Устройство для дозагрузки сырья в тигель

Полезная модель относится к выращиванию монокристаллов кремния по методу Чохральского, в частности к устройствам для дозагрузки сырья в тигель. Устройство для дозагрузки сырья в тигель содержит цилиндрический резервуар с установленным на его наружной поверхности упором, запорный элемент. Запорный элемент выполнен в виде конуса, соединенного в своей вершине с нижним концом штока, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе, жестко смонтированном в резервуаре соосно ему. При этом резервуар в нижней части выполнен коническим, а верхний конец штока сообщен с механизмом перемещения резервуара со штоком. Полезная модель позволит упростить конструкцию, повысить надежность ее работы.

Полезная модель относится к выращиванию монокристаллов кремния по методу Чохральского, в частности к устройствам для дозагрузки сырья в тигель.

Для увеличения эффективности использования объема тигля при выращивании слитков методом Чохральского производят увеличение количества используемой шихты путем дозагружения шихты в тигель после расплавления загруженной ранее части. Для реализации этого способа используют дозагрузочные устройства различной конструкции.

Известно устройство для повторной загрузки материала в тигель, содержащее резервуар с открывающимся днищем из двух створок, узел крепления резервуара к механизму перемещения, фиксирующее кольцо, размещенное снаружи резервуара и жестко связанное с ним. Узел крепления резервуара к механизму перемещения выполнен в виде последовательно соединенных гибких тяг, проходящих по боковой поверхности резервуара с двух противоположных его сторон с образованием подвески над верхним основанием резервуара, а концы тяг соединены со створками (RU 2190047 С2, 27.09.2002).

Недостатком данной конструкции является наличие большого числа конструктивных элементов, ненадежное закрытие створок, что приводит к неконтролируемому просыпанию шихты, особенно ее мелких фракций. Использование гибких тяг также имеет ряд негативных особенностей - на этапах загрузки резервуара шихтой, помещения резервуара в камеру выращивания и разгрузки резервуара в камере выращивания возможно ослабление тяг, что может привести к аварийной ситуации.

Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции за счет снижения числа конструктивных элементов, повышение надежности ее работы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для дозагрузки сырья в тигель, содержащем цилиндрический резервуар с упором, размещенным на его наружной поверхности, и запорный элемент, запорный элемент выполнен в виде конуса, соединенного в своей вершине с нижним концом штока, последний установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе, жестко смонтированном в резервуаре соосно ему, при этом резервуар в нижней части выполнен коническим, а верхний конец штока соединен с механизмом перемещения резервуара со штоком.

Кроме того, конус запорного элемента соединен с нижним концом штока посредством гайки-держателя, установленной в вершине конуса запорного элемента.

Кроме того, угол наклона конической поверхности запорного элемента и нижней части резервуара к горизонтали превышает угол естественного откоса материала сырья.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для дозагрузки сырья в тигель, общий вид.

Устройство для дозагрузки сырья в тигель содержит цилиндрический резервуар 1 с размещенным на его наружной поверхности упором 2, запорный элемент 3.

Запорный элемент 3 выполнен в виде конуса, соединенного посредством гайки-держателя 4, размещенной в его вершине с нижним концом штока 5, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе 6, смонтированном в резервуаре 1 соосно ему, при этом резервуар в нижней части выполнен коническим.

Верхний конец штока 5 снабжен кольцом 7 для соединения с механизмом (на чертеже не показан) перемещения резервуара со штоком.

Устройство работает следующим образом.

В резервуар 1 укладывают загружаемый материал для дозагрузки тигля с расплавом. Шток 5 через кольцо 7 связан с механизмом перемещения, который производит опускание резервуара 1 со штоком 5 в камеру (на чертеже не показана) с тиглем. По мере опускания резервуара 1 в камеру упор 2 взаимодействует с опорой, выполненной в камере. Происходит центрирование резервуара 1 относительно оси тигля.

В то время как резервуар 1 остается неподвижным, шток 5 продолжает свое движение строго по вертикали по оси резервуара 1 вниз, открывая запорный элемент 3, выполненный в виде конуса. Шихта по конической поверхности высыпается в тигель. Интенсивность разгрузки шихты из резервуара 1 регулируют с помощью механизма перемещения.

После окончания загрузки резервуар 1 извлекают из камеры с тиглем, поднимая его вверх.

Полезная модель позволит упростить конструкцию и повысить надежность ее работы. Использование конусного клапана дополнительно обеспечивает центровку дозагрузочного устройства, позволяет надежнее и плотнее осуществлять закрытие клапана при дозировочной дозагрузке. Кроме того, конусное тело клапана позволяет производить высыпание шихты с минимально возможной высоты. Основная составляющая скорости падающих кусочков шихты является тангенциальной к поверхности расплава, что препятствует повреждению тигля или разбрызгиванию расплава при дозагрузке.

Кроме того, конусная поверхность нижней части резервуара также способствует более надежному закрытию клапана за счет дополнительного эффекта отсекания потока ссыпающихся по конусу клапана кусочков шихты.

1. Устройство для дозагрузки сырья в тигель, содержащее цилиндрический резервуар с упором, установленным на его наружной поверхности, и запорный элемент, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен в виде конуса, соединенного в своей вершине с нижним концом штока, последний установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе, жестко смонтированном в резервуаре соосно ему, при этом резервуар в нижней части выполнен коническим, а верхний конец штока соединен с механизмом перемещения резервуара со штоком.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конус запорного элемента соединен с нижним концом штока посредством гайки-держателя, установленной в вершине конуса запорного элемента.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что угол наклона конической поверхности запорного элемента и нижней части резервуара к горизонтали превышает угол естественного откоса материала сырья.