一种多晶硅铸锭用熔炼装置论文和设计-李广森

全文摘要

本发明涉及一种多晶硅铸锭用熔炼装置，包括外箱体、蜗杆、电动机、坩埚炉、石座、搅拌叶、搅拌轴、涡轮、上料筒、绞龙轴、绞龙叶、阻料板、连接杆、环形齿条、缺齿轮和传动轴，蜗杆转动连接在外箱体内部顶端面，且与电动机的输出端传动连接，搅拌轴与蜗杆固定连接，搅拌叶设置在搅拌轴上，且搅拌叶延伸至坩埚炉内部，涡轮转动连接在外箱体内部，绞龙轴转动连接在上料筒内部，且与涡轮固定连接，绞龙叶设置在绞龙轴上，传动轴转动连接在外箱体内部，缺齿轮设置在传动轴上，环形齿条通过连接杆与阻料板固定连接，本发明结构优良，设计合理，操作简便，提高熔炼效率，提高坩埚炉的利用率，具有广泛地应用前景，创造性强。

主设计要求

1.一种多晶硅铸锭用熔炼装置，包括装置主体、辅助烘干机构(2)和间歇性下料机构(7)，其特征在于：所述装置主体包括外箱体(1)、上料口一(3)、蜗杆(4)、电动机(5)、上料口二(6)、坩埚炉(8)、石座(10)、支腿(11)、搅拌叶(12)和搅拌轴(13)，所述支腿(11)设置在外箱体(1)下端面，所述坩埚炉(8)设置在外箱体(1)内部底端面，且贯穿外箱体(1)底端面，所述石座(10)设置在坩埚炉(8)底端，所述上料口一(3)和上料口二(6)对称开设于外箱体(1)顶端面，所述电动机(5)设置在外箱体(1)顶端面，所述蜗杆(4)转动连接在外箱体(1)内部顶端面，且与电动机(5)的输出端传动连接，所述搅拌轴(13)与蜗杆(4)固定连接，所述搅拌叶(12)设置在搅拌轴(13)上，且搅拌叶(12)延伸至坩埚炉(8)内部；所述辅助烘干机构(2)设置在外箱体(1)内部，所述辅助烘干机构(2)包括辅助烘干组件(21)和涡轮(22)，所述涡轮(22)转动连接在外箱体(1)内部，所述辅助烘干组件(21)设有两个，两个所述辅助烘干机构(2)对称设置在外箱体(1)内部涡轮(22)两侧，所述辅助烘干组件(21)包括上料筒(211)、绞龙轴(213)、绞龙叶(214)和出料口(215)，所述上料筒(211)设置在外箱体(1)内部，所述绞龙轴(213)转动连接在上料筒(211)内部，且与涡轮(22)固定连接，所述绞龙叶(214)设置在绞龙轴(213)上，所述上料筒(211)环形侧面靠下部位置内端开设有出料口(215)；所述间歇性下料机构(7)包括阻料板(71)、连接杆(72)、环形齿条(73)、缺齿轮(74)和传动轴(75)，所述传动轴(75)转动连接在外箱体(1)内部，所述缺齿轮(74)设置在传动轴(75)上，所述环形齿条(73)滑动连接在外箱体(1)内部，所述环形齿条(73)通过连接杆(72)与阻料板(71)固定连接。

设计方案

所述辅助烘干机构(2)设置在外箱体(1)内部，所述辅助烘干机构(2)包括辅助烘干组件(21)和涡轮(22)，所述涡轮(22)转动连接在外箱体(1)内部，所述辅助烘干组件(21)设有两个，两个所述辅助烘干机构(2)对称设置在外箱体(1)内部涡轮(22)两侧，所述辅助烘干组件(21)包括上料筒(211)、绞龙轴(213)、绞龙叶(214)和出料口(215)，所述上料筒(211)设置在外箱体(1)内部，所述绞龙轴(213)转动连接在上料筒(211)内部，且与涡轮(22)固定连接，所述绞龙叶(214)设置在绞龙轴(213)上，所述上料筒(211)环形侧面靠下部位置内端开设有出料口(215)；

所述间歇性下料机构(7)包括阻料板(71)、连接杆(72)、环形齿条(73)、缺齿轮(74)和传动轴(75)，所述传动轴(75)转动连接在外箱体(1)内部，所述缺齿轮(74)设置在传动轴(75)上，所述环形齿条(73)滑动连接在外箱体(1)内部，所述环形齿条(73)通过连接杆(72)与阻料板(71)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：所述支腿(11)设有四个，四个所述支腿(11)分别设置在外箱体(1)下端面四个棱角处。

3.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：所述搅拌叶(12)设有若干组，若干组所述搅拌叶(12)呈环形等距排布于搅拌轴(13)环形侧面，且整体结构呈等腰梯形。

4.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：所述涡轮(22)与蜗杆(4)相啮合，所述传动轴(75)与绞龙轴(213)通过同步带传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：两个所述上料筒(211)均通过导料口(212)分别与上料口一(3)和上料口二(6)相连接。

6.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：所述上料筒(211)环形侧面靠下部位置设置有导热板。

7.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：所述坩埚炉(8)下端面中心位置连接内腔开设有物料出口，且物料出口内部设置有孔塞销(9)。

8.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用熔炼装置，其特征在于：所述外箱体(1)内部设置有供环形齿条(73)滑动的条形滑轨。

设计说明书

技术领域

本发明涉及硅片生产设备领域，具体为一种多晶硅铸锭用熔炼装置。

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。利用价值：从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。

多晶硅硅片一般采用多种材料熔炼铸锭而成，现有技术中硅片制作方式将由人工将所有材料导入坩埚炉，由坩埚炉进行熔炼，再导入铸锭设备内部进行成型，这样传统的方式缺点是坩埚炉产生的热量一部分用以熔炼，多余的热量会散布流失，造成资源浪费，且大量物料一同投入坩埚炉内部，熔炼速度较慢，熔炼效率较低，综上所述，现急需一种多晶硅铸锭用熔炼装置来解决上述出现的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种多晶硅铸锭用熔炼装置，以解决上述背景技术中提出的传统的方式缺点是坩埚炉产生的热量一部分用以熔炼，多余的热量会散布流失，造成资源浪费，且大量物料一同投入坩埚炉内部，熔炼速度较慢，熔炼效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多晶硅铸锭用熔炼装置，包括装置主体、辅助烘干机构和间歇性下料机构，所述装置主体包括外箱体、上料口一、蜗杆、电动机、上料口二、坩埚炉、石座、支腿、搅拌叶和搅拌轴，所述支腿设置在外箱体下端面，所述坩埚炉设置在外箱体内部底端面，且贯穿外箱体底端面，所述石座设置在坩埚炉底端，所述上料口一和上料口二对称开设于外箱体顶端面，所述电动机设置在外箱体顶端面，所述蜗杆转动连接在外箱体内部顶端面，且与电动机的输出端传动连接，所述搅拌轴与蜗杆固定连接，所述搅拌叶设置在搅拌轴上，且搅拌叶延伸至坩埚炉内部，所述辅助烘干机构设置在外箱体内部，所述辅助烘干机构包括辅助烘干组件和涡轮，所述涡轮转动连接在外箱体内部，所述辅助烘干组件设有两个，两个所述辅助烘干机构对称设置在外箱体内部涡轮两侧，所述辅助烘干组件包括上料筒、绞龙轴、绞龙叶和出料口，所述上料筒设置在外箱体内部，所述绞龙轴转动连接在上料筒内部，且与涡轮固定连接，所述绞龙叶设置在绞龙轴上，所述上料筒环形侧面靠下部位置内端开设有出料口，所述间歇性下料机构包括阻料板、连接杆、环形齿条、缺齿轮和传动轴，所述传动轴转动连接在外箱体内部，所述缺齿轮设置在传动轴上，所述环形齿条滑动连接在外箱体内部，所述环形齿条通过连接杆与阻料板固定连接。

进一步地，所述支腿设有四个，四个所述支腿分别设置在外箱体下端面四个棱角处。

进一步地，所述搅拌叶设有若干组，若干组所述搅拌叶呈环形等距排布于搅拌轴环形侧面，且整体结构呈等腰梯形。

进一步地，所述涡轮与蜗杆相啮合，所述传动轴与绞龙轴通过同步带传动连接。

进一步地，两个所述上料筒均通过导料口分别与上料口一和上料口二相连接。

进一步地，所述上料筒环形侧面靠下部位置设置有导热板。

进一步地，所述坩埚炉下端面中心位置连接内腔开设有物料出口，且物料出口内部设置有孔塞销。

进一步地，所述外箱体内部设置有供环形齿条滑动的条形滑轨。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过涡轮、上料筒、导料口、绞龙轴、绞龙叶和出料口，使物料在进入坩埚炉内部前，先利用坩埚炉多余的热量，对物料进行烘干和加热，减少了物料达到物料熔点的时间，提高了物料融化的效率；本发明通过阻料板、连接杆、环形齿条、缺齿轮和传动轴，驱动阻料板前后移动，对出料口进行往复的开合，实现间歇性下料的目的；本发明通过涡轮和同步带，使驱动机带动设备内所有机构工作，节省了电能，并缩减了生产成本；本发明结构优良，设计合理，操作简便，提高熔炼效率，提高坩埚炉的利用率，具有广泛地应用前景，创造性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中搅拌轴和搅拌叶的结构示意图；

图3为本发明中辅助烘干机构的结构示意图；

图4为本发明中间歇性下料机构的结构示意图。

附图标记中：1.外箱体；2.辅助烘干机构；3.上料口一；4.蜗杆；5.电动机；6.上料口二；7.间歇性下料机构；8.坩埚炉；9.孔塞销；10.石座；11.支腿；12.搅拌叶；13.搅拌轴；21.辅助烘干组件；22.涡轮；211.上料筒；212.导料口；213.绞龙轴；214.绞龙叶；215.出料口；71.阻料板；72.连接杆；73.环形齿条；74.缺齿轮；75.传动轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种多晶硅铸锭用熔炼装置，包括装置主体、辅助烘干机构2和间歇性下料机构7，装置主体包括外箱体1、上料口一3、蜗杆4、电动机5、上料口二6、坩埚炉8、石座10、支腿11、搅拌叶12和搅拌轴13，支腿11设置在外箱体1下端面，坩埚炉8设置在外箱体1内部底端面，且贯穿外箱体1底端面，石座10设置在坩埚炉8底端，上料口一3和上料口二6对称开设于外箱体1顶端面，电动机5设置在外箱体1顶端面，蜗杆4转动连接在外箱体1内部顶端面，且与电动机5的输出端传动连接，搅拌轴13与蜗杆4固定连接，搅拌叶12设置在搅拌轴13上，且搅拌叶12延伸至坩埚炉8内部。

辅助烘干机构2设置在外箱体1内部，辅助烘干机构2包括辅助烘干组件21和涡轮22，涡轮22转动连接在外箱体1内部，辅助烘干组件21设有两个，两个辅助烘干机构2对称设置在外箱体1内部涡轮22两侧，辅助烘干组件21包括上料筒211、绞龙轴213、绞龙叶214和出料口215，上料筒211设置在外箱体1内部，绞龙轴213转动连接在上料筒211内部，且与涡轮22固定连接，绞龙叶214设置在绞龙轴213上，上料筒211环形侧面靠下部位置内端开设有出料口215。

间歇性下料机构7包括阻料板71、连接杆72、环形齿条73、缺齿轮74和传动轴75，传动轴75转动连接在外箱体1内部，缺齿轮74设置在传动轴75上，环形齿条73滑动连接在外箱体1内部，环形齿条73通过连接杆72与阻料板71固定连接，本发明结构优良，设计合理，操作简便，提高熔炼效率，提高坩埚炉8的利用率，具有广泛地应用前景，创造性强。

支腿11设有四个，四个支腿11分别设置在外箱体1下端面四个棱角处，搅拌叶12设有若干组，若干组搅拌叶12呈环形等距排布于搅拌轴13环形侧面，且整体结构呈等腰梯形，涡轮22与蜗杆4相啮合，传动轴75与绞龙轴213通过同步带传动连接，两个上料筒211均通过导料口212分别与上料口一3和上料口二6相连接，上料筒211环形侧面靠下部位置设置有导热板，坩埚炉8下端面中心位置连接内腔开设有物料出口，且物料出口内部设置有孔塞销9，外箱体1内部设置有供环形齿条73滑动的条形滑轨。

本发明在工作时：将物料从上料口一3和上料口二6投入外箱体1内部，并通过导料口212投入上料筒211内部，运行电动机5，电动机5的输出端转动带动蜗杆4转动，蜗杆4带动绞龙轴213转动，绞龙轴213带动绞龙叶214转动，绞龙叶214带动物料向内移动，物料从出料口215排出，同时绞龙轴213通过同步带带动传动轴75转动，传动轴75带动缺齿轮74转动，缺齿轮74的齿槽与环形齿条73的齿槽相配合，驱动环形齿条73往复前后移动，环形齿条73通过连接杆72带动阻料板71往复前后移动，实现阻料板71与出料口215的往复开合，达到间歇性下料的目的，物料进入坩埚炉8内部，蜗杆4带动搅拌轴13转动，搅拌轴13带动搅拌叶12转动，搅拌叶12对物料进行搅拌，增加物料与坩埚炉8的接触面积，加快熔炼速度，从而解决了传统的方式缺点是坩埚炉8产生的热量一部分用以熔炼，多余的热量会散布流失，造成资源浪费，且大量物料一同投入坩埚炉8内部，熔炼速度较慢，熔炼效率较低的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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主设计要求

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