[发明专利]直拉式单晶炉用籽晶提升装置

说明书

技术领域

本发明涉及单晶炉装置领域，尤其是指一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置。

背景技术

直拉式单晶炉是生产太阳能电池用单晶硅和集成电路及单晶硅的的主要设备。随着太阳能电池硅材料的尺寸越来越大。以及集成电路对单晶材料的品质要求越来越高。对与之相对应的单晶生长设备的自动化程度和长期使用的稳定性提出了更高的要求。单晶生长设备主要是单晶炉，单晶炉包括单晶硅生长合成的主炉室、位于主炉室上端的硅籽晶提升装置和电控自动系统。传统的单晶炉的籽晶提升装置采用硬轴旋转和提拉，从而使中悄轴较长，造成设备高度较大较高，且旋转提拉稳定性差，造成产品正品率低，使用制作成本高，维修麻烦。

中国专利曾公开了一种“单晶炉的籽晶提拉旋转机构”(中国，公告号CN201817575U，公告日2011年5月4日)，它包括驱动电机以及由驱动电机驱动的箱体，箱体内包括两个转轴，一个转轴随电机转动，该转轴上固定有卷轮，卷轮侧面设有片状齿轮，卷轮上设有钢丝绳，另一个转轴上设有配重块，该配重与片状齿轮通过齿啮合连接，钢丝绳下端设有连接体，连接体与重锤连接，重锤端部设有用于夹持籽晶的卡头。它的好处是能用简单的结构实现旋转提拉稳定性好，降低设备高度达90％，达到理想的使用效果，大幅度提高了产品的正品率，且结构简单，制作使用成本低，维修和使用简便效果好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置，它结构合理，具有籽晶提升稳定好、维修和使用简便等优点。

为达到上述目的，本发明创造采取的方案是：一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置，它由顶腔组件、提升腔组件、双极变速器与可抽拉传动轴、离合器组件、快速电机、慢速电机、提拉头限位机构、旋转组件构成，顶腔组件包括顶腔、顶盖法兰、销轴、平面轴承、滑轮组件，提升腔组件包括提升腔、线索管、花键轴、晶升磁流体；旋转组件包括晶升底板、重锤、滑环、晶转驱动电机、蜗轮蜗杆晶转减速器、晶转磁流体，晶转磁流体静止安装座上固定晶转磁流体和晶转支架，晶转支架上安装蜗轮蜗杆晶转减速器和晶转驱动电机，晶转驱动电机驱动蜗轮蜗杆晶转减速器，蜗轮蜗杆晶转减速器输出轴上安装小带轮，小带轮上安装多契带，多契带传动给晶转大带轮，晶转大带轮固定在晶转磁流体可旋转轴肩上，晶转大带轮上安装有晶升底板，晶升底板上有穿线孔，晶转磁流体与晶升底板之间是滑环，滑环分为静止外环和旋转内环，内、外环连接有多组导线，导线分别连接上下电器件，内、外滑环导电方式为固定碳刷与导电铜环，其中与上电器件连接的导线垂直通过晶转大带轮和穿线孔，晶升底板上固定双极变速器和提升腔，顶腔通过铰链与提升腔连接，顶腔顶部中心孔同心加工有上、下台阶面，台阶内安装平面轴承，两平面轴承依靠上、下台阶过渡配合，保证与顶腔顶部中心孔同心，再由销轴连接滑轮组件，滑轮组件带动销轴自动旋转，滑轮组件上重力传感器软导线穿过顶腔穿线孔与顶盖法兰固定连接，线索管上缠绕的绳索绕过滑轮组件后，绳索中心与晶转磁流体内孔中心同心并垂直，慢速电机通过第一联轴器，第一联轴器带动离合器组件，离合器组件输入双极变速器，双极变速器通过可抽拉传动轴，可抽拉传动轴一端内孔带内孔键槽、另一轴端有六毫米内六角工具孔，六毫米内六角工具孔同心加工有M5螺纹孔，可抽拉传动轴外径加工有键槽，可抽拉传动轴带动花键轴，花键轴通过晶升磁流体处于提升腔内，花键轴带动线索管旋转，快速电机通过第二联轴器，第二联轴器输入双极变速器，双极变速器通过可抽拉传动轴，可抽拉传动轴带动花键轴，花键轴带动线索管旋转，花键轴上安装同步带轮做同步旋转，同步带轮通过同步带将旋转运动传动给提拉头限位机构，提拉头限位机构将旋转运动转变为直线运动，提拉头限位机构控制绳索处于合适位置。

该直拉式单晶炉用籽晶提升装置与现有技术具有以下特点：

①顶腔。将顶腔顶部中心孔同心加工上、下台阶面，台阶内安装平面轴承。两平面轴承依靠上、下台阶过渡配合，保证与顶腔顶部中心孔同心，再由销钉连接滑轮组件。工作状态时，穿入滑轮绳索一旦受力，滑轮组件带动销轴自动旋转至所需角度。即绳索中心与晶转磁流体转轴中心重合。即使顶腔每次在提升腔产生安装角度变化，内部滑轮组件都会在绳索轻微受力下(50克)带动销轴自动旋转，使绳索与晶转磁流体转轴同心。轮绳索受拉力越大，其滑轮组件旋转角度越精确，绳索与晶转磁流体转轴同心度越精确。工作状态时绳索受力大于5Kg。滑轮组件上传感器软导线穿过顶腔穿线孔，与顶盖法兰固定连接；滑轮组件实际所需旋转角度最大在10°范围内微量旋转。即使拆下绳索，由于导线约束，滑轮组件的正反旋转范围也不超过90°。