阅读说明：本技术 一种大型工业硅快速定向凝固的装置 (Device for large industrial silicon rapid directional solidification ) 是由 文建华 毕红兴 杨贵明 徐福昌 王国卫 张忠益 徐加雄 康万福 梅志能 张藜 王 于 2019-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工业硅处理技术领域,尤其为一种大型工业硅快速定向凝固的装置,包括石墨模具、处理装置、保温装置和吸附装置,所述石墨模具内侧设有处理装置,所述石墨模具顶端设有遮挡盖,且石墨模具与遮挡盖铰链连接,所述处理装置与遮挡盖固定连接,所述石墨模具外侧设有保温装置,且石墨模具与保温装置固定连接,所述保温装置右端面顶端固定连接有控制器,本发明中,通过设置的第一电阻丝和推板,这种设置配合第一电阻丝与第一导热箱的固定连接、推板与第一连接模及石墨模具的滑动连接和出料管与遮挡盖的连通,在对少量的硅熔体进行杂质清除时,可以使硅熔体内的杂质被处理的更彻底,大大提高了硅熔体的纯度,还方便了杂质的取出。(The invention relates to the technical field of industrial silicon treatment, in particular to a device for rapidly and directionally solidifying large industrial silicon, which comprises a graphite mold, a treatment device, a heat preservation device and an adsorption device, wherein the treatment device is arranged on the inner side of the graphite mold, a shielding cover is arranged at the top end of the graphite mold, the graphite mold is hinged with the shielding cover, the treatment device is fixedly connected with the shielding cover, the heat preservation device is arranged on the outer side of the graphite mold, the graphite mold is fixedly connected with the heat preservation device, and a controller is fixedly connected with the top end of the right end surface of the heat preservation device. Greatly improves the purity of the silicon melt and is convenient for taking out impurities.)

一种大型工业硅快速定向凝固的装置

技术领域

本发明涉及工业硅处理技术领域，具体为一种大型工业硅快速定向凝固的装置。

背景技术

工业硅又称金属硅，是本世纪六十年代中期出现的一个商品名称，金属硅是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼成的产品，主成分硅元素的含量在百分之九十八左右，其余杂质为铁、铝、钙等，因其用途不同而划分为多种规格，随着社会的不断发展，对于工业硅的加工和应用越来越多，一些工业硅的处理设备也越来越多，但是部分工业硅用定向凝固装置在使用时会存在一些缺陷，因此，对一种大型工业硅快速定向凝固的装置的需求日益增长。

在工业硅处理领域，目前使用的部分工业硅快速定向凝固装置在使用时，内部的杂质处理的不够彻底，这就使得硅的纯度较低，还不便于对杂质进行取出，还有部分工业硅快速定向凝固装置在使用时不能对浇筑产生的有害气体进行彻底的处理，这就会对工作人员的健康和环境造成危害，更有部分工业硅快速定向凝固装置在使用时保温效果不好，这就会导致电能的大量浪费，也会对硅熔体的处理带来影响，因此，针对上述问题提出一种大型工业硅快速定向凝固的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型工业硅快速定向凝固的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大型工业硅快速定向凝固的装置，包括石墨模具、处理装置、保温装置和吸附装置，所述石墨模具内侧设有处理装置，所述石墨模具顶端设有遮挡盖，且石墨模具与遮挡盖铰链连接，所述处理装置与遮挡盖固定连接，所述石墨模具外侧设有保温装置，且石墨模具与保温装置固定连接，所述保温装置右端面顶端固定连接有控制器，所述保温装置左端面底端固定连接有支撑板，所述保温装置外侧顶端设有吸附装置，且吸附装置与保温装置固定连接，所述吸附装置与支撑板滑动连接。

优选的，所述处理装置包括第一导热箱、第一电阻丝、电动伸缩杆、推板、第一温感器、电加热板、出料管、第二电阻丝、第一连接模、第三电阻丝、第二温感器、第二导热箱和第二连接模，所述石墨模具内侧设有第一导热箱，且石墨模具与第一导热箱固定连接，所述第一导热箱内侧固定连接有第一电阻丝，且第一电阻丝有8组，所述第一电阻丝均匀的分布在第一导热箱内侧，所述第一电阻丝呈环状设置，所述石墨模具底端面内侧固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶端面固定连接有推板，且推板与石墨模具滑动连接，所述第一导热箱顶端面内侧固定连接有第一温感器，所述遮挡盖顶端面内侧固定连接有电加热板，所述遮挡盖顶端连通有出料管，所述石墨模具底端面内侧中心位置连通有第一连接模，且推板与第一连接模滑动连接。

优选的，所述石墨模具底端面内侧中心位置连通有第二连接模，且推板与第二连接模滑动连接，所述第二连接模内侧固定连接有第二导热箱，所述第二导热箱内侧设有第三电阻丝，且第三电阻丝与第二导热箱固定连接，所述第三电阻丝有8组，且第三电阻丝均匀的分布在第二导热箱内侧，所述第二导热箱顶端面内侧固定连接有第二温感器。

优选的，所述保温装置包括保温箱、活塞板、弹簧、挤压板、压力传感器、进气管和控制阀，所述石墨模具外侧固定连接有保温箱，且保温箱与支撑板和吸附装置固定连接，所述保温箱内侧滑动连接有活塞板，所述活塞板顶端面固定连接有弹簧，所述保温箱右端面底端连通有进气管，所述进气管内侧固定连接有控制阀。

优选的，所述吸附装置包括盛放盒、定位盖、活性炭过滤网、输送管、气泵、转接管和集气斗，所述支撑板顶端面滑动连接有盛放盒，所述盛放盒顶端铰链连接有定位盖，所述盛放盒右端面底端连通有输送管，且输送管内侧设有单向阀，所述输送管的另一端连通有气泵，所述气泵顶端连通有转接管，所述转接管的另一端连通有集气斗，且集气斗与保温装置固定连接。

优选的，所述出料管内侧设有第二电阻丝，且第二电阻丝与出料管固定连接，所述第二电阻丝的长度与出料管的长度相同。

优选的，所述弹簧的另一端固定连接有挤压板，且挤压板与保温箱滑动连接，所述挤压板顶端面固定连接有压力传感器，且压力传感器与保温箱滑动连接。

优选的，所述盛放盒内侧设有活性炭过滤网，且活性炭过滤网与盛放盒滑动连接，所述活性炭过滤网与定位盖滑动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置的第一电阻丝和推板，这种设置配合第一电阻丝与第一导热箱的固定连接、推板与第一连接模及石墨模具的滑动连接和出料管与遮挡盖的连通，在对少量的硅熔体进行杂质清除时，可以使硅熔体内的杂质被处理的更彻底，大大提高了硅熔体的纯度，还方便了杂质的取出；

2、本发明中，通过设置的第一电阻丝、第三电阻丝和推板，这种设置配合第一电阻丝与第一导热箱的固定连接、第三电阻丝与第二导热箱的固定连接、推板与第二连接模及石墨模具的滑动连接和出料管与遮挡盖的连通，在对大量的硅熔体进行杂质清除时，可以使硅熔体内的杂质被处理的更彻底，大大提高了硅熔体的纯度，还方便了杂质的取出；

3、本发明中，通过设置的保温箱，这种设置配合保温箱与进气管的连通、弹簧对活塞板及挤压板的弹力和保温箱与石墨模具的固定连接，在使用装置进行硅熔体的处理时，可以通过向保温箱内泵入惰性气体来避免热量的流失，使得装置的保温效果更好，不但避免了电能的大量浪费，还保证了硅熔体的正常处理；

4、本发明中，通过设置的集气斗和活性炭过滤网，这种设置配合活性炭过滤网与盛放盒的滑动连接、盛放盒与输送管的连通和转接管与集气斗的连通，在对硅熔体进行浇筑时，可以牵引浇筑产生的有害气体进入到盛放盒内进行吸附和过滤，从而避免了有害气体对工作人员的健康和环境造成危害的现象。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明推板的安装结构示意图；

图3为本发明第二导热箱的安装结构示意图；

图4为本发明集气斗的安装结构示意图；

图5为本发明第一电阻丝的安装结构示意图；

图6为本发明集气斗的整体结构示意图。

图中：1-石墨模具、2-处理装置、201-第一导热箱、202-第一电阻丝、203-电动伸缩杆、204-推板、205-第一温感器、206-电加热板、207-出料管、208-第二电阻丝、209-第一连接模、210-第三电阻丝、211-第二温感器、212-第二导热箱、213-第二连接模、3-遮挡盖、4-保温装置、401-保温箱、402-活塞板、403-弹簧、404-挤压板、405-压力传感器、406-进气管、407-控制阀、5-控制器、6-支撑板、7-吸附装置、701-盛放盒、702-定位盖、703-活性炭过滤网、704-输送管、705-气泵、706-转接管、707-集气斗。

具体实施方式

实施例1：

请参阅图1、图2、图4、图5和图6，本发明提供一种技术方案：

一种大型工业硅快速定向凝固的装置，包括石墨模具1、处理装置2、保温装置4和吸附装置7，石墨模具1内侧设有处理装置2，处理装置2包括第一导热箱201、第一电阻丝202、电动伸缩杆203、推板204、第一温感器205、电加热板206、出料管207、第二电阻丝208和第一连接模209，石墨模具1内侧设有第一导热箱201，且石墨模具1与第一导热箱201固定连接，第一导热箱201内侧固定连接有第一电阻丝202，且第一电阻丝202有8组，第一电阻丝202均匀的分布在第一导热箱201内侧，第一电阻丝202呈环状设置，石墨模具1底端面内侧固定连接有电动伸缩杆203，电动伸缩杆203顶端面固定连接有推板204，且推板204与石墨模具1滑动连接，第一导热箱201顶端面内侧固定连接有第一温感器205，遮挡盖3顶端面内侧固定连接有电加热板206，遮挡盖3顶端连通有出料管207，出料管207内侧设有第二电阻丝208，且第二电阻丝208与出料管207固定连接，第二电阻丝208的长度与出料管207的长度相同，这种设置避免了硅熔体出现凝固堵住出料管207的现象，石墨模具1底端面内侧中心位置连通有第一连接模209，且推板204与第一连接模209滑动连接，这种设置在对少量的硅熔体进行杂质清除时，可以使硅熔体内的杂质被处理的更彻底，大大提高了硅熔体的纯度，还方便了杂质的取出，石墨模具1顶端设有遮挡盖3，且石墨模具1与遮挡盖3铰链连接，处理装置2与遮挡盖3固定连接，石墨模具1外侧设有保温装置4，且石墨模具1与保温装置4固定连接，保温装置4包括保温箱401、活塞板402、弹簧403、挤压板404、压力传感器405、进气管406和控制阀407，石墨模具1外侧固定连接有保温箱401，且保温箱401与支撑板6和吸附装置7固定连接，保温箱401内侧滑动连接有活塞板402，活塞板402顶端面固定连接有弹簧403，弹簧403的另一端固定连接有挤压板404，且挤压板404与保温箱401滑动连接，挤压板404顶端面固定连接有压力传感器405，且压力传感器405与保温箱401滑动连接，这种设置便于自动检测保温箱401内泵入的惰性气体是否发生泄漏，保温箱401右端面底端连通有进气管406，进气管406内侧固定连接有控制阀407，这种设置可以通过向保温箱401内泵入惰性气体来避免热量的流失，使得装置的保温效果更好，不但避免了电能的大量浪费，还保证了硅熔体的正常处理，保温装置4右端面顶端固定连接有控制器5，保温装置4左端面底端固定连接有支撑板6，保温装置4外侧顶端设有吸附装置7，且吸附装置7与保温装置4固定连接，吸附装置7包括盛放盒701、定位盖702、活性炭过滤网703、输送管704、气泵705、转接管706和集气斗707，支撑板6顶端面滑动连接有盛放盒701，盛放盒701内侧设有活性炭过滤网703，且活性炭过滤网703与盛放盒701滑动连接，活性炭过滤网703与定位盖702滑动连接，这种设置使得有害气体被吸附过滤的更彻底，盛放盒701顶端铰链连接有定位盖702，盛放盒701右端面底端连通有输送管704，且输送管704内侧设有单向阀，输送管704的另一端连通有气泵705，气泵705顶端连通有转接管706，转接管706的另一端连通有集气斗707，且集气斗707与保温装置4固定连接，这种设置可以牵引浇筑产生的有害气体进入到盛放盒701内进行吸附和过滤，从而避免了有害气体对工作人员的健康和环境造成危害的现象，吸附装置7与支撑板6滑动连接。

第一电阻丝202的型号为157159173229450，电动伸缩杆203的型号为XTL100，第一温感器205的型号为pt100，电加热板206的型号为zdq-6，第二电阻丝208的型号为157159173229450，压力传感器405的型号为MIK-P300，控制阀407的型号为Q11F-16P，控制器5的型号为900U，气泵705的型号为12266。

工作流程：装置内的所有用电器均为外接电源，使用装置对少量的硅熔体进行处理时，先打开控制阀407通过进气管406向保温箱401内注入惰性气体，在气体注入的过程中，活塞板402会不断向上滑动，当压力传感器405与保温箱401接触时，弹簧403会不断被压缩，压力传感器405会不断被挤压板404挤压，当压力传感器405感应的压力值达到设定值时，关闭控制阀407，此时完成惰性气体的注入，保证了装置整体的保温效果，当气体发生泄漏时，压力传感器405感应的压力值会不断变小，当压力值下降到设定值时，控制器5会发出气体泄漏提示，此时工作人员需要对泄漏点进行检测和修补，检测和修补好后才可继续对装置进行使用，注好惰性气体后通过控制器5启动装置，此时第一电阻丝202通电，电加热板206通电，第二电阻丝208通电，当第一温感器205感应的温度与硅熔体温度相同时，打开遮挡盖3，然后把硅熔体浇筑到石墨模具1内，接着复位遮挡盖3，完成以上操作后，通过控制器5控制第一电阻丝202在相隔相同时间段的前提下从下至上逐渐断电，且保证电加热板206不断电，此时硅熔体会不断从下至上凝固，由于硅熔体内的杂质会不断富集在高温硅熔体内，所以当第一电阻丝202完全断电时，在电加热板206的加热下，顶端的液态硅熔体内富集有大量杂质，接着通过控制器5控制电动伸缩杆203不断伸出，此时凝固的硅熔体在推板204的推动下会不断向上滑动，富集有大量杂质的硅熔体会通过出料管207被挤压出，接着对挤出的富集有杂质的硅熔体进行集中收集处理即可，因为出料管207内固定连接有第二电阻丝208，所以不会出现硅熔体凝固在出料管207内的现象，因为在硅熔体浇筑的过程中会有有害气体散发出来，所以在硅熔体浇筑的过程中，控制器5会控制气泵705牵引散发出的有害气体经集气斗707、转接管706和输送管704进入到盛放盒701内，然后经盛放盒701内的吸附剂进行吸附过滤，接着经活性炭过滤网703吸附过滤后排出，从而避免了有害气体对工作人员健康和环境带来危害的现象。

实施例2：

请参阅图1、图3、图4、图5和图6，本发明提供一种技术方案：

一种大型工业硅快速定向凝固的装置，包括石墨模具1、处理装置2、保温装置4和吸附装置7，石墨模具1内侧设有处理装置2，处理装置2包括第一导热箱201、第一电阻丝202、电动伸缩杆203、推板204、第一温感器205、电加热板206、出料管207、第二电阻丝208、第三电阻丝210、第二温感器211、第二导热箱212和第二连接模213，石墨模具1内侧设有第一导热箱201，且石墨模具1与第一导热箱201固定连接，第一导热箱201内侧固定连接有第一电阻丝202，且第一电阻丝202有8组，第一电阻丝202均匀的分布在第一导热箱201内侧，第一电阻丝202呈环状设置，石墨模具1底端面内侧固定连接有电动伸缩杆203，电动伸缩杆203顶端面固定连接有推板204，且推板204与石墨模具1滑动连接，第一导热箱201顶端面内侧固定连接有第一温感器205，遮挡盖3顶端面内侧固定连接有电加热板206，遮挡盖3顶端连通有出料管207，出料管207内侧设有第二电阻丝208，且第二电阻丝208与出料管207固定连接，第二电阻丝208的长度与出料管207的长度相同，这种设置避免了硅熔体出现凝固堵住出料管207的现象，石墨模具1底端面内侧中心位置连通有第二连接模213，且推板204与第二连接模213滑动连接，第二连接模213内侧固定连接有第二导热箱212，第二导热箱212内侧设有第三电阻丝210，且第三电阻丝210与第二导热箱212固定连接，第三电阻丝210有8组，且第三电阻丝210均匀的分布在第二导热箱212内侧，第二导热箱212顶端面内侧固定连接有第二温感器211，这种设置在对大量的硅熔体进行杂质清除时，可以使硅熔体内的杂质被处理的更彻底，大大提高了硅熔体的纯度，还方便了杂质的取出，石墨模具1顶端设有遮挡盖3，且石墨模具1与遮挡盖3铰链连接，处理装置2与遮挡盖3固定连接，石墨模具1外侧设有保温装置4，且石墨模具1与保温装置4固定连接，保温装置4包括保温箱401、活塞板402、弹簧403、挤压板404、压力传感器405、进气管406和控制阀407，石墨模具1外侧固定连接有保温箱401，且保温箱401与支撑板6和吸附装置7固定连接，保温箱401内侧滑动连接有活塞板402，活塞板402顶端面固定连接有弹簧403，弹簧403的另一端固定连接有挤压板404，且挤压板404与保温箱401滑动连接，挤压板404顶端面固定连接有压力传感器405，且压力传感器405与保温箱401滑动连接，这种设置便于自动检测保温箱401内泵入的惰性气体是否发生泄漏，保温箱401右端面底端连通有进气管406，进气管406内侧固定连接有控制阀407，这种设置可以通过向保温箱401内泵入惰性气体来避免热量的流失，使得装置的保温效果更好，不但避免了电能的大量浪费，还保证了硅熔体的正常处理，保温装置4右端面顶端固定连接有控制器5，保温装置4左端面底端固定连接有支撑板6，保温装置4外侧顶端设有吸附装置7，且吸附装置7与保温装置4固定连接，吸附装置7包括盛放盒701、定位盖702、活性炭过滤网703、输送管704、气泵705、转接管706和集气斗707，支撑板6顶端面滑动连接有盛放盒701，盛放盒701内侧设有活性炭过滤网703，且活性炭过滤网703与盛放盒701滑动连接，活性炭过滤网703与定位盖702滑动连接，这种设置使得有害气体被吸附过滤的更彻底，盛放盒701顶端铰链连接有定位盖702，盛放盒701右端面底端连通有输送管704，且输送管704内侧设有单向阀，输送管704的另一端连通有气泵705，气泵705顶端连通有转接管706，转接管706的另一端连通有集气斗707，且集气斗707与保温装置4固定连接，这种设置可以牵引浇筑产生的有害气体进入到盛放盒701内进行吸附和过滤，从而避免了有害气体对工作人员的健康和环境造成危害的现象，吸附装置7与支撑板6滑动连接。

第一电阻丝202的型号为157159173229450，电动伸缩杆203的型号为XTL100，第一温感器205的型号为pt100，电加热板206的型号为zdq-6，第二电阻丝208的型号为157159173229450，第三电阻丝210的型号为157159173229450，第二温感器211的型号为pt100，压力传感器405的型号为MIK-P300，控制阀407的型号为Q11F-16P，控制器5的型号为900U，气泵705的型号为12266。

工作流程：装置内的所有用电器均为外接电源，使用装置对大量的硅熔体进行处理时，先打开控制阀407通过进气管406向保温箱401内注入惰性气体，在气体注入的过程中，活塞板402会不断向上滑动，当压力传感器405与保温箱401接触时，弹簧403会不断被压缩，压力传感器405会不断被挤压板404挤压，当压力传感器405感应的压力值达到设定值时，关闭控制阀407，此时完成惰性气体的注入，保证了装置整体的保温效果，当气体发生泄漏时，压力传感器405感应的压力值会不断变小，当压力值下降到设定值时，控制器5会发出气体泄漏提示，此时工作人员需要对泄漏点进行检测和修补，检测和修补好后才可继续对装置进行使用，注好惰性气体后通过控制器5启动装置，此时第一电阻丝202通电，电加热板206通电，第二电阻丝208通电，第三电阻丝210通电，当第一温感器205和第二温感器211感应的温度与硅熔体温度相同时，打开遮挡盖3，然后把硅熔体浇筑到石墨模具1内，接着复位遮挡盖3，完成以上操作后，通过控制器5控制第一电阻丝202在相隔相同时间段的前提下从下至上逐渐断电，且保证电加热板206不断电，此时硅熔体会不断从下至上凝固，由于硅熔体内的杂质会不断富集在高温硅熔体内，所以当第一电阻丝202完全断电时，在电加热板206的加热下，顶端的液态硅熔体内富集有大量杂质，接着通过控制器5控制电动伸缩杆203不断伸出，此时凝固的硅熔体在推板204的推动下会不断向上滑动，富集有大量杂质的硅熔体会通过出料管207被挤压出，接着对挤出的富集有杂质的硅熔体进行集中收集处理即可，因为出料管207内固定连接有第二电阻丝208，所以不会出现硅熔体凝固在出料管207内的现象，因为在硅熔体浇筑的过程中会有有害气体散发出来，所以在硅熔体浇筑的过程中，控制器5会控制气泵705牵引散发出的有害气体经集气斗707、转接管706和输送管704进入到盛放盒701内，然后经盛放盒701内的吸附剂进行吸附过滤，接着经活性炭过滤网703吸附过滤后排出，从而避免了有害气体对工作人员健康和环境带来危害的现象。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。