專利名稱：直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，尤其是指適用于直拉式單晶爐的坩堝驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
直拉式單晶爐是生產(chǎn)太陽能電池用單晶硅和集成電路及單晶硅的的主要設(shè)備。隨著太陽能電池硅材料的尺寸越來越大。以及集成電路對(duì)單晶材料的品質(zhì)要求越來越高。對(duì)與之相對(duì)應(yīng)的單晶生長(zhǎng)設(shè)備的自動(dòng)化程度和長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性提出了更高的要求。在用直拉法生長(zhǎng)單晶的過程中，要將多晶料置于石英坩堝中，經(jīng)過高溫回執(zhí)使其熔化為多晶硅熔液，籽晶由頂部降下到多晶熔液中，控制液面的溫度使多晶熔液在籽晶周圍重新結(jié)晶，生成排列整齊的單晶硅棒。在這一過程中，需要放置多晶料的石英坩堝和籽晶以相反的方向旋轉(zhuǎn)并向上提升。多晶硅熔液面的穩(wěn)定性，直接影響單生產(chǎn)的品質(zhì)。目前，我國使用的單晶爐在穩(wěn)定性方面還存在著一些不足，特別是拉制大尺寸、高品質(zhì)單晶使用的單晶爐，更需要改進(jìn)。其中的坩堝驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)單晶爐的性能起著非常重要的作用，因此，需要提出一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的坩堝驅(qū)動(dòng)裝置。中國專利曾公開了一種“直線導(dǎo)軌式坩堝提升裝置”(中國，公開號(hào)CN1995483A，
公開日2007年7月11日)，其框架部件包括導(dǎo)軌座、筋板、底板和地腳調(diào)整塊；鍋升部件包括快慢電機(jī)組件、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、上軸承座、絲桿、提升支架、絲桿螺母、下軸承座和大同步帶組件；堝轉(zhuǎn)部件包括波紋管、坩堝軸組件、堝轉(zhuǎn)磁流體、堝轉(zhuǎn)電機(jī)、電機(jī)支架和多鍥帶組件。但它的結(jié)構(gòu)布局還不是十分，具體來說存在如下主要缺陷一是不能避免操作失誤鍋位降得過低而損壞石墨件，由于同步帶老化及斷裂原因，絲桿會(huì)在正常生產(chǎn)過程中突然下滑， 鍋位改變，直接導(dǎo)致單晶報(bào)廢；二是不能防止下限位故障而影響設(shè)備安全；三是鍋升部件中，快速電機(jī)直接輸出，而慢速電機(jī)也是直接輸出，容易發(fā)生操作失誤；四是光電編碼器裝在蝸輪蝸桿減速器上，不盡合理。中國專利曾公開了“一種直拉單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置”(中國，公告號(hào) CN201241197Y,公告日2009年5月12日)，設(shè)有升降驅(qū)動(dòng)組件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件，升降驅(qū)動(dòng)組件設(shè)有安裝支架、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠，直線導(dǎo)軌和滾珠絲杠固定在安裝支架上，坩堝軸通過坩堝軸軸承座，固定在坩堝支架上，坩堝支架通過過渡連接塊與滾珠絲杠的螺母和直線導(dǎo)軌的滑塊連接在一起；慢速電機(jī)與諧波減速器直聯(lián)并通過離合器與蝸輪減速器的一端輸入軸連接；坩堝的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過行星減速器及旋轉(zhuǎn)楔型帶與坩堝軸連接。但它還許多地方需要改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，它能有效地避免操作失誤鍋位降得過低而損壞石墨件。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的方案是一種直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，它包括坩堝支架、坩堝旋轉(zhuǎn)組件、坩堝軸組件、堝升組件，坩堝支架固定在底座上，兩根配對(duì)的配有滑塊的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副固定在坩堝支架上，滑臺(tái)與兩塊滑塊連接，滑臺(tái)上裝坩堝軸組件，坩堝旋轉(zhuǎn)組件裝在滑臺(tái)一側(cè)，坩堝旋轉(zhuǎn)組件帶動(dòng)坩堝軸組件旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副上段通過軸承與上軸承座連接，上軸承座固定在坩堝支架頂面，堝升組件固定在底座上，堝升組件帶動(dòng)蝸輪減速器，滑臺(tái)上的下軸承座與驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副中的絲桿螺母連接，蝸輪減速器固定在底座上，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副直接連接蝸輪減速器，蝸輪減速器直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副旋轉(zhuǎn)。該直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置與現(xiàn)有裝置相比，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副直接連接蝸輪減速器，蝸輪減速器直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副旋轉(zhuǎn)，蝸輪減速器又作為驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副十分可靠的自鎖結(jié)構(gòu)，能有效地避免操作失誤鍋位降得過低而損壞石墨件。

圖1是本實(shí)施例的爆炸圖。圖2是本實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是坩堝旋轉(zhuǎn)組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是堝升組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是坩堝軸組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、坩堝支架，2、坩堝軸組件，3、坩堝旋轉(zhuǎn)組件，4、堝升組件，5、坩堝限位組件，6、驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副，7、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，8、蝸輪減速器，9、下軸承座，10、上軸承座，11、 編碼器，12、水平調(diào)整機(jī)腳，13、坩堝極限下限位防碰撞緩沖塊，14、底座，15、滑臺(tái)，16、滑塊， 17、絲桿螺母，18、上行程開關(guān)座，19、下行程開關(guān)座，20、限位行程開關(guān)，21、坩堝限位桿，22、 鍋轉(zhuǎn)多契帶，23、坩堝機(jī)架安裝板，24、防塵波紋管，31、可調(diào)支架、32、鍋轉(zhuǎn)電機(jī)，33、帶輪， 34、可調(diào)滑板，35、減速器，36、調(diào)節(jié)螺絲，41、慢升電機(jī)，42、離合器組件，43、快升電機(jī)，44、同步帶，45、同步帶輪，46、支架，47、安裝滑板，201、坩堝軸，202、磁流體防塵托盤，203、加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)，205、鍋轉(zhuǎn)帶輪，206冷卻系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型再作描述。參見圖1，一種直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，它包括坩堝支架1、坩堝旋轉(zhuǎn)組件 3、坩堝軸組件2、堝升組件4，坩堝支架1固定在底座14上，兩根配對(duì)的配有滑塊16的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副7固定在坩堝支架1上，滑臺(tái)15與兩塊滑塊16連接，滑臺(tái)15上裝坩堝軸組件 2，坩堝旋轉(zhuǎn)組件3裝在滑臺(tái)15 —側(cè)，坩堝旋轉(zhuǎn)組件3帶動(dòng)坩堝軸組件2旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6上段通過軸承與上軸承座10連接，上軸承座10固定在坩堝支架1頂面，堝升組件4 固定在底座14上，堝升組件4帶動(dòng)蝸輪減速器8，滑臺(tái)15中的下軸承座9與驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6中的絲桿螺母17連接，蝸輪減速器8固定在底座14上，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6直接連接蝸輪減速器8，蝸輪減速器8直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6旋轉(zhuǎn)。參見圖1，所述的底座14上設(shè)置坩堝極限下限位防碰撞緩沖塊13，進(jìn)行安全防護(hù)強(qiáng)制限位，防止下限位故障時(shí)，確保設(shè)備安全。參見圖1和圖2，所述的坩堝支架1 一側(cè)面上固定上行程開關(guān)座18和下行程開關(guān)座19，上行程開關(guān)座18和下行程開關(guān)座19上分別裝有限位行程開關(guān)20，兩個(gè)限位行程開關(guān)20和坩堝限位桿21構(gòu)成坩堝限位組件5，坩堝限位桿21固定滑臺(tái)15上，上行程開關(guān)座 18和下行程開關(guān)座19位置可調(diào)。設(shè)置坩堝限位組件5，避免鍋位升得過高和過低。上行程開關(guān)座18和下行程開關(guān)座19上下位置可調(diào)，即行程可調(diào)。參見圖1和圖2，所述的驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6上部安裝編碼器11，編碼器11固定上軸承座10上。編碼器11直接測(cè)量驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6的轉(zhuǎn)速，比測(cè)量CN201241197Y專利中的蝸輪蝸桿減速器輸出軸轉(zhuǎn)過的角度，來得直接和方便。參見圖1、圖2和圖3，所述的坩堝旋轉(zhuǎn)組件3由可調(diào)支架31、鍋轉(zhuǎn)電機(jī)32、帶輪 33、可調(diào)滑板34、減速器35、調(diào)節(jié)螺絲35構(gòu)成，可調(diào)滑板34裝在可調(diào)支架31中，鍋轉(zhuǎn)電機(jī) 32和減速器35固定可調(diào)滑板34上，鍋轉(zhuǎn)電機(jī)32通過減速器35帶動(dòng)帶輪33旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)螺絲35調(diào)節(jié)可調(diào)滑板34的位置，可調(diào)支架31安裝在滑臺(tái)15 —側(cè)。通過調(diào)節(jié)螺絲35調(diào)節(jié)可調(diào)滑板34的位置，可以適時(shí)快速調(diào)整皮帶張緊力或更換皮帶參見圖1、圖2和圖4，所述的堝升組件4由慢升電機(jī)41、離合器組件42、快升電機(jī) 43、同步帶44、同步帶輪45、支架46、安裝滑板47構(gòu)成，離合器組件42和支架46固定在安裝滑板47上，慢升電機(jī)41與離合器組件42連接，快升電機(jī)43固定在離合器組件42頂面上，安裝滑板47上開有若干腰形孔，安裝滑板47固定在底座14上；慢升電機(jī)41的旋轉(zhuǎn)通過離合器組件42、同步帶輪45、蝸輪減速器8傳遞給驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)15的慢速上升或下降；當(dāng)離合器組件42失電脫開時(shí)，快升電機(jī)43的旋轉(zhuǎn)通過同步帶44、同步帶輪 45、蝸輪減速器8傳遞給驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)15的快速上升或下降。安裝滑板47 上開有若干腰形孔，可以方便、快速調(diào)節(jié)帶輪平行度和傳動(dòng)帶張緊力。參見圖1、圖2和圖5，所述的坩堝軸組件2由坩堝軸201、磁流體防塵托盤202、加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)203、鍋轉(zhuǎn)帶輪205和冷卻系統(tǒng)206構(gòu)成，坩堝軸201穿過磁流體防塵托盤202、加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)203，鍋轉(zhuǎn)帶輪205套裝在坩堝軸201下段，坩堝軸201下接冷卻系統(tǒng)206，加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)203固定在滑臺(tái)15中，磁流體防塵托盤202在加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)203之上，鍋轉(zhuǎn)帶輪205上套有鍋轉(zhuǎn)多契帶22，加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)203中的磁流體采用三級(jí)軸承。設(shè)置磁流體防塵托盤202，能把生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的大量氧化物及飛濺多晶廢料，接在托盤，避免落入磁流旋轉(zhuǎn)與靜止接合縫隙里。因?yàn)檠趸飿O硬，一旦落入磁流體內(nèi)可能直接導(dǎo)致磁流體損壞，而出現(xiàn)磁流體卡澀、打嗝現(xiàn)象，通常在正常拉晶過程中，導(dǎo)致多晶料及石墨件報(bào)廢；在正常生產(chǎn)過程中，突發(fā)性漏硅時(shí)有發(fā)生，磁流體防塵托盤202能很好保護(hù)磁流體。磁流體采用三級(jí)軸承，具有承載能力大、回轉(zhuǎn)精度高、抗震性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。參見圖1和圖2，所述的底座14下面固定有四個(gè)水平調(diào)整機(jī)腳12，四個(gè)水平調(diào)整機(jī)腳12，四個(gè)水平調(diào)整機(jī)腳12放置在坩堝機(jī)架安裝板23上。參見圖2，所述的驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副6上段套有防塵波紋管24。本裝置在經(jīng)過多次試驗(yàn)對(duì)比后，根據(jù)對(duì)比結(jié)果選用合適的機(jī)構(gòu)(組件)，以合理的布局將各組件安裝在坩堝機(jī)架上，有效地控制各部件之間的裝配精度，并從使用者及點(diǎn)檢維護(hù)人員的角度出發(fā)，以方便、迅速、可靠為原則，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，大大地提高了坩堝機(jī)構(gòu)在工作運(yùn)行中的平穩(wěn)性、可靠性、及運(yùn)行的控制精度。在配有全自動(dòng)控制系統(tǒng)的晶體爐上，產(chǎn)品合格率、成品率、各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)非常好，完全滿足各種使用對(duì)單晶材料的要求。
權(quán)利要求1.一種直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，它包括坩堝支架(1)、坩堝旋轉(zhuǎn)組件(3)、坩堝軸組件O)、堝升組件G)，坩堝支架(1)固定在底座(14)上，兩根配對(duì)的配有滑塊(16)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副⑵固定在坩堝支架⑴上，滑臺(tái)(15)與兩塊滑塊(16)連接，滑臺(tái)(15) 上裝坩堝軸組件O)，坩堝旋轉(zhuǎn)組件(3)裝在滑臺(tái)(15) —側(cè)，坩堝旋轉(zhuǎn)組件(3)帶動(dòng)坩堝軸組件⑵旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)上段通 軸承與上軸承座(10)連接，上軸承座(10)固定在坩堝支架(1)頂面，堝升組件固定在底座(14)上，堝升組件(4)帶動(dòng)蝸輪減速器 (8)，其特征是滑臺(tái)(15)中的下軸承座(9)與驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)中的絲桿螺母(17)連接，蝸輪減速器(8)固定在底座(14)上，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)直接連接蝸輪減速器(8)，蝸輪減速器(8)直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的底座(14) 上設(shè)置坩堝極限下限位防碰撞緩沖塊(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的坩堝支架 (1) 一側(cè)面上固定上行程開關(guān)座(18)和下行程開關(guān)座(19)，上行程開關(guān)座(18)和下行程開關(guān)座(19)上分別裝有限位行程開關(guān)(20)，兩個(gè)限位行程開關(guān)00)和坩堝限位桿構(gòu)成坩堝限位組件(5)，坩堝限位桿固定滑臺(tái)(15)上，上行程開關(guān)座(18)和下行程開關(guān)座(19)上下位置可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)上部安裝編碼器(11)，編碼器(11)固定上軸承座(10)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的坩堝旋轉(zhuǎn)組件(3)由可調(diào)支架(31)、鍋轉(zhuǎn)電機(jī)(32)、帶輪(33)、可調(diào)滑板(34)、減速器(35)、調(diào)節(jié)螺絲(3 構(gòu)成，可調(diào)滑板(34)裝在可調(diào)支架(31)中，鍋轉(zhuǎn)電機(jī)(3 和減速器(3 固定可調(diào)滑板(34)上，鍋轉(zhuǎn)電機(jī)(3 通過減速器(3 帶動(dòng)帶輪(3 旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)螺絲(3 調(diào)節(jié)可調(diào)滑板(34)的位置，可調(diào)支架(31)安裝在滑臺(tái)(1 一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的堝升組件 (4)由慢升電機(jī)(41)、離合器組件(42)、快升電機(jī)(43)、同步帶(44)、同步帶輪(45)、支架 (46)、安裝滑板07)構(gòu)成，離合器組件G2)和支架06)固定在安裝滑板G7)上，慢升電機(jī)Gl)與離合器組件G2)連接，快升電機(jī)G3)固定在離合器組件G2)頂面上，安裝滑板G7)上開有若干腰形孔，安裝滑板G7)固定在底座(14)上；慢升電機(jī)Gl)的旋轉(zhuǎn)通過離合器組件(42)、同步帶輪(45)、蝸輪減速器(8)傳遞給驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái) (15)的慢速上升或下降；當(dāng)離合器組件0 失電脫開時(shí)，快升電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過同步帶(44)、同步帶輪(45)、蝸輪減速器(8)傳遞給驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副(6)，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)(1 的快速上升或下降。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述的坩堝軸組件O)由坩堝軸001)、磁流體防塵托盤002)、加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)003)、鍋轉(zhuǎn)帶輪 (205)和冷卻系統(tǒng)(206)構(gòu)成，坩堝軸O01)穿過磁流體防塵托盤002)、加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)003)，鍋轉(zhuǎn)帶輪(205)套裝在坩堝軸(201)下段，坩堝軸(201)下接冷卻系統(tǒng)006)， 加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)(20 固定在滑臺(tái)(1 中，磁流體防塵托盤(20 在加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)(20 之上，鍋轉(zhuǎn)帶輪(20 上套有鍋轉(zhuǎn)多契帶(22)，加長(zhǎng)磁流體密封機(jī)構(gòu)(20 中的磁流體采用三級(jí)軸承。
專利摘要一種直拉式單晶爐用坩堝驅(qū)動(dòng)裝置，它包括坩堝支架、坩堝旋轉(zhuǎn)組件、坩堝軸組件、堝升組件，坩堝支架固定在底座上，兩根配對(duì)的配有滑塊的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副固定在坩堝支架上，滑臺(tái)與兩塊滑塊連接，滑臺(tái)上裝坩堝軸組件，坩堝旋轉(zhuǎn)組件裝在滑臺(tái)一側(cè)，坩堝旋轉(zhuǎn)組件帶動(dòng)坩堝軸組件旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副上段通過軸承與上軸承座連接，上軸承座固定在坩堝支架頂面，堝升組件固定在底座上，堝升組件帶動(dòng)蝸輪減速器，滑臺(tái)上的下軸承座與驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副中的絲桿螺母連接，蝸輪減速器固定在底座上，驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副直接連接蝸輪減速器，蝸輪減速器直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副旋轉(zhuǎn)。它與現(xiàn)有裝置相比，能有效地避免操作失誤鍋位降得過低而損壞石墨件。
文檔編號(hào)C30B15/10GK202131398SQ20112023834
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者劉存華, 周云龍 申請(qǐng)人:溫州永泰電器有限公司