CN220597060U - 一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及多晶硅原材料加工领域，尤其涉及一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，包括第一石墨电极和第二石墨电极，第一石墨电极与菱形硅芯的底端插接，第二石墨电极的上表面开设有第一锥孔，第二石墨电极的下表面开设有第二锥孔，由第一锥孔将第二石墨电极与第一石墨电极插接，由第二锥孔将第二石墨电极与还原炉铜电极插接。上述石墨头使得菱形硅芯与还原炉铜电极之间可靠安装，保证硅芯具有足够支撑的同时，还保证了导电性，进一步降低了倒炉的风险，可显著缩短还原炉的反应时间，降低多晶硅的生产成本，提高多晶硅的纯度。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅原材料加工领域，尤其涉及一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头。
背景技术
由于光伏行业的快速发展，高纯多晶硅原材料的需求增长迅猛，目前国内外生产多晶硅原料的工艺大部分都是三氯氢硅氢还原法，即改良西门子法，改良西门子法或其他类似方法生产大直径多晶硅的主要设备是多晶硅还原炉，首先在多晶硅还原炉内将三根圆形或方形的硅芯搭接成倒U型，在细长的硅芯上通上电源，使硅芯加热发红，直至表面温度达到1050℃～1100℃，通入高纯的三氯氢硅和氢气，使其在高温下发生氢还原反应，使三氯氢硅中的硅分子堆积在硅芯上，使其直径不断地增大，通常，硅芯的直径在7mm～20mm，常见是圆形也可以是方型，最终通过氢还原反应使直径不断地增大到120mm～200mm，生产出高纯太阳能级6N或电子级11N的多晶硅原料棒，破碎后再利用CZ直拉单晶炉拉制成单晶棒，或使用多晶硅铸锭炉铸成多晶硅硅锭。
目前常见的硅芯形状为实心圆形或方形，圆形、方形属于易于切割的几何形状，但在截面积相等的情况下，菱形硅芯的周长要比圆硅芯和方硅芯的周长都要大，硅芯表面积更大有利于提高CVD反应效率，缩短还原时间，节约电能，且属于易于切割的几何形状，因此，菱形硅芯具有很大的优势。
对此，针对菱形硅芯，现有硅芯与多晶硅还原炉的搭接方式无法适用，对硅芯固定可靠性、接触导电性都存在影响，增加了倒炉风险，因此需要进行优化，满足多晶硅原料棒生产需要。
实用新型内容
基于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，以解决菱形硅芯组件与多晶硅还原炉的搭接问题。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其包括第一石墨电极和第二石墨电极，第一石墨电极与菱形硅芯的底端插接，第二石墨电极的上表面开设有第一锥孔，第二石墨电极的下表面开设有第二锥孔，由第一锥孔将第二石墨电极与第一石墨电极插接，由第二锥孔将第二石墨电极与还原炉铜电极插接。
可选地，菱形硅芯的底端凸起有圆锥插接部，第一石墨电极的上表面开设有台阶孔，圆锥插接部分别与台阶孔的不同内径的孔壁过盈配合。
可选地，第一石墨电极的上表面的边沿上凸起有导电支撑台阶，导电支撑台阶与菱形硅芯的底面接触导电。
可选地，第一石墨电极的下表面开设有与台阶孔连通的第一排气孔。
可选地，圆锥插接部的表面设置有螺旋纹。
可选地，第一石墨电极的底端与第一锥孔的孔底留有第一空隙，第二石墨电极的侧壁上开设有与第一空隙连通的第二排气孔。
可选地，还原炉铜电极的顶端与第二锥孔的孔底留有第二空隙，第二石墨电极内开设有将第一空隙与第二空隙连通的第三排气孔。
可选地，第一石墨电极的外表面呈锥形，并与第一锥孔过盈配合。
可选地，还原炉铜电极的外表面呈锥形，并与第二锥孔过盈配合。
综上，本实用新型的有益效果为，与现有硅芯组件相比，所述用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头使得菱形硅芯与还原炉铜电极之间可靠安装，保证硅芯具有足够支撑的同时，还保证了导电性，进一步降低了倒炉的风险，可显著缩短还原炉的反应时间，降低多晶硅的生产成本，提高多晶硅的纯度。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头的拆分示意图。
图中：
1、第一石墨电极；11、台阶孔；12、导电支撑台阶；13、第一排气孔；
2、第二石墨电极；21、第一锥孔；22、第二锥孔；23、第二排气孔；24、第三排气孔；
3、菱形硅芯；31、圆锥插接部；
4、还原炉铜电极。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，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。
在本实用新型的描述中，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”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征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。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
请参阅图1和图2所示，本优选实施例提供一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，包括第一石墨电极1和第二石墨电极2。
其中，第一石墨电极1与菱形硅芯3的底端插接，第二石墨电极2的上表面开设有第一锥孔21，第二石墨电极2的下表面开设有第二锥孔22，由第一锥孔21将第二石墨电极2与第一石墨电极1插接，由第二锥孔22将第二石墨电极2与还原炉铜电极4插接，从而提高新型菱形硅芯3与现有还原炉铜电极4的适配性。
此处的菱形硅芯3的底端凸起有圆锥插接部31，特别地，圆锥插接部31表面具有螺旋纹，以便菱形硅芯3通过螺旋纹拧进第一石墨电极1，第一石墨电极1的上表面开设有台阶孔11，圆锥插接部31通过螺旋纹分别与台阶孔11的不同内径的孔壁过盈配合，保证菱形硅芯3与第一石墨电极1紧密接触，保证可靠装配，且保证导电性。
进一步地，第一石墨电极1的上表面的边沿上凸起有导电支撑台阶12，导电支撑台阶12与菱形硅芯3的底面接触导电，在圆锥插接部31与台阶孔11接触导电的基础上，通过导电支撑台阶12为菱形硅芯3带来可靠机械支撑，使得硅芯固定得更牢固，进一步提高了导电性能，且减少了倒炉的风险。
特别地，第一石墨电极1的下表面开设有与台阶孔11连通的第一排气孔13，避免圆锥插接部31插入台阶孔11中形成密闭腔，保证装配准确性。
此处的第一石墨电极1的外表面优选呈锥形，并与第一锥孔21过盈配合，第一石墨电极1的底端与第一锥孔21的孔底留有第一空隙，第二石墨电极2的侧壁上开设有与第一空隙连通的第二排气孔23，避免第一石墨电极1插入第一锥孔21中形成密闭腔，保证装配准确性。
同理，此处的还原炉铜电极4的外表面优选呈锥形，并与第二锥孔22过盈配合，还原炉铜电极4的顶端与第二锥孔22的孔底留有第二空隙，第二石墨电极2内开设有将第一空隙与第二空隙连通的第三排气孔24，避免还原炉铜电极4插入第二锥孔22中形成密闭腔，保证装配准确性。
可见，上述用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头使得菱形硅芯与还原炉铜电极之间可靠安装，保证硅芯具有足够支撑的同时，还保证了导电性，进一步降低了倒炉的风险，可显著缩短还原炉的反应时间，降低多晶硅的生产成本，提高多晶硅的纯度。
以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，包括第一石墨电极(1)和第二石墨电极(2)，所述第一石墨电极(1)与菱形硅芯(3)的底端插接，所述第二石墨电极(2)的上表面开设有第一锥孔(21)，所述第二石墨电极(2)的下表面开设有第二锥孔(22)，由所述第一锥孔(21)将所述第二石墨电极(2)与所述第一石墨电极(1)插接，由所述第二锥孔(22)将所述第二石墨电极(2)与还原炉铜电极(4)插接。
2.根据权利要求1所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述菱形硅芯(3)的底端凸起有圆锥插接部(31)，所述第一石墨电极(1)的上表面开设有台阶孔(11)，所述圆锥插接部(31)分别与所述台阶孔(11)的不同内径的孔壁过盈配合。
3.根据权利要求2所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述第一石墨电极(1)的上表面的边沿上凸起有导电支撑台阶(12)，所述导电支撑台阶(12)与所述菱形硅芯(3)的底面接触导电。
4.根据权利要求2所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述第一石墨电极(1)的下表面开设有与所述台阶孔(11)连通的第一排气孔(13)。
5.根据权利要求2所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述圆锥插接部(31)的表面设置有螺旋纹。
6.根据权利要求1所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述第一石墨电极(1)的底端与所述第一锥孔(21)的孔底留有第一空隙，所述第二石墨电极(2)的侧壁上开设有与所述第一空隙连通的第二排气孔(23)。
7.根据权利要求6所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述还原炉铜电极(4)的顶端与所述第二锥孔(22)的孔底留有第二空隙，所述第二石墨电极(2)内开设有将所述第一空隙与所述第二空隙连通的第三排气孔(24)。
8.根据权利要求1所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述第一石墨电极(1)的外表面呈锥形，并与所述第一锥孔(21)过盈配合。
9.根据权利要求1所述的用于多晶硅还原炉菱形硅芯组件的石墨头，其特征在于，所述还原炉铜电极(4)的外表面呈锥形，并与所述第二锥孔(22)过盈配合。
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