專利名稱：取料鉆床及其取料鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種取料鉆頭，本實(shí)用新型還涉及一種具有上述取料鉆頭的取料鉆床。
背景技術(shù)：
隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，作為太陽(yáng)能電池最主要的材料， 多晶硅的需求量越來(lái)越大。低成本、低耗能和少污染化將是今后多晶硅制備技術(shù)發(fā)展的主要方向。在制備多晶硅時(shí)，其工作過(guò)程是在高溫的高純硅芯上分解高純硅烷，生成氫氣和沉積在高純硅芯上的多晶硅，最終實(shí)現(xiàn)多晶硅的制備。高純硅芯一般指直徑7毫米左右，細(xì)長(zhǎng)棒狀的硅材料。目前，制備高純硅芯一般采用區(qū)熔法。采用區(qū)熔法制備硅芯時(shí)需將原材料(較粗的原料硅棒)置于高頻交感線圈中， 當(dāng)原料硅棒從通有高頻電流的感應(yīng)線圈中通過(guò)時(shí)，原料硅棒的局部區(qū)域因受感應(yīng)而被加熱熔化，借助于熔硅的表面張力，實(shí)現(xiàn)在原料硅棒中維持一段熔化區(qū)域，此時(shí)，當(dāng)原料硅棒相對(duì)于感應(yīng)線圈移動(dòng)時(shí)，熔區(qū)也隨之移動(dòng)。區(qū)域熔化原料硅棒最頂端部分，依靠上軸緩慢提拉與融化部分相連的籽晶(長(zhǎng)度20毫米左右硅芯)將熔融狀態(tài)的硅料提拉離開(kāi)感應(yīng)熱場(chǎng)，并最終冷卻為與籽晶同等直徑的連續(xù)硅料，即為硅芯。實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程的設(shè)備是硅芯爐，現(xiàn)有的硅芯爐可在不重復(fù)裝料的情況下連續(xù)拉制出4-6根滿足生產(chǎn)需要的硅芯。制備硅芯過(guò)程中要求原料硅棒必須保證一定的直徑與長(zhǎng)度以確保其穩(wěn)定熔化并能實(shí)現(xiàn)硅芯爐連續(xù)制備硅芯。若連續(xù)拉制4根硅芯則原料硅棒的直徑約為45mm左右，長(zhǎng)度為 300mm。原料硅棒只能利用取料鉆頭從原始硅料中按設(shè)定直徑取出，并保證其一定的直徑與長(zhǎng)度?，F(xiàn)在市面上銷售的普通手動(dòng)工程鉆床用于手工取料，但是該手動(dòng)工程鉆床需要人工連續(xù)操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)率比較低。為了解決上述手動(dòng)工程鉆床效率低的問(wèn)題，現(xiàn)有的專用套料機(jī)廠家生產(chǎn)取料鉆床，即將取料鉆頭應(yīng)用到普通鉆床上，但是現(xiàn)在的普通鉆床的冷卻液是從鉆頭的外部冷卻，無(wú)法實(shí)現(xiàn)取料過(guò)程中的排屑，冷卻原料硅棒的目的，進(jìn)而使得原料硅棒過(guò)熱進(jìn)而損壞鉆頭或者使原始硅棒發(fā)生斷裂，無(wú)法完成取料。因此，如何提供一種取料鉆頭，以實(shí)現(xiàn)在取料過(guò)程中實(shí)現(xiàn)排屑、冷卻原料硅棒，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種取料鉆頭，以實(shí)現(xiàn)取料過(guò)程中的排屑，對(duì)原料硅棒的冷卻，進(jìn)而解決原料硅棒因過(guò)熱而損壞鉆頭或者發(fā)生斷裂，導(dǎo)致無(wú)法完成取料的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種取料鉆頭，包括鉆頭本體，還包括套設(shè)在所述鉆頭本體上的連接套和分別設(shè)置在所述連接套兩端，且位于所述連接套與所述鉆頭本體之間的兩個(gè)動(dòng)密封件；其中所述連接套和鉆頭本體及所述兩個(gè)動(dòng)密封件之間形成密封腔；[0011]所述鉆頭本體上設(shè)置有連通其鉆腔和所述密封腔的鉆頭進(jìn)水孔，所述連接套上設(shè)置有與所述密封腔相連通的注水孔。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述動(dòng)密封件為骨架密封。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述連接套的兩端內(nèi)壁上均設(shè)置有環(huán)形凸臺(tái)和位于所述環(huán)形凸臺(tái)的外側(cè)的環(huán)形槽，所述環(huán)形槽中設(shè)置有卡簧，所述骨架密封卡設(shè)在所述環(huán)形凸臺(tái)和所述卡簧的端面之間。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述骨架密封為Y型骨架密封。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述鉆頭進(jìn)水孔包括沿所述鉆頭本體的軸向延伸、且與所述鉆腔相通的第一進(jìn)水孔和沿所述鉆頭本體的徑向貫通、且連通所述第一進(jìn)水孔和所述密封腔的第二進(jìn)水孔。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述第一進(jìn)水孔與所述鉆頭本體同軸。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述鉆頭本體的連接柄為莫氏錐柄。優(yōu)選的，上述取料鉆頭中，所述鉆頭本體的磨削端的內(nèi)徑小于所述鉆腔內(nèi)壁的直徑0. 8mm 1. 2mm，其外徑大于所述鉆腔外壁的直徑?；谏鲜鎏峁┑娜×香@頭，本實(shí)用新型還提供了一種取料鉆床，其具有上述任意一項(xiàng)所述的取料鉆頭。本實(shí)用新型提供的取料鉆頭中，冷卻液可以通過(guò)連接套上的注水孔進(jìn)入到密封腔中，并通過(guò)密封腔進(jìn)入到鉆頭本體上的鉆頭進(jìn)水孔中，最終進(jìn)入到鉆頭本體的鉆腔中。該取料鉆頭在工作的過(guò)程中冷卻液進(jìn)入到鉆腔中實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆腔中的原料硅棒進(jìn)行冷卻，同時(shí)將取料過(guò)程中產(chǎn)生的鉆屑沖掉，起到自動(dòng)排屑的作用。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中提供的只能在外部冷卻而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)排屑的取料鉆頭，本實(shí)用新型提供的取料鉆頭可以在內(nèi)部對(duì)原料硅棒進(jìn)行冷卻，避免了取料過(guò)程中原料硅棒過(guò)熱進(jìn)而損壞鉆頭或者使原料硅棒發(fā)生斷裂的情況出現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了取料的自動(dòng)排屑。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型提供的取料鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型提供的連接套的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型提供的鉆頭本體錐柄與取料部分的結(jié)構(gòu)示意圖。上圖1-3 中鉆頭本體1、第一進(jìn)水孔11、第二進(jìn)水孔12、鉆腔13、磨削端14、連接柄15、連接套 2、注水孔21、環(huán)形凸臺(tái)22、環(huán)形槽23、Y型骨架密封3、Υ型骨架密封4、密封腔5、卡簧6、卡簧7。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種取料鉆床及其取料鉆頭，實(shí)現(xiàn)在原料硅棒取料時(shí)對(duì)鉆頭冷卻，排屑的目的。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的事實(shí)例僅僅是本實(shí)用新型一部分事實(shí)例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)施例提供的取料鉆頭，包括鉆頭本體1、連接套2和兩個(gè)動(dòng)密封件，其中鉆頭本體1是整個(gè)鉆頭的核心部件，其具有鉆腔13，該鉆腔13在鉆頭旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中直接進(jìn)行硅料的獲?。贿B接套2套設(shè)在鉆頭本體1上，兩個(gè)動(dòng)密封件分別設(shè)置在連接套2的兩端，且位于連接套2和鉆頭本體1之間，本實(shí)施例中所述的動(dòng)密封件實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜件之間的密封，在工作的過(guò)程中連接套2處于靜止的狀態(tài)，鉆頭本體1旋轉(zhuǎn)以完成取料；上述連接套2、鉆頭本體1和兩個(gè)動(dòng)密封件組成密封腔5，鉆頭本體1上設(shè)置有連通其鉆腔13和密封腔5的鉆頭進(jìn)水孔，連接套2上設(shè)置有與密封腔5連通的注水孔21，用于與供水管相連，以便向密封腔5中輸送冷卻水。本實(shí)施例中提供的取料鉆頭的工作過(guò)程如下在取料的過(guò)程中連接套2與鉆頭本體1通過(guò)兩個(gè)動(dòng)密封件實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜傳動(dòng)配合，連接套2上的注水孔21將冷卻水導(dǎo)入到密封腔5中，由于密封腔5通過(guò)鉆頭進(jìn)水孔與鉆腔13 相通，所以冷卻水通過(guò)密封腔5進(jìn)入到鉆腔13中，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)取料鉆頭內(nèi)部的取料所產(chǎn)生的碎屑沖出，達(dá)到排屑的目的，同時(shí)冷卻水在經(jīng)過(guò)鉆腔13的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆腔13內(nèi)的原料硅棒進(jìn)行冷卻。通過(guò)上述工作過(guò)程可以得出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的取料鉆頭實(shí)現(xiàn)了在取料的過(guò)程中的排屑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)取出的原料硅棒的冷卻，避免了取料過(guò)程中原料硅棒過(guò)熱而損壞鉆頭或者使得原料硅棒發(fā)生斷裂的情況出現(xiàn)。本實(shí)施例中提供的取料鉆頭中，兩個(gè)動(dòng)密封件的主要作用是實(shí)現(xiàn)連接套2和鉆頭本體1兩者的動(dòng)靜密封配合，并作為密封腔5的組成部分，動(dòng)密封件可以為骨架密封，也可以為磁流體動(dòng)密封，只要能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)靜部件之間的密封的動(dòng)密封件都在本專利的保護(hù)保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)動(dòng)密封件安裝的結(jié)構(gòu)和安裝部件有很多，例如可以在所述連接套2兩端設(shè)置容納動(dòng)密封件的卡槽，兩個(gè)動(dòng)密封件安裝到卡槽中，并與鉆頭本體1之間實(shí)現(xiàn)密封。請(qǐng)參考附圖1，本實(shí)施例中提供的取料鉆頭中，兩個(gè)動(dòng)密封件為Y型骨架密封(分別為Y型骨架密封3和Y型骨架密封4)，以Y型骨架密封為例對(duì)連接套2的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，當(dāng)然該種連接結(jié)構(gòu)也適合其他的動(dòng)密封件。具體的，上述連接套2兩端的內(nèi)部均設(shè)置有環(huán)形凸臺(tái)22和位于環(huán)形凸臺(tái)22的外側(cè)的環(huán)形槽23，環(huán)形凸臺(tái)22的臺(tái)面可加工能與動(dòng)密封件相適配的表面，用于對(duì)動(dòng)密封件(Y型骨架密封)的支撐；環(huán)形凸臺(tái)22的外側(cè)的環(huán)形槽23中設(shè)置有卡簧(連接套2兩端的環(huán)形槽中分別設(shè)置有卡簧6和卡簧7)，動(dòng)密封件卡設(shè)在環(huán)形凸臺(tái)和卡簧的端面之間，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)密封件與連接套的定位連接。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，如圖3所示，上述實(shí)施例中提供的鉆頭進(jìn)水孔包括沿所述鉆頭本體1的軸向延伸、且與所述鉆腔13相通的第一進(jìn)水孔11和沿所述鉆頭本體1的徑向貫通、且連通所述第一進(jìn)水孔11和所述密封腔5的第二進(jìn)水孔12，冷卻水從密封腔5進(jìn)入到第二進(jìn)水孔12中，并通過(guò)第一進(jìn)水孔11進(jìn)入到鉆腔13中，上述將鉆頭本體1 上的鉆頭進(jìn)水孔分成相互垂直的兩個(gè)進(jìn)水孔，方便了鉆頭進(jìn)水孔的加工。優(yōu)選的，上述第一進(jìn)水孔11與鉆頭本體1同軸，該種結(jié)構(gòu)使得整個(gè)鉆頭本體1的質(zhì)量分布均勻，提高了鉆頭本體1在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性。上述只是簡(jiǎn)單地介紹了鉆頭進(jìn)水孔的兩種具體結(jié)構(gòu)形式， 鉆頭進(jìn)水孔還可以為其他的結(jié)構(gòu)，并不限于此。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的取料鉆頭在鉆床的帶動(dòng)下進(jìn)行取料工作，其鉆頭本體1 上與鉆床的動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連的連接柄15可以為圓柱手柄或者片狀手柄，也可以為莫氏錐柄等其他結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，上述取料鉆頭的鉆頭本體1的連接柄15為莫氏錐柄，莫氏錐柄可以應(yīng)用在現(xiàn)有市場(chǎng)的大多數(shù)鉆床上，降低了取料鉆頭對(duì)鉆床的種類要求，增大了其應(yīng)用范圍。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，上述鉆頭本體1的磨削端14的內(nèi)徑小于鉆腔13 內(nèi)壁的直徑0. 8mm 1. 2mm，具體的，上述鉆頭本體1的磨削端14的內(nèi)徑小于鉆腔13內(nèi)壁的直徑1mm，鉆頭本體1外徑大于上述鉆腔13的外壁直徑，該種結(jié)構(gòu)方便了取料完成后原始硅棒與取料鉆頭的分離。優(yōu)選的，上述鉆頭本體1的磨削端14采用燒結(jié)或者電鍍金剛砂，提高了其磨削端 14的耐磨性?；谏鲜鰧?shí)施例中提供的取料鉆頭，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種取料鉆床， 該取料鉆床具有上述實(shí)施例中提供的取料鉆頭。由于該取料鉆床采用了上述實(shí)施例的取料鉆頭，所以該取料鉆床由取料鉆頭帶來(lái)的有益效果請(qǐng)參考上述實(shí)施例中相應(yīng)的部分，在此不再贅述。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種取料鉆頭，包括鉆頭本體(1)，其特征在于，還包括套設(shè)在所述鉆頭本體(1)上的連接套( 和分別設(shè)置在所述連接套( 兩端，且位于所述連接套( 與所述鉆頭本體 (1)之間的兩個(gè)動(dòng)密封件；其中所述連接套( 和鉆頭本體(1)及所述兩個(gè)動(dòng)密封件之間形成密封腔(5)； 所述鉆頭本體(1)上設(shè)置有連通其鉆腔(1 和所述密封腔( 的鉆頭進(jìn)水孔，所述連接套( 上設(shè)置有與所述密封腔( 相連通的注水孔01)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取料鉆頭，其特征在于，所述動(dòng)密封件為骨架密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的取料鉆頭，其特征在于，所述連接套( 的兩端內(nèi)壁上均設(shè)置有環(huán)形凸臺(tái)0 和位于所述環(huán)形凸臺(tái)0 的外側(cè)的環(huán)形槽(23)，所述環(huán)形槽中設(shè)置有卡簧，所述骨架密封卡設(shè)在所述環(huán)形凸臺(tái)0 和所述卡簧的端面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的取料鉆頭，其特征在于，所述骨架密封為Y型骨架密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取料鉆頭，其特征在于，所述鉆頭進(jìn)水孔包括沿所述鉆頭本體(1)的軸向延伸、且與所述鉆腔(1 相通的第一進(jìn)水孔(11)和沿所述鉆頭本體(1)的徑向貫通、且連通所述第一進(jìn)水孔(11)和所述密封腔(5)的第二進(jìn)水孔(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的取料鉆頭，其特征在于，所述第一進(jìn)水孔(11)與所述鉆頭本體(1)同軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的取料鉆頭，其特征在于，所述鉆頭本體(1)的連接柄(15)為莫氏錐柄。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的取料鉆頭，其特征在于，所述鉆頭本體(1)的磨削端(14)的內(nèi)徑小于所述鉆腔(13)內(nèi)壁的直徑0.8mm 1.2mm，其外徑大于所述鉆腔(13)外壁的直徑。
9.一種取料鉆床，其特征在于，其具有上述權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的取料鉆頭。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種取料鉆頭，包括鉆頭本體(1)，還包括套設(shè)在所述鉆頭本體(1)上的連接套(2)和分別設(shè)置在所述連接套(2)兩端，且位于所述連接套(2)與所述鉆頭本體(1)之間的兩個(gè)動(dòng)密封件；其中所述連接套(2)和鉆頭本體(1)及所述兩個(gè)動(dòng)密封件之間形成密封腔(5)；所述鉆頭本體(1)上設(shè)置有連通其鉆腔(13)和所述密封腔(5)的鉆頭進(jìn)水孔，所述連接套(2)上設(shè)置有與所述密封腔(5)相連通的注水孔(21)。取料鉆頭可以在內(nèi)部對(duì)原料硅棒進(jìn)行冷卻，避免了取料過(guò)程中原料硅棒過(guò)熱進(jìn)而損壞鉆頭或者使原料硅棒發(fā)生斷裂的情況出現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了取料的自動(dòng)排屑。本實(shí)用新型還提供了一種具有上述取料鉆頭的取料鉆床。
文檔編號(hào)B28D5/02GK202271450SQ20112041378
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者李占良 申請(qǐng)人:六九硅業(yè)有限公司