一种单晶炉加料辅助装置及单晶炉加料组件的制作方法

1.本实用新型涉及单晶炉技术领域，特别是涉及一种单晶炉加料辅助装置及单晶炉加料组件。


背景技术：

2.在单晶制造时主流制造方法为直拉法，即将籽晶插入单晶炉，并使缓慢上提籽晶，将籽晶拉制成单晶棒。在制造单晶的过程中，需要向单晶炉内进行多次加料。
3.在向单晶炉中加料前，技术人员需要将重锤夹头上连接的重锤本体、籽晶等部件与重锤夹头进行分离，再将加料器安装在重锤夹头上，通过提拉重锤夹头一端的重锤拉绳将重锤夹头另一端连接的加料器下放至单晶炉中，完成加料后，从单晶炉中拉出加料器，并将加料器从重锤夹头上拆下，重新将重锤本体和籽晶等部件安装到重锤夹头上，进而下一次拉晶操作。
4.单晶炉加料前后需要反复拆装重锤，容易在拆除时将重锤、籽晶等部件损坏，而且在拆装时容易造成硬质的重锤拉绳(例如钨丝绳)产生折弯，导致拉晶过程中籽晶发生晃动，出现拉出异常晶棒，甚至无法拉出晶棒的情况发生。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种单晶炉加料辅助装置，旨在解决向单晶炉加料和拉晶时，因反复拆装重锤而导致拉晶效果不佳的问题。
6.本实用新型实施例第一方面提供了一种单晶炉加料辅助装置，包括，
7.顶盖、底盖以及呈管状结构的装置主体，所述装置主体的两端开口，
8.所述顶盖覆盖所述装置主体的一端，
9.所述底盖覆盖所述装置主体的另一端，所述底盖远离所述装置主体的底面设置有连接部，
10.所述装置主体的侧壁设置有重锤安装口，
11.所述装置主体与所述顶盖的连接处还设置有拉绳安装缝隙，所述拉绳安装缝隙从所述重锤安装口的边沿延伸至所述顶盖中心位置。
12.可选的，所述拉绳安装缝隙包括相连通的第一安装缝隙和第二安装缝隙，
13.所述第一安装缝隙贯穿所述装置主体侧壁，并由所述重锤安装口边缘延伸至所述装置主体的一端，
14.所述第二安装缝隙贯穿所述顶盖，并由所述顶盖的边缘延伸至所述顶盖的中心位置，
15.所述第一安装缝隙的一端与所述第二安装缝隙的一端对齐形成所述拉绳安装缝隙。
16.可选的，所述顶盖还设置有重锤固定部；
17.所述顶盖靠近所述装置主体的下表面，向远离所述装置主体的方向凹陷，形成所
述重锤固定部。
18.可选的，所述重锤固定部与重锤顶端的形状相匹配，所述重锤固定部的中点与第二安装缝隙重合。
19.可选的，所述重锤安装口的宽度与所述装置主体的直径相同。
20.可选的，所述连接部包括链条部与锁定部，
21.所述链条部由多节链环构成，所述链条部的一端与所述底盖连接，
22.所述链条部的另一端与所述锁定部连接，所述锁定部设置有销孔。
23.可选的，所述顶盖、所述装置主体和所述底盖为一体成型的整体结构，或，所述顶盖、所述装置主体和所述底盖为可拆卸结构。
24.可选的，所述顶盖、所述装置主体和所述底盖由耐高温材料制成。
25.本实用新型实施例第二方面提供了一种单晶炉加料组件，包括：加料器以及本实用新型实施例第一方面提供的单晶炉加料辅助装置。
26.在本实用新型实施例中，单晶炉加料辅助装置包括：顶盖、底盖以及呈管状结构的装置主体；顶盖覆盖装置主体的一端；底盖覆盖装置主体的另一端，底盖远离装置主体的底面设置有连接部；装置主体的侧壁设置有重锤安装口；拉绳安装缝隙从重锤安装口的边沿延伸至顶盖中心位置。可以使重锤通过重锤安装孔和拉绳安装缝平移进入装置主体中，并在通过底盖上设置的连接部悬挂加料器，从而在不拆卸重锤的情况下，通过重锤拉绳将加料器下放至单晶炉内完成加料，并在完成加料后，在不拆卸重锤的情况下将重锤与单晶炉加料辅助装置和加料器移除，避免了在加料过程前后反复拆装重锤而导致的重锤损坏和拉晶效果下降的问题。
附图说明
27.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。
28.图1示出了本实用新型实施例中的一种单晶炉加料辅助装置的结构图；
29.图2示出了本实用新型实施例中的一种重锤；
30.图3示出了本实用新型实施例中的一种加料器；
31.图4示出了本实用新型实施例中的一种顶盖仰视图；
32.图5示出了本实用新型实施例中的一种重锤侧视图；
33.图6示出了本实用新型实施例中的一种顶盖结构图；
34.图7示出了本实用新型实施例中的一种顶盖横截面图；
35.图8示出了本实用新型实施例中的一种单晶炉加料组件的正视图和侧视图。
36.附图标记说明：
37.10、单晶炉加料辅助装置；11、顶盖；111、重锤固定部；12、拉绳安装缝隙；121、第一安装缝隙；122、第二安装缝隙；13、重锤安装口；14、底盖；15、连接部；151、链条部；152、锁定部；16、装置主体；20、重锤；21、重锤拉绳；22、重锤夹头；23、重锤销钉；24、重锤本体；25、籽晶；30、加料器；31、连接头。
具体实施方式
38.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。
39.参照图1，图1示出了本实用新型实施例中的一种单晶炉加料辅助装置的结构图，如图1所示，单晶炉加料辅助装置10由顶盖11、底盖14以及呈管状结构的装置主体16构成。加料辅助装置可以在内部容纳重锤20，并在下端连接加料器30，这样，可以在不拆卸重锤20的情况下，将加料器30沿重锤20的中垂线方向放入单晶炉中进行加料。
40.参照图2，图2示出了本实用新型实施例中的一种重锤，如图2所示，重锤20由重锤本体24、重锤本体24一端的重锤夹头22、用于连接重锤夹头22与重锤本体24的重锤20销钉、连接重锤夹头22一端的重锤拉绳21以及连接在重锤本体24另一端的籽晶25构成。在通过传统方法进行加料时，需要将拔出重锤20销钉，将重锤本体24与重锤夹头22分离，并在重锤夹头22上安装加料器30，然后通过提拉重锤夹头22一端连接的重锤拉绳21将加料器30下放入单晶炉中进行加料，完成加料后，提拉重锤拉绳21拉出加料器30，再将加料器30从重锤夹头22上拆下，重新在重锤夹头22上安装重锤本体24，进而进行下一次拉晶操作。可见，传统的加料、拉晶操作需要反复拆卸重锤20，容易导致重锤20上端连接的重锤拉绳21产生弯曲，影响拉晶效果。
41.如图1和图2所示，在本技术实施例中，装置主体16用于容纳重锤20和重锤20下方连接的籽晶25，装置主体16为管状结构，例如圆柱结构、椭圆柱结构、三棱柱结构、四棱柱结构等，本技术实施例对装置主体16的横截面形状并不进行具体限定，也就是说，本技术实施例中的装置主体16可以是任意柱形结构。
42.所述顶盖11覆盖所述装置主体16的一端。
43.顶盖11用于支撑单晶炉加料辅助装置10，当重锤20置于单晶炉加料辅助装置10中时，重锤夹头22远离重锤本体24的一端可与顶盖11的内表面相抵，并在重锤拉绳21的作用下，放置于重锤夹头22上。装置主体16的上端由顶盖11覆盖，顶盖11的形状可以与装置主体16的横截面形状相匹配，例如，装置主体16为圆柱形结构，则顶盖11的外形也可以为圆形。顶盖11可以通过螺纹、卡口、焊接、胶合等工艺与装置主体16进行连接，此外，顶盖11与装置主体16也可以通过一体成型技术制造。
44.所述底盖14覆盖所述装置主体16的另一端，所述底盖14远离所述装置主体16的底面设置有连接部15。
45.参照图3，图3示出了本实用新型实施例中的一种加料器，如图1和图3所示，底盖14用于为加料器30提供连接点，使加料器30上的连接头31可以与底盖14进行连接，从而通过底盖14将加料器30与单晶炉加料辅助装置10连接。装置主体16的下端由底盖14覆盖，底盖14的形状可以与装置主体16的横截面形状相匹配，例如，装置主体16为圆柱形结构，则底盖14的外形也可以为圆形。底盖14可以通过螺纹、卡口、焊接、胶合等工艺与装置主体16进行连接，此外，底盖14与装置主体16也可以通过一体成型技术制造。底盖14远离装置主体16的一面还设置有连接部15，连接部15用于连接加料器30，连接部15可以是位于底盖14中心位置的环状结构或与加料器30的连接头31匹配的连接装置。
46.所述装置主体16的侧壁设置有重锤安装口13。
47.重锤20可以通过装置主体16的两端进入装置主体16内部，具体的，可以先移除顶盖11或底盖14，将重锤20放入装置主体16内部后，再安装顶盖11或底盖14。如图1所示，为了便于在装置主体16内部安装重锤20，还可以在装置主体16的侧壁上设置重锤安装口13，重锤安装口13的高度可以大于重锤夹头22、重锤本体24和籽晶25构成的组合体的高度，以防止安装重锤20过程中籽晶25与装置主体16发生碰撞。装置主体16的直径可以大于所要安装的重锤20的最大直径。需要说明的是，重锤安装口13的宽度和高度可以根据重锤20的尺寸、型号进行灵活调整，以满足不同的需求。
48.进一步的，装置主体16上重锤安装口13的数量也可以有不止一个，例如，装置主体16的侧壁可以由平行设置的杆状结构组成，以使每两个相邻的杆状结构之间形成一个重锤安装口13，便于技术人员从装置主体16的各个角度安装重锤20。
49.拉绳安装缝隙12从所述重锤安装口13的边沿延伸至所述顶盖11中心位置。
50.如图1和图2所示，拉绳安装缝隙12用于在将重锤20安装入装置主体16时，使重锤拉绳21穿过装置主体16的侧壁和顶盖11的一部分，从到达装置主体16的中轴线位置。拉绳安装缝缝隙从重锤20安装孔靠近顶盖11的边缘开始，直至顶盖11中心位置结束，拉绳安装缝隙12的所有部分处于同一个平面上，并且该平面可以和顶盖11的上下表面垂直，以使重锤拉绳21可以在重锤20自然下垂的状态下顺利穿过拉绳安装缝隙12，拉绳安装缝隙12可以通过刻蚀、切削等工艺生成。拉绳安装缝隙12的数量可以与装置主体16侧壁上重锤20安装孔的数量相同。
51.需要说明的是，为保证加料器30与重锤20处于同一轴线上，提高较好的拉晶效果，可以使拉绳安装缝隙12末端在顶盖11上的位置与连接部15在底盖14上的位置处于同一垂线上，从而使提拉重锤20的重锤拉绳21与加料器30的中轴线重合。
52.在本技术实施例中，单晶炉加料辅助装置包括：顶盖、底盖以及呈管状结构的装置主体；顶盖覆盖装置主体的一端；底盖覆盖装置主体的另一端，底盖远离装置主体的底面设置有连接部；装置主体的侧壁设置有重锤安装口；拉绳安装缝隙从重锤安装口的边沿延伸至顶盖中心位置。可以使重锤通过重锤安装孔和拉绳安装缝平移进入装置主体中，并在通过底盖上设置的连接部悬挂加料器，从而在不拆卸重锤的情况下，通过重锤拉绳将加料器下放至单晶炉内完成加料，并在完成加料后，在不拆卸重锤的情况下将重锤与单晶炉加料辅助装置和加料器移除，避免了在加料过程前后反复拆装重锤而导致的重锤损坏和拉晶效果下降的问题。
53.可选的，如图1所示，所述拉绳安装缝隙12由第一安装缝隙121和第二安装缝隙122构成；所述第一安装缝隙121贯穿所述装置主体16侧壁，并由所述重锤安装口13边缘延伸至所述装置主体16的一端。
54.第一安装缝隙121位于装置主体16的侧壁，从装置主体16侧壁上的重锤安装口13靠近顶盖11的边缘开始，向顶盖11方向延伸至装置主体16的一端，也就是延伸到装置主体16与顶盖11的接触位置，形成贯穿装置主体16侧壁的第一安装缝隙121。第一安装缝隙121的宽度可以根据所要安装的重锤拉绳21直径进行设置，第一安装缝隙121用于使重锤拉绳21横向穿过装置主体16的侧壁。
55.所述第二安装缝隙122贯穿所述顶盖11，并由所述顶盖11的边缘延伸至所述顶盖
11的中心位置。
56.参照图4，图4示出了本实用新型实施例中的一种顶盖仰视图，如图4所示，第二安装缝隙122由顶盖11的中心位置延伸至顶盖11边缘并贯穿顶盖11的上下表面。第二安装缝隙122用于使重锤拉绳21横向移动至顶盖11的中心位置。
57.所述第一安装缝隙121与所述第二安装缝隙122对齐形成所述拉绳安装缝隙12。
58.第一安装缝隙121的一端与第二安装缝隙122的一端对其，使第一安装缝隙121和第二安装缝隙122共同构成拉绳安装缝隙12。第一安装缝隙121的宽度可以与第二安装缝隙122的宽度相同。需要说明的是，在重锤安装口13的高于与装置主体16侧壁的高度相同的情况下，重锤安装口13靠近顶盖11的位置不存在侧壁，因此，在这种情况下重锤安装口13直接与第二安装缝隙122相接，在没有第一安装缝隙121的情况下仅由第二安装缝隙122构成拉绳安装缝隙12。
59.所述顶盖11还设置有重锤固定部111；所述顶盖11靠近所述装置主体16的下表面向远离所述装置主体16的方向凹陷，形成所述重锤固定部111。
60.如图4所示，顶盖11上靠近装置主体16的内表面，设置有重锤固定部111，重锤固定部111用于与重锤夹头22上远离重锤本体24的一端抵接，并固定重锤20，防止重锤夹头22在顶盖11的内表面上滑动。重锤固定部111可以是位于顶盖11内表面的凹陷型结构，并且该凹陷性结构的最深处与第二安装缝隙122在顶盖11中部的末端位置重合，以使重锤20与重锤拉绳21可以处于同一垂线上。
61.所述重锤固定部111与重锤20顶端的形状相匹配，所述重锤固定部111的中点与所述第二安装缝隙122重合。
62.参照图5，图5示出了本实用新型实施例中的一种重锤侧视图，如图5所示，重锤20的上部为重锤夹头22，重锤夹头22与重锤拉绳21连接处为重锤20的顶端，重锤20顶端是由若干圆锥、圆台组成的。为了使重锤固定部111与重锤20顶端的连接更加牢固，可以将重锤固定部111设计成与重锤20顶端匹配的凹陷型结构。参照图6，图6示出了本实用新型实施例中的一种顶盖11结构图，如图6所示，顶盖11内表面上的重锤固定部111向内凹陷，形成与重锤夹头22相匹配的凹陷结构，其中顶盖11内表面的朝向为x的反方向，凹陷方向为x指向的方向。
63.参照图7，图7示出了本实用新型实施例中的一种顶盖横截面图，如图7所示，重锤固定部111包含与重锤20顶端对应的圆柱、圆台结构，重锤固定部111可由两个圆柱形结构相夹一个圆台结构组组成，并且重锤固定部111与顶盖11上的第二安装缝隙122导通。需要说明的是，由于重锤20的尺寸和型号存在区别，对于不同的重锤20来说，其顶端的结构可能存在不同，因此，顶盖11上设置的重锤固定部111可以随着安装的重锤20的不同而灵活调整，使重锤固定部111与所要安装的重锤20顶端相匹配，其中，图7中示出的顶盖11内表面的朝向也为x的反方向，需要注意的是，图7与图6示出的顶盖相同，但观察角度发生了倒置。
64.所述重锤安装口13的宽度与所述装置主体16的直径相同。如图1所示，为了充分利用装置主体16的内部空间，可以使重锤安装口13的宽度达到最大，即与装置主体16的直径相同，这样，装置主体16内部空间的利用率可以达到最大。
65.进一步的，装置主体16的内径还可以与所要安装的重锤20最大外径相同，以使重锤20安装在装置主体16内部后，重锤20与装置主体16侧壁接触，使重锤20不会在装置主体
16中产生晃动，进一步提高重锤20和籽晶25的稳固程度。
66.在将单晶炉加料辅助装置10与加料器30下方入单晶炉后，无法直接观察到下放深度，如果技术人员没有掌握好下放深度，在加料器30触底后如果继续下放单晶炉加料辅助装置10，容易导致单晶炉加料辅助装置10与加料器30发生碰撞造成加料器30或单晶炉加料辅助装置10损坏，并且会限制单晶炉加料辅助装置10继续下放，此时，单晶炉加料辅助装置10中的重锤20会继续下放，从而使重锤20底部连接的籽晶25与单晶炉加料辅助装置10碰撞，造成籽晶25损坏。因此，可以将单晶炉加料辅助装置10与加料器30通过柔性方式连接，例如链条、绳索等，这样在加料器30触底后，单晶炉加料辅助装置10不会被限制位移，依然可以继续下降一段距离，此时及人员可以明显觉察到重锤拉绳21的张力下降，为技术人员留下了充足的反应时间，可以及时停止下放操作，避免损坏籽晶25和其他装置。
67.具体的，如图1所示，所述连接部15包括链条部151与锁定部152；所述链条部151由多节链环构成，所述链条部151的一端与所述底盖14上的固定环连接，所述链条部151的另一端与所述锁定部152连接，所述锁定部152设置有销孔。链条部151可以由多节连环构成，也可以由耐高温的绳索构成，链条部151的一端与底盖14连接，另一端与锁定部152连接，锁定部152用于与加料器30连接，根据加料器30的连接头31的不同类型，锁定部152可以是与之对应的不同结构。例如，若加料器30的连接头31可通过销钉进行连接，则锁定部152可以包含销孔，若加料器30的连接头31可以通过螺纹进行连接，则锁定部152可以包含螺钉或螺孔。
68.所述顶盖11、所述装置主体16和所述底盖14为一体成型的整体结构，或，所述顶盖11、所述装置主体16和所述底盖14为可拆卸结构。为了保证单晶炉加料辅助装置10的结构强度，可以采用一体成型技术对顶盖11、装置主体16和底盖14构成的整体进行制造。为增加加料辅助装置可以适配的重锤20和加料器30类型，还可以将顶盖11、装置主体16和底盖14设置为可拆卸结构，例如，可以根据重锤20顶端的结构不同，选择包含对应重锤固定部111的顶盖11类型，便于适配多种重锤20类型，同时还可以根据加料器30的连接头31的类型不同，选择具有对应的连接部15的底盖14。
69.所述顶盖11、所述装置主体16和所述底盖14由耐高温材料制成。由于单晶炉内的炉温较高，可高达上千摄氏度，因此单晶炉加料辅助装置10会经常工作在高温环境中，为保证单晶炉加料辅助装置10可以正常工作，避免被高温熔毁，可以选用耐高温材料制造单晶炉加料辅助装置10，例如陶瓷、耐高温合金、耐高温金属等。
70.参照图8，图8示出了本实用新型实施例中的一种单晶炉加料组件的正视图和侧视图，如图8所示，单晶炉加料组件包括加料器30和单晶炉加料辅助装置10。在进行加料时，使重锤拉绳21穿过拉绳安装缝隙12，将重锤20安装在单晶炉加料辅助装置10内部，同时通过单晶炉加料辅助装置10下端的连接部15将单晶炉加料器30辅助装置与加料器30进行连接，通过提拉重锤拉绳21，将单晶炉加料辅助装置10、重锤20和加料器30下放至单晶炉中完成加料。
71.在本技术实施例中，单晶炉加料辅助装置包括：顶盖、底盖以及呈管状结构的装置主体；顶盖覆盖装置主体的一端；底盖覆盖装置主体的另一端，底盖远离装置主体的底面设置有连接部；装置主体的侧壁设置有重锤安装口；拉绳安装缝隙从重锤安装口的边沿延伸至顶盖中心位置。可以使重锤通过重锤安装孔和拉绳安装缝平移进入装置主体中，并在通
过底盖上设置的连接部悬挂加料器，从而在不拆卸重锤的情况下，通过重锤拉绳将加料器下放至单晶炉内完成加料，并在完成加料后，在不拆卸重锤的情况下将重锤与单晶炉加料辅助装置和加料器移除，避免了在加料过程前后反复拆装重锤而导致的重锤损坏和拉晶效果下降的问题。
72.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
73.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，均属于本实用新型的保护之内。