專利名稱：多晶硅還原爐用硅芯電極的制作方法
技術領域：
本實用新型有關多晶硅還原爐技術，更具體地說，關于一種多晶硅還原爐 用的硅芯電極。
背景技術：
多晶硅還原爐的主流技術是三氯氫硅(SiHCl3)還原法，生產過程中工藝 氣體被硅芯電極加熱至110(TC左右，使三氯氫硅(SiHCl3)與氫氣(H2)反應 生成多晶硅并沉積在硅芯電極表面，形成硅棒。硅芯電極的工作電壓在15,000V 左右，在如此高溫高壓的條件下，對硅芯電極的要求非常高。目前采用的硅芯 電極主要包括電極體、加熱石墨頭硅芯、電極座，其中電極座與電極體之間用 絕緣套簡進行絕緣，絕緣套簡的成分為聚四氟乙烯。由于還原爐內溫度非常高， 雖然通過設備底盤對電極座進行冷卻，但聚四氟乙烯絕緣體所處環(huán)境的溫度仍 然很高，在長時間運行后容易失效，造成電極座與電極體之間擊穿，導致生產 事故。

實用新型內容
有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種能進一步降低溫度，有效防止 因絕緣套簡失效造成電極擊穿現(xiàn)象的多晶硅還原爐用硅芯電極，保證多晶硅還 原爐在高溫高壓條件下穩(wěn)定高效地運行。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的本實用新型的多 晶硅還原爐用硅芯電極，包含
電極體、套置于該電極體頂部的加熱石墨頭硅芯、套設于電極體外緣的電 極座、及位于電極體與電極座之間的絕緣套簡；
所述電極體內部中間形成有盲孔，電極體位于還原爐外部即盲孔的開口端設置有能使冷卻水循環(huán)進入電極體盲孔內部對所述電極體進行進一步冷卻的冷 卻裝置。
該冷卻裝置包括有直接延伸入電極體盲孔底端的冷卻水出口管，與盲孔開 口端連通的冷卻水進口管，以及設在電極體盲孔開口端用于固定冷卻水出口管、 冷卻水進口管的套簡與壓緊螺母。
電極體位于盲孔開口端的外緣加工成直徑內縮的臺階狀，在電極體的小直 徑段的側壁上設有連通盲孔的通孔，套簡套在所述電極體的小直徑段，并在套 簡內壁面上相對于所述小直徑段側壁上通孔的位置設置有環(huán)狀溝槽，該環(huán)狀溝 槽與小直徑段側壁上的通孔連通，在所述套簡的側壁上設置有與溝槽連通、且 與冷卻水進口管密封連接的通孔。且壓緊螺母的底端設置有供冷卻水出口管密 封延伸進入的通孔。
電極座與電極體之間由臺階定位連接，在電極座內壁的中間部位形成有臺 階孔，電極體的外壁周緣設有與臺階孔對應的凸緣，所述絕緣套簡與臺階孔對 應呈階梯狀。
電極體與絕緣套簡之間靠近加熱石墨頭硅芯的 一 端的間隙內設置有高壓絕 緣環(huán)，同時高壓絕緣環(huán)覆蓋于還原爐的底盤內表面上，在電極體位于還原爐底 盤外表面套設有緊固螺母，用以鎖緊固定電極體、電極座及絕緣套簡。 電極座內壁臺階孔的臺階與絕緣套簡之間還設有彈性墊圈。 電極座外周緣的兩端分別與還原爐底盤的上底板與下底板焊接連接。 借由本實用新型的多晶硅還原爐用硅芯電極，可以有效防止絕緣套簡因高 溫失效而導致電極座與電極體之間擊穿現(xiàn)象的發(fā)生，適合多晶硅還原爐高電壓 啟動、高溫條件運行的要求。


圖1為本實用新型多晶硅還原爐用硅芯電極的結構截面示意圖。
具體實施方式

如圖l所示，本實用新型的多晶硅還原爐用硅芯電極主要包括加熱石墨頭
硅芯7，電極體8，絕緣套簡9和電極座11。電極座11上下兩端的外緣分別與 多晶硅還原爐底盤的上底板13和下底板14焊接在一起，電極座11內壁的中間 部位形成有臺階孔，電極座11內壁臺階孔的臺階上放置有彈性墊圈10;絕緣 套簡9內側加工成臺階孔，外側加工出突肩，緣套簡9與電極座11的臺階孔對 應成階梯狀，絕緣套簡9由上至下套置在電極座11的臺階孔內，絕緣套簡9的 突肩卡在彈性墊圈io上，并且絕緣套簡9的上下兩端分別與電極座11上下兩 端平齊；電極體8的外壁周緣設有與臺階孔對應的凸緣，電極體8從上至下穿 入絕緣套簡9內孔，電極體8的外壁的凸緣卡在絕緣套簡9內孔臺階上，并且 在電極體8與絕緣套簡9之間靠近加熱石墨頭硅芯7的一端的間隙內套置有高 壓絕緣環(huán)6，其上端直徑大于下端直徑，高壓絕緣環(huán)6的上端覆蓋于還原爐的 底盤內表面上；在電極體8位于還原爐底盤外表面處套設有緊固螺母5，該緊 固螺母5可以將電極體8、絕緣套簡9、彈性墊圈IO和電極座ll鎖緊固定在一 起。電極體8頂端套置有加熱石墨頭硅芯7,且在電極體8中間形成有盲孔81, 電極體8位于還原爐外部即盲孔81的開口端設置有能使冷卻水循環(huán)進入電極體 的盲孔81內部對電極體8進行進一步冷卻的冷卻裝置，該冷卻裝置包括有直接 延伸入電極體的盲孔81底端的冷卻水出口管1，與盲孔81開口端連通的冷卻 水進口管12，設在電極體的盲孔81開口端用于固定所述冷卻水出口管1、冷卻 水進口管12的套簡3與壓緊螺母2。電極體8在位于盲孔81開口端的外緣加 工成直徑內縮的臺階狀，在電極體8的小直徑段的側壁上設有連通盲孔81的通 孔80，并且套簡3套設在電極體8的小直徑段，套簡3內壁面上相對于小直徑 段側壁上通孔80的位置設置有環(huán)狀溝槽，該環(huán)狀溝槽與該通孔80連通，該套 簡3側壁上設置有連通該溝槽及冷卻水進口管12的通孔30;冷卻水出口管1 由下至上插入電極體8中間的盲孔81,并將壓緊螺母2套置在電極體8的底端, 用以將冷卻水出口管1與套簡3緊鎖在電極體8上，壓緊螺母2的底端設置有供冷卻水出口管1密封延伸進入的通孔20，這樣在電極體8的盲孔81和冷卻 水出口管1之間形成一個環(huán)狀空間，經過處理的冷卻水從冷卻水進口管12經套 簡3的環(huán)形溝槽由電極體8下端側壁上的通孔80進入盲孔81內，沿電極體8 的盲孔81和冷卻水出口管1之間的環(huán)狀空間上升折返至冷卻水出口管1,從冷 卻水出口管l流出，實現(xiàn)對電極體8的冷卻。連接高壓電源的導電板4夾持并 固定在電極體8的外周緣。
設備運行過程中，還原爐底盤冷卻通道15內冷卻水對電極座11進行冷卻， 進一步降低了電極座11和電極體8的溫度，同時高壓絕緣環(huán)6也能進一步隔絕 保護絕緣套筒9與高溫環(huán)境接觸，防止由于溫度過高導致絕緣套簡9失效造成 電極座11與電極體8之間的擊穿事故。彈性墊圏10的設置能有效降低硅棒生 長和移除對硅芯電極的影響。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型 的保護范圍。
權利要求1、一種多晶硅還原爐用硅芯電極，包含電極體、套置于該電極體頂部的加熱石墨頭硅芯、套設于電極體外緣的電極座、及位于電極體與電極座之間的絕緣套筒；其特征在于，所述電極體內部中間形成有盲孔，所述電極體位于所述還原爐外部即盲孔的開口端設置有能使冷卻水循環(huán)進入所述電極體盲孔內部對所述電極體進行進一步冷卻的冷卻裝置。
2、 如權利要求l所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述冷卻裝置包括有直接延伸入所述電極體盲孔底端的冷卻水出口管，與所述盲孔開口端連通的冷卻水進口管，設在所述電極體盲孔開口端用于固定所述冷卻水出口管、冷卻水進口管的套簡與壓緊螺母。
3、 如權利要求2所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極體位于所述盲孔開口端的外緣加工成直徑內縮的臺階狀，在所述電極體的小直徑段的側壁上設有連通所述盲孔的通孔，所述套簡套在所述電極體的小直徑段，并在所述套簡內壁面上相對于所述小直徑段側壁上通孔的位置設置有與小直徑段側壁上通孔連通的環(huán)狀溝槽，在所述套簡的側壁上設置有與所述溝槽連通、且與所述冷卻水進口管密封連接的通孔。
4、 如權利要求2所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述壓緊螺母的底端設置有供冷卻水出口管密封延伸進入的通孔。
5、 如權利要求2所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極座與所述電極體之間由臺階定位連接，在所述電極座內壁的中間部位形成有臺階孔，所述電極體的外壁周緣設有與臺階孔對應的凸緣，所述絕緣套簡與所述臺階孔對應呈階梯狀。
6、 如權利要求5所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極體與所述絕緣套簡之間靠近所述加熱石墨頭硅芯的 一端的間隙內設置有高壓絕緣環(huán)，同時所述高壓絕緣環(huán)覆蓋于所述還原爐的底盤內表面上，在所述電極體位于所述還原爐底盤外表面套設有用于鎖緊固定所述電極體、電極座及絕緣套簡的緊固螺母。
7、 如權利要求6所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極座內壁臺階孔的臺階與所述絕緣套簡之間設有彈性墊圏。
8、 如權利要求1至7中任意一項所述的多晶硅還原爐用硅芯電極，其特征在于，所述電極座外周緣的兩端分別與還原爐底盤的上底板與下底板焊接連接。
專利摘要本實用新型公開了一種多晶硅還原爐用硅芯電極，其包括有電極體、套置于該電極體頂部的加熱石墨頭硅芯、套設于電極體外緣的電極座、及位于電極體與電極座之間的絕緣套筒；電極體內部中間形成有盲孔，電極體位于還原爐外部即盲孔的開口端設置有能使冷卻水循環(huán)進入電極體盲孔內部對電極體進行進一步冷卻的冷卻裝置。借由本實用新型的硅芯電極，可以防止由于溫度過高導致絕緣套筒失效造成的電極擊穿現(xiàn)象。
文檔編號C30B29/06GK201326032SQ20082018993
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權日2008年12月11日
發(fā)明者周積衛(wèi), 程佳彪, 茅陸榮, 郝振良 申請人:上海森和投資有限公司