[发明专利]具备水冷却功能的区熔炉上轴

说明书

技术领域

本发明是关于一种非金属晶体制造设备，特别涉及一种具备水冷却功能的区熔炉上轴。

背景技术

 区熔炉是一种新型单晶硅生长炉，它利用线圈加热多晶硅棒料，使之部分熔化，并从下方用单晶籽晶熔接，从而引制成单晶。区熔炉上轴为多晶料旋转、升降的传动机构，炉体为一密封腔，内部充高压保护气体，上轴的驱动系统位于炉体外部，因此上轴旋转、升降运动对轴与炉体的密封性提出了很高的要求。当前采用的密封件都要求温度不能过高，否则将对密封效果造成影响，甚至损坏密封件，而区熔炉工作时，熔化的多晶硅会对周围辐射大量的热，导致上轴温度升高，可能损坏密封件，因此一个有效的水冷系统对上轴十分必要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有优良的水冷系统的区熔炉上轴。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种具备水冷却功能的区熔炉上轴，包括圆柱状主轴，以及挂料盘，所述主轴呈中空状，其上端部设上端盖，其下端部设主轴内芯；主轴内芯的底边与主轴的底边相接，其主体部分伸入至主轴内部且与主轴的内壁之间紧密配合；主轴内芯的底部由下端盖封闭，一个护套芯轴穿过下端盖中心，其一端接至主轴内芯的中心，另一端则接至挂料盘的中心；所述上端盖上设有进水通道和出水通道，进水通道或出水通道与一根通水钢管相接，通水钢管的另一端延伸至主轴内芯上端。

作为进一步的改进，所述护套芯轴上套设锁紧螺母，在锁紧螺母与下端盖之间的护套芯轴上设置陶瓷护套。

作为进一步的改进，所述主轴内芯上端设有一个凸台，其上端和四周均开设互通的孔，其中上端的孔与所述的通水钢管的末端相接。

作为进一步的改进，所述挂料盘与护套芯轴通过螺纹固定连接。

作为进一步的改进，所述护套芯轴与主轴内芯通过键或紧定螺钉固定连接。

作为进一步的改进，所述主轴内芯主体部分与主轴的内壁之间设密封圈。

作为进一步的改进，所述进水通道和出水通道在上端盖外部分别连接通水软管。

作为进一步的改进，所述主轴的外径为80~160毫米，其内径为50~80毫米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该种区熔炉上轴具有优良的水冷系统，可保证上轴运动的平稳，还可有效降低拉晶时熔融多晶料对上轴温度的影响，保护密封件，陶瓷护套可以隔绝多晶料与上轴系统的电热联系，提供安全可靠的拉晶条件。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图中的附图标记为：1上端盖；2通水软管；3密封圈；4主轴；5通水钢管；6主轴内芯；7锁紧螺母；8陶瓷护套；9护套芯轴；10下端盖；11挂料盘。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1中的区熔炉上轴包圆柱状中空的主轴4、主轴内芯6、上端盖1和下端盖10，所述上端盖1安装于主轴4上端部，主轴内芯6安装于主轴4下端部，通水钢管5穿过上端盖1到达主轴内芯6上端，陶瓷护套8与护套芯轴9用锁紧螺母7固定并被下端盖10封装于主轴内芯6的孔内，挂料盘11与护套芯轴9下括端用螺纹固定。

所述上端盖1具有进水通道和出水通道，进水通道处安装有通水钢管5，进水通道和出水通道在上端盖1外部分别连接通水软管5。所述主轴内芯6上端部具有一个竖直方向的进水孔和四个水平方向的相互连通的出水孔，进水孔连接通水钢管5。区熔炉上轴的水冷却系统采用进出水都走主轴4内部的方式，避开了主轴4外部（即炉体内部）高温高压的恶劣环境，且水道无死角，自下而上均匀的水流不会影响主轴4运动而造成振动等。

所述主轴的外径为80 ~160毫米，其内径为50 ~80毫米，主轴4尺寸过小会造成线性变形大，使运动不平稳，尺寸过大则会造成材料的浪费，且重量增加也不易于安装。

所述护套芯轴9与主轴内芯6用键或者紧定螺钉连接，以保证拉晶时多晶料所需要的平稳旋转，以达到均匀受热，提高熔区的稳定性。所述护套芯轴9与主轴内芯6用陶瓷护套8隔开，陶瓷护套8由于陶瓷优良的绝热和绝缘特性，在拉晶时可以防止下方熔化的多晶硅复杂的热学和电学状态影响上轴。所述主轴内芯6和上端盖1用O形圈与主轴4内孔密封。主轴4旋转带动主轴内芯6，主轴内芯6通过键或者紧定螺钉与陶瓷护套8连接，保证主轴内芯6与陶瓷护套8同步转动，再带动与陶瓷护套8固定的护套芯轴9转动，进而带动挂料盘11和多晶料转动。