快接式高频线圈组件与硅芯炉的制作方法

本实用新型涉及多晶硅生产领域，尤其涉及一种快接式高频线圈组件与硅芯炉。

背景技术：

随着光伏产业迅速发展，作为主要原料的多晶硅生产也得到迅速发展。多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。

西门子法生产多晶硅是一种常见的多晶硅生产方法，西门子法多晶硅生长必须依靠硅芯作为生长的载体，在硅芯表面进行化学气相沉积生长多晶硅棒。

目前硅芯的制备方法通常为：通过给高频线圈通入高频电流，使高频线圈产生电流对硅芯料进行感应加热，加热后的原料棒上端头形成熔化区，然后将籽晶通过拉制孔后插入硅芯料上端的熔化区，然后慢慢提升籽晶，熔化后的原料就会跟随籽晶上升，形成一个新的细圆柱形晶体，这个新的柱形晶体便是硅芯或其他材料晶体的制成品。

拉制硅芯时必须使用到高频线圈，然而，硅芯在拉制过程中容易受到氩气气流的影响导致出现晃动、摆动等情况，导致硅芯与拉制孔接触，一旦接触便会出现瞬间打火现象，使得整个高频线圈报废，另外设备漏水和上下轴失灵等机械事故时也容易导致线圈损坏，此时，必须更换线圈，更换线圈需要停水拆掉整个线圈，目前的线圈连接座均为法兰连接形式(如图1所示)，拆卸过程繁琐，拆卸过程连接的铜螺母很容易损坏，与线圈连接座对接的管件也容易造成损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的首先在于提供一种快接式高频线圈组件，在更换线圈时，线圈的拆卸和安装效率较高，且使用寿命较长。

本实用新型的目的还在于提供一种硅芯炉，包括上述快接式高频线圈组件，在更换线圈时所述硅芯炉的停炉时间短，工作效率较高。

为实现以上目的，本实用新型首先提供一种快接式高频线圈组件，包括高频线圈、进水管连接座以及出水管连接座；

所述高频线圈包括线圈本体以及分别与所述线圈本体连接的进水管与出水管；

所述进水管包括与所述线圈本体连接的第一管路以及设于第一管路远离所述线圈本体一端的第一连接头，所述出水管包括与所述线圈本体连接的第二管路以及设于第二管路远离所述线圈本体一端的第二连接头；

所述第一连接头与所述进水管连接座通过卡合方式连接，所述第二连接头与所述出水管连接座通过卡合方式连接。

在本实用新型一些实施例中，所述进水管连接座内设有第一凹槽，所述第一凹槽用于容置所述第一连接头；所述出水管连接座内设有第二凹槽，所述第二凹槽用于容置所述第二连接头。

可选的，所述第一连接头与所述第二连接头均为圆柱体。

在本实用新型一些实施例中，所述快接式高频线圈组件还包括第一密封圈与第二密封圈；

所述第一连接头上设有第一密封槽，所述第二连接头上设有第二密封槽；

所述第一连接头与所述进水管连接座卡接时，所述第一密封圈设于所述第一密封槽内；所述第二连接头与所述出水管连接座卡接时，所述第二密封圈设于所述第二密封槽内。

可选的，所述第一密封槽与所述第二密封槽均呈环形，所述第一密封槽环绕所述第一连接头外表面设置，所述第二密封槽环绕所述第二连接头外表面设置。

优选的，所述第一密封槽与所述第二密封槽的纵剖面均呈弧形。

优选的，所述第一密封圈与第二密封圈均由导电胶材制备而成。

具体的，所述第一凹槽的底部设有第一通孔，所述第二凹槽的底部设有第二通孔。

具体的，所述线圈本体上设有冷却水通道，所述冷却水通道的两端分别与所述进水管和所述出水管连通。

本实用新型还提供一种硅芯炉，包括如上文所述的快接式高频线圈组件。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的快接式高频线圈组件，通过将线圈连接座由传统的法兰连接式改为卡接式，从而在更换线圈时，大大提高了线圈的拆卸和安装效率，并且，这种连接方式不容易对连接头和连接座造成损坏，延长了线圈组件的使用寿命。

本实用新型的硅芯炉包括上述快接式高频线圈组件，当线圈损坏需要更换时，线圈的拆卸和安装效率较高，因此在更换线圈时所述硅芯炉的停炉时间短，工作效率较高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的高频线圈组件的结构示意图；

图2为本实用新型的快接式高频线圈组件的结构示意图。

主要元件符号说明：

10-线圈本体；

20-进水管；

21-第一管路；

22-第一连接头；

71-第一密封槽；

30-出水管；

31-第二管路；

32-第二连接头；

72-第二密封槽；

40-进水管连接座；

81-第一凹槽；

50-出水管连接座；

82-第二凹槽；

60-地线连接结构。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。

请参阅图2，本实用新型首先提供一种快接式高频线圈组件，包括高频线圈、进水管连接座40以及出水管连接座50；

所述高频线圈包括线圈本体10以及分别与所述线圈本体10连接的进水管20与出水管30；

所述进水管20包括与所述线圈本体10连接的第一管路21以及设于第一管路21远离所述线圈本体10一端的第一连接头22，所述出水管30包括与所述线圈本体10连接的第二管路31以及设于第二管路31远离所述线圈本体10一端的第二连接头32；

所述第一连接头22与所述进水管连接座40通过卡合方式连接，所述第二连接头32与所述出水管连接座50通过卡合方式连接。

如图2所示，在本实用新型一些实施例中，所述进水管连接座40内设有第一凹槽81，所述第一凹槽81用于容置所述第一连接头22；所述出水管连接座50内设有第二凹槽82，所述第二凹槽82用于容置所述第二连接头32。

可选的，所述第一连接头22与所述第二连接头32均为圆柱体。

优选的，所述快接式高频线圈组件还包括第一密封圈与第二密封圈；

所述第一连接头22上设有第一密封槽71，所述第二连接头32上设有第二密封槽72；

所述第一连接头22与所述进水管连接座40卡接时，所述第一密封圈设于所述第一密封槽71内；所述第二连接头32与所述出水管连接座50卡接时，所述第二密封圈设于所述第二密封槽72内。

通过设置第一密封圈与第二密封圈，能够大大提高所述第一连接头22与所述进水管20之间以及所述第二连接头32与所述出水管连接座50之间的密封性。

可选的，如图2所示，所述第一密封槽71与所述第二密封槽72的纵剖面均呈弧形，以更好的与所述第一密封圈和第二密封圈配合，提高密封效果，具体的，所述纵剖面指的沿所述第一连接头22与所述第二连接头32的延伸方向的剖面。

优选的，所述第一密封圈与第二密封圈均由导电胶材制备而成，这是因为所述进水管20与所述出水管30不仅需要起到通水的作用，还需要起到对高频线圈供电的作用，因此通过将所述第一密封圈与第二密封圈设置为导电材质，能够提升所述第一连接头22与所述进水管20之间以及所述第二连接头32与所述出水管连接座50之间的电连接效果。可以理解的是，由于导电胶材为常见材料，因此本申请不对导电胶材的具体类型进行限制。

具体的，如图2所示，所述第一密封槽71与所述第二密封槽72均呈环形，所述第一密封槽71环绕所述第一连接头22外表面设置，所述第二密封槽72环绕所述第二连接头32外表面设置。

在本实用新型一些实施例中，所述进水管连接座40、所述出水管连接座50、所述进水管20以及所述出水管30的材质均为纯铜，或者铜材表面镀银。

具体的，所述第一凹槽81的底部设有第一通孔，所述第二凹槽82的底部设有第二通孔。

具体的，所述线圈本体10上设有冷却水通道，所述冷却水通道的两端分别与所述进水管20和所述出水管30连通。所述冷却水通道中流过的冷却水能够对线圈本体10进行降温，即起到控温的作用，避免线圈本体10因高温而变形或损坏。

可选的，所述冷却水通道的形成方式选自下述两种方式之一：

(1)在所述线圈本体10的外表面开槽，然后将封盖焊接于所述开槽上，所述开槽形成所述冷却水通道；

(2)利用铜管焊接在所述线圈本体10的外表面上，所述铜管形成所述冷却水通道。

具体的，如图2所示，所述线圈本体10上设有地线连接结构60。

可选的，所述线圈本体10为铜材质。

本实用新型的快接式高频线圈组件，通过将线圈连接座由传统的法兰连接式改为卡接式，从而在更换线圈时，大大提高了线圈的拆卸和安装效率，并且，这种连接方式不容易对连接头和连接座造成损坏，延长了线圈组件的使用寿命。

基于上述快接式高频线圈组件，本实用新型还提供一种硅芯炉，包括上述快接式高频线圈组件。

硅芯炉是拉制硅芯的设备，硅芯炉内设有快接式高频线圈组件，使用时，在高频线圈的下方设置原料棒，在高频线圈的上方设置籽晶夹头，籽晶夹头内设有籽晶，通过高频线圈对原料棒的上端头进行加热并使其融化，然后籽晶夹头带动籽晶下降直至穿过拉制盘的拉制孔插入原料棒上端的融液内，待籽晶的端头与原料棒上端头的融液融合后，通过籽晶夹头带动籽晶上升，此时籽晶同时带动融液上升并重新结晶，最终形成所需长度的硅芯。

具体的，所述高频线圈通入高频电流后产生强大的磁力线，使原料硅棒上端头靠近所述高频线圈的部分利用磁力线进行感应加热，冷却水通道中流过的冷却水对所述高频线圈进行降温。

所述原料棒距所述高频线圈越近越好，但是不得与所述高频线圈接触。

由于原料棒的端部一般不太平整，因此可以将线圈本体10靠近所述原料棒的端面(下表面)设计为内陷台阶状，其作用在于能够使原料棒尽可能的靠近线圈本体10的下表面，所述线圈本体10的上表面通常设计为由外至内的斜坡状，其作用在于能够避免高频电流过于集中于线圈本体10的中部，使电流在线圈本体10上均匀分布，实现原料棒均匀受热的效果。

本实用新型的硅芯炉包括上述快接式高频线圈组件，当线圈损坏需要更换时，线圈的拆卸和安装效率较高，因此在更换线圈时所述硅芯炉的停炉时间短，工作效率较高，即硅芯的生产效率较高。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。