CN102703979B - 一种自适应蓝宝石长晶炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓝宝石长晶炉，尤其是一种热交换法蓝宝石长晶炉。包括炉体，包含炉盖和炉体底板的密闭容器；坩埚，用于蓝宝石晶体生长的容器；保温装置，炉体内围绕坩埚外周设置的保温装置，用于维持坩埚热场；加热装置，用于提供蓝宝石生长所需热量的装置；换热装置，包括设于坩埚底部的托座、与托座相连的换热管以及提供换热管中冷却介质循环的压缩机，换热管炉外部分配有卡套机构，换热管通过该卡套机构与炉体底板固定连接；其特征在于所述卡套机构的卡套接头和炉体底板之间设有一段密闭的弹性伸缩波纹管。本发明是一种载重自适应的蓝宝石长晶炉，能适应不同重量的载重，能始终保持换热管的外形完整及与坩埚相对位置的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝宝石长晶炉，尤其是一种热交换法蓝宝石长晶炉。
背景技术
现有的热交换法蓝宝石长晶炉的结构如图1所示，其换热装置的换热管是在装料前进行位置固定，之后于炉体一直处于相对静止状态。
该结构蓝宝石长晶炉的不足有：
1、在换热装置固定后再装坩埚，需要精确调制支持坩埚的支撑环，以确保坩埚的中心位置与换热装置的中心位置重合，同时调整坩埚处于水平位置，这样既难以同时达到两个目的，又很花费时间，直接影响到生产效率；
2、坩埚先固定位置后，在装载大重量原料情况下，由于重力作用下容易使热交换器变形，也可能导致坩埚内籽晶的偏向和位移，影响晶体质量和热交换器的使用寿命。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种对载重自适应的蓝宝石长晶炉，能适应不同重量的载重，能始终保持换热管的外形完整及与坩埚相对位置的稳定。
本发明的具体技术方案是：
一种自适应蓝宝石长晶炉，包括
炉体，包含炉盖和炉体底板的密闭容器；
坩埚，用于蓝宝石晶体生长的容器；
保温装置，炉体内围绕坩埚外周设置的保温装置，用于维持坩埚热场；
加热装置，用于提供蓝宝石生长所需热量的装置；
换热装置，包括设于坩埚底部的托座、与托座相连的换热管以及提供换热管中冷却介质循环的压缩机，换热管炉外部分配有卡套机构，换热管通过该卡套机构与炉体底板固定连接；
其特征在于所述卡套机构的卡套接头和炉体底板之间设有一段密闭的弹性伸缩波纹管。
优化地，所述弹性伸缩波纹管的一端设有用于密闭固接卡套接头的连接块，另一端设有用于密闭连接炉体底板的法兰。
优化地，所述连接块底部设有容纳卡套的环槽。
优化地，所述法兰和连接块配有密封垫片。
波纹管是压力测量仪表中的一种测压弹性元件，它具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体。波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。
波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆帕。另外，波纹管也可以用作密封隔离元件，将两种介质分隔开来或防止有害流体进入设备的测量部分。它还可以用作补偿元件，利用其体积的可变性补偿仪器的温度误差。有时也用作为两个零件的弹性联接接头等。波纹管按构成材料可分为金属波纹管、非金属波纹管两种；按结构可分为单层和多层。单层波纹管（见图）应用较多。多层波纹管强度高，耐久性好，应力小，用在重要的测量中。波纹管的材料一般为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因康镍尔合金等。
在本发明中，波纹管的作用是热交换管的承重缓冲。热交换法蓝宝石长晶炉由于存在密闭性要求，是常规的承重缓冲装置难以达到的，而波纹管具有良好的密闭性和可延展性，可同时满足密闭性和缓冲两个要求。
本发明蓝宝石长晶炉，在换热装置未锁定的状态下开始装料，在原料的重力作用下换热装置处于自由状态下，可以在下自由运动，避免因200kg以上的较重原料的重力造成换热装置机械性破坏，也可以避免换热装置对坩埚的反作用力改变坩埚内的籽晶方向或位置，籽晶方向或位置的微小改变会造成很多的晶体缺陷如孪晶、晶界、位错、气泡等；在完成全部原料装载后，将换热装置固定并保证与坩埚底部的良好接触，以便在晶体生长过程中将足够的热量带走从而建立合适的温度梯度，完成晶体的生长。
本发明蓝宝石长晶炉既可以承受更大的重量，实现大重量晶体的生长，又延长换热装置的使用寿命，解决了200公斤以上较重原料装载的问题。
附图说明
图1为现有技术热交换法蓝宝石长晶炉结构示意图。
图2为本发明热交换法蓝宝石长晶炉结构示意图。
图3为本发明热交换法蓝宝石长晶炉改进型结构示意图。
其中，炉体1，坩埚2，加热装置3，托座4，换热管5，炉体底板6，卡套7，卡套接头8，法兰9，波纹管10，法兰11，连接块12，卡套13。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的描述。
如图2和图3所示， 蓝宝石长晶炉包括炉体1，坩埚2，保温装置，加热装置3和换热装置。换热装置包括设于坩埚2底部的托座4、与托座4相连的换热管5以及提供换热管6中冷却介质循环的压缩机，换热管5炉外部分配有卡套机构，换热管5通过该卡套机构与炉体底板6固定连接。该卡套机构包括卡套和卡套接头8。
图2所示卡套机构的卡套接头8和炉体底板6之间设有一段密闭的弹性伸缩波纹管10，波纹管10的一端设有用于密闭固接卡套接头8的连接块12，另一端设有用于密闭连接法兰9的法兰11，法兰11与法兰9密闭连接。该结构的优势在于可沿用现有技术的配件。
图3所示卡套机构的卡套接头8和炉体底板6之间设有一段密闭的弹性伸缩波纹管10，波纹管10的一端设有用于密闭固接卡套接头8的连接块12，另一端设有用于密闭连接炉体底板6的法兰11。
所述连接块6底部可设有容纳卡套的环槽，法兰11和连接块12可配有密封垫片。
Claims (4)
1.一种自适应蓝宝石长晶炉，包括
炉体，包含炉盖和炉体底板的密闭容器；
坩埚，用于蓝宝石晶体生长的容器；
保温装置，炉体内围绕坩埚外周设置的保温装置，用于维持坩埚热场；
加热装置，用于提供蓝宝石生长所需热量的装置；
换热装置，包括设于坩埚底部的托座、与托座相连的换热管以及提供换热管中冷却介质循环的压缩机，换热管炉外部分配有卡套机构，换热管通过该卡套机构与炉体底板固定连接；
其特征在于所述卡套机构的卡套接头和炉体底板之间设有一段密闭的弹性伸缩波纹管。
2.根据权利要求1所述的自适应蓝宝石长晶炉，其特征在于所述弹性伸缩波纹管的一端设有用于密闭固接卡套接头的连接块，另一端设有用于密闭连接炉体底板的法兰。
3.根据权利要求2所述的自适应蓝宝石长晶炉，其特征在于所述连接块底部设有容纳卡套的环槽。
4.根据权利要求2所述的自适应蓝宝石长晶炉，其特征在于所述法兰和连接块配有密封垫片。
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