[实用新型]一种定向凝固设备的拉锭机构

说明书

技术领域

本实用新型属于真空设备领域，特别涉及一种定向凝固设备的拉锭机构。

背景技术

定向凝固是指在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和未凝固金属熔体中建立起特定方向的温度梯度，从而使熔体沿着与热流相反的方向凝固，最终得到具有特定取向柱状晶的技术。定向凝固是研究凝固理论和金属凝固规律的重要手段，也是制备单晶材料和微米级(或纳米级)连续纤维晶高性能结构材料和功能材料的重要方法。自20世纪60年代以来，定向凝固技术发展很快。由最初的发热剂法、功率降低法发展到目前广泛应用的高速凝固法、液态金属冷却法和连续定向凝固技术。定向凝固技术广泛应用于高温合金、磁性材料、单晶生长、自生复合材料的制备等力面，并且在类单晶金属间化合物、形状记忆合金领域具有极广阔的应用前景。

定向凝固技术最突出的成就是在航空工业中的应用。现在，我们将定向凝固技术应用在多晶硅的提纯设备上，采用定向凝固技术可以将多晶硅内的金属杂质富集，切除顶端富集区可以实现金属提纯的目的。

在整个的多晶硅提纯设备工艺中，需要以下工艺要求：

（1）在设备的内部保持真空状态；

（2）水冷盘可旋转；

（3）水冷盘的升降距离大于等于1.7米；

（4）水冷盘内需要通循环水对物料和容器冷却；

（5）水冷盘中央需要通气体对坩埚进行冷却；

（6）水冷盘必须要能承重1吨以上；

（7）拉锭机构的升降速度可控制。

目前的装置只能单独实现通循环水或者单独通气来进行坩埚的冷却，并且水冷盘的升降距离在1.7米以下，载重规格较小。目前还没有装置能够完全实现以上要求。

实用新型内容

本实用新型克服上述不足问题，提供一种定向凝固设备的拉锭机构，可实现上述所有功能，而且结构稳定，操作方便。 

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种定向凝固设备的拉锭机构，炉体固定安装于机体架之上，炉门安装于炉体之上，其特征是：炉体上固定安装有丝杠和真空泵；升降台通过丝母活动安装于丝杠下端；慢速电机和快速电机固定安装于升降台外壁之上，并通过电磁离合器和传动机构与丝母连接；旋转接头固定安装于升降台内部，水冷轴下端活动安装于旋转接头内部，其上端置于炉体内部，水冷盘安装于水冷轴顶部；旋转电机固定安装于升降台外壁，且通过旋转齿轮与水冷轴相互啮合连接。

所述的升降台采用升降台上盖固定安装于升降台底座之上

所述的水冷轴与炉体之间安装有轴密封。

所述的旋转接头内部安装有通水通气的旋转装置。

所述的旋转接头上端与升降台上盖固定连接，下端与升降台底座固定连接。

所述的丝杠有2-4个。

所述的传动机构包括5-7对互相啮合的齿轮。

所述的丝杠的升降速度20-60mm/min。

所述的旋转电机与水冷轴之间的传动比为5-10:1。

本实用新型装置构思独特，在原有设备的基础上，加以创新改进，既可以使水冷轴上下移动，也可以水冷轴旋转。在旋转的过程中，可以保持设备的真空度在1-5Pa的范围内。快速电机可以使升降机构以60mm/min的速度上升下降，慢速电机可以使升降机构以0.1mm/min的速度上升下降。操作简单，易于控制和计算。

附图说明

图1为一种定向凝固设备的拉锭机构的结构示意图。

图中，1. 炉体，2. 水冷盘，3. 轴密封，4.真空泵，5.旋转齿轮，6.旋转电机，7. 升降台上盖，8. 旋转接头，9.水冷轴，10. 升降台，11. 升降台底座，12. 快速电机，13. 传动机构，14.电磁离合器，15.慢速电机，16.丝母，17.丝杆，18.真空阀，19.炉门。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图详细说明本实用新型，但本实用新型并不局限于具体实施例。

如图1所示的一种定向凝固设备的拉锭机构，炉体1固定安装于机体架之上，炉门安装于炉体1之上。

炉体1上固定安装有丝杠17和真空泵4；升降台10通过丝母16活动安装于丝杠17下端；慢速电机15和快速电机9固定安装于升降台10外壁之上，并通过电磁离合器14和传动机构13与丝母16连接；旋转接头8固定安装于升降台10内部，水冷轴9下端活动安装于旋转接头8内部，其上端置于炉体1内部，水冷盘2安装于水冷轴9顶部；旋转电机6固定安装于升降台10外壁，且通过旋转齿轮5与水冷轴9相互啮合连接。