加料器及单晶硅生产设备的制作方法

1.本实用新型涉及硅料制备装置技术领域，特别是涉及一种加料器及单晶硅生产设备。


背景技术：

2.在单晶硅的生产过程中，将块状的多晶硅原料装入石英坩埚后，原料之间通常存有较多间隙空间，而且只能装入坩埚容积的一半。但是，为了拉制更大体积或更长长度的晶体，需要在石英坩埚中装入尽可能多的原料，因而单晶硅生长工序中一般在初次装入的原料熔化后，还通过加料器向石英坩埚内再次投放原料，通常还把这个过程称为二次加料。另外，在晶棒第一棒完结之后也需要重新投料，重复二次加料的过程。因此，采用加料器进行二次加料的过程在单晶硅生产过程中是较为常见的投料方式。加料器一般包括一端开口的料筒和穿设在料筒中的拉杆，拉杆一端连接有石英锥体，通过拉杆相对于料筒的移动，控制石英锥体打开或关闭料筒的开口。
3.然而，现有技术的加料器在使用过程中，容易出现石英锥体破裂的情况，造成加料事故，影响生产安全性。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种安全性较高、寿命较长的加料器及单晶硅生产设备。
5.本技术实施例第一方面提供一种加料器，包括一端具有开口的料筒和穿设于料筒内的提拉组件，提拉组件能够相对于料筒沿料筒的长度方向移动，且提拉组件和料筒内壁共同限定出用于容置原料的空间；提拉组件包括：
6.拉杆，穿设于料筒中，一端构造有安装部；
7.封口锥体，包括小径端、大径端以及位于小径端和大径端之间的封堵部，封堵部用于与料筒的开口边缘抵接，小径端的端面开设有安装孔，拉杆的安装部插设并安装于安装孔中；以及
8.填充件，填充件填充于安装孔的内壁和安装部的外周面之间。
9.在其中一个实施例中，填充件构造为两端敞口的筒状结构，且填充件套设于安装部。
10.在其中一个实施例中，填充件朝向小径端的端部构造有局部扩径的扩颈部，扩颈部的外周缘抵接于安装孔的内壁。
11.在其中一个实施例中，填充件配置为软质结构件。
12.在其中一个实施例中，安装孔构造为贯穿封口锥体的阶梯孔，阶梯孔的阶梯面朝向封口锥体的大径端布置；
13.提拉组件还包括堵头，堵头自封口锥体的大径端封堵在安装孔中，并抵接于阶梯面上；安装部的端部连接于堵头；
14.填充件与堵头抵接。
15.在其中一个实施例中，加料器还包括保护套，保护套套设在拉杆外，且保护套朝向封口锥体的一端通过一环状垫片抵接于小径端的端面，环状垫片套设于拉杆。
16.在其中一个实施例中，填充件朝向小径端的端部抵接于环状垫片。
17.在其中一个实施例中，环状垫片的外径小于或等于保护套的外径。
18.在其中一个实施例中，环状垫片与拉杆过盈配合。
19.本技术实施例第二方面提供一种单晶硅生产设备，包括炉体、以及上述的加料器，加料器设于炉体内。
20.上述的加料器及单晶硅生产设备的有益效果：
21.通过在安装孔的内壁和安装部的外周面之间设置填充件，对封口锥体的安装孔和拉杆的安装部之间的间隙进行一定程度地填充，能够避免原料进入到安装孔和安装部之间的间隙中，能够防止因封口锥体和拉杆之间的间隙中卡料而导致的封口锥体破裂的情况，有效避免加料事故的发生，提高加料器加料的安全性。
附图说明
22.图1为本技术实施例提供的加料器的结构示意图；
23.图2为图1的a处的局部放大图；
24.图3为本技术实施例提供的加料器中填充件和环状垫片的结构示意图；
25.图4为本技术实施例提供的加料器中封口锥体的结构示意图。
26.附图标号说明：
27.100、加料器；10、料筒；11、开口；20、提拉组件；21、拉杆；211、安装部；22、堵头；23、遮挡件；
28.30、封口锥体；31、小径端；311、安装孔；3111、阶梯面；32、大径端；33、封堵部；40、定位件；
29.50、填充件；51、扩颈部；60、环状垫片；
30.70、保护套。
具体实施方式
31.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
37.下面结合附图说明本技术实施例的加料器及单晶硅生产设备。
38.图1为本技术实施例提供的加料器的结构示意图，图2为图1的a处的局部放大图，图3为本技术实施例提供的加料器中填充件和环状垫片的结构示意图，图4为本技术实施例提供的加料器中封口锥体的结构示意图。
39.参照图1、图2，本技术实施例第一方面提供一种加料器100，加料器100可以用于在单晶硅生产过程中，用于向坩埚内进行原料的添加和复投。原料例如可以是多晶硅料等，当然也可以根据实际情况选择其他类型的原料。
40.本技术实施例中，加料器100包括一端具有开口11的料筒10和穿设于料筒10内的提拉组件20，提拉组件20能够相对于料筒10沿料筒10的长度方向移动，且提拉组件20和料筒10的内壁共同限定出用于容置原料的空间。提拉组件20包括拉杆21、封口锥体30和填充件50。拉杆21穿设于料筒10中，且一端构造有安装部211。封口锥体30包括小径端31、大径端32以及位于小径端31和大径端32之间的封堵部33，封堵部33用于与料筒10的开口11边缘抵接，封堵部33例如可以是圆锥面。
41.小径端31的端面开设有安装孔311，拉杆21的安装部211插设并安装于安装孔311中。填充件50填充于安装孔311的内壁和安装部211的外周面之间。
42.通过在安装孔311的内壁和安装部211的外周面之间设置填充件50，对封口锥体30的安装孔311和拉杆21的安装部211之间的间隙进行一定程度地填充，能够避免原料进入到安装孔311和安装部211之间的间隙中，能够防止因封口锥体30和拉杆21之间的安装间隙中卡料而导致的封口锥体30破裂的情况，有效避免加料事故的发生，提高加料器100加料的安全性。
43.另外，本技术实施例的加料器100通过设置填充件50就能防止卡料，部件易于实
现，还容易大面积的推广采用。在原料为多晶硅时，能够有效避免颗粒原料在使用过程中出现溅硅、跳硅现象，降低单晶生长中断线的概率，提高单晶硅棒产量。
44.这里，封口锥体30的安装孔311和拉杆21的安装部211之间的间隙例如可以是由于封口锥体30和拉杆21的制作公差等导致的间隙，也可以是由于原料对封口锥体30的挤压导致的封口锥体30相对于拉杆21产生倾斜而产生的缝隙。填充件50填充于安装孔311的内壁和安装部211的外周面之间，是指填充件50位于封口锥体30的安装孔311和拉杆21的安装部211之间的间隙中。
45.本技术实施例中，如图1中所示，提拉组件20能够相对于料筒10沿料筒10的长度方向移动，当提拉组件20相对于料筒10处于封堵部33将料筒10的开口11处封堵的状态时，原料可以放置于料筒10内壁、拉杆21以及封口锥体30的封堵部33限定出的空间内。当提拉组件20相对于料筒10向下(图1图面中下侧，也即坩埚的方向)移动时，原料从上述空间中滑落出。
46.封口锥体30例如可以是如图1所示那样的圆锥体，也可以是其他锥体，只要能够将料筒10的开口11封堵，并且小径端31的直径大于大径端32即可，本技术对此不做限制。
47.结合图2、图3，为了对封口锥体30的安装孔311和拉杆21的安装部211之间的间隙进行较好的封堵，填充件50可以构造为两端敞口的筒状结构，且填充件50套设于安装部211。
48.如此，能够便于在整周范围内将安装部211和安装孔311之间形成的间隙都封堵起来，使得防卡料效果更佳。
49.进一步地，填充件50朝向小径端31的端部构造有局部扩径的扩颈部51，扩颈部51的外周缘可以抵接于安装孔311的内壁。而通过扩颈部51与安装孔311内壁抵接，这样填充件50上除了扩颈部51之外的部分可以与安装孔311之间具有间隙，便于填充件50的安装和更换，同时避免填充件50与封口锥体30的接触面积过大，对封口锥体30造成影响。
50.本技术实施例中，填充件50配置为软质结构件。这样便于填充件50的安装和更换，在安装孔311和安装部211之间的间隙因制作公差等不是均匀的环状间隙时，软质结构的填充件50也能够填充进该间隙中。当然，为了提高使用寿命，填充件50还可以选择耐高温的材料制成。
51.示例性地，填充件50的高度可以为30mm，内径可以为15mm，外径(扩颈部51位置的外径)可以为19mm。
52.本技术实施例中，安装孔311构造为贯穿封口锥体30的阶梯孔，阶梯孔的阶梯面3111朝向封口锥体30的大径端32布置。提拉组件20还包括堵头22，堵头22自封口锥体30的大径端32封堵在安装孔311中，并抵接于阶梯面3111上。安装部211的端部连接于堵头22，填充件50与堵头22抵接。
53.这样在安装填充件50时，只要将填充件50的一端抵接至堵头22，便可知填充件50在安装孔311内的安装到位，便于操作人员进行填充件50的安装。
54.其中，安装部211的端部和堵头22可以是螺纹连接，也可以是铆接、卡接等其他可拆卸的连接方式。另外，在安装孔311朝向锥体的大径端32的部分孔段可以另外安装有遮挡件23，以将安装孔311完全封闭，避免原料进入到安装孔311中。
55.本技术实施例中，加料器100还可以包括保护套70，保护套70套设在拉杆21外，且
保护套70朝向封口锥体30的一端通过一环状垫片60抵接于小径端31的端面，环状垫片60套设于拉杆21。
56.通过设置保护套70能够对拉杆21进行保护，防止原料对拉杆21的磨损。而且保护套70朝向封口锥体30的一端通过一环状垫片60抵接于小径端31的端面，可以避免原料进入到保护套70和封口锥体30的小径端31之间的间隙中，像这样，将安装部211和安装孔311之间的间隙的入口端进行封堵，从而能够进一步避免原料进入到安装部211和安装孔311之间的间隙中。另外，通过设置环状垫片60还能够防止填充件50从封口锥体30的小径端31脱离。
57.示例性地，环状垫片60的厚度可以为2mm，内径可以为15mm，外径可以为35mm，其材料可以为石英。
58.本技术实施例中，填充件50朝向小径端31的端部抵接于环状垫片60。这样能够在轴向上对填充件50进一步进行定位，防止填充件50脱落。
59.在一些实施例中，环状垫片60的外径小于或等于保护套70的外径。如此能够防止料筒10中的原料对环状垫片60的摩擦损伤，也能够防止环状垫片60对原料的落料造成影响。当然，环状垫片60的外径也可以小于或等于封口锥体30的小径端31的外径。
60.进一步地，环状垫片60与拉杆21过盈配合。如此，能够使得环状垫片60与拉杆21的安装配合更为稳固。
61.本技术实施例中，参照图1，在料筒10外壁上还设有定位件40，单晶硅生产设备中的炉体内壁上可以设有支撑凸台，定位件40可以与支撑凸台相配合，使得料筒10架设在炉体内。定位件40例如可以搭接在炉体的内部的支撑凸台上，即支撑凸台仅限定料筒10相对于炉体向下的位移，并不会限定料筒10相对于炉体向上的位移。这样当使提拉组件20相对于炉体向下移动时，就能够使提拉组件20相对于料筒10向下移动，当使提拉组件20相对于炉体向上移动时，就能够使提拉组件20带动料筒10一起向上移动。
62.使用时，将料筒10和提拉组件20之间的空间内投入原料，并将加料器100吊装于单晶硅生产设备的炉体内(料筒10通过定位件40固定在炉体内的支撑凸台上)，加料器100位于单晶硅生产设备中炉体内的的坩埚上方，使拉杆21组件相对于料筒10下降，封口锥体30和料筒10的开口11之间的间隙逐渐增大，原料因为自重从该缝隙中沿着封口锥体30的锥面下滑到坩埚中。加料完成后，使提拉组件20上升，带动封口锥体30上升，封口锥体30的封堵部33抵接于料筒10的开口11边缘，继续提升，可以带动整个料筒10上升，以将整个加料器100一并提出炉体，无需破坏长晶需求的真空及高温环境，不会对单晶硅的生长过程造成影响。
63.本技术实施例第二方面提供一种单晶硅生产设备(未图示)，包括炉体和前述的加料器100，加料器100设于炉体内。可以理解的是，加料器100的结构、功能、工作原理等已经在前面进行过详细说明，此处不再赘述。
64.单晶硅生产设备还包括设于炉体内的坩埚，加料器100设于炉体内，并位于坩埚上方，以便于向坩埚内投料。
65.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
66.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，
但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种加料器，其特征在于，包括一端具有开口的料筒和穿设于所述料筒内的提拉组件，所述提拉组件能够相对于所述料筒沿所述料筒的长度方向移动，且所述提拉组件和所述料筒的内壁共同限定出用于容置原料的空间；所述提拉组件包括：拉杆，穿设于所述料筒中，一端构造有安装部；封口锥体，包括小径端、大径端以及位于所述小径端和所述大径端之间的封堵部，所述封堵部用于与所述料筒的开口边缘抵接，所述小径端的端面开设有安装孔，所述拉杆的安装部插设并安装于所述安装孔中；以及填充件，所述填充件填充于所述安装孔的内壁和所述安装部的外周面之间。2.根据权利要求1所述的加料器，其特征在于，所述填充件构造为两端敞口的筒状结构，且所述填充件套设于所述安装部。3.根据权利要求2所述的加料器，其特征在于，所述填充件朝向所述小径端的端部构造有局部扩径的扩颈部，所述扩颈部的外周缘抵接于所述安装孔的内壁。4.根据权利要求2所述的加料器，其特征在于，所述填充件配置为软质结构件。5.根据权利要求1-4中任一项所述的加料器，其特征在于，所述安装孔构造为贯穿所述封口锥体的阶梯孔，所述阶梯孔的阶梯面朝向所述封口锥体的大径端布置；所述提拉组件还包括堵头，所述堵头自所述封口锥体的大径端封堵在所述安装孔中，并抵接于所述阶梯面上；所述安装部的端部连接于所述堵头；所述填充件与所述堵头抵接。6.根据权利要求1～4中任一项所述的加料器，其特征在于，所述加料器还包括保护套，所述保护套套设在所述拉杆外，且所述保护套朝向所述封口锥体的一端通过一环状垫片抵接于所述小径端的端面，所述环状垫片套设于所述拉杆。7.根据权利要求6所述的加料器，其特征在于，所述填充件朝向所述小径端的端部抵接于所述环状垫片。8.根据权利要求6所述的加料器，其特征在于，所述环状垫片的外径小于或等于所述保护套的外径。9.根据权利要求6所述的加料器，其特征在于，所述环状垫片与所述拉杆过盈配合。10.一种单晶硅生产设备，其特征在于，包括炉体、以及如权利要求1-9中任一项所述的加料器，所述加料器设于所述炉体内。

技术总结
本实用新型涉及一种加料器及单晶硅生产设备。加料器包括一端具有开口的料筒和穿设于料筒内的提拉组件，提拉组件和料筒内壁共同限定出用于容置原料的空间；提拉组件包括：拉杆，穿设于料筒中，一端构造有安装部；封口锥体，包括小径端、大径端以及位于小径端和大径端之间的封堵部，封堵部用于与料筒的开口边缘抵接，小径端的端面开设有安装孔，拉杆的安装部插设并安装于安装孔中；填充件，填充件填充于安装孔的内壁和安装部的外周面之间。本实用新型的加料器及单晶硅生产设备安全性较高、寿命较长。长。长。


技术研发人员：李增博 马玉花
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/9/3