專利名稱：材料操縱系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及材料操縱系統(tǒng)與方法。特別地，本發(fā)明涉及
用于硅細(xì)粒(fine)—例如但不限于移動(dòng)到熔化設(shè)備或熔爐的硅細(xì)粒一 的材料操縱系統(tǒng)與方法。另外，本發(fā)明涉及用于熔化硅細(xì)粒和提取過 程副產(chǎn)物—諸如但不限于硅氧化物(SiO、 Si02或SiOx)，其在下文中被 稱作"硅氧化物" 一的材料操縱系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
螺桿給料器通常用于在各種過程和設(shè)備中供給粉末。這些螺桿給 料器一般是常規(guī)的輸送式螺桿給料設(shè)備，很少考慮與螺桿給料器相關(guān) 聯(lián)的接收器或相關(guān)設(shè)備的熱的或其它周圍條件。舉例而言，螺桿給料 器一般并不考慮用于螺桿給料器的設(shè)備或接收器的方面。尚不知道已 知螺桿給料器(特別是用于細(xì)粒的那些螺桿給料器)涉及來自接收器或 相關(guān)聯(lián)設(shè)備的任何排放。而且也未發(fā)現(xiàn)已知螺桿給料器涉及接收器或 相關(guān)聯(lián)設(shè)備中的周圍溫度考慮，此外，也不知道已知螺桿給料器(如果 是雙螺桿型布置)使用 一個(gè)螺桿軸桿作為用于第二螺桿的管。
因此，提供一種考慮接收器或相關(guān)聯(lián)設(shè)備的周圍條件的螺桿給料 裝置。此外，提供了一種螺桿給料裝置以給送硅到熔爐接收器，同時(shí) 移除不合乎需要的硅氧化物副產(chǎn)物，這可通過雙螺桿給料裝置來實(shí) 現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個(gè)方面陳述了 一種用于將材料從儲(chǔ)存裝置移動(dòng)到接 收器的材料操縱系統(tǒng)，其中該材料操縱系統(tǒng)包括從儲(chǔ)存裝置延伸到接 收器的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器。反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器包括外部螺
4桿給料部件；內(nèi)部螺桿給料部件；其中外部螺桿給料部件定位于外部 螺桿給料部件管中；且內(nèi)部螺桿給料部件定位于內(nèi)部螺桿給料部件管 中。處理管將反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器定位在關(guān)于儲(chǔ)存裝置和接收器的 材料操縱定向上。處理管可包括在接收器中的擴(kuò)口端，以增強(qiáng)材料到 接收器內(nèi)的流動(dòng)。材料從儲(chǔ)存位置經(jīng)由外部螺桿給料部件給送到接收 器；內(nèi)部螺桿給料部件移除來自接收器的氣體和副產(chǎn)物。
本發(fā)明的另 一 方面包括用于將材料從儲(chǔ)存裝置移動(dòng)到接收器的 方法。該方法包括提供從儲(chǔ)存裝置延伸到接收器的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給 料器。該反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器包括外部螺桿給料部件；內(nèi)部螺桿 給料部件；外部螺桿給料部件定位于外部螺桿給料部件管中，其中外 部螺桿給料部件管包括擴(kuò)口端，以增強(qiáng)材料到熔爐內(nèi)的流動(dòng)；且內(nèi)部 螺桿給料部件定位于內(nèi)部螺桿給料部件管中，該內(nèi)部螺桿給料部件管 經(jīng)由外部螺桿給料部件將材料從儲(chǔ)存位置移動(dòng)到接收器；以及經(jīng)由內(nèi) 部螺桿給料部件移除來自接收器的氣體和副產(chǎn)物。
通過下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它方面、優(yōu)點(diǎn)和突出特 點(diǎn)將會(huì)變得顯而易見，該詳細(xì)說明結(jié)合附圖(其中在所有圖中相似部件 由相似參考標(biāo)記來表示)公開了本發(fā)明的實(shí)施例。


當(dāng)參看附圖(其中在所有圖中相似標(biāo)記表示相似的部件)來閱讀以 下詳細(xì)說明時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)被更好地 理解，其中
圖1是如本發(fā)明所體現(xiàn)的包括雙螺桿給料器的、包括供料斗的材 料操縱系統(tǒng)的示意圖2是如本發(fā)明所體現(xiàn)的包括雙螺桿給料器的材料操縱裝置的示 意圖3是如本發(fā)明所體現(xiàn)的包括雙螺桿給料器的材料操縱裝置的側(cè) 部剖面示意圖。圖4是如本發(fā)明所體現(xiàn)的包括雙螺桿給料器的材料操縱裝置的側(cè) 部剖面示意圖5是如本發(fā)明所體現(xiàn)的管式處理的處理管的示意圖；以及 圖6是如本發(fā)明所體現(xiàn)的管式處理中的雙螺桿給料器的套環(huán)擋板 的示意圖。
部件列表
100材料操縱裝置
3反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器
1儲(chǔ)存裝置/料斗
2硅4分末/細(xì)粒
4最外部的給料螺桿
151熱區(qū)
150熔爐
4外部螺桿進(jìn)料部件 5內(nèi)部螺桿進(jìn)料部件 8外部螺桿進(jìn)料部件管 10軸線 6處理管 14收集腔室 15進(jìn)入端口
19通氣口/過程氣體端口
角度a
16套環(huán)擋板
18'套環(huán)擋板切口
18穩(wěn)定導(dǎo)桿
17擴(kuò)口端
具體實(shí)施例方式
如本文所用，以單數(shù)來敘述且前面有詞語"一"或"一個(gè)，，(且尤 其是"至少一個(gè)")的元件或步驟應(yīng)被理解為不排除多個(gè)所述元件或步 驟，除非清楚地陳述了這種排除。此外，對本發(fā)明的"一個(gè)實(shí)施例，， (或者，對"其它實(shí)施例")的引用不意圖解釋為排除了同樣結(jié)合了所 記載的特征的、或者不包括結(jié)合本發(fā)明所述的其它特征的額外實(shí)施例 的存在。此外，除非明確地做出相反的說明，"包括"或"具有"帶 有特定性質(zhì)的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包括不具有該性質(zhì)的額外 的這一羊的元件。
本發(fā)明提供了一種材料操縱裝置ioo和相關(guān)方法。如圖l所示的
裝置100包括反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3，該反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3 可操作地連接到儲(chǔ)存裝置上，諸如但不限于包含粉末(此處為硅粉末或 細(xì)粒2)的料斗1。將粉末描述為硅或硅細(xì)粒是示范性的且不意圖以任 何方式限制本發(fā)明。本發(fā)明還構(gòu)思了其它粉末，例如碳細(xì)粒、石膏、 八1203或其它已知粉末。料斗1包括向最外部的給料螺桿4敞開的敞 開底部，該給料螺桿4在使得將細(xì)硅粉末攜帶到接收器(諸如但不限于 熔爐150)的熱區(qū)151(熱區(qū)被限定為熔爐150的一部分，其中溫度高于 大約1415。C)中的方向上旋轉(zhuǎn)。因此，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，料斗1可 將粉末(諸如但不限于硅2)供給到反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3。
如本發(fā)明所體現(xiàn)的，反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3包括外部螺桿給料 部件4和內(nèi)部螺桿給料部件5。外部螺桿給料部件4是具有中心內(nèi)孔 的中空螺桿給料部件，內(nèi)部螺桿給料部件5穿過該中心內(nèi)孔而定位。 外部螺桿給料部件4定位于外部螺桿給料部件管8中，而內(nèi)部螺桿給 料部件5定位于內(nèi)部螺桿給料部件管9中?；蛘?，內(nèi)部螺桿給料部件 管9可形成為外部螺桿給料部件4的一部分-或者作為同時(shí)形成的元 件，或者單獨(dú)地形成且然后結(jié)合為單件零件。舉例而言但決不限制本 發(fā)明，這些元件可從單件氮化硅(Si3N4)機(jī)加工而成。如本發(fā)明所體現(xiàn) 的，外部螺桿給料部件4、內(nèi)部螺桿給料部件5、外部螺桿給料部件
7管8和內(nèi)部螺桿給料部件管9中的每一個(gè)在軸線10上對準(zhǔn)以便在處 理管6中同軸。
反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3和其相關(guān)聯(lián)元件在關(guān)于料斗2和收集腔 室14的材料操縱定向(將在下文中描述)上定位于處理管6中。如本發(fā) 明所體現(xiàn)的，材料操縱定向允許硅2在重力流動(dòng)作用下、或在輔助下 (諸如硅的粉末2上的正壓力，施加到硅2的頂面上的力，攪拌粉末2 和/或料斗1，或類似輔助)、或者在其組合下流到反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料 器3中。材料操縱定向也允許收集腔室14通過內(nèi)部螺桿給料部件5 和內(nèi)部螺桿給料部件管9從熔爐150(以虛線示出)的過程氣體中收集 和分離硅氧化物。內(nèi)部螺桿給料部件5在與外部螺桿部件4相反的方 向上旋轉(zhuǎn)，使得內(nèi)部螺桿部件5用于移除在充當(dāng)過程氣體出口的內(nèi)部 螺桿給料部件管9中冷凝的冷凝硅氧化物。希望SiO在內(nèi)部螺桿給料 部件5中冷凝而不是在熔爐其它部件上，進(jìn)料或最終產(chǎn)物上冷凝。
反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料裝置由允許將粉末(例如硅2)從料斗1高效 且有效地轉(zhuǎn)移到熔爐150以及允許過程氣體和冷凝固體(諸如SiO)從 該熔爐返回的一種或多種材料形成。舉例而言，如本發(fā)明所體現(xiàn)的， 外部螺桿給料部件4可由陶瓷材料形成。這樣的陶瓷材料包括但不限 于Si3N4、 SiC、 A1203 、 Si、 Si02和其組合或類似材料。此外，外部 螺桿給料部件4、內(nèi)部螺桿給料部件5、外部螺桿給料部件管8和內(nèi) 部螺桿給料部件管9中的每一個(gè)也可由陶瓷材料形成。如本發(fā)明所體 現(xiàn)的，外部螺桿給料部件4、內(nèi)部螺桿給料部件5、外部螺桿給料部 件管8和內(nèi)部螺桿給料部件管9的陶瓷材料也可為但不限于Si3N4、 SiC、 A1203 、 Si、 Si02和其組合或類似材料。
此外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3延伸到熔爐 150內(nèi)，以便同時(shí)將粉末2裝載到處理管6中以及從處理管6提取副 產(chǎn)物過程氣體。反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的外部引導(dǎo)管8僅部分地延 伸到熔爐150熱區(qū)151且以擴(kuò)口排放端7延伸。如由本發(fā)明所體現(xiàn)的， 提供擴(kuò)口排放端7以避免在不存在外部螺桿給料部件4的情況下在外部引導(dǎo)管4內(nèi)壓緊粉末2。內(nèi)部螺桿給料部件5、內(nèi)部螺桿給料部件管9延伸超過擴(kuò)口排放管7的端部，以防止沉積到處理管6中的硅粉末隨同過程氣體從處理管6攜帶出來，如圖1所示。
或者，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的外部螺桿給料部件4、內(nèi)部螺桿給料部件5、外部螺桿給料部件管8和內(nèi)部螺桿給料部件管9可一直延伸到熱區(qū)151內(nèi)，其具有對材料的進(jìn)一步增強(qiáng)。舉例而言，反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的外部螺桿給料部件4、內(nèi)部螺桿給料部件5、外部螺桿給料部件管8和內(nèi)部螺桿給料部件管9中的隨便哪一個(gè)都可涂敷有耐溫涂層。
如果將硅2提供為本發(fā)明中的粉末，其將在熔爐150中與任何可用氧源(諸如石英)反應(yīng)以形成熔爐副產(chǎn)物，諸如但不限于硅氧化物(SiO、 Si02或SiCg,在下文中被稱作"硅氧化物"。任何形成的硅氧化物將剛好在低于硅熔點(diǎn)處冷凝。這種硅氧化物冷凝物在系統(tǒng)100中是不合乎需要的，因?yàn)槠鋾?huì)不利地影響粉末2(諸如但不限于硅)流向熔爐150和/或氣體往回通過反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3而返回，并且在沉積在最終產(chǎn)物上。因此，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，系統(tǒng)100提供了從熔爐150提取包含粉末的過程氣體(諸如但不限于硅氧化物)的結(jié)構(gòu)和操作。
為了從熔爐150提取過程氣體和副產(chǎn)物，反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3提供了外部螺桿給料部件4，外部螺桿給料部件4通過在其外部螺桿給料部件管8中在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)而將粉末2從料斗1移動(dòng)到熔爐內(nèi)，而在其內(nèi)部螺桿給料部件管9中的內(nèi)部螺桿給料部件5在反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3中以相反方向或相對方向旋轉(zhuǎn)。由于內(nèi)部螺桿給料部件5布置在外部螺桿給料部件4的中空軸桿中，內(nèi)部螺桿給料部件5可打碎沉積/冷凝于外部螺桿給料部件管8內(nèi)的任何硅氧化物，并且若有需要?jiǎng)t將其輸送出來?；蛘?，內(nèi)部螺桿5可由使用外部螺桿部件4的相對運(yùn)動(dòng)的固定刮擦裝置替換，其也充當(dāng)內(nèi)部螺桿給料部件管9,以打碎沉積于內(nèi)部管部件9內(nèi)的硅氧化物。
如本發(fā)明所體現(xiàn)的，副產(chǎn)物和過程氣體可通過內(nèi)部螺桿給料部件5和內(nèi)部螺桿給料部件管9輸送到收集腔室14內(nèi)。收集腔室14提供從過程氣體移除所收集的副產(chǎn)物，該過程氣體然后可被排放或再循環(huán)。舉例而言，收集腔室14可形成為可從氣體中分離粉末的降速盒?；蛘?，收集腔室14可包括帶有進(jìn)入端口 15的收集腔室14，以用于收集副產(chǎn)物，其中副產(chǎn)物可在重力影響下沉降。收集腔室14包括通氣口或其它過程氣體端口 19，以用于從收集腔室14中移除過程氣體。收集腔室14的過程氣體端口 19可包括到大氣的通氣口、到處理或洗滌器械(未示意)的通氣口以及壓力輔助裝置(諸如但不限于真空移除裝置(未示意))中的至少一種。此外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，所收集的副產(chǎn)物可周期性地從收集腔室14移除，或備選地從收集腔室14中持續(xù)地移除，例如但不限于傳送器或類似移除裝置(未示意)?；蛘?，廢氣可通過液體來起泡以剝除任何固體，諸如硅氧化物?？沙掷m(xù)或非持續(xù)地替換液體。
如本發(fā)明所體現(xiàn)的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3可關(guān)于料斗1相對于系統(tǒng)100的正交線(orthogonal)定向成微小角度a。反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3關(guān)于料斗1定位的微小角度a可由以下(操作)中的至少一種(操作)來提供關(guān)于料斗1以微小角度a來定位處理管6,關(guān)于料斗l和處理管6中的至少一個(gè)以微小角度a來定位外部螺桿給料部件4、內(nèi)部螺桿給料部件5、外部螺桿給料部件管8和內(nèi)部螺桿給料部件管9,或者其組合。微小角度a輔助粉末2通過反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3和排放管6排放到熔爐150內(nèi)。如本發(fā)明所體現(xiàn)的，角度a以較小的角度提供反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3，諸如與正交線的小于大約IO度的角度a。另外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，角度a相對于正交線可小于大約10度。而且，角度a相對于正交線可以在大約0.5度至大約3度之間。
此外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，熔爐150可相對于系統(tǒng)正交線以角度a定位，以輔助從熔爐150排放液化硅。熔爐150相對于正交線以角度a定位，以輔助作為以下(過程)的過程控制的液化硅排放粉末2到熔爐15的輸送和熔爐150中的液化過程，以及從熔爐150排放液化硅。此外，熔爐150可使得其角度a可調(diào)整，以進(jìn)一步輔助從熔爐150排放液化硅和其作為過程控制的功能。熔爐150可通過任何適當(dāng)手段來使得其角度a可調(diào)整，諸如但不限于將熔爐150定位于升降機(jī)、可移動(dòng)的滑道(skid)、可傾斜的平臺(tái)、可移動(dòng)的支架等上，這就使得熔爐150能夠相對于系統(tǒng)100相對移動(dòng)。此外，本發(fā)明還構(gòu)想了系統(tǒng)100可以是可調(diào)整的，以便進(jìn)一步輔助從熔爐150排放液化硅和其作為過程控制的功能。因此，系統(tǒng)IOO可為可調(diào)整的，以便經(jīng)由類似熔爐150的可調(diào)整性的手段來進(jìn)一步輔助從熔爐150排放液化硅。另外，也可以相對于反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3和系統(tǒng)正交線的其余部分來調(diào)整角度a。
由于隨著粉末2靠近熔爐150，粉末2的溫度升高到接近其熔點(diǎn)，諸如硅粉末的粉末2可變"粘，，且自身粘附。另外，粉末2,隨著其升溫接近其熔點(diǎn)，粉末2可壓緊且倒退回到處理管6的較冷部分且最終會(huì)干擾熔爐150正常操作。為了避免粉末倒退或者說在處理管6中往回移動(dòng)的可能的不利影響，以及還有來自粉末在處理管6和反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3中自身粘著的不利影響，可將套環(huán)擋板16(圖1和圖6)置于處理管6內(nèi)。如本發(fā)明所體現(xiàn)的，套環(huán)擋板16可通過適當(dāng)手段附連到處理管6上，諸如但不限于將套環(huán)擋板6焊接到處理管6上，摩擦配合在處理管6中，機(jī)械連接或通過其它手段以其它方式裝配在處理管6中。
套環(huán)擋板16形成有用于接納穩(wěn)定導(dǎo)桿18的套環(huán)擋板切口 18，如下文所討論。另外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，套環(huán)擋板16由不會(huì)不利地影響系統(tǒng)IOO和其構(gòu)件的操作的材料形成，如本文所述。舉例而言，且絕不限制本發(fā)明，套環(huán)擋板16包括石英或石英材料。如本發(fā)明所體現(xiàn)的，套環(huán)擋板16可形成為與反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3和處理管6分離的元件且可利用形成于套環(huán)擋板16中、接納反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的孔口 17而滑過反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3。切口 18，接納穩(wěn)定導(dǎo)桿18,因此將套環(huán)擋板16定位于處理管6中。套環(huán)擋板16可作為單獨(dú)元件插入于處理管6上，且可在反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的任何部分或處理管6需要維護(hù)或替換時(shí)移除。
為了提高系統(tǒng)100中處理管6的穩(wěn)定性，處理管6可在其中包括穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如本發(fā)明所體現(xiàn)的，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可包括穩(wěn)定引導(dǎo)結(jié)構(gòu)或穩(wěn)定導(dǎo)桿18。這些穩(wěn)定導(dǎo)桿18定位于處理管6的內(nèi)部周邊上，如在圖5中示意性地圖示的。穩(wěn)定引導(dǎo)件18可形成為定位于處理管6內(nèi)側(cè)上的石英桿18。如所示意的，較少的幾個(gè)導(dǎo)桿18定位于處理管6內(nèi)部上且雖然被示意為圓形截面，但這些穩(wěn)定導(dǎo)桿18可具有任何穩(wěn)定構(gòu)造，諸如但不限于矩形、三角形、"工字梁"或提供穩(wěn)定化的任何其它這樣的構(gòu)造。連接到處理管6的穩(wěn)定導(dǎo)桿18將通過與套環(huán)擋板切口 18，的合作來引導(dǎo)套環(huán)擋板16，從而在反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3和其構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)保持套環(huán)擋板16在處理管中就位。
另外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，可主動(dòng)冷卻用于從熔爐150移除冷凝的硅氧化物和氣體的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的內(nèi)部螺桿給料部件5。內(nèi)部螺桿給料部件5的冷卻可通過適當(dāng)冷卻手段(未示意以便于理解本發(fā)明)進(jìn)行，諸如但不限于利用氣體或液體冷卻劑進(jìn)行冷卻。此外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，將外部螺桿給料部件4與內(nèi)部螺桿給料部件5分開的內(nèi)部螺桿給料部件管9可構(gòu)造為使內(nèi)部螺桿給料部件5與處理管6隔離，特別是在處理管6延伸到熔爐150內(nèi)的地方。因此，內(nèi)部螺桿給料部件管9的內(nèi)表面將比其外表面更冷，促進(jìn)在內(nèi)表面上進(jìn)行冷凝，在這里，內(nèi)部螺桿給料部件5可容易地移除冷凝物。
因此，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，系統(tǒng)IOO可給送粉末到熔爐150(諸如但不限于旋轉(zhuǎn)式熔爐)的熱區(qū)151內(nèi)。如本發(fā)明所體現(xiàn)的，系統(tǒng)100允許從熔爐150提取氣體，防止粉末在處理管6中倒退。因此，系統(tǒng)100允許在粉末2給送到熔爐內(nèi)的環(huán)境中長期或持續(xù)操作。
此外，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，系統(tǒng)100可用于給送硅粉末2到熔爐150內(nèi)，以用于形成材料，諸如但不限于高純度熔融硅。高純度硅可用于形成光伏裝置、面板、太陽能電池板或采用這種硅的其它裝置。
12而且，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，具有外管部件8的擴(kuò)口端7的系統(tǒng)100允 許材料直接給送到熔爐150內(nèi)而無需外部螺桿部件4完全延伸到熔爐 150熱區(qū)151內(nèi)。擴(kuò)口端7可防止粉末2堆積，其在外部管部件8內(nèi) 堆積和堵塞。此外，具有外部螺桿給料部件4和與該外部螺桿給料部 件4反向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部螺桿給料部件5的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3可允 許通過僅一個(gè)可用的入口點(diǎn)來在系統(tǒng)中提取氣體和粉末。
或者，內(nèi)部螺桿給料部件5和其內(nèi)部螺桿給料部件管9可放置于 遠(yuǎn)離外部螺桿給料部件4和其外部螺桿給料部件管8的進(jìn)入點(diǎn)處，在 這里，各自與熔爐150連通(諸如在熔爐150上緊鄰熔融硅排出位置的 位置處)。如圖所示，以所示意的方式來放置內(nèi)部螺桿給料部件5是優(yōu) 選的，且在該端部將形成諸如但不限于硅氧化物的副產(chǎn)物，且用于供 給粉末和提取副產(chǎn)物的單旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3允許增強(qiáng)該裝備對清 潔、維護(hù)和消耗性部件的替換的管理。
而且，如本發(fā)明所體現(xiàn)的，套環(huán)擋板16可防止粉末2在處理管6 和/或反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器3的至少 一個(gè)中朝向遠(yuǎn)離熔爐150的管端 部倒退，其中倒退是破壞性且導(dǎo)致系統(tǒng)IOO關(guān)閉。而且，如上文所述， 提供套環(huán)擋板16作為可插入到系統(tǒng)100內(nèi)的模塊化單元可允許對系 統(tǒng)IOO現(xiàn)場清潔。
雖然關(guān)于各種具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn) 識到，在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)，在實(shí)踐本發(fā)明時(shí)可進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于將材料從儲(chǔ)存裝置移動(dòng)到接收器的材料操縱系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)包括從所述儲(chǔ)存裝置延伸到所述接收器的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器(3)；所述反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器包括外部螺桿給料部件(4)；內(nèi)部螺桿給料部件(5)；所述外部螺桿給料部件定位于外部螺桿給料部件管(8)中；且所述內(nèi)部螺桿給料部件定位于內(nèi)部螺桿給料部件管(9)中；以及將所述反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器定位在關(guān)于所述儲(chǔ)存裝置和接收器的材料操縱定向上的處理管(6)；其中材料(2)經(jīng)由所述外部螺桿給料部件從所述儲(chǔ)存裝置供給到所述接收器；所述內(nèi)部螺桿給料部件移除來自所述接收器的氣體和副產(chǎn)物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外部螺桿給料 部件、內(nèi)部螺桿給料部件、外部螺桿給料部件管和內(nèi)部螺桿給料部件 管中的各個(gè)在共同軸線上對準(zhǔn)。
3，根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外部螺桿給料 部件、內(nèi)部螺桿給料部件、外部螺桿給料部件管和內(nèi)部螺桿給料部件 管中的各個(gè)在所述處理管中同軸地對準(zhǔn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外部螺桿給料 部件包括中空螺桿給料部件，所述中空螺桿給料部件具有穿過它的中 心內(nèi)孔，所述內(nèi)部螺桿給料部件定位于所述中心內(nèi)孔中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外部螺桿給料 部件、內(nèi)部螺桿給料部件、外部螺桿給料部件管和內(nèi)部螺桿給料部件 管中的至少一個(gè)由陶瓷材料形成，所述陶瓷材料選自包括Si3N4、 SiC、 A1203、 Si、 Si02及其組合的組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部螺桿給料部件管包括所述外部螺桿給料部件的一部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部螺桿給料 部件管和所述外部螺桿給料部件由單件氮化硅(SiN)加工而成，其中所 述內(nèi)部螺桿給料部件管形成所述外部螺桿給料部件的軸桿。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器包括熔 爐(150)且所述材料包括硅粉末，因此所述熔爐熔化所述硅粉末，且所 述內(nèi)部螺桿給料部件從所述熔爐中移除氣體和硅氧化物副產(chǎn)物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反向旋轉(zhuǎn)雙螺 桿給料器和所述處理管的擴(kuò)口排放端延伸到所述熔爐的熱區(qū)(151)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反向旋轉(zhuǎn)雙 螺桿給料器、所述熔爐和所述儲(chǔ)存裝置中的至少一個(gè)相對于彼此中的 至少一個(gè)和系統(tǒng)正交線成角度(a),以便于通過所述反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給 料器將硅粉末從所述儲(chǔ)存裝置移動(dòng)到所述熔爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及材料操縱系統(tǒng)和方法。一種用于將材料從儲(chǔ)存裝置移動(dòng)到接收器的材料操縱系統(tǒng)包括從該儲(chǔ)存裝置延伸到該接收器的反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器。該反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿給料器包括外部螺桿給料部件；內(nèi)部螺桿給料部件；其中該外部螺桿給料部件定位于外部螺桿給料部件管中；且該內(nèi)部螺桿給料部件定位于內(nèi)部螺桿給料部件管中。該材料經(jīng)由外部螺桿給料部件從儲(chǔ)存裝置供給到處理管；該內(nèi)部螺桿給料部件移除來自接收器的氣體和副產(chǎn)物。
文檔編號B65G33/08GK101628659SQ200910164608
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者J·蘭德, R·榮奇克 申請人:通用電氣公司