藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，主要晶體生長(zhǎng)爐組成，其特征在于：在所述晶體生長(zhǎng)爐上還連接有氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)，所述氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過(guò)出氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐上的冷卻器、以及通過(guò)進(jìn)氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐上的氦氣壓縮凈化機(jī)組，所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組通過(guò)管道連接，在所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間的管道上還設(shè)有過(guò)濾器。本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且成本低廉，通過(guò)氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)可將晶體生長(zhǎng)爐中輸出的高溫低壓氦氣轉(zhuǎn)化為低溫高壓氦氣，并提供給晶體生長(zhǎng)爐生產(chǎn)藍(lán)寶石使用，從而形成氦氣的循環(huán)使用回路；同時(shí)，還可對(duì)流通中的氦氣進(jìn)行除雜，即可提高氦氣的純度，保證了藍(lán)寶石的質(zhì)量，因此適合推廣使用。
【專利說(shuō)明】藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人造藍(lán)寶石屬剛玉族，硬度為9，密度為3.95~4.1克/立方厘米，其化學(xué)成分為三氧化二鋁。由于藍(lán)寶石硬度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在功能材料制備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，除了作為人工寶石制作首飾外，最重要的功能是作為晶體器件和薄膜制備的襯底。在應(yīng)用上，因藍(lán)寶石具備高熔點(diǎn)、抗腐蝕性、高硬度、抗磨損以及電絕緣等特性，目前工業(yè)上主要應(yīng)用為特殊環(huán)境的光學(xué)視窗、機(jī)械軸承零件、軍工材料等。在高科技電子領(lǐng)域則可用于藍(lán)白光LEDs,RFICs與藍(lán)光鐳射元件之基板材料等。近年來(lái)，藍(lán)寶石還陸續(xù)出現(xiàn)應(yīng)用于生物醫(yī)療器械等特殊領(lǐng)域。
[0003]由于人造藍(lán)寶石在高科技領(lǐng)域日益擴(kuò)大化的諸多應(yīng)用，催生了人造藍(lán)寶石制造設(shè)備的研制和生產(chǎn)。在制造人造藍(lán)寶石的幾種形式的生產(chǎn)設(shè)備中，熱交換式藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)爐生產(chǎn)過(guò)程需要配置一套介質(zhì)為氦氣的冷卻系統(tǒng)，要求氣量大，無(wú)油潔凈，壓力恒定循環(huán)使用的氦氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以氦氣為介質(zhì)，并能為藍(lán)寶石生產(chǎn)提供氣量大、無(wú)油潔凈、壓力恒定循環(huán)使用的氦氣的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0005]發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): [0006]藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，主要晶體生長(zhǎng)爐組成，在所述晶體生長(zhǎng)爐上還連接有氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)，所述氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過(guò)出氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐上的冷卻器、以及通過(guò)進(jìn)氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐上的氦氣壓縮凈化機(jī)組，所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組通過(guò)管道連接，在所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間的管道上還設(shè)有過(guò)濾器。
[0007]進(jìn)一步的，所述氦氣壓縮凈化機(jī)組中的壓縮機(jī)采用的是雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。
[0008]為了便于測(cè)量進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的流量，在所述進(jìn)氣管上設(shè)有流量計(jì)。
[0009]為了便于控制進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的流量，在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有流量控制器。
[0010]為了便于測(cè)量進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的壓力，在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有壓力表。
[0011]再進(jìn)一步的，所述氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)還包括補(bǔ)氣裝置，所述補(bǔ)氣裝置包括連接在進(jìn)氣管上的高壓充氣管，在所述高壓充氣管上設(shè)有高壓充氣閥。
[0012]為了使高壓充氣管能順利的將高壓氦氣輸入晶體生長(zhǎng)爐中，在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有位于高壓充氣管與晶體生長(zhǎng)爐之間的送氣閥。
[0013]更進(jìn)一步的，所述補(bǔ)氣裝置還包括設(shè)置在氦氣壓縮凈化機(jī)組與過(guò)濾器之間的低壓充氣管，在所述低壓充氣管上還設(shè)有由低壓充氣閥以及回氣逆止閥組成的低壓補(bǔ)氣閥組。
[0014]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在所述低壓充氣管與過(guò)濾器之間還設(shè)有由回氣閥以及回氣逆止閥組成的回氣閥組。
[0015]為了確保效果，在所述冷卻器上分別設(shè)有用于冷卻水流通的進(jìn)水管以及出水管。
[0016]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0017](I)本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且成本低廉，冷卻器、過(guò)濾器以及氦氣壓縮凈化機(jī)組組成的氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)可將晶體生長(zhǎng)爐中輸出的高溫低壓氦氣轉(zhuǎn)化為低溫高壓氦氣，并提供給晶體生長(zhǎng)爐生產(chǎn)藍(lán)寶石使用，從而形成氦氣的循環(huán)使用回路；同時(shí)，還可對(duì)流通中的氦氣進(jìn)行除雜，即可提高進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐中的氦氣的純度，因此可保證晶體生長(zhǎng)爐中生產(chǎn)的藍(lán)寶石的質(zhì)量。
[0018](2)本發(fā)明的氦氣壓縮凈化機(jī)組中的壓縮機(jī)采用的是雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)體積小，氣量大，能耗低，噪聲以及震動(dòng)都很小，能滿足設(shè)備長(zhǎng)期可靠的工作要求。
[0019](3)本發(fā)明的進(jìn)氣管上設(shè)有流量計(jì)，便于測(cè)量進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的流量。
[0020](4)本發(fā)明的進(jìn)氣管上還設(shè)有流量控制器，便于控制進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的流量。[0021](5)本發(fā)明的進(jìn)氣管上還設(shè)有壓力表，便于測(cè)量進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的壓力值。
[0022](6)本發(fā)明的氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)還包括補(bǔ)氣裝置，通過(guò)該補(bǔ)氣裝置可補(bǔ)充在流通過(guò)程中泄露的氦氣，以保證氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)所需的氦氣量；所述補(bǔ)氣裝置包括連接在進(jìn)氣管上的聞壓充氣管，便于通過(guò)該聞壓充氣管補(bǔ)充聞壓氦氣。
[0023](7)本發(fā)明的進(jìn)氣管上還設(shè)有位于高壓充氣管與晶體生長(zhǎng)爐之間的送氣閥，以保證高壓充氣管能順利將補(bǔ)充的高壓氦氣輸入晶體生長(zhǎng)爐。
[0024]( 8 )本發(fā)明的補(bǔ)氣裝置還包括設(shè)置在氦氣壓縮凈化機(jī)組與過(guò)濾器之間的低壓充氣管，便于通過(guò)該低壓充氣管補(bǔ)充低壓氦氣；在所述低壓充氣管上還設(shè)有由低壓充氣閥以及回氣逆止閥組成的低壓補(bǔ)氣閥組，通過(guò)該低壓補(bǔ)氣閥組可保證補(bǔ)充的低壓氦氣順利進(jìn)入氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)，以防止低壓氦氣倒流回低壓氦氣源裝置。
[0025](9)本發(fā)明的低壓充氣管與過(guò)濾器之間還設(shè)有由回氣閥以及回氣逆止閥組成的回氣閥組，通過(guò)該回氣閥組可進(jìn)一步保證補(bǔ)充的低壓氦氣順利進(jìn)入氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)，以防止低壓氦氣在氦氣壓縮凈化機(jī)組與冷卻器之間倒流。
[0026](10)本發(fā)明的冷卻器上分別設(shè)有用于冷卻水流通的進(jìn)水管以及出水管，便于使用工業(yè)用水對(duì)冷卻器進(jìn)行冷卻，以便于使用工業(yè)用水對(duì)晶體生長(zhǎng)爐輸出的高溫氦氣進(jìn)行冷卻。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明:
[0029]實(shí)施例
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，主要有晶體生長(zhǎng)爐組成，晶體生長(zhǎng)爐用于藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)。在生產(chǎn)藍(lán)寶石的過(guò)程中需要使用氦氣為冷卻介質(zhì)，本發(fā)明的氦氣介質(zhì)循環(huán)使用，因此在所述晶體生長(zhǎng)爐上還連接有氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)。所述氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻器以及氦氣壓縮凈化機(jī)組，所述冷卻器通過(guò)出氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐的出氣端，所述氦氣壓縮凈化機(jī)組則通過(guò)進(jìn)氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐的進(jìn)氣端。所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間通過(guò)管道連接，從而使晶體生長(zhǎng)爐與冷卻器以及氦氣壓縮凈化機(jī)組形成一個(gè)氦氣流通的封閉回路，即可使氦氣介質(zhì)能循環(huán)使用。
[0031]所述晶體生長(zhǎng)爐中的高溫氦氣通過(guò)出氣管進(jìn)入冷卻器，本發(fā)明使用工業(yè)用水對(duì)冷卻器進(jìn)行冷卻，因此在所述冷卻器上設(shè)有用于冷卻水流通的進(jìn)水管以及出水管。為了便于除去經(jīng)水冷卻后的氦氣中的雜質(zhì)，在所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間的管道上還設(shè)有過(guò)濾器，如圖1所示。為了便于檢測(cè)進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的流量，在所述進(jìn)氣管上設(shè)有流量計(jì)。為了便于控制進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的流量，在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有流量控制器，本實(shí)施例中的流量控制器設(shè)置在流量計(jì)與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間。為了便于測(cè)量進(jìn)入晶體生長(zhǎng)爐的氦氣的壓力，在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有壓力表，本實(shí)施例中的壓力表設(shè)置在流量控制器與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間。
[0032]由于晶體生長(zhǎng)爐中輸出的是高溫低壓氦氣，而輸入晶體生長(zhǎng)爐中進(jìn)行冷卻的氦氣需要高壓低溫，本發(fā)明的氦氣壓縮凈化機(jī)組即可用于對(duì)輸入晶體生長(zhǎng)爐中的氦氣進(jìn)行壓縮，即為晶體生長(zhǎng)爐提供高壓氦氣，同時(shí)，該氦氣壓縮凈化機(jī)組進(jìn)一步對(duì)晶體生長(zhǎng)爐中輸出的氦氣進(jìn)行冷卻并除去氦氣中的雜質(zhì)。本發(fā)明的氦氣壓縮凈化機(jī)組也是使用工業(yè)用水進(jìn)行冷卻，因此在所述氦氣壓縮機(jī)組上也連接有用于冷卻水流通的進(jìn)水管以及出水管。本發(fā)明的氦氣壓縮凈化機(jī)組中的壓縮機(jī)采用的是雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)體積小，氣量大，能耗低，噪聲以及震動(dòng)都很小，能滿足設(shè)備長(zhǎng)期可靠的工作要求。同時(shí)，在所述氦氣壓縮凈化機(jī)組的進(jìn)氣端設(shè)有低壓壓力表，而在該氦氣壓縮機(jī)組的出氣端則設(shè)有高壓壓力表。
[0033]由于氦氣在循環(huán)流通過(guò)程中難免發(fā)生泄漏，因此本發(fā)明的氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)還包括補(bǔ)氣裝置，所述補(bǔ)氣裝置包括連接在進(jìn)氣管上的高壓充氣管，在所述高壓充氣管上設(shè)有高壓充氣閥。所述高壓充氣管位于氦氣壓縮凈化機(jī)組與進(jìn)氣管上的壓力表之間，所述高壓充氣管接入高壓氦氣，所述氦氣壓縮凈化機(jī)組同時(shí)提供高壓氦氣，則可通過(guò)進(jìn)氣管上的壓力表直接讀取輸入晶體生長(zhǎng)爐中的氦氣的壓力值。為了便于高壓充氣管能順利補(bǔ)充高壓氦氣，在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有送氣閥，本實(shí)施例中的送氣閥位于壓力表與流量控制器之間，如圖1所示。
[0034]本發(fā)明的補(bǔ)氣裝置還包括連接在氦氣壓縮凈化機(jī)組與冷卻器之間的管道上的氣壓充氣管，所述低壓充氣管設(shè)置在氦氣壓縮凈化機(jī)組與過(guò)濾器之間。在所述低壓充氣管上還設(shè)有低壓補(bǔ)氣閥組，所述低壓補(bǔ)氣閥組由低壓充氣閥以及回氣逆止閥組成，如圖1所示。同時(shí)，在所述氦氣壓縮凈化機(jī)組與冷卻器之間的管道上還設(shè)有回氣閥以及回氣逆止閥組成的回氣閥組，所述回氣閥組設(shè)置在低壓充氣管與過(guò)濾器之間。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，主要晶體生長(zhǎng)爐組成，其特征在于:在所述晶體生長(zhǎng)爐上還連接有氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)，所述氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)包括通過(guò)出氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐上的冷卻器、以及通過(guò)進(jìn)氣管連接在晶體生長(zhǎng)爐上的氦氣壓縮凈化機(jī)組，所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組通過(guò)管道連接，在所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機(jī)組之間的管道上還設(shè)有過(guò)濾器。
2.按照權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述氦氣壓縮凈化機(jī)組中的壓縮機(jī)米用的是雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述進(jìn)氣管上設(shè)有流量計(jì)。
4.按照權(quán)利要求3所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有流量控制器。
5.按照權(quán)利要求4所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有壓力表。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述氦氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)還包括補(bǔ)氣裝置，所述補(bǔ)氣裝置包括連接在進(jìn)氣管上的高壓充氣管，在所述高壓充氣管上設(shè)有高壓充氣閥。
7.按照權(quán)利要求6所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述進(jìn)氣管上還設(shè)有位于高壓充氣管與晶體生長(zhǎng)爐之間的送氣閥。
8.按照權(quán)利要求6所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述補(bǔ)氣裝置還包括設(shè)置在氦氣壓縮凈化機(jī)組與過(guò)濾器之間的低壓充氣管，在所述低壓充氣管上還設(shè)有由低壓充氣閥以及回氣逆止閥組成的低壓補(bǔ)氣閥組。`
9.按照權(quán)利要求8所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述低壓充氣管與過(guò)濾器之間還設(shè)有由回氣閥以及回氣逆止閥組成的回氣閥組。
10.按照權(quán)利要求9所述的藍(lán)寶石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:在所述冷卻器上分別設(shè)有用于冷卻水流通的進(jìn)水管以及出水管。
【文檔編號(hào)】C30B35/00GK103866400SQ201410086708
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】陳勇 申請(qǐng)人:陳勇