CN102219217B - 多晶硅还原炉硅芯夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种夹持装置，具体地说涉及多晶硅还原炉硅芯夹持装置，属于多晶硅生产技术领域。本发明的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，包括卡瓣、盖子和底座，卡瓣通过盖子安装在底座上，盖子通过螺纹与底座连接，所述卡瓣包括上部的圆锥台和下部的圆柱体，所述圆柱体的直径大于圆锥台底面的直径，所述卡瓣的中心设有垂直的圆孔，所述圆孔与圆锥台同轴心。本发明结构稳定、能紧密包裹硅芯，防止硅芯根部发生逆腐蚀而倒棒，对整个还原生产倒棒率的减少极为有效。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹持装置，具体地说涉及多晶硅还原炉硅芯夹持装置，属于多晶硅生产技术领域。
背景技术
高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。目前，国际上多晶硅生产技术70%以上使用的是改良西门子法。改良西门子法生产多晶硅主要是采用高纯三氯氢硅和高纯氢按照一定的配比混合在一起构成原料混合气体，通入还原炉反应器中，在加热电极上的硅芯表面被加热至1100℃左右，三氯氢硅和氢气发生还原反应，生成多晶硅并不断沉积在硅芯上，使该硅芯的直径逐渐***而形成多晶硅棒。
在多晶硅生长过程中，需要将硅芯很好地固定，以确保多晶硅生长过程顺利完成，一般都用夹持装置对硅芯进行固定。硅芯夹持装置对整个多晶硅还原生产运行的影响非常大，若夹持装置结构设置不合理，在多晶硅还原生产过程中，随着反应生成的多晶硅在硅芯表面的生长，多晶硅棒的重量逐渐增加，在还原炉内气体流场和多晶硅棒自重的共同作用下，极易出现硅芯受力不均匀出现倒棒现象发生而意外停炉，在很大程度上影响了还原反应的产量、产品质量等。由此，采用新型的硅芯夹持装置成为现阶段研究重点。
中国专利200920229097公开了一种夹持装置，包括石墨卡瓣、石墨帽和石墨座，石墨卡瓣通过石墨帽安装在石墨座上，石墨帽通过螺纹与石墨座连接。石墨卡瓣中心设有垂直的圆孔和十字槽，石墨卡瓣中圆孔的轴线和十字槽的中心线重合。由于该夹持装置的石墨卡瓣为圆锥台状，石墨卡瓣中设有垂直的圆孔，该夹持装置虽然可解决启炉和生产初期的倒棒问题，但由于该装置石墨卡瓣为单一的圆锥台状，夹持装置的稳固性有限，并且圆孔贯通整个石墨卡瓣，降低了装置的稳固性，随着多晶硅棒重量的逐渐增加，出现倒棒现象的风险进一步加大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有夹持装置稳固性欠佳，容易出现倒棒的不足，提供一种改进的多晶硅还原炉硅芯夹持装置。本发明的多晶硅还原炉硅芯夹持装置稳固性好，不容易出现倒棒现象。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种多晶硅还原炉硅芯夹持装置，包括卡瓣、盖子和底座，卡瓣的中心设有垂直的圆孔，卡瓣通过盖子安装在底座上，盖子通过螺纹与底座连接，所述卡瓣包括上部的圆锥台和下部的圆柱体，所述圆柱体的直径大于圆锥台底面的直径。该多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，卡瓣由圆锥台和圆柱体组成，且圆柱体的直径大于圆锥台底面的直径，该结构使得夹持装置的稳固性大大提高，可有效预防倒棒现象的发生。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述所述卡瓣中心设置的圆孔与圆锥台及圆柱体同轴心，可以进一步增加夹持装置的稳定性。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述卡瓣的圆锥台部分设有垂直的十字形切口，十字形切口的中心线与圆孔的轴心重合。夹持装置中设置的十字形的切口有利于消除安装硅芯时的外在应力，使硅芯安装时的稳定性增加。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述十字形切口的宽度最好为1.5-3mm，以利于消除外在应力又利于尽可能减小对硅芯的腐蚀。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述盖子为石墨盖子。最好采用高纯石墨等静压成型制得。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述石墨盖子的直径为110-130mm。上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述石墨盖子的高度为60-80mm。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述座子为石墨座子。最好采用高纯石墨等静压成型制得。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述石墨座子的直径为75-85mm。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述石墨座子的高度为60-80mm。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述卡瓣为石墨卡瓣。最好采用高纯石墨等静压成型制得。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述石墨卡瓣的圆锥台部分和圆柱体部分是一整体，即整体成型的。
上述多晶硅还原炉硅芯夹持装置中，所述圆孔的直径与硅芯的直径大小相适配，最好为7-11mm。
本发明的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，包括卡瓣、盖子和底座，卡瓣的中心设有垂直的圆孔，卡瓣通过盖子安装在底座上，盖子通过螺纹与底座连接，所述卡瓣包括上部的圆锥台和下部的圆柱体。由于采用了上述结构，使得硅芯夹持装置的稳固性大大提高。进一步的，本发明的夹持装置的卡瓣中心设有垂直的圆孔，所述圆孔与圆锥台及圆柱体同轴心，有利于增加夹持装置的稳定性；进一步的，在卡瓣的圆锥台部分设置了垂直的十字形切口，而圆柱体部分没有设置切口，这样的结构既可有效消除安装硅芯时所产生的外在应力，又能确保装置的稳固性。本发明的夹持装置卡瓣圆锥台部分设置的十字形切口较小，有利于消除外在应力并且外界对硅芯的腐蚀非常小。本发明卡瓣的圆锥台部分和圆柱体部分可以由石墨整体成型制得，整体的卡瓣结构更有利于增加装置的稳固性。经过生产试验证明，在多晶硅生产过程中，保持正常工况运行情况下，此本发明的硅芯夹持装置能够很好的承受硅棒在生产过程中的各个方向的应力，而且结构稳定、紧密包裹硅芯，防止硅芯根部发生逆腐蚀而倒棒，对整个还原生产倒棒率的减少极为有效。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构稳定、能紧密包裹硅芯，防止硅芯根部发生逆腐蚀而倒棒，对整个还原生产倒棒率的减少极为有效。
附图说明
图1为本发明硅芯夹持装置卡瓣的结构示意图。
图2为本发明硅芯夹持装置卡瓣的俯视图。
图3为本发明硅芯夹持装置安装硅芯的示意图。
图中标记：1-卡瓣，2-圆锥台，3-圆柱体，4-圆孔，5-十字形切口，6-盖子，7-底座，8-硅芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例列举的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，包括卡瓣1、盖子6和底座7，卡瓣1、盖子6和底座7均是石墨材质，由高纯石墨等静压成型制成，石墨盖子的直径约130mm，高度约80mm；卡瓣1通过盖子6安装在底座7上，盖子6通过螺纹与底座7连接，卡瓣1包括上部的圆锥台2和下部的圆柱体3，石墨卡瓣1的圆锥台部分和圆柱体部分是一整体，圆柱体3的直径大于圆锥台2底面的直径，所述卡瓣1的中心设有垂直的圆孔4和十字形切口5，圆孔4与圆锥台2及圆柱体3同轴心，十字形切口的中心线与圆孔的轴心重合，圆孔直径为11mm；十字形切口的宽度为3mm。
在多晶硅生产过程中，将硅芯安装于本实施例夹持装置的卡瓣中心设置的圆孔中，将通过盖子将卡瓣安装固定于底座上。由于本实施例装置的结构特点，夹持装置的稳固性好，在多晶硅生产过程中，夹持装置能够很好地承受硅棒在生产过程中的各个方向的应力，能够紧密包裹硅芯。经生产试验证明，该多晶硅硅芯夹持装置能够确保工况正常运行，可有效防止硅芯根部发生逆腐蚀。
实施例2
本实施例列举的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，包括卡瓣1、盖子6和底座7，卡瓣1、盖子6和底座7均是石墨材质，由高纯石墨等静压成型制成，石墨盖子的直径约110mm，高度约60mm；卡瓣1通过盖子6安装在底座7上，盖子6通过螺纹与底座7连接，卡瓣1包括上部的圆锥台2和下部的圆柱体3，石墨卡瓣1的圆锥台部分和圆柱体部分是一整体，圆柱体3的直径大于圆锥台2底面的直径，所述卡瓣1的中心设有垂直的圆孔4和十字形切口5，圆孔4与圆锥台2及圆柱体3同轴心，十字形切口的中心线与圆孔的轴心重合，圆孔其直径为7mm；十字形切口的宽度为1.5mm。
经生产试验证明，该多晶硅硅芯夹持装置能够确保工况正常运行，可有效防止硅芯根部发生逆腐蚀，同时大大降低还原炉倒棒几率。
Claims (11)
1.一种多晶硅还原炉硅芯夹持装置，包括卡瓣、盖子和底座，卡瓣的中心设有垂直的圆孔，卡瓣通过盖子安装在底座上，盖子通过螺纹与底座连接，其特征在于，所述卡瓣包括上部的圆锥台和下部的圆柱体，所述圆锥台和所述圆柱体同轴心，所述圆柱体的直径大于圆锥台底面的直径，所述卡瓣的圆锥台部分设有垂直的十字形切口，十字形切口的中心线与圆孔的轴心重合，所述十字形切口的宽度为1.5-3mm。
2.根据权利要求1 所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述盖子为石墨盖子。
3.根据权利要求2 所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨盖子为高纯石墨等静压成型制得。
4.根据权利要求2 或3所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨盖子的直径为110-130mm。
5.根据权利要求2 或3所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨盖子的高度为60-80mm。
6.根据权利要求1 所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述底座为石墨底座。
7.根据权利要求6 所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨底座为高纯石墨等静压成型制得。
8.根据权利要求6 或7所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨底座的直径为75-85mm。
9.根据权利要求6 或7所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨底座的高度为60-80mm。
10.根据权利要求 1所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述卡瓣为石墨卡瓣。
11.根据权利要求 10所述的多晶硅还原炉硅芯夹持装置，其特征在于，所述石墨卡瓣的圆锥台部分和圆柱体部分是一整体。
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