CN103173740B - Mocvd尾气驱动旋转系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MOCVD尾气驱动旋转系统，叶片式气动马达驱动石墨大盘同轴转动，马达的气室的进气口和出气口与气动系统管路连通；气动系统管路主要由尾气主管、尾气分流管和尾气辅助分流管组成，气动系统管路主要由尾气主管、尾气分流管和尾气辅助分流管，尾气主管与反应腔的尾气出口连通和马达气室连通，尾气分流管与尾气主管和出气口连通，尾气辅助分流管与马达气室和出气口连通，通过调整气动系统管路阀门开度，控制进入马达的反应腔内部的MOCVD反应尾气流量，通过辅助分流阀门的开度，实现无极调节马达的输出功率和转速，还可通过操纵控制气动系统管路的控制阀实现气马达输出轴的正转和反转，并可瞬时换向，驱动效率高，安全可靠。

Description

MOCVD尾气驱动旋转系统

技术领域

本发明涉及一种MOCVD反应器装置，特别是一种大盘旋转系统，应用于光电子材料研究和生产技术领域。

背景技术

半导体照明作为新型高效固体光源，具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点，是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，被认为是第四代的照明新技术，其经济和社会意义巨大。MOCVD已经在光电子材料研究和生产中广泛应用，市场前景广阔，也是LED产业链上影响产品质量降低成本最关键的核心设备。

现有的MOCVD反应装置，无论是垂直式反应器还是水平式反应器，都采用了大盘旋转来获得更加均匀的成膜速度。传统的石墨盘旋转一般采用位于反应腔外部的电动马达来实现，同过磁流体实现反应腔壁与传动系统密封。需要额外消耗能源，且成本昂贵，工艺复杂。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种MOCVD尾气驱动旋转系统，采用MOCVD反应尾气作为旋转动力驱动叶片式马达旋转，从而带动石墨大盘转动。通过控制气动系统管路的MOCVD反应尾气流量，实现无极调节马达的输出功率和转速，并可以通过操纵控制气动系统管路的控制阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向，驱动效率高，安全可靠。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种MOCVD尾气驱动旋转系统，包括马达和传动机构，马达通过传动机构驱动设置于MOCVD反应腔内部的石墨大盘进行旋转，反应腔壁密封，反应腔壁上设有进气口和出气口，进气口位于朝向石墨大盘的成膜工作面一侧的MOCVD反应腔区域外围的反应腔壁上，出气口位于背向石墨大盘的成膜工作面一侧的MOCVD反应腔区域外围的反应腔壁上；传动机构由传动轴和大盘支撑架固定连接形成，石墨大盘固定安装在大盘支撑架上，马达的动力输出主轴带动传动轴旋转，从而同步带动大盘支撑架和石墨大盘同轴转动；马达为叶片式气动马达，马达的气室的进气口和出气口与气动系统管路连通；气动系统管路主要由尾气主管、尾气分流管和尾气辅助分流管组成，气动系统管路设置于背向石墨大盘的成膜工作面一侧的MOCVD反应腔内部，尾气主管的始端与MOCVD反应腔的尾气出口连通，尾气主管的末端与马达的气室连通，在尾气主管上设置主阀门，尾气分流管的始端与尾气主管的连通口位于尾气主管的始端和主阀门之间，尾气分流管的末端与反应腔壁上的出气口连通，在尾气分流管上设置分流阀门，尾气辅助分流管的始端与马达的气室连通，尾气辅助分流管的末端与反应腔壁上的出气口连通，在尾气辅助分流管上设置辅助分流阀门，通过调整主阀门和分流阀门的开度，控制进入马达的MOCVD反应腔内部的MOCVD反应尾气流量，通过辅助分流阀门的开度，调整马达的输出功率及转速。

作为本发明技术方案的改进，气动系统管路还包括换向尾气辅助分流管，换向尾气辅助分流管的始端与尾气主管的连通口位于尾气主管的末端和主阀门之间，换向尾气辅助分流管的末端与反应腔壁上的出气口连通，在换向尾气辅助分流管上设置换向辅助分流阀门；尾气分流管的末端和尾气辅助分流管的末端汇集成单支的排气管，排气管的末端与反应腔壁上的出气口连通，在换排气管上设置排气控制阀门；当保持换向辅助分流阀门处于关闭状态，并保持排气控制阀门打开状态时，能实现马达正转的速度无极调控；当关闭主阀门与排气控制阀门时，并打开分流阀门、辅助分流阀门和换向辅助分流阀门时，实现马达反转，同时通过控制分流阀门、辅助分流阀门和换向辅助分流阀门的开度控制马达的输出功率及反转转速。

上述MOCVD反应腔的尾气出口位于MOCVD反应腔的中心部位，即石墨大盘的中心孔形成MOCVD反应腔的尾气出口；或者MOCVD反应腔的尾气出口位于MOCVD反应腔的内侧周边部位，即石墨大盘的外周侧面与反应腔壁内表面间的间隙形成MOCVD反应腔的尾气出口。

上述马达的叶片采用抗腐蚀的合金制成，马达出口系统包括至少一个排气端口，从而气动马达内的背压就不会减慢马达的转速或减小系统的功率。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明采用MOCVD 反应尾气作为石墨大盘的旋转动力，无需采用外接电动马达，节约了旋转驱动系统的能源消耗；

2. 本发明的马达的转速和功率可以简单的通过调节各控制阀门的开度实现，且可实现马达的输出轴正转与反转的快速切换；

3.由于大盘转动系统位于反应腔内无需使用磁流体密封，大大降低了成本，并提高了系统的安全可靠性。

4.本发明系统结构简单、紧凑，驱动效率高，工艺成本低。

附图说明

图1为本发明实施例一MOCVD尾气驱动旋转系统结构示意图。

图2为本发明实施例一的大盘支撑架结构示意图。

图3为本发明实施例一的石墨大盘结构示意图。

图4为本发明实施例二MOCVD尾气驱动旋转系统结构示意图。

图5为本发明实施例三MOCVD尾气驱动旋转系统结构示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例详述如下：

实施例一：

参见图1～3，在本实施例中，一种MOCVD尾气驱动旋转系统，包括马达6和传动机构，马达6通过传动机构驱动设置于MOCVD反应腔17内部的石墨大盘3进行旋转，反应腔壁16密封，反应腔壁16上设有进气口1和出气口2，进气口1位于朝向石墨大盘3的成膜工作面一侧的MOCVD反应腔17区域外围的反应腔壁16上，出气口2位于背向石墨大盘3的成膜工作面一侧的MOCVD反应腔17区域外围的反应腔壁16上，传动机构由传动轴5和大盘支撑架4固定连接形成，石墨大盘3固定安装在大盘支撑架4上，马达6的动力输出主轴带动传动轴5旋转，从而同步带动大盘支撑架4和石墨大盘3同轴转动；马达6为叶片式气动马达，马达6的气室的进气口和出气口与气动系统管路连通；气动系统管路主要由尾气主管7、尾气分流管8和尾气辅助分流管9组成，气动系统管路设置于背向石墨大盘3的成膜工作面一侧的MOCVD反应腔17内部，尾气主管7的始端与MOCVD反应腔17的尾气出口连通，尾气主管7的末端与马达6的气室连通，在尾气主管7上设置主阀门11，尾气分流管8的始端与尾气主管7的连通口位于尾气主管7的始端和主阀门11之间，尾气分流管8的末端与反应腔壁16上的出气口2连通，在尾气分流管8上设置分流阀门12，尾气辅助分流管9的始端与马达6的气室连通，尾气辅助分流管9的末端与反应腔壁16上的出气口2连通，在尾气辅助分流管9上设置辅助分流阀门13，通过调整主阀门11和分流阀门12的开度，控制进入马达6的MOCVD反应腔17内部的MOCVD反应尾气流量，通过辅助分流阀门13的开度，调整马达6的输出功率及转速。在本实施例中，采用MOCVD反应尾气作为旋转动力驱动叶片式马达旋转，从而带动传动轴5及石墨大盘3转动。通过控制气动系统管路的主管7和各支管以及马达6的进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，实现无极调节马达6输出功率及转速。在本实施例中，采用MOCVD反应尾气作为石墨大盘3的旋转动力，节约了驱动系统的能源消耗，并且由于大盘转动系统和气动系统管路位于反应腔内无需使用磁流体密封，大大降低了成本，并提高了系统的可靠性。

在本实施例中，MOCVD反应腔17的尾气出口位于MOCVD反应腔17的中心部位，即石墨大盘3的中心孔形成MOCVD反应腔17的尾气出口，作为MOCVD反应腔17的尾气出口位置的一种实用性技术方案。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图4，MOCVD反应腔17的尾气出口位于MOCVD反应腔17的内侧周边部位，即石墨大盘3的外周侧面与反应腔壁16内表面间的间隙形成MOCVD反应腔17的尾气出口，作为MOCVD反应腔17的尾气出口位置的另一种实用性技术方案。

实施例三：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图5，气动系统管路还包括换向尾气辅助分流管10，换向尾气辅助分流管10的始端与尾气主管7的连通口位于尾气主管7的末端和主阀门11之间，换向尾气辅助分流管10的末端与反应腔壁16上的出气口2连通，在换向尾气辅助分流管10上设置换向辅助分流阀门15；尾气分流管8的末端和尾气辅助分流管9的末端汇集成单支的排气管，排气管的末端与反应腔壁16上的出气口2连通，在换排气管上设置排气控制阀门14；当保持换向辅助分流阀门15处于关闭状态，并保持排气控制阀门14打开状态时，通过调整主阀门11与分流阀门12，精确控制MOCVD反应尾气进入叶片式马达的流量；通过调整辅助分流阀门13的开度，调整叶片式马达的输出功率及转速，实现马达6正转的速度无极调控；当关闭主阀门11与排气控制阀门14时，并打开分流阀门12、辅助分流阀门13和换向辅助分流阀门15时，实现马达6反转，同时通过控制分流阀门12、辅助分流阀门13和换向辅助分流阀门15的开度控制马达6的输出功率及反转转速，即通过调控各控制阀的工作状态，即简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，能实现马达的输出轴正转与反转的快速切换，并且可以瞬时换向。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明MOCVD尾气驱动旋转系统的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种MOCVD尾气驱动旋转系统，包括马达（6）和传动机构，所述马达（6）通过所述传动机构驱动设置于MOCVD反应腔（17）内部的石墨大盘（3）进行旋转，反应腔壁（16）密封，所述反应腔壁（16）上设有进气口（1）和出气口（2），所述进气口（1）位于朝向所述石墨大盘（3）的成膜工作面一侧的所述MOCVD反应腔（17）区域外围的反应腔壁（16）上，所述出气口（2）位于背向所述石墨大盘（3）的成膜工作面一侧的所述MOCVD反应腔（17）区域外围的反应腔壁（16）上，其特征在于：所述传动机构由传动轴（5）和大盘支撑架（4）固定连接形成，所述石墨大盘（3）固定安装在大盘支撑架（4）上，所述马达（6）的动力输出主轴带动所述传动轴（5）旋转，从而同步带动所述大盘支撑架（4）和所述石墨大盘（3）同轴转动；

所述马达（6）为叶片式气动马达，所述马达（6）的气室的进气口和出气口与气动系统管路连通；

所述气动系统管路主要由尾气主管（7）、尾气分流管（8）和尾气辅助分流管（9）组成，所述气动系统管路设置于背向所述石墨大盘（3）的成膜工作面一侧的所述MOCVD反应腔（17）内部，所述尾气主管（7）的始端与所述MOCVD反应腔（17）的尾气出口连通，所述尾气主管（7）的末端与所述马达（6）的气室连通，在所述尾气主管（7）上设置主阀门（11），所述尾气分流管（8）的始端与所述尾气主管（7）的连通口位于所述尾气主管（7）的始端和主阀门（11）之间，所述尾气分流管（8）的末端与所述反应腔壁（16）上的所述出气口（2）连通，在所述尾气分流管（8）上设置分流阀门（12），所述尾气辅助分流管（9）的始端与所述马达（6）的气室连通，所述尾气辅助分流管（9）的末端与所述反应腔壁（16）上的所述出气口（2）连通，在所述尾气辅助分流管（9）上设置辅助分流阀门（13），通过调整所述主阀门（11）和所述分流阀门（12）的开度，控制进入所述马达（6）的MOCVD反应腔（17）内部的MOCVD反应尾气流量，通过所述辅助分流阀门（13）的开度，调整所述马达（6）的输出功率及转速。

2.根据权利要求1所述的MOCVD尾气驱动旋转系统，其特征在于：所述气动系统管路还包括换向尾气辅助分流管（10），所述换向尾气辅助分流管（10）的始端与所述尾气主管（7）的连通口位于所述尾气主管（7）的末端和所述主阀门（11）之间，所述换向尾气辅助分流管（10）的末端与所述反应腔壁（16）上的所述出气口（2）连通，在所述换向尾气辅助分流管（10）上设置换向辅助分流阀门（15）；所述尾气分流管（8）的末端和所述尾气辅助分流管（9）的末端汇集成单支的排气管，所述排气管的末端与所述反应腔壁（16）上的所述出气口（2）连通，在所述换排气管上设置排气控制阀门（14）；当保持所述换向辅助分流阀门（15）处于关闭状态，并保持所述排气控制阀门（14）打开状态时，能实现所述马达（6）正转的速度无极调控；当关闭所述主阀门（11）与所述排气控制阀门（14）时，并打开所述分流阀门（12）、所述辅助分流阀门（13）和所述换向辅助分流阀门（15）时，实现所述马达（6）反转，同时通过控制所述分流阀门（12）、所述辅助分流阀门（13）和所述换向辅助分流阀门（15）的开度控制所述马达（6）的输出功率及反转转速。

3.根据权利要求1或2所述的MOCVD尾气驱动旋转系统，其特征在于：所述MOCVD反应腔（17）的尾气出口位于所述MOCVD反应腔（17）的中心部位，即所述石墨大盘（3）的中心孔形成所述MOCVD反应腔（17）的尾气出口；或者所述MOCVD反应腔（17）的尾气出口位于所述MOCVD反应腔（17）的内侧周边部位，即所述石墨大盘（3）的外周侧面与所述反应腔壁（16）内表面间的间隙形成所述MOCVD反应腔（17）的尾气出口。

4.根据权利要求1或2所述的MOCVD尾气驱动旋转系统，其特征在于：所述马达（6）的叶片采用抗腐蚀的合金制成，马达出口系统包括至少一个排气端口。

5.根据权利要求3所述的MOCVD尾气驱动旋转系统，其特征在于：所述马达（6）的叶片采用抗腐蚀的合金制成，马达出口系统包括至少一个排气端口。