CN108858832A - 一种硅片切割机切削液冷却装置及冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种硅片切割机切削液冷却装置及冷却方法，具体涉及硅片加工领域，包括：进水管道；制冷机构，该制冷机构与进水管道连接；储水机构，该储水机构包括储水桶和入流管道，入流管道一端连接制冷机构，另一端连接储水桶，储水桶内设置有温度检测器三和制冷泵；出水管道，该出水管道设置在储水桶上。本申请通过在储水桶内设置温度检测器三和制冷泵，对储水桶内的切削液的温度进行监控和维持，使储水桶内的切削液维持在低温状态。
Description
技术领域
本发明涉及硅片加工领域，具体涉及一种硅片切割机切削液冷却装置及冷却方法。
背景技术
现如今，硅片切割使用的是一种特制的金刚线带水切割技术。这项技术在缩短加工时间的同时能够提升产品的质量，降低生产的成本。在使用金刚线技术切割硅片的过程中，需要用到切削液来冷却润滑刀具和加工件。切削液在切割硅片时吸收了大量的热量，在过滤清理之后还需通过冷却装置的冷却才能循环使用。但现有的切削液冷却装置在消耗大量能量冷却切削液后，无后续检测设备和冷却设备，导致冷却后的切削液有再次升温的可能。
如在授权公告号为CN105235082B的中国发明中，公开了一种硅片切割机用切削液冷却装置，其进水管道上串接有分流阀，并且分流阀与冷水塔之间并联有至少两个冷水机，具体工作过程中，由至少两个冷水机对分流阀分流后的切削液进行冷却，提高了冷却装置的冷却效率。于此同时，冷水塔与储水桶之间设有水温检测器，水温检测器与储水桶之间串接有换向阀，由水温检测器检测冷水塔内排出水的温度，若水温不符合要求，切削液会被排回进水管道，重新进行冷却。但是，在该技术方案中，冷却后的液体被排入储水桶储存，此时的切削液很可能受到外界温度的影响，再次升温，无法满足循环使用的要求。
发明内容
本申请的目的是提供一种硅片切割机切削液冷却装置，旨在解决现有技术中冷却后的切削液在存储时再次升温的问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种硅片切割机切削液冷却装置，包括：进水管道；制冷机构，该制冷机构与进水管道连接；储水机构，该储水机构包括储水桶和入流管道，入流管道一端连接制冷机构，另一端连接储水桶，储水桶内设置有温度检测器三和制冷泵；出水管道，该出水管道设置在储水桶上。
在上述技术方案中，本申请实施例通过在储水桶内设置温度检测器三和制冷泵，对储水桶内的切削液的温度进行监控和维持，温度检测器三能够不断检测储水桶内的水温是否达标，不达标则启动制冷泵对储水桶内的切削液进行冷却，使储水桶内的切削液维持在低温状态。
进一步地，根据本申请实施例，入流管道缠绕在制冷泵外侧，入流管道末端设置有吹水孔。吹水孔能够向储水桶的四面八方输出冷却好的切削液，有利于新冷却切削液和桶内的切削液的混合，可减少刚进入储水桶内的切削液与储水桶内储存的切削液温度的不对等的情况。
进一步地，根据本申请实施例，储水桶内壁上设置有隔热层，隔热层起到保冷作用。
进一步地，根据本申请实施例，制冷机构包括：分流阀一，该分流阀一设置在进水管道的末端，分流阀一上设置有至少两条分流管道一；冷水塔，冷水塔设置在分流管道一末端；换向阀，该换向阀与冷水塔连通，换向阀与冷水塔之间设置有温度检测器二，换向阀的其中一个出口与入流管道连接；回水管，所述回水管的两端分别连接所述换向阀的另一出口和进水管。切削液经过冷水塔冷却后，流进换向阀时，温度检测器二能够检测其水温是否达标，若水温达标，切削液流入换向阀后经出口一流至流入管道，若不达标，切削液经出口二流入回水管进入所述进水管道，重新进行冷却。
进一步地，根据本申请实施例，冷水塔的出水管上设置有温度检测器一和分流阀二，分流阀二上设置有至少两条分流管道二，所述分流管道二上设置有冷水机。冷水塔内的切削液流出后，温度检测器一能够检测其水温是否达标，若水温达标则切削液进入分流阀二后不启动冷水机，若水温不达标则切削液进入分流阀二后启动冷水机对切削液进行冷却。
进一步地，根据本申请实施例，分流管一内设置有涡流冷却器，涡流冷却器能够对分流管一内的切削液进行冷却。
进一步地，根据本申请实施例，分流管一内设置有缓冲垫，缓冲垫上设置有小孔。缓冲垫能够对切削液进行阻挡，增加切削液的流速，促进切削液散热。
此外，在本申请实施例中，还公开了一种硅片切割机切削液的冷却方法，包括以下步骤：
1)进水：切削液由进水管道(10)进入切削液冷却装置，流入分流阀一(201)，切削液被分为若干支流；
2)第一次冷却：步骤1)中的切削液支流流过缓冲垫(203)，流经涡流管冷却器(204)，涡流管冷却器(204)对切削液进行第一次冷却；
3)第二次冷却：步骤2)中的切削液支流合并后流入冷水塔(207)，冷水塔(207)对切削液进行第二次冷却；
4)切削液储存：冷却完全的切削液沿着流入管道(308)，通过单向阀二(302)，流入储水桶(301)，流入的切削液通过吹水孔(307)与储水桶(301)内的切削液混合；
5)温度检测器三(304)不断检测所述储水桶(301)内的水温是否达标，不达标则打开控制器二(306)启动制冷泵(305)对所述储水桶(301)内的切削液进行第四次冷却；
6)出水：冷却好的切削液沿着出水管道(40)流出切削液冷却装置。
进一步地，在步骤3)中，冷水塔内的切削液流出后，温度检测器一检测其水温是否达标，若水温达标则切削液进入分流阀二后不启动冷水机，若水温不达标则切削液进入分流阀二后启动冷水机对切削液进行第三次冷却。
进一步地，在步骤4)中，在切削液流入流入管道之前，温度检测器二检测其水温是否达标，若水温达标，切削液流入所述换向阀后经出口一流至流入管道，若不达标，切削液经出口二流入回水管进入进水管道，重新进行冷却。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。
图1是本申请的硅片切割机切削液冷却装置结构图。
图2是图1中的A处放大图。
附图中
10进水管道
20制冷机构 201分流阀一 202分流管道一
203缓冲垫 204涡流管冷却器 205进气管
206涡流管 207冷水塔 208分流阀二
209分流管道二 210冷水机 211温度检测器一
212换向阀 213温度检测器二 214控制器一
215回水管 216单向阀一
30储水机构 301储水桶 302单向阀二
303隔热层 304温度检测器三 305制冷泵
306控制器二 307吹水孔 308流入管道
40出水管道
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
如图1所示，本实施例公开了一种硅片切割机切削液冷却装置，依次包括进水管道10、制冷机构20、储水机构30和出水管道40。切削液经由进水管道10汇集在一起，在制冷机构20中多次冷却，然后存储在储水机构30中，最终经由出水管道40流出该切削液冷却装置。
其中，制冷机构20包括分流阀一201，该分流阀一201设置在进水管道10的末端，分流阀一201上连接着多条分流管道一202，将从进水管道10流出的切削液分为若干支流。在本实施例中，在每一个分流管道一202上设了一个盘绕结构，使前后两段分流管道一202相互平行，在两段分流管道一202之间设置有连接通道，使切削液在两侧分流管道一202之间流通，两股切削液相互交换热量，有助于切削液的散热。具体地，分流管一202从分流阀一201处水平延伸出的一段为第一横管，在第一横管末端设置有第一竖管，第一竖管向下延伸，其下端通过一弯管与第二竖管连接，第一竖管、弯管及第二竖管组成一U型管，第二竖管的上端设置有第二横管，第二横管与第一横管同向延伸且绕过第一竖管，第二横管的另一端设置有第三竖管，第三竖管与第一竖管同向延伸，且在第一竖管和第三竖管之间设置上述连接通道，由第一横管、第一竖管、弯管、第二竖管、第二横管及第三竖管组成的结构为上述盘绕结构。切削液从分流阀一201流入至分流管一202后，经由第一横管流入第一竖管，在第一竖管处分流，其中一支切削液流经弯管、第二竖管及第二横管进入第三竖管，且在流动过程中散发热量；另一支切削液通过连接通道进入第三竖管，与经过散热的切削液混合，两股切削液相互交换热量，有助于切削液的散热。除此之外，在本实施例中，可以在连接通道内设置制冷机构(具体如下文所述)，制冷机构在连接通道内制冷，可以同时向两侧的第一竖管和第三竖管传递冷能，提高制冷效率。
具体地，如图2所示，在连接通道内侧壁，设置有一涡流管冷却器204，涡流管冷却器204上连接着一进气管205和一涡流管206，进气管205与小型空气压缩机相连。具体地，压缩空气从进气管205进入涡流管冷却器204中，在涡流管206内形成涡流交换后产生能量的分离,气流被分割成热气流和冷气流，热气流上浮在涡流管206上方排出，冷气流下沉经由涡流管冷却器204向分流管道一202内排放，实现对分流管道一202内的切削液进行第一次冷却。涡流管冷却器204两侧的分流管道一202内，设置有缓冲垫203，缓冲垫203中间设有小孔，小孔的孔径小于分流管道一202的直径，对分流管道一202内的切削液进行阻拦，市切削液的流速加大而产生紊流，促使切削液内部进行热量交换，有助于切削液的散热。
其次，在分流管道一202的末端设置有冷水塔207，分流管道一202内的切削液汇集到冷水塔207内，对切削液进行第二次冷却。冷水塔207的出水管上依次设置有温度检测器一211和分流阀二208。分流阀二208上连接着多个分流管道二209，将从冷水塔207流出的切削液分成若干支流，每条分流管道二209上安装有冷水机210。冷水机210受温度检测器一211控制，温度检测器一211用于检测水温是否达标，若水温达标则切削液进入分流阀二208后不启动冷水机210，不达标则启动冷水机210对切削液进行第三次冷却。分流管道二209在冷水机210后方汇集成一条管道，该管道上设置有温度检测器二213，在温度检测器二213后方设置有换向阀212，换向阀212上设置有控制器一214，温度检测器二213与控制器一214连通，通过控制器一214控制换向阀212的方向。其中，换向阀212的出口一连接着储水机构30，其出口二上设置有回水管215，回水管215的另一端上安装有单向阀一216并与进水管道10相连。在使用时，温度检测器二213检测冷水机210冷却的水温是否达标，若水温达标，切削液流入换向阀212后经出口一流入储水机构30，若不达标，温度检测器二213反馈信号给控制器一214，控制器一214关闭换向阀212的出口一并打开出口二，切削液经出口二流入回水管215，再经单向阀一216进入进水管道10，重新进行冷却。
然后，储水机构30包括流入管道308和储水桶301，流入管道308上设置有单向阀二302，其一端连接换向阀212，另一端连接储水桶301，储水桶301用于存储冷却好的切削液。储水桶301内壁上设有隔热层303，隔热层303可隔绝外部环境因素对储水桶301内水温的影响。储水桶301内设有温度检测器三304和制冷泵305，制冷泵305顶部设有控制器二306。温度检测器三304可不断检测储水桶301内的水温是否达标，不达标则打开控制器二306启动制冷泵305对储水桶301内的切削液进行冷却。特别的是，在本实施例中，流入管道308缠绕在制冷泵305外侧壁上，使制冷泵305能够直接对刚流入储水桶301内的切削液进行冷却。在制冷泵305外侧壁上的流入管道308上，还设有多个吹水孔307，吹水孔307能够向储水桶301的四面八方输出冷却好的切削液，有利于新冷却切削液和桶内的切削液的混合，可减少刚进入储水桶301内的切削液与储水桶301内储存的切削液温度的不对等的情况。
最后，在图1-2中，本实施例还提供了一种硅片切割机切削液冷却方法，包括以下步骤：
1)进水：切削液由进水管道10进入切削液冷却装置，流入分流阀一201，切削液被分为若干支流；
2)第一次冷却：步骤1)中的切削液支流流过缓冲垫203，流经涡流管冷却器204，涡流管冷却器204对切削液进行第一次冷却；
3)第二次冷却：步骤2)中的切削液支流合并后流入冷水塔207，冷水塔207对切削液进行第二次冷却；
4)第三次冷却：温度检测器一211检测步骤3)中的水温是否达标，若水温达标则切削液进入分流阀二208后不启动冷水机210，若水温不达标则切削液进入分流阀二208后启动冷水机210对切削液进行第三次冷却；
5)水温检测：温度检测器二213检测步骤4)中的水温是否达标，若水温达标，切削液流入换向阀212后经出口一流入储水机构30，若不达标，温度检测器二213反馈信号给控制器一214，控制器一214关闭换向阀212的出口一并打开出口二，切削液经出口二流入回水管215，再经单向阀一216进入进水管道10，重新进行冷却；
6)切削液储存：步骤5)中的冷却完全的切削液沿着流入管道308，通过单向阀二302，流入储水桶301，流入的切削液通过吹水孔307与储水桶301内的切削液混合；
7)第四次冷却：温度检测器三304不断检测储水桶301内的水温是否达标，不达标则打开控制器二306启动制冷泵305对储水桶301内的切削液进行第四次冷却；
8)出水：冷却好的切削液沿着出水管道40流出切削液冷却装置。
Claims (10)
1.一种硅片切割机切削液冷却装置，包括：
进水管道(10)；
制冷机构(20)，所述制冷机构(20)与所述进水管道(10)连接；
储水机构(30)，所述储水机构(30)包括储水桶(301)和入流管道(308)，所述入流管道(308)一端连接所述制冷机构(20)，另一端连接所述储水桶(301)，所述储水桶(301)内设置有温度检测器三(304)和制冷泵(305)；
出水管道(40)，所述出水管道(40)设置在所述储水桶(301)上。
2.根据权利要求1所述的一种硅片切割机切削液冷却装置，其中，所述入流管道(308)缠绕在所述制冷泵(305)外侧，所述入流管道(305)末端设置有吹水孔(307)。
3.根据权利要求1所述的一种硅片切割机切削液冷却装置，其中，所述储水桶(301)内壁上设置有隔热层(303)。
4.根据权利要求1所述的一种硅片切割机切削液冷却装置，其中，所述制冷机构(20)包括：
分流阀一(201)，所述分流阀一(201)设置在所述进水管道(10)的末端，所述分流阀一(201)上设置有至少两条分流管道一(202)；
冷水塔(207)，所述冷水塔(207)设置在所述分流管道一(202)末端；
换向阀(212)，所述换向阀(212)与所述冷水塔(207)连通，所述换向阀(212)与所述冷水塔(207)之间设置有温度检测器二(213)，所述换向阀(212)的其中一个出口与所述入流管道(308)连接；
回水管(215)，所述回水管(215)的两端分别连接所述换向阀(212)的另一出口和所述进水管(10)。
5.根据权利要求4所述的一种硅片切割机切削液冷却装置，其中，所述冷水塔(207)的出水管上设置有温度检测器一(211)和分流阀二(208)，所述分流阀二(208)上设置有至少两条分流管道二(209)，所述分流管道二(209)上设置有冷水机(210)。
6.根据权利要求4所述的一种硅片切割机切削液冷却装置，其中，所述分流管一(202)内设置有涡流冷却器(204)。
7.根据权利要求4所述的一种硅片切割机切削液冷却装置，其中，所述分流管一(202)内设置有缓冲垫(203)，所述缓冲垫(203)上设置有小孔。
8.一种硅片切割机切削液冷却方法，包括以下步骤：
1)进水：切削液由进水管道(10)进入切削液冷却装置，流入分流阀一(201)，切削液被分为若干支流；
2)第一次冷却：步骤1)中的切削液支流流过缓冲垫(203)，流经涡流管冷却器(204)，涡流管冷却器(204)对切削液进行第一次冷却；
3)第二次冷却：步骤2)中的切削液支流合并后流入冷水塔(207)，冷水塔(207)对切削液进行第二次冷却；
4)切削液储存：冷却完全的切削液沿着流入管道(308)，通过单向阀二(302)，流入储水桶(301)，流入的切削液通过吹水孔(307)与储水桶(301)内的切削液混合；
5)温度检测器三(304)不断检测所述储水桶(301)内的水温是否达标，不达标则打开控制器二(306)启动制冷泵(305)对所述储水桶(301)内的切削液进行第四次冷却；
6)出水：冷却好的切削液沿着出水管道(40)流出切削液冷却装置。
9.根据权利要求8所述的一种硅片切割机切削液冷却方法，在步骤3)中，所述冷水塔(207)内的切削液流出后，温度检测器一(211)检测其水温是否达标，若水温达标则切削液进入分流阀二(208)后不启动冷水机(210)，若水温不达标则切削液进入所述分流阀二(208)后启动所述冷水机(210)对切削液进行第三次冷却。
10.根据权利要求8所述的一种硅片切割机切削液冷却方法，在步骤4)中，在切削液流入所述流入管道(308)之前，温度检测器二(213)检测其水温是否达标，若水温达标，切削液流入所述换向阀(212)后经出口一流入所述流入管道(308)，若不达标，切削液经出口二流入回水管(215)进入所述进水管道(10)，重新进行冷却。
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