一种单晶热场中轴托杆的制作方法

1.本实用新型涉及光伏行业单晶生长制造技术领域，尤其涉及一种单晶热场中轴托杆。


背景技术：

2.随着单晶制造的技术不断突破，热场尺寸不断增加，由28吋、30吋升级到32吋、36吋热场，热场尺寸变大，投料量增加，中轴作为重要承重部件，当前使用高强度等静压石墨材料。
3.如图1所示，为目前常用的中轴结构，托杆架构为一体成型，整体加工成本较高，同时，石墨易碎，尤其底部与金属托碗接触位置，石墨密度大，与不锈钢托碗接触容易烧结粘住，不容易拆区，过程中损坏较多。接触位置使用碳碳材料为理想材质，碳碳复合材料强度大，表面密度小，不容易烧结，但是碳碳复合材料市场成本高，不具备全面推广条件。


技术实现要素：

4.本实用新型目的就是为了解决现有中轴易烧结损坏、更换成本高的问题，提供了一种单晶热场中轴托杆，提升托杆持续使用寿命，防止托杆底部膨胀烧结导致的损坏情况，节省用料，节约成本。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种单晶热场中轴托杆，包括拼接式的托盘和托杆，所述托盘的中部设有一个内陷的阶梯台，阶梯台的中部设有贯穿的插接孔，插接孔的内壁上设有一组半螺纹孔一；
7.所述托杆包括上托杆和下托杆，上托杆与下托杆同轴且直径相同；
8.上托杆的上端嵌入插接孔内且其外壁上设有一组半螺纹孔二，半螺纹孔二与半螺纹孔一对应配合形成一组完整的螺纹孔，每个螺纹孔内均连有一根紧固螺栓，以用于将托杆与托盘相连；
9.上托杆的下端设有同轴的凸台，凸台的直径小于上托杆的直径，且凸台的外壁上设有一组外螺纹，下托杆的上端设有同轴的凹槽，凹槽内设有一组与外螺纹相互配合的内螺纹，上托杆通过内外螺纹连于下托杆的凹槽内；
10.下托杆的底端设为锥面段，锥面段的横截面积由上至下逐渐减小，锥面段的直径小于下托杆的直径，且二者的连接处形成一个台阶；
11.所述托杆的中部设有贯穿的通气孔，通气孔沿着托杆的轴线设置。
12.进一步地，所述半螺纹孔一设为三个，均布在插接孔的内壁上，且半螺纹孔一的轴线与插接孔的轴线相互平行。
13.进一步地，所述阶梯台、插接孔和托盘的轴线相互重合。
14.进一步地，所述上托杆的上部设有一圈凸出的卡台，卡台与上托杆同轴设置，且当上托杆的上端嵌入插接孔时卡台正好卡在托盘的下表面。
15.进一步地，所述半螺纹孔二设为三个，均布在上托杆的外壁上，且半螺纹孔二的轴
线与上托杆的轴线相互平行。
16.进一步地，所述上托杆为等静压石墨杆，下托杆为碳碳复合材料杆。
17.与现有技术相比，本实用新型的技术方案的优点具体在于：
18.（1）本实用新型在不改变石墨托杆整体结构的前提下，将托杆做成上下拼接结构，底部做成碳碳拼接，碳碳材质一方面膨胀系数小于石墨，可防止烧结损坏，另一方面碳碳材料强度高于石墨，可避免磨损；
19.（2）本实用新型的装置可有效减少托杆磨损，提升使用寿命，托杆持续使用不出现高温断裂，节约石墨件成本；
20.（3）本实用新型避免了托杆底部烧结，由于上部托盘拼接方式稳固，不会出现晃动失效；
21.（4）托杆的底部锥形改变成锥面加台阶，由原来的锥面与托碗接触，改为台阶接触，锥面不接触，有效防止了气流流通导致的烧结现象。
附图说明
22.图1为现有技术中的热场中轴结构图；
23.图2为本实用新型的单晶热场中轴托杆内部结构图；
24.图3为本实用新型的单晶热场中轴托杆立体图；
25.图4为本实用新型的单晶热场中轴托杆俯视图；
26.图5为本实用新型的托盘结构图；
27.图6为本实用新型的上托杆结构图。
具体实施方式
28.实施例1
29.为使本实用新型更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型的一种单晶热场中轴托杆进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.参见图2和图3，一种单晶热场中轴托杆，包括拼接式的托盘1和托杆2，其特征在于：
31.参见图2和图5，所述托盘1的中部设有一个内陷的阶梯台11，阶梯台11的中部设有贯穿的插接孔12，阶梯台11、插接孔12和托盘1的轴线相互重合；
32.插接孔12的内壁上均布三个半螺纹孔一13，半螺纹孔一13的轴线与插接孔12的轴线相互平行；
33.参见图2和图6，所述托杆2包括上托杆21和下托杆22，上托杆21与下托杆22同轴且直径相同；
34.上托杆21的上端嵌入插接孔12内且其外壁上均布三个半螺纹孔二211，半螺纹孔二211与半螺纹孔一12对应配合形成三个完整的螺纹孔3，每个螺纹孔3内均连有一根紧固螺栓，以用于将托杆与托盘相连；
35.上托杆21的上部设有一圈凸出的卡台213，卡台213与上托杆21同轴设置，且当上托杆21的上端嵌入插接孔12时卡台213正好卡在托盘1的下表面；
36.上托杆21的下端设有同轴的凸台212，凸台212的直径小于上托杆21的直径，且凸台212的外壁上设有一组外螺纹，下托杆22的上端设有同轴的凹槽221，凹槽221内设有一组与外螺纹相互配合的内螺纹，上托杆21通过内外螺纹连于下托杆22的凹槽221内；
37.下托杆22的底端设为锥面段222，锥面段222的横截面积由上至下逐渐减小，锥面段222的直径小于下托杆22的直径，且二者的连接处形成一个台阶223；
38.参见图4，所述托杆2的中部设有贯穿的通气孔2a，通气孔2a沿着托杆2的轴线设置。
39.本实施例中，在不改变托杆整体结构的基础上，将托杆2做成拼接结构，上托杆21使用石墨材料，下托杆22使用碳碳材料，并使用螺纹连接，碳碳材质的膨胀小于石墨，可以防止托杆底部膨胀烧结导致损坏情况，同时，托杆做成拼接结构，石墨材料长度减少，底部碳碳可以使用较短角料加工，可节省用料，节约成本。
40.本实施例中，为了应对托杆底部烧结粘死情况，对托杆底部结构进行优化，将原有的托杆底部锥形改变成锥面段222加台阶223，从而变成台阶接触，有效防止气流流通导致烧结。
41.使用本实用新型的装置后：
42.（1）托杆2与托盘1分开连接，可拆卸；
43.（2）托杆2与托盘1使用石墨螺丝连接，由原来一根改为三根，加固了托盘，防止异常脱落；
44.（3）托杆2分上下两部分，上部分由等静压石墨材质组成，下部分由碳碳复合材料组成，两部分由螺纹连接；
45.（4）托杆的底部锥度部分结构改变，减少托杆锥体与单晶炉炉底托碗接触，可避免烧结。
46.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。


技术特征：
1.一种单晶热场中轴托杆，包括拼接式的托盘（1）和托杆（2），其特征在于：所述托盘（1）的中部设有一个内陷的阶梯台（11），阶梯台（11）的中部设有贯穿的插接孔（12），插接孔（12）的内壁上设有一组半螺纹孔一（13）；所述托杆（2）包括上托杆（21）和下托杆（22），上托杆（21）与下托杆（22）同轴且直径相同；上托杆（21）的上端嵌入插接孔（12）内且其外壁上设有一组半螺纹孔二（211），半螺纹孔二（211）与半螺纹孔一（13）对应配合形成一组完整的螺纹孔（3），每个螺纹孔（3）内均连有一根紧固螺栓；上托杆（21）的下端设有同轴的凸台（212），凸台（212）的直径小于上托杆（21）的直径，且凸台（212）的外壁上设有一组外螺纹，下托杆（22）的上端设有同轴的凹槽（221），凹槽（221）内设有一组与外螺纹相互配合的内螺纹，上托杆（21）通过内外螺纹连于下托杆（22）的凹槽（221）内；下托杆（22）的底端设为锥面段（222），锥面段（222）的横截面积由上至下逐渐减小，锥面段（222）的直径小于下托杆（22）的直径，且二者的连接处形成一个台阶（223）；所述托杆（2）的中部设有贯穿的通气孔（2a），通气孔（2a）沿着托杆（2）的轴线设置。2.根据权利要求1所述的单晶热场中轴托杆，其特征在于：所述半螺纹孔一（13）设为三个，均布在插接孔（12）的内壁上，且半螺纹孔一（13）的轴线与插接孔（12）的轴线相互平行。3.根据权利要求1或2所述的单晶热场中轴托杆，其特征在于：所述阶梯台（11）、插接孔（12）和托盘（1）的轴线相互重合。4.根据权利要求1或2所述的单晶热场中轴托杆，其特征在于：所述上托杆（21）的上部设有一圈凸出的卡台（213），卡台（213）与上托杆（21）同轴设置，且当上托杆（21）的上端嵌入插接孔（12）时卡台（213）正好卡在托盘（1）的下表面。5.根据权利要求2所述的单晶热场中轴托杆，其特征在于：所述半螺纹孔二（211）设为三个，均布在上托杆（21）的外壁上，且半螺纹孔二（211）的轴线与上托杆（21）的轴线相互平行。6.根据权利要求1或2所述的单晶热场中轴托杆，其特征在于：所述上托杆（21）为等静压石墨杆，下托杆（22）为碳碳复合材料杆。

技术总结
本实用新型公开了一种单晶热场中轴托杆，包括拼接式的托盘（1）和托杆（2），托杆（2）包括上托杆（21）和下托杆（22），上托杆（21）的上端嵌入托盘（1）中部的插接孔（12）内，上托杆（21）下端的凸台（212）与下托杆（22）上端的凹槽（221）相连；下托杆（22）的底端设为锥面段（222），锥面段（222）的横截面积由上至下逐渐减小，锥面段（222）与下托杆（22）的连接处形成一个台阶（223）；托杆（2）的中部设有贯穿的通气孔（2a），通气孔（2a）沿着托杆（2）的轴线设置。本实用新型的优点是提升托杆持续使用寿命，防止托杆底部膨胀烧结导致的损坏情况，节省用料，节约成本。本。本。


技术研发人员：兰志勇 王军磊 王艺澄
受保护的技术使用者：包头美科硅能源有限公司
技术研发日：2022.08.10
技术公布日：2022/12/23