双作用气缸在单晶炉中的应用.pdf

第25卷第2期
机电产品牙发与创新
Vo,25,No.2
2012年3月
Development Innovation of Machinery Electrical Products
r.2012
文章编号:1002-6673(2012)02-038-03
双作用气缸在单晶炉中的应用
吴世海
(西安理工晶体科技有限公司,陕西西安71007)
摘嬃:介绍了单晶炉的主要机械结构以及气缸的基本知识,根据目前単晶炉设备所需要的自动化程度的
不断提高,介绍了双作用气缸在单晶炉中板隔高网处阀盖开、关机构上的应用。
关键词:单晶炉;阅盖;气缸
中图分类号:TP27文献标识码:Adoi:10.3969/jis1002-6673.2012.02.015
The Application of Double Acting Air Cylinder at Single Crystal Stove
U Shi-hq
KAUT Crystal Growing Technology Co, Ltd, X an Shaanxi 710077, China)
Abstract This ac nouce e main machin cue of sin soe and the basic knowedge of air inder. Nowdays the e-
quirement of automation are tct for curent sin r st stove equipmens, his paper present the application of Double Acting air cylinder
at the switch machinery of the insulate valves cover in single crystal stove.
Key words: single crystal stove; cover of insulate valve; air cylinder
将多晶硅材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。
0引穹
涉及精密传动、高温度、高纯净、计算机、自动控制和
目前国产单晶炉设备大部分是半自动,尤其是翻板
大功率调节等领域。要求无振动、无爬行、无泄漏与拉
隔离阀处阀盖的开关更是以手动为主,现在市场上的单
晶工艺技术密切结合的高技术产品。
晶炉以拉制8英寸的硅棒为主,以TDR-80型单晶炉为例
单晶炉设备的机械结枃主要包括:整体支架、坩埚
其翻板隔离阀处阀盖的直径为340mm,重量约为16kg,
升降与旋转部件、炉底、主炉室、炉盖、翻板隔离阀
手动可以轻松的开关阀盖,但是随着市场的不断需求
副炉室、晶体提拉与旋转部件、真空系统、冷却系统
拉制12英寸及12英寸以上硅棒的单晶炉设备市场需求逐」及其它辅助系统。
渐的增多,以TDR-10型单晶炉为例其翻板隔高阀处12单晶炉的翻板隔离阀
盖的直径为495mm,重量约为32kg,要手动开关阀盖会
(1)翻板隔离阀的功能。翻板隔离阀设置在主炉室与
非常的吃力,所以阀盖的开关动作设计为自动开关是很:副炉室之间,关闭此阀可使主炉室与副炉室隔离,此
有必要的,同时也满足了人性化的设计需求,增强了设备し时,可根据拉晶工艺的要求,打开語板阀网门或提升副
的安全性能,提商了设备的自动化水平,同时也提高了「炉室,进行二次加料、取单品晶、更換耔品等操作。阀ロ
该设备在同行业中的竞争力,更好的满足市场需求。
和阀盖是翻板隔离阀的核心,阀盖的开合要求转动灵
活,密封效果稳定,可靠。
1单晶炉综述
(2)翻板隔离的结构。以TDR-120型单晶炉为例,
1.1单晶炉的概念
翻板隔离(见图1)采用不锈钢板焊接的双层水冷结构,
单晶炉是在惰性气体环境中,以石墨电阻加热器,,的优良性能。
要求翻板隔离阀具有低泄溻,耐高温,耐腐蚀,变形小
收稿日期:2011-12-15
在翻板隔离阀上设有阀门、观察窗口、籽晶位置检
基金项目:四家科技重大专项“极大规樸集成电路制备し测口、氬气进气口、阅ロ、簡盖、及阀盖手动开关转
及成套エ艺”"(20097X02011)
臂,翻板隔离阀上端面与副炉室连接,其下端面与炉盖
作者简介:吴世海(1982-),男,陕西西安人,学士学位。连接。
主要研究方向:晶体生长备的研究与开发。
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万方数据
?产品与市场
不朝双爆
总的来说,由于气动元件具有节能、无污染、高效、
水冷结构
例打开时位量
转角
低成本、安全可靠、结构简单等优点,广泛应用于各种
体分水暴圆定块
机械生产线上。
观口
3气缸在翻板隔离阌处的应用
关时位量
安保
3.1气缸在阀体处的安装
图2(a)为阀盖关闭时的状态,图2(b)为阀盖打开时
将品位量俭
口(接收)
氢气进气口
的状态,图2(c)为阀盖和转臂布置的俯视图,由图2(a)、
(e)可以看出阀盖的中心与阀盖的回转中心距离为
280mm,气缸提升转臂的中心与转臂的回转中心距离为
旋转物
140mm,由图2(b)得出气缸的行程约为198mm,所以根
据标准气缸的选择原则,该机构选择的气缸行程为
餐召位量
管?(发射)
走回な
200mm。考虑到阀盖在动作的过程中气缸供气气压不足
丝手动开、关转予辆
或断气的情况,选择前端带有锁紧头的双向锁景气缸
图1板隔离的结构
在阀盖开关的过程中气缸的尾部和有杆侧都在旋转,
2气缸的特点
2.1气缸的作用
本文的气缸是将压缩空气的压力能转換为机械能,
驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。
2.2气动装置的优缺点
(1)气动元件的优点:①气动装置结构简单、轻便、安
装维护简单;②工作介质是取之不尽的空气、无成本;
③输出力以及工作速度的调节非常容易;④可靠性高
使用寿命长;③利用空气的压缩性,可贮存能量,实现
集中供气;⑥全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。
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(2)气动元件的缺点:①由于空气有压缩性,气缸的
2气缸在体处的安装
动作速度易受负载的变化而变化;②气缸在低速运动时
所以气缸的安装形式选择双耳环型
侯,由于摩擦力占推力的比例较大,气缸的低速稳定性
不如液压缸;③虽然在许多应用场合,气缸的输出力触?3.2阀盖开关时的受力分折
图3为阀盖开启前的受力分析,图4为阀盖开启过
满足工作要求,但其输出力比液乐缸小。
程中的受力分析,在两图中点1
表1双作用气缸输出力表(单位:kgf
为阀盖和转臂的回转中心点,点
负戴率η为50%时气缸许输出力
气缸的理论输出力
红径
2为气缸提拉转臂的回转中心点,
使用空气压力(MPa)
使用空气压力(MPa)
点3为阀盖的重心点,设定F为
0.3
0.4
0.5
0.6
0.3
0.4
0.5
0.6
0040530708509084131141「1111993气缸在点2处的输出力,其中F
10
118145719723627523