加料筒的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种加料筒。


背景技术：

2.单晶炉是晶硅太阳能电池板生产过程中的重要设备之一，在采用直拉法拉制单晶硅棒过程中，需要用石英加料筒将多晶硅料分批次多次加入炉内。
3.加料筒主体为一两端开口的石英筒体，在石英筒体内设有沿加料筒轴向延伸的一个金属连杆，金属连杆上端伸出石英筒体，下端连接一石英锥头作为底盖，石英锥头的下部伸出石英筒体的下端口。在加料时，连杆下降使石英锥头离开石英筒体，石英筒内装有的硅料可以从石英筒体与石英锥头中间的空隙下落至单晶炉主室的石英坩埚内。
4.为了避免金属连杆与加料筒内的硅料直接接触从而影响单晶硅棒品质，相关技术中，例如，公开号为cn206783823u的中国专利，采用保护套管套设在金属连杆外。具体的，加料器包括石英料筒，该石英料筒的内部设置有石英套管，所述石英套管从石英料筒上部设置的石英盖板装入并由石英盖板的中心孔进行定位，所述石英套管的内部设置有钼提拉杆，在所述石英料筒的底部设置有石英底锥，该石英底锥顶住石英套管并将钼提拉杆固定；所述石英套管的顶部设置有夹头连接杆。通过在钼提拉杆外部安装石英套管，使钼提拉杆与硅料之间在使用过程中不产生接触和摩擦，避免金属污染硅料。
5.但是，相关技术例如上述专利(cn206783823u)还存在加料过程中卡料的问题，影响石英料筒的投料效率。当加入石英料筒的硅料的结构强度较高时，由于石英套管硬度低于硅料，尤其当硅料尺寸较大时,硅料装入石英料筒内时，石英套管较易与硅料发生碰撞而导致掉渣并出现豁口，该石英渣最终进入硅液会影响拉制单晶硅棒效率；而出现的豁口会随着石英料筒的重复使用而逐渐变大，当达到一定尺寸时，细小硅料容易从豁口处进入，不但导致硅料与钼提拉杆直接接触，从而污染硅料，影响单晶硅棒品质，还会导致石英套管与钼提拉杆之间被硅料卡死，导致钼提拉杆不能在石英套管内自由下降，从而导致石英底锥无法离开石英料筒，硅料无法下落至石英坩埚内，严重影响了石英料筒的投料功能和投料效率。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种加料筒，所述加料筒的金属连杆外套设有第一套管和第二套管用以避免卡料，提高投放物料的效率，同时还可以减少金属污染，提升硅棒品质。
7.根据本实用新型实施例的加料筒包括：筒体；金属连杆，所述金属连杆沿所述筒体的轴向方向可移动地设于所述筒体内；盖体，所述盖体与所述金属连杆的一端连接且至少部分位于所述筒体外，用于封堵或打开所述筒体的轴向一端；第一套管，所述第一套管为石英件，所述第一套管位于所述筒体内且套设于所述金属连杆外；第二套管，所述第二套管为硅件，所述第二套管位于所述筒体内且套设于所述第一套管外。
8.根据本实用新型实施例的加料筒，通过在第一套管外套设第二套管，用于保护第一套管，保证了第一套管的完整性，避免了硅料碰撞损坏第一套管并从第一套管的缺口进入第一套管卡住金属连杆，使金属连杆可以沿筒体的轴向方向顺畅的移动并投放物料，提高投放物料的效率，同时还可以减少金属污染，提升硅棒品质；另外还提高了复投硅料的尺寸范围，由目前尺寸的下限3mm扩大到1mm甚至1mm以下。
9.根据本实用新型的一些施例，所述第一套管和所述第二套管中的至少一个包括沿所述金属连杆的长度方向上排布的多个子管段。
10.在本实用新型的一些实施例中，所述第一套管和所述第二套管均包括沿所述金属连杆的长度方向排布的多个子管段，所述第一套管的相邻两个所述子管段之间的缝隙与所述第二套管相邻两个所述子管段之间的缝隙在所述金属连杆的长度方向上错开设置。
11.在本实用新型的一些实施例中，每个所述子管段的长度为50-60cm。
12.在本实用新型的一些实施例中，所述第一套管或所述第二套管上相邻两个所述子管段之间设有环形垫片。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述环形垫片为四氟乙烯材料件。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述环形垫片的厚度小于等于20毫米。
15.根据本实用新型的一些施例，所述第一套管和所述第二套管的长度为1.5-2.4米。
16.根据本实用新型的一些施例，在所述盖体封堵所述筒体的轴向一端时，所述金属连杆的另一端超出所述筒体的轴向另一端；和/或，在所述盖体封堵所述筒体的轴向一端，且所述第一套管和所述第二套管的一端与所述盖体止抵时，所述第一套管和所述第二套管的另一端超出所述筒体的轴向另一端。
17.根据本实用新型的一些施例，根据权利要求1所述的加料筒，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管的长度均小于所述金属连杆的长度；和/或，所述第一套管的长度和所述第二套管的长度相同。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是根据本实用新型实施例的加料筒的剖视图；
21.图2是图1中加料筒的金属连杆、第一套管和第二套管的局部放大图。
22.附图标记：
23.100、加料筒；
24.1、筒体；
25.2、金属连杆；
26.3、盖体；
27.4、第一套管；
28.5、第二套管；
29.6、横梁；
30.7、法兰。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.下面请参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的加料筒100。
35.如图1、图2所示，根据本实用新型一个实施例的加料筒100包括筒体1、金属连杆2、盖体3、第一套管4和第二套管5。
36.具体地，如图1和图2所示，金属连杆2沿筒体1的轴向方向可移动地设于筒体1内；盖体3与金属连杆2的一端连接且至少部分位于筒体1外，盖体3用于封堵或打开筒体1的轴向一端，第一套管4为石英件，第一套管4位于筒体1内且套设于金属连杆2外，避免金属连杆2与物料接触污染物料，第二套管5为硅件，第二套管5位于筒体1内且套设于第一套管4外，第二套管5用于保护第一套管4，避免第一套管4被加料筒100内的硅料碰撞而出现缺口，保证了第一套管4的完整性,，延长了第一套管4的使用寿命。
37.需要说明的是，加料筒100用于向坩埚中投放硅料，由于第二套管5为硅件，这样，第二套管5与加料筒100中需要投放的硅料硬度一致，有利于避免加装或投放硅料的过程中硅料碰撞损坏第二套管5，提高了第二套管5的使用寿命，同时，第二套管5为硅件，即便第二套管5破损进入坩埚中也不会污染坩埚中的硅料，无需对其进行提渣处理，进一步减少加料筒100的维护时间；并且，第二套管5套设在第一套管4外，即便筒体1内的硅料挤压第二套管5使第二套管5无法移动下降，第一套管4和金属连杆2也能顺畅地沿筒体1的轴向方向移动，将硅料投放到坩埚中。
38.根据本实用新型实施例的加料筒100，通过在第一套管4外套设第二套管5，用于保护第一套管4，保证了第一套管4的完整性，避免了硅料碰撞损坏第一套管4并从第一套管4的缺口进入第一套管4卡住金属连杆2，使金属连杆2可以沿筒体1的轴向方向顺畅的移动并投放物料，提高投放物料的效率，同时还可以减少金属污染，提升硅棒品质；另外还优化了
复投硅料的尺寸范围，由目前尺寸的下限3mm扩大到1mm甚至1mm以下。
39.在本实用新型的一些实施例中，第一套管4和第二套管5中的至少一个包括沿金属连杆2的长度方向上排布的多个子管段，子管段的长度相对较短，便于生产制造，降低了第一套管4和第二套管5的整体制造难度和成本，同时，在使用时第一套管4和第二套管5若发生破损，可仅更换破损的子管段，降低了第一套管4和第二套管5的维护成本。
40.进一步地，第一套管4和第二套管5均包括沿金属连杆2的长度方向排布的多个子管段，第一套管4的相邻两个子管段之间的缝隙与第二套管5相邻两个子管段之间的缝隙在金属连杆2的长度方向上错开设置，这样可以更有效地避免筒体1内的硅料与金属连杆2发生接触污染。
41.进一步地，子管段的个数为2-8个。这样设置子管段的数量更为合理，在降低子管段的加工难度的情况下便于第一套管4和第二套管5的装配。
42.更进一步地，每个子管段的长度为50-60cm，这样设置子管段的长度更为合理，在保证子管段的使用性能的同时，可以有效降低每个子管段的加工难度和生产成本。
43.在本实用新型的一些实施例中，第一套管4或第二套管5上相邻两个子管段之间设有环形垫片，避免相邻的两个子管段之间相互摩擦而损坏，提高了第一套管4和第二套管5的使用寿命。
44.进一步地，环形垫片为四氟乙烯材料件。这样可以使环形垫片具有良好的耐磨性和耐热性，更适用于投放硅料的生产环境。
45.更进一步地，环形垫片的厚度小于等于20毫米。这样可以在保证环形垫片的结构强度的情况下便于控制相邻两个子管段之间的距离。
46.在另一些实施例中，第二套管5的多个子管段包括一个或多个上端管段、一个或多个中部管段和一个或多个下端管段，至少上端管段和下端管段为改良西门子法制成的硅管。由于第二套管5的上端和下端更容易损坏，通过使上端管段和下端管段采用硬度更高的改良西门子法制成的硅管，可以延长第二套管5整体的使用寿命，减少第二套管5的更换频率，减少维护时间；中部管段为定向凝固法或直拉法制成的硅管。由于改良西门子法制成的硅管的使用寿命长于定向凝固法或直拉法制成的硅管但成本更高，这样可以降低第二套管5的整体生产成本。
47.在一些实施例中，第一套管4和第二套管5的长度为1.5-2.4米。具体而言，第一套管4和第二套管5的长度可以小于金属连杆2的长度，这样使第一套管4和第二套管5能够有效保护金属连杆2伸入筒体1的部分，而且便于控制第一套管4和第二套管5的制造难度和生产成本。
48.在另一些实施例中，第一套管4和第二套管5均为一体成型件。这样可以简化第一套管4和第二套管5的装配过程，提高第一套管4和第二套管5的制造效率。
49.在一些实施例中，盖体3封堵筒体1的轴向一端时，金属连杆2的另一端超出筒体1的轴向另一端，便于将金属连杆2与筒体1外部的控制装置连接，控制盖体3的开启和关闭筒体1。
50.在另一些实施例中，在盖体3封堵筒体1的轴向一端，并且第一套管4和第二套管5的一端与盖体3止抵时，第一套管4和第二套管5的另一端超出筒体1的轴向另一端，有利于将金属连杆2与筒体1内的硅料隔绝，进一步避免了金属连杆2与硅料接触污染硅料。
51.进一步地，第一套管4和第二套管5的长度均小于金属连杆2的长度，这样可以使第一套管4和第二套管5能够有效保护金属连杆2伸入筒体1的部分，而且可以便于控制第一套管4和第二套管5的制造难度和生产成本。
52.更进一步地，第一套管4的长度和第二套管5的长度相同，第二套管5可以更有效地保护第一套管4避免其被硅料碰撞损伤。
53.在另一些实施例中，筒体1可以为石英件，盖体3可以为锥形石英件。筒体1上端设有横梁6，横梁6中心设有过孔，金属连杆2的上端穿过过孔，从而对金属连杆2进行定位和引导。金属连杆2下端连接盖体3，金属连杆2外套设有第一套管4，第一套管4外套设有第二套管5，筒体1外表面的中间部设有法兰7。
54.加料的过程中，加料筒100整体向下移动，当法兰7受到支撑时，筒体1停止下降，而金属连杆2和第一套管4及第二套管5继续下降，使盖体3离开筒体1，筒体1内装有的硅料可以从筒体1与盖体3中间的空隙下落至石英坩埚内；加料完成后，金属连杆2带动第一套管4及第二套管5和盖体3上升，盖体3进而带动筒体1上升远离石英坩埚。
55.根据本实用新型实施例的加料筒100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
57.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种加料筒，其特征在于，包括：筒体；金属连杆，所述金属连杆沿所述筒体的轴向方向可移动地设于所述筒体内；盖体，所述盖体与所述金属连杆的一端连接且至少部分位于所述筒体外，用于封堵或打开所述筒体的轴向一端；第一套管，所述第一套管为石英件，所述第一套管位于所述筒体内且套设于所述金属连杆外；第二套管，所述第二套管为硅件，所述第二套管位于所述筒体内且套设于所述第一套管外。2.根据权利要求1所述的加料筒，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管中的至少一个包括沿所述金属连杆的长度方向上排布的多个子管段。3.根据权利要求2所述的加料筒，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管均包括沿所述金属连杆的长度方向排布的多个子管段，所述第一套管的相邻两个所述子管段之间的缝隙与所述第二套管相邻两个所述子管段之间的缝隙在所述金属连杆的长度方向上错开设置。4.根据权利要求2所述的加料筒，其特征在于，每个所述子管段的长度为50-60cm。5.根据权利要求2所述的加料筒，其特征在于，所述第一套管或所述第二套管上相邻两个所述子管段之间设有环形垫片。6.根据权利要求5所述的加料筒，其特征在于，所述环形垫片为四氟乙烯材料件。7.根据权利要求5所述的加料筒，其特征在于，所述环形垫片的厚度小于等于20毫米。8.根据权利要求1所述的加料筒，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管的长度为1.5-2.4米。9.根据权利要求1所述的加料筒，其特征在于，在所述盖体封堵所述筒体的轴向一端时，所述金属连杆的另一端超出所述筒体的轴向另一端；和/或，在所述盖体封堵所述筒体的轴向一端，且所述第一套管和所述第二套管的一端与所述盖体止抵时，所述第一套管和所述第二套管的另一端超出所述筒体的轴向另一端。10.根据权利要求1所述的加料筒，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管的长度均小于所述金属连杆的长度；和/或，所述第一套管的长度和所述第二套管的长度相同。

技术总结
本实用新型公开了一种加料筒，所述加料筒包括：筒体；金属连杆，所述金属连杆沿所述筒体的轴向方向可移动地设于所述筒体内；盖体，所述盖体与所述金属连杆的一端连接且至少部分位于所述筒体外，用于封堵或打开所述筒体的轴向一端；第一套管，所述第一套管为石英件，所述第一套管位于所述筒体内且套设于所述金属连杆外；第二套管，所述第二套管为硅件，所述第二套管位于所述筒体内且套设于所述第一套管外。根据本实用新型的加料筒，保证第一套管的完整性，避免硅料碰撞损坏第一套管并从第一套管的缺口进入第一套管卡住金属连杆，使金属连杆沿筒体的轴向方向顺畅的移动并投放物料，提高投放物料的效率，同时还减少金属污染，提升硅棒品质。品质。品质。


技术研发人员：张华利 周声浪 周洁 范伟
受保护的技术使用者：江苏协鑫硅材料科技发展有限公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/7/27