專利名稱：硅鑄錠爐及其泄漏檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏材料加工設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種硅鑄錠爐及其泄漏檢測 裝直。
背景技術(shù)：
在多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程中，可能會發(fā)生危險的熔硅泄漏事故。鑄錠爐中設(shè)置有坩堝，由于硅在從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中，坩堝內(nèi)硅料的溫度分布不均勻，容易造成坩堝開裂，進而造成熔硅泄漏事故，此外，還有其他原因也會造成熔硅泄漏，這里就不再一一列舉。由于液體狀態(tài)的熔硅溫度可以高達1500攝氏度，泄漏發(fā)生后不僅硅料報廢，而且高溫熔硅還容易熔毀鑄錠爐內(nèi)的其他部件，造成嚴(yán)重的損失。現(xiàn)有的鑄錠爐中缺少直接對熔硅進行泄漏檢測的裝置，即使有檢測報警裝置，也只是間接對熔硅進行檢測，不能第一時間檢測到熔硅泄漏。并且，現(xiàn)有的檢測裝置在實際使用過程中經(jīng)常失效，即實際發(fā)生了熔硅泄漏，但是檢測裝置沒有報警，這樣會使泄漏情況變的非常危險，例如熔硅燒穿爐壁，并與冷卻水接觸，嚴(yán)重時會造成蒸汽爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種硅鑄錠爐及其泄漏檢測裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不能有效的對熔硅泄漏情況進行檢測的問題。為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種硅鑄錠爐的泄漏檢測裝置，包括:托盤，托盤包括本體區(qū)域和圍繞本體區(qū)域的周向設(shè)置的熔硅承接區(qū)域，熔硅承接區(qū)域上設(shè)置有多個通孔；檢測線，設(shè)置于托盤的熔硅承接區(qū)域的上表面，且檢測線沿多個通孔所構(gòu)成的路徑延伸，檢測線的引腳穿過一個通孔；以及檢測單元，與引腳電連接，用于檢測檢測線的電阻。進一步地，熔硅承接區(qū)域的上表面低于本體區(qū)域的上表面。進一步地，泄漏檢測裝置還包括絕緣部，絕緣部設(shè)置在檢測線與托盤之間。進一步地，熔硅承接區(qū)域上設(shè)置有凹槽，絕緣部設(shè)置在凹槽內(nèi)，檢測線設(shè)置在絕緣部上。進一步地，絕緣部包括多個弧形的陶瓷瓦，陶瓷瓦設(shè)置在凹槽中。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種硅鑄錠爐，包括:爐體；坩堝，設(shè)置在爐體內(nèi)；硅鑄錠爐還包括上述的泄漏檢測裝置，泄漏檢測裝置的托盤設(shè)置在爐體內(nèi)，并且托盤位于坩堝的下方。進一步地，硅鑄錠爐還包括隔熱籠，隔熱籠設(shè)置在爐體與坩堝之間，隔熱籠的底部具有開口，泄漏檢測裝置的托盤設(shè)置在開口處。進一步地，硅鑄錠爐還包括石墨板，石墨板覆蓋在坩堝的側(cè)壁和底壁的外側(cè)。進一步地，硅鑄錠爐還包括熱交換臺，熱交換臺設(shè)置在石墨板的下側(cè)。進一步地，硅鑄錠爐還包括冷卻管道，冷卻管道的一端設(shè)置在爐體的外部，冷卻管道的另一端設(shè)置在爐體的內(nèi)部。本發(fā)明的泄漏檢測裝置的托盤設(shè)置在坩堝的下方，當(dāng)發(fā)生泄漏時，熔硅流到托盤的熔硅承接區(qū)域上，將檢測線熔斷，導(dǎo)致檢測線的電阻變?yōu)闊o窮大，檢測單元對檢測線的電阻進行監(jiān)控，當(dāng)檢測到檢測線的兩個引腳之間的電阻值大于預(yù)設(shè)值，例如70歐姆，此時檢測單元發(fā)出報警信號，以提醒工作人員硅鑄錠爐內(nèi)發(fā)生了熔硅泄漏事故。熔硅從坩堝流到泄漏檢測裝置的托盤上，進而熔斷檢測線，這樣可以確保泄漏檢測裝置能夠迅速并精準(zhǔn)地對泄漏事故產(chǎn)生反應(yīng)，發(fā)出報警信號，使工作人員第一時間獲知并處理泄漏事故，避免危險情況的發(fā)生。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1示意性示出了本發(fā)明中的泄漏檢測裝置的俯視圖；圖2示意性示出了本發(fā)明中的泄漏檢測裝置的側(cè)視剖面圖；圖3示意性示出了本發(fā)明中的泄漏檢測裝置的檢測線的引腳的局部視圖；圖4示意性示出了本發(fā)明中的泄漏檢測裝置的檢測線與絕緣部的局部視圖；以及圖5示意性示出了本發(fā)明中的硅鑄錠爐的剖視圖。圖中附圖標(biāo)記:10、托盤；11、通孔；12、熔硅承接區(qū)域；13、凹槽；14、本體區(qū)域；20、檢測線；21、引腳；30、絕緣部；31、陶瓷瓦；1、爐體；2、隔熱籠；3、熱交換臺；4、坩堝；5、
冷卻管道；6、石棉襯底；7、第一碳條；8、第二碳條；9、石墨板。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種硅鑄錠爐的泄漏檢測裝置，如圖1至圖4所示，該泄漏檢測裝置包括托盤10，托盤10包括本體區(qū)域14和圍繞本體區(qū)域14的周向設(shè)置的熔硅承接區(qū)域12，熔硅承接區(qū)域12上設(shè)置有多個通孔11 ;檢測線20，設(shè)置于托盤10的熔硅承接區(qū)域12的上表面，且檢測線沿多個通孔11所構(gòu)成的路徑延伸，檢測線20的引腳21穿過一個通孔11 ;以及檢測單元，與引腳21電連接，用于檢測檢測線20的電阻。本發(fā)明的泄漏檢測裝置的托盤10設(shè)置在坩堝4的下方，當(dāng)發(fā)生泄漏時，熔硅流到托盤10的熔硅承接區(qū)域12上，將檢測線20熔斷，導(dǎo)致檢測線20的電阻變?yōu)闊o窮大，檢測單元對檢測線20的電阻進行監(jiān)控，當(dāng)檢測到檢測線20的兩個引腳21之間的電阻值大于預(yù)設(shè)值，例如70歐姆，此時檢測單元發(fā)出報警信號，以提醒工作人員硅鑄錠爐內(nèi)發(fā)生了熔硅泄漏事故。熔硅從坩堝4流到泄漏檢測裝置的托盤10上，進而熔斷檢測線20，這樣可以確保泄漏檢測裝置能夠迅速并精準(zhǔn)地對泄漏事故產(chǎn)生反應(yīng)，發(fā)出報警信號，使工作人員第一時間獲知并處理泄漏事故，避免危險情況的發(fā)生。優(yōu)選地，熔硅承接區(qū)域12的上表面低于本體區(qū)域14的上表面。熔硅會流向熔硅承接區(qū)域12，使熔硅更易與檢測線20接觸。

優(yōu)選地，托盤10由石墨材料制成。優(yōu)選地，如圖3和圖4所示，泄漏檢測裝置還包括絕緣部30，絕緣部30設(shè)置在檢測線20與托盤10之間。由于石墨材料導(dǎo)電，所以石墨制的托盤10會將檢測線20的兩個引腳21電導(dǎo)通，這樣即使檢測線20被熔斷，兩個引腳21之間的電阻值可能依然不會高于檢測單元的預(yù)設(shè)電阻值。所以，若托盤10由石墨材料制成，就需要在檢測線20與托盤10之間設(shè)置絕緣材料，形成絕緣部30，以保證檢測線20不會與托盤10直接接觸，確保兩個引腳21不會被托盤10電導(dǎo)通。優(yōu)選地，熔硅承接區(qū)域12上設(shè)置有凹槽13，絕緣部30設(shè)置在凹槽13內(nèi)，檢測線20設(shè)置在絕緣部30上。優(yōu)選地，絕緣部30包括多個弧形的陶瓷瓦31，陶瓷瓦31設(shè)置在凹槽13中。絕緣部30必須具有耐高溫性，當(dāng)絕緣部30接觸到高達1500攝氏度的熔硅時，不會喪失絕緣性，這樣才能保證檢測單元所檢測的電阻值的準(zhǔn)確性。陶瓷瓦31耐高溫，即使與熔硅接觸也不會喪失絕緣性，所以適合作為絕緣部30的材料?？商鎿Q地，絕緣部30還可以由其他材料制成，只要在高溫下依然保證形態(tài)穩(wěn)定并保持絕緣性的材料，均可以制作絕緣部30。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種硅鑄錠爐，如圖5所示，該硅鑄錠爐包括:爐體I ;坩堝4，設(shè)置在爐體I內(nèi)；硅鑄錠爐還包括上述的泄漏檢測裝置，泄漏檢測裝置的托盤10設(shè)置在爐體I內(nèi)，并且托盤10位于坩堝4的下方。熔硅盛放在坩堝4內(nèi)，并在坩堝4中冷卻凝固，形成硅錠。由于熔硅在凝固過程中溫度分布不均勻，所以坩堝4的溫度分布也不均勻，這樣就容易造成坩堝4開裂，尤其是坩堝4的側(cè)壁開裂，熔硅從裂口中流出，發(fā)生熔硅泄漏事故。泄漏檢測裝置的托盤10設(shè)置在坩堝4的下方，熔硅從坩堝4中流出，就會流到托盤10上，進而熔斷檢測線20，引發(fā)泄漏檢測裝置發(fā)送報警信號，使工作人員能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并處理泄漏事故，將危害和損失控制在最小范圍，保證硅錠生產(chǎn)的高效與安全。優(yōu)選地，托盤10的熔硅承接區(qū)域12相對應(yīng)地設(shè)置在坩堝4的側(cè)壁和底壁的連接處的下方；泄漏檢測裝置的檢測線20設(shè)置在托盤10朝向坩堝4的表面上。由于坩堝4的側(cè)壁容易開裂，熔硅多從坩堝4的側(cè)壁和底壁的連接處向下泄漏，所以將托盤10的熔硅承接區(qū)域12相對應(yīng)地設(shè)置在坩堝4的側(cè)壁和`底壁的連接處的下方，保證泄漏的熔硅直接流入托盤10的熔硅承接區(qū)域12。優(yōu)選地，硅鑄錠爐還包括隔熱籠2，隔熱籠2設(shè)置在爐體I與坩堝4之間，隔熱籠2的底部具有開口，泄漏檢測裝置的托盤10設(shè)置在開口處。托盤10作為隔熱籠2的底部，與隔熱籠2共同形成了閉合的隔熱保溫腔室。此外，托盤10和隔熱籠2還可以防止熔硅泄漏到爐體I的其他部分。優(yōu)選地，硅鑄錠爐還包括石墨板9，石墨板9覆蓋在坩堝4的側(cè)壁和底壁的外側(cè)。石墨板9可以為坩堝4提供外部支撐，以使坩堝4不容易開裂，也可以作為熔硅泄漏后的第一道保護層，使熔硅順利地流到位于坩堝4下方的托盤10上。優(yōu)選地，硅鑄錠爐還包括熱交換臺3，熱交換臺3設(shè)置在石墨板9的下側(cè)。熱交換臺3與設(shè)置在坩堝4的底壁外側(cè)的石墨板9接觸，熔硅的熱量傳遞到熱交換臺3上，再由熱交換臺3通過熱輻射的形式散發(fā)到熱交換臺3的下方。優(yōu)選地，硅鑄錠爐還包括第一碳條7和第二碳條8，第一碳條7設(shè)置在熱交換臺3的下方的邊緣；第二碳條8設(shè)置在熱交換臺3的邊緣，并設(shè)置在熱交換臺3與坩堝4之間。第一碳條7和第二碳條8起到隔熱的作用，阻止熱交換臺3向四周輻射熱量，僅讓熱交換臺3朝向下方輻射熱量，保證散熱效率最大化。優(yōu)選地，硅鑄錠爐還包括冷卻管道5，冷卻管道5的一端設(shè)置在爐體I的外部，冷卻管道5的另一端設(shè)置在爐體I的內(nèi)部。在硅錠冷卻過程中，硅鑄錠爐通過冷卻管道5向爐體I內(nèi)通冷卻氣體，幫助硅錠冷卻。冷卻氣體直接通入隔熱籠2內(nèi)坩堝4的上方，并通過托盤10的通孔11排出隔熱籠2，帶走隔熱籠2內(nèi)的熱量。優(yōu)選地，冷卻氣體是在高溫下狀態(tài)穩(wěn)定，并且不與爐體I內(nèi)的各個部件發(fā)生反應(yīng)的氣體，例如氬氣等惰性氣體。優(yōu)選地，硅鑄錠爐還包括石棉襯底6，石棉襯底6設(shè)置在爐體I的底部。當(dāng)熔硅泄漏嚴(yán)重，甚至流到隔熱籠2的外部時，為了避免熔硅直接與爐體I接觸，甚至燒穿爐體1，所以在爐體I的底部設(shè)置石棉襯底6，以保護爐體I。優(yōu)選地，爐體I內(nèi)部還流通有冷卻水。冷卻水用于為爐體I的內(nèi)部降溫,并且能形成熱屏障，保證爐體I外側(cè)的溫度不會過高，保證工作人員能夠安全的操作硅鑄錠爐。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硅鑄錠爐的泄漏檢測裝置，其特征在于，包括 托盤(10)，所述托盤(10)包括本體區(qū)域(14)和圍繞所述本體區(qū)域(14)的周向設(shè)置的熔硅承接區(qū)域(12)，所述熔硅承接區(qū)域(12)上設(shè)置有多個通孔(11)； 檢測線(20)，設(shè)置于所述托盤(10)的所述熔硅承接區(qū)域(12)的上表面，且所述檢測線沿所述多個通孔(11)所構(gòu)成的路徑延伸，所述檢測線(20)的引腳(21)穿過一個所述通孔(11);以及 檢測單元，與所述引腳(21)電連接，用于檢測所述檢測線(20)的電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泄漏檢測裝置，其特征在于，所述熔硅承接區(qū)域(12)的上表面低于所述本體區(qū)域(14)的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泄漏檢測裝置，其特征在于，所述泄漏檢測裝置還包括絕緣部(30 )，所述絕緣部(30 )設(shè)置在所述檢測線(20 )與所述托盤(10 )之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泄漏檢測裝置，其特征在于，所述熔硅承接區(qū)域(12)上設(shè)置有凹槽(13)，所述絕緣部(30)設(shè)置在所述凹槽(13)內(nèi)，所述檢測線(20)設(shè)置在所述絕緣部(30)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泄漏檢測裝置，其特征在于，所述絕緣部(30)包括多個弧形的陶瓷瓦(31)，所述陶瓷瓦(31)設(shè)置在所述凹槽(13)中。
6.—種娃鑄錠爐,包括 爐體(1); 坩堝(4)，設(shè)置在所述爐體(I)內(nèi)； 其特征在于， 所述硅鑄錠爐還包括權(quán)利要求I至5中任一項所述的泄漏檢測裝置，所述泄漏檢測裝置的托盤(10)設(shè)置在所述爐體(I)內(nèi)，并且所述托盤(10)位于所述坩堝(4)的下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅鑄錠爐，其特征在于，所述硅鑄錠爐還包括隔熱籠(2)，所述隔熱籠(2)設(shè)置在所述爐體(I)與所述坩堝(4)之間，所述隔熱籠(2)的底部具有開口，所述泄漏檢測裝置的托盤(10)設(shè)置在所述開口處。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅鑄錠爐，其特征在于，所述硅鑄錠爐還包括石墨板(9)，所述石墨板(9)覆蓋在所述坩堝(4)的側(cè)壁和底壁的外側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硅鑄錠爐，其特征在于，所述硅鑄錠爐還包括熱交換臺(3)，所述熱交換臺(3)設(shè)置在所述石墨板(9)的下側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅鑄錠爐，其特征在于，所述硅鑄錠爐還包括冷卻管道(5)，所述冷卻管道(5)的一端設(shè)置在所述爐體(I)的外部，所述冷卻管道(5)的另一端設(shè)置在所述爐體(I)的內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅鑄錠爐及其泄漏檢測裝置。泄漏檢測裝置包括托盤，托盤包括本體區(qū)域和圍繞本體區(qū)域的周向設(shè)置的熔硅承接區(qū)域，熔硅承接區(qū)域上設(shè)置有多個通孔；檢測線，設(shè)置于托盤的熔硅承接區(qū)域的上表面，且檢測線沿多個通孔所構(gòu)成的路徑延伸，檢測線的引腳穿過一個通孔；以及檢測單元，與引腳電連接，用于檢測檢測線的電阻。本發(fā)明的泄漏檢測裝置的托盤設(shè)置在坩堝的下方，當(dāng)發(fā)生泄漏時，熔硅流到托盤的熔硅承接區(qū)域上，將檢測線熔斷，導(dǎo)致檢測線的電阻變?yōu)闊o窮大，檢測單元對檢測線的電阻進行監(jiān)控，當(dāng)檢測到檢測線的兩個引腳之間的電阻值大于預(yù)設(shè)值，發(fā)出報警信號，以提醒工作人員硅鑄錠爐內(nèi)發(fā)生了熔硅泄漏事故。
文檔編號C30B28/06GK103255470SQ20131022408
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月6日
發(fā)明者劉磊, 夏新中, 潘明翠 申請人:英利集團有限公司