进料器制造技术

一种可操作以输送分开的固体材料的进料器，包括导管和致动器。导管具有中空主体，该中空主体具有一定长度、第一端、与第一端相反的第二端和沿着长度的至少一部分限定的可移位主体段。可移位主体段至少具有能够定位在第一固定位置的第一可固定位置。致动器被定位成向导管施加力并且是可控制的，以致使在大致从第一端延伸到第二端的进料方向上实现分开的固体材料的所选定的流动。

Feeder

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】进料器
和
技术介绍
超高纯度硅广泛地用于电子和光伏行业。通常需要高纯度的颗粒状多晶硅材料，其中测量的痕量污染物仅为十亿分之一。生产这样的材料是可能的，但是在任何处理、包装或运输操作中都必须非常小心以避免之后的污染。用于输送颗粒状多晶硅材料的常规进料和流量控制技术包括在其构造中具有金属的部件(例如，阀门、导管等)。例如，当保护涂层或衬里受损或者在运动部件的界面处发生磨损时，可能发生来自金属部件的污染，这是不可接受的。用于调节颗粒材料流动的阀门依赖于相对于正被输送的材料移动的部件，诸如蝶形阻尼器、夹管气囊、隔膜、闸门等，具有可能破碎材料颗粒的缺点，这可能降低其价值并可能损坏部件和其它设备。另外，传统的进料器可能无法对颗粒状多晶硅的流速和/或流速范围提供足够的控制。传统的振动托盘进料器可以实现最低可控进料速度和最高可控进料速度之间的进料速度范围仅为约1:50，但是希望有更高的进料速度范围。其它传统方法允许实现更高的进料速度范围，但仅限于具有必须相对于彼此移动的、在流动材料的控制体积内的多个部件的设备，诸如螺杆、旋转叶片和其它类似结构。然而，在控制体积内相对运动的多个部件导致更大的污染风险。而且，这种传统的进料器难以用合适的工艺气体吹扫和/或部分清洁，因为它们结构复杂。多件式构造通常需要大量使用密封件以防止通过相对于彼此移动的部件泄漏。传统的振动固体输送机通常具有由连杆和/或弹簧约束的刚性容器，连杆和/或弹簧可由偏心配重组件驱动，偏心配重组件以期望的运动(诸如包括水平分量和竖直分量的椭圆旋转)联接到电动马达或电磁驱动器。传送固体的常规方法，包括振动输送机、螺杆、带式输送机和其它类似装置，不能在大范围的流量下实现高性能，同时又确保保持超高纯度。
技术实现思路
下面描述的是解决固体材料(包括颗粒状多晶硅)的传统进料方法的一些缺点的设备和方法。根据第一实施方式，一种可操作以输送分开的固体材料的进料器包括导管和致动器。导管具有中空主体，中空主体具有一定长度、第一端、与第一端相反的第二端和沿着长度的至少一部分限定的可移位主体段。可移位主体段至少具有能够定位在第一固定位置的第一可固定位置。致动器被定位成向导管施加力并且是可控制的，以致使在大致从第一端延伸到第二端的进料方向上实现分开的固体材料的所选定的流动。在一些实施方式中，致动器由导管支撑并且在进料操作期间与可移位主体段一起移动。致动器可包括旋转偏移质量，并且旋转偏移质量可被操作以产生可移位主体段和附接的致动器的振荡运动。可移位主体段能够通过具有竖直分量和水平分量中的至少一个的闭合轨迹循环地移位。在一些实施方式中，可移位主体段具有在进料方向上定位于第一可固定位置的下游的第二可固定位置且能够定位在第二固定位置处。在一些实施方式中，可移位主体段具有弯曲轮廓，其长度大于将第一可固定位置和第二端分离的最短距离，并且致动器大致在弯曲轮廓的曲线的拐点处附接至可移位主体段。在一些实施方式中，致动器被静止地定位并且具有接触可移位主体段的能够可控制地移动的元件。在一些实施方式中，致动器包括线性致动器。在一些实施中，致动器包括细长构件，该细长构件具有远端和近端，该远端能够枢转以接触可移位主体段以选择性地移动可移位主体段，该近端能枢转地连接到枢转点。在一些实施方式中，可移位主体段包括中间部段，中间部段被构造成在可移位主体段静止时收集分开的固体材料的一部分。中间部段能够被构造成收集从进料器的第一端接收的分开的固体材料流的前缘。在一些实施方式中，中间部段被构造成相对于水平方向以微小角度定位，并且存在位于中间部段的上游的第一直立部段和位于中间部段的下游的第二直立部段。在一些实施方式中，导管由弹性材料制成。在一些实施方式中，导管包括聚氨酯软管材料。在一些实施方式中，进料器包括导管和致动器。导管具有进口端、与进口端相反的出口端以及沿进料方向在进口端与出口端之间的可移位主体段。进口端被构造成用于连接到待由进料器进给的材料源。出口端被构造成将分开的固体材料从进料器输送到进料器的下游的位置。出口端被定位在比进口端低的高度处。可移位主体段的尺寸被设计成具有比进口端和出口端之间的最短距离更长的长度，并且在安装时限定具有至少一个拐点的弯曲轮廓。当安装时，可移位主体段限定中间部段，中间部段被构造成以材料的休止角(angleofrepose)支撑在其中累积的材料，并且当可移位主体段静止时减少材料在进料方向上的移动。致动器连接到可移位主体段，以在进料操作中可控制地使该可移位主体段移位。在一些实施方式中，致动器是可控制的，以在振荡循环中使该可移位主体段移位。在一些实施方式中，致动器能够手动操作。在一些实施方式中，可移位主体段大致从进口端延伸并且大致延伸到出口端。在一些实施方式中，中间部段被致使从不发生流动的大致侧向位置移位到发生朝着出口端的流动的向下倾斜位置。在一些实施方式中，致动器可被配置成以足以导致可移位主体段移位的速度移动，使得固体材料以介于低涓流和高批量填充流(bulkfillingflow)之间的选定速度移动。根据一种方法实施方式，一种利用进料器输送分开的固体材料的方法包括：使用传感器来监测正被通过进料器输送的分开的固体材料的量；在控制器处接收来自传感器的信号；以及将来自控制器的控制信号发送给进料器以将分开的固体材料的流速控制成超过低流速:高流速大于1:50的流速范围比。根据一些实施方式，使用传感器来监测正被输送的固体材料的量可包括配置传感器以测量来自定位于进料器的上游的材料源的固体材料的重量损失。根据一些实施方式，使用传感器来监测正被输送的固体材料的量包括配置传感器以测量被输送到定位于进料器的下游的器皿的固体材料的重量增量。根据一些实施方式，进料器可包括用于接收固体材料的导管段，并且该导管段能够根据来自控制器的控制信号移位，以实现材料离开进料器的所需流速。在一些实施方式中，流速范围的比率大于1:4000。根据另一种方法实施方式，一种输送分开的多晶硅的方法包括：将分开的多晶硅从源接收到进料器的导管中；使导管可控地移动通过操作路径，其中导管被定位在至少第一位置和第二位置，在该第一位置处发生经过导管的流动，并且在第二位置处停止经过导管的流动；以及当导管位于至少第一位置时，在定位于导管出口端的下游的器皿中接收流经导管的分开的硅材料。理想地，本文所述的进料和流动控制技术倾向于不依赖于减小导管的横截面，这减少了对被输送材料和设备的损坏。通过参考附图进行的以下详细描述，前述和其它目标、特征和优点将变得更加明显。附图说明图1是处于静止位置的进料器的代表性实施方式的侧视图。图2-13是图1的进料器的侧视图，其示意性地示出了图1的进料器和通过进料器在几个运动循环中在不同位置进给的材料。图14是曲线图，其参考图2-13中所示的位置示出了马达和进料器主体的一段经过一个循环的轨迹。图15是进料器的进料速率与马达速度的关系图。图16是用于绘制图15的曲线图的数据表。图17-18是进料器的另一实施方式的侧视图，其中用于移动主体的致动器是双作用气压缸。图19是根据基于重量损失的控制，用于调节作为重力进料器的进料器的操作的代表性控制电路的示意性框图。图20是根据基于重量增量的控制，用于调节作为重力进料器的进料器的操作的代表性控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可操作以输送分开的固体材料的进料器，包括：导管，所述导管具有中空主体，所述中空主体具有一定长度、第一端、与所述第一端相反的第二端和沿着所述长度的至少一部分限定的可移位主体段；所述可移位主体段至少具有能够定位在第一固定位置的第一可固定位置；致动器，所述致动器被定位成向所述导管施加力并且是可控制的，以使所述可移位主体段移位，以致使在大致从所述第一端延伸到所述第二端的进料方向上在所述导管内实现分开的固体材料的所选定的流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 US 15/333,6521.一种可操作以输送分开的固体材料的进料器，包括：导管，所述导管具有中空主体，所述中空主体具有一定长度、第一端、与所述第一端相反的第二端和沿着所述长度的至少一部分限定的可移位主体段；所述可移位主体段至少具有能够定位在第一固定位置的第一可固定位置；致动器，所述致动器被定位成向所述导管施加力并且是可控制的，以使所述可移位主体段移位，以致使在大致从所述第一端延伸到所述第二端的进料方向上在所述导管内实现分开的固体材料的所选定的流动。2.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述致动器由所述导管支撑并且在进料操作期间与所述可移位主体段一起移动。3.根据权利要求2所述的进料器，其中，所述致动器包括旋转的偏移质量，并且所述旋转的偏移质量被操作以产生所述可移位主体段和附接的所述致动器的振荡运动。4.根据权利要求2所述的进料器，其中，所述可移位主体段通过具有竖直分量和水平分量中的至少一个的闭合轨迹循环地移位。5.根据权利要求2所述的进料器，其中，所述可移位主体段具有在所述进料方向上位于所述第一可固定位置的下游的第二可固定位置且能够定位在第二固定位置处。6.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述可移位主体段具有弯曲轮廓，其中所述弯曲轮廓的长度大于将所述第一可固定位置和所述第二可固定位置分离的最短距离，并且所述致动器大致在所述弯曲轮廓的曲线的拐点处附接至所述可移位主体段。7.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述致动器被静止地定位并且具有接触所述可移位主体段的能够可控制地移动的元件。8.根据权利要求7所述的进料器，其中，所述致动器包括线性致动器。9.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述致动器为细长构件，所述细长构件具有远端和近端，所述远端能够枢转以接触所述可移位主体段以选择性地移动所述可移位主体段，所述近端能够枢转地连接到枢转点。10.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述可移位主体段包括中间部段，所述中间部段被构造成在所述可移位主体段静止时收集所述分开的固体材料的一部分。11.根据权利要求10所述的进料器，其中，所述中间部段被构造成收集从所述进料器的所述第一端接收的分开的固体材料流的前缘。12.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述可移位主体段包括被构造成相对于水平面以微小角度定位的中间部段、定位于所述中间部段的上游的第一直立部段和定位于所述中间部段的下游的第二直立部段。13.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述导管由弹性材料制成。14.根据权利要求1所述的进料器，其中，所述导管包括聚氨酯软管材料。15.一种进料器，包括：导管，所述导管具有进口端、与所述进口端相反的出口端以及沿进料方向在所述进口端与所述出口端之间限定的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·格尔特森，
申请(专利权)人：瑞科硅公司，
类型：发明
国别省市：美国,US