一种单晶炉结构及其使用方法与流程

本发明涉及单晶炉技术领域，尤其是涉及一种单晶炉结构及其使用方法。

背景技术：

世界能源危机促进了光伏市场的发展，晶体硅太阳能电池是光伏行业的主导产品。随着世界各国对太阳能光伏产业的进一步重视，特别是发达国家制定了一系列的扶持政策，鼓励开发利用太阳能，另外，随着硅太阳能电池应用面的不断扩大，太阳能电池的需求量越来越大，硅单晶材料的需求量也就越来越大。

现有技术可参考授权公告号为cn205099782u的中国实用新型专利，其公开了一种单晶炉，包括上炉膛、下炉膛，所述上炉膛顶部设置有籽晶旋转提升机构，下炉膛内设置有保温筒，保温筒内设置有石墨坩埚，石墨坩埚内设有石英坩埚，石墨坩埚外侧设置有加热器，石墨坩埚底部设置有坩埚旋转顶升机构，所述石墨坩埚与坩埚旋转顶升机构设置有圆形的石墨托板，石墨托板的外表面设置有环形挡板，环形挡板的上表面设置有溢流毯，溢流毯的上表面安装有溢流丝，溢流丝与报警装置相连。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述设备不便对下炉膛进行冷却，而单晶炉的炉体材料一般是不锈钢材料，如果炉体长期在高温环境下工作,会由于不锈钢材料的氧化导致炉体表面发黄并生锈腐蚀，大大缩短炉体寿命,影响企业经济效益。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的一目的是提供一种单晶炉结构，便于对下炉膛进行降温，从而能够延长下炉膛的使用寿命。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种单晶炉结构，包括上炉膛、下炉膛、保温筒、石墨坩埚、石英坩埚以及加热器，还包括冷却装置，所述冷却装置包括开设于下炉膛侧壁内的冷却水腔、连通于冷却水腔的进水管以及连通于冷却水腔的出水管；所述进水管远离冷却水腔的一端安装有冷却水泵，所述冷却水泵的进水口连通有冷却水箱，所述冷却水箱的一侧连通有补水管；所述出水管远离冷却水腔的一端连通有降温箱，所述降温箱安装于冷却水箱的顶部，所述降温箱的底部通过排水管与冷却水箱连通，所述排水管上安装有电动阀；所述降温箱内安装有降温机构。

通过采用上述技术方案，启动冷却水泵，冷却水泵将冷却水箱中的冷却水输送到冷却水腔中，从而便可对下炉膛进行降温；然后冷却水腔中的冷却水经过出水管流入降温箱内，通过降温机构对降温箱内的水进行降温，当降温箱内的冷却水的温度降下后，打开电动阀，此时便可对冷却水箱进行供水；综上所述，通过设置冷却装置，便于对下炉膛进行降温，从而能够延长下炉膛的使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述降温机构包括沿竖向滑移连接于降温箱内的移动杆、安装于降温箱的顶部用于驱动移动杆往复移动的驱动组件、固接于降温箱内壁的支撑板以及竖直转动连接于支撑板上的转动管；所述移动杆和转动管之间设置有用于驱动转动管转动的配合组件；所述转动管的外侧壁沿竖向依次套设固定有多个搅拌桨。

通过采用上述技术方案，通过驱动组件驱动移动杆往复移动，此时移动杆在配合组件的作用下驱动转动管往复转动，转动管往复转动带动搅拌桨往复转动，从而能够加快冷却水的冷却速度；通过设置降温机构，便于对降温箱内的冷却水进行降温。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括竖直安装于降温箱顶部的驱动电机以及竖直转动连接于降温箱顶部的往复丝杠；所述驱动电机的输出轴竖直向下与往复丝杠的顶部固定连接；所述移动杆的顶部固接有连接块，所述连接块螺纹连接于往复丝杠，所述移动杆的顶部固接有竖杆，所述竖杆贯穿降温箱的顶壁设置，所述竖杆沿竖向滑移连接于降温箱的顶壁。

通过采用上述技术方案，启动驱动电机，驱动电机的输出轴驱动往复丝杠转动，往复丝杠转动驱动连接块沿竖向往复移动，连接块沿竖向往复移动带动移动杆沿竖向往复移动；通过设置驱动组件，便于驱动移动杆沿竖向往复移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配合组件包括固接于移动杆外侧壁的多个螺旋块以及开设于转动管内周面的多个螺旋槽；所述螺旋块与所述螺旋槽一一对应配合。

通过采用上述技术方案，通过设置螺旋块和螺旋槽，便于移动杆驱动转动管转动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑板的两端分别转动连接有第一竖轴，每个所述第一竖轴的外侧壁沿竖向依次套设固定有多个第一扇叶，所述支撑板上安装有用于驱动两个第一竖轴转动的传动组件。

通过采用上述技术方案，通过传动组件驱动第一竖轴转动，第一竖轴转动驱动第一扇叶转动，从而便于对冷却水进行降温。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传动组件包括分别转动连接于支撑板顶部的两个第一水平轴以及套设固定于转动管外侧壁的第一锥齿轮；每个所述第一水平轴靠近转动管的一端固接有第二锥齿轮，两个所述第二锥齿轮均与第一锥齿轮相啮合；每个所述第一水平轴远离转动管的一端设置有蜗杆，每个所述第一竖轴上套设固定有蜗轮，两个所述蜗杆分别与两个蜗轮相互啮合。

通过采用上述技术方案，转动管转动带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动驱动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动驱动第一水平轴转动，第一水平轴转动驱动蜗杆转动，蜗杆转动驱动蜗轮转动，蜗轮转动驱动第一竖轴转动；通过设置传动组件，便于驱动第一竖轴转动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述往复丝杠的底部安装有第一降温组件，所述第一降温组件包括固接于往复丝杠底部的第二竖轴以及套设固定于第二竖轴外侧壁的第二扇叶。

通过采用上述技术方案，往复丝杠转动驱动第二竖轴转动，第二竖轴转动驱动第二扇叶转动，第二扇叶转动能够加快转动管的降温速度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述降温箱的两侧分别安装有第二降温组件，两组所述第二降温组件分别与两个第一水平轴对应设置，每组所述第二降温组件包括固接于降温箱侧壁内的多个散热片，每个所述散热片的两端分别凸出降温箱的外侧壁和内侧壁设置，每个所述第一水平轴远离转动管的一端凸出降温箱的外侧壁设置且固接有第三扇叶，所述第三扇叶对应所述散热片设置。

通过采用上述技术方案，第一水平轴转动带动第三扇叶转动，从而能够加快散热片对降温箱侧壁的降温速度；通过设置第二降温组件，便于对降温箱侧壁进行降温。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排水管的底部连通有水平管，所述水平管的底部沿其轴向依次连通有多个竖管，每个所述竖管的下方在冷却水箱的顶部安装有第三降温组件，所述第三降温组件包括转动连接于冷却水箱顶部的第二水平轴以及套设固定于第二水平轴外侧壁的水轮；所述竖管的底部对应水轮设置。

通过采用上述技术方案，排水管排出的冷却水依次经过水平管以及竖管后喷向水轮，水轮转动能够对冷却水进行降温，从而能够进一步对冷却水进行降温。

针对现有技术存在的不足，本发明的另一目的是提供一种单晶炉结构的使用方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种单晶炉结构的使用方法，包括以下步骤：步骤一、对下炉膛进行降温：启动冷却水泵，冷却水泵将冷却水箱中的冷却水输送到冷却水腔中，从而便可对下炉膛进行降温；步骤二、对冷却水进行降温：冷却水腔中的冷却水经过出水管后进入降温箱内，然后启动驱动电机，驱动电机的输出轴驱动往复丝杠转动，往复丝杠转动驱动连接块沿竖向往复移动，连接块沿竖向往复移动带动移动杆沿竖向往复移动，此时移动杆在螺旋块和螺旋槽的作用下驱动转动管往复转动，转动管往复转动带动搅拌桨往复转动，从而能够加快冷却水的冷却速度；再者，转动管转动带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动驱动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动驱动第一水平轴转动，第一水平轴转动驱动蜗杆转动，蜗杆转动驱动蜗轮转动，蜗轮转动驱动第一竖轴转动，第一竖轴转动驱动第一扇叶转动，从而能够进一步加快冷却水的冷却速度；步骤三、对转动管进行降温：往复丝杠转动驱动第二竖轴转动，第二竖轴转动驱动第二扇叶转动，第二扇叶转动能够加快转动管的降温速度；步骤四、对降温箱进行降温：第一水平轴转动带动第三扇叶转动，从而能够加快散热片对降温箱侧壁的降温速度。

通过采用上述技术方案，便于对下炉膛进行降温。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.启动冷却水泵，冷却水泵将冷却水箱中的冷却水输送到冷却水腔中，从而便可对下炉膛进行降温；然后冷却水腔中的冷却水经过出水管流入降温箱内，通过降温机构对降温箱内的水进行降温，当降温箱内的冷却水的温度降下后，打开电动阀，此时便可对冷却水箱进行供水；综上所述，通过设置冷却装置，便于对下炉膛进行降温，从而能够延长下炉膛的使用寿命；

2.第一水平轴转动带动第三扇叶转动，从而能够加快散热片对降温箱侧壁的降温速度；通过设置第二降温组件，便于对降温箱侧壁进行降温；

3.排水管排出的冷却水依次经过水平管以及竖管后喷向水轮，水轮转动能够对冷却水进行降温，从而能够进一步对冷却水进行降温。

附图说明

图1为实施例中凸显冷却水腔的局部剖视图；

图2为实施例中凸显降温机构的局部剖视图；

图3为实施例中凸显配合组件的结构示意图。

图中，1、上炉膛；2、下炉膛；3、冷却装置；31、冷却水腔；32、进水管；33、出水管；34、冷却水泵；35、冷却水箱；36、补水管；37、降温箱；371、散热口；38、排水管；381、水平管；382、竖管；39、电动阀；4、降温机构；41、移动杆；42、支撑板；421、第一竖轴；422、第一扇叶；43、转动管；44、配合组件；441、螺旋块；442、螺旋槽；45、搅拌桨；46、驱动组件；461、驱动电机；462、往复丝杠；463、连接块；464、竖杆；5、传动组件；51、第一水平轴；52、第一锥齿轮；53、第二锥齿轮；54、蜗杆；55、蜗轮；6、第一降温组件；61、第二竖轴；62、第二扇叶；7、第二降温组件；71、散热片；72、第三扇叶；8、第三降温组件；81、第二水平轴；82、水轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种单晶炉结构，如图1所示，包括上炉膛1、下炉膛2、保温筒、石墨坩埚、石英坩埚、加热器以及冷却装置3。

如图1和图2所示，冷却装置3包括开设于下炉膛2侧壁内的冷却水腔31、连通于冷却水腔31的进水管32以及连通于冷却水腔31的出水管33；进水管32远离冷却水腔31的一端安装有冷却水泵34，冷却水泵34的进水口连通有冷却水箱35，冷却水箱35的一侧连通有补水管36；出水管33远离冷却水腔31的一端连通有降温箱37，降温箱37安装于冷却水箱35的顶部，降温箱37的顶部开设有散热口371，降温箱37的底部通过排水管38与冷却水箱35连通，排水管38上安装有电动阀39；降温箱37内安装有降温机构4。启动冷却水泵34，冷却水泵34将冷却水箱35中的冷却水输送到冷却水腔31中，从而便可对下炉膛2进行降温；然后冷却水腔31中的冷却水经过出水管33流入降温箱37内，通过降温机构4对降温箱37内的水进行降温，当降温箱37内的冷却水的温度降下后，打开电动阀39，此时便可对冷却水箱35进行供水；综上所述，通过设置冷却装置3，便于对下炉膛2进行降温，从而能够延长下炉膛2的使用寿命。

如图2和图3所示，降温机构4包括沿竖向滑移连接于降温箱37内的移动杆41、安装于降温箱37的顶部用于驱动移动杆41往复移动的驱动组件46、固接于降温箱37内壁的支撑板42以及通过轴承竖直转动连接于支撑板42上的转动管43；移动杆41和转动管43之间设置有用于驱动转动管43转动的配合组件44；配合组件44包括固接于移动杆41外侧壁的多个螺旋块441以及开设于转动管43内周面的多个螺旋槽442；螺旋块441与螺旋槽442一一对应配合；转动管43的外侧壁沿竖向依次套设固定有多个搅拌桨45。通过驱动组件46驱动移动杆41往复移动，此时移动杆41在螺旋块441和螺旋槽442的作用下驱动转动管43往复转动，转动管43往复转动带动搅拌桨45往复转动，从而能够加快冷却水的冷却速度；通过设置降温机构4，便于对降温箱37内的冷却水进行降温。

驱动组件46包括竖直安装于降温箱37顶部的驱动电机461以及通过轴承竖直转动连接于降温箱37顶部的往复丝杠462；驱动电机461的输出轴竖直向下与往复丝杠462的顶部固定连接；移动杆41的顶部固接有连接块463，连接块463螺纹连接于往复丝杠462，移动杆41的顶部固接有竖杆464，竖杆464贯穿降温箱37的顶壁设置，竖杆464沿竖向滑移连接于降温箱37的顶壁。启动驱动电机461，驱动电机461的输出轴驱动往复丝杠462转动，往复丝杠462转动驱动连接块463沿竖向往复移动，连接块463沿竖向往复移动带动移动杆41沿竖向往复移动；通过设置驱动组件46，便于驱动移动杆41沿竖向往复移动。

支撑板42的两端分别通过轴承转动连接有第一竖轴421，每个第一竖轴421的外侧壁沿竖向依次套设固定有多个第一扇叶422，支撑板42上安装有用于驱动两个第一竖轴421转动的传动组件5。通过传动组件5驱动第一竖轴421转动，第一竖轴421转动驱动第一扇叶422转动，从而便于对冷却水进行降温。

传动组件5包括通过轴承分别转动连接于支撑板42顶部的两个第一水平轴51以及套设固定于转动管43外侧壁的第一锥齿轮52；每个第一水平轴51靠近转动管43的一端固接有第二锥齿轮53，两个第二锥齿轮53均与第一锥齿轮52相啮合；每个第一水平轴51远离转动管43的一端固接有蜗杆54，每个第一竖轴421上套设固定有蜗轮55，两个蜗杆54分别与两个蜗轮55相互啮合。转动管43转动带动第一锥齿轮52转动，第一锥齿轮52转动驱动第二锥齿轮53转动，第二锥齿轮53转动驱动第一水平轴51转动，第一水平轴51转动驱动蜗杆54转动，蜗杆54转动驱动蜗轮55转动，蜗轮55转动驱动第一竖轴421转动；通过设置传动组件5，便于驱动第一竖轴421转动。

往复丝杠462的底部安装有第一降温组件6，第一降温组件6包括固接于往复丝杠462底部的第二竖轴61以及套设固定于第二竖轴61外侧壁的第二扇叶62。往复丝杠462转动驱动第二竖轴61转动，第二竖轴61转动驱动第二扇叶62转动，第二扇叶62转动能够加快转动管43的降温速度。

降温箱37的两侧分别安装有第二降温组件7，两组第二降温组件7分别与两个第一水平轴51对应设置，每组第二降温组件7包括固接于降温箱37侧壁内的多个散热片71，每个散热片71的两端分别凸出降温箱37的外侧壁和内侧壁设置，每个第一水平轴51远离转动管43的一端凸出降温箱37的外侧壁设置且固接有第三扇叶72，第三扇叶72对应散热片71设置。第一水平轴51转动带动第三扇叶72转动，从而能够加快散热片71对降温箱37侧壁的降温速度；通过设置第二降温组件7，便于对降温箱37侧壁进行降温。

如图1所示，排水管38的底部连通有水平管381，水平管381的底部沿其轴向依次连通有多个竖管382，每个竖管382的下方在冷却水箱35的顶部安装有第三降温组件8，第三降温组件8包括通过轴承转动连接于冷却水箱35顶部的第二水平轴81以及套设固定于第二水平轴81外侧壁的水轮82；竖管382的底部对应水轮82设置。排水管38排出的冷却水依次经过水平管381以及竖管382后喷向水轮82，水轮82转动能够对冷却水进行降温，从而能够进一步对冷却水进行降温。

一种单晶炉结构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、对下炉膛2进行降温：启动冷却水泵34，冷却水泵34将冷却水箱35中的冷却水输送到冷却水腔31中，从而便可对下炉膛2进行降温；

步骤二、对冷却水进行降温：冷却水腔31中的冷却水经过出水管33后进入降温箱37内，然后启动驱动电机461，驱动电机461的输出轴驱动往复丝杠462转动，往复丝杠462转动驱动连接块463沿竖向往复移动，连接块463沿竖向往复移动带动移动杆41沿竖向往复移动，此时移动杆41在螺旋块441和螺旋槽442的作用下驱动转动管43往复转动，转动管43往复转动带动搅拌桨45往复转动，从而能够加快冷却水的冷却速度；再者，转动管43转动带动第一锥齿轮52转动，第一锥齿轮52转动驱动第二锥齿轮53转动，第二锥齿轮53转动驱动第一水平轴51转动，第一水平轴51转动驱动蜗杆54转动，蜗杆54转动驱动蜗轮55转动，蜗轮55转动驱动第一竖轴421转动，第一竖轴421转动驱动第一扇叶422转动，从而能够进一步加快冷却水的冷却速度；

步骤三、对转动管43进行降温：往复丝杠462转动驱动第二竖轴61转动，第二竖轴61转动驱动第二扇叶62转动，第二扇叶62转动能够加快转动管43的降温速度；

步骤四、对降温箱37进行降温：第一水平轴51转动带动第三扇叶72转动，从而能够加快散热片71对降温箱37侧壁的降温速度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。