[实用新型]一种用于单晶炉的二次加料装置及其加料器

说明书

技术领域

本实用新型涉及单晶炉内二次加料设备技术领域，特别涉及一种用于单晶炉的二次加料装置及其加料器。

背景技术

单晶炉是生产单晶硅棒的设备，其生产过程为将装满多晶硅料的石英坩埚放入单晶炉内在负压状态下加热融化为液体硅料，再通过籽晶拉制成单晶硅，石英坩埚内的液体硅料全部被拉制成单晶硅棒，待冷却后打开单晶炉取出单晶硅棒成品。

单晶炉在拉制单晶的过程中，一直处于高温负压状态，固体硅料在融化成液体状态后，其所占空间小于石英坩埚的容积，即石英坩埚的部分空间尚未加以利用，而单晶炉单个周期内的产量与坩埚内的硅料量成正比。

可以理解，硅料固、液转换后在容器内所占容积的差值，造成了目前单晶炉单个周期内产量低，以及石英坩埚利用率低的问题。

有鉴于此，如何提高单晶炉单个周期内产量以及石英坩埚的利用率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的核心目的在于，提供一种用于单晶炉的加料器，以解决目前单晶炉制备单晶时存在单个周期内产量以及石英坩埚的利用率的问题。在此基础上，该实用新型还提供一种包括上述加料器的二次加料装置。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于单晶炉的加料器，包括：

驱动电机；

支撑套，其下端可与所述单晶炉的阀口连接；

储料桶，具有上填料口和下卸料口，可滑动地设置于所述支撑套；

限位结构，所述储料桶在重力作用下相对于支撑套滑动至卸料位置后，用于限定储料桶相对于支撑套的竖直向下运动；

封堵件，用于封堵所述下卸料口；

传动机构，用于将所述驱动电机的转动副转化为所述封堵件相对于所述支撑套的升降移动副。

优选地，所述传动机构具体为丝杠螺母传动机构，所述丝杠螺母传动机构的螺母连接于所述支撑套，丝杠穿插于所述储料桶并且其上端与所述螺母配合、下端与所述封堵件固定连接，所述驱动电机驱动所述螺母和所述丝杠中一者相对于另一者转动。

优选地，所述限位机构包括相适配的止推面和止挡环，所述止推面和所述止挡环中一者设置于所述支撑套，另一者设置于所述储料桶。

优选地，所述封堵件的形状为锥形，所述封堵件的底端直径大于所述下卸料口的口径、顶端直径小于所述下卸料口的口径。

本实用新型所提供的一种用于单晶炉的加料器，包括驱动电机、支撑套、储料桶、封堵件和传动机构。其中，支撑套可固定于单晶炉的阀口处；储料桶具有上填料口和下卸料口，并可滑动地设置于支撑套内；当储料桶在重力作用下相对于支撑套滑动至卸料位置后，限位结构用于限定储料桶相对于支撑套的竖直向下运动；封堵件可用于封堵下卸料口；传动机构用于将驱动电机的转动副转化为封堵件相对于支撑套的升降移动副。

加料器位于填料和运料工况，封堵件封堵下卸料口，储料桶在封堵件作用下收纳于支撑套内；加料器由运料工况切换至卸料工况，驱动电机启动，封堵件在传动机构作用下相对于支撑套竖直向下移动，与此同时储料桶在重力作用下由支撑套伸出并随封堵件下降至卸料位置，封堵件继续竖直向下移动至下卸料口开启，储料桶内硅料在自身重力作用下沉降至单晶炉的坩埚内；加料完成后，启动驱动电机，传动机构带动封堵件相对于支撑套和储料桶上升至下卸料口关闭，继续上升并带动储料桶缩回至支撑套内。

通过上述加料器实现了对单晶炉的二次加料，从而提高了单晶炉在单个周期内的产量、石英坩埚的利用率，从而降低了制备单晶的制造成本。此外，由于储料桶将会伸入单晶炉内以完成二次加料，可以理解储料桶自身的清洁度会对单晶炉内制备单晶的质量产生影响，为了避免因附着于储料桶的污染物对单晶成品的影响，本方案中的加料器在填料和运料过程中，其储料桶始终位于支撑套内，从而降低了因二次加料而对单晶成品纯度的影响。

本实用新型还提供一种用于单晶炉的二次加料装置，包括升降装置和上述结构的加料器，所述升降装置用于将填充有硅料的所述加料器提升至所述阀口处，或者将所述加料器由所述阀口处移除。

优选地，所述升降装置包括移动式操作台、伸缩立柱、伸缩悬臂、第一驱动装置和第二驱动装置，所述伸缩立柱连接于所述移动式操作台并在所述第一驱动装置作用下相对于所述移动式操作台沿竖直方向伸缩，所述伸缩悬臂连接于所述伸缩立柱并可在所述第二驱动装置作用下相对于所述伸缩立柱沿水平方向伸缩，并与所述支撑套固定连接。