一种在线排气口清理装置及单晶炉的制作方法

1.本实用新型涉及硅单晶生产技术领域，尤其涉及一种在线排气口清理装置及单晶炉。


背景技术：

2.随着可持续经济的发展，光伏发电技术越来越被重视，而单晶硅作为光伏材料，其生产与制备更是得到了大力的发展。
3.现有技术中，单晶炉作为单晶硅的主要生产设备，在单晶硅的生产过程中，会连续均匀的向单晶炉炉膛内通入惰性气体，同时通过真空泵不断的从炉膛内往外抽气，从而保证拉晶过程中，炉内始终保持一个相对稳定的负压环境的同时，还可以将生产过程中产生的硅氧化物和杂质挥发物通过排气系统带走，确保了生产的单晶硅的品质。
4.但是，目前设备在连续拉晶过程中，若排气口出现堵塞会造成炉内压力异常和挥发物不能有效排出，影响了拉晶的正常进行，降低了生产效率。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种在线排气口清理装置及单晶炉，以解决现有技术中排气口出现堵塞的问题。
6.本实用新型实施例提供了一种在线排气口清理装置，用于对单晶炉的排气口进行在线清理，所述排气口与排气管道连接，其特征在于，所述清理装置包括清理杆和传动杆；
7.所述清理杆设置于所述排气管道的内部，且所述清理杆的一端伸出所述排气口；
8.所述传动杆的一端与所述清理杆的另一端成第一预设夹角连接；
9.所述传动杆在绕所述传动杆长度方向的中轴线旋转时，可带动所述清理杆摆动，对所述单晶炉的排气口进行在线清理。
10.可选的，所述清理装置还包括操作管，所述操作管内部中空，所述传动杆的另一端设于所述操作管的内部；
11.所述操作管可带动所述传动杆绕所述传动杆长度方向的中轴线旋转。
12.可选的，所述清理杆包括第一清理杆和第二清理杆；
13.所述第一清理杆的一端与所述第二清理杆的一端连接，且所述第一清理杆与所述第二清理杆的夹角小于90度；
14.所述第一清理杆与所述第二清理杆的连接端，与所述传动杆的一端连接。
15.可选的，所述传动杆与所述清理杆连接的一端设置有螺母；
16.所述清理杆与所述传动杆连接的一端设置有与所述螺母匹配的螺栓，所述传动杆与所述清理杆之间通过所述螺栓和所述螺母相连接。
17.可选的，所述第一预设夹角包括90度。
18.可选的，所述操作管的连接端与所述排气管道的管壁连接，所述传动杆的一端与所述清理杆在所述排气管道内连接，所述传动杆的另一端贯穿于所述排气管道的管壁设于
所述操作管内部。
19.可选的，所述操作管包括弹性管，所述操作管被操作时，可带动所述传动杆绕所述传动杆长度方向的中轴线旋转，进而带动所述清理杆摆动。
20.可选的，所述清理装置还包括冷却件、法兰和密封圈；
21.所述操作管的连接端与所述法兰的一端连接；
22.所述法兰的另一端与所述排气管道连接，所述冷却件套设在所述法兰与所述排气管道之间靠近所述法兰的位置处；
23.所述密封圈设置在所述法兰与所述冷却件之间，所述传动杆依次穿过所述法兰、所述密封圈和所述冷却件进入所述排气管道内部。
24.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种单晶炉，包括如本实用新型所提供的在线排气口清理装置。
25.本实用新型实施例中，在线排气口清理装置包括清理杆和传动杆；清理杆设置于排气管道的内部，且清理杆的一端伸出排气口；传动杆的一端与清理杆的另一端成第一预设夹角连接；传动杆在绕传动杆长度方向的中轴线旋转时，可以使得设置在排气管道内的清理杆进行摆动，对排气口处进行敲打，从而可以对排气口处蓄积物进行在线清理，不影响拉晶的正常进行，保证了单晶生产品质，提高了生产效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型实施例提供的一种在线排气口清理装置使用时截面图；
28.图2是本实用新型实施例提供的一种清理杆的结构示意图；
29.图3是本实用新型实施例提供的一种在线排气口清理装置组装图；
30.图4是本实用新型实施例提供的一种传动杆的结构示意图；
31.图5是本实用新型实施例提供的一种在线排气口清理装置使用时侧视图；
32.图6是本实用新型实施例提供的一种操作管与法兰连接后的截面示意图；
33.图7是本实用新型实施例提供的一种冷却件截面图；
34.图8是本实用新型实施例提供的一种冷却件的俯视图。
35.附图标记说明：
36.1、清理杆；11、第一清理杆；12、第二清理杆；2、传动杆；3、操作管；4、排气口；5、排气管道；6、冷却件；61、冷却水道；62、宝塔水嘴； 63、密封槽；7、法兰；71、凹陷部；8、垫片；9、螺母；10、螺栓。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获
得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.本实用新型实施例中公开了一种在线排气口清理装置，用于对单晶炉的排气口4进行在线清理，排气口与排气管道连接。参照图1，图1示出了本实用新型实施例提供的一种在线排气口清理装置使用时截面图。清理杆1设置于排气管道5的内部，且清理杆1的一端伸出排气口4；传动杆2的一端与清理杆1的另一端成第一预设夹角连接；传动杆2在绕传动杆2长度方向的中轴线旋转时，可带动清理杆1摆动，对单晶炉的排气口4进行在线清理。
39.其中，排气管道5为设置在单晶炉炉底，与排气口4连接，用于在生产单晶硅的过程中，将单晶炉内部高温产生的硅氧化物和杂质物排出。清理杆 1设置于排气管道5的内部，且其一端伸出排气口4，传动杆2与清理杆1 之间形成第一预设夹角从而使得传动杆2与清理杆1形成z型结构，利用z 型结构传动，将传动杆2绕传动杆2长度方向的中轴线的旋转传递给清理杆 1，使得清理杆1摆动，对排气口4处进行敲打实现清理。传动杆2与清理杆1可以选取耐高温且硬度较高的材料，如不锈钢钢筋等，同时清理杆1的形状与长度等可以根据不同炉型进行设置，本实用新型对此不作限定。
40.利用z型结构，可以将传动杆2绕其本身长度方向的中轴线旋转，转变为清理杆1的摆动，进而使得清理杆1左右摆动，不断的对排气口4处进行敲打，从而使得排气口4处的沉淀物跌落，通过排气管道5排出。在单晶硅生产过程中，可实时通过传动杆2的操作对排气口4进行清理，实现了对单晶炉排气口4的在线清理。
41.在本实用新型实施例中，在线排气口清理装置包括清理杆和传动杆；清理杆设置于排气管道的内部，且清理杆的一端伸出排气口；传动杆的一端与清理杆的另一端成第一预设夹角连接；传动杆在绕传动杆长度方向的中轴线旋转时，可带动清理杆摆动，对单晶炉的排气口进行在线清理。本实用新型实施例中，传动杆在绕其本身长度方向的中轴线旋转时，可以使得设置在排气管道内的清理杆进行摆动，对排气口处进行敲打，从而可以对排气口处蓄积物进行在线清理，保证了拉晶的正常进行，提高了生产效率。
42.可选的，参照图1所示，清理装置还包括操作管3，操作管3内部中空，传动杆2的另一端设于操作管3的内部；操作管3可带动传动杆2绕传动杆 2长度方向的中轴线旋转。
43.具体的，为了方便能够更好的对清理装置进行操作，还设置有操作管3，操作管3内部中空，将传动杆2的一端设于操作管3的内部，同时传动杆2 的另一端是与清理杆1连接的，从而可以使得在对操作管3进行操作时，能够带动传动杆2绕传动杆2长度方向的中轴线旋转，进而使得与传动杆2成第一预设夹角连接的清理杆1摆动，对排气口4进行清理。
44.可选的，参照图1所示，清理杆1包括第一清理杆11和第二清理杆12；第一清理杆11的一端与第二清理杆12的一端连接，且第一清理杆11与第二清理杆12的夹角小于90度；第一清理杆11与第二清理杆12的连接端，与传动杆2的另一端连接。
45.图2示出了本实用新型实施例提供的一种清理杆1的结构示意图。清理杆1包含有第一清理杆11和第二清理杆12，且第一清理杆11的一端与第二清理杆12的一端连接，第一清理杆11与第二清理杆12的连接端，与传动杆2的另一端连接。
46.可选的，参照图3所示，图3示出了本实用新型实施例提供的一种在线排气口清理装置组装图，传动杆2与清理杆1连接的一端设置有螺母9；清理杆1与传动杆2连接的一端设置有与螺母9匹配的螺栓10，传动杆2与清理杆1之间通过螺栓10和螺母9相连接。
47.具体的，参照图4，示出了本实用新型实施例提供的一种传动杆的结构示意图。在
传动杆2的一端设置有螺母9，该螺母9可以根据需要选择合适的螺母9。例如，可以选择m8的不锈钢螺母9，将该螺母9焊接在传动杆2 的一端，且传动杆2焊接螺母9的一端需要置于排气管道5内部。
48.参考图2和图3，在清理杆1需要与传动杆2连接的一端设置有与传动杆2上的螺母9相匹配的螺栓10，并将螺栓10的螺帽端与清理杆1连接。例如，若传动杆2上设置的是m8的不锈钢螺母9，则在清理杆1上设置相匹配的m8不锈钢螺栓10，将螺栓10的螺帽端与清理杆1的一端连接。通过上述设置方式，可以使传动杆2与清理杆1之间螺栓连接，便于拆卸和安装。
49.同时，在本实用新型实施例中，可以根据实际工况与炉型，设置清理杆 1伸出排气口的高度超出单晶炉的排气口30
‑
50毫米，从而可以对炉底排气口处的蓄积物进行在线清理。
50.可选的，参照图1和图3所示，第一预设夹角包括90度。
51.具体的，将清理杆1与传动杆2之间的第一预设夹角设置为90度，使得传动杆2与清理杆1很好的形成z型结构，利用z型结构将传动杆2绕传动杆2长度方向的中轴线的旋转传递给清理杆1，使得清理杆1摆动，从而对排气口4进行清理。
52.可选的，参照图1所示，操作管3的连接端与排气管道5的管壁连接，传动杆2的一端与清理杆1在排气管道5内连接，传动杆2的另一端贯穿于排气管道5的管壁设于操作管3内部。
53.具体的，将操作管3的开口端，即操作管3的连接端与排气管道5的管壁连接，使得设置在操作管3的内部的传动杆2的贯穿于排气管道5的管壁，传动杆2的一端与清理杆1在排气管道5内部连接，另一端可以与操作管3 的内部连接。如图5所示，图5示出了本实用新型实施例提供的一种在线排气口清理装置使用时侧视图，可以看出操作管3的一端与排气管道5的管壁连接。
54.例如，参考图1，设置在单晶炉炉底的排气管道5，其在炉底处可分为竖直段和竖直段延伸形成的横向段，其中排气管道5的竖直段与排气口4连接。为了方便更好的对排气口4进行清理，将操作管3与排气管道5的竖直段连接，且保证操作管3的长度方向与竖直段的长度方向垂直。相应的将清理杆1设置在排气管道5的竖直段的内部并伸出排气口4，并且清理杆1的一端与传动杆2的一端连接，使得清理杆1与传动杆2形成90度的夹角，从而保证传动杆2与清理杆1形成z型结构，利用z型结构将传动杆2绕其长度方向的中轴线的旋转传递给清理杆1，使得清理杆1摆动，从而对排气口4进行清理。
55.可选的，操作管3包括弹性管，操作管被操作时，可带动传动杆2绕传动杆2长度方向的中轴线旋转，进而带动清理杆1摆动。
56.具体的，由于通过对操作管3操作实现最终的清理，因此选择可以形变的弹性管作为操作管3，方便进行操作。
57.例如，可以选择铝制波纹管、碳素波纹管、不锈钢波纹管等作为操作管。由于波纹管本身是具有柔性的，因此将波纹管作为操作管，在波纹管被操作绕波纹管长度方向的中轴线旋转时，可以带动波纹管内部的传动杆2绕传动杆2长度方向的中轴线旋转，进而带动清理杆1摆动，对排气口4进行敲打清理。
58.进一步地，还可以根据不同的炉型结构，设置不同的波纹管。例如，可以使用带水冷套连接的波纹管，可以使用kf接头的波纹管，其他单晶炉可以借鉴此应用进行相应的设
置。
59.此外，可以在操作管的操作端连接自动电机，通过自动电机带动操作管旋转，以带动操作管内部的传动杆绕其长度方向的中轴线的顺时针或者逆时针旋转，进而带动清理杆摆动对单晶炉的排气口进行在线清理。从而可以实现排气口清理装置的半自动或者自动运行，节省了人工成本。
60.可选的，参照图1和图3，清理装置还包括冷却件6、法兰7和密封圈；操作管3的连接端与法兰7的一端连接；法兰7的另一端与排气管道5连接，冷却件6套设在法兰7与排气管道5之间靠近法兰7的位置处；密封圈设置在法兰7与冷却件6之间，传动杆2依次穿过法兰7、密封圈和冷却件6进入排气管道5内部。
61.例如，参照图6，示出了本实用新型实施例提供的一种操作管与法兰连接后的截面示意图。参照图1所示，法兰7的一端与操作管3连接，法兰7 的另一端与排气管道5连接，冷却件6套设在法兰7与排气管道5之间靠近法兰7的位置处，将冷却件6的一端与法兰7的一端连接。
62.进一步地，可以在法兰7的一端或者冷却件6与法兰7连接的一端设置密封槽，从而将密封圈设置在冷却件6与法兰7之间。
63.在法兰7中心开设有通孔，使得传动杆2依次穿过法兰7、密封圈和冷却件6进入排气管道5内部，与设置于排气管道5内部的清理杆1的一端连接。
64.参照图7，示出了本实用新型实施例提供的一种冷却件截面图，图8示出了本实用新型实施例提供的一种冷却件的俯视图。其中，冷却件6包含有冷却水道61和宝塔水嘴62，通过宝塔水嘴62对冷却水道61里的冷却水进行循环，从而保持冷却水道61附近的温度不会太高。
65.例如，参照图1所示，排气管道5可分为竖直段和竖直段延伸形成的横向段，可以在排气管道5的竖直段开孔，将法兰7的一端排气管道5的开孔处连接，将冷却件6套设在法兰7与排气管道5之间靠近法兰7的位置处，设置于操作管3内部的传动杆2穿过冷却件6与排气管道5的竖直段管壁，并置于排气管道5的竖直段内部，与设置于排气管道5的竖直段内部的清理杆1的一端连接。其中，冷却件6可以选择水冷套也可以选择气冷套，本实用新型实施例对此不作限定。
66.当然也可以不同的工况，将操作管的连接端与排气管道连接。
67.本实用新型实施例中，由于单晶炉在工作过程中处于高温的状态，可以根据工况需要，设计配套的冷却件，从而防止操作管与排气管之间的连接部位因高温导致损坏。
68.可选的，参照图3所示，冷却件6与法兰7连接的一端设置有密封槽63，法兰7与冷却件6两者之间通过密封圈进行密封；法兰7与冷却件6连接的一端设置有凹陷部71，凹陷部71内设置有垫片8；法兰7与冷却件6的一端可拆卸连接。
69.具体的，参照图7、图8所示，在冷却件6的一端设置有密封槽63，而设置有密封槽63的一端与法兰7的一端连接，在密封槽63中可以设置密封圈，使得法兰7与冷却件6两者之间通过密封圈进行密封，从而可以保证单晶炉整体的气密性。
70.参照图6所示，在法兰7背离操作管3的一端设置有凹陷部71。参照图 3，在凹陷部71内设置有垫片8，设置于操作管3内部的传动杆2穿过法兰 7、设置于法兰7凹陷部71的垫片8，以及冷却件6。设置于法兰7凹陷部 71的垫片8可以防止传动杆2在操作管3内前后窜
动。
71.进一步地，法兰7与排气管道5的管壁连接的一端，可采用焊接、螺纹连接等方式固定连接，保证结构的稳定性，本实用新型实施例对此不作限定。
72.当然，也可以将操作管3的连接端与法兰7的一端连接，法兰7的另一端与冷却件6的一端连接，冷却件6的另一端与排气管道5的管壁连接，将冷却件6作为一个连接件实现法兰7与排气管道5管壁的连接。
73.另外，法兰7与与冷却件6之间可以采用螺钉、卡接等方式连接，使得操作管3与冷却件6之间便于拆装及后期维护。
74.例如，参考图8，在冷却件6设置密封槽63的一端同时设置有四个两两对称的螺纹孔，且两个对称的螺纹孔中心的连线与另外两个对称的螺纹孔中心的连线相互垂直。
75.同样的，参考图6，在法兰7上同时设置有四个两两对称的通孔，且两个对称的通孔中心的连线与另外两个对称的通孔中心的连线相互垂直。因此，法兰7与冷却件6之间可以通过上述设置进行螺钉连接。
76.可选的，参照图1和图3所示，操作管3的操作端向预设方向弯曲且传动杆2与操作管1相匹配。
77.参照图1和图3所示，操作管3的操作端向预设方向弯曲，而传动杆2 置于操作管3的内部，因此将传动杆2也向预设方向弯曲，使得传动杆2与操作管3可以匹配，并且将传动杆2的弯曲端与操作管3的操作端连接，从而可以通过对操作管3的操作端左右摆动，便可以实现对传动杆2的转动操作，从而带动清理杆1进行摆动，使得操作起来更加方便。
78.参照图4，传动杆2的一端弯曲，用以与操作管3相匹配。同时，传动杆2可以选用耐高温的硬度较高的材料，例如，可以选用φ5的310s耐高温不锈钢钢筋作为传动杆2，本实用新型实施例对此不作限定。
79.进一步地，本实用新型提供的另一实施例中，可以在操作管的操作端连接自动电机，通过自动电机带动操作管摆动，以带动操作管内部的传动杆转动，进而带动清理杆摆动对单晶炉的排气口进行清理。从而可以实现排气口清理装置的半自动或者电动运行，节省了人工成本。
80.综上所述，在本实用新型实施例中，在线排气口清理装置包括清理杆和传动杆；清理杆设置于排气管道的内部，且清理杆的一端伸出排气口；传动杆的一端与清理杆的另一端成第一预设夹角连接；传动杆在绕传动杆长度方向的中轴线旋转时，可带动清理杆摆动，对单晶炉的排气口进行在线清理。通过传动杆绕其本身长度方向的中轴线旋转，可以使得设置在排气管道竖直段的清理杆进行摆动，对排气口处进行敲打，从而可以对排气口处蓄积物进行在线清理，使得整个拉晶过程中的炉压处在正常范围，保证了拉晶的正常进行，降低了拉晶过程的断线风险，相同时间内成径率、单产均得到提升，提高了生产效率，对长时间拉晶及制作单晶硅新工艺的推广奠定了基础。同时还可以根据实际工况设置冷却件，在传动杆上设置螺母，在清理杆上设置与螺母匹配的螺栓，使得整个排气口清理装置方便安装与拆卸。
81.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种单晶炉，包括如前述任一项所述的在线排气口清理装置。
82.在本实用新型实施例中，传动杆在绕其本身长度方向的中轴线旋转时，可以使得
设置在排气管道内的清理杆进行摆动，对排气口处进行敲打，从而可以对排气口处蓄积物进行在线清理，不影响拉晶的正常进行，保证了单晶生产品质，提高了生产效率。
83.尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。
84.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
85.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。