一種新型藍(lán)寶石上軸結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型專利屬于晶體生長爐領(lǐng)域，具體涉及一種新型藍(lán)寶石爐的上軸結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球新能源市場的迅速發(fā)展，LED產(chǎn)業(yè)逐漸成為能源工業(yè)新的增長點，已經(jīng)具備了趕超其他節(jié)能產(chǎn)業(yè)的能力，在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展之勢。藍(lán)寶石作為LED產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，其需求逐年穩(wěn)步上升。
[0003]目前，世界上用于藍(lán)寶石晶體生長的主流方式有以下幾種:導(dǎo)模法、熱交換法和泡生法。其中，泡生法因具備大尺寸與高質(zhì)量的單晶優(yōu)點已經(jīng)被越來越多的采用。泡生法藍(lán)寶石晶體生長爐內(nèi)的稱重機構(gòu)往往是晶體生長過程中重量信號收集與反饋系統(tǒng)，也是整個晶體生長過程最重要的參考數(shù)據(jù)和判斷依據(jù)。傳統(tǒng)的藍(lán)寶石所使用的稱重結(jié)構(gòu)，大多都采用一個或者多個大量程的傳感器，并且大量程的傳感器受波紋管或者水冷沖擊的影響，導(dǎo)致晶體生長初期的稱重信號波動大，無法精確測量晶體的生長情況，使晶體生長初期的自動化控制成為焦點。從而導(dǎo)致藍(lán)寶石晶體生長受制于人為因素，實現(xiàn)不了大規(guī)模的批量性生產(chǎn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型藍(lán)寶石上軸結(jié)構(gòu)。
[0005]為解決技術(shù)問題，本實用新型的解決方案如下:
[0006]提供一種新型藍(lán)寶石上軸結(jié)構(gòu)，包括籽晶桿和稱重盒，稱重盒的內(nèi)部設(shè)有第一稱重傳感器、第二稱重傳感器和球面軸承；其中，第一稱重傳感器固定在稱重盒的頂部，第二稱重傳感器的頂端接于第一稱重傳感器的底部，第二稱重傳感器的底部則通過球面軸承與籽晶桿頂端相接，籽晶桿豎直向下穿過稱重盒的底部；
[0007]所述籽晶桿的外部套設(shè)水冷軸套且互不接觸，水冷軸套的外部由上至下依次套設(shè)進出水套、固定套和波紋管；水冷軸套內(nèi)部設(shè)冷卻水通道，水冷軸套上開設(shè)進水口和出水口，分別與進出水套的進水腔和出水腔相對應(yīng)(進、出水腔的設(shè)計，使得水流可與有一個緩流，減少沖擊)；
[0008]所述上軸結(jié)構(gòu)以調(diào)心平臺為支撐，進出水套和固定套均裝設(shè)于調(diào)心平臺上；調(diào)心平臺上還設(shè)有晶轉(zhuǎn)電機，晶轉(zhuǎn)電機通過皮帶接至水冷軸套，固定套的中部開設(shè)缺口用于穿過皮帶。
[0009]作為一種改進，所述進出水套的上下兩端分別設(shè)上部導(dǎo)向軸承和下部導(dǎo)向軸承，兩個導(dǎo)向軸承的外側(cè)均裝有軸承壓蓋；進出水套的內(nèi)部空腔由三個X型密封圈分隔成進水腔和出水腔，進水腔和出水腔分別設(shè)進水管接口和出水管接口。進出水套上下兩端設(shè)置的軸承可以防止出現(xiàn)于水冷軸卡死的現(xiàn)象。
[0010]作為一種改進，所述固定套的底部由磁流體密封件實現(xiàn)封裝。
[0011]作為一種改進，所述波紋管的兩端各設(shè)有法蘭面，分別與固定套底部和爐室相連，波紋管內(nèi)部為密閉空腔。
[0012]作為一種改進，所述水冷軸套的頂端與伸入至稱重盒底部，并由密封件實現(xiàn)密封。
[0013]作為一種改進，所述晶轉(zhuǎn)電機的旋軸端部設(shè)第一皮帶輪，所述水冷軸套上套設(shè)第二皮帶輪，皮帶套接在兩個皮帶輪上。
[0014]作為一種改進，所述水冷軸套內(nèi)部以套筒間隔形成內(nèi)外兩條相互連通的冷卻水通道，且內(nèi)通道與進水口相接，外通道與出水口相接。
[0015]作為一種改進，所述調(diào)心平臺上設(shè)有橫向和縱向的兩根導(dǎo)軌，調(diào)心平臺的兩端設(shè)手柄。手柄用于實現(xiàn)調(diào)心平臺前后與左右的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)在安裝初期，把籽晶桿調(diào)整到與坩禍中心，使得溫度環(huán)境均勻，有利于晶體均勻生長。
[0016]作為一種改進，設(shè)水冷軸套的內(nèi)徑為D，籽晶桿的直徑為d，則應(yīng)滿足4mm ( D-d ( 10mm。通過水冷軸套中的冷卻水來冷卻籽晶桿，增加籽晶桿在高溫環(huán)境下的強度。本實用新型中，第一稱重傳感器與第二稱重傳感器的區(qū)別在于兩者量程范圍是不同的，可以相差一個數(shù)量級。例如，將第二稱重傳感器精度設(shè)為0.lg，將第一稱重傳感器精度設(shè)為lg。
[0017]本實用新型中，由于長晶初期，晶體生長速度緩慢，晶體重量變化細(xì)微，已經(jīng)超出了第一稱重傳感器的精度范圍，因而單憑第一稱重傳感器不能有效的顯示晶體生長初期的狀況。然而由于長晶初期是這個晶體生長周期里最為重要的階段，因而本實用新型中，特地設(shè)計了高精度的第二稱重傳感，從而用于提高長晶初期的稱重測量準(zhǔn)確性。且在晶轉(zhuǎn)與晶升過程中，精度不受影響。兩個稱重傳感器的數(shù)據(jù)都通過信號放大器，把稱重傳感器的模擬信號放大，可精確測量晶體生長初期的晶體重量。
[0018]通過在籽晶桿的外側(cè)應(yīng)用水冷軸套，確保了稱重信號不受進出水的沖擊；波紋管固定在安裝套上，消除了波紋管對稱重信號的影響；在整個拉晶過程中，晶體的重量信號一直處于精準(zhǔn)、平穩(wěn)的狀態(tài)，可以時時的反應(yīng)出爐內(nèi)晶體生長的實際情況，方便與監(jiān)控與判斷；同時，精準(zhǔn)的稱重信號，也給藍(lán)寶石晶體的全自動生長提供了硬件基礎(chǔ)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0020]本實用新型能夠有效的提高上軸機構(gòu)中稱重信號的精度，并且能夠同時滿足上軸水冷要求；在形成一個穩(wěn)定的長晶溫度梯度的條件下，準(zhǔn)確的測出晶體生長重量，長晶初期是晶體生長最為關(guān)鍵的階段，精確的測量晶體重量，將為操作人員提供準(zhǔn)確的晶體生長信息，便于工藝的控制。本實用新型能大大降低藍(lán)寶石晶體生長爐的人工成本，摒棄了晶體質(zhì)量的人為因素，實現(xiàn)了自動化程度高，操作方便，低成本的藍(lán)寶石長晶爐。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中的進出水套的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為水冷軸套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中附圖標(biāo)記:I第一稱重傳感器，2第二稱重傳感器，3球面軸承，4稱重盒，5籽晶桿，6進出水套，7水冷軸套，8調(diào)心平臺，9磁流體密封件，10波紋管，11第一皮帶輪，12晶轉(zhuǎn)電機，13固定套，14上部導(dǎo)向軸承，15X型密封圈，16進水腔，17出水腔，18下部導(dǎo)向軸承，19軸承壓蓋，20進水口，21出水口，22套筒。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施對本使用新型進一步說明:
[0026]根據(jù)附圖1一3所示，該上軸結(jié)構(gòu)能夠滿足在藍(lán)寶石爐拉晶過程中的晶轉(zhuǎn)、真空密封、上軸水冷、精準(zhǔn)稱重等方面的要求。
[0027]在安裝方面:
[0028]調(diào)心平臺8直接安裝在藍(lán)寶石爐的提升系統(tǒng)上，可以跟隨著提升系統(tǒng)一起進行升降運動；在調(diào)心平臺8上面安裝了進出水套6，在其下面安裝了固定套13，而水冷軸套7由上至下的貫穿了進出水套6和固定套13 ;水冷軸套7的上