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.
Для увеличения эффективности использования объема тигля при выращивании слитков методом Чохральского производят увеличение количества используемой шихты путем дозагружения шихты в тигель после рас-плавления 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, в устройстве для дозагрузки сырья в тигель, содержащем цилиндрический резервуар с упором, установленным на его наружной поверхности, и запорный элемент, в нижней части резервуара установлена цилиндрическая втулка, запорный элемент выполнен в виде конуса, закрепленного в своей вершине на нижнем конце штока, последний установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе, жестко смонтированном в резервуаре соосно ему, верхний конец штока соединен с механизмом перемещения резервуара со штоком, а внутренняя поверхность втулки в верхней и наружная поверхность в нижней ее частях выполнена конической.
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 конической поверхности втулки в верхней ее части 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.
В нижней части резервуара 1 установлена цилиндрическая втулка 4.
Запорный элемент 3 выполнен в виде конуса, соединенного в своей вершине посредством гайки-держателя 5 с нижним концом штока 6, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом
кожухе 7, жестко смонтированном в резервуаре 1 соосно ему.
Верхний конец штока 5 через кольцо 8 сообщен с механизмом (на чертеже не показан) перемещения резервуара 1 со штоком 6.
Внутренняя поверхность втулки 4 в верхней и наружная поверхность в нижней ее частях выполнена конической.
Устройство работает следующим образом.
В резервуар 1 укладывают загружаемый материал для дозагрузки тигля с расплавом. Шток 6 через кольцо 8 связан с механизмом перемещения, который производит опускание резервуара 1 со штоком 6 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 6 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 установленного на штоке конусного клапана и цилиндрической втулки, внутренняя поверхность которой в верхней ее части и наружняя поверхность в нижней ее части выполнены коническими обеспечивает надежную центровку дозагрузочного устройства и фокусировку потока разгружаемого сырья, позволяет надежнее и плотнее осуществлять закрытие клапана. 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.