石英砂灌装装置的制作方法

1.本技术涉及单晶硅加工技术领域，尤其是涉及一种石英砂灌装装置。


背景技术：

2.单晶硅由硅料在单晶炉内拉制而成。单晶硅的拉制过程中，需要在单晶炉内设置热场，以将硅料进行熔化。同时，还需要在单晶炉的电极柱和保护套之间的间隙中灌装石英砂，以减少单晶炉内热量的损失，并保持单晶炉内热场的稳定，从而保证单晶硅的成晶品质。
3.相关技术中，石英砂的灌装方式通常为人工倾倒。具体操作时，需要先将石英砂装载在储存装置内，比如油桶；然后将储存装置的开口对准单晶炉电极柱和保护套之间的间隙，并逐渐增加储存装置的倾斜角度，以使得储存装置内的石英砂平稳地填充在电极柱和保护套之间的间隙中。
4.由于电极柱和保护套之间的间隙较小，通常约为2cm宽，石英砂在灌装的过程中易洒落在间隙以外的区域，致使石英砂的损耗增加，同时需要对洒落的石英砂进行二次清理，存在不便。


技术实现要素：

5.为了使得石英砂在灌装的过程中不易洒落至电极柱和保护套之间的间隙外，本技术提供一种石英砂灌装装置。
6.本技术提供的一种石英砂灌装装置采用如下的技术方案：
7.一种石英砂灌装装置，包括限位机构以及设置在所述限位机构内的封堵机构，所述限位机构的下端和所述封堵机构的下端均插入单晶炉的保护套与电极柱之间的间隙中，并且所述封堵机构覆盖所述单晶炉的电极柱的中心孔，所述限位机构和封堵机构之间形成石英砂通过且到达所述单晶炉的保护套和电极柱之间的间隙的灌装通道。
8.可选的，所述限位机构和所述封堵机构均为具有大小端的回转体结构，所述限位机构和所述封堵机构的大小端的设置方向相反，所述限位机构的小端以及所述封堵机构的大端位于下方且插入所述保护套和所述电极柱之间的所述间隙中，所述封堵机构的大端的直径小于所述限位机构的小端的直径。
9.可选的，所述限位机构为圆台结构，所述封堵机构为同轴设置在所述限位机构内的圆锥结构。
10.可选的，所述限位机构的小端设有竖直延伸的连接管段。
11.可选的，所述灌装通道的出口处设有连接片。
12.可选的，所述连接片包括第一连接部和第二连接部，其中，所述第一连接部从所述封堵机构的大端的外壁延伸至所述限位机构的内壁；所述第二连接部从所述第一连接部的底部向下延伸形成。
13.可选的，所述第二连接部为梯形，并且靠近所述电极柱的侧边相对于所述封堵机
构的中心轴线的倾斜角度小于所述第一连接部与所述封堵机构的外壁连接的侧边相对于封堵机构的中心轴线的倾斜角度
14.可选的，所述连接片的第一连接部与所述封堵机构的外壁固定连接，并且与所述限位机构的内壁抵接。
15.可选的，所述连接片的第一连接部与所述封堵机构的外壁固定连接，并且与所述限位机构的内壁固定连接。
16.可选的，所述限位机构的大端高于所述封堵机构的小端；和/或所述限位机构的小端低于所述封堵机构的大端。
17.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：
18.先将限位机构插入单晶炉的保护套和电极柱之间的间隙中，再通过灌装通道灌装石英砂时，石英砂不易随意洒落，减少了石英砂的损耗，并避免了二次清理带来的不便，同时还提高了石英砂的灌装效率。
附图说明
19.图1是本技术一实施例提供的石英砂灌装装置整体的结构示意图；
20.图2是本技术一实施例提供的石英砂灌装装置的安装示意图；
21.图3是本技术一实施例提供的石英砂灌装装置的纵向剖视图。
22.附图标记说明：1、限位机构；11、连接管段；2、封堵机构；3、灌装通道；4、连接片；41、第一连接部；42、第二连接部；5、保护套；6、电极柱。
具体实施方式
23.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
24.本技术实施例公开一种石英砂灌装装置。参照图1和图2，石英砂灌装装置包括限位机构1和设置在限位机构1内的封堵机构2。限位机构1的下端和封堵机构2的下端均插入单晶炉的保护套5与电极柱6之间的间隙中，封堵机构2覆盖电极柱6的中心孔，限位机构1和封堵机构2的下端之间形成石英砂通过到达单晶炉的保护套5与电极柱6之间的间隙的灌装通道3。
25.限位机构1和封堵机构2均为具有大小端的回转体结构，且限位机构1和封堵机构2的大小端的设置方向相反。具体地，限位机构1的小端以及封堵机构2的大端位于下方且靠近单晶炉的保护套5和电极柱6，即插入保护套5和电极柱6之间的间隙中，限位机构1的大端以及封堵机构2的小端位于上方且远离单晶炉的保护套5和电极柱6。限位机构1呈漏斗状，即大端在上侧小端在下侧的圆台结构，具体地，限位机构1的小端位于下方并且插入单晶炉的保护套5和电极柱6之间的间隙中，限位机构1的大端远离单晶炉的保护套5和电极柱6的上端；封堵机构2为大端在下侧小端在上侧的圆锥结构，具体地，封堵结构2的大端插入单晶炉的保护套5和电极柱6的间隙中，封堵机构2的小端远离单晶炉的保护套5和电极柱6。
26.参照图1和图3，封堵机构2同轴设置在限位机构1内，并且封堵机构2的大端的直径小于限位机构2的小端的直径，使得封堵机构2同轴设置在限位机构1内时，封堵机构2的大端与限位机构1的小端之间形成灌装通道3的出口。在灌装时，石英砂可以从限位机构1的大端的开口进入灌装通道3内，然后沿着限位机构1的内壁向下向中心轴滑落，同时被同轴设
置的封堵机构2的呈尖端的小端分流后沿封堵机构2的外壁向下滑落，最后从封堵机构2的大端与限位机构1的小端之间形成的灌装通道3的出口流出进入单晶炉的保护套5和电极柱6之间的间隙中。灌装通道3即为限位机构1的内壁与封堵机构2的外壁之间形成空间，灌装通道3的出口为限位机构1的小端和封堵机构2的大端之间形成的间隙。
27.具体地，限位机构1的小端的直径小于保护套5的内径，使得限位机构1的小端可以插入电极柱6和保护套5之间的间隙中，避免石英砂落入保护套5之外。封堵机构2的大端大于电极柱6中心孔的直径，使得封堵机构2可以封堵住电极柱6的中心孔，避免石英砂落入电极柱6的中心孔中。具体地，限位机构1的小端相比封堵机构2的大端更靠近保护套5的内侧，封堵机构2的大端相比限位机构1的小端更靠近电极柱6的外侧。当将限位机构1的小端和封堵机构2的大端插入保护套5和电极柱6之间的间隙后，保护套5的上端向上抵靠住限位机构1的向内倾斜侧壁的外侧，电极柱6的顶端向上抵靠住封堵机构2的向外倾斜侧壁的内侧。也就是说，电极柱6与保护套5之间的间隙的宽度大于限位机构1的小端与封堵机构2的大端之间灌装通道3的出口的宽度，以此来保证石英砂从灌装通道3的出口出来后能够准确地落入电极柱6和保护套5之间的间隙中。
28.限位机构1的大端高于封堵机构2的小端，可以增加石英砂的流入效率，同时使得石英砂撞击在封堵机构2的小端上时，石英砂不易飞溅至限位机构1之外。并且，限位机构1的小端低于封堵机构2的大端。限位机构1的小端低于封堵机构2的大端，也就是说，限位机构1的小端伸入保护套5和电极柱6之间的间隙后，限位机构1的侧壁相比于封堵机构2的大端，更向下向中心轴方向延伸，以进一步保证限位机构1可以更牢固地抵靠住保护套5的上端，在灌装时在石英砂的冲击力下不易从保护套5的上端滑出。
29.在其他实施方式中，限位机构1和封堵机构2的侧壁也可以设置为阶梯面。阶梯面相比于平滑的锥面，其可以对石英砂的灌装形成缓冲，但石英砂易堆积在阶梯面上造成堵塞，影响石英砂的灌装效果。
30.参照图2和图3，限位机构1的小端固定有竖直延伸的连接管段11。连接管段11为圆管结构，其内、外径均与限位机构1小端的最小内、外径相等。通过灌装通道3向单晶炉的保护套5和电极柱6之间的间隙中灌装石英砂时，连接管段11可以引导石英砂从灌装通道3出来时的方向，以防止石英砂冲击电极柱5和保护套6。
31.参照图2和图3，灌装通道3的出口处设置有连接片4，具体地，连接片4为薄片结构，例如，连接片4为设置在限位机构1的内壁和封堵机构2的外壁之间的平板状结构。连接片4可以沿限位机构1和封堵机构2的半径设置，即设在限位机构1和封堵机构2的轴截面上，以减小对灌装通道3的干扰，限位机构1和封堵机构2的轴截面为通过限位机构1和封堵机构2的轴线的截面，或者在其他实施例中，连接片4也可以与限位机构1和封堵机构2的半径呈角度设置。
32.连接片4包括第一连接部41和第二连接部42，第一连接部41从封堵机构2的大端的外壁延伸至限位机构1的内壁，第二连接部42从第一连接部41的底部向下延伸形成，第二连接部42的底部限定落入保护套5和电极柱6之间的间隙中的石英砂的顶部。由于封堵机构2为大端在下方小端在上方的圆锥结构并且限位机构1为大端在上方小端在下方的圆台结构，因此，封堵机构2的外壁与限位机构1的内壁之间的距离从上到下逐渐变小，因此，第一连接部41呈梯形，即上边的长度大于下边的长度，内侧的侧边的倾斜度等于封堵机构2的侧
壁的倾斜度，外侧的侧边的倾斜度等于限位机构1的侧壁的倾斜度；在一个实施例中，第二连接部42也为梯形，并且也为上边和下边为直线边且内侧侧边和外侧侧边为倾斜边，上边的长度大于下边的长度，并且内侧侧边(靠近电极柱6)相对于封堵机构2的中心轴线的倾斜角度小于第一连接部41的内侧侧边(与封堵机构2的外壁连接)相对于封堵机构2的中心轴线的倾斜角度(如图2所示的∠1小于∠2)。
33.在一个实施例中，连接片4的第一连接部41的内侧与封堵机构2固定连接，外侧与限位机构1相抵接，即不连接，也就是说，连接片4的第一连接部41与封堵机构2彼此固定为一个整体，与限位机构1可以相对转动。
34.为使得连接片4和封堵机构2在限位机构1内不易随意晃动，连接片4沿限位机构1的周向至少设有三块。本实施例中，连接片4沿限位机构1的周向等间距设有四块。通过对连接片4和封堵机构2其中任一进行握持，即可手动地驱使连接片4在限位机构1内绕限位机构1的轴线发生转动，转动时，连接片4的底部的转动轨迹形成环状的平面，环状的平面可以将填充在单晶炉的保护套5和电极柱6之间的间隙中的石英砂进行均匀抹平，以进一步使得石英砂不易洒落。具体地，在设置四片连接片4的情况下，相邻两个连接片4之间的夹角为90
°
，因此，可以将连接片4和封堵机构2旋转90
°
即可形成完成的环状平面，以对保护套5和电极柱6之间的间隙内的所有石英砂进行均匀抹平。
35.在另一实施例中，连接片4的第一连接部41的内侧与封堵机构2固定连接，外侧与限位机构1也固定连接，以使得限位机构1和封堵机构2构成整体机构；并石英砂灌装完成后，整体转动以对石英砂的填充面单独进行抹平。
36.在其他实施方式中，连接片4转动设置的方式还可以是限位机构1内侧上固定有环状凸棱，连接片4靠近限位机构1的一端设有供环状凸棱进行卡接的凹槽，环状凸棱与凹槽滑移配合。为避免石英砂在环状凸棱上产生堆积，环状凸棱的断面可以设置为弧形，且其断面的弧度小于180度，以使得石英砂流动至环状凸起时可以越过环状凸起并掉落至指定位置内。
37.参照图2和图3，为避免石英砂填充过量，连接片4靠近单晶炉的保护套5的一侧伸入单晶炉的电极柱6与保护套5之间的间隙中。比如连接片4靠近单晶炉的保护套5的一侧的平面高度比单晶炉的保护套5的平面高度小4mm(如图2所示的d小于4mm)，以使得连接片4将石英砂均匀抹平后，石英砂的平面高度小于保护套5的平面高度。
38.本技术实施例一种石英砂灌装装置的实施原理为：灌装石英砂时，先将连接管段11插接在单晶炉的保护套5内，使得保护套5的顶端抵靠住限位机构1的外侧壁的外侧，然后将连接片4与封堵机构2放置在限位机构1内，并使得连接片4与限位机构1的内壁相抵接，同时使得封堵机构2的内壁与单晶炉的电极柱6相抵接，此时封堵机构2将单晶炉的电极柱6的中心孔覆盖。然后将装载有石英砂的储存装置的开口对准限位机构1的大端，并逐渐将石英砂倾倒至限位机构1内。圆锥状的封堵机构2对石英砂进行导向，使得石英砂通过灌装通道3快速地填充在单晶炉的保护套5和电极柱6之间的间隙中。当石英砂填充至指定量后，停止石英砂的灌装，并对连接片4和封堵机构2其中任一进行握持，以驱使连接片4绕限位机构1的轴线转动。连接片4转动时将石英砂的填充面均匀抹平，以使得填充后的石英砂不易洒落。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术
的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。