[实用新型]一种多晶铸锭炉热电偶装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热电偶装置，具体涉及一种多晶铸锭炉热电偶装置。

背景技术

多晶硅铸锭炉是用于铸造大型多晶硅锭的设备，它是将硅料高温熔融后通过定向凝固冷凝结晶，使其形成晶向一致的硅锭，从而达到太阳能电池生产对硅片品质的要求。

多晶硅铸锭的主要生产工艺过程是：将多晶硅料装入喷有涂层的石英坩埚内后放在定向凝固块上，关闭炉膛后真空系统启动，将炉膛抽至本底真空，然后加热。待硅料完全熔化后，隔热笼缓慢往上提升，炉温缓慢下降，使炉内形成一个水平的能使硅料结晶的温度界面，且这个界面缓慢的向上移动。这个温度界面使坩埚内的硅液从底部开始凝固，晶体从熔体底部向顶部生长。长晶完成后，硅锭经过退火、冷却后出炉即完成整个铸锭生产过程。

铸锭生产过程中最重要的就是长晶速率的控制，影响长晶速率的众多因素中炉温的控制起了决定性的作用。炉温是由控温系统控制，温控系统又由热电偶、PLC、功率控制器、加热元件等组成。热电偶是测量炉温的关键元器件，是整个控温系统的基础。

当前实际生产中几乎所有的多晶硅铸锭炉热电偶都是采用进口件，但其平均寿命也只有半年，设备的维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在客服现有多晶铸锭炉热电偶的使用寿命短的缺陷，提出一种能够延长多晶铸锭炉热电偶使用寿命的多晶铸锭炉热电偶装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

所述多晶铸锭炉热电偶装置为多晶铸锭炉温控系统的组成部分，该热电偶装置包括热电偶仓；所述热电偶仓包括变径三通2，密封固定在变径三通2一端的热电偶接头1，通过瓷管固定座5固定在变径三通2中的氧化铝瓷管6，通过热电偶固定座3固定在氧化铝瓷管6中的热电偶4；其中，热电偶4与热电偶接头1连接；所述变径三通2与管路分支管件8连接，管路分支管件8通过真空软管10与三通管11连接，三通管11与由多晶铸锭炉温控系统的PLC控制的真空截止阀13连接，真空截止阀13与真空机组连接；所述管路分支管件8上接有由多晶铸锭炉温控系统的PLC控制的真空放气阀9，管路分支管件8上空余的接口可连接另外的热电偶仓；所述三通管11上接有真空规管12；

其中，所述热电偶4为R型热电偶；所述氧化铝瓷管6外套有氧化锆瓷管7；所述管路分支管件8为四通管；真空放气阀9在铸锭运行到设定的高温点时自动放气。

下面结合附图和设计原理对实用新型及其优点做进一步说明：

参见图1，本实用新型中热电偶4处于一个由热电偶接头1、变径三通2、瓷管固定座5及氧化铝瓷管6构成的密封腔体中；当铸锭炉自动检测热电偶程序开始运行后真空机组开始工作，所述真空截止阀13被打开，将热电偶仓内抽成真空状态，然后真空截止阀13被关闭，通过真空规管12检测热电偶仓内压力的变化来判断热电偶仓是否密封；检测完毕后通过所述真空放气阀9向热电偶仓内放入空气，使热电偶仓内达到大气压，然后炉膛开始加热，在加热过程中由程序自动控制在几个特定的工艺点再次打开真空放气阀9，使热电偶仓内始终处于大气环境下。其中，真空截止阀13、真空放气阀9都由PLC自动控制，控制热电偶仓内是真空状态还是大气状态。

本实用新型中，所述热电偶4为R型热电偶，该型热电偶最适应于氧化气氛环境，可在真空中使用但不适用于还原气氛环境。在多晶铸锭工艺开始运行后，由于随着炉温升高所述氧化铝瓷管的透气率也越来越大，使热电偶仓压力降低，使热电偶在负压或真空环境下工作；且随着热电偶仓内压力降低，炉膛内的还原性、腐蚀性气体也更容易渗透入热电偶仓，使热电偶仓内转变为还原气氛环境，使所述热电偶在最不适宜的环境中工作，寿命必然减短。因此本实用新型在程序运行的几个特殊点，通过PLC控制所述真空放气阀向热电偶仓内放入空气，使热电偶仓内环境重新变为大气环境，使所述热电偶处于最佳的工作环境中。

使用本实用新型的装置能大幅延长热电偶的使用寿命，并且使在所述氧化铝瓷管意外断裂、漏气时给予炉膛保护。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。

图中：1、热电偶接头；2、变径三通；3、热电偶固定座；4、热电偶；5、瓷管固定座；6、氧化铝瓷管；7、氧化锆瓷管；8、管路分支管件；9、真空放气阀；10、真空软管；11、三通管；12、真空规管；13、真空截止阀。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，所述热电偶仓包括变径三通2，密封固定在变径三通2一端的热电偶接头1，通过瓷管固定座5固定在变径三通2中的氧化铝瓷管6，通过热电偶固定座3固定在氧化铝瓷管6中的热电偶4；其中，热电偶4与热电偶接头1连接；所述变径三通2与管路分支管件8连接，管路分支管件8通过真空软管10与三通管11连接，三通管11与真空截止阀13连接，真空截止阀13的B接口与真空机组连接；所述管路分支管件8上接有真空放气阀9；其中，管路分支管件8为四通管，其上空余的A接口连接另外的热电偶仓；所述三通管11上接有真空规管12。