一种用于长晶炉感应线圈的升降装置及其安装方法与流程

本申请涉及一种用于长晶炉感应线圈的升降装置及其安装方法，属于晶体制备辅助设备。

背景技术：

1、目前工业用碳化硅主流长晶方法为pvt法，具有结构简单，制造成本低的优点。pvt方法中常用的加热电源就是中频感应线圈，热场控制是pvt方法的工艺技术核心，对长晶质量起着决定性作用。传统的感应线圈升降结构采用电机驱动丝杠旋转带动感应线圈升降，为满足承载需求，传动丝杠一般采用碳素钢或合金钢材料，导磁性好，易生热，因其位置靠近感应线圈，会发生感应热和热辐射，导致丝杠局部温度过高，影响传动精度的同时会对长晶炉热场均匀性造成不良影响。

2、并且在生产过程中，丝杠润滑一般会采用润滑油润滑，常规的稀油润滑油会高温气化蒸发，若采用耐高温油脂润滑，油脂会随着高温加热逐渐硬化附着在丝杠滚道上，形成斑点状硬化附着物，难以清理的同时会加剧丝杠的磨损，使得丝杠长时间在高温下运行下无法正常润滑，难以有效保养维护，降低设备的运行精度，严重影响感应线圈升降装置的使用寿命及可靠性。

3、为了避免上述问题，目前有在丝杠传动和电磁加热之间增加导磁性弱的铝板或铜板进行隔磁或隔热板，然而该操作带来的隔磁或隔热的效果差，实际应用效果不佳，无法根本解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，提供了一种用于长晶炉感应线圈的升降装置，该装置采用齿轮和齿条啮合驱动感应线圈的升降，该方式的传动接触面为线性，具有承载能力大、传动刚性高、不易过载变形的特点，满足高负载驱动的同时可大幅度地减小感应热的产生；并进一步采用配重机构减少整体移动件的驱动负载，提高感应线圈的升降稳定性的同时降低生热，减小热量传递，从而降低对长晶炉热场均匀性的影响。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种用于长晶炉感应线圈的升降装置，其包括：框架、配重机构、衬板、齿轮，感应线圈通过连接件固定在所述框架上，所述框架上方设置有滑槽和定位孔，所述定位孔与长晶炉机架上的导轨配合；

3、所述配重机构包括定滑轮、配重块、牵引绳和牵引件，所述定滑轮设置在长晶炉机架上，所述牵引绳绕过所述定滑轮一端与配重块连接，另一端与牵引件连接，所述牵引件固定连接在所述滑槽上；所述衬板设置在所述框架远离所述感应线圈的一侧，所述衬板远离所述框架的一侧设置有齿条；

4、所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿轮与动力机构连接，所述动力机构固定在长晶炉机架上。

5、可选地，所述衬板为铝合金或铜合金材质，所述衬板的内部中空设置形成用于容纳冷却液的冷却腔。

6、可选地，所述冷却腔内设置有若干个散热翅片，且所述散热翅片由上至下交错布置。

7、可选地，所述衬板上设置有注液口和出液口，所述注液口与注液管路连接，所述出液口与出液管路连接，所述出液管路上设置有测温流量计。

8、可选地，所述齿条和所述齿轮为铝合金或铜合金材质。

9、可选地，所述齿条的一侧还设置有l形护板，所述l形护板为铝合金或铜合金材质。

10、可选地，所述衬板上还设置有接油盒，所述接油盒位于所述齿条的下方。

11、可选地，所述框架上设置有弧形板状的隔热板。

12、优选的，所述隔热板为铝合金或铜合金材质。

13、可选地，所述隔热板的长度为围绕感应线圈的一半或3/4。

14、可选地，还包括若干个支撑柱，所述支撑柱的上下两端固定在所述框架上，并沿所述框架的周向均匀分布，所述支撑柱设置在所述隔热板的外侧。

15、可选地，所述定位孔内设置有滑动轴承，所述滑动轴承与导轨配合。

16、可选地，所述滑槽为一个，所述框架的竖直对称面和所述滑槽的竖直对称面重合。

17、可选地，所述定位孔为两个，两个定位孔沿该竖直对称面呈对称分布。

18、本申请的有益效果包括但不限于：

19、1.本申请的用于长晶炉感应线圈的升降装置，同材质的齿轮齿条传动相对于丝杠传动的方式，具有承载能力大、传动刚性高、不易过载变形的特点，但是铝合金相对碳素钢丝杠具有材质软易变形的缺陷，因此为了减小生热，同时降低驱动负载过程中齿轮齿条的变形，增加了配重机构，减小驱动负载，满足低负载驱动的同时可大幅度地减小感应热的产生，减小驱动电机能耗，节能环保，减小了高温热变形对传动精度的影响，实现高精度传动，提高了感应线圈升降装置使用寿命、运行精度及使用可靠性。

20、2.本申请的用于长晶炉感应线圈的升降装置，衬板空腔内设有多个散热翅片，散热速度快，相比简单的隔热板结构可大幅度地减小齿轮齿条的运行温度，进一步避免了该装置产生高温感应热，从而降低对长晶热场稳定性的影响，提高了长晶体热场的均匀性。

21、3.根据本申请的用于长晶炉感应线圈的升降装置，在齿轮齿条传动位置设有隔热板、l形护板和降温衬板三重防护隔热措施，大幅度减小了热量传递及齿轮齿条的运行温度，并且润滑油脂涂抹保养方便，润滑油脂易于收集清理，可进行有效地润滑保养，提高该升降装置的使用寿命和运行可靠性。

22、4.本申请的升降装置的安装方法，通过调整牵引件位置及配重块重量的方式检测动力机构运行电流最小值，从而实现牵引件的定位及配重块重量的确定，能够降低该升降装置的能耗及运行热量，实现高精度传动。

技术特征：

1.一种用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，所述衬板为铝合金或铜合金材质，所述衬板的内部中空设置形成用于容纳冷却液的冷却腔。

3.根据权利要求2所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，所述冷却腔内设置有若干个散热翅片，且所述散热翅片由上至下交错布置；

4.根据权利要求1所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，所述齿条和所述齿轮为铝合金或铜合金材质。

5.根据权利要求1所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，所述齿条的一侧还设置有l形护板；和/或

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，所述框架上设置有弧形板状的隔热板；

7.根据权利要求6所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，还包括若干个支撑柱，所述支撑柱的上下两端固定在所述框架上，并沿所述框架的周向均匀分布，所述支撑柱设置在所述隔热板的外侧。

8.根据权利要求1-5任一项所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置，其特征在于，所述定位孔内设置有滑动轴承，所述滑动轴承与导轨配合。

9.权利要求1-8任一项所述的用于长晶炉感应线圈的升降装置的安装方法，其特征在于，包括下述步骤：

10.根据权利要求9所述的安装方法，其特征在于，所述配重块的重量为框架、感应线圈和衬板的整体移动件总重量的0.5-0.6倍。

技术总结本申请公开了一种用于长晶炉感应线圈的升降装置及其安装方法，属于晶体制备辅助设备技术领域。该装置包括：框架，感应线圈通过连接件固定在框架上，框架上方设置有滑槽和定位孔；定滑轮设置在长晶炉机架上，牵引绳绕过定滑轮一端与配重块连接，另一端与牵引件连接，牵引件固定连接在滑槽上；衬板，衬板设置在框架远离感应线圈的一侧，衬板远离框架的一侧设置有齿条；齿轮，齿条与齿轮啮合，齿轮与动力机构连接，动力机构固定在长晶炉机架上。该装置采用齿轮和齿条啮合驱动感应线圈的升降，并采用配重机构减少整体移动件的驱动负载，能够减少该装置运行的感应热，减小热量传递，降低对长晶炉热场均匀性的影响，提高装置的使用寿命和运行可靠性。技术研发人员：朱智勇,宁秀秀,张维刚,张长银,王振宇受保护的技术使用者：山东天岳先进科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20