CN212582035U - 自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、单晶炉*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、单晶炉***，包括对称设于单晶炉副室上的定位装置，且对称设置的定位装置可相对移动，用于对籽晶进行定位、稳定；其中，定位装置包括移动装置和移动驱动装置，移动装置与移动驱动装置连接，移动装置设于单晶炉副室上，且移动装置可相对于单晶炉副室移动，对籽晶稳定、定位；移动装置沿着单晶炉副室直径设置。本实用新型的有益效果是应用于直拉单晶过程中，能够在直拉单晶过程中对籽晶进行稳定，使得籽晶稳定这一过程实现自动进行，实现籽晶的自动稳定，降低了劳动的强度，提高了生产效率。

Description

自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、单晶炉***

技术领域

本实用新型属于直拉单晶技术领域，尤其是涉及一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、单晶炉***。

背景技术

目前行业内竞争日益激烈，单晶生产企业自动化程度逐步提高，从工业2.0时代，逐步迈向工业3.0、4.0时代。单晶拉制过程中，等径过程已实现自动化控制，而拉制单晶前，籽晶需要维持稳定的状态，保证籽晶长晶过程不会发生晃动，避免应力的产生。

目前籽晶定位全部靠人工进行，此过程需要将籽晶降至单晶炉副室可视位置，使用工具将籽晶稳定至静止状态，之后手动将籽晶上升至指定位置。该过程往往需要七至十分钟，浪费时间严重，是影响单晶炉自动化进程的重要原因，且部分操作因技能与时间等关系，籽晶的稳定精度难以保证，会导致后续拉晶过程中单晶晃动等异常事故的发生。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型要解决的问题是提供一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、单晶炉***，应用于直拉单晶过程中，能够在直拉单晶过程中对籽晶进行稳定，使得籽晶稳定这一过程实现自动进行，实现籽晶的自动稳定，降低了劳动的强度，提高了生产效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，包括对称设于单晶炉副室上的定位装置，且对称设置的定位装置可相对移动，用于对籽晶进行定位、稳定；其中，

定位装置包括移动装置和移动驱动装置，移动装置与移动驱动装置连接，移动装置设于单晶炉副室上，且移动装置可相对于单晶炉副室移动，对籽晶稳定、定位；

移动装置沿着单晶炉副室直径设置。

具体地，移动装置包括移动件和定位件，移动件一端与定位件连接，移动件的另一端与移动驱动装置连接，定位件设于单晶炉副室内部，移动件在移动驱动装置的作用下往复移动，使得定位件对籽晶进行定位、稳定。

进一步的，定位件包括第一定位件和第二定位件，第一定位件的一端与第二定位件的一端均与移动件位于单晶炉副室内的一端连接，第一定位件与第二定位件在进行籽晶稳定时，均与连接在籽晶上的重锤相切设置。

进一步的，第一定位件与第二定位件相交设置，夹角小于180°。

进一步的，移动件可移动设于单晶炉副室上，且移动件沿着单晶炉副室的直径设置。

进一步的，移动驱动装置与单晶炉副室连接，移动驱动装置包括第一传动件、第二传动件和动力装置，第一传动件与移动件连接，第二传动件与动力装置连接，第一传动件与第二传动件接触配合，进行动力传递。

进一步的，第一传动件为蜗杆，第二传动件为蜗轮，蜗杆与蜗轮相啮合。

一种自动稳定籽晶的单晶炉***，包括上述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、籽晶升降装置和控制装置，定位机构设于单晶炉副室与单晶炉连接的一端，籽晶升降装置设于单晶炉副室的顶端，定位机构与籽晶升降装置均与控制装置电连接，籽晶升降装置在控制装置的作用下，籽晶进行升降，且定位机构在控制装置的作用下动作，对籽晶进行定位、稳定。

由于采用上述技术方案，使得实现籽晶稳定自动化的定位机构、单晶炉***结构简单，使用方便，具有定位装置，定位装置安装在单晶炉副室与单晶炉连接的一端，该定位装置具有移动装置和移动驱动装置，使得移动装置在移动驱动装置的作用下进行水平移动，且移动装置具有定位件，相对设置的定位装置，使得相对设置的定位件在移动驱动该装置的作用下相对单晶炉副室轴线移动，对位于两个定位件之间的重锤进行稳定；该定位件具有相交设置的第一定位件和第二定位件，对重锤稳定时，与重锤相切设置，使得重锤在定位装置的作用下保持静止，进而使得籽晶保持静止，使得稳定籽晶这一过程实现自动进行，实现籽晶的自动稳定功能，降低了劳动的强度，提高了生产效率，使得副室自动旋回和下一步的熔接工艺进行无缝衔接，避免在两步自动化操作中增加人工的步骤而降低自动化效率，加快了工业自动化进度；

采用该定位机构进行籽晶自动稳定，籽晶的自动稳定过程可以在副室旋回及副室空气置换为氩气的过程中进行，利用副室旋回及副室净化的过程时间完成，缩短了无效工时，达到提高产出的目的。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一实施例的定位装置对籽晶进行稳定时的结构示意图；

图3是本实用新型的一实施例的定位装置打开时的结构示意图

图中：

1、单晶炉副室 2、定位装置 3、重锤

4、升降驱动装置 5、钢丝绳 20、移动驱动装置

21、移动装置 210、移动件 211、定位件

6、籽晶

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

图1示出了本实用新型的一实施例的结构示意图，具体示出了本实施例的结构，本实施例涉及一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、单晶炉***，用于在直拉单晶过程中，对籽晶进行定位、稳定，以便于引晶准确进行，进行自动化定位、稳定籽晶，实现籽晶的自动稳定，减少了劳动强度，提升了生产率，同时，该籽晶稳定自动化过程在单晶炉副室回旋及副室内空气置换为保护气体过程中进行，实现副室自动回旋和下一步的熔接工艺进行无缝衔接，避免在两步自动化操作过程中增加人工的操作步骤，降低自动化效率，缩短无效工时，提高产出。

一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，如图1-3所示，包括对称设于单晶炉副室1上的定位装置2，且对称设置的定位装置2可相对移动，用于对籽晶6进行定位、稳定，通过对称设置的定位装置2动作，对籽晶6进行定位、稳定，便于后续引晶工序顺利进行；

定位装置2包括移动装置21和移动驱动装置20，移动装置21与移动驱动装置20连接，移动装置21设于单晶炉副室1上，且移动装置21可相对于单晶炉副室1移动，对籽晶6稳定、定位，移动装置21在移动驱动装置20的作用下移动，且相对设置的移动装置21进行相对移动，使得移动装置21能够在单晶炉副室1上移动，对籽晶6进行定位、稳定；

移动装置21沿着单晶炉副室1直径设置，也就是，移动装置21设于单晶炉副室1一个平面内，沿着该平面内的直径设置，移动装置21与单晶炉副室1轴线垂直设置，使得移动装置21与连接在一起的籽晶6和重锤3的轴线垂直设置，移动装置21进行直线往复运动，通过相对设置的移动装置21，与重锤3接触，对重锤3进行定位、稳定，便于对籽晶6进行定位、稳定。

籽晶6与重锤3的一端连接，重锤3的另一端与籽晶提升装置的钢丝绳5连接，使得籽晶6在籽晶提升装置的作用下进行上升和下降，在进行引晶之前，通过定位装置2对籽晶6进行稳定，缩短籽晶6稳定时间，实现籽晶6稳定自动化。

该定位装置2成对设置，可以是一对，也可以是两对，或者是多对，根据实际需求进行选择，在本实施例中，定位装置2优选为一对，数量是两个，两个定位装置2对称设置在单晶炉副室1上，且两个定位装置2位于同一平面，同时，两个定位装置2位于同一直线设置，使得两个定位装置2对重锤3两侧施加阻力，重锤3受力均匀，避免重锤3晃动，以便于对籽晶6进行定位、稳定。

具体地，上述的移动装置21包括移动件210和定位件211，移动件210一端与定位件211连接，移动件210的另一端与移动驱动装置20连接，使得定位件211在移动件210的作用下进行往复移动，定位件211设于单晶炉副室1内部，定位件211用于对籽晶6进行定位、稳定，移动件210在移动驱动装置20的作用下往复移动，且移动件210进行往复直线运动，则定位件211进行往复直线运动，使得定位件211对籽晶6进行定位、稳定。

移动件210可移动设于单晶炉副室1上，且移动件210沿着单晶炉副室1的直径设置，也就是，该移动件210水平安装在单晶炉副室1上，且移动件210可以沿着单晶炉副室1的直径进行移动，可以移动靠近单晶炉副室1的轴线，或者移动远离单晶炉副室1的轴线，使得移动件210在单晶炉副室1内进行往复直线运动，进而使得定位件211在单晶炉副室1内进行往复直线运动，与重锤3接触或远离，对籽晶6进行定位、稳定，同时能够避免对直拉单晶产生干涉，不影响直拉单晶的进行，当定位件211与重锤3接触时，对重锤3施加阻力，避免重锤3晃动，对籽晶6进行定位、稳定；当进行直拉单晶时，定位件211远离重锤3，移动至单晶炉副室1的内壁处，避免与直拉单晶动作产生干涉。

该移动件210优选为杆状结构，其截面形状可以是圆形、椭圆形、正方形或其他形状，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。移动件210水平设于单晶炉副室1上，且移动件210的一端位于单晶炉副室1内。

上述的定位件211包括第一定位件和第二定位件，第一定位件的一端与第二定位件的一端均与移动件210位于单晶炉副室1内的一端连接，第一定位件与第二定位件在进行籽晶6稳定时，均与连接在籽晶6上的重锤3相切设置。在移动件210位于单晶炉副室1内的一端固定安装有该定位件211，该定位件211包括第一定位件和第二定位件，第一定位件的一端与移动件210的该端固定连接，第二定位件的一端与移动件210的该端固定连接，使得第一定位件与第二定位件均固定安装在移动件210的该端，在对籽晶6进行定位、稳定时，第一定位件与第二定位件均与和籽晶6连接在一起的重锤3接触，从两个方向对重锤3增加阻力，且由于定位件211对称设置，数量为两个，则重锤3受到四个方向的阻力，重锤3受力均匀，使得晃动的重锤3逐步趋于稳定，直至最终籽晶6稳定后，以便于后续引晶工序的进行。

第一定位件与第二定位件相交设置，夹角小于180°，也就是，第一定位件所在的直线与第二定位件所在的直线相交设置，两者之间的夹角小于180°，根据重锤3的直径进行选择，使得第一定位件与第二定位件在与重锤3接触时，与重锤3的侧壁相切接触，便于对重锤3施加阻力，对重锤3进行稳定、定位，进而对籽晶6进行稳定、定位。

第一定位件与第二定位件可以是板状结构，或者是杆状结构，或者是曲线结构，或者是其他形状结构，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

上述的移动驱动装置20与单晶炉副室1连接，移动驱动装置20包括第一传动件、第二传动件和动力装置，第一传动件与移动件210连接，第二传动件与动力装置连接，第一传动件与第二传动件接触配合，进行动力传递，通过动力装置动作，带动第二传动件动作，进而带动第一传动件动作，进而带动移动件210动作。

第一传动件为蜗杆，第二传动件为蜗轮，蜗杆与蜗轮相啮合，通过蜗轮与蜗杆相啮合，实现动力的传递，蜗杆与移动件210固定连接，也就是蜗杆通过轴承和连接件安装在移动件210上，使得蜗杆与移动件210一起运动，动力装置为电机，电机固定安装在单晶炉副室1的外壁上，蜗轮与电机连接，蜗轮位于单晶炉副室1内壁里，电机的转动，带动蜗轮的转动，通过蜗轮与蜗杆的啮合，实现移动件210的往复运动。在电机、蜗轮、蜗杆安装的过程中，对单晶炉副室1与蜗轮、蜗杆、电机的连接处进行密封处理，避免单晶炉副室1内气体的泄漏。

电机转动，带动蜗轮转动，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆移动，带动移动件210做往复移动，使得定位件211相对单晶炉副室1的轴线进行靠近或远离运动，当籽晶6移动至该位置时，定位件211靠近单晶炉副室1的轴线移动，使得定位件211与和籽晶6连接在一起的重锤3接触，对重锤3施加阻力，使得重锤3不再晃动，对籽晶6进行稳定、定位，当籽晶6稳定后，定位件211向远离单晶炉副室1的轴线运动，恢复原位，以便进行后续引晶工序，不与直拉单晶产生运动干涉。

一种自动稳定籽晶的单晶炉***，包括上述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、籽晶升降装置和控制装置，定位机构设于单晶炉副室1与单晶炉连接的一端，籽晶升降装置设于单晶炉副室1的顶端，定位机构与籽晶升降装置均与控制装置电连接，籽晶升降装置在控制装置的作用下，籽晶6进行升降，且定位机构在控制装置的作用下动作，对籽晶6进行定位、稳定。

籽晶升降装置包括升降驱动装置4和籽晶连接件，升降驱动装置4固定安装在单晶炉副室1的顶端，升降驱动装置4的一端与籽晶连接件连接，籽晶连接件的另一端与籽晶6连接，使得籽晶6在升降驱动装置4的作用下上升或下降。该升降驱动装置4为电机，籽晶连接件包括钢丝绳5和重锤3，在安装时，将钢丝绳5的一端与升降驱动装置4的电机的主轴连接，钢丝绳5的另一端与重锤3连接，重锤3与籽晶6连接，通过电机的转动，带动钢丝绳5上下移动，进而使得籽晶6上下移动。

该控制装置优选为PLC控制器，控制装置内设有预设的程序，且控制装置与升降驱动装置4的电机电连接，按照预设的程序，控制电机的动作，进而控制籽晶的上升和下降，同时，该定位机构的动力装置的电机与控制装置电连接，控制装置控制电机动作，控制移动件210的移动。

一种自动稳定籽晶的方法，在单晶炉副室1回旋及副室空气置换为保护气体过程中进行，该保护气体为惰性气体，优选为氩气，利用副室旋回及副室净化的过程时间完成籽晶的稳定、定位，缩短了无效工时，达到提高产出的目的。

该自动稳定籽晶的方法，包括以下步骤，

籽晶6在籽晶升降装置的作用下下降至第一位置：将籽晶6安装在重锤3上，单晶炉副室1回旋，副室回旋后，进行空气置换，将单晶炉内的空气置换为保护气体，以便于后续直拉单晶顺利进行，减少杂质的掺入；在副室回旋及副室空气置换为保护气体过程中，籽晶6在升降驱动装置4的作用下下降，下降至第一位置，该第一位置为1100-1300mm，根据实际需求进行选择，优选的，在本实施例中，该第一位置为1250mm。在第一位置下，重锤3完全处于定位机构作用范围内，避免定位机构未作用于指定位置，影响定位精度，在定位机构的作用下，籽晶6进行稳定，完成稳定工作。

籽晶6在籽晶升降装置的作用下下降至第一位置步骤中，在籽晶6下降过程中，降低籽晶6的转速，当籽晶6下降至第一位置上，籽晶6的转速降至第一转速，其中，第一转速为0rap/h，当籽晶6的转速降至0rap/h时，籽晶6位于定位机构的作用范围内，重锤3的轴线与单晶炉副室1的轴线相重合，且重锤3位于对称设于单晶炉副室1上的定位装置2之间，定位机构动作，定位件211从两侧对重锤3施加阻力，避免重锤3晃动，使得重锤3趋于稳定，即，籽晶6在定位机构的作用下进行定位、稳定，定位装置2动作，控制装置控制动力装置的电机动作，电机主轴转动，带动第二传动件的蜗轮转动，由于蜗轮与蜗杆啮合，使得蜗杆向着单晶炉副室1的轴线方向移动，定位件211的第一定位件和第二定位件均与重锤3的侧壁相切接触，第一定位件与第二定位件均与重锤3的侧壁紧密贴合，使得重锤3在相对两侧的定位件211的作用下，逐步趋于稳定，不再晃动，保证籽晶6的稳定精度。

籽晶6稳定后，按照稳定时间进行稳定保持：此时定位机构伸出至指定位置，籽晶6及重锤3在定位件211的机械作用力下保持稳定状态，定位机构保持静止状态，并按照稳定时间进行静止保持，避免时间短籽晶6稳定精度差，该稳定时间为1-3min，优选的，该稳定时间为2min。

籽晶6稳定完成后，籽晶6在籽晶升降装置的作用下上升至第二位置，进行下步工序，该第二位置为1600-1800mm，优选的，该第二位置为1750mm，以便于后续引晶工序正常进行。

该自动稳定籽晶的方法，使用自动化程序进行控制，实现籽晶的自动下降、自动定位、自动上升，全过程均在副室净化过程中完成，较手动稳定籽晶节约工时约10分钟，按单炉每月稳定30次进行计算，每月可提产20kg以上。自动稳定籽晶自动化的实现，为拉晶全流程自动化奠定了结实的基础。由于采用上述技术方案，使得实现籽晶稳定自动化的定位机构、单晶炉***结构简单，使用方便，具有定位装置，定位装置安装在单晶炉副室与单晶炉连接的一端，该定位装置具有移动装置和移动驱动装置，使得移动装置在移动驱动装置的作用下进行水平移动，且移动装置具有定位件，相对设置的定位装置，使得相对设置的定位件在移动驱动该装置的作用下相对单晶炉副室轴线移动，对位于两个定位件之间的重锤进行稳定；该定位件具有相交设置的第一定位件和第二定位件，对重锤稳定时，与重锤相切设置，使得重锤在定位装置的作用下保持静止，进而使得籽晶保持静止，使得稳定籽晶这一过程实现自动进行，实现籽晶的自动稳定功能，降低了劳动的强度，提高了生产效率，使得副室自动旋回和下一步的熔接工艺进行无缝衔接，避免在两步自动化操作中增加人工的步骤而降低自动化效率，加快了工业自动化进度；

采用该定位机构进行籽晶自动稳定，籽晶的自动稳定过程可以在副室旋回及副室空气置换为氩气的过程中进行，利用副室旋回及副室净化的过程时间完成，缩短了无效工时，达到提高产出的目的。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：包括对称设于单晶炉副室上的定位装置，且对称设置的所述定位装置可相对移动，用于对籽晶进行定位、稳定；其中，

所述定位装置包括移动装置和移动驱动装置，所述移动装置与所述移动驱动装置连接，所述移动装置设于所述单晶炉副室上，且所述移动装置可相对于所述单晶炉副室移动，对所述籽晶稳定、定位；

所述移动装置沿着所述单晶炉副室直径设置。

2.根据权利要求1所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：所述移动装置包括移动件和定位件，所述移动件一端与所述定位件连接，所述移动件的另一端与所述移动驱动装置连接，所述定位件设于所述单晶炉副室内部，所述移动件在所述移动驱动装置的作用下往复移动，使得所述定位件对所述籽晶进行定位、稳定。

3.根据权利要求2所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：所述定位件包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件的一端与所述第二定位件的一端均与所述移动件位于所述单晶炉副室内的一端连接，所述第一定位件与所述第二定位件在进行籽晶稳定时，均与连接在籽晶上的重锤相切设置。

4.根据权利要求3所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：所述第一定位件与所述第二定位件相交设置，夹角小于180°。

5.根据权利要求2-4任一项所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：所述移动件可移动设于所述单晶炉副室上，且所述移动件沿着所述单晶炉副室的直径设置。

6.根据权利要求5所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：所述移动驱动装置与所述单晶炉副室连接，所述移动驱动装置包括第一传动件、第二传动件和动力装置，所述第一传动件与所述移动件连接，所述第二传动件与所述动力装置连接，所述第一传动件与所述第二传动件接触配合，进行动力传递。

7.根据权利要求6所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构，其特征在于：所述第一传动件为蜗杆，所述第二传动件为蜗轮，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合。

8.一种自动稳定籽晶的单晶炉***，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的自动稳定籽晶的单晶炉定位机构、籽晶升降装置和控制装置，所述单晶炉定位机构设于所述单晶炉副室与单晶炉连接的一端，所述籽晶升降装置设于所述单晶炉副室的顶端，所述单晶炉定位机构与所述籽晶升降装置均与所述控制装置电连接，所述籽晶升降装置在所述控制装置的作用下，所述籽晶进行升降，且所述单晶炉定位机构在所述控制装置的作用下动作，对籽晶进行定位、稳定。

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