CN102600948B

CN102600948B - 一种全自动机械化多晶硅破碎机

Info

Publication number: CN102600948B
Application number: CN201210087821.4A
Authority: CN
Inventors: 谷岩; 李毅光
Original assignee: BEIJING DEGAOJIE CLEANING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING DEGAOJIE CLEANING EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: CN102600948A

Abstract

一种全自动机械化多晶硅破碎机，由预定数量的硅棒料，码放在棒料储备机构内；置于该棒料储备机构出口处的出料口振动器启动，将硅棒料输送至喂料机构；由提升机构提升至所需高度；在喂料机构推力推动下，由滚轮输送机构，将硅棒料调直校平后，送至破碎机主体模具中；当光电传感器检测到破碎机主体模具已充满硅棒料时，电磁传感器启动在破碎机主体模具周围的联动的冲击气缸，各冲击气缸在电磁传感器的控制下，以强大冲击力，冲击硅棒，并击碎硅棒；电磁传感器随机启动开合汽缸，卸料至卸料槽；本发明屏弃了手工操作，使用机械代替人破碎操作，实现智能、高效、全自动、机械化作业；提高了生产效率，保证产品质量，节约生产成本和人力资源。

Description

一种全自动机械化多晶硅破碎机

技术领域

本发明涉及一种全自动机械化多晶硅破碎机，属于对多晶硅棒料机械破碎领域。

背景技术

多晶硅是优良的半导体材料，广泛用于太阳能发电电池板。是光伏产业中最主要的原材料。从还原炉出来2.8m长的U形硅棒，要形成光伏产业中太阳能发电的电池板，就必须进行粗加工，即把长度：1.8m～2.4m，直径：

硅棒,破碎成粒度为

以下的碎块或颗粒,再由铸锭炉铸成

的硅锭，然后切割成太阳能电池板，以供光伏发电之用。

多年来国内多晶硅行业，一直依靠人工用钢锤镶嵌硬质合金进行手工破碎。

这种一直沿用的手工破碎方法，即直接采用碳化钨锤砸敲击碎；即使在多晶硅技术较发达的西方国家，也同样采用手工破碎。由于人工敲击：受体力和严重粉尘污染的限制，效率极为低下。从而阻滞了硅棒破碎的产能，严重阻碍了硅棒转化到光伏产业的发展。基此，全自动、机械化、高效智能的硅棒破碎机呼之欲出！国内破碎机械行业也纷纷开发与研制。

目前，投放市场的有《沈阳理工大学》研制的“锤式破碎机”。其工作原理是：通过步进电机控制冲击锤行程、冲击锤在离合器的控制下，提升与下落，进而达到对多晶硅棒料冲击与破碎目的。通过在徐州“中能”的现场操作实验，其工作效率达不到理论计算值。最终只能放弃，继续沿用人工破碎。

市面上还有诸如多晶硅破碎器，均采用人工手持单缸冲击，如此等等。无论产量与效率，都达不到多晶硅行业对多晶硅破碎的要求。

常州市劲普自动化设备有限公司,通过对传统颚式破碎机的改造投放市场，号称多晶硅破碎机，但其并不能处理1.8m～2.4m,直径

硅棒。要用这种颚式破碎机,首先还得对多晶硅长棒料进行预破碎，因此仍然不能实现多晶硅的机械化全自动破碎。

综上所述，开发研制高效、智能、全自动机械化多晶硅破碎机是大势所需。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种全自动机械化多晶硅破碎机，其特点是：从根本上屏弃对多晶硅棒料一直沿用人工破碎的手工操作，使用机械代替人破碎操作，实现智能、高效、全自动、机械化作业。提高了生产效率，保证了产品质量，节约了生产成本和人力资源。

本发明的技术方案是：一种全自动机械化多晶硅破碎机，包括，宽度可调的多晶硅长短棒料储备机构、出料口振动器、喂料机构、短棒料储备槽、短棒料推进气缸、滚轮提升机构、滚轮输送机构、破碎机主体模具、联动的冲击气缸、卸料槽、开合气缸、电磁传感器、光电传感器、电磁接近开关；其中，预设数量的硅棒料，码放在棒料储备机构内，该机构内可码放1.8m～2.8m的长棒料；置于该棒料储备机构出口处的出料口振动器启动，将硅棒料输送至位于提升机构上面的喂料机构；并由提升机构提升至喂料机构所需高度；在喂料机构推力推动下，由紧靠喂料机构的滚轮输送机构，将硅棒料调直校平后，送至位于与滚轮输送机构联接的破碎机主体模具中；当光电传感器检测到破碎机主体模具已充满硅棒料时，电磁传感器启动在破碎机主体模具周围的联动的冲击气缸，各冲击气缸在电磁传感器的控制下，以强大冲击力，冲击硅棒，并击碎硅棒；电磁传感器随机启动开合气缸，卸料至卸料槽。

该多晶硅破碎机还包括，短棒料储备槽，该短棒料储备槽可码放长度200mm-500mm的短棒料；

所述的短棒料储备槽，位于与上述棒料储备机构方向垂直的一侧，该短棒料储备槽将短棒料，通过一短棒料推进气缸输送，至所述的滚轮提升机构中，由提升机构将硅棒料按预设高度提升至喂料机构；再继续与所述棒料储备机构相同的后面工序。

所述的联动的冲击气缸，由外侧破碎气缸，顶侧破碎气缸，里侧破碎气缸组成，所述气缸分别位于破碎机主体模具的外侧、顶侧、里侧。

所述的破碎机主体模具，内置有下侧滚动钢珠和上侧滚动钢珠，支撑着硅棒料。

本发明的有益效果是：本发明是一种全自动机械化多晶硅破碎机，整个工作过程无油、无水、无污染，低压启动（0.6MP），高频冲击（冲击频率30Hz）。1.8m～2.4m的棒料仅在10秒之内击碎完成。破碎过程不产生粉尘。破碎冲击头接触面碳化钨合金，不会造成多晶硅污染。根据不同的硅棒尺寸及疏松程度，配合不同的M头或月牙与M组合式冲击头，达到用户指定的破碎粒度。设备操作简单，安全可靠。整体布局结构紧凑、智能高效，与晶棒及多晶硅碎粒接触面均采用优质不锈钢材质，即304。对多晶硅粒度的污染几乎为零，可使多晶硅粒度的纯度高达99.9999％。实现了高效、智能化。

附图说明

附图用来对本发明的进一步理解和解释，但不限制本发明。

图1是本发明一种全自动机械化多晶硅破碎机的立体结构示意图；

图2是本发明一种全自动机械化多晶硅破碎机的破碎主体剖切示意图；

图3是本发明一种全自动机械化多晶硅破碎机的开合气缸的位置图。

图4是本发明一种全自动机械化多晶硅破碎机的出料口振动器位置图。

图中，1-棒料储备箱，2-喂料机构，3-短棒料储备槽，4-短棒料推进气缸，5-滚轮提升机构，6-滚轮输送机构，7-破碎机主体模具，8-开合气缸，9-外侧破碎气缸，10-顶侧破碎气缸，11-里侧破碎气缸，12-卸料槽，13-下侧滚动支承钢珠，14-上侧滚动支承钢珠，电磁传感器、光电传感器、电磁接近开关；

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明做更详细的解释，图1是本发明一种全自动机械化多晶硅破碎机的立体结构示意图；图2是破碎机的破碎主体剖切示意图。从附图可以看出：

一种全自动机械化多晶硅破碎机，包括，棒料储备机构宽度可调的，可码放1.8m-2.8m的长棒料的，多晶硅长棒料储备机构1，、喂料机构2，其长度可控3米以内、出料口振动器、短棒料储备槽3,棒料长度在500mm以下的短棒料推进气缸4、滚轮提升机构5、滚轮输送机构6、破碎机主体模具7、联动的冲击气缸9、10、11、卸料槽12、开合汽缸8、电磁传感器、光电传感器、电磁接近开关；其中，预设数量的硅棒料，码放在棒料储备机构内1；置于该棒料储备机构1出口处的出料口振动器启动，（其设在集料箱出口下面，震动一次，取出一根棒料。见附图4）

将硅棒料输送至位于提升机构5上面的喂料机构2；并由提升机构5提升至喂料机构2所需高度；在喂料机构2中的无杆气缸推力推动下，由紧靠喂料机构2的滚轮输送机构6，将硅棒料调直校平后，送至位于与滚轮输送机构6联接的破碎机主体模具7中；当光电传感器检测到破碎机主体模具7已充满硅棒料时，启动在破碎机主体模具7周围的联动的冲击气缸9、10、11，各冲击气缸9、10、11在磁性传感器的控制下，以强大冲击力，冲击硅棒，并击碎硅棒；磁性传感器随机启动开合气缸8，（其设在联动冲击气缸下侧，其主要对模具7进行开合，从而起到对棒料加紧及最终卸料之作用。位置见附图3）卸料至卸料槽12。

该多晶硅破碎机还包括，短棒料储备槽3，该短棒料储备槽3可码放长度200mm～500mm的短棒料；

所述的短棒料储备槽3，位于与上述棒料储备机构1方向垂直的一侧，该短棒料储备槽3将短棒料，通过一短棒料推进气缸4输送，至所述的滚轮提升机构5中，由提升机构5将硅棒料按预定高度提升至喂料机构2；再继续与所述棒料储备机构1相同的后面工序。

所述的短棒料储备槽3，位于与长棒料储备箱1方向垂直，其将短棒料通过一短棒料推进气缸4输送，至所述的滚轮提升机构5中，由提升机构5将硅棒料按预定高度提升至喂料机构2；继续以下所述工序进行。

所述的联动的冲击气缸9、10、11，由外侧破碎气缸9，顶侧破碎气缸10，里侧破碎气缸11组成，所述气缸分别位于破碎机主体模具的外侧、顶侧、里侧。

所述的破碎机主体模具7，内置有下侧滚动钢珠13，由直径

高渗钨钢珠和上侧滚动钢珠14，由直径Φ50mm,高渗钨钢珠，支撑着硅棒料。高渗钨钢珠的硬度HV高达:2850～3200,而Φ50mm高渗钨钢珠的作用就在于对多晶硅棒料的入模无阻力，其另一个重要作用还在于给入模的多晶硅棒在冲击汽缸（9）、（10）、（11）强大冲力下，起到强大的支承作用；

本发明的一种全自动机械化多晶硅破碎机工作原理如下：参阅附图1和图2，机械手（不在本附图中）在程序控制下，给图示1的棒料储备箱码放预设数量的硅棒料，启动出料口振动器，向滚轮提升机构5节拍地、输送长短不一的硅棒料。提升机构5将硅棒料按预设高度提升至喂料机构2，喂料机构2通过无杆气缸的强大推力，通过滚轮输送机构6调直校平，送至破碎模具7；当光电传感器检测到破碎模具以充满硅棒料时，电磁传感器启动联动的冲击气缸9、10、11，冲击气缸9、10、11在电磁传感器的控制下，按预设行程（132mm）以强大冲击力，向硅棒冲击而去，在10秒之内将硅棒击碎。电磁传感器随机启动开合汽缸8，卸料至退料槽。一个破碎过程完毕。破碎机按预设程序重复以上过程，直至满足厂方要求破碎量。

参阅附图1和图2，对于长度在200mm～500mm之间的短棒料，可人工码放于500以下的短棒料储备槽3中，然后通过短棒料推进气缸4，输送与滚轮提升机构5中，提升机构5将硅棒料按预设高度提升至喂料机构2，喂料机构2通过无杆气缸的强大推力，通过滚轮输送机构6调直校平，借助上、下直径Φ50mm,高渗钨钢珠13、14滚动至模具7的右端；当光电传感器检测到破碎模具以充满硅棒料时，电磁传感器启动联动的冲击气缸9、10、11，冲击气缸9、10、11在电磁传感器的控制下，按预设行程（132mm）以强大冲击力，向硅棒冲击而去，在10秒之内将硅棒击碎。电磁传感器随机启动开合气缸8，卸料至退料槽。长度200mm～500mm之间的短棒料破碎过程完毕。

本发明的一种全自动机械化多晶硅破碎机，从根本上屏弃了对多晶硅棒料一直沿用人工破碎的手工操作，使用机械代替人破碎操作，实现了智能、高效、全自动、机械化作业。提高了生产效率，保证了产品质量，节约了生产成本和人力资源。

本发明的构思是具有创造性的，对于本领域技术人员来说，可以在本构思的指导下，推导出多种类似的，相同功能的，可以替代的技术方案，但是各种技术方案都在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种全自动机械化多晶硅破碎机，其特征在于，包括，棒料储备机构、出料口振动器、喂料机构、短棒料储备槽、短棒料推进气缸、滚轮提升机构、滚轮输送机构、破碎机主体模具、联动的冲击气缸、卸料槽、开合气缸、电磁传感器、光电传感器、电磁接近开关；其中，预设数量的硅棒料，码放在棒料储备机构内，该机构内可码放1.8m～2.8m的长棒料；置于该棒料储备机构出口处的出料口振动器启动，将硅棒料输送至位于提升机构上面的喂料机构；并由提升机构提升至喂料机构所需高度；在喂料机构推力推动下，由紧靠喂料机构的滚轮输送机构，将硅棒料调直校平后，送至位于与滚轮输送机构联接的破碎机主体模具中；当光电传感器检测到破碎机主体模具已充满硅棒料时，电磁传感器启动在破碎机主体模具周围的联动的冲击气缸，各冲击气缸在电磁传感器的控制下，以强大冲击力，冲击硅棒，并击碎硅棒；电磁传感器随机启动开合气缸，卸料至卸料槽。

2.按照权利要求1所述的一种全自动机械化多晶硅破碎机，其特征在于，该机还包括短棒料储备槽，该短棒料储备槽可码放200mm～500mm长的短棒料；

3.按照权利要求1所述的一种全自动机械化多晶硅破碎机，其特征在于，所述的联动的冲击气缸由外侧破碎气缸，顶侧破碎气缸，里侧破碎气缸组成，所述气缸分别位于破碎机主体模具的外侧、顶侧、里侧。

4.按照权利要求1所述的一种全自动机械化多晶硅破碎机，其特征在于，所述的破碎机主体模具，内置有下侧滚动钢珠和上侧滚动钢珠，支撑着硅棒料。