一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统的制作方法

1.本技术涉及多晶硅生产技术领域，特别是涉及一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统。


背景技术：

2.在生产多晶硅的生产技术中，改良西门子法为主要的生产方法。多晶硅还原炉电极及其配件是多晶硅生产中产出最终产品的核心设备，也是决定还原炉正常生产稳定的关键环节。还原炉电极及配件是生产多晶硅的核心部件，关系到还原炉稳定性，决定还原炉的产能。例如：还原炉电极（硅芯）与还原炉底盘的绝缘依靠四氟套和氮化硅瓷环，氮化硅瓷环同时起着延长底盘与炉内电极头之间高压击穿时爬电距离的作用。由于氮化硅瓷环在炉内，受还原炉内高温和物料的影响，结垢严重同时不易清理，造成绝缘下降，在高压击穿和正常生产过程中接地。所以氮化硅瓷环需要定期拆下更换。相似地，还原炉的硅芯也需要定期拆下更换。同时，为保证还原炉内清洁度，硅芯使用前需进行清洗。
3.由于氮化硅瓷环及硅芯采购价格较贵，因此，为节约成本，定期将氮化硅瓷环及硅芯更换下来，在使用前，清洗表面垢层后回收利用，可以大大节约成本。现有技术中，氮化硅瓷环清洗的方式是将其浸泡在氢氧化钠的溶液中，消耗掉绝缘瓷环上附着的硅，然后使用脱盐水进行清洗最后用风机烘干，硅芯清洗的方式是将其浸泡在氢氟酸和硝酸的混合溶液中，消耗掉绝缘瓷环上附着的硅，然后使用清水进行清洗最后用风机烘干，但是现有的技术，氮化硅瓷环以及硅芯的清洗均需要人工完成，工作人员劳动负荷重，劳动强度大，并且，在碱液或酸液中打捞，也容易造成碱液或酸液溅出伤人事故，存在人员安全隐患。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有的技术中氮化硅瓷环以及硅芯的清洗均需要人工完成，工作人员劳动负荷重，劳动强度大，并且，在碱液或酸液中打捞，也容易造成碱液或酸液溅出伤人事故，存在人员安全隐患。提供一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统，能够自动完成氮化硅瓷环以及硅芯的清洗，清洗效率高，且清洗过程无需人工参与，减轻工作人员的劳动强度，同时也避免了人工操作的过程中腐蚀性液体溅出伤人事故的发生，从而提高安全性。
5.一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统，包括清洗容器、桁架机器人、清洗上料平台和清洗下料平台，所述清洗容器内设置有多个隔挡板，将所述清洗容器内依次分隔为多个上端开口的容纳腔，所述桁架机器人设置于所述清洗容器上方，用于夹抓待清洗件从一个所述容纳腔搬移至另一所述容纳腔，多个所述容纳腔中包括依次排列的第一容纳腔、第二容纳腔和第三容纳腔，所述第一容纳腔容纳有碱液或酸液，且安装有第一转动平台、第一加热模组、第一鼓泡模组和第一温控模组，且与所述清洗上料平台的一侧相连，所述第二容纳腔容纳有清水，且安装有第一搅转机构和超声换能器，所述第三容纳腔的内壁安装有多个加热条，所述加热条用于加热烘干所述待清洗件，所述第三容纳腔的一侧与所述清洗下料平台相连。
6.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，多个所述加热条等间隔设置，且任意相邻的两个所述加热条之间设置有多个第一气吹头，多个所述第一气吹头可吹出高压干燥冷却洁净气体，用于冷却所述待清洗件。
7.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，所述第三容纳腔的底部安装有第二转动平台，所述待清洗件可放置于所述第二转动平台，所述第二转动平台可带动所述待清洗件旋转。
8.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，所述第一容纳腔与所述第二容纳腔之间还具有第四容纳腔，所述第二容纳腔与所述第三容纳腔之间还具有第五容纳腔，所述第四容纳腔和所述第五容纳腔的内壁均设置有多个冲洗喷头，多个所述冲洗喷头可喷出高压清水，用于冲洗所述待清洗件，所述第四容纳腔和所述第五容纳腔的底部开设有快排水口。
9.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，所述第一容纳腔与所述第四容纳腔之间还具有第六容纳腔和第七容纳腔，所述第六容纳腔容纳有清水，且安装有第二搅转机构和第二鼓泡模组，所述第七容纳腔容纳有碱液或氢氟酸溶液，且安装有第三搅转机构和第三鼓泡模组，所述第一容纳腔、所述第六容纳腔、所述第七容纳腔和所述第四容纳腔依次连接。
10.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，所述第一容纳腔与所述第七容纳腔内均设置有ph检测器。
11.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，所述第二容纳腔与所述第五容纳腔之间还具有第八容纳腔，所述第八容纳腔容纳有脱盐水，且安装有第四搅转机构、第四鼓泡模组、第二加热模组和第二温控模组。
12.优选地，上述一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，所述第五容纳腔与所述第三容纳腔之间还具有第九容纳腔，所述第九容纳腔的内壁设置有多个第二气吹头，多个所述第二气吹头可吹出高压干燥洁净气体，用于吹去所述待清洗件上的至少部分液体。
13.本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
14.本技术实施例公开的一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，桁架机器人能够夹抓待清洗件依次进入第一容纳腔首先通过碱液或酸液清洗待清洗件，然后进入第二容纳腔进行超声清洗，最后进入第三容纳腔烘干，完成待清洗件的清洗，在第一容纳腔内通过碱液或酸液加热、鼓泡、转动待清洗件等方式清洗待清洗件，在第二容纳腔内通过超声、搅动等方式清洗待清洗件，然后通过加热烘干，能够保证待清洗件被清洗的干净，清洗效果好，清洗效率高，清洗后的待清洗件无杂质残留，达到再次利用使用的要求，且能够自动完成氮化硅瓷环以及硅芯的清洗，实现氮化硅瓷环以及硅芯的自动化清洗，清洗过程无需人工参与，以减轻工作人员的劳动强度，同时也避免了人工操作的过程中碱液或酸液溅出伤人事故的发生，从而提高安全性。
附图说明
15.图1为本技术实施例公开的一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统的示意图。
16.其中：清洗容器100、第一容纳腔110、第一转动平台111、第一加热模组112、第一鼓泡模组113、第一温控模组114、第二容纳腔120、第一搅转机构121、超声换能器122、第三容
纳腔130、加热条131、第一气吹头132、第二转动平台133、第四容纳腔140、冲洗喷头141、快排水口142、第五容纳腔150、第六容纳腔160、第二搅转机构161、第二鼓泡模组162、第七容纳腔170、第三搅转机构171、第三鼓泡模组172、ph检测器173、第八容纳腔180、第四搅转机构181、第四鼓泡模组182、第二加热模组183、第二温控模组184、第九容纳腔190、第二气吹头191、桁架机器人200、清洗上料平台300、清洗下料平台400、隔挡板500。
具体实施方式
17.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
18.需要说明的是，当元件被称为“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”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”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。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.请参考图1，本技术实施例公开一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统，包括清洗容器100、桁架机器人200、清洗上料平台300和清洗下料平台400，其中：
21.清洗容器100可以有不锈钢板材焊接而成，形成容纳槽，清洗容器100内设置有多个隔挡板500，多个隔挡板500将清洗容器100内依次分隔为多个上端开口的容纳腔，也就是容纳槽内间隔设置有多个隔挡板500，挡板500可以为不锈钢板材，间隔焊接到容纳槽内，以将容纳槽间隔分隔为多个容纳腔。桁架机器人200设置于清洗容器100上方，桁架机器人200既可以升降运动，也可以平移，桁架机器人200具有手爪，手爪能够抓取待清洗件，桁架机器人200的运动结构、原理均为已知技术，为了文本简洁，在此不再赘述。在本技术中，桁架机器人200用于夹抓待清洗件从一个容纳腔搬移至另一容纳腔，实现工序转换。待清洗件可以是氮化硅瓷环，也可以是硅芯。
22.多个容纳腔中包括依次排列的第一容纳腔110、第二容纳腔120和第三容纳腔130，桁架机器人200用于夹抓待清洗件依次进入第一容纳腔110、第二容纳腔120和第三容纳腔130，以完成清洗。
23.桁架机器人200首先从清洗上料平台300抓取待清洗件，然后移动到第一容纳腔110内进行清洗，第一容纳腔110容纳有碱液或酸液，在待清洗件为氮化硅瓷环的情况下，第一容纳腔110容纳有碱液，碱液可以为氢氧化钠溶液，一般采用浓度为30%的氢氧化钠溶液；在待清洗件为硅芯的情况下，第一容纳腔110容纳有酸液，酸液可以为硝酸与氢氟酸的混合溶液，其体积比可以为4∶1，浓度一般为40%。且第一容纳腔110安装有第一转动平台111、第一加热模组112、第一鼓泡模组113和第一温控模组114，待清洗件可以放置在第一转动平台
111上，第一转动平台111转动过程中带动待清洗件，以使待清洗件与第一容纳腔110内的碱液或酸液充分接触，实现清洗，第一加热模组112用于将碱液或酸液加热至30摄氏度至40摄氏度，提高清洗清洗效率，清洗效果好，第一温控模组114检测碱液或酸液的温度，在温度低于30摄氏度时，控制第一加热模组112进行加热，在温度高于30摄氏度时，控制第一加热模组112停止加热。第一鼓泡模组113用于在碱液或酸液中鼓泡，鼓泡可以提高碱液或酸液的流动性，以使对碱液或酸液与待清洗件充分接触，提高清洗效果。第一容纳腔110与清洗上料平台300的一侧相连。
24.在待清洗件在第一容纳腔110内完成清洗后，桁架机器人200然后将待清洗件从第一容纳腔110搬运转移进第二容纳腔120内进行清洗，第二容纳腔120容纳有清水，用于清洗待清洗件在第一容纳腔110清洗后所携带的碱液或酸液，第二容纳腔120安装有第一搅转机构121和超声换能器122，第一搅转机构121在转动过程中能够搅动清水，且超声换能器122发出超声波，带动清水高频振动，以使待清洗件在第二容纳腔120内完成超声清洗，清洗待清洗件上残留的碱液或酸液以及附着在待清洗件上的杂质。
25.在待清洗件在第二容纳腔120内完成清洗后，桁架机器人200然后将待清洗件从第二容纳腔120搬运转移进第三容纳腔130内进行烘干，第三容纳腔130的内壁安装有多个加热条131，加热条131用于加热烘干待清洗件，第三容纳腔130的一侧与清洗下料平台400相连。在待清洗件完成烘干后，桁架机器人200将待清洗件从第三容纳腔130内搬运转移至清洗下料平台400，完成待清洗件整个清洗过程。
26.在具体的清洗过程中，待清洗件首先放置在清洗上料平台300上，启动清洗系统，桁架机器人200从清洗上料平台300抓取待清洗件，然后移动到第一容纳腔110内进行清洗，首先通过碱液或酸液清洗待清洗件，在待清洗件在第一容纳腔110内完成清洗后，桁架机器人200将待清洗件从第一容纳腔110搬运转移进第二容纳腔120内进行超声清洗，以清洗待清洗件上残留的碱液或酸液以及附着在待清洗件上的杂质，待清洗件在第二容纳腔120内完成清洗后，桁架机器人200将待清洗件从第二容纳腔120搬运转移进第三容纳腔130内进行烘干，待清洗件烘干后需要在第三容纳腔130内停留一段时间进行冷却，待冷却结束后，桁架机器人200将待清洗件从第三容纳腔130内搬运转移至清洗下料平台400，完成待清洗件整个清洗过程。
27.本技术实施例公开的一种多晶硅还原炉用多功能清洗系统中，桁架机器人200能够夹抓待清洗件依次进入第一容纳腔110首先通过碱液或酸液清洗待清洗件，然后进入第二容纳腔120进行超声清洗，最后进入第三容纳腔130烘干，完成待清洗件的清洗，在第一容纳腔110内通过碱液或酸液加热、鼓泡、转动待清洗件等方式清洗待清洗件，在第二容纳腔120内通过超声、搅动等方式清洗待清洗件，然后通过加热烘干，能够保证待清洗件被清洗的干净，清洗效果好，清洗效率高，清洗后的待清洗件无杂质残留，达到再次利用使用的要求，且能够自动完成氮化硅瓷环以及硅芯的清洗，实现氮化硅瓷环以及硅芯的自动化清洗，清洗过程无需人工参与，以减轻工作人员的劳动强度，同时也避免了人工操作的过程中碱液或酸液溅出伤人事故的发生，从而提高安全性。
28.如上文所述，桁架机器人200将待清洗件搬运转移进第三容纳腔130内进行烘干，加热条131用于加热烘干待清洗件，待清洗件烘干后需要在第三容纳腔130内停留一段时间进行冷却，待冷却结束后，桁架机器人200将待清洗件从第三容纳腔130内搬运转移至清洗
下料平台400。为提高冷却效率，缩短冷却时间，在一种可选的实施例中，多个加热条131可以等间隔设置，且任意相邻的两个加热条131之间可以设置有多个第一气吹头132，多个第一气吹头132可吹出高压干燥冷却洁净气体，用于冷却待清洗件。在加热条131加热烘干待清洗件后，第一气吹头132打开，以吹出高压干燥冷却洁净气体，吹向待清洗件，以提高冷却效率，缩短冷却时间，从而缩短清洗时间。
29.同时，多个第一气吹头132可吹出高压干燥洁净气体，在加热条131加热烘干待清洗件的过程中，第一气吹头132吹出高压干燥洁净气体，以吹走超声水洗后贴在待清洗件表面的杂质，进一步提高多晶硅还原炉用多功能清洗系统对待清洗件的清洗效果。
30.作为优选，第三容纳腔130的底部可以安装有第二转动平台133，待清洗件可放置于第二转动平台133，第二转动平台133可带动待清洗件旋转。桁架机器人200将待清洗件搬运转移进第三容纳腔130内后，首先放置到第二转动平台133，然后第二转动平台133启动，放置在第二转动平台133上的待清洗件随着第二转动平台133转动，以使待清洗件均匀受热，以被烘干，烘干效果好，避免局部受热严重，烘干过程均匀性好。
31.如上文所述，在待清洗件在第一容纳腔110内完成清洗后，桁架机器人200然后将待清洗件从第一容纳腔110搬运转移进第二容纳腔120内进行清洗，但是，第一容纳腔110容纳有碱液或酸液，第二容纳腔120容纳有清水，在待清洗件从第一容纳腔110搬运转移进第二容纳腔120内时，待清洗件表面携带较多的杂质及碱液或酸液，导致第二容纳腔120内的清水较容易被污染，进而导致待清洗件在第二容纳腔120内超清清洗的效果较差，直接导致多晶硅还原炉用多功能清洗系统对待清洗件的清洗效果差，清洗不干净，无法达到再次利用使用的要求。基于此，在一种可选的实施例中，第一容纳腔110与第二容纳腔120之间可以还具有第四容纳腔140，第四容纳腔140的内壁均设置有多个冲洗喷头141，多个冲洗喷头141可喷出高压清水，用于冲洗待清洗件，第四容纳腔140的底部开设有快排水口142。
32.在待清洗件在第一容纳腔110内完成清洗后，桁架机器人200然后将待清洗件从第一容纳腔110搬运转移进第四容纳腔140，然后启动冲洗喷头141，高压清水冲洗待清洗件，将待清洗件上的部分杂质及碱液或酸液，冲洗排走，然后再将待清洗件通过桁架机器人200搬运转移进第二容纳腔120内进行超声清洗，避免待清洗件直接从第一容纳腔110搬运转移进第二容纳腔120内进行清洗，防止第二容纳腔120内的清水较容易被污染，从而提高待清洗件在第二容纳腔120内超清清洗的效果，进而保证多晶硅还原炉用多功能清洗系统对待清洗件的清洗效果好，清洗的干净，能够达到再次利用使用的要求。
33.可选地，第二容纳腔120与第三容纳腔130之间也可以具有第五容纳腔150，第五容纳腔150的内壁均设置有多个冲洗喷头141，多个冲洗喷头141可喷出高压清水，用于冲洗待清洗件，第五容纳腔150的底部开设有快排水口142。在待清洗件在第二容纳腔120内完成清洗后，桁架机器人200然后将待清洗件从第二容纳腔120搬运转移进第五容纳腔150，然后启动冲洗喷头141，高压清水冲洗待清洗件，将待清洗件上的部分杂质，冲洗排走，然后再将待清洗件通过桁架机器人200搬运转移进第三容纳腔130内烘干，避免待清洗件直接从第二容纳腔120搬运转移进第三容纳腔130内进行烘干，防止待清洗件超声清洗后，部分杂质贴在待清洗件表面，直接烘干的话，会导致这部分杂质更加牢固地粘附在待清洗件表面，因此，在烘干前对待清洗件进行冲洗带走贴在待清洗件表面的杂质，能够提高待清洗件的清洗效果，保证多晶硅还原炉用多功能清洗系统对待清洗件的清洗效果好，清洗的干净，能够达到
再次利用使用的要求。
34.为提高清洗效果，在一种可选的实施例中，第一容纳腔110与第四容纳腔140之间还可以具有第六容纳腔160和第七容纳腔170，第六容纳腔160容纳有清水，且安装有第二搅转机构161和第二鼓泡模组162，第七容纳腔170容纳有碱液或氢氟酸溶液，在待清洗件为氮化硅瓷环的情况下，第一容纳腔110容纳有碱液，碱液可以为氢氧化钠溶液，一般采用浓度为30%的氢氧化钠溶液；在待清洗件为硅芯的情况下，第一容纳腔110容纳有氢氟酸溶液，一般采用浓度为40%的氢氧化钠溶液。且第七容纳腔170安装有第三搅转机构171和第三鼓泡模组172，第一容纳腔110、第六容纳腔160、第七容纳腔170和第四容纳腔140依次连接。
35.在待清洗件在第一容纳腔110内完成清洗后，桁架机器人200将待清洗件从第一容纳腔110搬运转移进第六容纳腔160内进行清洗，以清洗待清洗件上残留的碱液或酸液，待清洗件在第六容纳腔160内完成清洗后，桁架机器人200将待清洗件从第六容纳腔160搬运转移进第七容纳腔170内进行二次碱液或氢氟酸溶液清洗，且均通过鼓泡及搅动，以使待清洗件能够被清洗干净，进一步提高多晶硅还原炉用多功能清洗系统对待清洗件的清洗效果，然后桁架机器人200将待清洗件从第七容纳腔170搬运转移进第四容纳腔140进行冲洗，进行下一清洗工序。
36.进一步地，第一容纳腔110与第七容纳腔170内均设置有ph检测器173。ph检测器173检测第一容纳腔110和第七容纳腔170内碱液或酸液的酸碱性，以及时补充碱液或酸液，避免第一容纳腔110和第七容纳腔170内碱液或酸液浓度较低而导致清洗效果差，从而保证第一容纳腔110和第七容纳腔170内碱液或酸液的浓度，从而能够保证待清洗件在第一容纳腔110和第七容纳腔170内的清洗效果。
37.为进一步提高清洗效果，可选地，第二容纳腔120与第五容纳腔150之间还可以具有第八容纳腔180，第八容纳腔180容纳有清水，且安装有第四搅转机构181、第四鼓泡模组182、第二加热模组183和第二温控模组184。第二加热模组183用于将清水加热至70摄氏度至80摄氏度，提高清洗清洗效率，清洗效果好，第二温控模组184检测清水的温度，在温度低于70摄氏度时，控制第二加热模组183进行加热，在温度高于80摄氏度时，控制第二加热模组183停止加热。在待清洗件在第二容纳腔120内完成超声清洗后，桁架机器人200将待清洗件从第二容纳腔120搬运转移进第八容纳腔180内进行热水清洗，提高清洗清洗效率，清洗效果好，从而能够进一步提高清洗效果。
38.如上文所述，桁架机器人200将待清洗件从第二容纳腔120搬运转移进第五容纳腔150，然后启动冲洗喷头141，高压清水冲洗待清洗件，然后再将待清洗件通过桁架机器人200搬运转移进第三容纳腔130内烘干，由于待清洗件在第五容纳腔150内冲洗后，其表面携带有较多的水，直接到第三容纳腔130内烘干，烘干时间长，加热条131功耗大，且容易留下水渍，导致待清洗件清洗后达不到再次利用使用的要求。基于此，在一种可选的实施例中，第五容纳腔150与第三容纳腔130之间还具有第九容纳腔190，第九容纳腔190的内壁设置有多个第二气吹头191，多个第二气吹头191可吹出高压干燥洁净气体，用于吹去待清洗件上的至少部分液体。
39.在待清洗件在第五容纳腔150内冲洗后，桁架机器人200将待清洗件从第五容纳腔150搬运转移进第九容纳腔190内通过气吹切水，吹去待清洗件上大部分水，然后再将待清洗件通过桁架机器人200搬运转移进第三容纳腔130内烘干，能够缩短烘干时间，且降低加
热条131功耗，避免在待清洗件表面形成水渍，以使待清洗件被清洗的干净，达到再次利用使用的要求，进一步提高多晶硅还原炉用多功能清洗系统对待清洗件的清洗效果。
40.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。
41.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。