。

Description

送料机构、加料机及单晶生产系统

技术领域

本实用新型涉及单晶硅制备技术领域，尤其涉及一种送料机构、加料机及单晶生产系统。

背景技术

单晶硅棒是由多晶硅在单晶炉内制得的。单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等硅料融化，用直拉法生长无错位单晶的设备。多晶硅等硅料在单晶炉的坩埚中融化，由于坩埚的容量固定，因此若需要生长出更长的单晶硅棒，则需要向坩埚中添加硅料。

现有技术中通常利用加料机向单晶炉内加入硅料。加料机通常包括机壳和设置在机壳内的送料机构。送料机构设有用于存放物料的料仓，机壳的侧壁设有用于与单晶炉的侧壁加料口对接的送料口，送料机构从送料口伸出进入到单晶炉内，用于将料仓内的硅料导入单晶炉。但是由于单晶炉在工作过程中处于封闭状态，且炉体并不透明，因此难以准确判断需要向坩埚内添加的硅料量，添加的过多则容易使已融化的原料溢出导致用于生长单晶硅棒的原料不足，影响单晶硅棒的质量，添加的过少则导致原料不足也容易影响单晶硅棒的质量。因此，无法准确判断硅料的添加量，容易影响单晶硅棒的质量。

实用新型内容

本实用新型提供一种送料机构及加料机，用以解决现有技术中的加料机不便于判断硅料的添加量，导致向单晶炉添加的硅料过多或过少，容易影响单晶硅棒生成质量的缺陷，达到能够控制硅料添加量的效果。

本实用新型提供一种送料机构，用于设置在加料机内部并向单晶炉添加硅料，所述送料机构包括：

料仓，用于容纳硅料并设有出料口

称重装置，支撑所述料仓并用于检测所述料仓的重量值；

启闭装置，设置于所述出料口，用于开启和关闭所述出料口；

输送机构，设置于所述出料口下方，用于承接硅料并向所述单晶炉输送；

控制模块；

其中，所述称重装置和所述启闭装置均与所述控制模块连接。

根据本实用新型提供的一种送料机构，还包括支座，所述称重装置设置于所述支座上。

根据本实用新型提供的一种送料机构，还包括安装座，所述料仓与所述安装座连接，所述称重装置通过所述安装座支撑所述料仓。

根据本实用新型提供的一种送料机构，还包括驱动机构；

所述输送机构沿所述输送机构的输送方向可移动设置，并能够从所述加料机伸出和缩回；

所述驱动机构与所述输送机构连接，用于驱动所述输送机构移动。

根据本实用新型提供的一种送料机构，还包括底座和导向结构，所述导向结构设置于所述底座上，所述输送机构与所述导向结构滑动连接，所述驱动机构设置于所述底座上。

根据本实用新型提供的一种送料机构，所述驱动机构为丝杠螺母驱动机构、齿轮齿条驱动机构、同步带驱动机构或者驱动缸。

根据本实用新型提供的一种送料机构，所述称重装置为重量传感器，和/或，所述启闭装置为插板阀。

根据本实用新型提供的一种送料机构，所述输送机构包括振动器和导料管，所述导料管上设有用于与所述出料口相对的进料口，所述振动器与所述导料管连接，用于驱动所述导料管振动送料。

本实用新型还提供一种加料机，包括机壳和如上所述的送料机构，所述送料机构设置于所述机壳内，所述机壳设有供所述输送机构伸出的送料口。

本实用新型还提供一种单晶生产系统，包括用于生长单晶的单晶炉，所述单晶生产系统还包括如上所述的送料机构或者如上所述的加料机，所述送料机构或者所述加料机用于向所述单晶炉加料。

本实用新型提供的送料机构，在使用过程中，先通过启闭装置开启出料口，料仓内的硅料落入输送机构，通过输送机构可将硅料输送至单晶炉的坩埚内。通过称重装置可检测料仓的重量值，将料仓在初始时刻的重量值与当前时刻的重量值作差，即可获得料仓重量的减小值。在确定料仓重量的减小值与单晶炉对硅料的需求值相等时，则控制启闭装置关闭，使料仓的出料口不再排料。

如此设置，通过称重装置检测料仓的重量值，能够基于料仓重量值变化量准确地控制料仓排出的硅料量，从而提高送料机构向单晶炉内添加硅料量的准确度，避免加入的硅料量过多或过少，进而提高单晶硅棒的生成质量。

本实用新型提供的加料机和单晶生产系统，由于包含了本实用新型提供的送料机构，因此同时包含了送料机构的上述所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例中提供的送料机构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中提供的加料机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中提供的控制模块分别与称重装置和启闭装置连接的结构示意图。

附图标记：

1、料仓；2、称重装置；3、启闭装置；4、支座；5、安装座；6、驱动机构；7、底座；8、导向结构；9、振动器；10、导料管；11、机壳；12、送料口；13、控制模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中，单晶炉在工作过程中处于封闭状态，且炉体并不透明，因此难以准确判断需要向坩埚内添加的硅料量，硅料添加的过多则容易使已融化的原料溢出导致用于生长单晶硅棒的原料不足，影响单晶硅棒的质量，硅料添加的过少则导致原料不足也容易影响单晶硅棒的质量。因此，为解决现有技术中的加料机不便于判断硅料的添加量，容易影响单晶硅棒质量的问题，本实用新型实施例中提供了一种送料机构和加料机。

下面结合图1至图3描述本实用新型的实施例中提供的送料机构。

具体来说，送料机构用于设置在加料机内部并向单晶炉添加硅料。单晶炉的侧壁上设有加料口，以使送料机构能够从单晶炉的侧面向单晶炉内的坩埚加料。

其中，送料机构包括料仓1、称重装置2、启闭装置3、输送机构及控制模块13。

料仓1用于容纳硅料，并且料仓1设有出料口。可选地，出料口设置于料仓1的底部，并且料仓1的底部设置为倒锥形结构，以使料仓1内的硅料能够完全排出。

称重装置2支撑料仓1，并且称重装置2用于检测料仓1的重量值。

启闭装置3设置于料仓1的出料口，用于开启和关闭料仓1的出料口。

输送机构设置于料仓1的出料口下方，用于承接从出料口排出的硅料并向单晶炉输送。

称重装置2和启闭装置3均与控制模块13。控制模块13用于基于称重装置2传输的重量值控制启闭装置3动作。

本实用新型实施例中提供的送料机构，在使用过程中，先通过启闭装置3开启出料口，料仓1内的硅料落入输送机构，通过输送机构可将硅料输送至单晶炉的坩埚内。通过称重装置2可检测料仓1的重量值并传输至控制模块13，控制模块13将料仓1在初始时刻的重量值与当前时刻的重量值作差，即可获得料仓1重量的减小值。在确定料仓1重量的减小值与单晶炉对硅料的需求值相等时，则控制启闭装置3关闭，使料仓1的出料口不再排料。

如此设置，通过称重装置2检测料仓1的重量值，能够基于料仓1重量值的变化量准确地控制料仓1排出的硅料量，从而提高送料机构向单晶炉内添加硅料量的准确度，避免加入的硅料量过多或过少，进而提高单晶硅棒的生成质量。

需要说明的是，上述实施例中，将两个数据进行作差以及将两个数据进行比较属于现有技术中控制模块所具有的常规功能，同样地，利用控制模块控制启闭装置3进行状态切换同样属于现有技术中控制模块所具有的常规功能，因此本领域技术人员可以知晓的是，本实施例提供的技术方案只是用到了控制模块本身的特性，并未涉及任何对方法、流程及策略本身的改进。

可选地，控制模块可以是控制器或者服务器。称重装置2可以是重量传感器。

在本实用新型提供的一些实施例中，送料机构可以包括用于显示料仓的重量值的显示模块，例如显示屏。显示模块与控制模块13连接，控制模块13将重量值传输至显示模块进行显示。如此，能够使操作者知晓料仓1内硅料的剩余量，从而可在硅料的剩余量不足时及时补充。

在本实用新型提供的一些实施例中，送料机构还包括响应于硅料不足进行报警的报警器。报警器与控制模块13连接。控制模块13在确定料仓1内的硅料剩余量不足时，可以控制报警器进行报警，从而提示操作者向料仓1内补充硅料。具体而言，可以设置料仓1的重量阈值，控制模块13在确定料仓1的重量值小于所述重量阈值时，则控制报警器报警。例如，报警器可以是声光报警器。

在本实用新型提供的一些实施例中，送料机构还包括支座4，称重装置2设置在支座4上。通过设置支座4，能够将料仓1进行加高，以便于输送机构能够设置在料仓1底部出料口的下方，承接硅料。

在本实用新型提供的一些实施例中，送料机构还包括安装座5，料仓1与安装座5连接，称重装置2通过安装座5支撑料仓1。由于料仓1的底部通常设置为倒锥形结构不便于与称重装置2直接抵接，通过设置安装座5进行过渡，以使料仓1能够通过安装座5与称重装置2更好地抵接，以便于称重装置2能够更好地对料仓1进行称重。可选地，安装座5与料仓1焊接连接或者通过螺纹连接件连接。

进一步地，称重装置2设置在支座4和安装座5之间。

可选地，支座4与安装座5之间设有限位结构，防止支座4和安装座5沿水平方向相对位移。例如，限位结构为限位销和与限位销滑动配合的限位孔。支座4和安装座5中一者设有限位销，另一者设有限位孔，且限位销和限位孔均沿送料机构的高度方向延伸。

在本实用新型提供的一些实施例中，支座4包括水平设置的顶板和多个连接于顶板底面的立柱。安装座5包括水平设置的底板和多个连接于底板顶面的立柱。顶板和底板相对设置，称重装置2设置于顶板和底板之间。

在本实用新型提供的一些实施例中，送料机构还包括驱动机构6，输送机构沿输送机构的输送方向可移动设置，并能够从加料机伸出和缩回。驱动机构6与输送机构连接，用于驱动输送机构移动。

在需要对单晶炉进行加料时，可以通过驱动机构6驱动输送机构向靠近单晶炉的方向移动，以使输送机构从加料机伸出并进入到单晶炉内。在加料完毕后，可以通过驱动机构6驱动输送机构向远离单晶炉的方向移动，以使输送机构缩回至加料机内部。如此设置，送料机构在不向单晶炉加料时，可以将输送机构缩回，一方面能够节省加料机的占用空间，另一方面能够保护输送机构，避免输送机构发生磕碰损伤。

在本实用新型提供的一些实施例中，送料机构还包括底座7和导向结构8。导向结构8设置于底座7上，输送机构与导向结构8滑动连接，驱动机构6设置于底座7上。例如，导向结构8为导轨，输送机构上设有与导轨滑动配合的滑块。如此设置，使得输送机构移动更顺畅。

可选地，支座4设置于底座7上。如此设置，料仓1、导向结构8及驱动机构6均设置在底座7上，从而使得送料机构的结构更紧凑，整体性更好。

在本实用新型提供的一些实施例中，驱动机构6为丝杠螺母驱动机构、齿轮齿条驱动机构、同步带驱动机构或者驱动缸。

其中，丝杠螺母驱动机构包括丝杠、螺母和电机，螺母安装于输送机构上，丝杠与螺母螺纹连接，电机与丝杠连接，用于驱动丝杠转动。

其中，齿轮齿条驱动机构包括齿轮、齿条和电机。齿条设置在底座7上，齿轮可转动地安装在输送机构上，电机安装于输送机构上并与齿轮连接，用于驱动齿轮转动。齿轮与齿条啮合。

其中，驱动缸的两端分别与底座7和输送机构连接。例如，驱动缸为油缸、气缸或者电缸。

其中，同步带驱动机构包括同步带和两个带轮，两个带轮可转动地安装在底座7上，同步带套装于两个带轮上，输送机构与同步带连接。

在本实用新型提供的一些实施例中，启闭装置3为插板阀。通过设置插板阀，在开启状态，对于硅料的阻碍更小，使得硅料能够快速顺畅地排出，在关闭状态，能对料仓1内的硅料进行较好的密封。

在本实用新型提供的一些实施例中，输送机构包括振动器9和导料管10。导料管10上设有用于与出料口相对的进料口。振动器9与导料管10连接，用于驱动导料管10振动送料。需要说明的是，振动输送属于现有技术中输送粉料等常用的方式，对其原理不再赘述。

可选地，导料管10沿水平方向延伸，并且导料管10的管壁上设有用于与料仓1的出料口相对的进料口。进一步地，振动器9与导向结构8滑动配合，需要向单晶炉加料时，驱动机构6驱动振动器9向靠近单晶炉的方向移动，导料管10从加料机的机壳11伸出，导料管10的进料口与料仓1的出料口相对，以使料仓1内的物料能够进入到导料管10内。在加料完毕后，驱动机构6驱动振动器9向远离单晶炉的方向移动，导料管10向加料机的机壳11内缩回，以避免导料管10被碰撞损坏。

本实用新型实施例中还提供一种加料机，加料机用于为单晶炉添加硅料。

具体来说，加料机包括机壳11和如上所述的送料机构。送料机构设置于机壳11内，机壳11内设有供输送机构伸出的送料口12。送料口12用于与单晶炉的加料口对接。

需要说明的是，加料机包含了送料机构，同时也就包含了送料机构的所有优点，此处不再赘述。

本实用新型实施例中还提供一种单晶生产系统。

具体来说，单晶生产系统包括用于生长单晶的单晶炉。单晶生产系统还包括如上所述的送料机构或者如上所述的加料机。送料机构或者加料机用于向单晶炉内加料。

需要说明的是，单晶生产系统包含了送料机构或者加料机，同时也就包含了送料机构或者加料机的所有优点，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种送料机构，其特征在于，用于设置在加料机内部并向单晶炉添加硅料，所述送料机构包括：

料仓(1)，用于容纳硅料并设有出料口

称重装置(2)，支撑所述料仓(1)并用于检测所述料仓(1)的重量值；

启闭装置(3)，设置于所述出料口，用于开启和关闭所述出料口；

输送机构，设置于所述出料口下方，用于承接硅料并向所述单晶炉输送；

控制模块(13)；

其中，所述称重装置(2)和所述启闭装置(3)均与所述控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的送料机构，其特征在于，还包括支座(4)，所述称重装置(2)设置于所述支座(4)上。

3.根据权利要求1或2所述的送料机构，其特征在于，还包括安装座(5)，所述料仓(1)与所述安装座(5)连接，所述称重装置(2)通过所述安装座(5)支撑所述料仓(1)。

4.根据权利要求1所述的送料机构，其特征在于，还包括驱动机构(6)；

所述输送机构沿所述输送机构的输送方向可移动设置，并能够从所述加料机伸出和缩回；

所述驱动机构(6)与所述输送机构连接，用于驱动所述输送机构移动。

5.根据权利要求4所述的送料机构，其特征在于，还包括底座(7)和导向结构(8)，所述导向结构(8)设置于所述底座(7)上，所述输送机构与所述导向结构(8)滑动连接，所述驱动机构(6)设置于所述底座(7)上。

6.根据权利要求4所述的送料机构，其特征在于，所述驱动机构(6)为丝杠螺母驱动机构、齿轮齿条驱动机构、同步带驱动机构或者驱动缸。

7.根据权利要求1所述的送料机构，其特征在于，所述称重装置(2)为重量传感器，和/或，所述启闭装置(3)为插板阀。

8.根据权利要求4-7任一项所述的送料机构，其特征在于，所述输送机构包括振动器(9)和导料管(10)，所述导料管(10)上设有用于与所述出料口相对的进料口，所述振动器(9)与所述导料管(10)连接，用于驱动所述导料管(10)振动送料。

9.一种加料机，其特征在于，包括机壳(11)和如权利要求1-8任一项所述的送料机构，所述送料机构设置于所述机壳(11)内，所述机壳(11)设有供所述输送机构伸出的送料口(12)。

10.一种单晶生产系统，其特征在于，包括用于生长单晶的单晶炉，所述单晶生产系统还包括如权利要求1-8任一项所述的送料机构或者如权利要求9所述的加料机，所述送料机构或者所述加料机用于向所述单晶炉加料。

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