CN208087226U - 硅粉布料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅粉布料装置，包括储料机构和与储料机构连接的用于输送的输送机构，储料机构包括储料仓和压力测量机构，储料仓上设置有进料口、出料口、保护气入口、废气排放口，保护气入口上设置有保护气阀门，保护气用于防止硅粉氧化，废气排放口上设置有废气阀门，储料机构还包括控制器，控制器分别与保护气阀门、废气阀门、压力测量机构连接，控制器联锁控制储料仓内冲压或泄压。该硅粉布料装置可用于能形成扬尘的微硅粉物料的布料，通过控制器实现了储料仓内冲压和泄压的自动进行，有效控制了保护气压力防止硅粉氧化，使用该装置布料作业操作简单，物料粉体无需周转，减少物料粉体频繁对空倒运的频次，降低物料粉体弥散、扬尘的几率。

Description

硅粉布料装置

技术领域

本实用新型属于氮化硅生产技术领域，具体涉及一种硅粉布料装置。

背景技术

氮化硅作为新兴的粉体材料，因其良好的机械强度、化学性能、抗热震性及电绝缘性等，被广泛应用于光伏、机械、化工、半导体、陶瓷等工业领域。在已知的氮化硅生产技术中，直接氮化法的氮化时间长、电耗高，要生成高质量的产品需要对工艺进行精细控制；自蔓延燃烧法需要高压反应容器，因反应不易控制、研磨成本高、产品品质低未被大批量的化工生产采纳；作坊式粉体生产作业过程粉尘污染大，造成环境污染的同时对操作人员的职业健康形成一定影响。同时空气中粉体密集到一定程度会存在闪爆的安全隐患，使用密闭式粉体装填作业是洁净作业及安全环保的主要选择方向。

现有技术中使用常规瓢状或铲状器具从桶装粉中将硅粉盛装，倾倒在专用料盘中，然后使用拨粉刀将高低不平的硅粉堆拨平。操作过程硅粉的粉尘量大，形成不必要浪费的同时造成一定的安全环保问题，并且操作过程繁琐。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种硅粉布料装置，解决了现有技术中，硅粉在布料操作过程中的粉尘量大、污染严重、浪费严重的技术问题。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提供一种硅粉布料装置，包括储料机构和与储料机构连接的用于输送的输送机构，储料机构包括用于储存硅粉的储料仓和用于测量储料仓内压力值的压力测量机构，储料仓上设置有用于进料的进料口、用于出料的出料口、用于通入保护气进行冲压的保护气入口、用于排放废气进行泄压的废气排放口，保护气入口上设置有保护气阀门，保护气用于防止硅粉氧化，废气排放口上设置有废气阀门，储料机构还包括控制器，控制器分别与保护气阀门、废气阀门、压力测量机构连接，控制器用于控制保护气阀门的开闭、控制废气阀门的开闭、获取压力测量机构测量的压力值来联锁控制储料仓内冲压或泄压。

控制器用于控制保护气阀门的开闭、控制废气阀门的开闭、获取压力测量机构测量的压力值与预设的压力值比较来联锁控制储料仓内冲压或泄压。控制器获取到的压力测量机构测量的压力值高于预设的压力值，则控制器控制保护气阀门关闭、废气阀门打开排放废气，进行泄压；控制器获取到的压力测量机构测量的压力值小于预设的压力值，则控制器控制保护气阀门打开通入保护气、废气阀门关闭，进行冲压。

优选的是，所述的硅粉布料装置还包括与废气排放口连接的除尘机构，除尘机构用于对从废气排放口排放的废气进行除尘。

优选的是，所述的硅粉布料装置还包括用于搅拌的搅拌机构，搅拌机构包括搅拌组件和用于驱动搅拌组件搅拌物料的第一驱动电机，搅拌组件包括搅拌轴和设置于搅拌轴上的搅拌桨，搅拌桨设置于储料仓内，第一驱动电机与搅拌轴连接并驱动搅拌轴转动。

优选的是，储料仓的内壁设置有不粘层，搅拌组件表面设置有不粘层。不粘层为特氟龙层。

优选的是，出料口设置于储料仓的底部。

优选的是，输送机构包括输送腔室，输送腔室的入口与出料口连通，输送机构还包括用于推移物料前进的输送组件，输送腔室的出口用于排出通过输送腔室的输送料。

优选的是，输送组件为柔性的。

优选的是，输送腔室为能弯曲的软管，软管的材质为聚氨酯、特氟龙、耐纳特中的一种。

优选的是，输送组件包括推移件和用于驱动推移件推移物料的第二驱动电机，推移件包括旋转轴和设置于旋转轴上的螺旋叶片，螺旋叶片设置于输送腔室内，第二驱动电机与旋转轴连接并驱动旋转轴转动。

优选的是，螺旋叶片为中空的不锈钢叶片或非金属实心叶片。

优选的是，推移组件表面设置有不粘层。不粘层为特氟龙层。

本实用新型中的硅粉布料装置，可用于能形成扬尘的微硅粉物料的布料，通过控制器实现了储料仓内冲压和泄压的自动进行，有效控制了储料仓内保护气的压力，防止硅粉氧化，使用该装置进行物料粉体布料作业操作简单，物料粉体无需周转，减少物料粉体频繁对空倒运的频次，降低物料粉体弥散、扬尘的几率。该装置对于实施硅粉静态烧结前的装炉作业过程的物料粉体流转以及装盘作业可一步完成，使用该装置实施物料粉体装盘作业的工艺流程简单，物料粉体无需流转，减少粉体裸露流转过程形成质量隐患的几率，提高了氮化硅转化率及产品纯度；避免了现有技术操作过程的扬尘污染，大大缩短了物料粉体布料装盘时间，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例2中的硅粉布料装置的结构示意图。

图中：1-储料仓；2-进料口；3-出料口；4-保护气入口；5-废气排放口；6-保护气阀门；7-废气阀门；8-压力表；9-除尘布袋； 10-第一驱动电机；11-搅拌轴；12-搅拌桨；13-出料阀门；14-进料阀门；15-输送腔室；16-输送腔室的入口；17-输送腔室的出口； 18-第二驱动电机；19-旋转轴；20-螺旋叶片。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供一种硅粉布料装置，包括储料机构和与储料机构连接的用于输送的输送机构，储料机构包括储料仓和用于测量储料仓内压力值的压力测量机构，储料仓上设置有用于进料的进料口、用于出料的出料口、用于通入保护气进行冲压的保护气入口、用于排放废气进行泄压的废气排放口，保护气入口上设置有保护气阀门，废气排放口上设置有废气阀门，储料机构还包括控制器，控制器分别与保护气阀门、废气阀门、压力测量机构连接，控制器用于控制保护气阀门的开闭、控制废气阀门的开闭、获取压力测量机构测量的压力值来联锁控制储料仓内冲压或泄压。

本实施例中的硅粉布料装置，可用于能形成扬尘的微硅粉物料的布料，通过控制器实现了储料仓内冲压和泄压的自动进行，有效控制了储料仓内的保护气压力，防止硅粉氧化，使用该装置进行物料粉体布料作业操作简单，物料粉体无需周转，减少物料粉体频繁对空倒运的频次，降低物料粉体弥散、扬尘的几率。该装置对于实施硅粉静态烧结前的装炉作业过程的物料粉体流转以及装盘作业可一步完成，使用该装置实施物料粉体装盘作业的工艺流程简单，物料粉体无需流转，减少粉体裸露流转过程形成质量隐患的几率，提高了氮化硅转化率及产品纯度；避免了现有技术操作过程的扬尘污染，大大缩短了物料粉体布料装盘时间，提高了生产效率。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种硅粉布料装置，包括储料机构和与储料机构连接的用于输送的输送机构，储料机构包括用于储存硅粉的储料仓1和用于测量储料仓1内压力值的压力测量机构，储料仓1上设置有用于进料的进料口2、用于出料的出料口3、用于通入保护气进行冲压的保护气入口4、用于排放废气进行泄压的废气排放口5，保护气入口4上设置有保护气阀门6，保护气用于防止硅粉氧化，废气排放口5上设置有废气阀门7，储料机构还包括控制器，控制器分别与保护气阀门6、废气阀门7、压力测量机构连接，控制器用于控制保护气阀门6的开闭、控制废气阀门7 的开闭、获取压力测量机构测量的压力值来联锁控制储料仓1内冲压或泄压。

控制器用于控制保护气阀门6的开闭、控制废气阀门7的开闭、获取压力测量机构测量的压力值与预设的压力值比较来联锁控制储料仓1内冲压或泄压。控制器获取到的压力测量机构测量的压力值高于预设的压力值，则控制器控制保护气阀门6关闭、废气阀门7打开排放废气，进行泄压；控制器获取到的压力测量机构测量的压力值小于预设的压力值，则控制器控制保护气阀门6 打开通入保护气，废气阀门7关闭，进行冲压。通过控制器实现了储料仓1内冲压和泄压的自动进行，有效控制了储料仓1内的压力。优选的是，保护气为惰性气体和/或非氧化性气体。具体的，本实施例中的保护气为氮气。

具体的，本实施例中的硅粉为干燥完毕的微硅粉，本实施例中的储料仓1用于储存干燥完毕的微硅粉，内部通入少量的保安保护气对干燥好的微硅粉进行封存。通过控制器的联锁控制使得储料仓1内部始终处于微正压状态。优选的是，储料仓1的微正压为0.1～10KPag。具体的，本实施例中的压力检测机构为压力表 9，压力表9检测到储料仓1内的压力低于0.1KPag，控制器控制保护气阀门6打开进行补气作业，压力表9检测到储料仓1内的压力高于10KPag，控制器控制废气阀门7打开进行泄压作业，

需要说明的是，本实施例中的硅粉布料装置还包括与废气排放口5连接的除尘机构，除尘机构用于对从废气排放口5排放的废气进行除尘。具体的，本实施例中的除尘机构为除尘布袋9，防止废气排放过程中造成粉尘飘逸。

需要说明的是，本实施例中的硅粉布料装置还包括用于搅拌的搅拌机构，搅拌机构包括搅拌组件和用于驱动搅拌组件搅拌物料的第一驱动电机10，搅拌组件包括搅拌轴11和设置于搅拌轴11上的搅拌桨12，搅拌桨12设置于储料仓1内，第一驱动电机 10与搅拌轴11连接并驱动搅拌轴11转动。具体的，本实施例中的搅拌桨12的转速为1～60转/分钟，搅拌桨12为单螺旋结构的搅拌桨。搅拌机构可以防止硅粉在储料仓1内结块、粘结，有利于硅粉均匀分布在储料仓1内，且有利于硅粉排出储料仓1。

需要说明的是，本实施例中储料仓1的内壁设置有不粘层，搅拌组件表面设置有不粘层。不粘层为特氟龙层。储料仓1的内壁的不粘层、搅拌组件表面的不粘层可以防止硅粉长期与储料仓1 和搅拌组件磨损造成金属污染。

需要说明的是，本实施例中出料口3设置于储料仓1的底部。出料口3设置有出料阀门13。进料口2设置于储料仓1的顶部，进料口2设置有进料阀门14。

需要说明的是，本实施例中输送机构包括输送腔室15，输送腔室的入口16与出料口3连通，输送机构还包括用于推移物料前进的输送组件，输送腔室的出口17用于排出通过输送腔室15的输送料。从输送腔室的出口17排出的硅粉可均匀地排放到料盘上。储料仓1内干燥的微硅粉通过输送腔室的入口16进入到输送腔室 15，通过输送组件到达输送腔室的出口17。具体的，输送腔室的出口17设置有用于控制进入到输送腔室15内的硅粉流量的流量控制阀，流量控制阀为行星式流量控制阀，可实现0～100％的任意开度调节。

需要说明的是，本实施例中输送腔室15为柔性的，输送组件为柔性的。这样可以任意调节输送腔室的出口17的角度，使得输送腔室的出口17对着接收硅粉的料盘。

优选的是，输送腔室15为能弯曲的软管，软管的材质为聚氨酯、特氟龙、耐纳特中的一种。需要说明的是，本实施例中的输送腔室15为能弯曲的软管，软管的材质为耐磨聚氨酯，且软管为光滑的软管。

优选的是，软管的管径为DN40、DN50或DN80。具体的，本实施例中的软管的管径为DN50。

需要说明的是，本实施例中输送组件包括推移件和用于驱动推移件推移物料的第二驱动电机18，推移件包括旋转轴19和设置于旋转轴19上的螺旋叶片20，螺旋叶片20设置于输送腔室15 内，第二驱动电机18与旋转轴19连接并驱动旋转轴19转动。具体的，螺旋叶片20的转速为1～60转/分钟。

需要说明的是，本实施例中推移组件表面设置有不粘层。不粘层为特氟龙层。不粘层可防止硅粉长期与推移组件磨损造成金属污染。

优选的是，螺旋叶片20为中空的不锈钢叶片或非金属实心叶片。具体的，本实施例中螺旋叶片20为表面设置有特氟龙层的中空的不锈钢叶片。

本实施例提供一种使用上述硅粉布料装置的氮化硅生产过程的原料硅粉布料方法，包括以下步骤：

(1)加料

向储料仓1内通入大量保护气，逐步进行泄放，先对储料仓1 内部进行置换。置换合格后(氧含量500ppm以下，露点-45℃以下)，将干燥完毕的硅粉装填至储料仓1内，储料仓1体积可容纳5炉次以上的原料硅粉；

(2)下料

调整储料仓1内部的保护气压力，控制在1KPag左右。打开第一驱动电机10搅拌电机，转速调整至5r/min，打开出料阀门13，使硅粉缓慢从出料口3排出。

(3)输送布料

调整第二驱动电机18转速大小，通过流量控制阀控制硅粉输送量在6kg/min，调整输送腔室的出口17软管的角度，使输送腔室的出口17位于接料盘正上方5cm处，硅粉缓慢从输送腔室15 中输送排出。

本实施例中的硅粉布料装置，可用于能形成扬尘的微硅粉物料的布料，通过控制器实现了储料仓1内冲压和泄压的自动进行，有效控制了储料仓1内保护气的压力，防止硅粉氧化，使用该装置进行物料粉体布料作业操作简单，物料粉体无需周转，减少物料粉体频繁对空倒运的频次，降低物料粉体弥散、扬尘的几率。该装置对于实施硅粉静态烧结前的装炉作业过程的物料粉体流转以及装盘作业可一步完成，使用该装置实施物料粉体装盘作业的工艺流程简单，物料粉体无需流转，减少粉体裸露流转过程形成质量隐患的几率，提高了氮化硅转化率及产品纯度；避免了现有技术操作过程的扬尘污染，大大缩短了物料粉体布料装盘时间，提高了生产效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种硅粉布料装置，其特征在于，包括储料机构和与储料机构连接的用于输送的输送机构，储料机构包括储料仓和用于测量储料仓内压力值的压力测量机构，储料仓上设置有用于进料的进料口、用于出料的出料口、用于通入保护气进行冲压的保护气入口、用于排放废气进行泄压的废气排放口，保护气入口上设置有保护气阀门，废气排放口上设置有废气阀门，储料机构还包括控制器，控制器分别与保护气阀门、废气阀门、压力测量机构连接，控制器用于控制保护气阀门的开闭、控制废气阀门的开闭、获取压力测量机构测量的压力值来联锁控制储料仓内冲压或泄压。

2.根据权利要求1所述的硅粉布料装置，其特征在于，还包括与废气排放口连接的除尘机构，除尘机构用于对从废气排放口排放的废气进行除尘。

3.根据权利要求1所述的硅粉布料装置，其特征在于，还包括用于搅拌的搅拌机构，搅拌机构包括搅拌组件和用于驱动搅拌组件搅拌物料的第一驱动电机，搅拌组件包括搅拌轴和设置于搅拌轴上的搅拌桨，搅拌桨设置于储料仓内，第一驱动电机与搅拌轴连接并驱动搅拌轴转动。

4.根据权利要求3所述的硅粉布料装置，其特征在于，储料仓的内壁设置有不粘层，搅拌组件表面设置有不粘层。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的硅粉布料装置，其特征在于，输送机构包括输送腔室，输送腔室的入口与出料口连通，输送机构还包括用于推移物料前进的输送组件，输送腔室的出口用于排出通过输送腔室的输送料。

6.根据权利要求5所述的硅粉布料装置，其特征在于，输送腔室为柔性的，输送组件为柔性的。

7.根据权利要求6所述的硅粉布料装置，其特征在于，输送腔室为能弯曲的软管，软管的材质为聚氨酯、特氟龙、耐纳特中的一种。

8.根据权利要求5所述的硅粉布料装置，其特征在于，输送组件包括推移件和用于驱动推移件推移物料的第二驱动电机，推移件包括旋转轴和设置于旋转轴上的螺旋叶片，螺旋叶片设置于输送腔室内，第二驱动电机与旋转轴连接并驱动旋转轴转动。

9.根据权利要求8所述的硅粉布料装置，其特征在于，螺旋叶片为中空的不锈钢叶片或非金属实心叶片。

10.根据权利要求8或9所述的硅粉布料装置，其特征在于，推移组件表面设置有不粘层。