CN218089891U - 一种单晶炉中副室的安装结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种单晶炉中副室的安装结构，涉及单晶炉技术领域，本申请中单晶炉中副室的安装结构包括光轴、用于与单晶炉机架相连接的立柱以及用于与副室相连接的副室连接架；光轴竖向设置且轴向滑动、周向限位的连接在立柱的一侧，立柱上设有能够带动光轴上下移动的第一驱动组件；副室连接架上固设有第一轴座，第一轴座可转动的套设在光轴上且光轴能够带动第一轴座上下移动；副室连接架上设置有驱动齿轮以及驱动驱动齿轮转动的第二驱动组件，光轴上固设有与驱动齿轮相啮合的从动齿轮。本申请中采用驱动齿轮与从动齿轮的啮合传动实现副室旋转，能够有效降低旋转卡滞现象，提高副室旋转的稳定性以及顺畅性，且其旋转动作和角度更加精准可靠。

Description

一种单晶炉中副室的安装结构

技术领域

本申请涉及单晶炉技术领域，尤其是涉及一种单晶炉中副室的安装结构。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中,用加热器将多晶硅等熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。单晶炉是半导体行业拉制单晶硅棒的主要设备。单晶炉的炉体通常包括副室、主室和下室。在拉晶过程中，多晶硅在主室中的石英坩埚中被高温熔化，通过引晶、转肩、等径、收尾、停炉等过程拉制出单晶硅棒。停炉一定时间后打开单晶炉副室的炉门，此时单晶硅棒的温度在300～500℃，温度比较高，人工难以取出，通常采用取晶装置把单晶硅棒从单晶炉的副室中取出。

此过程中需要副室能够自动升降以及旋转，传统的单晶炉副室安装结构中，通常采用曲柄连杆结构来实现副室的旋转，容易发生旋转卡滞现象。

实用新型内容

为了提高单晶炉中副室自动动作的稳定可靠性以及顺畅性，本申请提供一种单晶炉中副室的安装结构。

本申请提供的一种单晶炉中副室的安装结构采用如下的技术方案：

一种单晶炉中副室的安装结构,包括光轴、用于与单晶炉机架相连接的立柱以及用于与副室相连接的副室连接架；

所述光轴竖向设置且轴向滑动、周向限位的连接在所述立柱的一侧，所述立柱上设有能够带动所述光轴上下移动的第一驱动组件；

所述副室连接架上固设有第一轴座，所述第一轴座可转动的套设在所述光轴上且所述光轴能够带动所述第一轴座上下移动；

所述副室连接架上设置有驱动齿轮以及驱动所述驱动齿轮转动的第二驱动组件，所述光轴上固设有与所述驱动齿轮相啮合的从动齿轮。

通过采用上述技术方案，光轴在第一驱动组件的作用下带动整个副室连接架以及副室上下移动，驱动齿轮在第二驱动组件的驱动下转动，从动齿轮固定在光轴上，由于光轴与立柱周向限位，而立柱又与单晶炉机架固定连接，使得驱动齿轮转动时就会在反作用力下带动整个副室连接架以及副室绕着光轴转动，实现副室的旋转动作。本申请中采用驱动齿轮与从动齿轮的啮合传动实现副室旋转，相较之前传统的曲柄连杆驱动结构，使得驱动件所受径向力大大减小，延长了驱动件的使用寿命；且能够有效降低旋转卡滞现象，提高副室旋转的稳定性以及顺畅性，且其旋转动作和角度更加精准可靠。

可选的，所述立柱的侧面固设有第二轴座，所述光轴滑动插设在所述第二轴座中；所述立柱的侧面固设有沿立柱高度方向的直线导轨，所述光轴上固设有导向座且所述导向座滑动连接在所述直线导轨上。

通过采用上述技术方案，光轴能够在第二轴座中上下移动，通过导向座滑动连接在所述直线导轨，对光轴的升降移动起到导向和限位作用，提高第一驱动组件带动光轴上下移动的稳定可靠性，同时通过导向座与直线导轨的配合对光轴的周向自由度进行了限制，防止其转动。

可选的，所述立柱的下端侧面或靠近下端的侧面上固设有安装座，所述第一驱动组件包括设置在所述安装座上的第一驱动电机和升降机，所述第一驱动电机的输出轴通过所述升降机连接有竖向的丝杠，所述丝杠的上端与所述光轴的下端相连接，所述第一驱动电机能够带动所述丝杠在所述升降机中上下移动。

通过采用上述技术方案，第一驱动电机、升降机以及丝杠配合带动光轴上下移动，进而带动整个副室连接架以及副室上下移动，上述结构中第一驱动电机的输出轴可以横向设置，便于第一驱动电机的布局安装，同时通过丝杠传动提高了光轴位移的精准可靠性，而且能够实现自锁功能，保证光轴到达预定高度后保持位置不变。

作为替代方案，第一驱动组件也可以是伸缩气缸或液压缸，伸缩气缸或液压缸竖向设置直接带动光轴上下移动。

可选的，所述丝杠的上端螺接有升降螺母和安全螺母，所述安全螺母位于所述升降螺母的下方。

通过采用上述技术方案，升降螺母可以将丝杠与光轴锁紧，安全螺母能够抵紧升降螺母，防止升降螺母松动。安全螺母在升降螺母失效时受力提供安全保护。

可选的，所述第二驱动组件设置在所述副室连接架高度方向上的中部位置；所述第二驱动组件包括固设在所述副室连接架上的第二驱动电机以及减速器，所述第二驱动电机的输出轴连接在所述减速器的输入端，所述驱动齿轮连接在所述减速器的输出端。

通过采用上述技术方案，第二驱动电机和减速器固定在副室连接架高度方向上的中部位置，相比传统的副室连接架顶部连接驱动结构，本申请中的副室连接架受力情况得到了极大的改善，副室连接架形变减小，副室旋转所需驱动力减小，进一步的避免旋转卡滞现象的发生。本申请中减速器可以为蜗杆减速器，第二驱动电机通过减速器以及齿轮啮合传动，第二驱动电机以及减速器所受的径向力大大减小，延长了第二驱动电机和减速器的使用寿命。

作为替代方案，第二驱动组件也可以是旋转液压缸，旋转液压缸带动驱动齿轮转动。

可选的，所述第一轴座的数量为多个且沿所述光轴的轴线方向间隔设置，所述第二轴座的数量也为多个且与所述第一轴座一一对应设置，所述第一轴座和第二轴座依次交替设置且所述第一轴座位于对应的第二轴座上方。

第一轴座和第二轴座的数量可以是两个、三个、四个或五个，通过采用上述技术方案，第一轴座能够将副室连接架的连接点受力分散，并提高其稳定性，第二轴座多点间隔对光轴进行限位和导向，进一步的提高其轴向移动的平稳可靠性。

可选的，所述光轴上固设有至少一个抱块，所述抱块与至少一个所述第一轴座对应设置，所述抱块位于对应的第一轴座下方，所述抱块的上侧与对应的第一轴座下侧之间设置有推力轴承。

通过采用上述技术方案，抱块与第一轴座形成轴向限位，光轴向上移动时，能够通过抱块带动第一轴座以及副室连接架向上移动；光轴向下移动时，副室连接架以及副室在自身重力作用下也会跟着向下运动；第二驱动组件带着副室连接架以及副室绕着光轴转动时，第一轴座与抱块之间通过推力轴承滚动摩擦，减少磨损和卡滞，运行更加平稳，且能够提高第一轴座和抱块的使用寿命。

可选的，所述第一轴座内以及所述第二轴座内均设有滑动轴承。

通过采用上述技术方案，光轴在第一轴座内轴向移动时，以及第二轴座与光轴相对转动时，通过滑动轴承实现滚动摩擦，减少磨损和卡滞，运行更加平稳。

可选的，所述光轴上、从动齿轮上或抱块上设有安装支架，所述安装支架上固设有接近开关，所述副室连接架绕所述光轴转动时，所述第一轴座或所述副室连接架能够与所述接近开关相抵靠。

通过采用上述技术方案，实现机械接触定位，实现副室连接架旋转的自动定位，从而提高副室旋转的可靠性和安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中采用驱动齿轮与从动齿轮的啮合传动实现副室旋转，相较之前传统的曲柄连杆驱动结构，使得驱动件所受径向力大大减小，延长了驱动件的使用寿命；且能够有效降低旋转卡滞现象，提高副室旋转的稳定性以及顺畅性，且其旋转动作和角度更加精准可靠。

2.本申请中第二驱动电机和减速器固定在副室连接架高度方向上的中部位置，相比传统的副室连接架顶部连接驱动结构，本申请中的副室连接架受力情况得到了极大的改善，副室连接架形变减小，副室旋转所需驱动力减小，进一步的避免旋转卡滞现象的发生。

3.本申请中第一轴座能够将副室连接架的连接点受力分散，并提高其稳定性，第二轴座多点间隔对光轴进行限位和导向，进一步的提高其轴向移动的平稳可靠性。

4.本申请中在第一轴座与抱块之间通过推力轴承滚动摩擦，减少磨损和卡滞，在第一轴座、第二轴座内通过安装滑动轴承实现滚动摩擦，减少磨损和卡滞，运行更加平稳。

附图说明

图1是本安装结构第一视角的立体结构示意图。

图2是本安装结构第二视角的立体结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大结构示意图。

图中，1、光轴；2、立柱；3、副室连接架；4、第一驱动组件；41、第一驱动电机；42、升降机；43、丝杠；44、升降螺母；45、安全螺母；5、第一轴座；6、第二驱动组件；61、第二驱动电机；62、减速器；7、驱动齿轮；8、从动齿轮；9、第二轴座；10、直线导轨；11、导向座；12、安装座；13、抱块；14、推力轴承；15、安装支架；16、接近开关。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3，对本申请作进一步详细说明。

需要说明的是，本申请中的术语“轴向”、“横向”、“上”、“下”、 “竖直”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是其安装使用状态时的位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1和图2，一种单晶炉中副室的安装结构包括光轴1、用于与单晶炉机架相连接的立柱2以及用于与副室相连接的副室连接架3；光轴1竖向设置且轴向滑动、周向限位的连接在立柱2的一侧，立柱2上设有能够带动光轴1上下移动的第一驱动组件4；副室连接架3上固设有第一轴座5，第一轴座5可转动的套设在光轴1上且光轴1能够带动第一轴座5上下移动；副室连接架3上设置有驱动齿轮7以及驱动驱动齿轮7转动的第二驱动组件6，光轴1上固设有与驱动齿轮7相啮合的从动齿轮8。

参照图1，立柱2的侧面固设有第二轴座9，光轴1滑动插设在第二轴座9中；立柱2的侧面固设有沿立柱2高度方向的直线导轨10，光轴1上固设有导向座11且导向座11滑动连接在直线导轨10上。光轴1能够在第二轴座9中上下移动，通过导向座11滑动连接在直线导轨10，对光轴1的升降移动起到导向和限位作用，提高第一驱动组件4带动光轴1上下移动的稳定可靠性，同时通过导向座11与直线导轨10的配合对光轴1的周向自由度进行了限制，防止其转动。

本申请中第一轴座5的数量为多个且沿光轴1的轴线方向间隔设置，第二轴座9的数量也为多个且与第一轴座5一一对应设置，第一轴座5和第二轴座9依次交替设置且第一轴座5位于对应的第二轴座9上方。第一轴座5和第二轴座9的数量可以是两个、三个、四个或五个，第一轴座5能够将副室连接架3的连接点受力分散，并提高其稳定性，第二轴座9多点间隔对光轴1进行限位和导向，进一步的提高其轴向移动的平稳可靠性。光轴1上固设有至少一个抱块13，抱块13与至少一个第一轴座5对应设置，抱块13位于对应的第一轴座5下方，抱块13的上侧与对应的第一轴座5下侧之间设置有推力轴承14。抱块13与第一轴座5形成轴向限位，光轴1向上移动时，能够通过抱块13带动第一轴座5以及副室连接架3向上移动；光轴1向下移动时，副室连接架3以及副室在自身重力作用下也会跟着向下运动；第二驱动组件6带着副室连接架3以及副室绕着光轴1转动时，第一轴座5与抱块13之间通过推力轴承14滚动摩擦，减少磨损和卡滞，运行更加平稳，且能够提高第一轴座5和抱块13的使用寿命。

作为替代方案，第一驱动组件4也可以是伸缩气缸或液压缸，伸缩气缸或液压缸竖向设置直接带动光轴1上下移动。

参照图2和图3，第二驱动组件6设置在副室连接架3高度方向上的中部位置；第二驱动组件6包括固设在副室连接架3上的第二驱动电机61以及减速器62，第二驱动电机61的输出轴连接在减速器62的输入端，驱动齿轮7连接在减速器62的输出端。第二驱动电机61和减速器62固定在副室连接架3高度方向上的中部位置，相比传统的副室连接架3顶部连接驱动结构，本申请中的副室连接架3受力情况得到了极大的改善，副室连接架3形变减小，副室旋转所需驱动力减小，进一步的避免旋转卡滞现象的发生。本申请中减速器62可以为蜗杆减速器62，第二驱动电机61通过减速器62以及齿轮啮合传动，第二驱动电机61以及减速器62所受的径向力大大减小，延长了第二驱动电机61和减速器62的使用寿命。作为替代方案，第二驱动组件6也可以是旋转液压缸，旋转液压缸带动驱动齿轮7转动。

进一步的，光轴1上、从动齿轮8上或抱块13上设有安装支架15，参照图3，本实施例对应的附图3中安装支架15安装在从动齿轮8上，安装支架15上固设有接近开关16，副室连接架3绕光轴1转动时，第一轴座5或副室连接架3能够与接近开关16相抵靠，实现机械接触定位，实现副室连接架3旋转的自动定位，从而提高副室旋转的可靠性和安全性。

其实施原理如下：光轴1在第一驱动组件4的作用下带动整个副室连接架3以及副室上下移动，驱动齿轮7在第二驱动组件6的驱动下转动，从动齿轮8固定在光轴1上，由于光轴1与立柱2周向限位，而立柱2又与单晶炉机架固定连接，使得驱动齿轮7转动时就会在反作用力下带动整个副室连接架3以及副室绕着光轴1转动，实现副室的旋转动作。本申请中采用驱动齿轮7与从动齿轮8的啮合传动实现副室旋转，相较之前传统的曲柄连杆驱动结构，使得驱动件所受径向力大大减小，延长了驱动件的使用寿命；且能够有效降低旋转卡滞现象，提高副室旋转的稳定性以及顺畅性，且其旋转动作和角度更加精准可靠。

参照图1和图2，立柱2的下端侧面或靠近下端的侧面上固设有安装座12，第一驱动组件4包括设置在安装座12上的第一驱动电机41和升降机42，第一驱动电机41的输出轴通过升降机42连接有竖向的丝杠43，丝杠43的上端与光轴1的下端相连接，第一驱动电机41能够带动丝杠43在升降机42中上下移动；丝杠43的上端螺接有升降螺母44和安全螺母45，安全螺母45位于升降螺母44的下方。第一驱动电机41、升降机42以及丝杠43配合带动光轴1上下移动，进而带动整个副室连接架3以及副室上下移动，上述结构中第一驱动电机41的输出轴可以横向设置，便于第一驱动电机41的布局安装，同时通过丝杠43传动提高了光轴1位移的精准可靠性，而且能够实现自锁功能，保证光轴1到达预定高度后保持位置不变。升降螺母44可以将丝杠43与光轴1锁紧，安全螺母45能够抵紧升降螺母44，防止升降螺母44松动。安全螺母45在升降螺母44失效时受力提供安全保护。

本申请中第一轴座5内以及第二轴座9内均设有滑动轴承；光轴1在第一轴座5内轴向移动时，以及第二轴座9与光轴1相对转动时，通过滑动轴承实现滚动摩擦，减少磨损和卡滞，运行更加平稳。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单晶炉中副室的安装结构,包括光轴(1)、用于与单晶炉机架相连接的立柱(2)以及用于与副室相连接的副室连接架(3)；

所述光轴(1)竖向设置且轴向滑动、周向限位的连接在所述立柱(2)的一侧，所述立柱(2)上设有能够带动所述光轴(1)上下移动的第一驱动组件(4)；

其特征在于，所述副室连接架(3)上固设有第一轴座(5)，所述第一轴座(5)可转动的套设在所述光轴(1)上且所述光轴(1)能够带动所述第一轴座(5)上下移动；

所述副室连接架(3)上设置有驱动齿轮(7)以及驱动所述驱动齿轮(7)转动的第二驱动组件(6)，所述光轴(1)上固设有与所述驱动齿轮(7)相啮合的从动齿轮(8)。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述立柱(2)的侧面固设有第二轴座(9)，所述光轴(1)滑动插设在所述第二轴座(9)中；所述立柱(2)的侧面固设有沿立柱(2)高度方向的直线导轨(10)，所述光轴(1)上固设有导向座(11)且所述导向座(11)滑动连接在所述直线导轨(10)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述立柱(2)的下端侧面或靠近下端的侧面上固设有安装座(12)，所述第一驱动组件(4)包括设置在所述安装座(12)上的第一驱动电机(41)和升降机(42)，所述第一驱动电机(41)的输出轴通过所述升降机(42)连接有竖向的丝杠(43)，所述丝杠(43)的上端与所述光轴(1)的下端相连接，所述第一驱动电机(41)能够带动所述丝杠(43)在所述升降机(42)中上下移动。

4.根据权利要求3所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述丝杠(43)的上端螺接有升降螺母(44)和安全螺母(45)，所述安全螺母(45)位于所述升降螺母(44)的下方。

5.根据权利要求1或2所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述第二驱动组件(6)设置在所述副室连接架(3)高度方向上的中部位置；

所述第二驱动组件(6)包括固设在所述副室连接架(3)上的第二驱动电机(61)以及减速器(62)，所述第二驱动电机(61)的输出轴连接在所述减速器(62)的输入端，所述驱动齿轮(7)连接在所述减速器(62)的输出端。

6.根据权利要求2所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述第一轴座(5)的数量为多个且沿所述光轴(1)的轴线方向间隔设置，所述第二轴座(9)的数量也为多个且与所述第一轴座(5)一一对应设置，所述第一轴座(5)和第二轴座(9)依次交替设置且所述第一轴座(5)位于对应的第二轴座(9)上方。

7.根据权利要求1或2所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述光轴(1)上固设有至少一个抱块(13)，所述抱块(13)与至少一个所述第一轴座(5)对应设置，所述抱块(13)位于对应的第一轴座(5)下方，所述抱块(13)的上侧与对应的第一轴座(5)下侧之间设置有推力轴承(14)。

8.根据权利要求2或6所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述第一轴座(5)内以及所述第二轴座(9)内均设有滑动轴承。

9.根据权利要求7所述的一种单晶炉中副室的安装结构，其特征在于，所述光轴(1)上、从动齿轮(8)上或抱块(13)上设有安装支架(15)，所述安装支架(15)上固设有接近开关(16)，所述副室连接架(3)绕所述光轴(1)转动时，所述第一轴座(5)或所述副室连接架(3)能够与所述接近开关(16)相抵靠。

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