CN220371244U - 一种多晶硅棒料破碎用上料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及破碎上料技术领域，提供一种多晶硅棒料破碎用上料装置，包括横移机构、纵移机构、翻转机构，三者依次连接；旋转机构，设于地面且位于横移机构远离破碎机的一端侧面；其中，旋转机构具有至少两个可在水平面内转动、用于放置硅棒的托料盘；当其中一个托料盘转动至翻转机构上方时，翻转机构分别通过纵移机构和横移机构的驱动可提起该托料盘至破碎机的入料口，并通过翻转该托料盘以倒出硅棒。通过以上四个机构的分工协作，可实现托料盘的转移、升降、平移及翻转等动作以完成硅棒的上料，而且仅需一名操作人员在地面即可对托料盘进行重复装料，不用爬至高处作业，极大地降低了上料过程的安全风险。

Description

一种多晶硅棒料破碎用上料装置

技术领域

本实用新型涉及破碎上料技术领域，具体涉及一种多晶硅棒料破碎用上料装置。

背景技术

多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。

目前，生产出来的多晶硅棒料（长度～3200mm、直径160～180mm）需要投入破碎机破碎成要求粒径（比如8mm左右）的硅料才能销售给下游厂家。现有破碎机的入料口设于一2m左右高的平台上，上料时需要将多晶硅棒料提升至该高度，其具体上料方式是：装有多晶硅棒料的小车放至平台所处地面的前方，先利用堆高车将含料小车举升放至液压举升机上，再通过液压举升机举升至平台平面放置，之后两名操作人员通过爬梯上到平台进行手动投料；或者直接利用堆高车将含料小车举升至平台平面放置，之后两名操作人员爬上平台对破碎机进行手动投料。

以上将含料小车一同举升和人工手动投料的上料方式在实际操作过程中会出现如下问题：

1、液压举升机在举升过程中发生故障时，会出现举升至中途时下滑伤人的安全问题。

2、上料举升方式需用到液压车辆及液压设备，如出现漏油会污染操作环境和产品。

3、整体近约3吨重的含料小车平放于平台时，平台强度要求大，对地面的土建基础要求也高。

4、人工手动投料频率难以把控，存在时多时少、均匀度不合理的问题，对产品质量和产品收益有影响，而且两名操作人员站在2m左右高的平台上投料，易出现摔伤事故。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种多晶硅棒料破碎用上料装置，以解决现有将含料小车一同举升和人工站在平台上进行手动投料的上料方式存在安全、漏油及均匀度不合理的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种多晶硅棒料破碎用上料装置，包括：

横移机构，设于破碎机上料平台侧旁下方的地面；

纵移机构，连接于所述横移机构，其在后者驱动下可水平移动；

翻转机构，连接于所述纵移机构，其在后者驱动下可垂直移动；及

旋转机构，设于地面且位于所述横移机构远离所述破碎机的一端侧面；

其中，所述旋转机构具有至少两个可在水平面内转动、用于放置硅棒的托料盘；当其中一个所述的托料盘转动至所述翻转机构上方时，所述翻转机构分别通过所述纵移机构和横移机构的驱动可提起该托料盘至所述破碎机的入料口，并通过翻转该托料盘以倒出硅棒。

在本申请公开的一个实施例中，所述托料盘设有一对第一柱套，所述旋转机构顶部转动设有带第一柱销的托台，所述托料盘通过所述第一柱套套在所述第一柱销上而活动支撑于所述托台；

所述托料盘还设有一对与所述第一柱套并列布置的第二柱套，所述翻转机构设有带第二柱销、可翻转的托板；在所述翻转机构上升时，所述第二柱销可从下方插入所述第二柱套以提起所述托料盘而使其脱离所述托台。

在本申请公开的一个实施例中，每个放满硅棒的托料盘总重为120±5kg。

在本申请公开的一个实施例中，所述托料盘的入口设有倾斜板，以方便硅棒的放入和倒出。

在本申请公开的一个实施例中，所述倾斜板两端的托料盘外侧壁设有一对中空的梯形把手；

所述梯形把手在不使用时通过转动可收起并贴合在所述托料盘外侧壁上。

在本申请公开的一个实施例中，所述旋转机构包括安装有旋转伺服电机且固定于地面的支架，所述托台与所述旋转伺服电机的工作端相连接；

所述托台离地面0.9m高、其上设有四对圆周均匀分布的第一柱销，与之对应地，所述托料盘设有四个。

在本申请公开的一个实施例中，所述支架设有以钢管弯制的防护挡圈；

所述防护挡圈位于所述托台外围以防止操作人员被转动的托料盘碰伤。

在本申请公开的一个实施例中，所述翻转机构包括与所述纵移机构滑动连接的翻转伺服电机；

所述托板与所述翻转伺服电机的工作端相连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述纵移机构包括纵移基座、纵移伺服电机及具有一对纵向导轨的纵向机架；

所述翻转伺服电机通过所述纵移基座与所述纵向导轨滑动连接；

所述纵移伺服电机固定安装于所述纵向机架、其工作端与所述纵移基座相传动连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述横移机构包括横移基座、横移伺服电机及具有一对横向导轨的横向机架；

所述纵向机架通过所述横移基座与所述横向导轨滑动连接；

所述横移伺服电机固定安装于所述横移基座、其工作端与所述横向机架相传动连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过以上四个机构的分工协作，可实现托料盘的转移、升降、平移及翻转等动作以完成硅棒的上料，而且仅需一名操作人员在地面即可对托料盘进行重复装料，不用爬至高处作业，极大地降低了上料过程的安全风险。

2、以重120kg左右的托料盘替代原整体近约3吨重的含料小车，可降低四个机构的运行负载和上料平台的强度，从而降低能源消耗和减小投资，同时只举升含料的托料盘，消除了举升中途下滑伤人的安全问题，进一步降低了上料过程的安全风险。

3、四个托料盘构成四个装料工位，旋转伺服电机驱动托台每次在水平面内延时一定时间（比如35s）后转动90°以实现各工位的切换，从而有效保证硅棒的持续上料。

4、设置的纵移机构和横移机构相互配合，以伺服驱动的方式实现翻转机构（托料盘）的垂直和水平移动，无液压驱动部件，因此不存在因漏油而污染操作环境和产品的问题，同时旋转机构以定时定角度的时序方式控制托料盘转动，使得投料均匀可控而避免出现超负荷运行引起故障，能够有效提高产品质量和增加产品收益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本实用新型的主视结构示意图；

图2为图1中局部A放大结构示意图；

图3为本实用新型的俯视结构示意图；

图4为托料盘的俯视结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

参见图1～图4所示，本实用新型提供了一种多晶硅棒料破碎用上料装置，包括：

横移机构100，设于破碎机上料平台（图中未示出）侧旁下方的地面；

纵移机构200，连接于横移机构100，其在后者驱动下可水平移动；

翻转机构300，连接于纵移机构200，其在后者驱动下可垂直移动；及

旋转机构400，设于地面且位于横移机构100远离破碎机的一端侧面；

其中，旋转机构400具有至少两个可在水平面内转动、用于放置硅棒的托料盘410；当其中一个托料盘410转动至翻转机构300上方时，翻转机构300分别通过纵移机构200和横移机构100的驱动可提起该托料盘410至破碎机的入料口，并通过翻转该托料盘410以倒出硅棒。

具体地，托料盘410设有一对第一柱套411，旋转机构400顶部转动设有带第一柱销421的托台420，托料盘410通过第一柱套411套在第一柱销421上而活动支撑于托台420；托料盘410还设有一对与第一柱套411并列布置的第二柱套412，翻转机构300设有带第二柱销311、可翻转的托板310；在翻转机构300上升时，第二柱销311可从下方插入第二柱套412以提起托料盘410而使其脱离托台420。

操作时，利用AGV料车（图中未示出）将多晶硅棒料自动转运至旋转机构400附近，然后人工用手锤将多晶硅棒料打断至多段长～450mm的短硅棒并按序将其放置于托料盘410（每个托料盘410大约可放3段短硅棒）内，之后旋转机构400启动，带着托台420转动，使得其中一个托料盘410转动至翻转机构300上方，旋转机构400停止、纵移机构200启动，带着翻转机构300上升，使得第二柱销311从下方插入第二柱套412，将托料盘410从托台420上提起，此时第一柱套411脱离第一柱销421，接着横移机构100启动并与纵移机构200配合将托料盘410移动至破碎机的入料口处，同时翻转机构300启动，带着托板310翻转，使得托料盘410向入料口倾斜，从而倒出硅棒以完成首次上料，最后翻转机构300、横移机构100及纵移机构200依次反向动作实现复位，使得托料盘410重新转移至托台420，此时旋转机构400重新启动，带着托台420转过一定角度，移走空置的托料盘410的同时将放置有硅棒的另一个托料盘410调换至翻转机构300上方，人工再将其余短硅棒装入空置的托料盘410内，之后重复上述操作过程以完成后续上料。以上循环动作可以自动模式运行，也可以手动模式运行。即是说，通过以上四个机构的分工协作，可实现托料盘410的转移、升降、平移及翻转等动作以完成硅棒的上料，而且仅需一名操作人员在地面即可对托料盘410进行重复装料，不用爬至高处作业，极大地降低了上料过程的安全风险。

在本实施例中，每个放满硅棒的托料盘410总重为120±5kg。即是说，以重120kg左右的托料盘410替代原整体近约3吨重的含料小车，可降低四个机构的运行负载和上料平台的强度，从而降低能源消耗和减小投资，同时只举升含料的托料盘410，消除了举升中途下滑伤人的安全问题，进一步降低了上料过程的安全风险。

参见图2和图4所示，托料盘410的入口设有倾斜板413，以方便硅棒的放入和倒出。

为了便于托料盘410的人工取拿，倾斜板413两端的托料盘410外侧壁设有一对中空的梯形把手414，梯形把手414在不使用时通过转动可收起并贴合在托料盘410外侧壁上。

旋转机构400包括安装有旋转伺服电机430且固定于地面的支架440，托台420与旋转伺服电机430的工作端相连接；托台420离地面0.9m高、其上设有四对圆周均匀分布的第一柱销421，与之对应地，托料盘410设有四个。四个托料盘410构成四个装料工位，旋转伺服电机430驱动托台420每次在水平面内延时一定时间（比如35s）后转动90°以实现各工位的切换，从而有效保证硅棒的持续上料。

为了提高人工往托料盘410里装料时安全性，支架440设有以钢管弯制的防护挡圈441，防护挡圈441位于托台420外围以防止操作人员被转动的托料盘410碰伤。

翻转机构300包括与纵移机构200滑动连接的翻转伺服电机320，托板310与翻转伺服电机320的工作端相连接。翻转伺服电机320启动时，带着托板310翻转，使得托料盘410向破碎机的入料口倾斜一定角度（比如45°），从而将硅棒全部倒出以完成上料。

纵移机构200包括纵移基座210、纵移伺服电机220及具有一对纵向导轨231的纵向机架230，翻转伺服电机320通过纵移基座210与纵向导轨231滑动连接，纵移伺服电机220固定安装于纵向机架230、其工作端与纵移基座210相传动连接。具体地，纵移伺服电机220水平安装纵向机架230顶端、其工作端通过链轮链条传动副与纵移基座210相连接；纵移伺服电机220启动，带着链轮221转动，通过链条带动纵移基座210沿纵向导轨231垂直上下滑动，从而实现翻转机构300（托料盘410）的垂直移动。

横移机构100包括横移基座110、横移伺服电机120及具有一对横向导轨131的横向机架130，纵向机架230通过横移基座110与横向导轨131滑动连接，横移伺服电机120固定安装于横移基座110、其工作端与横向机架130相传动连接。具体地，横移伺服电机120竖直安装于横移基座110上方、其工作端向下穿过横移基座110后通过齿轮齿条传动副与横向机架130相连接，齿条132与横向导轨131平行且固定安装于横向导轨131之间的横向机架130；横移伺服电机120启动，带着齿轮在齿条132上滚动，从而带动横移基座110沿横向导轨131左右滑动，进而实现翻转机构300（托料盘410）的水平移动。

上述纵移机构200和横移机构100相互配合，以伺服驱动的方式实现翻转机构300（托料盘410）的垂直和水平移动，无液压驱动部件，因此不存在因漏油而污染操作环境和产品的问题，同时旋转机构400以定时定角度的时序方式控制托料盘410转动，使得投料均匀可控而避免出现超负荷运行引起故障，能够有效提高产品质量和增加产品收益。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于，包括：

横移机构，设于破碎机上料平台侧旁下方的地面；

纵移机构，连接于所述横移机构，其在后者驱动下可水平移动；

翻转机构，连接于所述纵移机构，其在后者驱动下可垂直移动；及

旋转机构，设于地面且位于所述横移机构远离所述破碎机的一端侧面；

其中，所述旋转机构具有至少两个可在水平面内转动、用于放置硅棒的托料盘；当其中一个所述的托料盘转动至所述翻转机构上方时，所述翻转机构分别通过所述纵移机构和横移机构的驱动可提起该托料盘至所述破碎机的入料口，并通过翻转该托料盘以倒出硅棒。

2.根据权利要求1所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述托料盘设有一对第一柱套，所述旋转机构顶部转动设有带第一柱销的托台，所述托料盘通过所述第一柱套套在所述第一柱销上而活动支撑于所述托台；

所述托料盘还设有一对与所述第一柱套并列布置的第二柱套，所述翻转机构设有带第二柱销、可翻转的托板；在所述翻转机构上升时，所述第二柱销可从下方插入所述第二柱套以提起所述托料盘而使其脱离所述托台。

3.根据权利要求2所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于，每个放满硅棒的托料盘总重为120±5kg。

4.根据权利要求3所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于，所述托料盘的入口设有倾斜板，以方便硅棒的放入和倒出。

5.根据权利要求4所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述倾斜板两端的托料盘外侧壁设有一对中空的梯形把手；

所述梯形把手在不使用时通过转动可收起并贴合在所述托料盘外侧壁上。

6.根据权利要求2～5中任意一项所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述旋转机构包括安装有旋转伺服电机且固定于地面的支架，所述托台与所述旋转伺服电机的工作端相连接；

所述托台离地面0.9m高、其上设有四对圆周均匀分布的第一柱销，与之对应地，所述托料盘设有四个。

7.根据权利要求6所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述支架设有以钢管弯制的防护挡圈；

所述防护挡圈位于所述托台外围以防止操作人员被转动的托料盘碰伤。

8.根据权利要求2或7所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述翻转机构包括与所述纵移机构滑动连接的翻转伺服电机；

所述托板与所述翻转伺服电机的工作端相连接。

9.根据权利要求8所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述纵移机构包括纵移基座、纵移伺服电机及具有一对纵向导轨的纵向机架；

所述翻转伺服电机通过所述纵移基座与所述纵向导轨滑动连接；

所述纵移伺服电机固定安装于所述纵向机架、其工作端与所述纵移基座相传动连接。

10.根据权利要求9所述的多晶硅棒料破碎用上料装置，其特征在于：

所述横移机构包括横移基座、横移伺服电机及具有一对横向导轨的横向机架；

所述纵向机架通过所述横移基座与所述横向导轨滑动连接；

所述横移伺服电机固定安装于所述横移基座、其工作端与所述横向机架相传动连接。