一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰及加料器的制作方法

1.本实用新型涉及一种法兰，具体涉及一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰，属于单晶炉生产领域。

背景技术：

2.单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中，用石墨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。目前，单晶炉利用rcz多次直拉技术，通过多次加料进行多根晶体棒的拉制。
3.加料时需要用石英加料筒，通过单晶炉副室的钨丝绳将石英加料筒吊入单晶炉内加料。按照加料工艺的要求，需要在石英加料筒中部和上端设有法兰，辅助石英加料筒加料。现有石英加料筒中部和上端分别设有石英法兰，中部法兰在加料时，需要承载加料筒重量，需配合不锈钢法兰和环状四氟法兰使用，不锈钢法兰与副室等结构碰触后产生铁削，导致原材料金属污染；同时在石英加料筒吊入副室时，因石英加料筒自由晃动，石英法兰易磕到副室下沿，导致石英法兰碎裂。如果碎裂比较严重，石英法兰螺栓孔碎裂，导致石英加料筒因不锈钢法兰无法固定而退出使用。
4.石英加料筒中部和上端法兰制作成本高，法兰制作成本约1000元/个，两个法兰制作成本约占石英加料器总成本20%。研发一种能克服上述缺陷的法兰成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰，该法兰结构简单，有效降低石英加料筒破损率，降低石英加料筒的使用成本，同时石英加料筒法兰采用非金属材质，避免单晶炉生产原料金属杂质污染。
6.为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰，安装于石英加料筒的上端和中部，包括法兰本体，法兰本体由两个结构相同的法兰体左右对称设置并通过螺栓可拆卸连接而成，其中：
7.法兰体包括法兰环和法兰凸台，法兰环与加料筒相适配，法兰环由法兰凸台的一侧向上延伸形成，法兰环内壁上设置有橡胶垫，法兰凸台上设有导向部，导向部上沿法兰环向法兰凸台方向形成逐渐下滑的斜坡，法兰凸台上还设有数个通孔，法兰凸台的两端分别设有连接块，连接块上设有固定孔，螺栓通过连接块及固定孔将两块相对设置的法兰体拼接成法兰本体。
8.本实用新型进一步限定的技术方案是：
9.进一步的，前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，法兰体采用聚四氟乙烯制成。
10.前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，导向部上表面与法兰凸台平面的夹角为45
°‑
60
°
。
11.技术效果，导向部上表面与法兰凸台平面的夹角为45
°‑
60
°
可以起到一个很好的
导向作用，避免法兰与副室筒下沿磕碰，导致法兰损坏。
12.前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，导向部为数个均布在法兰凸台上斜筋。
13.前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，导向部为一个整体斜面。
14.前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，连接块分别垂直于法兰环和法兰凸台。
15.前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，法兰环接触加料桶的位置设有数个凹槽或滚花。
16.前述单晶炉石英加料筒用四氟法兰中，橡胶垫为硅橡胶制作。
17.本实用新型还设计一种单晶炉加料器，包括设置在加料筒上端及中部的上述四氟法兰，沿加料筒长度方向设置在加料筒上端的四氟法兰其导向部位于法兰凸台的下方，设置在加料筒中部的四氟法兰其导向部位于法兰凸台的上方。
18.本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型采用两结构相同的法兰体左右对称设置，并可拆卸连接，这样的结构生产简单，便于拆装、操作便捷；同时左右结构可互换，当其中一个法兰体损坏时，仅需替换损坏部分，减小损耗率。
20.本实用新型在提升石英加料筒过程中，法兰经过副室筒下沿时，由于在法兰凸台上面设置斜面或斜筋具有导向作用的导向部，使石英加料器法兰顺利进入副室筒，从而避免现有方案石英法兰与副室筒下沿磕碰，导致法兰损坏。
21.本实用新型涉及的四氟法兰材质为聚四氟乙烯，无金属材质，不存在原料金属杂质污染问题。
22.本实用新型增加了橡胶垫，且橡胶垫使用耐高温软质硅橡胶，法兰环内壁上还设凹槽或滚花，目的为增大四氟法兰和石英加料筒之间的摩擦力，保证四氟法兰和石英加料筒之间无相对运动。
23.本实用新型石英加料筒中部和上端按照工艺要求可以设置不同直径的法兰，避免材料浪费。
24.本实用新型所涉及的加料器中加料筒无石英法兰，由四氟法兰替代，避免了石英法兰易磕的问题，同时降低石英加料筒制作成本，提高工作效率。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例单晶炉石英加料筒用四氟法兰的结构示意图；
26.图2为图1拆卸打开后的结构示意图；
27.图3为导向部为斜面的单晶炉石英加料筒用四氟法兰拆卸打开后的结构示意图；
28.图4为现有技术中加料器的结构示意图；
29.图5为图4中d部分的局部放大示意图；
30.图6为图4中e部分的局部放大示意图；
31.图7为图4中加料筒的结构示意图；
32.图8本实用新型实施例加料器的结构示意图；
33.图9为图8中a部分的局部放大示意图；
34.图10为图8中b部分的局部放大示意图；
35.图11为图8中上端法兰的结构示意图；
36.图12为图8中中部法兰的结构示意图；
37.图13为图8中加料筒的结构示意图；
38.图中：2-法兰体，3-法兰环，4-法兰凸台，5-橡胶垫，6-通孔，7-连接块，8-固定孔，9-斜筋，10-斜面，11-加料筒，12-石英法兰，13-不锈钢法兰，14-四氟法兰，15-上端法兰，16-中部法兰。
具体实施方式
39.实施例1
40.本实施例提供的一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰，结构如图1-3所示，安装于石英加料筒的上端和中部，包括法兰本体，法兰本体由两个结构相同的法兰体2左右对称设置并通过螺栓可拆卸连接而成，其中：
41.法兰体2由聚四氟乙烯制成，法兰体2包括法兰环3和法兰凸台4，法兰环3与加料筒相适配，法兰环3由法兰凸台4的一侧向上延伸形成，法兰环3内壁上设置有橡胶垫5，法兰凸台4上设有导向部，所述导向部上沿法兰环3向法兰凸台4方向形成逐渐下滑的斜坡，所述法兰凸台4上还设有数个通孔6，所述法兰凸台4的两端分别设有连接块7，所述连接块7上设有固定孔8，所述螺栓通过连接块7及固定孔8将两块相对设置的法兰体2拼接成法兰本体1。
42.在本实施例中，导向部上表面与所述法兰凸台4平面的夹角为45
°‑
60
°
。
43.在本实施例中，导向部为数个均布在法兰凸台4上斜筋9。
44.在本实施例中，导向部为一个整体斜面10。
45.在本实施例中，连接块7分别垂直于法兰环3和法兰凸台4。
46.在本实施例中，法兰环3接触加料桶的位置设有数个凹槽或滚花。
47.在本实施例中，橡胶垫5为硅橡胶制作，在使用时可以在橡胶垫一面带胶，带胶面与石英加料筒贴合，保证橡胶垫与石英加料筒连接牢固。
48.橡胶垫还可以采用其他耐高温大于150℃的橡胶制作，硬度范围为邵氏硬度a30度至邵氏硬度a50度。
49.实施例2
50.本实施例提供一种加料器，结构如图8-13所示，由加料筒11、设置在加料筒11上端的上端法兰15、设置在加料筒11中部的中部法兰16及其他辅助零件组成，沿加料筒11长度方向上端法兰15其导向部位于法兰凸台的下方，中部法兰其导向部位于法兰凸台的上方，上端法兰15和中部法兰16为上述实施例1中的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其他辅助零件采用现有技术中的零件。
51.法兰体2的法兰凸台4外圆按照工艺要求设有不同直径，两相同直径规格的法兰体2连接后按照具体工艺要求安装于石英加料筒11上端和中部形成上端法兰15和中部法兰16。
52.本实施例中加料筒11石英筒外径为φ240mm，高度为2400mm；
53.上端法兰外径φ310mm，如图11所示；中部法兰外径φ370mm，如图12所示；
54.上端法兰和中部法兰中法兰凸台向上设有斜面，斜面与法兰凸台平面的夹角为45
°
，法兰环内壁设有凹槽；
55.法兰环3内壁设有的橡胶垫5材质为硅橡胶，耐高温150℃以上，橡胶硬度根据单晶
炉石英加料筒用四氟法兰与石英加料筒紧固需求选取，本实例选用邵氏硬度a40度；
56.上端法兰的法兰面向上，即其导向部位于法兰凸台的下方，距石英加料筒上沿10mm；中部法兰的法兰面向下，即其导向部位于法兰凸台的上方，距石英加料筒下沿1460mm；
57.上端法兰用于固定四氟横梁，四氟横梁对提升杆起到导向作用；中部法兰在加料时，需承载石英加料筒重量，将石英加料筒固定于主室上方，原料从石英加料筒下沿落入坩埚内；
58.加料器加料时，由一根钨丝绳提升，上升过程中会自由摆动；加料器提升时，一般有操作人员监护，操作人员将加料器的吊钩安装好后，刚开始提升时，会手扶石英加料筒，以不至于石英加料器摆幅过大，当摆幅减小后（摆动不至于石英加料筒碰到副室），操作人员会执行下一项工作任务，此时，石英加料器设置为自动提升；
59.石英加料器自动提升过程中，法兰经过副室筒下沿时，石英加料器晃动会磕到四氟法兰，四氟法兰导向斜面通过缓冲、导向，使石英加料器法兰顺利进入副室筒，从而避免现有方案如图4-7所示，石英法兰与副室筒下沿磕碰，导致法兰损坏，损坏石英法兰和磕碰不锈钢法兰导致生产原料金属污染的问题。
60.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

技术特征：

1.一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰，安装于石英加料筒的上端和中部，其特征在于：包括法兰本体，所述法兰本体由两个结构相同的法兰体（2）左右对称设置并通过螺栓可拆卸连接而成，其中：所述法兰体（2）包括法兰环（3）和法兰凸台（4），所述法兰环（3）与加料筒相适配，所述法兰环（3）由所述法兰凸台（4）的一侧向上延伸形成，所述法兰环（3）内壁上设置有橡胶垫（5），所述法兰凸台（4）上设有导向部，所述导向部上沿法兰环（3）向法兰凸台（4）方向形成逐渐下滑的斜坡，所述法兰凸台（4）上还设有数个通孔（6），所述法兰凸台（4）的两端分别设有连接块（7），所述连接块（7）上设有固定孔（8），所述螺栓通过连接块（7）及固定孔（8）将两块相对设置的法兰体（2）拼接成法兰本体。2.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述法兰体（2）采用聚四氟乙烯制成。3.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述导向部上表面与所述法兰凸台（4）平面的夹角为45
°‑
60
°
。4.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述导向部为数个均布在法兰凸台（4）上斜筋（9）。5.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述导向部为一个整体斜面（10）。6.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述连接块（7）分别垂直于法兰环（3）和法兰凸台（4）。7.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述法兰环（3）接触加料桶的位置设有数个凹槽或滚花。8.根据权利要求1所述的单晶炉石英加料筒用四氟法兰，其特征在于：所述橡胶垫（5）为硅橡胶制作。9.一种单晶炉加料器，其特征在于：包括设置在加料筒上端及中部的权利要求1-7任一项所述的四氟法兰，沿加料筒长度方向设置在加料筒上端的四氟法兰其导向部位于法兰凸台的下方，设置在加料筒中部的四氟法兰其导向部位于法兰凸台的上方。

技术总结

本实用新型涉及一种单晶炉石英加料筒用四氟法兰，包括法兰本体，法兰本体由两个结构相同的法兰体左右对称可拆卸连接而成，法兰体由聚四氟乙烯制成，法兰体包括法兰环和法兰凸台，法兰环内壁上设置有橡胶垫，法兰凸台上设有导向部，导向部上沿法兰环向法兰凸台方向形成逐渐下滑的斜坡，法兰凸台上还设有数个通孔，法兰凸台的两端分别设有连接块，连接块上设有固定孔，螺栓通过连接块及固定孔将两块相对设置的法兰体拼接成法兰本体，本实用新型还涉及一种加料器，包括设置在加料筒上端和中部的上述四氟法兰，该法兰结构简单，有效降低石英加料筒破损率，降低石英加料筒的使用成本，同时石英加料筒法兰采用非金属材质，避免单晶炉生产原料金属杂质污染。炉生产原料金属杂质污染。炉生产原料金属杂质污染。