一种还原炉底盘清理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种还原炉底盘清理系统，包括：第一动力源、操作装置和能够移动的清理装置；操作装置与清理装置相连，能够控制清理装置在还原炉底盘上水平移动；清理装置与第一动力源相连，能够借助第一动力源提供的动力，将沉积在还原炉底盘上的硅粉从还原炉底盘上清除，该还原炉底盘清理系统结构简单、轻便灵活，由工人控制、确定好清理装置在还原炉底盘上的位置之后，清理装置即可自动完成还原炉底盘的清理，整个还原炉底盘的清理只需1个工人即可完成，且整个清理过程只需20分钟，比传统的还原炉底盘清理方式节省人力和时间。
【专利说明】一种还原炉底盘清理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多晶硅生产【技术领域】，特别涉及一种还原炉底盘清理系统。
【背景技术】
[0002]多晶娃生产大多米用改良西门子法,基本原理是:米用三氯氢娃和氢气按照一定比例和温度在还原炉内进行气相沉积反应，产生的多晶硅晶体颗粒在硅芯上进行沉积生长。
[0003]在多晶硅生长之前，将硅芯插在石墨卡件上，石墨卡件套在铜电极上，硅芯按照一定的电极连接方式进行安装，安装完成后，按照工艺程序进行置换、击穿、进料，从而发生气相沉积反应，反应产生的晶粒沉积在硅芯上，经过规定时间生长后形成多晶硅棒。多晶硅棒生长完成并从还原炉内拆除完之后，需要对还原炉进行清理。
[0004]还原炉底盘、内壁的清洁程度直接影响多晶硅产品的内在品质，还原炉炉筒内壁可以利用专用的清理系统进行清洗，但是到目前为止，还原炉底盘的清理并没有固定统一的清理模式。传统的还原炉底盘清理方案是，由人工将还原炉底盘上的硅渣清理干净后，再将上面的无定形硅粉用专用扫把扫下来装袋，再用无尘白布蘸上高纯水进行擦拭。
[0005]采用传统的还原炉底盘清理方案清理还原炉底盘，通常需要3-4人同时作业，这样仍然耗时约40分钟，不但占用大量人力资源，而且耗时较长，影响多晶硅的生产。
[0006]因此，亟需一种还原炉底盘清理系统以解决上述技术问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供一种还原炉底盘清理系统，用以解决还原炉底盘清理费时费力、占用大量人力的问题。
[0008]本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案:
[0009]本实用新型提供一种还原炉底盘清理系统，包括:第一动力源、操作装置和能够移动的清理装置；
[0010]操作装置与清理装置相连，能够控制清理装置在还原炉底盘上水平移动；
[0011]清理装置与第一动力源相连，能够借助第一动力源提供的动力，将沉积在还原炉底盘上的硅粉从还原炉底盘上清除。
[0012]优选的，所述清理装置包括:壳体、滚轮和清理头，壳体与所述操作装置相连，且壳体形成容置空间；清理头容置于所述容置空间内并固设于壳体上，且与所述第一动力源相连；滚轮设置于壳体上，能够带动壳体和容置于壳体内的清理头在还原炉底盘上水平移动。
[0013]优选的，所述清理头为用于清扫硅粉的第一清理头，或者，用于将块状硅粉层打磨为硅粉的第二清理头，第一清理头或第二清理头能够借助第一动力源提供的动力转动。
[0014]优选的，第一清理头包括第一转轴和多组刷毛，各组刷毛呈放射状设置于第一转轴的外周；
[0015]第二清理头包括第二转轴和多个表面粗糙的打磨凸块，所述打磨凸块设置于第二转轴的外周。
[0016]优选的，所述刷毛的材质为尼龙丝或聚丙乙烯；
[0017]所述打磨凸块的材质为陶瓷。
[0018]优选的，所述第一动力源采用气源；
[0019]所述清理装置还包括气动叶轮，气动叶轮包括外壳、叶轮轴和多个叶轮片，外壳与第一动力源相连，叶轮轴和多个叶轮片容置于外壳内，多个叶轮片呈放射状设置于叶轮轴上；叶轮轴与所述第一转轴采用可拆卸方式连接并同轴，或与第二转轴采用可拆卸方式连接并同轴；
[0020]叶轮片能够借助第一动力源提供的气动力带动叶轮轴转动，以使叶轮轴带动第一清理头或第二清理头转动。
[0021]优选的，所述壳体形成圆柱形的容置空间；
[0022]所述操作装置包括2个横梁和I个纵梁，横梁和纵梁呈工字型连接并形成操作手柄，操作手柄底端的横梁的两端与分别与壳体顶端的圆周活动连接，并能够沿壳体顶端的圆周移动，使得操作手柄能够360度控制所述清理装置。
[0023]优选的，所述壳体的外径小于还原炉底盘上两个电极之间的距离。
[0024]进一步的，所述系统还包括吸尘装置和第二动力源；
[0025]吸尘装置分别与第二动力源和所述清理装置相连，能够借助第二动力源提供的动力，吸取所述清理装置从还原炉底盘上清除下来的硅粉。
[0026]优选的，第二动力源采用气源；第一动力源和第二动力源均采用氮气气源；
[0027]第一动力源的压力为0.5-0.7MPa ;
[0028]第二动力源的压力为-0.5—0.3MPa。
[0029]本实用新型具有如下有益效果:
[0030]本实用新型的还原炉底盘清理系统，通过将操作装置与清理装置相连，利用操作装置控制清理装置在还原炉底盘上水平移动，并借助第一动力源提供的动力，利用清理装置将沉积在还原炉底盘上的硅粉从还原炉底盘上清除，该还原炉底盘清理系统结构简单、轻便灵活，由工人控制、确定好清理装置在还原炉底盘上的位置之后，清理装置即可自动完成还原炉底盘的清理，整个还原炉底盘的清理只需I个工人即可完成，且整个清理过程只需20分钟，比传统的还原炉底盘清理方式节省人力和时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型实施例提供的还原炉底盘清理系统整体结构示意图；
[0032]图2为本实用新型实施例提供的第一清理头的结构示意图；
[0033]图3为本实用新型实施例提供的第二清理头的结构示意图；
[0034]图4为本实用新型实施例提供的气动叶轮的结构示意图。
[0035]图例说明:
[0036]11、壳体12、滚轮14、气动叶轮
[0037]2、操作手柄21、横梁22、横梁
[0038]23、气源管3、吸尘装置 31、暂存筒
[0039]32、防护罩33、吸尘管道 141、叶轮轴
[0040]142、叶轮片143、外壳131、第一清理头
[0041]1311、第一转轴 1312、刷毛132、第二清理头
[0042]1321、第二转轴 1322、打磨凸块
【具体实施方式】
[0043]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0044]本实用新型提供一种还原炉底盘清理系统，包括:第一动力源、操作装置和可移动的清理装置。操作装置与清理装置相连，能够控制清理装置在还原炉底盘上水平移动。清理装置与第一动力源相连，能够借助第一动力源提供的动力，将沉积在还原炉底盘上的硅粉从还原炉底盘上清除。
[0045]可以由工人控制、定位清理装置在还原炉底盘上的位置，之后，清理装置即可自动完成还原炉底盘的清理，该还原炉底盘清理系统使用方便，比传统的还原炉底盘清理方式更省时省力。
[0046]以下结合图1，对该还原炉底盘清理系统的结构做详细说明。如图1所示，清理装置可以包括:壳体11、滚轮12和清理头，壳体11与所述操作装置相连，且壳体形成容置空间，清理头容置于该容置空间内并固设于壳体11上，且与所述第一动力源(图中未绘示)相连。滚轮12设置于壳体11上，能够带动壳体11和容置于壳体11内的清理头在还原炉底盘上水平移动。
[0047]第一动力源可以选用气源，也可以选用其他动力源，例如电源等，在本实用新型实施例中，以第一动力源选用气源为例进行说明。
[0048]由于氮气是多晶硅生产中常用的置换气体，因此，第一动力源可以采用氮气气源。第一动力源的压力可以为0.5?0.7MPa，优选的，第一动力源的压力可以为0.6MPa。
[0049]如图1所示，为了便于操控，优选的，壳体11可以为圆柱体形状，即壳体11形成圆柱形的容置空间。
[0050]所述操作装置可以包括2个横梁和I个纵梁，横梁和纵梁呈工字型连接，形成操作手柄2。操作手柄2底端的横梁21的两端与分别与壳体11顶端的圆周活动连接，并能够沿壳体顶端的圆周移动，使得操作手柄能够360度控制所述清理装置。
[0051]横梁21的两端与壳体11顶端的圆周可以采用万向头连接，从而使单人控制操作手柄2也可以对清理装置进行360度的控制，使得该还原炉底盘清理系统更为灵活轻便。
[0052]需要说明的是，操作装置的结构并不限于以上描述的结构，任何能够实现对所述清理装置进行操作控制的结构均在本实用新型的保护范围之内。
[0053]由于还原炉底盘呈圆形，控制操作手柄2的工人位于还原炉底盘的外侧，因此，壳体11设计为圆形更利于操作。当然，本领域技术人员可知，其他形态的壳体11均在本实用新型的保护范围之内。
[0054]优选的，壳体11的外径小于还原炉底盘上两个电极之间的距离，以使清理装置能够在两个电极之间自如穿梭，便于清理还原力底盘上电极间隙部位。通常，还原炉底盘上两个电极之间的距离约为230mm，因此，壳体11的外径可以设置为小于210mm。
[0055]对于使用时间较短的还原炉，还原炉底盘清理比较容易，也容易达到洁净度要求，还原炉在使用较长时间后，还原炉底盘上会沉积少量氯硅烷聚合物并形成较厚的无定形硅粉层，这时若采用传统清理方案进行清理，则很难达到洁净度要求。而且，随着设备技术更新越来越快，多晶硅品质迅速提升也推动着还原炉升级换代的加速。48对棒还原炉是目前国内最新型的还原炉，其底盘直径也较其他型号的还原炉底盘更大，进料量更多，因此，在同样时间内沉积的硅粉层更厚，更加难于清理，传统清理方法很难达到洁净度要求。
[0056]因此，本实用新型设计了 2种清理头，以适用不同的情况。一种为用于清扫硅粉的第一清理头，另一种为用于将块状硅粉层打磨为硅粉的第二清理头，2种清理头可以根据需要更换使用。第一清理头或第二清理头能够借助第一动力源提供的动力转动。
[0057]以下结合图2、3，分别对第一清理头和第二清理头的结构进行详细说明。
[0058]如图2所示，第一清理头131可以包括第一转轴1311和多组刷毛1312，各组刷毛1312呈放射状设置于第一转轴1311的外周。当第一清理头131转动时，各组刷毛1312即可轮流清扫还原炉底盘上沉积的硅粉，由于采用刷毛结构，第一清理头131适用还原炉反应时间较短，沉积的硅粉厚度较薄，且硅粉仍为粉状，尚未粘结呈块状的硅粉层的情况。
[0059]优选的，刷毛1312的材质可以为尼龙丝或聚丙乙烯PP，尼龙丝或PP材质的刷毛既可以保证将硅粉从还原炉底盘上清除，又不会损伤还原炉底盘。
[0060]如图3所示，第二清理头132可以包括第二转轴1321和多个表面粗糙的打磨凸块1322，各打磨凸块1322设置于第二转轴1321的外周。当第二清理头132转动时，各打磨凸块1322即可打磨还原炉底盘上沉积的硅粉层，将块状的硅粉层打磨为硅粉，打磨生成的硅粉可沿着各打磨凸块1322之间的间隙落在还原炉底盘上，便于集中清理。由于采用表面粗糙的打磨凸块结构，第二清理头132适用还原炉反应时间较长，沉积的硅粉厚度较厚，且硅粉已粘结呈块状的硅粉层的情况。
[0061]优选的，打磨凸块1322的材质可以为陶瓷，耐磨且耐用。
[0062]当第一动力源为气源时，所述清理装置还可以包括气动叶轮14，气动叶轮14用于将第一动力源提供的气动力转换为机械力，并将该机械力传递给清理头，以带动清理头转动。
[0063]以下结合图4，对气动叶轮的结构及工作过程做详细说明。
[0064]如图4所示，气动叶轮14可以包括叶轮轴141、多个叶轮片142和外壳143，叶轮轴141和多个叶轮片142容置于外壳143内部，多个叶轮片142呈放射状设置于叶轮轴141上。如图2、3所示，叶轮轴141与清理头的转轴采用可拆卸方式连接，并与清理头的转轴同轴，即叶轮轴141与第一转轴1311采用可拆卸方式连接并同轴，或与第二转轴1321采用可拆卸方式连接并同轴。
[0065]叶轮片142能够借助第一动力源提供的气动力旋转，并带动叶轮轴141转动，以使叶轮轴141带动清理头(即第一清理头131或第二清理头132)转动。
[0066]在本实用新型实施例中，如图1所示，在操作手柄2顶端的横梁22上设置有气源管23，气源管23的一端与第一气源相连，且气源管23沿操作手柄2的纵梁设置，另一端与气动叶轮14的外壳143相连。气源管23的开口设置于气动叶轮14的外壳143上与叶轮片142相对应的位置，从而可以利用第一气源输送的气体吹动叶轮片142转动，以带动叶轮轴141转动，并进一步由叶轮轴141带动清理头转动。
[0067]进一步的，如图1所示，该还原炉底盘清理系统还可以包括吸尘装置3和第二动力源(图中未绘示)。
[0068]吸尘装置3分别与第二动力源和所述清理装置相连，能够借助第二动力源提供的动力，吸取清理装置从还原炉底盘上清除下来的硅粉。
[0069]具体的，吸尘装置3可以包括暂存筒31、防护罩32和吸尘管道33，防护罩32设置于暂存筒31的顶端，以防止硅粉四散溢出。吸尘管道33的一端与第二动力源相连，另一端与清理装置的壳体11相连，从而将吸尘装置3与清理装置连接起来。
[0070]第二动力源可以为气源，优选的，可以采用氮气气源。
[0071]吸尘管道33可以借助第二动力源的气动力，将从还原炉底盘上清除下来的硅粉吸入暂存筒31内存储，待还原炉底盘全部清理完成之后，再一并回收处理。
[0072]需要说明的是，吸尘装置3的结构不限于以上所述，任何能够实现将硅粉从清理装置内吸出的吸尘装置均在本实用新型的保护范围之内。
[0073]优选的，第二动力源的压力可以为-0.5.?_0.3MPa。
[0074]该还原炉底盘清理系统在使用时，吸尘装置3放置于还原炉底盘外部，清理装置放置于还原炉底盘上，工人站在还原炉底盘外通过控制操作手柄2来定位清理装置的位置。
[0075]首先开启吸尘管道33与第二动力源与之间的阀门，以启动吸尘装置3，再开启气源管23与第一动力源之间的阀门，以启动气动叶轮，从而启动清理头开始清理还原炉底盘上沉积的硅粉。I个工人可以抓住操作手柄2顶端的横梁22，在还原炉底盘上拖动清理装置，以定位清理位置。
[0076]对于较难清理的位置，可以先使用第二清理头132，利用第二清理头132上的打磨凸块1322将还原炉底盘上已粘结呈块状的硅粉层打磨成硅粉，然后，再用第一清理头131替换第二清理头132，利用第一清理头131上的刷毛1312清扫还原炉底盘上沉积的硅粉。
[0077]本实用新型的还原炉底盘清理系统轻便灵活，较之前传统清理底盘方式更能节省人力，仅一人操作即可在20分钟内完成还原炉底盘的清理。该清理系统在清理过程中，灰尘污染很小，能够保证还原大厅的洁净程度。
[0078]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种还原炉底盘清理系统，其特征在于，包括:第一动力源、操作装置和能够移动的清理装置； 操作装置与清理装置相连，能够控制清理装置在还原炉底盘上水平移动； 清理装置与第一动力源相连，能够借助第一动力源提供的动力，将沉积在还原炉底盘上的硅粉从还原炉底盘上清除。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述清理装置包括:壳体、滚轮和清理头，壳体与所述操作装置相连，且壳体形成容置空间；清理头容置于所述容置空间内并固设于壳体上，且与所述第一动力源相连；滚轮设置于壳体上，能够带动壳体和容置于壳体内的清理头在还原炉底盘上水平移动。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述清理头为用于清扫硅粉的第一清理头，或者，用于将块状硅粉层打磨为硅粉的第二清理头，第一清理头或第二清理头能够借助第一动力源提供的动力转动。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，第一清理头包括第一转轴和多组刷毛，各组刷毛呈放射状设置于第一转轴的外周； 第二清理头包括第二转轴和多个表面粗糙的打磨凸块，所述打磨凸块设置于第二转轴的外周。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述刷毛的材质为尼龙丝或聚丙乙烯； 所述打磨凸块的材质为陶瓷。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一动力源采用气源； 所述清理装置还包括气动叶轮，气动叶轮包括外壳、叶轮轴和多个叶轮片，外壳与第一动力源相连，叶轮轴和多个叶轮片容置于外壳内，多个叶轮片呈放射状设置于叶轮轴上；叶轮轴与所述第一转轴采用可拆卸方式连接并同轴，或与第二转轴采用可拆卸方式连接并同轴； 叶轮片能够借助第一动力源提供的气动力带动叶轮轴转动，以使叶轮轴带动第一清理头或第二清理头转动。
7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述壳体形成圆柱形的容置空间； 所述操作装置包括2个横梁和I个纵梁，横梁和纵梁呈工字型连接并形成操作手柄，操作手柄底端的横梁的两端与分别与壳体顶端的圆周活动连接，并能够沿壳体顶端的圆周移动，使得操作手柄能够360度控制所述清理装置。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述壳体的外径小于还原炉底盘上两个电极之间的距离。
9.如权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括吸尘装置和第二动力源； 吸尘装置分别与第二动力源和所述清理装置相连，能够借助第二动力源提供的动力，吸取所述清理装置从还原炉底盘上清除下来的硅粉。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，第二动力源采用气源；第一动力源和第二动力源均采用氮气气源； 第一动力源的压力为0.5?0.7MPa ； 第二动力源的压力为-0.5?-0.3MPa。
【文档编号】C01B33/035GK204039068SQ201420418860
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】杨勇, 呼维军, 王文, 赵志林, 张文龙, 李庆尚 申请人:新特能源股份有限公司