[发明专利]电动热屏提升装置

说明书

技术领域

本发明是关于直拉硅单晶炉设备，特别涉及电动热屏提升装置。

背景技术

近些年，硅做为新能源材料，发挥着越来越重要的作用。在现有单晶硅加工过程中，一般利用热屏来减少热辐射和热量损失，减少热对流，加快蒸汽挥发，加快晶体的冷却从而提高拉晶速度。

由于热屏的引入，热屏底部伸入石英坩埚内部，致使装原料时不能装的太多，导致每炉生长的单晶有限，工作效率不高。晶体生长结束后，热系统中石英坩埚内部的热量散失慢，延长了取单晶时间。

为了解决以上问题，需要热屏具有可升降功能，热屏升起可使同一规格石英坩埚装入更多硅料，在硅料熔化后在将热屏降下来起到热屏应有的作用，晶体生长结束后，热屏升起加快热系统中石英坩埚内热量散失。

传统的热屏提升装置主要通过手轮操作，人力为动力，多处提升点之间软轴连接，操作比较费时费力，且软轴连接会出现不同步现象，从而会导致热屏出现倾斜，严重影响了坩埚内部的温度排布，影响了晶体的生长。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种改进了多处提升点之间不同步现象的自动化的热屏提升装置。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供电动热屏提升装置，用于控制直拉硅单晶炉设备中热屏的升降，所述电动热屏提升装置包括脉冲发生器和至少两个提升装置，提升装置包括电动装置、直线运动单元、调节旋钮、密封座、波纹管、提升杆和提升爪，提升爪连接在提升杆的一端，能对热屏提供支撑，提升杆的另一端通过波纹管与密封座再与调节旋钮连接，密封座安装在直线运动单元上，直线运动单元用于提供密封座进行直线运动的轨道，直线运动单元与电动装置相连，所述电动装置包括电机及驱动器；脉冲发生器与各个驱动器分别相连接。

作为进一步的改进，所述密封座内设有X型圈，提升爪通过密封座的X型圈。

作为进一步的改进，所述调节旋钮用于手动控制提升爪和热屏的分开、衔接。

作为进一步的改进，所述电机为步进电机，驱动器为步进电机驱动器。 

作为进一步的改进，所述电动热屏提升装置水平安装在直拉硅单晶炉的炉盖上。

提供基于所述的电动热屏提升装置的控制方法，利用所述电动热屏提升装置控制直拉硅单晶炉设备中热屏的升降时，热屏的提升速度满足公式：v= L×v₁、m×g×S=1/2m×v 2 、T=h/v和W＞m×g×v，其中v 为热屏的提升速度，L为直线运动单元的螺距，即当电机旋转一圈，直线运动单元相应垂直方向上升的距离， v₁为电机的转速，m为热屏的质量，g为重力加速度，S为热屏由于惯性力上升的高度，S的值小于0.5mm，且T是热屏运动单位距离所需的时间，h是单位距离，W为电机功率。

作为进一步的改进，所述热屏的提升速度在1mm/s～10mm/s之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在传统热屏提升的基础上改进为电动提升装置，并采用一个脉冲发生器连接各个驱动器来控制步进电机，这样保证了多处提升点实现同步升降，增强了可靠性，也为实现热屏提升的自动化控制奠定了基础。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中的附图标记为：1电动装置；2直线运动单元；3脉冲发生器；4调节旋钮；5密封座；6波纹管；7提升杆；8提升爪；9炉盖；10热屏。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1中的电动热屏提升装置水平安装在直拉硅单晶炉的炉盖9上，包括脉冲发生器3和两个提升装置，用于按照生产需要控制直拉硅单晶炉设备中的热屏10升降。提升装置包括电动装置1、直线运动单元2、调节旋钮4、密封座5、波纹管6、提升杆7和提升爪8。提升爪8连接在提升杆7的一端，能对热屏10提供支撑，提升杆7的另一端通过波纹管6、密封座5内的X型圈以及密封座5后再与调节旋钮4连接，实现提升杆7升降和旋转时炉体内外密封。提升爪8和提升杆7通过手动旋转调节旋钮4，调节与热屏10处于分开、衔接二种状态。密封座5安装在直线运动单元2上，直线运动单元2用于提供密封座5进行直线运动的轨道，直线运动单元2与电动装置1相连，所述电动装置1包括电机及驱动器，电机为步进电机，驱动器为步进电机驱动器。脉冲发生器3与各个驱动器分别相连接，进而通过同一个脉冲信号控制多个电机，实现同步升降。