本发明涉及
多晶硅技术领域，具体而言，涉及一种多晶硅棒破碎方法及多晶硅棒破碎装置。
背景技术：
光伏发电是洁净的可再生能源，而多晶硅是光伏产业的主要原材料，多晶硅棒从还原炉出炉进入下一工序时，需要根据不同需求破碎成棒状料或块状料，破碎过程有洁净要求。
目前，大部分企业一般采取硅棒和硅棒之间的撞击或用钨钴锤进行人工敲击的方式进行破碎，人工敲击会产生大量的微硅粉和碎料，微硅粉会附着在多晶硅表面，影响多晶硅的品质；产生的大量碎料还需多个人工再次分拣，增加人力资源成本，无法满足大批量生产多晶硅和快速发展的多晶硅行业。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种多晶硅棒破碎方法，使破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质，并节省人力，节省时间，提高效率。
本发明的另一目的在于提供一种多晶硅棒破碎装置，对多晶硅进行共振破碎，使破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质。
本发明是采用以下技术方案实现的：
一种多晶硅棒破碎方法，包括如下步骤：
(1)、将多晶硅棒置于破碎装置中，并将破碎装置的破碎触头与多晶硅棒的表面接触。
(2)、调整破碎触头的振动频率与多晶硅棒的固有频率一致，在多晶硅棒破碎之前，保持破碎触头始终与多晶硅棒接触。
一种多晶硅棒破碎装置，包括至少一个振动破碎单元，每个振动破碎单元包括破碎触头、用于测定多晶硅棒的固有频率的检测模块以及调频振动模块，破碎触头具有用于与多晶硅棒接触的工作面，破碎触头连接有驱动装置，驱动装置用于驱动破碎触头沿设定的方向运动以使工作面始终与多晶硅棒接触，调频振动模块与破碎触头连接并用于调节破碎触头的振动频率，检测模块与调频振动模块电连接。
本发明的较佳实施例提供的多晶硅棒破碎方法及多晶硅棒破碎装置的有益效果是：
本发明提供的多晶硅棒破碎方法，将多晶硅棒置于破碎装置中，并将破碎装置的破碎触头与多晶硅棒的表面接触，使破碎触头的工作面可以直接作用在多晶硅棒上。调整破碎触头的振动频率与多晶硅棒的固有频率一致，多晶硅棒破碎之前，保持破碎触头始终与多晶硅棒接触，使多晶硅棒和破碎触头达到共振的效果，使得多晶硅棒产生裂纹并均匀破碎，同时，破碎触头的工作面一直与多晶硅棒接触，使破碎触头能够持续与多晶硅棒发生共振并对多晶硅棒进行整体的破碎，破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质，并节省人力，节省时间，提高效率。
本发明提供的多晶硅棒破碎装置，用于测定多晶硅棒的固有频率的检测模块，调频振动模块与破碎触头连接并用于调节破碎触头的振动频率，检测模块与调频振动模块电连接，首先，检测模块检测多晶硅棒的固有频率，调频振动模块使破碎触头的振动频率不断升高，使破碎触头的振动频率与多晶硅棒的固有频率一致，并使破碎触头保持这个振动频率，破碎触头具有用于与多晶硅棒接触的工作面，破碎触头对多晶硅棒进行破碎，破碎触头连接有驱动装置，驱动装置用于驱动破碎触头沿设定的方向运动以使工作面始终与多晶硅棒接触，使破碎触头的工作面一直与多晶硅棒接触，保证多晶硅棒的整体的破碎。多晶硅棒的破碎更加均匀，破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质，并节省人力，节省时间，提高效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本发明的保护范围。
图1为本发明实施例1提供的多晶硅棒破碎装置的原理框图；
图2为本发明实施例1的多晶硅棒的破碎示意图；
图3为本发明实施例2提供的多晶硅棒破碎装置的原理框图。
图标：100-多晶硅棒破碎装置；200-电能供应模块；300-振动破碎单元；310-破碎触头；320-检测模块；330-调频振动模块；340-控制模块；321-固有频率采集仪；322-压力传感器；350-驱动装置；400-多晶硅棒；500-多晶硅棒破碎装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例1
图1为本实施例提供的多晶硅棒破碎装置100的原理框图。请参阅图1，本实施例中，多晶硅棒破碎装置100包括电能供应模块200和一个振动破碎单元300，电能供应模块200为振动破碎单元300提供电能，保证振动破碎单元300具有足够的动能，对多晶硅棒400进行破碎。
请继续参阅图1，本实施例中，振动破碎单元300包括破碎触头310、检测模块320、调频振动模块330、控制模块340。
请继续参阅图1，本实施例中，检测模块320用于测定多晶硅棒400的固有频率，检测模块320包括固有频率采集仪321和压力传感器322，固有频率采集仪321用于测定多晶硅棒400的固有频率。
请继续参阅图1，本实施例中，控制模块340与调频振动模块330电连接，即控制模块340控制调频振动模块330工作，调频振动模块330与破碎触头310连接并用于调节破碎触头310的振动频率，即控制模块340控制调频振动模块330启动，通过调频振动模块330使破碎触头310按设定的输出频率振动。
图2为本实施例的多晶硅棒400的破碎示意图。请一并参阅图1和图2，本实施例中，优选设置：调频振动模块330为调频振动电机，控制模块340启动调频振动电机，使调频振动电机的振动频率逐渐升高，即破碎触头310的振动频率逐渐升高，检测模块320与调频振动模块330电连接，即固有频率采集仪321与调频振动模块330电连接，所以，固有频率采集仪321采集的多晶硅棒400固有频率数值可以传输给调频振动电机，控制模块340控制调频振动电机的振动频率逐渐升高，当破碎触头310的振动频率与多晶硅棒400的固有频率一致时，多晶硅棒400发生共振现象，根据共振现象的出现即可以确定该多晶硅棒400的固有频率，此后通过控制模块340控制破碎触头310的振动频率一直保持与多晶硅棒400的固有频率一致，这样，多晶硅棒400的表面在共振的作用下产生均匀地裂纹，并进行自发的破碎。
请一并参阅图1和图2，本实施例中，破碎触头310具有用于与多晶硅棒400接触的工作面，工作面即破碎触头310对多晶硅棒400进行破碎的时候，破碎触头310中一直与多晶硅棒400接触的面。破碎触头310连接有驱动装置350，驱动装置350用于驱动破碎触头310沿设定的方向运动以使工作面始终与多晶硅棒400接触，压力传感器322用于获取工作面与多晶硅棒400间的压力，压力传感器322与驱动装置350电连接，当压力传感器322检测到破碎触头310的工作面与多晶硅棒400之间没有压力的时候，其会将信号传递给驱动装置350，驱动装置350驱动破碎触头310朝向多晶硅棒400的中心轴的方向运动，使破碎触头310的工作面始终与多晶硅棒400接触，保证多晶硅棒400的整体破碎。通过这种方式对多晶硅棒400进行破碎，使多晶硅棒400的破碎更加均匀，破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质，并节省人力，节省时间，提高效率。
优选设置：破碎触头310由钨钴合金或金刚石制成，钨钴合金或金刚石制成的破碎触头310的材质坚硬，使用破碎触头310对多晶硅棒400进行破碎的过程中，破碎触头310不易发生损坏，同时，其杂质不会影响多晶硅的洁净要求，保证破碎后的多晶硅块的品质。
本实施例中，驱动装置350为液压驱动系统，液压驱动系统通过改变压强增大作用力，能够更好地控制破碎触头310朝向多晶硅棒400的轴线方法运动，保证多晶硅棒400的均匀破碎。
请继续参阅图1，本实施例中，固有频率采集仪321、压力传感器322、调频振动模块330、驱动装置350和控制模块340均与电能供应模块200电连接，使多晶硅棒破碎装置100给予多晶硅棒400足够的力进行破碎。
本实施例同时提供一种多晶硅棒400的破碎方法，包括如下步骤：
(1)、将多晶硅棒400置于多晶硅棒破碎装置100中，并将多晶硅棒破碎装置100的破碎触头310与多晶硅棒400的表面接触，使破碎触头310的工作面可以直接作用在多晶硅棒400上，以便于多晶硅棒400顺利地进行破碎。
(2)、调整破碎触头310的振动频率与多晶硅棒400的固有频率一致，在多晶硅棒400破碎之前，保持破碎触头310始终与多晶硅棒400接触。破碎触头310的振动频率与多晶硅棒400的固有频率一致时，破碎触头310和多晶硅棒400会发生共振，破碎触头310的机械振动能量迅速增大，并对多晶硅棒400各个部分的作用力相同，使多晶硅棒400会产生裂纹并均匀破碎，多晶硅棒400破碎以后，破碎触头310会与多晶硅棒400间隔，所以，需要保持破碎触头310始终与多晶硅棒400接触，使破碎触头310与多晶硅棒400持续共振，对多晶硅棒400进行破碎，这种多晶硅棒400的破碎方法使多晶硅棒400进行整体的破碎，破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质，满足大批量生产的多晶硅棒400的破碎，并节省人力，节省时间，提高效率。
使用多晶硅棒破碎装置100的固有频率采集仪321测定多晶硅棒400的固有频率，再调节多晶硅棒破碎装置100的振动电机的振动频率与固有频率一致。多晶硅棒400的固有频率通过固有频率采集仪321进行测定，使多晶硅棒400的固有频率更加准确，不断增加振动电机的振动频率，是振动电机的振动频率与多晶硅棒400的固有频率一致，从而使破碎触头310的振动频率与多晶硅棒400的固有频率一致，对多晶硅棒400进行破碎。
破碎触头310振动的过程中，对破碎触头310沿多晶硅棒400的径向施以一设定的力以使破碎触头310始终与多晶硅棒400接触，在破碎触头310与多晶硅棒400产生间隔的时候，需要对破碎触头310施加持续的力，使破碎触头310始终与多晶硅棒400接触，以便多晶硅棒400的整体的破碎。
实施例2
本实施例也提供了一种多晶硅棒破碎装置500，本实施例是在实施例1的技术方案的基础上进行的改进，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已经公开的技术方案不再重复描述，本实施例与实施例1的区别在于本实施例中振动破碎单元300的个数为四个。
图3为本实施例提供的多晶硅棒破碎装置500的原理框图。请参阅图3，本实施例中，多晶硅棒破碎装置500包括电能供应模块200和四个振动破碎单元300。
生产的多晶硅棒400一般是直径130cm、长度为260cm的多晶硅棒400，其长度较长，为了保证多晶硅棒400的整体破碎，多晶硅棒破碎装置500具有四个振动破碎单元300，每个振动破碎单元300均包括破碎触头310、检测模块320、调频振动模块330、控制模块340。
本实施例中，四个振动破碎单元300具有四个破碎触头310，分别设置于多晶硅棒400的不同的部位，每个振动破碎单元300通过控制模块340，逐渐升高调频振动模块330的振动频率，当与调频振动模块330连接的破碎触头310的振动频率和多晶硅棒400的固有频率一致时，多晶硅棒400发生共振现象，根据共振现象的出现即可以确定该多晶硅棒400的不同位置的固有频率，设定调频振动模块330连接的破碎触头310的振动频率与固有频率一致，并通过驱动装置350使破碎触头310朝向多晶硅棒400的轴线方向运动，对多晶硅棒400进行整体的破碎。同时，多晶硅棒400的破碎更加均匀，容易控制多晶硅块的大小，使破碎的多晶硅块大小均匀，减小破碎过程中产生的微粉，提高破碎的多晶硅块的品质，并节省人力，节省时间，提高效率。
类似的实施方式还可以是：四个振动破碎单元300的驱动装置350联合为一个驱动装置350，同时对四个破碎触头310进行驱动，使四个破碎触头310均朝向多晶硅棒400的轴线方向运动，可以节约多晶硅棒破碎装置500的成本，使其结构更加简单。
类似的实施方式还可以是：每个振动破碎单元300均设置一个电能供应模块200，使电能供应模块200能够单独对每个振动破碎单元300进行控制，并给予其动能，能够根据生产需求控制使用的振动破碎单元300的个数。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
技术特征：
1.一种多晶硅棒破碎方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、将多晶硅棒置于破碎装置中，并将所述破碎装置的破碎触头与所述多晶硅棒的表面接触；
(2)、调整所述破碎触头的振动频率与所述多晶硅棒的固有频率一致，在所述多晶硅棒破碎之前，保持所述破碎触头始终与所述多晶硅棒接触。
2.根据权利要求1所述的多晶硅棒破碎方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述破碎触头振动的过程中，对所述破碎触头沿所述多晶硅棒的径向施以一设定的力以使所述破碎触头始终与所述多晶硅棒接触。
3.根据权利要求1所述的多晶硅棒破碎方法，其特征在于，所述步骤(2)中，使用固有频率采集仪测定所述多晶硅棒的固有频率，再调节所述破碎装置的振动电机的振动频率与所述固有频率一致。
4.一种多晶硅棒破碎装置，其特征在于，包括至少一个振动破碎单元，每个所述振动破碎单元包括破碎触头、用于测定所述多晶硅棒的固有频率的检测模块以及调频振动模块，所述破碎触头具有用于与所述多晶硅棒接触的工作面，所述破碎触头连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述破碎触头沿设定的方向运动以使所述工作面始终与所述多晶硅棒接触，所述调频振动模块与所述破碎触头连接并用于调节所述破碎触头的振动频率，所述检测模块与所述调频振动模块电连接。
5.根据权利要求4所述的多晶硅棒破碎装置，其特征在于，所述检测模块包括用于测定所述多晶硅棒的固有频率的固有频率采集仪和用于获取所述工作面与所述多晶硅棒间的压力的压力传感器，所述固有频率采集仪与所述调频振动模块电连接，所述压力传感器与所述驱动装置电连接。
6.根据权利要求5所述的多晶硅棒破碎装置，其特征在于，所述振动破碎单元还包括控制模块，所述控制模块与所述调频振动模块电连接。
7.根据权利要求6所述的多晶硅棒破碎装置，其特征在于，所述多晶硅棒破碎装置还包括电能供应模块，所述固有频率采集仪、所述压力传感器、所述调频振动模块、所述驱动装置和所述控制模块均与所述电能供应模块电连接。
8.根据权利要求4所述的多晶硅棒破碎装置，其特征在于，所述破碎触头由钨钴合金或金刚石制成。
9.根据权利要求4所述的多晶硅棒破碎装置，其特征在于，所述调频振动模块为调频振动电机。
10.根据权利要求4所述的多晶硅棒破碎装置，其特征在于，所述驱动装置为液压驱动系统。
技术总结
发明提供一种多晶硅棒破碎方法及多晶硅棒破碎装置，属于多晶硅技术领域。破碎方法包括将多晶硅棒置于破碎装置中，并将破碎装置的破碎触头与多晶硅棒的表面接触。调整破碎触头的振动频率与多晶硅棒的固有频率一致，在多晶硅棒破碎之前，保持破碎触头始终与多晶硅棒接触。破碎装置中破碎触头连接有驱动装置，驱动装置用于驱动破碎触头沿设定的方向运动以使工作面始终与多晶硅棒接触。调频振动模块与破碎触头连接并用于调节破碎触头的振动频率，检测模块与调频振动模块电连接。通过此破碎装置实施的破碎方法，使多晶硅块大小可控，有效减少碎料和微粉的产生，满足大批量生产的多晶硅的破碎，节省人力，节省时间，提高破碎效率。
技术研发人员：鲍守珍;郑连基;马龙;高志明;金珍海;王生红;蔡延国;宗冰;王体虎
受保护的技术使用者：亚洲硅业（青海）有限公司
文档号码：201611009573
技术研发日：2016.11.16
技术公布日：2017.02.15
声明：
“多晶硅棒破碎方法及多晶硅棒破碎装置与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：亚洲硅业（青海）有限公司;
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2024年12月20日 ~ 22日 
