CN112705590A - 一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置及方法 - Google Patents

一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置及方法，属于蓝宝石单晶炉提拉杆矫直技术领域，包括炉体，所述炉体上设置有提拉机构，所述提拉机构包括旋转机构，旋转机构上设置有矫直机构，矫直机构连接有升降机构，升降机构上设置有提拉杆；所述矫直机构包括矫直滚轮组，提拉杆可在升降机构的带动下在矫直滚轮组内上下穿过。本发明是专为矫直提拉杆设计而成，本方案创造性的为提拉杆增设矫直装置，令提拉杆在发生弯曲变形后可以得到矫直，延长使用寿命，进而降低生产成本，促进企业经济的有效增长。

Description

一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置及方法
技术领域
本发明涉及蓝宝石单晶炉提拉杆矫直技术领域，具体涉及一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置及方法。
背景技术
蓝宝石单晶炉主要分为五大系统：提拉系统、保温系统、冷却系统、控制系统、机械传动系统。
其中提拉系统主要部件为提拉杆，籽晶需固定在提拉杆装置通过提拉杆的内部循环水对籽晶降温冷却，因炉内最高点温度在2500度左右，提拉杆要求中心圆旋转，当降温过程中提拉杆受热胀冷缩影响易发生变形，变形后无法同心圆旋转影响引晶，为了避免影响生产只能更换提拉杆。
目前提拉杆售价一般在2000元，使用10炉次后就会变形严重需要更换，十分浪费，增加生产成本，影响企业经济的有效增长。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置及方法；该蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置是专为矫直提拉杆设计而成，本方案创造性的为提拉杆增设矫直装置，令提拉杆在发生弯曲变形后可以得到矫直，延长使用寿命，进而降低生产成本，促进企业经济的有效增长。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，包括炉体，所述炉体上设置有提拉机构，所述提拉机构包括旋转机构，旋转机构上设置有矫直机构，矫直机构连接有升降机构，升降机构上设置有提拉杆；所述矫直机构包括矫直滚轮组，提拉杆可在升降机构的带动下在矫直滚轮组内上下穿过。
本发明进一步改进中，上述旋转机构包括设置在炉体边缘的螺纹座，螺纹座螺纹连接有螺柱，螺柱的顶部设置有底座，底座上设置有矫直机构。
通过上述设计，本方案可更便于转动提拉杆离开炉体的上方，便于晶体的取出。
本发明进一步改进中，上述底座上设置有把手。
通过上述设计，本方案可更便于转动底座。
本发明进一步改进中，上述矫直机构包括设置在底座上的立柱，立柱上设置有横轴，横轴上设置有矫直滚轮组；所述横轴包括上轴和下轴，所述矫直滚轮组包括上矫直滚轮组和下矫直滚轮组；所述上矫直滚轮组设置在上轴上，所述下矫直滚轮组设置在下轴上。
通过上述设计，本方案可更便于完成提拉杆矫直操作。
本发明进一步改进中，上述上矫直滚轮组内设置有上矫直通道，下矫直滚轮组内设置有下矫直通道，上矫直通道和下矫直通道连通；所述提拉杆可在升降机构的带动下在上矫直通道内和下矫直通道内往复上下穿过。
通过上述设计，本方案可更便于完成提拉杆矫直操作，使用时，利用升降机构，将提拉杆上下来回穿过上矫直通道内和下矫直通道，并在穿过的同时，提拉杆被矫直，注意，使用时，为了得到更好的矫直效果，上矫直通道和下矫直通道的直径应尽量与提拉杆的直径相等。
本发明进一步改进中，上述上矫直滚轮组包括一对上矫直滚轮，上矫直滚轮的轮面上设置有上半圆导向环槽，两个上矫直滚轮上的上半圆导向环槽组成上矫直通道；所述下矫直滚轮组包括一对下矫直滚轮，下矫直滚轮的轮面上设置有下半圆导向环槽，两个下矫直滚轮上的下半圆导向环槽组成下矫直通道。
通过上述设计，本方案可更便于上矫直通道和下矫直通道的组成。
本发明进一步改进中，上述升降机构包括设置在立柱侧边的电动推杆，电动推杆的伸出端连接有升降板，升降板上设置有提拉杆；所述升降板位于立柱的顶部。
通过上述设计，本方案可更便于提拉杆的升降，使用时，启动电动推杆升降，升降板在其带领下随着升降，提拉杆也是如此被带着升降。
本发明进一步改进中，上述升降板上设置有伺服电机，伺服电机连接有减速机，减速机的输出端与提拉杆连接。
通过上述设计，本方案可更便于提拉杆自身的转动，更利于晶体的生产。
本发明进一步改进中，上述减速机的输出端连接有轴承，轴承嵌接在升降板上。
通过上述设计，本方案减速机输出端可得到更好的支持，更利于动力的输出。
一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直方法，包括以下步骤：
(1)启动升降机构，将提拉杆提出炉体；
(2)控制升降机构，提拉杆在升降机构的带动下继续上行，依次穿过下矫直通道和上矫直通道并被一次矫直；
(3)控制升降机构，提拉杆在升降机构的带动下开始下行，依次穿过上矫直通道和下矫直通道并被二次矫直；
(4)依据提拉杆弯曲变形程度，控制运行升降机构，令提拉杆上下往复来回穿过上矫直通道和下矫直通道并被来回多次矫直；
(5)提拉杆矫直完毕；
(6)启动升降机构，将提拉杆插进炉体继续使用。
通过上述设计，本方案可更便于实施提拉杆的矫直操作。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明是专为矫直提拉杆设计而成，本方案创造性利用提拉机构、旋转机构、矫直机构和升降机构为提拉杆进行在线矫直操作，令提拉杆在发生弯曲变形后可以得到矫直，延长使用寿命，进而降低生产成本，促进企业经济的有效增长。
附图说明
为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1是本发明具体实施方式结构示意图。
图2是本发明将提拉杆提出炉体状态示意图。
图3为本发明提拉杆依次穿过下矫直通道和上矫直通道示意图。
图4为本发明提拉杆矫直原理示意图。
图5为本发明上矫直滚轮组和下矫直滚轮组俯视示意图。
图6为本发明下矫直通道和上矫直通道示意图。
图中所示：1-炉体；2-提拉杆；3-螺纹座；4-螺柱；5-底座；6-把手；7-立柱；8-上轴；9-上矫直滚轮组；91-上半圆导向环槽；92-上矫直通道；10-下轴；11-下矫直滚轮组；111-下半圆导向环槽；112-下矫直通道；12-电动推杆；13-升降板；14-伺服电机；15-减速机；16-轴承。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
同时，本说明书中所引用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
同时，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示，一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，包括炉体1，所述炉体1上设置有提拉机构，所述提拉机构包括旋转机构，旋转机构上设置有矫直机构，矫直机构连接有升降机构，升降机构上设置有提拉杆2；所述矫直机构包括矫直滚轮组，提拉杆2可在升降机构的带动下在矫直滚轮组内上下穿过。
所述旋转机构包括设置在炉体1边缘的螺纹座3，螺纹座3螺纹连接有螺柱4，螺柱4的顶部设置有底座5，底座5上设置有矫直机构。
所述底座上设置有把手6。
所述矫直机构包括设置在底座5上的立柱7，立柱7上设置有横轴，横轴上设置有矫直滚轮组；所述横轴包括上轴8和下轴10，所述矫直滚轮组包括上矫直滚轮组9和下矫直滚轮组11；所述上矫直滚轮组9设置在上轴8上，所述下矫直滚轮组11设置在下轴10上。
如图6所示，所述上矫直滚轮组9内设置有上矫直通道92，下矫直滚轮组11内设置有下矫直通道112，上矫直通道92和下矫直通道111连通；所述提拉杆2可在升降机构的带动下在上矫直通道92内和下矫直通道111内往复上下穿过。
如图5所示，所述上矫直滚轮组9包括一对上矫直滚轮，上矫直滚轮上设置有上半圆导向环槽91，两个上矫直滚轮上的上半圆导向环槽91组成上矫直通道92；所述下矫直滚轮组11包括一对下矫直滚轮，下矫直滚轮11上设置有下半圆导向环槽111，两个下矫直滚轮上的下半圆导向环槽111组成下矫直通道112。
所述升降机构包括设置在立柱7侧边的电动推杆12，电动推杆12的伸出端连接有升降板13，升降板13上设置有提拉杆2；所述升降板13位于立柱7的顶部。
所述升降板13上设置有伺服电机14，伺服电机14连接有减速机15，减速机15的输出端与提拉杆2连接。
所述减速机15的输出端连接有轴承16，轴承16嵌接在升降板13上。
一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直方法，包括以下步骤：
(1)启动升降机构，将提拉杆提出炉体；
(2)控制升降机构，提拉杆在升降机构的带动下继续上行，依次穿过下矫直通道和上矫直通道并被一次矫直；
(3)控制升降机构，提拉杆在升降机构的带动下开始下行，依次穿过上矫直通道和下矫直通道并被二次矫直；
(4)依据提拉杆弯曲变形程度，控制运行升降机构，令提拉杆上下往复来回穿过上矫直通道和下矫直通道并被来回多次矫直；
(5)提拉杆矫直完毕；
(6)启动升降机构，将提拉杆插进炉体继续使用。
提拉系统主要部件为提拉杆，籽晶需固定在提拉杆装置通过提拉杆的内部循环水对籽晶降温冷却，因炉内最高点温度在2500度左右，提拉杆要求中心圆旋转，当降温过程中提拉杆受热胀冷缩影响易发生变形，变形后无法同心圆旋转影响引晶，为了避免影响生产只能更换提拉杆；目前提拉杆售价一般在2000元，使用10炉次后就会变形严重需要更换，十分浪费，增加生产成本，影响企业经济的有效增长。
因此，本方案的设计构思就是为提拉杆增设在线矫直机构，令其不用拆卸就可以进行在线矫直，避免一方面可以延长使用寿命，另一方面可以避免影响晶体的生产。
经过试验，提拉杆在经过本装置矫直后使用寿命可由原先的10次增长为25炉次左右，大大节省了生产成本，十分适合推广使用。
项目实施投入使用后每根节省费用2000元，每台每月约2炉次，40台炉每年需更换2次，2000元*40＝80000元，项目投入为0.1万元，因此该项目可产生直接经济效益：8万-0.1万＝7.9万元。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此，在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，包括炉体，所述炉体上设置有提拉机构，其特征在于：所述提拉机构包括旋转机构，旋转机构上设置有矫直机构，矫直机构连接有升降机构，升降机构上设置有提拉杆；所述矫直机构包括矫直滚轮组，提拉杆可在升降机构的带动下在矫直滚轮组内上下穿过。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述旋转机构包括设置在炉体边缘的螺纹座，螺纹座螺纹连接有螺柱，螺柱的顶部设置有底座，底座上设置有矫直机构。
3.根据权利要求2所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述底座上设置有把手。
4.根据权利要求2所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述矫直机构包括设置在底座上的立柱，立柱上设置有横轴，横轴上设置有矫直滚轮组；所述横轴包括上轴和下轴，所述矫直滚轮组包括上矫直滚轮组和下矫直滚轮组；所述上矫直滚轮组设置在上轴上，所述下矫直滚轮组设置在下轴上。
5.根据权利要求4所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述上矫直滚轮组内设置有上矫直通道，下矫直滚轮组内设置有下矫直通道，上矫直通道和下矫直通道连通；所述提拉杆可在升降机构的带动下在上矫直通道内和下矫直通道内往复上下穿过。
6.根据权利要求5所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述上矫直滚轮组包括一对上矫直滚轮，上矫直滚轮上设置有上半圆导向环槽，两个上矫直滚轮上的上半圆导向环槽组成上矫直通道；所述下矫直滚轮组包括一对下矫直滚轮，下矫直滚轮上设置有下半圆导向环槽，两个下矫直滚轮上的下半圆导向环槽组成下矫直通道。
7.根据权利要求4所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述升降机构包括设置在立柱侧边的电动推杆，电动推杆的伸出端连接有升降板，升降板上设置有提拉杆；所述升降板位于立柱的顶部。
8.根据权利要求7所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述升降板上设置有伺服电机，伺服电机连接有减速机，减速机的输出端与提拉杆连接。
9.根据权利要求8所述的蓝宝石单晶炉提拉杆矫直装置，其特征在于：所述减速机的输出端连接有轴承，轴承嵌接在升降板上。
10.一种蓝宝石单晶炉提拉杆矫直方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)启动升降机构，将提拉杆提出炉体；
(2)控制升降机构，提拉杆在升降机构的带动下继续上行，依次穿过下矫直通道和上矫直通道并被一次矫直；
(3)控制升降机构，提拉杆在升降机构的带动下开始下行，依次穿过上矫直通道和下矫直通道并被二次矫直；
(4)依据提拉杆弯曲变形程度，控制运行升降机构，令提拉杆上下往复来回穿过上矫直通道和下矫直通道并被来回多次矫直；
(5)提拉杆矫直完毕；
(6)启动升降机构，将提拉杆插进炉体继续使用。
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