TWI806530B - 單晶爐 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種單晶爐，包括主爐體（10）、副爐體（20）、爐蓋（30）及驅動組件（40），副爐體（20）上設有第一連接件（21），爐蓋（30）上設有第二連接件（31），驅動組件（40）能夠驅動第一連接件（21）或者第二連接件（31）運動，以使第一連接件（21）和第二連接件（31）配合，並將副爐體（20）與爐蓋（30）連接爲一整體。

Description

單晶爐

本發明屬於單晶爐生產相關技術領域，特別是關於一種單晶爐。

單晶爐是一種在惰性氣體環境中，用石墨加熱器將多晶矽等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。其中，單晶爐一般分爲主爐體和副爐體，晶矽原料在主爐體內加熱，並在副爐體內透過直拉法形成成型矽晶，在副爐體內成型結束後，需要將副爐體與從單晶爐上分離，副爐體會被轉移到其他設備上進行後續加工。

如圖1所示，現有的單晶爐需要在副爐體和爐蓋上分別安裝一個托架，並分別給副爐體和爐蓋配備一個旋轉提升機構，使得現有單晶爐的結構複雜，成本高。並且，現有的單晶爐在工作時，副爐體必須升高一定高度後才能提起爐蓋，當副爐體提升一定行程時，爐蓋的提升行程也會受到限制，使得爐蓋無法達到和副爐體一樣的行程，爲了保證爐蓋有足夠的提升行程，必須將單晶爐的設備做的更高，這樣會造成設備的穩定性變差。

有鑒於此，有必要提供一種用於解決上述技術問題的單晶爐。

一種單晶爐，包括主爐體、副爐體、及爐蓋，所述爐蓋可拆卸地安裝於所述主爐體與所述副爐體之間； 所述單晶爐還包括驅動組件，所述副爐體上設有第一連接件，所述爐蓋上設有第二連接件，所述驅動組件透過驅動所述第一連接件或者所述第二連接件，以使所述第一連接件和所述第二連接件配合，並將所述副爐體與所述爐蓋連接爲一整體。

可以理解的是，透過上述第一連接件、第二連接件和驅動組件的結構設置，使得該單晶爐能夠根據使用的需求，用驅動組件自動控制第一連接件與第二連接件配合，使得副爐體能夠與爐蓋連接爲一整體，這樣副爐體能夠根據需求選擇性地帶動爐蓋同時升降，進而使得該單晶爐僅需副爐體上的一個托架即可實現對副爐體或者副爐體和爐蓋同時升降的驅動，具有簡化結構，降低成本的作用；同時，副爐體能夠與爐蓋同時提升，以此確保副爐體與爐蓋的提升行程一致，進而具有降低該單晶爐的設備高度，提高單晶爐工作穩定性的作用。

在其中一個實施例中，所述第一連接件設置爲掛鈎，所述掛鈎轉動地安裝於所述副爐體上；及，所述第二連接件設置爲錨板，且所述掛鈎能夠朝所述錨板的方向轉動，並鈎住所述錨板。

可以理解的是，透過上述掛鈎與錨板的結構設置，以此具體實現該第一連接件和第二連接件的一個實施例。

在其中一個實施例中，所述掛鈎上設有斜凸板，所述錨板上開設有限位凹槽，所述掛鈎能夠帶動所述斜凸板伸入至所述限位凹槽內，並抵靠在所述限位凹槽的槽底上。

可以理解的是，透過上述斜凸板與限位凹槽的結構設置，使得掛鈎能夠透過斜凸板與錨板配合，以此確保掛鈎與錨板配合時的連接穩定性。

在其中一個實施例中，所述掛鈎的數量爲多個，多個所述掛鈎間隔地分布於所述副爐體上。

可以理解的是，透過上述多個掛鈎的結構設置，以此具體實現該掛鈎在副爐體上數量及位置的設置，具有進一步確保掛鈎與錨板配合時連接穩定性的作用。

在其中一個實施例中，所述驅動組件設置爲驅動電機，所述驅動電機能夠驅動所述掛鈎做相對於所述副爐體的旋轉運動。

可以理解的是，將驅動組件設置爲驅動電機，以此具體實現該驅動組件的一個實施例，並實現對掛鈎轉動的自動控制。

在其中一個實施例中，所述第一連接件設置爲圓盤，所述圓盤轉動地安裝於所述副爐體上，其中所述圓盤上開設有異形孔；及，所述第二連接件設置爲異形卡扣，所述異形卡扣匹配於所述異形孔設置，且所述異形卡扣能夠沿所述異形孔的孔壁在所述異形孔內轉動，以選擇性地與所述圓盤軸向限位。

可以理解的是，透過上述圓盤和異形卡扣的結構設置，以此具體實現該第一連接件和第二連接件的另一個實施例。

在其中一個實施例中，所述異形孔包括小孔段和大孔段，所述異形卡扣貫穿所述異形孔設置，其中所述異形卡扣伸出所述異形孔的部分的外徑，大於所述小孔段的孔徑，小於所述大孔段的孔徑。

可以理解的是，透過上述的結構設置，以此具體實現該異形卡扣與圓盤選擇性軸向限位的實施例。

在其中一個實施例中，所述驅動組件包括電機、驅動齒、及弧形齒板，所述弧形齒板安裝於所述圓盤的盤面上，並與所述驅動齒嚙齒配合，以使所述電機能夠透過所述驅動齒與所述弧形齒板之間的嚙齒配合驅動所述圓盤做相對於所述副爐體的轉動。

可以理解的是，透過上述電機、驅動齒和弧形齒板的結構設置，以此具體實現該驅動組件的另一個實施例。

在其中一個實施例中，所述單晶爐還包括平衡滑輪，所述平衡滑輪與所述弧形齒板對稱地分居於所述圓盤上，並與所述圓盤抵接配合。

可以理解的是，透過上述平衡滑輪的結構設置，使得該單晶爐工作時，能夠用平衡滑輪來平衡圓盤轉動時受到弧形齒板的徑向作用力，以此確保圓盤在副爐體上安裝的穩定性。

在其中一個實施例中，所述單晶爐還包括位置檢測感測器，所述位置檢測感測器能夠檢測所述第一連接件和/或所述第二連接件的位置並產生反饋訊號。

可以理解的是，透過上述位置檢測感測器的結構，使得該單晶爐工作時能夠用位置檢測感測器檢測並產生的反饋訊號來判斷第一連接件和第二連接件之間的狀態，以此判斷副爐體是否與爐蓋連接，進而滿足該單晶爐工作時對副爐體與爐蓋是否連接的自動控制的使用需求。

下面將結合本發明實施方式中的圖式，對本發明實施例中的技術手段進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施手段僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本發明所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬本發明保護的範圍。

需要說明的是，當元件被稱爲「設於」另一個元件，它可以直接設在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認爲是「設置於」另一個元件，它可以是直接設置在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被認爲是「固定於」另一個元件，它可以是直接固定在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的含義相同。在本發明的說明書中所使用的術語只是爲了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖2、圖4所示，本發明一實施例所提供的單晶爐，包括主爐體10、副爐體20、及爐蓋30。

其中，爐蓋30可拆卸地安裝於主爐體10與副爐體20之間。

在本發明中，該單晶爐還包括驅動組件40，副爐體20上設有第一連接件21，爐蓋30上設有第二連接件31，驅動組件40透過驅動第一連接件21或者第二連接件31，以使第一連接件21和第二連接件31配合，並將副爐體20與爐蓋30連接爲一整體。也就是說，本發明的單晶爐工作時，能夠根據使用的需求，用驅動組件40控制第一連接件21和第二連接件31配合，以此實現對副爐體20與爐蓋30是否連接的自動控制，亦即，實現對副爐體20與爐蓋30之間是否連接爲一整體的自動控制，進而使得該單晶爐工作時能夠根據使用的需求實現副爐體20帶動爐蓋30同步升降。

可以理解，本發明的單晶爐透過上述合理的結構，使得該單晶爐僅需副爐體20上一個托架22即可實現對副爐體20或者副爐體20和爐蓋30同時升降的驅動，具有簡化結構、降低成本的作用；同時，副爐體20能夠與爐蓋30同時提升，以此確保副爐體20與爐蓋30的提升行程一致，進而具有降低該單晶爐的設備高度，提高單晶爐工作穩定性的作用。

如圖8、9所示，本發明的單晶爐還包括位置檢測感測器50，位置檢測感測器50能夠檢測第一連接件21和/或第二連接件31的位置並產生反饋訊號，使得該單晶爐工作時能夠用位置檢測感測器50檢測並產生的反饋訊號來判斷第一連接件21和第二連接件31之間的狀態，以此判斷副爐體20是否與爐蓋30連接，進而滿足該單晶爐工作時對副爐體20與爐蓋30是否連接的自動控制的使用需求。當然，位置檢測感測器50具體可設置爲微動開關、接近開關等，在此就不展開闡述。

如圖2至圖4所示，在本發明的第一實施例中，第一連接件21設置爲掛鈎211，掛鈎211轉動地安裝於副爐體20上；及，第二連接件31設置爲錨板311，且掛鈎211能夠朝錨板311的方向轉動，並鈎住錨板311，以此具體實現該第一連接件21和第二連接件31的一個實施例。當然了，需要說明的是，第一連接件21和第二連接件31不侷限爲圖式所示，對本發明所屬技術領域中具有通常知識者來說，可將第一連接件21設置爲錨板，而第二連接件31設置爲掛鈎，在此就不展開闡述。

其中，掛鈎211上設有斜凸板2111，錨板311上開設有限位凹槽3111，掛鈎211能夠帶動斜凸板2111伸入至限位凹槽3111內，並抵靠在限位凹槽3111的槽底3112上，使得掛鈎211能夠透過斜凸板2111與錨板311配合，以此確保掛鈎211與錨板311配合時的連接穩定性。

其次，掛鈎211的數量爲多個，多個掛鈎211間隔地分布於副爐體20上，較佳地，掛鈎211設置爲兩個，兩個掛鈎211對稱地分居於副爐體20上，以此具體實現該掛鈎211在副爐體20上數量及位置的設置，具有進一步確保掛鈎211與錨板311配合時連接穩定性的作用。

在該第一實施例中，驅動組件40設置爲驅動電機，驅動電機能夠驅動掛鈎211做相對於副爐體20的旋轉運動，具體可將驅動電機的轉軸部與掛鈎211進行周向限位，以此具體實現該驅動組件40的一個實施例，並實現對掛鈎211轉動的自動控制。當然了，需要說明的是，驅動組件40不侷限爲驅動電機，對本發明所屬技術領域中具有通常知識者來說，可將驅動組件40設置爲旋轉氣缸，又或者驅動電機透過傳動結構與掛鈎211進行連接，在此就不展開闡述。

如圖5至圖7所示，在本發明的第二實施例中，第一連接件21設置爲圓盤212，圓盤212轉動地安裝於副爐體20上，其中圓盤212上開設有異形孔2121；及，第二連接件31設置爲異形卡扣312，異形卡扣312匹配於異形孔2121設置，且異形卡扣312能夠沿異形孔2121的孔壁2122在異形孔2121內轉動，以選擇性地與圓盤212軸向限位，以此具體實現該第一連接件21和第二連接件31的另一個實施例。當然了，需要說明的是，第一連接件21和第二連接件31不侷限爲圖式所示，對本發明所屬技術領域中具有通常知識者來說，可將第一連接件21設置爲異形卡扣，而第二連接件31設置爲圓盤，在此就不展開闡述。

其中，異形孔2121包括小孔段21211和大孔段21212，異形卡扣312貫穿異形孔2121設置，異形卡扣312伸出異形孔的部分的外徑，大於小孔段21211的孔徑，小於大孔段21212的孔徑，以此具體實現該異形卡扣312與圓盤212選擇性軸向限位的實施例。當然，需要說明的是，異形卡扣312伸出異形孔的部分的外徑也可等於大孔段21212的孔徑。

可以理解，當該異形卡扣312處於異形孔2121的小孔段21211時，該異形卡扣312與圓盤212軸向限位，亦即，副爐體20與爐蓋30連接，以使副爐體20能夠帶動爐蓋30同步提升；而當該異形卡扣312處於異形孔2121的大孔段21212時，該異形卡扣312解除與圓盤212之間的軸向限位，亦即，副爐體20與爐蓋30脫開，使得該單晶爐工作時，副爐體20在托架22的帶動下能夠單獨提升。

其次，該第二實施例的驅動組件40包括電機41、驅動齒42、及弧形齒板43，弧形齒板43安裝於圓盤212的盤面2123上，並與驅動齒42嚙齒配合，以使電機41能夠透過驅動齒42與弧形齒板43之間的嚙齒配合驅動圓盤212做相對於副爐體20的轉動，以此具體實現該驅動組件40的另一個實施例。

進一步地，本發明的單晶爐還包括平衡滑輪201，平衡滑輪201與弧形齒板43對稱地分居於圓盤212上，並與圓盤212抵接配合，使得該單晶爐工作時，能夠用平衡滑輪201來平衡圓盤212轉動時受到弧形齒板43的徑向作用力，以此確保圓盤212在副爐體20上安裝的穩定性。

以上實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，爲使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認爲是本說明書記載的範圍。

本發明所屬技術領域中具有通常知識者應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用來作爲對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明請求保護的範圍內。

10:主爐體 20:副爐體 201:平衡滑輪 21:第一連接件 211:掛鈎 2111:斜凸板 212:圓盤 2121:異形孔 21211:小孔段 21212:大孔段 2122:孔壁 2123:盤面 22:托架 30:爐蓋 31:第二連接件 311:錨板 3111:限位凹槽 3112:槽底 312:異形卡扣 40:驅動組件 41:電機 42:驅動齒 43:弧形齒板 50:位置檢測感測器

圖1爲先前技術所提供的單晶爐的結構示意圖。 圖2爲本發明第一實施例所提供的單晶爐的結構示意圖。 圖3爲圖2中P部放大圖。 圖4爲本發明第一實施例所提供的單晶爐另一狀態的結構示意圖。 圖5爲本發明第二實施例所提供的單晶爐的局部結構示意圖。 圖6爲本發明第二實施例中圓盤與異形卡扣處於分離狀態時的結構示意圖。 圖7爲本發明第二實施例中圓盤與異形卡扣處於連接狀態時的結構示意圖。 圖8為本發明一個實施例中位置檢測感測器的結構示意圖。 圖9為本發明另一實施例中位置檢測感測器的結構示意圖。

無

201:平衡滑輪

21:第一連接件

212:圓盤

2121:異形孔

2123:盤面

30:爐蓋

31:第二連接件

312:異形卡扣

40:驅動組件

41:電機

42:驅動齒

43:弧形齒板

Claims (10)

1. 一種單晶爐，包括主爐體（10）、副爐體（20）及爐蓋（30），所述爐蓋（30）可拆卸地安裝於所述主爐體（10）與所述副爐體（20）之間； 其特徵在於，所述單晶爐還包括驅動組件（40），所述副爐體（20）上設有第一連接件（21），所述爐蓋（30）上設有第二連接件（31），所述驅動組件（40）能夠驅動所述第一連接件（21）或者所述第二連接件（31）運動，以使所述第一連接件（21）和所述第二連接件（31）配合，並將所述副爐體（20）與所述爐蓋（30）連接爲一整體。
2. 如請求項1所述的單晶爐，其中，所述第一連接件（21）設置爲掛鈎（211），所述掛鈎（211）轉動地安裝於所述副爐體（20）上； 所述第二連接件（31）設置爲錨板（311），且在所述驅動組件（40）的作用下，所述掛鈎（211）能夠朝所述錨板（311）的方向轉動，並鈎住所述錨板（311）。
3. 如請求項2所述的單晶爐，其中，所述掛鈎（211）上設有斜凸板（2111），所述錨板（311）上開設有限位凹槽（3111），所述掛鈎（211）能夠帶動所述斜凸板（2111）伸入至所述限位凹槽（3111）內，並抵靠在所述限位凹槽（3111）的槽底（3112）上。
4. 如請求項2所述的單晶爐，其中，所述掛鈎（211）的數量爲多個，多個所述掛鈎（211）間隔地分布於所述副爐體（20）上。
5. 如請求項2所述的單晶爐，其中，所述驅動組件（40）設置爲驅動電機，所述驅動電機能夠驅動所述掛鈎（211）做相對於所述副爐體（20）的旋轉運動。
6. 如請求項1所述的單晶爐，其中，所述第一連接件（21）設置爲圓盤（212），所述圓盤（212）轉動地安裝於所述副爐體（20）上，其中所述圓盤（212）上開設有異形孔（2121）； 所述第二連接件（31）設置爲異形卡扣（312），所述異形卡扣（312）匹配於所述異形孔（2121）設置，且所述異形卡扣（312）能夠沿所述異形孔（2121）的孔壁（2122）在所述異形孔（2121）內轉動，以選擇性地與所述圓盤（212）軸向限位。
7. 如請求項6所述的單晶爐，其中，所述異形孔（2121）包括小孔段（21211）和大孔段（21212），所述異形卡扣（312）貫穿所述異形孔（2121）設置； 其中，所述異形卡扣（312）伸出所述異形孔（2121）的部分的外徑，大於所述小孔段（21211）的孔徑，小於所述大孔段（21212）的孔徑。
8. 如請求項6所述的單晶爐，其中，所述驅動組件（40）包括電機（41）、驅動齒（42）、及弧形齒板（43），所述弧形齒板（43）安裝於所述圓盤（212）的盤面（2123）上，並與所述驅動齒（42）嚙齒配合，以使所述電機（41）能夠透過所述驅動齒（42）與所述弧形齒板（43）之間的嚙齒配合驅動所述圓盤（212）做相對於所述副爐體（20）的轉動。
9. 如請求項8所述的單晶爐，其中，所述單晶爐還包括平衡滑輪（201），所述平衡滑輪（201）與所述弧形齒板（43）對稱地分居於所述圓盤（212）上，並與所述圓盤（212）抵接配合。
10. 如請求項1所述的單晶爐，其中，所述單晶爐還包括位置檢測感測器（50），所述位置檢測感測器（50）能夠檢測所述第一連接件（21）和/或所述第二連接件（31）的位置並產生反饋訊號。

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