加热器电极及单晶炉加热器升降结构的制作方法

1.本实用新型涉及加热器相关技术领域，尤其涉及一种加热器电极及单晶炉加热器升降结构。


背景技术：

2.单晶炉是一种在惰性气体环境中,用加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。其中，加热器置于炉内，主要用以对坩埚进行加热，加热器下方连接有电极，电极从炉底伸出与外部电源连接。相关技术中，为保证对坩埚加热的均匀性，电极连接有升降结构。
3.针对上述中的相关技术，发明人认为在实际使用过程中，由于单晶炉内温度较高，电极伸入炉内时温度会升高，这样会导致电极等部件温度过高，影响电极性能。


技术实现要素：

4.为了解决现有加热器电极温度过高的技术问题，本技术提供一种加热器电极及单晶炉加热器升降结构。
5.第一方面，本技术提供一种加热器电极，采用如下技术方案：
6.一种加热器电极，包括铜管和中心管，中心管一端插入铜管内且另一端置于铜管外，铜管的一端封头且另一端与中心管通过密封件密封，铜管的管壁或密封件开设有通水口。
7.通过采用上述技术方案，可形成一个从进水到出水的完整水路，当加热器电极温度升高时，循环水可及时将电极的热量带走，从而达到电极冷却降温的效果。
8.优选的，通水口为进水口，中心管的置于铜管外的一端设为出水口。
9.通过采用上述技术方案，进水时铜管与中心管之间的水位必须高于中心管的顶端才能出水，这样有利于保证铜管内的水柱高度，进而保证冷却效果。如果将中心管的置于铜管外的一端设为进水口，则只要中心管内的水溢出，便会从出水口排走，这样容易出现铜管内水柱高度过低的情况，影响冷却效果。
10.优选的，中心管的置于铜管内的一端设有便于进水的扩口。
11.通过采用上述技术方案，可避免堵塞现象的发生，保证水路循环的畅通。
12.优选的，铜管封头的一端设有用以固连加热器的石墨块。
13.通过采用上述技术方案，石墨块的热敏效应相对铜管而言没有那么明显，所以选用石墨块可保证与加热器连接的可靠性。
14.第二方面，本技术提供一种单晶炉加热器升降结构，采用如下技术方案：
15.一种单晶炉加热器升降结构，包括加热器，加热器的下方连接有两个电极，电极连接有升降驱动机构，电极为前述的加热器电极，铜管封头的一端贯穿炉底与加热器固连，铜管的下部管壁固接有移动块，移动块与升降驱动机构固连。
16.通过采用上述技术方案，在保证电极温度的前提下，能够较好的完成加热器的升
降动作。
17.优选的，还包括外套于铜管的波纹管，波纹管的上端固定于炉底下表面，波纹管的下端固定在移动块上。
18.通过采用上述技术方案，波纹管能够将铜管防护，避免造成烫伤事故，并且利用波纹管的伸缩性可在电极升降的整个过程中进行防护，防护效果较好。
19.优选的，升降驱动机构包括伺服电机和滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的螺母与移动块固连，滚珠丝杠副的丝杠与伺服电机传动连接。
20.通过采用上述技术方案，可保证设备升降精度，进而保证加热器升降的位置精度。
21.优选的，移动块还连接有竖直布置的直线导轨副。
22.通过采用上述技术方案，可保证加热器的精准定位。
23.综上所述，本技术具有以下有益效果：
24.1、本技术的铜管内置有中心管，可形成一条完整的水路，用以对铜管进行降温冷却，避免温度过高对电极性能造成影响；
25.2、本技术的中心管的置于铜管外的一端设为出水口，进水时铜管与中心管之间的水位必须高于中心管的顶端才能出水，这样有利于保证铜管内的水柱高度，进而保证冷却效果。
附图说明
26.图1是本技术实施例的电极的结构示意图；
27.图2是本技术实施例的单晶炉加热器升降结构示意图；
28.图3是本技术实施例的单晶炉加热器升降结构剖面示意图；
29.图4是本技术实施例的铜管及升降相关结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1、铜管；2、中心管；3、密封件；4、进水口；5、出水口；6、扩口；7、石墨块；8、加热器；9、炉底；10、波纹管；11、伺服电机；12、滚珠丝杠副；13、直线导轨副；14、移动块。
具体实施方式
32.以下结合附图1
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4对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种加热器电极。
34.参照图1，加热器电极包括铜管1和中心管2，中心管2一端插入铜管1内且另一端置于铜管1外，铜管1的一端封头且另一端与中心管2通过密封件3密封，封头可以采用一体成型的结构也可以借助其他零件进行封堵，密封件3采用常用的管密封件3即可，值得注意的是此处的密封件3需能够承受高温，密封件3开设有进水口4，中心管2的置于铜管1外的一端设为出水口5。其他实施例中，也可将中心管2的置于铜管1外的一端设为进水口4，密封件3或铜管1管壁开设出水口5。
35.参照图1，中心管2的置于铜管1内的一端设有便于进水的扩口6。扩口6进水面积较大，能够有效避免堵塞现象的发生。
36.参照图1和图2，铜管1封头的一端设有用以固连加热器8的石墨块7。石墨块7相对于铜管1来讲，热敏性能较不明显，避免了温度过高变软等情况发生，保证与加热器8固连的
可靠性。
37.本实施例中加热器电极的使用过程如下：
38.使用时，冷却水从密封件3的进水口4进入铜管1与中心管2之间的区域，水位逐渐升高，直至水位高于中心管2的顶端，水会从中心管2的顶部进入中心管2内，然后从中心管2的置于铜管1外的一端流出。铜管1与中心管2之间的水会将铜管1的热量吸收，经过中心管2排出可将热量带出电极，然后新的冷却水进入，如此重复，对电极进行降温冷却。
39.本技术实施例还公开一种单晶炉加热器升降结构。
40.参照图1
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4，一种单晶炉加热器升降结构，包括加热器8，加热器8的下方连接有两个电极，电极贯穿炉底9，电极外设有波纹管10，电极连接有升降驱动机构。
41.参照图1
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3，电极为前述的加热器电极，铜管1封头的一端贯穿炉底9通过石墨块7与加热器8固连，铜管1的下部管壁固接有移动块14，移动块14与升降驱动机构连接。
42.参照图2
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3，波纹管10为现有常见的结构，可沿轴向伸缩，本领域人员清楚的，这里的波纹管10需具备一定的耐热性能，波纹管10的上端固定于炉底9下表面，波纹管10的下端固定在移动块14上。
43.参照图2
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4，升降驱动机构包括伺服电机11和滚珠丝杠副12，滚珠丝杠副12又名滚珠丝杆副，是由丝杠及螺母二个配套组成的，是传动机械中精度最高也是最常用的传动装置，滚珠丝杠副12的螺母与移动块14固连，滚珠丝杠副12的丝杠与伺服电机11传动连接。
44.参照图2
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4，移动块14还连接有竖直布置的直线导轨副13，直线导轨副13为机械领域常用的结构，具体是将移动块14滑动安装在导轨上，保证其只能沿直线运动，保证运动精度。
45.本实施例中的单晶炉加热器升降结构的工作过程如下：
46.工作时，伺服电机11启动，带动滚珠丝杠副12的丝杠旋转，从而带动滚珠丝杠副12的螺母沿着丝杠直线运动，进而带动铜管1升降，最终实现加热器8的升降。通过伺服电机11的正/反转来控制加热器8的升/降。
47.本具体实施方式的实施例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。