專利名稱：硅芯爐裝料快速對中裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及硅芯制備設備技術領域，特別涉及一種硅芯爐裝料快速對中裝置。
背景技術：
在制備多晶硅時，其工作過程就是在高溫下的高純硅芯上分解還原高純硅烷，生成氫氣和多晶硅沉積在硅芯上。硅芯一般指直徑10毫米左右，細長棒狀硅材料。區熔法制備硅芯時將原材料(較粗的硅棒)置于高頻感應線圈中，當硅棒從通有高頻電流的感應線圈中通過時，硅棒的局部區域因受感應而被加熱熔化。借助于熔硅的表面張力，在硅棒中維持一段熔化區域，此時，當硅棒相對于感應線圈移動時，熔區也隨之移動，因而形成了區熔過程。區域熔化硅棒最頂端部分，依靠上軸緩慢提拉與熔化部分相連的籽晶(長度20毫米左右的硅芯)將熔融狀態的硅料提拉離開感應熱場冷卻為與籽晶同等直徑的連續硅料，即為硅芯。硅芯制備過程中要求原料硅棒必須盡量置于高頻線圈正中位置，以確保硅棒熔融均勻，拉制出正圓截面豎直硅芯。如果裝料偏離中心，拉制的硅芯產生不良缺陷(如截面橢圓、硅芯不直等)不利于多晶硅生產，甚至硅芯斷裂報廢。現有硅棒位置調整方法為在硅芯爐爐膛中設置參照標尺，旋轉硅芯爐下軸，通過觀察硅棒與參照標尺距離的變化找出硅棒與下軸的偏差，并用手調整硅棒在坩堝托中的位置，分別調整坩堝托側壁的六個定位頂絲，將硅棒位置固定。現有硅棒位置調整方法必須依靠肉眼觀察確定，導致硅棒位置精確度較低，而且硅芯爐爐膛內空間狹小，操作困難，需要多次調整以趨近最終要求耗時長。因此，如何快速的實現硅棒與坩堝托的對中，并且降低操作難度，提高硅棒位置精度，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供了一種硅芯爐裝料快速對中裝置，以快速的實現硅棒與坩堝托的對中，并且降低操作難度，提高硅棒位置精度。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種硅芯爐裝料快速對中裝置，包括工作臺面、托盤和設置于所述工作臺面和所述托盤之間的若干撐板框架，還包括設置于所述工作臺面上的第一自動對中卡具；卡裝于所述第一自動對中卡具上的下軸；設置于所述托盤上的第二自動對中卡具；設置于所述托盤上端的上頂絲，其一端與所述第二自動對中卡具相抵；設置于所述工作臺面上端的下頂絲，其一端與所述第一自動對中卡具相抵。優選地，在上述硅芯爐裝料快速對中裝置中，所述撐板框架為多個，且均勻的分布于所述托盤的外側。優選地，在上述硅芯爐裝料快速對中裝置中，所述撐板框架為三個。優選地，在上述硅芯爐裝料快速對中裝置中，所述上頂絲設置于所述撐板框架上；所述下頂絲與下定位塊螺紋配合，所述下定位塊設置于所述工作臺面上。優選地，在上述硅芯爐裝料快速對中裝置中，每個所述撐板框架上分別設有一個所述上頂絲，且所述上頂絲和所述下頂絲的數量相等。優選地，在上述硅芯爐裝料快速對中裝置中，所述第一自動對中卡具和所述第二自動對中卡具均為三爪聯動卡盤。優選地，在上述硅芯爐裝料快速對中裝置中，所述第一自動對中卡具和所述第二自動對中卡具均為圓錐卡瓣自對中裝置。從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供的硅芯爐裝料快速對中裝置，包括工作臺面、托盤和設置于所述工作臺面和所述托盤之間的若干撐板框架，還包括設置于所述工作臺面上的第一自動對中卡具；卡裝于所述第一自動對中卡具上的下軸；套設于所述下軸頂端的坩堝托，其頂部具有插入硅棒的插孔；設置于所述托盤上的第二自動對中卡具； 設置于所述托盤上端的上頂絲，其一端與所述第二自動對中卡具相抵；設置于所述工作臺面上端的下頂絲，其一端與所述第一自動對中卡具相抵。基于上述設置，本實用新型提供的硅芯爐裝料快速對中裝置，松開上頂絲和下頂絲，將第一自動對中卡具放置在工作臺面上，將第二自動對中卡具放置在托盤上。松開坩堝托上的頂絲將硅棒放入坩堝托上的插孔，并將坩堝托插到下軸上并鎖緊坩堝托上的頂絲， 因為坩堝托下面的孔徑與下軸是間隙配合，鎖緊頂絲后坩堝托與下軸即達到同軸。鎖緊下頂絲，以確保第一自動對中卡具的位置，然后調整坩堝托上方的頂絲使得硅棒與坩堝托達到同軸度要求，并鎖緊坩堝托上方的頂絲。在這一步驟中，先利用第一自動對中卡具的自對中特性，使得下軸與第一自動對中卡具同軸，硅棒與第二自動對中卡具同軸。調整上頂絲即可調整第二自動對中卡具軸心在水平面上的位置，從而使得第二自動對中卡具與第一自動對中卡具同軸。初次校準之后，第一自動對中卡具和第二自動對中卡具處于同軸位置，下次校準硅棒和坩堝托的對中要求時，無需校準。本實用新型依靠自動對中卡具的自對中功能實現硅棒與坩堝托快速、高精度對中的目的，在硅芯爐裝料快速對中裝置上完成調整之后再將硅棒和坩堝托放入爐膛內操作空間充裕、操作方便。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例提供的硅芯爐裝料快速對中裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的硅芯爐裝料快速對中裝置的主視結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的圓錐卡瓣自對中裝置的結構示意圖；[0030]圖4為圖3的沿A-A線的剖視圖；圖5本實用新型實施例提供的三爪聯動卡盤的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種硅芯爐裝料快速對中裝置，以快速的實現硅棒與坩堝托的對中，并且降低操作難度，提高硅棒位置精度。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。請參閱圖1和圖2，圖1為本實用新型實施例提供的硅芯爐裝料快速對中裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的硅芯爐裝料快速對中裝置的主視結構示意圖。本實用新型實施例公開的硅芯爐裝料快速對中裝置，包括工作臺面9、托盤和設置于工作臺面9和托盤之間的若干撐板框架4，還包括第一自動對中卡具7、下軸6、第二自動對中卡具2、上頂絲3和下頂絲10。其中，第一自動對中卡具7設置于工作臺面9上，下軸6 卡裝于第一自動對中卡具7上，其頂部用于與坩堝托的底部配合。第二自動對中卡具2設置于托盤上，上頂絲3設置于托盤的上端，上頂絲3的一端與第二自動對中卡具2相抵，多個上頂絲3用于調整第二自動對中卡具2的位置。下頂絲10設置于工作臺面9的上端，下頂絲10 —端與第一自動對中卡具7相抵，多個下頂絲10用于調整第一自動對中卡具7的位置。第一自動對中卡具7和第二自動對中卡具2可均為如圖3和圖4所示的圓錐卡瓣自對中裝置11，也可均為如圖5所示的三爪聯動卡盤12。本領域技術人員可以理解的是， 第一自動對中卡具7和第二自動對中卡具2也可一個為圓錐卡瓣自對中裝置11，另一個為三爪聯動卡盤12。第一自動對中卡具7和第二自動對中卡具2還可為其它類型的自動對中卡具，本實用新型不局限于上述兩種具有自動對中功能的卡具裝置。三爪聯動卡盤12通過內六角扳手旋轉其錐齒輪，錐齒輪帶動平面矩形螺紋，然后帶動三爪向心運動，因為平面矩形螺紋的螺距相等，所以三爪運動距離相等，有自動定心的作用。三爪聯動卡盤12通常是由一個大錐齒輪、三個小錐齒輪和三個卡爪組成。三個小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結構，三個卡爪等分安裝在平面螺紋上。 當用扳手扳動小錐齒輪時，大錐齒輪便轉動，它背面的平面螺紋就使三個卡爪同時向中心靠近或退出。圓錐卡瓣自對中裝置11也可以代替三爪聯動卡盤12實現本方案的對中功能。圓錐卡瓣的內壁一端為螺紋，另外一端為錐形的套筒，通過旋緊螺紋端使錐形端箍緊外壁錐形內壁圓形的多段不完全圓錐卡瓣，從而達到多段圓錐卡瓣同時向中心靠近的作用。本實用新型提供的硅芯爐裝料快速對中裝置，校正時，首先松開上頂絲3和下頂絲10，將第一自動對中卡具7放置在工作臺面9上，將第二自動對中卡具2放置在托盤上。 松開坩堝托5上的頂絲將硅棒1的一端放入坩堝托上的插孔內，并將坩堝托5插到下軸6上并鎖緊坩堝托上的頂絲，因為坩堝托下面的孔徑與下軸6是間隙配合，鎖緊頂絲后坩堝托5 與下軸6即達到同軸。鎖緊下頂絲10，以確保第一自動對中卡具7的位置，然后調整坩堝
5說 到同軸度要求，并鎖緊坩堝托上方的頂絲。在這一步驟中，先利用第一自動對中卡具7的自對中特性，使得下軸6與第一自動對中卡具7同軸，硅棒1與第二自動對中卡具2同軸。調整上頂絲3即可調整第二自動對中卡具2軸心在水平面上的位置，從而使得第二自動對中卡具2與第一自動對中卡具7同軸。初次校準之后，第一自動對中卡具7和第二自動對中卡具2處于同軸位置，下次校準硅棒1和坩堝托 5的對中要求時，無需校準。調整硅棒1和坩堝托5的對中要求時，首先松開第二自動對中卡具2，然后松開坩堝托5的上頂絲(為鎖緊硅棒1的頂絲)，將硅棒1的一端放入坩堝托5上的插孔內，坩堝托5插到下軸6上并鎖緊坩堝托5的下頂絲(為鎖緊下軸6的頂絲)使坩堝托5處于與硅芯爐內工況相同狀態(在硅芯爐裝料快速對中裝置上模擬硅芯爐內的工況狀態)。在這一步驟中，因為坩堝托5下面的孔徑與下軸6是間隙配合，鎖緊坩堝托5的下頂絲后坩堝托5 與下軸6即達到同軸。鎖緊第二自動對中卡具2及坩堝托5的上頂絲使得硅棒1與坩堝托 5達到同軸度要求，在這一步驟中，第二自動對中卡具2已經與第一自動對中卡具7同軸心， 硅棒1裝料即符合要求。松開第二自動對中卡具2和坩堝托5的下頂絲，取出坩堝托5與硅棒1的裝配體，此時的坩堝托5與硅棒1具有較高的同軸度。本實用新型依靠自動對中卡具的自對中功能實現硅棒1與坩堝托5快速、高精度對中的目的，在硅芯爐裝料快速對中裝置上完成調整之后再將硅棒和坩堝托放入爐膛內操作空間充裕、操作方便。撐板框架4為多個，且均勻的分布于托盤的外側。在本實施例中，撐板框架4共為三個。上頂絲3設置于撐板框架4上，即在撐板框架4上設有螺紋孔，上頂絲3與該螺紋孔螺紋配合，旋動上頂絲3可調整第二自動對中卡具2的位置。本領域技術人員可以理解的是，撐板框架4的數量越多，則上頂絲3的數量也越多，也越容易保證第二自動對中卡具2 的調整精度，但是上頂絲3的數量越多，第二自動對中卡具2的調整也越繁瑣，因此本實用新型設置三個上頂絲3，在保證便于調整的基礎上，也能夠保證調整的精度。下頂絲10與下定位塊8螺紋配合，下定位塊8設置于工作臺面9上。每個撐板框架4上分別設有一個上頂絲3，且上頂絲3和下頂絲10的數量相等。下頂絲10與上頂絲3 在豎直方向上相互錯開，上頂絲3和下頂絲10相互錯開，利于第二自動對中卡具2和第一自動對中卡具7的調整，有助于保證第二自動對中卡具2和第一自動對中卡具7的同軸度。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種硅芯爐裝料快速對中裝置，包括工作臺面(9)、托盤和設置于所述工作臺面(9) 和所述托盤之間的若干撐板框架G)，其特征在于，還包括設置于所述工作臺面(9)上的第一自動對中卡具(7)； 卡裝于所述第一自動對中卡具(7)上的下軸(6)，其頂部與坩堝托的底部配合； 設置于所述托盤上的第二自動對中卡具O)；設置于所述托盤上端的上頂絲(3)，其一端與所述第二自動對中卡具( 相抵； 設置于所述工作臺面(9)上端的下頂絲(10)，其一端與所述第一自動對中卡具(7)相抵。
2.如權利要求1所述的硅芯爐裝料快速對中裝置，其特征在于，所述撐板框架(4)為多個，且均勻的分布于所述托盤的外側。
3.如權利要求2所述的硅芯爐裝料快速對中裝置，其特征在于，所述撐板框架(4)為三個。
4.如權利要求3所述的硅芯爐裝料快速對中裝置，其特征在于，所述上頂絲(3)設置于所述撐板框架(4)上；所述下頂絲(10)與下定位塊(8)螺紋配合，所述下定位塊(8)設置于所述工作臺面 (9)上。
5.如權利要求4所述的硅芯爐裝料快速對中裝置，其特征在于，每個所述撐板框架(4) 上分別設有一個所述上頂絲(3)，且所述上頂絲C3)和所述下頂絲(10)的數量相等。
6.如權利要求1-5任一項所述的硅芯爐裝料快速對中裝置，其特征在于，所述第一自動對中卡具(7)和所述第二自動對中卡具( 均為三爪聯動卡盤。
7.如權利要求1-5任一項所述的硅芯爐裝料快速對中裝置，其特征在于，所述第一自動對中卡具(7)和所述第二自動對中卡具( 均為圓錐卡瓣自對中裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種硅芯爐裝料快速對中裝置，包括工作臺面、托盤和設置于所述工作臺面和所述托盤之間的若干撐板框架，還包括設置于所述工作臺面上的第一自動對中卡具；卡裝于所述第一自動對中卡具上的下軸；設置于所述托盤上的第二自動對中卡具；設置于所述托盤上端的上頂絲，其一端與所述第二自動對中卡具相抵；設置于所述工作臺面上端的下頂絲，其一端與所述第一自動對中卡具相抵。本實用新型依靠自動對中卡具的自對中功能實現硅棒與坩堝托快速、高精度對中的目的，在硅芯爐裝料快速對中裝置上完成調整之后再將硅棒和坩堝托放入爐膛內操作空間充裕、操作方便。
文檔編號C30B13/00GK202193878SQ20112027869
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者董培講 申請人:六九硅業有限公司