用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及減壓擴(kuò)散工藝設(shè)備的密封技術(shù)，尤其涉及一種用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫減壓擴(kuò)散/氧化爐，與傳統(tǒng)高溫常壓擴(kuò)散/氧化爐相比，具有產(chǎn)量高、工藝片均勻性好、晶格缺陷少、化學(xué)品和特氣損耗大幅減少、維護(hù)周期長(zhǎng)且維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。由于高溫減壓擴(kuò)散/氧化爐采用高溫負(fù)壓(0.2bar左右)工藝，其石英反應(yīng)腔的密閉性顯得尤為關(guān)鍵，密封不嚴(yán)將造成高溫工藝中的石英管、石英舟、硅片污染。隨著硅片的尺寸大型化，高溫減壓擴(kuò)散/氧化爐的石英管的直徑已大于Φ300πιπι，而且在溫度可達(dá)1000°C的情況下，石英管口的密封還必須在每一次工藝前后反復(fù)進(jìn)行密封和分離，這對(duì)高溫減壓擴(kuò)散/氧化爐石英管口的密封提出了更高的要求。當(dāng)前，適用于高溫減壓擴(kuò)散/氧化爐的二級(jí)密封裝置，主要包括不銹鋼爐門、緩沖固定裝置、石英爐門、石英管。石英管的管口加工成同心圓柱狀，并形成兩個(gè)密封端面，分別是內(nèi)端面和外端面。不銹鋼爐門的密封槽裝有一個(gè)氟橡膠密封圈，同時(shí)其旁邊加工有水冷槽并配有相應(yīng)的進(jìn)水接口和出水接口，循環(huán)冷卻水通入不銹鋼爐門的水冷槽對(duì)密封槽內(nèi)的氟橡膠密封圈形成了有效的保護(hù)。不銹鋼爐門同時(shí)設(shè)置有吹掃氣體進(jìn)氣口和吹掃氣體排氣口，吹掃氣體排氣口通過(guò)排氣管與工藝氣體排氣管連接在一起的，并通過(guò)與工藝尾氣共用一個(gè)干燥過(guò)濾裝置和真空栗將廢氣排放出去。石英爐門設(shè)計(jì)成中空，里面填充石英隔熱纖維，其通過(guò)緩沖固定裝置固定與不銹鋼爐門上，緩沖固定裝置可軸向壓縮后并提供預(yù)緊力。
[0003]爐門機(jī)構(gòu)關(guān)到位的過(guò)程中，石英爐門先與石英管內(nèi)端面接觸，并通過(guò)緩沖固定裝置提供的預(yù)緊力與石英管內(nèi)端面配合，對(duì)石英管口形成石英對(duì)石英的一級(jí)密封;接著石英管外端面與不銹鋼爐門上的氟橡膠密封圈配合形成二級(jí)密封。當(dāng)前二級(jí)密封裝置中，石英管外端面與不銹鋼爐門上的氟橡膠密封圈配合形成二級(jí)密封，并形成一個(gè)過(guò)渡腔，過(guò)渡腔的壓力為0.25bar左右，不銹鋼爐門為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，不銹鋼爐門兩端的壓力差達(dá)0.75bar左右。而根據(jù)靜力平衡可知，0.75bar左右的壓力差導(dǎo)致的壓力將作用在石英管外端面上，同時(shí)，石英管外端面與不銹鋼爐門的接觸面積遠(yuǎn)小于過(guò)渡腔氣體與不銹鋼爐門的接觸面積，因而石英管外端面將承受很大的壓力，而石英材料具有硬脆性，易碎，石英管外端面在很大的外力作用下容易爆裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、可防止外密封端面的應(yīng)力損傷的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，包括石英管，所述石英管的一端管口設(shè)有同心的內(nèi)密封端面和外密封端面，所述內(nèi)密封端面連接有一級(jí)密封門體并形成反應(yīng)腔，所述外密封端面連接有二級(jí)密封門體并形成過(guò)渡腔，所述二級(jí)密封門體連接有用于防止二級(jí)密封門體壓損外密封端面的頂推平衡組件。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述頂推平衡組件包括頂推部件和伸縮氣缸，所述頂推部件一端與二級(jí)密封門體的內(nèi)側(cè)面連接，另一端與伸縮氣缸連接。
[0007]所述頂推部件包括頂桿、緩沖彈簧和頂環(huán)，所述頂環(huán)與二級(jí)密封門體的內(nèi)側(cè)面相抵，所述頂桿一端通過(guò)緩沖彈簧與頂環(huán)連接，另一端與伸縮氣缸連接。
[0008]所述伸縮氣缸設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述伸縮氣缸之間連接有貫通的環(huán)形管。
[0009]其中一個(gè)所述伸縮氣缸上開(kāi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)伸縮氣缸氣體流量的進(jìn)氣口和排氣口。
[0010]所述二級(jí)密封門體與石英管之間連接有排氣管，所述排氣口與排氣管連通。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，包括石英管，石英管的一端管口設(shè)有同心的內(nèi)密封端面和外密封端面，內(nèi)密封端面連接有一級(jí)密封門體并形成反應(yīng)腔，外密封端面連接有二級(jí)密封門體并形成過(guò)渡腔，二級(jí)密封門體連接有用于防止二級(jí)密封門體壓損外密封端面的頂推平衡組件，通過(guò)頂推平衡組件向與大氣壓相反的方向頂推二級(jí)密封門體，即該頂推平衡組件施加在二級(jí)密封門體上的力可抵消大部分的大氣壓施加在二級(jí)密封門體上的力，使得大幅減小了外密封端面的受力，可防止外密封端面的應(yīng)力損傷，可大大延長(zhǎng)石英管的使用壽命，其結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中各標(biāo)號(hào)表不:
1、石英管；11、內(nèi)密封端面;12、外密封端面;2、一級(jí)密封門體;3、反應(yīng)腔;4、二級(jí)密封門體;5、過(guò)渡腔;6、頂推平衡組件;61、頂推部件;611、頂桿;612、緩沖彈簧;613、頂環(huán);62、伸縮氣缸;621、進(jìn)氣口；622、排氣口；7、環(huán)形管;8、排氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置的一種實(shí)施例，包括石英管1，石英管1的一端管口設(shè)有同心的內(nèi)密封端面11和外密封端面12，內(nèi)密封端面11連接有一級(jí)密封門體2并形成反應(yīng)腔3，外密封端面12連接有二級(jí)密封門體4并形成過(guò)渡腔5，二級(jí)密封門體4連接有用于防止二級(jí)密封門體4壓損外密封端面12的頂推平衡組件6。本發(fā)明的二級(jí)密封裝置，通過(guò)頂推平衡組件6向與大氣壓相反的方向頂推二級(jí)密封門體4，即該頂推平衡組件6施加在二級(jí)密封門體4上的力可抵消大部分的大氣壓施加在二級(jí)密封門體4上的力，使得大幅減小了外密封端面12的受力，可防止外密封端面12的應(yīng)力損傷，可大大延長(zhǎng)石英管1的使用壽命，其結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單可靠。
[0016]本實(shí)施例中，頂推平衡組件6包括頂推部件61和伸縮氣缸62，頂推部件61—端與二級(jí)密封門體4的內(nèi)側(cè)面連接，另一端與伸縮氣缸62連接。該結(jié)構(gòu)中，伸縮氣缸62作為驅(qū)動(dòng)部件，具備使用簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)均勻的效果，再通過(guò)頂推部件61與二級(jí)密封門體4的內(nèi)側(cè)面連接，實(shí)現(xiàn)力的傳遞，大幅減小了外密封端面12的受力。
[0017]本實(shí)施例中，頂推部件61包括頂桿611、緩沖彈簧612和頂環(huán)613，頂環(huán)613與二級(jí)密封門體4的內(nèi)側(cè)面相抵，頂桿611—端通過(guò)緩沖彈簧612與頂環(huán)613連接，另一端與伸縮氣缸62連接。該結(jié)構(gòu)中，伸縮氣缸62的氣缸活塞帶動(dòng)頂桿611壓縮緩沖彈簧612，頂環(huán)613即可對(duì)二級(jí)密封門體4內(nèi)側(cè)面施加推力，能大大改善外密封端面12的受力情況，保護(hù)外密封端面12不至被壓損或壓裂。
[0018]本實(shí)施例中，伸縮氣缸62設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)伸縮氣缸62之間連接有貫通的環(huán)形管7。該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)安裝兩個(gè)伸縮氣缸62，繼而在頂環(huán)613上施加兩個(gè)主動(dòng)的推力，同時(shí)通過(guò)環(huán)形管7連通兩個(gè)伸縮氣缸62，使得兩個(gè)伸縮氣缸62的內(nèi)壓力能夠保持一致，提高了頂環(huán)613對(duì)二級(jí)密封門體4的均勻性。
[0019]本實(shí)施例中，其中一個(gè)伸縮氣缸62上開(kāi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)伸縮氣缸62氣體流量的進(jìn)氣口 621和排氣口 622。通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮氣缸62進(jìn)氣口 621和排氣口 622氣體流量，使得伸縮氣缸62處于負(fù)壓狀態(tài)，通過(guò)調(diào)節(jié)伸縮氣缸62內(nèi)壓力改變頂環(huán)613推力的大小，使得能夠根據(jù)二級(jí)密封門體4兩側(cè)的壓差改善外密封端面12的受力。
[0020]本實(shí)施例中，二級(jí)密封門體4與石英管1之間連接有排氣管8，排氣口622與排氣管8連通。該結(jié)構(gòu)中，排氣口 622與減壓擴(kuò)散系統(tǒng)中的工藝氣體排氣管8連接在一起連通，并通過(guò)與工藝尾氣共用干燥過(guò)濾裝置和真空栗將廢氣排放出去，很好的利用了原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，降低了成本。
[0021]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，包括石英管(1)，所述石英管(1)的一端管口設(shè)有同心的內(nèi)密封端面(11)和外密封端面(12)，所述內(nèi)密封端面(11)連接有一級(jí)密封門體(2)并形成反應(yīng)腔(3)，所述外密封端面(12)連接有二級(jí)密封門體(4)并形成過(guò)渡腔(5)，其特征在于:所述二級(jí)密封門體(4)連接有用于防止二級(jí)密封門體(4)壓損外密封端面(12)的頂推平衡組件(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，其特征在于:所述頂推平衡組件(6)包括頂推部件(61)和伸縮氣缸(62)，所述頂推部件(61)—端與二級(jí)密封門體(4)的內(nèi)側(cè)面連接，另一端與伸縮氣缸(62)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，其特征在于:所述頂推部件(61)包括頂桿(611)、緩沖彈簧(612)和頂環(huán)(613)，所述頂環(huán)(613)與二級(jí)密封門體(4)的內(nèi)側(cè)面相抵，所述頂桿(611)—端通過(guò)緩沖彈簧(612)與頂環(huán)(613)連接，另一端與伸縮氣缸(62)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，其特征在于:所述伸縮氣缸(62)設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述伸縮氣缸(62)之間連接有貫通的環(huán)形管(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，其特征在于:其中一個(gè)所述伸縮氣缸(62)上開(kāi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)伸縮氣缸(62)氣體流量的進(jìn)氣口(621)和排氣口(622)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，其特征在于:所述二級(jí)密封門體(4)與石英管(1)之間連接有排氣管(8)，所述排氣口(622)與排氣管(8)連通。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于減壓擴(kuò)散系統(tǒng)的二級(jí)密封裝置，包括石英管，石英管的一端管口設(shè)有同心的內(nèi)密封端面和外密封端面，內(nèi)密封端面連接有一級(jí)密封門體并形成反應(yīng)腔，外密封端面連接有二級(jí)密封門體并形成過(guò)渡腔，二級(jí)密封門體連接有用于防止二級(jí)密封門體壓損外密封端面的頂推平衡組件。該二級(jí)密封裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、可防止外密封端面的應(yīng)力損傷的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C30B31/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105483831
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510878226
【發(fā)明人】李明, 謝振勇, 符慧能, 肖潔, 吳得軼
【申請(qǐng)人】湖南紅太陽(yáng)光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日