[发明专利]一种超声振动旋转掏料装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种加工件的掏料装置，具体地说本发明涉及一种通过超声振动和旋转的多晶硅、单晶硅、蓝宝石的棍状料的掏料装置。

【背景技术】

已知的，光伏市场中有约60％的多晶硅太阳能电池是以多晶硅硅片作为基底的，因此，多晶硅硅片的使用量及其巨大，可谓是光伏产业的核心主力；但要想制造出合格的硅片，尤其是圆形硅片，大多需要通过圆形硅棒经过线切割，然后形成符合规定要求的硅片，现有的方法是将大块的硅锭通过击打形成碎片，然后利用坩埚融化，使用引导晶体的仔晶拉制出接近要求的硅棒，经过对外径处理，获取要求圆度和直径尺寸的硅棒；另一种方法是区融法，拉制出接近要求的硅棒；上述两种方法获取的硅棒均需要二次处理，由于多晶硅具有室温下质脆，切割时易碎裂；加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形，密度在每立方厘米2.32～2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。所以对于硬度较高且易碎的多晶硅来说，常规方法很难一次获取符合要求直径的硅棒。

蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-A1203)的单晶(又称为刚玉)，蓝宝石不仅具有极好的热导性、电气绝缘性、透光性、化学稳定性，而且蓝宝石具有的耐高温(可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作)、高强度、高硬度等一系列优良的特性，使得蓝宝石被广泛应用于红外装置、导弹、潜艇、卫星空间技术、探测和高功率强激光等的窗口材料学科当中，蓝宝石尤其适用于优质光学材料、耐磨轴承材料和衬底材料等技术领域。

其中蓝宝石在作为衬底材料(即LED)应用于半导体照明产业时，使得LED具备发光效率相对于传统灯具提高接近10倍，且寿命相对传统灯具提高20倍以上，鉴于上述可知蓝宝石应用于LED便兼具节能、环保等优点，同时LED作为新一代光源，被公认为是21世纪最具发展前景的高技术领域，所以世界各国在LED照明的推广、普及中，政策性扶持的力度都非常之大，白炽灯的淘汰已在进行，白炽灯禁用法律己经在全球逐步开始实行，那么也就意味着宝石的市场需求量也在不断的增大。

蓝宝石的棒体获取与多晶硅存在很多类似问题，也是常规方法很难一次获取符合要求直径的蓝宝石棒。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种超声振动旋转掏料装置，本发明利用超声振动原理结合，使得掏出的硅棒或蓝宝石棒精度高，并且加工成本相对于现有技术低等优点。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声振动旋转掏料装置，包括传动轴、动力轮、上盖、集电环、超声波发生装置、内旋转套筒、换能器、外套筒、变幅杆和掏料钻，所述传动轴中部固定套接集电环，所述集电环滑动连接固定在外套筒上的碳刷，碳刷外接超声波发生装置，动力轮固定在传动轴的上部，动力轮外接动力机构，上盖的中孔活动套接在集电环和动力轮之间的传动轴上；所述传动轴下端设置有外扩的法兰盘，内旋转套筒的上端与所述法兰盘外缘的下部面固定连接，变幅杆上端固定在所述内旋转套筒的下端，变幅杆的下端设有管状掏料钻，所述管状掏料钻下端面以及下端的内外管壁上分别设有金刚石研磨层，掏料钻下部设有冷却水喷射机构，换能器设置在内旋转套筒中，所述换能器中部设置的陶瓷片通过电极、导线连接集电环，在外套筒与内旋转套筒之间设有至少两个轴承。

所述的超声振动旋转掏料装置，掏料钻下部设置的冷却水喷射机构，旋转接头设置在传动轴的上端，旋转接头的冷却水进口、旋转接头内的介质通路连通传动轴、冷却水管、换能器、变幅杆以及掏料钻中部相互连通的介质通路，所述介质通路形成掏料钻下部的冷却水喷射机构。

所述的超声振动旋转掏料装置，掏料钻下部设置的冷却水喷射机构另一替换结构，在掏料钻下部至少一侧设置冷却水管，由冷却水管形成掏料钻下部的冷却水喷射另一替换机构。

所述的超声振动旋转掏料装置，所述上盖的中孔连接轴承C的外圈，轴承C的内圈与集电环和动力轮之间的传动轴固定连接。

所述的超声振动旋转掏料装置，在上盖的中孔与传动轴之间设有密封圈。

所述的超声振动旋转掏料装置，所述内旋转套筒的上下两端外缘分别与轴承B、轴承A的内圈固定连接，轴承B、轴承A的外圈分别连接在外套筒的内面中部和内面下端，在外套筒的下端面设有下盖，所述变幅杆上端的连接盘与下盖内孔间隙配合。

所述的超声振动旋转掏料装置，在外套筒、内旋转套筒对应换能器上的陶瓷片处分别设有至少一个穿孔，在外套筒的所述穿孔处设有风冷机构。

所述的超声振动旋转掏料装置，所述风冷机构为风扇或鼓风机。