[实用新型]单晶炉及其磁流体密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏技术领域，更具体地说，涉及一种磁流体密封装置，本实用新型还提供了一种具有上述磁流体密封装置的单晶炉。

背景技术

随着太阳能光伏产业在全球范围内的迅速发展，作为太阳能电池最主要的材料，单晶硅的需求量越来越大，低成本、低耗能和少污染化将是今后单晶硅制备技术发展的主要方向。在制备单晶硅时，大多采用CZ法(Czochralski，直拉单晶制造法，是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化，再将一根直径只有10mm的棒状晶种(称籽晶)浸入溶液中，在合适的温度下，溶液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体)拉制单晶硅，所以单晶炉就成为生产单晶硅的主要设备。

利用单晶炉生产单晶硅时，单晶炉内生成单晶硅的空间为密闭真空空间(请参考附图1)，所以单晶炉都具备静密封件和动密封件，静密封件通常采用O形圈，而动密封件则大部分采用磁性流体密封装置(即磁流体密封装置，包括定子12、转子13和设置在转子中的不锈钢中轴8)进行密封，使单晶炉的旋转部件在旋转过程中始终能保持内部生产空间的真空密封状态，例如，支撑石墨坩埚3并带动其旋转的石墨中轴6的下端与不锈钢中轴8连接，不锈钢中轴8上就设置有磁流体密封装置7，用以将单晶炉内腔与外界隔离。在单晶炉生产单晶硅的热场中，大部分是石墨材料，如石墨电极5、加热器2、保温碳毡1和石墨坩埚3都是石墨材料制成，不可避免的会出现石墨体碎裂和硅料掉入石墨坩埚3和加热器2的夹缝中引起短路的现象，而加热器2和石墨电极5是通过大电流进行加热，一旦其与石墨坩埚3接触，则强大的电流就会通过石墨坩埚3至石墨中轴6和不锈钢中轴8，再经过磁流体密封装置7中的转子和轴承9流通到与机架10连接的定子12上并通过接地点11对地放电。请参考附图2，由于大电流通过的路径中磁流体密封装置7的轴承9的钢珠与钢珠轨道接触面积最小，所以对其造成的伤害最大。当电流流过轴承9时，会造成轴承9的钢珠损伤或者钢珠轨道受伤，轴承9旋转就会出现不平稳、有跳动或者不灵活的现象，对不锈钢中轴8和石墨中轴6的旋转造成了影响，不平稳的旋转和轻微的振动，通过不锈钢中轴8和石墨中轴6传递至石墨坩埚3，进而引起硅溶液4的液面波动，晶体生长受到干扰而不能成晶或者产生晶体缺陷。

综上所述，如何提供一种磁流体密封装置，以实现当单晶炉热场内发生短路时对磁流体密封装置内的轴承进行保护的目的，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种磁流体密封装置，以实现当单晶炉热场内发生短路时，大电流不会对磁流体密封装置内的轴承造成损害的目的，延长磁流体密封装置的使用寿命，避免磁流体密封装置损坏对拉制单晶硅的影响。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种磁流体密封装置，包括：定子、转子和设置在所述转子中的中轴，还包括：

设置在所述定子顶端面的底部导电板；

设置在所述中轴上且位于所述底部导电板顶端的顶部导电板；其中：

所述底部导电板和所述顶部导电板紧密贴合且可相对转动。

优选的，上述磁流体密封装置中，所述底部导电板和顶部导电板的接触面为平整光滑的平面。

优选的，上述磁流体密封装置中，所述底部导电板和顶部导电板为圆环形且直径大于所述定子内径。

优选的，上述磁流体密封装置中，所述底部导电板和顶部导电板为碳化硅板。

优选的，上述磁流体密封装置中，所述中轴为不锈钢中轴。

一种单晶炉，具有上述任意一项所述的磁流体密封装置。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的磁流体密封装置，当单晶炉内部热场发生短路时，大电流流至中轴时，因为中轴上设置有顶部导电板，磁流体密封装置的定子上设置有底部导电板，且两导电板紧密贴合，中轴中的电流就会沿着两导电板传输至磁流体密封装置的定子上，进而流到设备的支架中进行对地放电。这样就避免了电流流过磁流体密封装置的轴承，避免了电流对轴承的钢珠或钢珠轨道的损害，使得在拉制单晶硅的过程中，不会因轴承损坏而使中轴在旋转时发生振动引起硅液面波动，进而导致无法顺利拉制单晶硅的现象产生，减少了不必要的停炉时间，提高了单晶硅的产品质量和生产效率，延长了磁流体密封装置的使用寿命。

附图说明