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一种硅粉升温保压提纯铸锭装置的制作方法

专利查询2022-5-25  85

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1.本实用新型涉及冶金设备技术领域,具体领域为一种硅粉升温保压提纯铸锭装置。


背景技术:

2.高纯多晶硅是制备太阳能电池的主要原料。目前多晶硅感应熔炼炉是冶金法提纯多晶硅的重要设备,该设备可以使多晶硅原料从块状或粉状熔化冷却后形成铸锭,铸锭经过切方和切片就可以制作太阳能电池片。
3.在工业生产中,由于硅粉的粒度小,其孔隙率较大。将硅粉装满坩埚,经熔炼后凝固的铸锭的体积只能占坩埚体积的50%~60%,然而熔炼所需的石英坩埚是工业生产中的消耗品,如此低出成率消耗,将导致坩埚的利用率低,生产成本高为此,提出一种硅粉升温保压提纯铸锭装置。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种硅粉升温保压提纯铸锭装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种硅粉升温保压提纯铸锭装置,包括石英坩埚,所述石英坩埚的横截面呈矩形,所述石英坩埚的上端设有加长框体,所述加长框体的横截面尺寸与所述石英坩埚相同,所述石英坩埚的底部设有驱动其竖直方向移动的驱动机构。
6.优选的,所述石英坩埚的上端外表面设有第一连接斜面,所述加长框体的下端外表面对应所述第一连接斜面相配合的第二连接斜面。
7.优选的,所述驱动机构包括底座,所述底座呈圆形板件,所述底座的内部设有第一圆形槽,所述第一圆形槽与所述底座同轴设置,所述第一圆形槽的内表面转动设有第一锥齿轮,所述第一圆形槽的侧壁贯穿设有转动轴,所述底座的内表面设有与所述第一圆形槽连通的第二圆形槽,所述转动轴的一端固定连接有第二锥齿轮,且所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合,所述第一锥齿轮的上表面固定连接有丝杆,所述底座的上表面固定连接有固定套筒,所述固定套筒以及所述丝杆分别与所述底座同轴设置,所述固定套筒的内表面活动连接有活动套筒,所述活动套筒的内表面设有与所述丝杆配合的内螺纹,所述活动套筒的外周面设有滑槽,所述固定套筒的内表面对应所述滑槽处固定连接有滑块,所述活动套筒的上端固定连接有托盘,所述石英坩埚设置在所述托盘上。
8.优选的,所述底座的外表面套设有外壳,所述外壳的上下两端分别呈开口状,所述外壳的下端设有与所述底座连接的连接槽,所述外壳的上端连接有保护盖,所述外壳的外表面对应所述石英坩埚处设有加热线圈。
9.优选的,所述加长框体的外表面固定连接有凸块,所述外壳的内表面固定连接有托板,所述凸块设置在所述托板的上表面。
10.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:一种硅粉升温保压提纯铸锭装置,通过设置石英坩埚,在石英坩埚的上端设置与其连接的加长框体,在进行冶炼时,加长框体的内部也装有硅粉,当位于石英坩埚内部的硅粉熔化后,位于加长框体内的硅粉即可进入石英坩埚内部,从而进行补充,经熔炼后凝固的铸锭的体积占坩埚体积的增大,增加坩埚的利用率。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图;
12.图2为本实用新型的主视剖面结构示意图;
13.图3为本实用新型的石英坩埚以及加长框体结构示意图;
14.图4为本实用新型的俯视剖面结构示意图。
15.图中:1-石英坩埚、2-加长框体、3-第二连接斜面、4-底座、5-第一圆形槽、6-第一锥齿轮、7-转动轴、8-第二圆形槽、9-第二锥齿轮、10-丝杆、11-固定套筒、12-活动套筒、13-滑槽、14-滑块、15-托盘、16-外壳、17-连接槽、18-保护盖、19-加热线圈、20-凸块、21-托板、22-第一连接斜面。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
17.请参阅图1-4,本实用新型提供一种技术方案:一种硅粉升温保压提纯铸锭装置,包括石英坩埚1,如图3所示,所述石英坩埚1的横截面呈矩形,所述石英坩埚1的上端设有加长框体2,所述加长框体2的横截面尺寸与所述石英坩埚1相同,且所述加长框体2的两端分别呈开口状,所述石英坩埚1的底部设有驱动其竖直方向移动的驱动机构,驱动所述石英坩埚1上下移动,完成冶炼后,使石英坩埚1向下移动,取出铸锭。
18.具体而言,所述石英坩埚1的上端外表面设有第一连接斜面22,所述加长框体2的下端外表面对应所述第一连接斜面22相配合的第二连接斜面3,如图3所示,所述第一连接斜面22向内部倾斜,如图2所示,当加长框体2与石英坩埚1相配合时,第一连接斜面22与第二连接斜面3相接触,增大二者接触面积,保证石英坩埚1与加长框体2之间配合紧密,同时也便于石英坩埚1与加长框体2之间的定位。
19.具体而言,所述驱动机构包括底座4,所述底座4呈圆形板件,所述底座4的内部设有第一圆形槽5,所述第一圆形槽5与所述底座4同轴设置,所述第一圆形槽5的内表面转动设有第一锥齿轮6,所述第一锥齿轮6与所述第一圆形槽5同轴设置,所述第一圆形槽5的侧壁贯穿设有转动轴7,所述底座4的内表面设有与所述第一圆形槽5连通的第二圆形槽8,所述转动轴7的一端固定连接有第二锥齿轮9,所述第二锥齿轮9竖直设置,且所述第二锥齿轮9与所述第一锥齿轮6相啮合,所述转动轴7远离所述第二锥齿轮9的一段固定连接有旋钮,且所述旋钮位于所述底座4的外部,所述第一锥齿轮6的上表面固定连接有丝杆10,所述丝杆10与所述第一锥齿轮6同轴设置,所述底座4的上表面固定连接有固定套筒11,所述固定
套筒11以及所述丝杆10分别与所述底座4同轴设置,所述固定套筒11的内表面活动连接有活动套筒12,所述活动套筒12的内表面设有与所述丝杆10配合的内螺纹,所述活动套筒12的外周面设有滑槽13,所述滑槽13的延伸方向与所述活动套筒12的轴心延伸方向同向设置,所述固定套筒11的内表面对应所述滑槽13处固定连接有滑块14,所述滑槽13与滑块14使得活动套筒12不会相对固定套筒11转动,所述活动套筒12的上端固定连接有托盘15,所述石英坩埚1设置在所述托盘15上,通过转动转动轴7,转动轴7带动第二锥齿轮9旋转,第二锥齿轮9带动第一锥齿轮6转动,进而带动丝杆10转动,在螺纹配合作用下,带动活动套筒12相对固定套筒11滑动,进而带动石英坩埚1上下移动。
20.具体而言,所述底座4的外表面套设有外壳16,所述外壳16呈圆柱形,所述外壳16的上下两端分别呈开口状,所述外壳16的下端设有与所述底座4连接的连接槽17,所述连接槽17呈环形,与底座4相卡接,所述外壳16的上端连接有保护盖18,所述外壳16的外表面对应所述石英坩埚1处设有加热线圈19,对内部设备进行保温。
21.具体而言,所述加长框体2的外表面固定连接有凸块20,所述外壳16的内表面固定连接有托板21,所述凸块20设置在所述托板21的上表面从而在托板21与凸块20的作用下,使得加长框体2无法向下移动,通过驱动机构带动石英坩埚1向下移动,加长框体2在托板21与凸块20的作用下无法随其向下移动,从而使得石英坩埚1与加长框体2脱离,即可取出铸锭。
22.工作原理:本实用新型使用时,通过转动转动轴7,转动轴7带动第二锥齿轮9旋转,第二锥齿轮9带动第一锥齿轮6转动,进而带动丝杆10转动,在螺纹配合作用下,带动活动套筒12相对固定套筒11滑动,进而带动石英坩埚1上下移动,在石英坩埚1的内部装好硅粉,驱动其上升与加长框体2连接,在加长框体2的内部继续加入硅粉,此时石英坩埚1与加热线圈19的位置相对应,对石英坩埚1内硅粉进行熔炼,熔化后的硅粉体积缩小,加长框体2内的硅粉对其进行补充,完成熔炼后,通过驱动机构驱动石英坩埚1向下移动,使得石英坩埚1与加长框体2之间脱离,从而可将石英坩埚1内铸锭取出。
23.在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
25.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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