[发明专利]一种保护套以及二次加料装置

说明书

本申请公开了一种保护套以及二次加料装置，该保护套套设于二次加料装置的提拉杆上，所述保护套包括：第一段，位于最下方并与二次加料装置的石英锥的顶部相抵；至少一个第二段，所述第二段与所述第一段由上至下依次相抵。本方案可以使石英锥、第一段和第二段之间损坏程度最轻，第一段和第二段的使用寿命最长；而且能够综合利用现有保护套废料及废旧保护套，降低生产成本。

技术领域

本申请涉及单晶硅的生产设备技术领域，特别是涉及一种保护套以及二次加料装置。

背景技术

为了解决单晶硅生产中首次投料量不足的缺陷，并最大程度地提高坩埚利用率、提高单炉产量，通常采用二次加料方法，即在首次化料后完成后，利用二次加料装置，再次向石英坩埚内装入原料，以提高产能、降低能耗。

现有技术中，二次加料装置多采用由石英材质的加料筒、金属钼推杆、金属钼推杆底端的石英锥、及套接于金属钼推杆外侧的石英材质的保护套的结构。

然而，由于现有技术中保护套与加料筒之间采用活动连接，在向单晶炉内二次加料前，加料筒内填充有大量的硅料，并且硅料在加料筒内形成稳固状态，稳固状态下的硅料在加料筒内壁与保护套外壁之间挤压堆积，使硅料与加料筒内壁和保护套外壁之间产生较大的摩擦力，在加料的初始阶段，石英锥在金属钼推杆的作用力下向下移动，与加料筒底端产生缝隙，下部的硅料从该缝隙流出至单晶炉内，上部的硅料由于与加料筒内壁和保护套外壁之间的摩擦力无法瞬时下落，保护套在硅料的摩擦力作用下也无法随石英锥一起下落，使得石英锥与保护套之间会产生一定间隙，随着硅料的逐渐流出，上部的硅料量逐渐减少，与保护套之间的摩擦力也逐渐减小，直至保护套可以在其重力的作用下下落，该间隙会导致保护套下落时撞击石英锥，从而导致保护套下部与石英锥上部产生破损，而且撞击产生的石英碎渣也会随硅料流入硅液中，严重影响单晶硅的成晶。

发明内容

基于此，提供一种保护套以及二次加料装置，解决现有技术中在加料时保护套与石英锥产生间隙使得保护套下落时撞击石英锥导致石英锥损坏的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种保护套，设置于二次加料装置上，所述二次加料装置包括盛放硅料的加料筒、位于所述加料筒内的提拉杆以及固定连接于所述提拉杆的底端的石英锥，所述石英锥位于所述加料筒的底部并在所述提拉杆的提拉作用下将所述加料筒的底部打开或关闭，以实现所述硅料的二次加料，所述保护套套设于所述提拉杆上并且包括：

第一段，位于最下方并与所述石英锥的顶部相抵；

至少一个第二段，所述第二段与所述第一段由上至下依次相抵。

在其中一个实施例中，所述第一段的长度满足：在所述提拉杆向下提拉所述石英锥进行加料时，所述第一段受到的向上阻力小于所述第一段的向下重力，以使在所述石英锥向下移动时，所述第一段始终与所述石英锥的顶部相抵。

在其中一个实施例中，所述第一段的长度的计算值L₁为：

其中，m为所述加料筒内的硅料的质量；D为所述加料筒的内径，d为所述第一段的外径；f为硅料与所述第一段外壁以及与所述加料筒的内壁的综合等效摩擦系数，f＝0.7；μ₁为第一经验系数，μ₁＝19～23。

在其中一个实施例中，所述第一段的长度为计算值L₁的修正值L₁′，修正值L₁′的修正规则如下：

当所述加料筒为直筒加料筒时，所述修正值L₁′为L₁向下取整十倍的整数；

当所述加料筒为缩颈加料筒时，所述修正值L₁′为L₁向上取整十倍的整数。