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1. WO2018129860 - HIERARCHICAL CLOSED-LOOP CONTROL COOLING DEVICE FOR SAPPHIRE CRYSTAL GROWTH FURNACE

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

权利要求书

1   2   3  

附图

0001  

说明书

发明名称 : 一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备

技术领域

[0001]
本实用新型属于蓝宝石的长晶设备技术领域,具体涉及一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备。

背景技术

[0002]
蓝宝石单晶具有优良的光学、机械、化学和电性能,从0.190um至5.5um波段均具有较高的光学透过率,强度高、耐冲刷、耐腐蚀、耐高温,可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作,因而被广泛用作各种光学元件和红外军事装置、空间飞行器、高强度激光器的窗口材料、各种精密仪器仪表、钟表和其他精密机械的轴承或耐磨元件。蓝宝石单晶的制备技术包括提拉法、焰熔法、柑竭下降法、温度梯度法、导模法、热交换法、水平定向凝固法、泡生法、微量提拉法等,其中泡生法已被国内外多家公司证明是目前最适合产业化生产的一种大尺寸蓝宝石单晶生长方法。泡生法制造蓝宝石晶体的一般过程是将一根受冷的籽晶与熔体接触,界面的温度低于凝固点,籽晶开始生长,为了使晶体不断长大,就需要逐渐降低熔体的温度,同时旋转晶体;也可以缓慢的上提晶体,扩大散热面。
[0003]
目前,市场上对高品质、大尺寸蓝宝石单晶的需求越来越大,保证长晶炉内合理的温度梯度是生长高品质、大尺寸蓝宝石单晶的前提条件。现有的方案中,采用水冷系统获得长晶需要的温度梯度,将水管缠绕在炉壁外侧,通过管道中的冷水带走多余的热量。由于炉壁外表面的面积较大,不能通过水冷系统对炉壁的局部温度进行精细调节,难以获得合适的温度梯度,长晶速度慢;现有方案中多采用开环控制,直接控制进水口的阀门,对经验依赖较大,长晶质量难以保证。
[0004]
实用新型内容
[0005]
本实用新型的目的是克服上述蓝宝石长晶炉水冷系统不能通过水冷系统对炉壁的局部温度进行精细调节,且采用开环控制,对经验依赖较大,长晶质量难以保证的不足,提供一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备。
[0006]
为解决上述技术问题,本实用新型通过以下技术方案实现:一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备,包括PLC控制器、供水泵和五级冷却组件,长晶炉的炉壁沿炉体轴向等分为五段,所述五级冷却组件分别设于五段炉壁的外侧;每一级冷却组件包括冷却水管、温度传感器和电子流量阀,冷却水管缠绕在炉壁外,冷却水管的进水口上设有电子流量阀,出水口处设有温度传感器;五级冷却组件的温度传感器信号输出端分别与PLC控制器 的信号输入端连接,PLC控制器的信号输出端分别与五级冷却组件的电子流量阀控制端连接;所述供水泵的出水口通过管道分别与五级冷却组件的冷却水管进水口连接,PLC控制器的信号输出端与供水泵控制端连接。
[0007]
作为本实用新型一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备的进一步改进,所述供水泵为双吸式离心泵。
[0008]
作为本实用新型一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备的进一步改进,所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
[0009]
本实用新型所提供的一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备,将长晶炉的炉壁沿炉体轴向等分为五段,五段炉壁的外侧分别设有五级冷却组件,可实现对炉壁的局部温度进行精细调节;PLC控制器接收冷却水管出水口的温度信号,根据出水温度控制电子流量阀,实现对进水量的调节,对温度控制更精确;同时,PLC控制器可控制供水泵供水压力,配合电子流量阀的调节,可增大冷水流量的调节范围。本实用新型对炉壁的局部温度、温度控制的精确度和冷水流量的调节范围均具有良好效果,且实现本实用新型结构的成本较低,应用前景良好。

附图说明

[0010]
图1为本实用新型分级闭环控制冷却设备的结构示意图;
[0011]
附图标记:1、PLC控制器,2、供水泵,3、冷却水管,4、温度传感器,5、电子流量阀。

具体实施方式

[0012]
下面结合实施例和附图对本实用新型一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备的技术方案作进一步描述。
[0013]
如图1所示,一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备,包括PLC控制器1、供水泵2和五级冷却组件,长晶炉的炉壁沿炉体轴向等分为五段,所述五级冷却组件分别设于五段炉壁的外侧;每一级冷却组件包括冷却水管3、温度传感器4和电子流量阀5,冷却水管3缠绕在炉壁外,冷却水管3的进水口上设有电子流量阀5,出水口处设有铂电阻温度传感器4;五级冷却组件的温度传感器4信号输出端分别与PLC控制器1的信号输入端连接,PLC控制器1的信号输出端分别与五级冷却组件的电子流量阀5控制端连接;所述供水泵2为双吸式离心泵,供水泵2的出水口通过管道分别与五级冷却组件的冷却水管3进水口连接,PLC控制器1的信号输出端与供水泵2控制端连接。
[0014]
本实用新型所提供的一种蓝宝石长晶炉的分级闭环控制冷却设备,将长晶炉的炉壁沿炉体轴向等分为五段,五段炉壁的外侧分别设有五级冷却组件,可实现对炉壁的局部温度 进行精细调节;PLC控制器1接收冷却水管3出水口的温度信号,根据出水温度控制电子流量阀5,实现对进水量的调节,对温度控制更精确;同时,PLC控制器1可控制供水泵2供水压力,配合电子流量阀5的调节,可增大冷水流量的调节范围。本实用新型对炉壁的局部温度、温度控制的精确度和冷水流量的调节范围均具有良好效果,且实现本实用新型结构的成本较低,应用前景良好。
[0015]
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡未脱离本实用新型技术方案内容,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种用于蓝宝石晶棒磨削的夹具,包括基座(1)、第一卡盘(2)和第二卡盘(3),其特征在于:基座(1)前挡板(10)与后挡板(4)之间设置有两平行的滑杆(9),滑杆(9)安装有可以沿滑杆(9)滑动的活动挡板(8),活动挡板(8)中间底部配合连接有用于调节活动挡板(8)的长度调节丝杠(11),长度调节丝杠(11)通过螺纹配合与活动挡板(8)连接,长度调节丝杠(11)与基座(1)的前挡板(10)和后挡板(4)通过嵌于前挡板(10)和后挡板(4)内部的轴承配合连接,长度调节丝杠(11)与前挡板(10)连接的一端设有通过旋转可控制活动挡板(8)沿滑杆(9)滑动的手柄,基座(1)后挡板(4)内表面设有滑槽,活动挡板(8)与后挡板(4)相对的一侧设有滑槽,第一卡盘(2)和第二卡盘(3)的一端均设有突出的滑块,第一卡盘(2)通过滑块滑槽配合连接于后挡板(4),第二卡盘(3)通过滑块滑槽配合连接于活动挡板(8),所述的第一卡盘(2)和第二卡盘(3)均由两个相对的卡块组成,卡块截面为“V”形,第一卡盘(2)一侧设有与第二卡盘(3)连接的伸缩杆(5),伸缩杆侧面设有同步宽度调节丝杠(6),第一卡盘(2)和第二卡盘(3)的另一侧均设有用于调节第一卡盘(2)和第二卡盘(3)的异步宽度调节丝杠(7)。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶棒磨削的夹具,其特征在于:所述的同步宽度调节丝杠(6)与基座(1)通过螺纹配合连接,异步宽度调节丝杠(7)与基座(1)通过螺纹配合连接。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶棒磨削的夹具,其特征在于:所述的后挡板(4)高于第一卡盘(2)底部,活动挡板(8)高于第二卡盘(3)底部。

附图

[ 图 0001]