一种用于破碎石英坩埚的装置

1.本发明涉及单晶炉设备技术领域，特别是涉及一种用于破碎石英坩埚的装置。


背景技术：

2.目前，在单晶炉拉制单晶硅棒时，放置于碳碳坩埚内的石英坩埚会被高温加热软化。石英坩埚的热膨胀系数远远大于碳碳坩埚，当拉晶结束，且开炉冷却以后，石英坩埚会产生较大的热变形，贴紧碳碳坩埚的内壁，使得无法取出。
3.由于石英坩埚在使用中会产生析晶和局部鼓包、弯曲等变形问题，为保障长时间拉晶不漏液，通常在烧完一炉后进行报废更换。因此，需要在拉晶结束后，将石英坩埚破碎后换新。目前，常见的破碎方法(人工使用钢钎、电切割机等)破碎过程会产生很大的噪音，劳动量大；破碎过程产生的碎屑较锋利，作业时工人的劳动防护要求高，未及时清理碎屑也会导致扎伤等损伤发生。因此，如何提供一种能够自动、高效和安全的破碎石英坩埚的装置，是本领域技术人员所要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种用于破碎石英坩埚的装置,用以解决自动、高效和安全的破碎石英坩埚的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种用于破碎石英坩埚的装置。包括：固定锤头、导向轮、第二固定气缸、破碎锤运行臂、上下滑动方管、旋转螺杆、立柱、第一涡轮电机、螺杆涡轮、紧固辊子、第二涡轮电机、第一固定气缸、料斗和旋转盘。
6.优选的，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述固定锤头可以选用气动破碎锤或冲击气缸进行驱动。所述固定锤头固定在破碎锤运行臂一端的支架上。
7.优选的，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述导向轮安装于破碎锤运行臂一端支架的下方，破碎过程始终贴住石英坩埚内壁。
8.优选的，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述第二固定气缸的一端连接在破碎锤运行臂上，另一端连接在破碎锤运行臂一端支架上方的连杆机构上。
9.优选地，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述破碎锤运行臂的一端与上下滑动方管固定为一体，另一端连接有锤头和导向轮。
10.优选地，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述上下滑动方管的内侧与旋转螺杆相啮合，随丝杠的螺纹作直线运动；所述旋转螺杆竖直安装在立柱内部；所述立柱竖直固定安装在底座上，其侧面设计有导向滑槽。
11.优选地，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述第一涡轮电机和螺杆涡轮水平固定于设备底座下方，将动力传递给旋转螺杆。
12.优选地，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述紧固辊子安装于靠近旋转盘的两侧，其左侧紧固辊子的一端连接在底座上，另一端与第一固定气缸相连接，当气缸伸出时将辊子压紧到碳碳坩埚外侧，固定碳碳坩埚；右侧的紧固辊子竖直安装在底座上，下方由第
二涡轮电机通过传动带驱动旋转，进而带动碳碳坩埚旋转。
13.优选地，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述第一固定气缸的一端与底座连接，另一端与左侧紧固辊子连接。
14.优选地，在上述用于破碎石英坩埚的装置中，所述料斗位于旋转盘的正下方，用于收集破碎的石英碎屑。所述旋转盘水平安装在底座上，其中部设置有回收孔，便于石英碎屑的收集。
15.本发明一种用于破碎石英坩埚的装置与现有技术的不同之处在于，本发明一种用于破碎石英坩埚的装置是利用气动破碎锤，辅以由安装臂的匀速上行和碳碳坩埚坩埚的匀速旋转合成的气锤的螺旋上行运行轨迹，实现整个石英坩埚的破碎。
16.相比于传统破碎方法，本发明能够实现石英坩埚的自动拆清，保证工作人员安全作业。因此，本发明具备很高的推广价值及应用前景。
17.下面结合附图对本发明：一种用于破碎石英坩埚的装置作进一步说明。
附图说明
18.图1为本发明一种用于破碎石英坩埚的装置技术方案的破碎原理示意图。
19.图1中：固定锤头1、导向轮2、第二固定气缸3、破碎锤运行臂4、上下滑动方管5、旋转螺杆6、立柱7、第一涡轮电机8、螺杆涡轮9、紧固辊子10、第二涡轮电机11、第一固定气缸12、料斗13和旋转盘14。
20.图2为坩埚剖面示意图。
21.图3为本发明一种用于破碎石英坩埚的装置的俯视示意图。
22.图4为立柱的局部示意。
23.图5为破碎锤运行臂示意图。
24.图6为固定锤头剖面示意图。
具体实施方式
25.以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
26.如图1所示，本发明的技术方案：一种用于破碎石英坩埚的装置，包括：固定锤头1、导向轮2、第二固定气缸3、破碎锤运行臂4、上下滑动方管5、旋转螺杆6、立柱7、第一涡轮电机8、螺杆涡轮9、紧固辊子10、第二涡轮电机11、第一固定气缸12、料斗13和旋转盘14。
27.在放置碳碳坩埚之前，将第一固定气缸12收缩，使得与其连接的紧固辊子10向左侧倾斜；同时，利用立柱7内的旋转螺杆6反转，将破碎锤运行臂4置于旋转螺杆6的最高处，以便于放入碳碳坩埚。如图2所示，为碳碳坩埚和石英坩埚结构关系剖面图，石英坩埚15与碳碳坩埚16的内壁相贴紧。
28.将碳碳坩埚放置在旋转盘14上之后，第一固定气缸12顶出，使得紧固辊子10将碳碳坩埚夹紧，碳碳坩埚夹紧状态如图3所示。而后反向启动第一涡轮电机8，第一涡轮电机8反转带动旋转螺杆6进而驱动破碎锤运行臂4下移，使得导向轮2与石英坩埚相接触，此时关停第一涡轮电机8。开启气泵，固定锤头1开始捶击石英坩埚，随后立即开启第二涡轮电机11，第二涡轮电机11带动右侧紧固辊子10转动，进而使得放置在旋转盘14上的碳碳坩埚转
动。此时，正向启动第一涡轮电机8，第一涡轮电机8正转带动旋转螺杆6进而驱动破碎锤运行臂4上移。因此，在碳碳坩埚转动的同时，破碎锤运行臂4也在向上缓慢移动。随着破碎锤运行臂4的移动和碳碳坩埚的转动，固定锤头1能够将整个石英坩埚敲碎，破碎完成后关闭气泵、第一涡轮电机8第二涡轮电机11。所破碎的石英碎屑通过废料出口装入料斗13里。如图4所示，破碎完成后，破碎锤运行臂4在运动到最高处时，会转过一个角度，方便将破碎完的碳碳坩埚取出。
29.本技术方案采用气动破碎锤敲击方式进行破碎，能够自动、高效和安全的破碎石英坩埚。如图5所示，随着破碎锤运行臂4的上移，第二固定气缸3进行伸缩变换，使得导向轮2始终紧贴于石英坩埚的内壁，以达到充分破碎石英坩埚的目的。
30.如图6为固定锤头剖面示意图，此处所示意的是球状锤头，但不局限于该形状锤头。实际作业中，可更换为柱状锤头或者其他形状的锤头。
31.本技术采用的料斗支持可装卸，当石英废料装满时，需及时将料斗13中的石英碎屑清空，以便于破碎作业高效、安全的进行。
32.为满足自动、高效和安全破碎的作业要求，该设备内部结构可采用碳钢加工，但机器面板及所有与碳碳坩埚接触的零件必须采用不锈钢材质或聚四氟乙烯材料加工。同时，设备应设置不锈钢外壳，上表面应进行防滑处理，保证工人检修作业时踩踏的安全性，所有外露的边缘及接缝处应进行倒角或贴橡胶封边条。
33.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于，包括：固定锤头、导向轮、第二固定气缸、破碎锤运行臂、上下滑动方管、旋转螺杆、立柱、第一涡轮电机、螺杆涡轮、紧固辊子、第二涡轮电机、第一固定气缸、料斗和旋转盘。2.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述固定锤头包括但不局限于球状锤头。3.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述导向轮安装于破碎锤运行臂一端支架的下方，破碎过程始终贴住石英坩埚内壁。4.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述第二固定气缸的一端连接在破碎锤运行臂上，另一端连接在破碎锤运行臂一端支架上方的连杆机构上。5.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述破碎锤运行臂的一端与上下滑动方管固定为一体，另一端连接有锤头和导向轮。6.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述上下滑动方管的内侧与旋转螺杆相啮合，随丝杠的螺纹作直线运动。7.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述立柱竖直固定安装在底座上，其侧面设计有导向滑槽。8.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述紧固辊子安装于靠近旋转盘的两侧，其左侧紧固辊子的一端连接在底座上，另一端与第一固定气缸相连接；右侧的紧固辊子竖直安装在底座上。9.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述第一固定气缸的一端与底座连接，另一端与左侧紧固辊子连接。10.根据权利要求1所述的用于破碎石英坩埚的装置，其特征在于：所述旋转盘水平安装在底座上，其中部设置有回收孔。

技术总结
本发明提供了一种用于破碎石英坩埚的装置，涉及单晶炉设备技术领域，主要用以解决自动、高效和安全的破碎石英坩埚的问题。本发明一种用于破碎石英坩埚的装置，包括：固定锤头、导向轮、第二固定气缸、破碎锤运行臂、上下滑动方管、旋转螺杆、立柱、第一涡轮电机、螺杆涡轮、紧固辊子、第二涡轮电机、第一固定气缸、料斗和旋转盘。所述固定锤头固定在破碎锤运行臂一端的支架上，所述导向轮安装于该支架的下方，所述破碎锤运行臂和上下滑动方管固为一体，所述立柱竖直固定安装在底座上，所述第一涡轮电机和螺杆涡轮用于驱动破碎锤运行臂，所述紧固辊子安装于靠近旋转盘的两侧，所述第二涡轮电机用于驱动紧固辊子旋转，所述料斗位于旋转盘的正下方。正下方。正下方。


技术研发人员：班伟 周浩 郑海峰 班亚宁 鲁杰 梁乐 姚颢 刘璐璐
受保护的技术使用者：宁夏大学
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/16