CN102851732B - 蓝宝石单晶炉的称重机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于蓝宝石单晶炉的称重机构，称重负载板配有称重轴承座，称重负载板的下表面设有三个均布在同心圆周上的支撑槽口，承载旋转轴穿过称重轴承座，并通过调心滚子轴承和滚针轴承定位于称重轴承座中；称重支撑底板中心设有贯穿孔，贯穿孔周边均匀分布一个称重辅助支柱和两个称重传感器，它们通过螺栓固定安装在称重支撑底板上，两个不同量程的传感器，称重辅助支柱和小量程称重传感器均配有小量程称重支点，大量程称重传感器配有大量程称重支点；安装在称重负载板上的承载旋转轴穿过称重支撑底板中心的贯穿孔，设在称重支撑底板上的三个称重支点分别与称重负载板下表面的三个均布的支撑槽口配合接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体生长用的称重机构，尤其是一种用于泡生法蓝宝石单晶炉的称重机构。
背景技术
随着全球新能源市场的迅速发展，LED产业逐渐成为能源工业新的增长点，已经具备了赶超其他节能产业的能力，在世界范围内呈现迅猛发展之势。
蓝宝石单晶炉是LED产业链中重要的晶体生长设备。目前，世界上用于蓝宝石单晶体生长的主流方法有以下几种：导模法、热交换法和泡生法。泡生法在扩肩生长后的晶锭直径较大，有利于生长出大尺寸、低缺陷密度、高品质的蓝宝石单晶体，因此具有更大的优势。
泡生法蓝宝石单晶炉内的称重机构是晶体生长过程中的重量信号收集与反馈系统，也是整个晶体生长过程中最重要的参考数据与评判依据。传统蓝宝石单晶炉所使用的称重机构，多采用单个大量程传感器，导致晶体在生长初期的称重信号不准确，对晶体生长过程造成误导。同时传统蓝宝石单晶炉所使用的称重机构的旋转部件，未设置调心调节装置，致使承载旋转轴在运转过程中容易发生偏载，产生较大误差，导致信号不稳或失真。
目前，在蓝宝石单晶炉称重机构中设置两个称重传感器：即小量程称重传感器和大量程称重传感器，通过调节称重支点的高度来实现承载旋转轴的垂直度，并通过调心滚子轴承和滚针轴承实现调心功能的设计思路未见诸报道。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有蓝宝石长晶炉的称重机构采用单个大量程称重传感器，称重信号误差大；称重机构刚性连接，无法实现调心自适应，导致信号不稳或失真等问题，提供一种新的用于蓝宝石单晶炉的称重机构。
本发明的目的是这样实现的：一种用于蓝宝石单晶炉的称重机构，其特征在于：包括称重支撑底板、称重辅助支柱、三个称重支点、两个称重传感器、称重负载板、称重轴承座、承载旋转轴，其中：
a)称重负载板配有同心设置的称重轴承座，称重轴承座通过螺栓与称重负载板固定连接，称重负载板的下表面设有三个支撑槽口，它们均布在称重负载板的同心圆周上，承载旋转轴穿过称重轴承座，其上端通过调心滚子轴承下端通过滚针轴承定位于称重轴承座中；
b) 称重支撑底板中心设有贯穿孔，贯穿孔周边均匀分布一个称重辅助支柱和两个称重传感器，它们通过螺栓固定安装在称重支撑底板上，两个称重传感器的重力量程相差9-11倍，称重辅助支柱和两个称重传感器均配有称重支点；
c)安装在称重负载板上的承载旋转轴穿过称重支撑底板中心的贯穿孔，设在称重支撑底板上的三个称重支点分别与称重负载板下表面的三个均布的支撑槽口配合接触。
在本发明的技术方案中：称重支撑底板、称重辅助支柱、三个称重支点、两个称重传感器、称重负载板、称重轴承座、承载旋转轴均采用不锈钢材料制作。
在本发明的技术方案中：所述的称重支点通过螺杆连接，螺杆上均配有高度调节螺母，通过调节螺母，改变各称重支点高度，使称重负载板处于水平位置。
在本发明的技术方案中：一个称重传感器的重力量程为50N，另一个称重传感器的重力量程为500N，重力量程为50N以及称重辅助支柱上配有相同的小量程称重支点，重力量程为500N上配有大量程称重支点，承载旋转轴下端悬挂蓝宝石单晶锭的最大重力负载≤900N。
本发明的优点在于：由于在称重机构中采用小量程称重传感器和大量程称重传感器，使得晶体生长初期的重力信号采集更为准确；由于称重机构中的小量程称重支点、大量程称重支点上分别设有调节螺母，可以调节各称重支点的高度，使称重负载板在称重时处于水平状态；由于在称重机构中运用调心滚子轴承和滚针轴承进行调心，可以避免承载旋转轴偏载，确保称重机构的输出信号误差及波动较小，称重更为精确。
附图说明
图1是本发明涉及的称重机构的一种实施例结构示意图；
图2是称重负载板上支撑槽口的位置图。
图中：1、称重支撑底板，2、称重辅助支柱，3、小量程称重支点，4、大量程称重支点，5、小量程称重传感器，6、大量程称重传感器，7、称重负载板，8、称重轴承座，9、承载旋转轴，10、调心滚子轴承，11、滚针轴承，12、调节螺母，13、支撑槽口。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明涉及的一种实施例的具体结构，下面结合附图对本发明的这一实施例作进一步地描述。
由图1和图2可见，本发明包括称重支撑底板1、称重辅助支柱2、三个称重支点、两个称重传感器、称重负载板7、称重轴承座8、承载旋转轴9，其中：
称重负载板7配有同心设置的称重轴承座8，称重轴承座8通过螺栓与称重负载板7固定连接，称重负载板7的下表面设有三个支撑槽口13，它们均布在称重负载板7的同心圆周上，承载旋转轴9穿过称重轴承座8，其上端通过调心滚子轴承10下端通过滚针轴承11定位于称重轴承座8中。称重支撑底板1中心设有贯穿孔，贯穿孔周边均匀分布一个称重辅助支柱2和两个称重传感器，它们通过螺栓固定安装在称重支撑底板1上，两个传感器中，一个为小量程称重传感器5，另一个为大量程称重传感器6，称重辅助支柱2和小量程称重传感器5均配有小量程称重支点3，大量程称重传感器6配有大量程称重支点4。安装在称重负载板7上的承载旋转轴9穿过称重支撑底板1中心的贯穿孔，设在称重支撑底板1上的三个称重支点分别与称重负载板7下表面的三个均布的支撑槽口13配合接触。
在本实施例中：称重支撑底板1、称重辅助支柱2、三个称重支点、两个称重传感器、称重负载板7、称重轴承座8、承载旋转轴9均采用不锈钢材料制作。所述的小量程称重支点3、大量程称重支点4通过螺杆连接，螺杆上均配有高度调节螺母12，通过调节螺母12，可以改变各称重支点高度，使称重负载板7称重时处于水平位置。小量程称重传感器5的重力量程为50N，大量程称重传感器6的重力量程为500N，承载旋转轴下端悬挂蓝宝石单晶锭的最大重力负载≤900N。
实际使用时，被计量物悬挂于承载旋转轴9的下方，当承载旋转轴9在旋转运动中发生偏载时，调心滚子轴承10将通过调心功能自动找心，使承载旋转轴9上所受重力能不受阻挡不偏移地传递到称重负载板7上，避免输出信号出现误差及波动。由于三个称重支点将均匀受力，均匀分担称重负载板7上的重力，所以从晶体开始生长到晶体重量为150N（15Kg），这一阶段小量程称重传感器5将反馈其信号给控制系统，而大量程传感器6则不启动。当晶体继续生长，其重量大于150N（15Kg）时自动切换，大量程称重传感器6开始工作，并将反馈信号传输给控制系统，而小量程称重传感器因过载保护，将不输出其信号。实现了小量程称重传感器5和大量程称重传感器6的连续分段工作。
Claims (4)
1. 一种用于蓝宝石单晶炉的称重机构，其特征在于：包括称重支撑底板、称重辅助支柱、三个称重支点、两个称重传感器、称重负载板、称重轴承座、承载旋转轴，其中：
a) 称重负载板配有同心设置的称重轴承座，称重轴承座通过螺栓与称重负载板固定连接，称重负载板的下表面设有三个支撑槽口，它们均布在称重负载板的同心圆周上，承载旋转轴穿过称重轴承座，其上端通过调心滚子轴承下端通过滚针轴承定位于称重轴承座中；
b) 称重支撑底板中心设有贯穿孔，贯穿孔周边均匀分布一个称重辅助支柱和两个称重传感器，它们通过螺栓固定安装在称重支撑底板上，两个称重传感器的重力量程相差9-11 倍，称重辅助支柱和两个称重传感器均配有称重支点；
c) 安装在称重负载板上的承载旋转轴穿过称重支撑底板中心的贯穿孔，设在称重支撑底板上的三个称重支点分别与称重负载板下表面的三个均布的支撑槽口配合接触。
2. 根据权利要求1 所述的蓝宝石单晶炉的称重机构，其特征在于：称重支撑底板、称重辅助支柱、三个称重支点、两个称重传感器、称重负载板、称重轴承座、承载旋转轴均采用不锈钢材料制作。
3. 根据权利要求1 或2 所述的蓝宝石单晶炉的称重机构，其特征在于：所述的称重支点通过螺杆连接，螺杆上均配有高度调节螺母，通过调节螺母，改变各称重支点高度，使称重负载板处于水平位置。
4. 根据权利要求3 所述的蓝宝石单晶炉的称重机构，其特征在于：一个称重传感器的重力量程为50N，另一个称重传感器的重力量程为500N，重力量程为50N的称重传感器以及称重辅助支柱上配有相同的小量程称重支点，重力量程为500N的称重传感器上配有大量程称重支点，承载旋转轴下端悬挂蓝宝石单晶锭的最大重力负载≤ 900N。
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