CN218030526U - 一种单晶炉用组合式抽真空系统 - Google Patents

Abstract

一种单晶炉用组合式抽真空系统，包括相互独立的第一、第二抽真空管路，以及至少两组真空维持泵组、至少两组真空抽气泵组，第一抽真空管路上设置真空缓冲腔，至少两组真空维持泵组的进气口并联在第一抽真空管路上，位于真空缓冲腔的下游，各真空维持泵组和第一抽真空管路之间分别设有第一切断阀，多个单晶炉分别通过第二切断阀并联在第一抽真空管路上，位于真空缓冲腔的上游，真空抽气泵组的进气口并联在第二抽真空管路上，各真空抽气泵组和第二抽真空管路之间分别设置第三切断阀，多个单晶炉分别通过第四切断阀并联在第二抽真空管路上。本实用新型运行成本低、可靠性高，可有效避免单晶炉内物料报废。

Description

一种单晶炉用组合式抽真空系统

技术领域

本实用新型涉及抽真空领域，特别涉及一种单晶炉用组合式抽真空系统。

背景技术

单晶炉是光伏行业单晶硅拉晶工艺的重要设备，在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶。

目前，光伏行业针对一台单晶炉配置一台真空泵组(干式螺杆真空泵+罗茨泵)，真空泵组和单晶炉之间设置过滤罐，配置的真空泵组需要在两个工况下工作：1、快速抽取单晶炉内空气，使压力达到20mTorr；2、在单晶炉内通入70-90SLM惰性气体时，维持压力在7-9Torr。

然而，这种结构的真空泵组存在以下缺陷：

1、一旦真空泵出现故障，在极短时间内就会导致单晶炉内昂贵的物料报废；

2、单台单晶炉需要的真空泵组功率较小，泵组内干泵与罗茨泵内转子与壳体间隙极小，在过滤罐损坏时进入泵内的颗粒物容易导致泵损坏。

因此，如何设计一种效率高、安全性好的单晶炉用抽真空系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种单晶炉用组合式抽真空系统，其成本低、抽真空效率高、设备利用率高，可有效避免单晶炉内物料报废。

本实用新型的技术方案是：一种单晶炉用组合式抽真空系统，包括相互独立的第一抽真空管路、第二抽真空管路，以及至少两组真空维持泵组、至少两组真空抽气泵组，所述第一抽真空管路上设置真空缓冲腔，所述真空维持泵组由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵设置在前级泵的上游，至少两组真空维持泵组的进气口并联在第一抽真空管路上，位于真空缓冲腔的下游，各真空维持泵组和第一抽真空管路之间分别设有第一切断阀，多个单晶炉分别通过第二切断阀并联在第一抽真空管路上，位于真空缓冲腔的上游，所述真空抽气泵组的进气口并联在第二抽真空管路上，各真空抽气泵组和第二抽真空管路之间分别设置第三切断阀，多个单晶炉分别通过第四切断阀并联在第二抽真空管路上。

优选的，所述第一抽真空管路上连接有缓冲罐，形成真空缓冲腔。

优选的，所述第一抽真空管路扩径膨胀形成真空缓冲腔。

优选的，所述真空维持泵组的数量为三个，各真空维持泵组的进气口设置第一过滤罐。

进一步的，所述真空抽气泵组由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵位于前级泵的上游；或者，所述真空抽气泵组为多级罗茨真空泵。

优选的，所述真空抽气泵组的数量为两个，各真空抽气泵组的进气口设置第二过滤罐。

优选的，所述第一切断阀、第二切断阀、第三切断阀、第四切断阀均为自动切断阀。

进一步的，所述真空维持泵组为粗真空泵组。

进一步的，所述真空抽气泵组为中真空泵组。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、单晶炉用组合式抽真空系统包括相互独立的第一抽真空管路、第二抽真空管路，以及至少两组真空维持泵组、至少两组真空抽气泵组，其中，真空抽气泵组用于快速对一台或多台单晶炉抽取空气，提供高真空(20mTorr)，功率小，转子与壳体的装配精度高，颗粒物料通过能力低，真空维持泵组用于对一台或多台单晶炉通入氩气时维持低真空(7-9Torr)，功率大，转子与壳体的装配间隙大，颗粒物通过能力高。所述第一抽真空管路上设置真空缓冲腔，所述真空维持泵组由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵设置在前级泵的上游，至少两组真空维持泵组的进气口并联在第一抽真空管路上，位于真空缓冲腔的下游，各真空维持泵组和第一抽真空管路之间分别设有第一切断阀，多个单晶炉分别通过第二切断阀并联在第一抽真空管路上，位于真空缓冲腔的上游，所述真空抽气泵组的进气口并联在第二抽真空管路上，各真空抽气泵组和第二抽真空管路之间分别设置第三切断阀，多个单晶炉分别通过第四切断阀并联在第二抽真空管路上。通过控制第三切断阀、第四切断阀，使一台或多台单晶炉共用一组或几组真空抽气泵组快速抽高真空，使一台或多台单晶炉的压力达到20mTorr，与传统单台单晶炉配套一台抽真空设备相比，可极大缩短抽空时间，并提高设备利用率，在该状态下，单晶炉未投料，因此无颗粒物抽出，可显著延长高精度的真空抽气泵组的使用寿命，此外，即使并联的至少两台真空抽气泵组同时出现损坏(几率极小)，也不会造成物料损失。通过控制第一切断阀、第二切断阀，使一组或几组真空维持泵组对真空缓冲腔形成负压，进而对并联的一台或多台单晶炉形成集中式抽真空(7-9Torr)，该状态下，单晶炉投料，真空维持泵组对抽出的颗粒物不敏感，且至少两组真空维持泵组互为备份，即使出现工作状态的真空维持泵组损坏不能工作，在真空缓冲罐作用下，可对连接的单晶炉维持短期的真空度(7-9Torr)，供备份的真空维持泵组启动重新维持真空度(7-9Torr)，可有效避免单晶炉内物料报废，极大提高了抽真空系统的安全性及稳定性。与单台单晶炉配置一台抽真空泵组相比，效率更高，成本更低。

2、真空维持泵组的数量为三个，形成一开两备或两开一备，各真空维持泵组的进气口设置第一过滤罐，作为保障措施，进一步提高真空维持泵组的使用寿命。

3、真空抽气泵组的数量为两个，形成一开一备，即可满足对投料前的单晶炉抽高真空的需求，降低设备投入，且提高设备利用率。各真空抽气泵组的进气口设置第二过滤罐，作为保障措施，进一步提高真空抽气泵组的使用寿命。

下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的连接示意图。

附图中，1为第一抽真空管路，2为第二抽真空管路，3为真空维持泵组，4为真空抽气泵组，5为真空缓冲腔，6为第一过滤罐，7为第二过滤罐，a为第一切断阀，b为第二切断阀，c为第三切断阀，d为第四切断阀。

具体实施方式

实施例一

参见图1，为一种单晶炉用组合式抽真空系统的具体实施例。单晶炉用组合式抽真空系统包括相互独立的第一抽真空管路1、第二抽真空管路2，以及三组真空维持泵组3、两组真空抽气泵组4，三组真空维持泵组通常是两组工作，一组备用，或者是一组工作，两组备用，也可根据实际需求，设计四组真空维持泵组，也是两组工作，两组备用，各真空维持泵组3的进气口设置第一过滤罐6，两组真空抽气泵组通常是一组工作、一组备用，各真空抽气泵组的进气口设置第二过滤罐7。所述第一抽真空管路1上设置真空缓冲腔5，本实施例中，第一抽真空管路1上连接有缓冲罐，形成真空缓冲腔5，当然，第一抽真空管路1也可通过扩径膨胀的方式形成真空缓冲腔5。所述真空维持泵组3由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵设置在前级泵的上游，前级泵可采用干泵，也可采用其他类型的抽真空泵，真空维持泵组的罗茨泵及前级泵功率均较大，大功率前级泵及大功率罗茨泵的转子与壳体的间隙更大，具有更高的颗粒物通过能力，真空抽气泵组由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵位于前级泵的上游，前级泵采用干泵，或者采用其他类型的抽真空泵，真空抽气泵组采用的罗茨泵及前级泵的功率均较小，小功率前级泵及小功能罗茨泵的转子与壳体的间隙小，精度高，当然，也可直接小功率的多级罗茨真空泵。三组真空维持泵组3的进气口并联在第一抽真空管路1上，位于真空缓冲腔5的下游，各真空维持泵组3和第一抽真空管路1之间分别设有第一切断阀a，通常的，第一切断阀采用自动切断阀。多个单晶炉分别通过第二切断阀b并联在第一抽真空管路1上，位于真空缓冲腔5的上游，通常的，第二切断阀同样采用自动切断阀。所述真空抽气泵组4的进气口并联在第二抽真空管路2上，各真空抽气泵组4和第二抽真空管路2之间分别设置第三切断阀c，多个单晶炉分别通过第四切断阀d并联在第二抽真空管路2上，第三切断阀、第四切断阀均采用自动切断阀。

本实用新型的工作原理为：

开启对应的真空抽气泵组、对应的第三切断阀、对应的第四切断阀，利用真空抽气泵组对对应的单晶炉进行抽真空，使压力达到20mTorr；在单晶炉中通入70-90SLM氩气，关闭对应的第三切断阀、第四切断阀，并开启对应的真空维持泵组、第一切断阀、第二切断阀，维持压力在7-9Torr，加入物料生长无错位单晶。

Claims (9)

1.一种单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：包括相互独立的第一抽真空管路(1)、第二抽真空管路(2)，以及至少两组真空维持泵组(3)、至少两组真空抽气泵组(4)，

所述第一抽真空管路(1)上设置真空缓冲腔(5)，

所述真空维持泵组(3)由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵设置在前级泵的上游，

至少两组真空维持泵组(3)的进气口并联在第一抽真空管路(1)上，位于真空缓冲腔(5)的下游，各真空维持泵组(3)和第一抽真空管路(1)之间分别设有第一切断阀(a)，

多个单晶炉分别通过第二切断阀(b)并联在第一抽真空管路(1)上，位于真空缓冲腔(5)的上游，

所述真空抽气泵组(4)的进气口并联在第二抽真空管路(2)上，各真空抽气泵组(4)和第二抽真空管路(2)之间分别设置第三切断阀(c)，多个单晶炉分别通过第四切断阀(d)并联在第二抽真空管路(2)上。

2.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述第一抽真空管路(1)上连接有缓冲罐，形成真空缓冲腔(5)。

3.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述第一抽真空管路(1)扩径膨胀形成真空缓冲腔(5)。

4.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述真空维持泵组(3)的数量为三个，各真空维持泵组(3)的进气口设置第一过滤罐(6)。

5.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述真空抽气泵组(4)由罗茨泵和前级泵串联构成，且罗茨泵位于前级泵的上游；或者，所述真空抽气泵组(4)为多级罗茨真空泵。

6.根据权利要求5所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述真空抽气泵组(4)的数量为两个，各真空抽气泵组的进气口设置第二过滤罐(7)。

7.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述第一切断阀(a)、第二切断阀(b)、第三切断阀(c)、第四切断阀(d)均为自动切断阀。

8.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述真空维持泵组(3)为粗真空泵组。

9.根据权利要求1所述的单晶炉用组合式抽真空系统，其特征在于：所述真空抽气泵组(4)为中真空泵组。

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