阅读说明：本技术 无偏载籽晶提升装置 (Seed crystal lifting device without unbalance loading ) 是由 尹嘉琦 约翰·艾伦·里斯 乔尔·克里斯托弗·斯特夫尔 于 2020-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种无偏载籽晶提升装置。本发明包括籽晶绳、卷丝轴、导向轮和动力机构,所述籽晶绳的底端与单晶产品相连,所述籽晶绳的顶端绕过导向轮后缠绕在所述卷丝轴上,所述卷丝轴通过动力机构驱动,所述卷丝轴设置于籽晶提升腔内中央位置,所述籽晶提升腔固定在支撑机构的中心位置,所述籽晶提升腔的底部通过籽晶旋转皮带进行水平面的旋转,所述导向轮用于将卷丝轴设置于旋转中心位置。本发明改变了籽晶绳缠绕方式,将卷丝轴置于旋转中心,无偏载,进而不需要过多额外的配重,籽晶提升装置,整体结构紧凑,总重量降低,更易于单晶炉长期稳定的运行。(The invention provides a seed crystal lifting device without unbalance loading. The seed crystal lifting device comprises a seed crystal rope, a wire winding shaft, a guide wheel and a power mechanism, wherein the bottom end of the seed crystal rope is connected with a single crystal product, the top end of the seed crystal rope winds on the wire winding shaft after bypassing the guide wheel, the wire winding shaft is driven by the power mechanism, the wire winding shaft is arranged at the central position in a seed crystal lifting cavity, the seed crystal lifting cavity is fixed at the central position of a supporting mechanism, the bottom of the seed crystal lifting cavity rotates in the horizontal plane through a seed crystal rotating belt, and the guide wheel is used for arranging the wire winding shaft at the rotating central position. The invention changes the winding mode of the seed crystal rope, arranges the wire winding shaft at the rotating center, has no unbalance loading, further does not need excessive additional balance weight, has compact integral structure and reduced total weight, and is easier for the long-term stable operation of the single crystal furnace.)

无偏载籽晶提升装置

技术领域

本发明涉及光伏行业，半导体行业，以及直拉单晶炉设备技术领域，尤其涉及一种无偏载籽晶提升装置。

背景技术

直拉式单晶炉是生产太阳能电池用单晶硅，半导体行业设备用单晶材料及单晶硅的主要设备。随着光伏行业对太阳能电池硅材料的尺寸需求越来越大，以及半导体行业设备对单晶材料的品质要求逐步提高，相应的对生产单晶的单晶炉的规格和长期稳定性要求也越来越高。而单晶炉设备中，籽晶提升机构为关键部件，它位于单晶炉顶部，运行过程中进行匀速转动，提拉单晶产品。

现有通用的籽晶提升装置，由于结构限制，需要将卷丝轴放置于旋转中心一侧，这导致对应的花键轴，减速箱，电机等均位于旋转中心一侧而偏心，为了维持动态平衡，需要在中心对称侧配置相应的配重块，进而使质心位于旋转中心，这也导致总装置重量非常高。当籽晶提升机构偏重，重心未处于旋转中心位置，会导致动态平衡失效，而较高的旋转部分总重量，会放大和加快动态平衡失效，进而降低单晶生长过程中的稳定性，造成单晶产品品质降低。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种无偏载籽晶提升装置。本发明采用的技术手段如下：

一种无偏载籽晶提升装置，包括籽晶绳、卷丝轴、导向轮和动力机构，所述籽晶绳的底端与单晶产品相连，所述籽晶绳的顶端绕过导向轮后缠绕在所述卷丝轴上，所述卷丝轴通过动力机构驱动，所述卷丝轴设置于籽晶提升腔内中央位置，所述籽晶提升腔固定在支撑机构的中心位置,所述籽晶提升腔的底部通过籽晶旋转皮带进行水平面的旋转，所述导向轮用于将卷丝轴设置于旋转中心位置。

进一步地，所述动力机构包括减速电机。

进一步地，所述籽晶旋转皮带的端部连接有籽晶旋转电机及驱动滚轮。

进一步地，所述导向轮为至少一个，为多个时集成为导向轮组，所述导向轮的左右两端固定连接在所述籽晶提升腔上。

进一步地，通过计算籽晶绳弯曲寿命，得出籽晶绳直径与定滑轮直径比值系数，进而确定导向轮组中导向轮的数量。

进一步地，所述卷丝轴的截面为圆柱形，其外部线槽为螺旋盘旋结构。

本发明改变了籽晶绳缠绕方式，将卷丝轴置于旋转中心，无偏载，进而不需要过多额外的配重，籽晶提升装置，整体结构紧凑，总重量降低，更易于单晶炉长期稳定的运行。而轻重量的导向轮组设计，替代了原有的大导向轮机构，并很好的兼容了越来越大的籽晶绳的弯曲半径问题，使结构更趋于稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无偏载籽晶提升装置主视图剖视图。

图2为本发明无偏载籽晶提升装置侧视图。

图中：1、籽晶绳；2、卷丝轴；3、导向轮；4、籽晶旋转皮带；5、籽晶旋转电机；6、动力机构；7、籽晶提升腔；8、磁流体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本实施例公开了一种无偏载籽晶提升装置，包括籽晶绳、卷丝轴、导向轮和动力机构，所述籽晶绳1的底端与单晶产品相连，所述籽晶绳的顶端绕过导向轮后缠绕在所述卷丝轴2上，所述卷丝轴通过动力机构6驱动，所述卷丝轴设置于籽晶提升腔内中央位置，所述籽晶提升腔固定在支撑机构的中心位置,所述籽晶提升腔的底部通过籽晶旋转皮带4进行水平面的旋转，所述导向轮3用于将卷丝轴设置于旋转中心位置。

本实施例中，所述动力机构包括减速电机，即电机和其相连的减速器。

具体地，所述籽晶旋转皮带的端部连接有籽晶旋转电机5及驱动滚轮，所述籽晶旋转电机通过驱动滚轮带动籽晶旋转皮带进行水平面的旋转运动。

所述导向轮3为至少一个，为多个时集成为导向轮组，所述导向轮为定滑轮，具体地，所述导向轮的左右两端固定连接在所述籽晶提升腔7上。通过导向轮组机构，将卷丝轴放置于旋转中心位置，可以显著的降低旋转部分重量，而偏置摆放，需要在对称侧添加额外配重块，以使旋转部分动态平衡。

导向轮轮组设计，需要通过计算籽晶绳弯曲寿命，得出籽晶绳直径与定滑轮直径比值系数，进而确定导向轮组中导向轮的数量。因此根据比值不同，可为单轮，也可为多轮组合形式为籽晶绳提供更大的弯曲半径支撑和导向。导向轮组与单个定滑轮功能一致，但优势在于，在提供相同的大直径弯曲半径支撑和导向的同时，导向轮组由于拥有更紧凑的结构，可以进一步降低装置的质量和压缩空间。

所述卷丝轴的截面为圆柱形，其外部线槽为螺旋盘旋结构。

在可选的实施方式中，还可在籽晶提升腔的侧壁开设检修口、观测口。

通常，还包括固定密封装置，即磁流体8及安装底座，所述磁流体设置于安装底座内部。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。