高新全自动磁环蒸汽清洗设备技术

高新全自动磁环蒸汽清洗设备技术

1.本发明涉及一种全自动磁环蒸汽清洗设备,用于行业内多晶硅生产的磁环清洗干燥领域,以有效的去除表面附着的颗粒,并且做到磁环干进干出。

背景技术:

2.在目前行业中对于多晶硅生产的磁环一般采用人工清洗,即磁环放置在含有碱液的不锈钢槽体内,长时间浸泡后再用纯水清洗。这种方法的效率非常低,耗时耗人工,并且不易做到干燥的问题,为此我们提出一种全自动磁环蒸汽清洗设备。

技术实现要素:

3.本发明的目的在于:提供一种全自动磁环蒸汽清洗设备,以解决半导体行业内多晶硅磁环清洗过程中的耗时耗人工问题,提高清洗效率,减少人工因素的干扰。
4.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种全自动磁环蒸汽清洗设备,将磁环放置在承载母篮内,有电气控制器控制清洗、漂洗、干燥过程,包括了外壳、碱清洗结构、水清洗结构、干燥结构以及蒸汽加热执行机构四,其特征在于:进料结构、清洗槽、漂洗槽、干燥槽以及出料结构依次组装在一起,形成设备主体部分,在设备主体部分内部安装水路系统、气路系统、蒸汽系统和电气控制器,所述的进料结构和出料结构分别连接壳体两端,所述进料结构和出料结构之间贯穿有清洗槽以及干燥槽,所述的承载母篮经进料结构输送至抓取位置进行清洗、干燥后被送至出料结构上,所述的清洗槽以及干燥槽设在外壳内,所述的外壳为封闭结构,所述清洗槽进口处设有密封门一,所述干燥槽出口处均设有密封门二,所述清洗槽进口处以及干燥槽出口处均设有传感器;所述的碱清洗结构,包括清洗腔、碱清洗结构的执行机构一,所述清洗腔内与气路系统连通的鼓泡设备一以及设在清洗腔内的超声加热系统均由执行机构一控制;所述的水清洗结构,包括清洗腔、水清洗结构的执行机构二,所述清洗腔内与气路系统连通的鼓泡设备二以及设在清洗腔内的加热系统二均由执行机构二控制;所述的干燥结构,包括干燥腔和气体干燥结构的执行机构三,所述干燥腔之外设有气体干燥循环机构,所述气体干燥循环机构由执行机构三控制,所述承载母篮在干燥腔内循环干燥;所述承载母篮通过出料机构经过密封门二,所述密封门二安装有吹扫装置。
5.优选的,所述的电气控制器包括mcu/cpu控制的手动按钮和自动按钮的操作面板,所述操作面板内包括可编程逻辑控制器plc,所述控制器plc接收传感器信号控制电气连接的碱清洗结构的执行机构一、水清洗结构的执行机构二、密封门、蒸汽干燥结构的执行机构三以及蒸汽加热执行机构四。
6.优选的,所述的碱清洗结构设有三个清洗槽。
7.优选的,所述的传感器分别设在进料结构进出两处、清洗腔内外两侧、干燥腔外侧以及出料结构进出两处。
8.优选的,依下述步骤:
9.——将放有待清洗的瓷环的承载母篮放置进料结构上,由传感器将信号传给所述的电气控制器,控制开启进料端密封门一,瓷环随承载母篮在机械臂的作用下进入清洗腔内的设定位置后,位置传感器发出信号,清洗槽槽盖和密封门关闭,清洗结构的执行机构开始工作,在清洗腔内完成清洗;清洗执行机构停止清洗,槽盖门被指示打开,启动机械臂把承载母篮运输到干燥腔内,待干燥槽槽盖门关闭后,干燥结构的执行机构开始工作,通过气路系统完成烘干;
10.——烘干完成后,打开出料端的密封门二,承载母篮通过机械臂和出料结构被运输到出料端,整个清洗干燥过程结束。
11.优选的,依下述步骤:选择手动或自动操作,
12.——当选择手动时,清洗、干燥、水路系统、气路系统、蒸汽系统控制阀均由手动完成,清洗、干燥、输送机构的参数设置由管理员输入密码确认通过后进行;
13.——当选择自动操作时,设备自动对各部位进行自检,符合要求后自动流程启动自动流程依序为:磁环的承载母篮放置到进料结构后并符合要求给出开信号,密封门一开启;承载母篮进入机械臂抓取位置后密封门一关闭,机械臂将承载母篮运输至碱清洗腔内,在碱清洗腔内执行清洗,清洗完毕后判断水清洗腔是否在工作,如果为否时,碱清洗槽盖门开启;机械臂将承载母篮运输至水清洗腔内,在水清洗腔内执行清洗,清洗完毕后判断水清洗枪是否在工作,如果为否,干燥腔槽盖门开启,机械臂将承载母篮运输至干燥腔内,在干燥腔内执行干燥,干燥完成后,判断出料结构是否有料,如果为否时,密封门二开启,进行冷却承载母篮,出料到位后密封门二关闭,承载母篮在出料结构处等待取料。
14.优选的,所述的设备自动对各部位进行自检步骤如下:
15.——一路判断是否满足自动状态,符合时进入自动模式,检测密封门、槽盖门是否关闭、各腔体内液位到达相应位置;
16.——另一路判断是否碱路系统和水路系统、cda压力、氮气压力、变频故障、出错报警,为否时,按开始按钮,否则自动回到自检判断是否满足自动状态。
17.本发明与现有通用做法比较,优越性在于:
18.1.自动化程度高,可根据不同工艺条件进行不同的清洗干燥步骤;
19.2.将磁环清洗效率进一步提高,实现连续生产;
20.3.实现干进干出,避免人为因素干扰;
21.4.磁环承载母篮在腔体内进行对应的工艺清洗,实现全面清洗;
22.5.利用厂区蒸汽进行加热,降低制造成本,减少能源损耗,节能保;
23.6.大量减少操作人员数量,降低人工成本。
附图说明
24.图1为本发明主视图
25.图2为本发明左视图
26.图3为本发明右视图
27.图4为本发明槽体布置图
28.图5为本发明管路图
29.图6为本发明管路原理图
30.图7为本发明图6中a处放大示意图
31.图8为本发明图6中b处放大示意图
32.图9为本发明图6中c处放大示意图
33.图10为本发明图6中b处放大示意图
34.图11为本发明图6中e处放大示意图
35.图12为本发明图6中f处放大示意图
36.图13为本发明图6中g处放大示意图
37.图中标号说明:
38.1、进料结构;2、控制面板;3、密封门一;4、密封门二;5、出料结构; 6、进料系统;7、碱清洗腔;8、水清洗快排腔;9、冷水清洗腔;10、热水清洗腔;11、烘干腔;12、出料系统;13、承载母篮;14、水路系统;15、碱液系统;16、输送机构;
具体实施方式
39.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
40.如图1和图13所示,一种全自动磁环蒸汽清洗设备,将磁环放入承载母篮 13内,由电气控制器2控制碱清洗、水清洗、干燥过程,包括外壳、碱清洗机构、水清洗机构和气体干燥机构,进料机构1、碱清洗腔7、快排清洗腔8、水清洗腔9、热水清洗腔10、烘干腔11、出料机构5依序组装在一起,形成设备的主体部分,在设备主体部分内部安装有进料抓取系统6、水路系统14、碱液系统15、出料放取系统12、输送机构16和电气控制器2,所述的输送机构16 两端分别连接进料结构1和出料结构5,中间贯通碱清洗腔7、快排清洗腔8、水清洗腔9、热水清洗腔10、烘干腔11,所述的承载母篮13经进料结构1被机械臂在进料系统6处抓取,经输送机构16上,清洗、干燥后被放置在出料系统 12上,所述的清洗腔和干燥腔均放置在外壳内,所述的外壳为封闭结构,在进料系统6、清洗腔以及干燥腔、出料系统之间均设置密封门一、二3、4和位置传感器,在清洗腔、干燥腔的槽盖执行机构以及输送机构处均设置位置传感器;所述的碱清洗机构,包括碱清洗腔7、碱清洗结构的执行机构,设在清洗腔内与气路系统连通的鼓泡设备由该执行机构控制,设在清洗腔内的超声和蒸汽加热系统由该执行机构控制;所述的水清洗机构,包括清洗腔8、9、10、水清洗结构的执行机构,设在清洗腔内与气路系统连通的鼓泡设备由该执行机构控制,设在清洗腔内的蒸汽加热系统由该执行机构控制;所述的干燥结构,包括烘干腔11和蒸汽干燥结构的执行机构,设在干燥腔之外的气体干燥抽真空机构由该执行机构控制,承载母篮在干燥腔内干燥;承载母篮随出料机构通过密封门二4 时,安装在此处的吹扫装置打开,以消除干燥槽对承载母篮产生的高温。
41.图1以及图4所示待清洗磁环承载母篮13在进料结构1上等待清洗,前一批次磁环在碱清洗腔7内清洗,当碱清洗腔7完成清洗后,后一批磁环承载母篮13在进料系统6和输送结构16的作用下进行清洗腔内,在出料结构5上有清洁且干燥的磁环承载母篮。本发明是一个连续清洗、干燥生产设备,效率高,减少人为因素和二次污染。
42.如图2所示密封门3由气缸支撑,门的两侧有支撑导轨,方便门的运动和承载母篮13进出,且保证清洗腔、干燥腔与外界在工作状态时相对密闭,在清洗程序时,密封门一、二自动关闭,防止外界杂物溅入腔体内,在连续生产时,可防止将清洗过的承载母篮再次污染。
43.首先将放有待清洗瓷环的承载母篮13放置进料结构1上,由传感器感应后开启进料端密封门一3,通过进料系统6和输送机构16将承载母篮输送到碱清洗腔7内,利用碱清洗系统15完成碱液清洗;之后启动输送机构16把承载母篮输送至水清洗腔内,通过水路系统14完成喷淋清洗等;最后,启动输送机构 16把承载母篮输送至烘干腔11内,承载母篮在干燥腔内循环干燥,直至完全干燥;打开出料端密封门二4,承载母篮13通过出料系统12输送至出料结构5上,整个清洗干燥过程结束。承载母篮随出料机构通过密封门二时,安装在此处的吹扫装置打开,以消除干燥槽对承载母篮产生的高温。
44.以上步骤均通过电气控制器2来控制,所述的电气控制器包括mcu/cpu 控制的带手动按钮和自动按钮的操作面板,内含可编程逻辑控制器plc,接受传感器信号控制电气连接的密封门一、二,输送机构,碱清洗结构的执行机构,水清洗结构的执行机构和蒸汽干燥结构的执行机构等。
45.如图四所示,所述的碱清洗结构设有三个清洗槽,同时可清洗三个承载母篮,承载母篮进入清洗腔后开始清洗,其中碱液加热利用厂房蒸汽加热,碱液消耗通过压差液位信号启动补液罐进行添加补充。
46.由电气控制器2控制各个运动部件和传感器,其中,输送机构负责将承载母篮从进料结构1依次送至碱清洗腔7、水清洗腔8、9、10、干燥腔11和出料结构5;各腔体通过密封门、槽盖门开启或关闭,实现工作状态时腔体内相对密闭;碱路系统15、水路系统14将碱液和纯水定量、定时添加至腔体内,在经过泵循环、超声、蒸汽加热将瓷环清洗干净;气路系统则通过鼓泡方式将瓷环清洗干净,并且通过蒸汽加热抽真空装置进行干燥。
47.本发明提供一种全自动磁环蒸汽清洗设备的操作方法,依以下步骤:选择手动或自动操作:
48.(1)当选择手动时,清洗、干燥、水路系统、气路系统、蒸汽系统控制阀均由手动完成,清洗、干燥、输送机构的参数设置由管理员输入密码确认通过后进行;
49.(2)当选择自动操作时,图6为本设备的管路视图,设备自动对各部位进行自检,符合要求后自动流程启动自动流程依序为:磁环的承载母篮放置到进料结构后并符合要求给出开信号,密封门一开启;承载母篮进入机械臂抓取位置后密封门一关闭,机械臂将承载母篮运输至碱清洗腔内,在碱清洗腔内执行清洗,清洗完毕后判断水清洗腔是否在工作,如果为否时,碱清洗槽盖门开启;机械臂将承载母篮运输至水清洗腔内,在水清洗腔内执行清洗,清洗完毕后判断水清洗枪是否在工作,如果为否,干燥腔槽盖门开启,机械臂将承载母篮运输至干燥腔内,在干燥腔内执行干燥,干燥完成后,判断出料结构是否有料,如果为否时,密封门二开启,进行冷却承载母篮,出料到位后密封门二关闭,承载母篮在出料结构处等待取料。
50.所述的设备自动对各部位进行自检包括:一路判断是否满足自动状态,符合时进入自动模式,检测密封门、槽盖门是否关闭、各腔体内液位到达相应位置;另一路判断是否碱路系统和水路系统、蒸汽系统、cda压力、氮气压力、变频故障、出错报警,为否时,按开始按钮,否则自动回到自检判断是否满足自动状态。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征:
1.一种全自动磁环蒸汽清洗设备,将磁环放置在承载母篮内,有电气控制器控制清洗、漂洗、干燥过程,包括了外壳、碱清洗结构、水清洗结构、干燥结构以及蒸汽加热执行机构四,其特征在于:进料结构、清洗槽、漂洗槽、干燥槽以及出料结构依次组装在一起,形成设备主体部分,在设备主体部分内部安装水路系统、气路系统、蒸汽系统和电气控制器,所述的进料结构和出料结构分别连接壳体两端,所述进料结构和出料结构之间贯穿有清洗槽以及干燥槽,所述的承载母篮经进料结构输送至抓取位置进行清洗、干燥后被送至出料结构上,所述的清洗槽以及干燥槽设在外壳内,所述的外壳为封闭结构,所述清洗槽进口处设有密封门一,所述干燥槽出口处均设有密封门二,所述清洗槽进口处以及干燥槽出口处均设有传感器;所述的碱清洗结构,包括清洗腔、碱清洗结构的执行机构一,所述清洗腔内与气路系统连通的鼓泡设备一以及设在清洗腔内的超声加热系统均由执行机构一控制;所述的水清洗结构,包括清洗腔、水清洗结构的执行机构二,所述清洗腔内与气路系统连通的鼓泡设备二以及设在清洗腔内的加热系统二均由执行机构二控制;所述的干燥结构,包括干燥腔和气体干燥结构的执行机构三,所述干燥腔之外设有气体干燥循环机构,所述气体干燥循环机构由执行机构三控制,所述承载母篮在干燥腔内循环干燥;所述承载母篮通过出料机构经过密封门二,所述密封门二安装有吹扫装置。2.根据权利要求1所述的一种全自动磁环蒸汽清洗设备,其特征在于:所述的电气控制器包括mcu/cpu控制的手动按钮和自动按钮的操作面板,所述操作面板内包括可编程逻辑控制器plc,所述控制器plc接收传感器信号控制电气连接的碱清洗结构的执行机构一、水清洗结构的执行机构二、密封门、蒸汽干燥结构的执行机构三以及蒸汽加热执行机构四。3.根据权利要求1所述的一种全自动磁环蒸汽清洗设备,其特征在于:所述的碱清洗结构设有三个清洗槽。4.根据权利要求1所述的一种全自动磁环蒸汽清洗设备,其特征在于:所述的传感器分别设在进料结构进出两处、清洗腔内外两侧、干燥腔外侧以及出料结构进出两处。5.根据权利要求2所述的一种全自动磁环蒸汽清洗设备的操作方法,依下述步骤:——将放有待清洗的瓷环的承载母篮放置进料结构上,由传感器将信号传给所述的电气控制器,控制开启进料端密封门一,瓷环随承载母篮在机械臂的作用下进入清洗腔内的设定位置后,位置传感器发出信号,清洗槽槽盖和密封门关闭,清洗结构的执行机构开始工作,在清洗腔内完成清洗;清洗执行机构停止清洗,槽盖门被指示打开,启动机械臂把承载母篮运输到干燥腔内,待干燥槽槽盖门关闭后,干燥结构的执行机构开始工作,通过气路系统完成烘干;——烘干完成后,打开出料端的密封门二,承载母篮通过机械臂和出料结构被运输到出料端,整个清洗干燥过程结束。6.根据权利要求1至4之一项所述的一种全自动磁环蒸汽清洗设备的操作方法,依下述步骤:选择手动或自动操作,——当选择手动时,清洗、干燥、水路系统、气路系统、蒸汽系统控制阀均由手动完成,清洗、干燥、输送机构的参数设置由管理员输入密码确认通过后进行;——当选择自动操作时,设备自动对各部位进行自检,符合要求后自动流程启动自动流程依序为:磁环的承载母篮放置到进料结构后并符合要求给出开信号,密封门一开启;承载母篮进入机械臂抓取位置后密封门一关闭,机械臂将承载母篮运输至碱清洗腔内,在碱
清洗腔内执行清洗,清洗完毕后判断水清洗腔是否在工作,如果为否时,碱清洗槽盖门开启;机械臂将承载母篮运输至水清洗腔内,在水清洗腔内执行清洗,清洗完毕后判断水清洗枪是否在工作,如果为否,干燥腔槽盖门开启,机械臂将承载母篮运输至干燥腔内,在干燥腔内执行干燥,干燥完成后,判断出料结构是否有料,如果为否时,密封门二开启,进行冷却承载母篮,出料到位后密封门二关闭,承载母篮在出料结构处等待取料。7.根据权利要求6所述的一种全自动磁环蒸汽清洗设备的操作方法,所述的设备自动对各部位进行自检步骤如下:——一路判断是否满足自动状态,符合时进入自动模式,检测密封门、槽盖门是否关闭、各腔体内液位到达相应位置;——另一路判断是否碱路系统和水路系统、cda压力、氮气压力、变频故障、出错报警,为否时,按开始按钮,否则自动回到自检判断是否满足自动状态。
技术总结
本发明提出一种全自动磁环蒸汽清洗设备,将磁环放置在承载母篮内,有电气控制器控制清洗、漂洗、干燥过程,包括了外壳、碱清洗结构、水清洗结构、干燥结构以及蒸汽加热执行机构四,进料结构、清洗槽、漂洗槽、干燥槽以及出料结构依次组装在一起,形成设备主体部分,在设备主体部分内部安装水路系统、气路系统、蒸汽系统和电气控制器,所述的进料结构和出料结构分别连接壳体两端,所述进料结构和出料结构之间贯穿有清洗槽以及干燥槽,所述的承载母篮经进料结构输送至抓取位置进行清洗、干燥后被送至出料结构上,满足太阳能和LED等行业对磁环清洗的高效、洁净的要求。洁净的要求。洁净的要求。

技术开发人、权利持有人:李蒙 朱伟然 胡乐

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