CN117756384A - 坩埚熔制装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于坩埚制造技术领域，公开了一种坩埚熔制装置，坩埚熔制装置包括熔炉、观察窗、摄像机及位置调整机构，观察窗设置于熔炉上，摄像机安装于观察窗远离熔炉的一侧，摄像机能够透过观察窗观测熔炉的内部，而位置调整机构则被配置为调整摄像机的位姿。本发明中通过摄像机获取熔炉内部的图像，以使工作人员能够准确地了解伸入到熔炉内的电极的位置、电极开闭情况以及在熔炉内进行的熔融作业的进展，从而对熔融过程进行合理的监测管理，进而使得工作人员能够在熔融过程中及时地进行纠错，以提高制成的坩埚的合格率。

Description

坩埚熔制装置

技术领域

本发明涉及坩埚制造技术领域，尤其涉及一种坩埚熔制装置。

背景技术

目前，石英坩埚一般通过坩埚熔制装置制造，具体地，坩埚熔制装置包括熔炉及电极，电极能够伸入熔炉内，从而在熔炉内通过熔融石英粉的方式熔制坩埚。

由于现有技术中的坩埚熔制装置的熔炉为封闭的炉体，封闭的炉体上开设有供电极伸入的开口，因此，在熔融过程中，工作人员无法准确地了解伸入到熔炉内的电极的位置、电极开闭情况以及在熔炉内进行的熔融作业的进展，从而无法对熔融过程进行合理的监测管理，进而导致制成的坩埚的合格率较低。

因此，上述问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种坩埚熔制装置，以解决在熔融过程中，工作人员无法准确地了解伸入到熔炉内的电极的位置、电极开闭情况以及在熔炉内进行的熔融作业的进展，从而无法对熔融过程进行合理的监测管理，进而导致制成的坩埚的合格率较低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

坩埚熔制装置，包括熔炉，所述坩埚熔制装置还包括：

观察窗，设置于所述熔炉上；

摄像机，安装于所述观察窗远离所述熔炉的一侧，所述摄像机能够透过所述观察窗观测所述熔炉的内部；及

位置调整机构，被配置为调整所述摄像机的位姿。

作为优选，所述位置调整机构能够调整所述摄像机的光轴与所述观察窗的表面的夹角，以及所述摄像机沿其轴向与所述观察窗的间距。

作为优选，所述观察窗安装于固定法兰内，所述位置调整机构包括调整块，所述调整块安装于所述固定法兰远离所述熔炉的一侧，所述调整块包括：

第一块体，所述第一块体上设置有第一连接槽，所述第一连接槽沿所述摄像机的轴向延伸，所述摄像机螺接于所述第一连接槽内，且所述摄像机螺接于所述第一连接槽内的位置可调；及

第二块体，安装于所述固定法兰上，所述第一块体通过转轴转动连接于所述第二块体，所述转轴的轴线平行于所述观察窗的表面，所述第一块体和所述第二块体中的一个上设置有第二连接槽，所述第二连接槽绕所述转轴的轴线延伸，所述第一块体和所述第二块体中的另一个螺接于所述第二连接槽内，且所述第一块体和所述第二块体中的另一个螺接于所述第二连接槽内的位置可调。

作为优选，所述第二块体远离所述第一块体的一侧的表面平行于所述转轴的轴线，并与所述观察窗的表面垂直，所述位置调整机构还包括安装板，所述安装板固定连接于所述固定法兰，所述第二块体远离所述第一块体的一侧的表面和所述安装板中的一个设置有第三连接槽，所述第三连接槽绕平行于所述观察窗的表面的直线延伸，所述直线垂直于所述第二块体远离所述第一块体的一侧的表面，并与所述摄像机的轴线及所述转轴的轴线相交，所述第二块体远离所述第一块体的一侧的表面和所述安装板中的另一个螺接于所述第三连接槽内，且所述第二块体远离所述第一块体的一侧的表面和所述安装板中的另一个螺接于所述第三连接槽内的位置可调。

作为优选，所述坩埚熔制装置还包括水冷机构，所述水冷机构被配置为对所述观察窗与所述熔炉的连接处进行冷却。

作为优选，所述熔炉上设置有第一接口，所述观察窗安装于所述第一接口上，所述水冷机构包括进液口、出液口和冷却通道，所述进液口和所述出液口均设置于所述第一接口上，并位于所述第一接口靠近所述观察窗的一侧，所述冷却通道开设于所述第一接口内部，并连通于所述进液口和所述出液口之间。

作为优选，所述观察窗包括第一窗体和第二窗体，所述第二窗体设置于所述第一窗体远离所述熔炉的一侧，所述第一窗体和所述第二窗体均由高强度透明材料制成，所述第二窗体朝向所述第一窗体的一侧的表面设置有金镀层。

作为优选，所述坩埚熔制装置还包括：

第一法兰，固定连接于所述熔炉；

第二法兰，套设于所述第一窗体的外周，并固定连接于所述第一法兰远离所述熔炉的一侧，所述第一窗体抵接于所述第一法兰；

第三法兰，套设于所述第二窗体的外周，并固定连接于所述第二法兰远离所述第一法兰的一侧；及

第四法兰，固定连接于所述第三法兰远离所述第二法兰的一侧，所述第二窗体与所述第四法兰固定连接。

作为优选，所述第一窗体抵接于所述第一法兰，所述坩埚熔制装置还包括密封圈，所述密封圈被抵压限定于所述第一窗体和所述第一法兰之间。

作为优选，所述坩埚熔制装置还包括压板，所述第二法兰套设于所述第一窗体和所述压板的外周，所述压板抵压限定于所述第二窗体和所述第一窗体之间，所述压板上设置有穿孔，所述穿孔与所述第一窗体正对。

本发明的有益效果：本发明中通过摄像机获取熔炉内部的图像，以使工作人员能够准确地了解伸入到熔炉内的电极的位置、电极开闭情况以及在熔炉内进行的熔融作业的进展，从而对熔融过程进行合理的监测管理，进而使得工作人员能够在熔融过程中及时地进行纠错，以提高制成的坩埚的合格率。

附图说明

图1是本发明实施例中的坩埚熔制装置的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本发明实施例中的第一接口、观察窗、摄像机、固定法兰、水冷机构、密封圈及压板的结构示意图；

图4是本发明实施例中的调整块的俯视图；

图5是本发明实施例中的调整块的主视图；

图6是本发明实施例中的调整块的仰视图。

图中：

110、熔炉；111、第一接口；112、第二接口；

120、观察窗；121、第一窗体；122、第二窗体；1221、第一螺孔；

130、摄像机；

140、位置调整机构；141、调整块；1411、第一块体；14111、第一连接槽；14112、转轴；1412、第二块体；14121、第二连接槽；14122、第三连接槽；142、安装板；

150、固定法兰；151、第一法兰；152、第二法兰；153、第三法兰；154、第四法兰；1541、第二螺孔；

161、进液口；162、出液口；

170、密封圈；

180、压板；

210、直线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

请参阅图1至图6，本实施例中提供一种坩埚熔制装置，该坩埚熔制装置包括熔炉110，为对伸入到熔炉110内的电极的位置、电极开闭情况以及在熔炉110内进行的熔融作业的进展进行监测，本实施例中的坩埚熔制装置还包括观察窗120、摄像机130及位置调整机构140，其中，观察窗120设置于熔炉110上，摄像机130安装于观察窗120远离熔炉110的一侧，摄像机130能够透过观察窗120观测熔炉110的内部，而位置调整机构140则被配置为调整摄像机130的位姿，从而使得摄像机130能够清晰地拍摄熔炉110内部的图像，进而使得工作人员能够对熔融过程进行合理的监测管理，以提高制成的坩埚的合格率。

基于上述，本实施例中通过摄像机130获取熔炉110内部的图像，以使工作人员能够准确地了解伸入到熔炉110内的电极的位置、电极开闭情况以及在熔炉110内进行的熔融作业的进展，从而对熔融过程进行合理的监测管理，进而使得工作人员能够在熔融过程中及时地进行纠错，以提高制成的坩埚的合格率。

优选地，在本实施例中，观察窗120安装于固定法兰150内，并包括第一窗体121和第二窗体122，第二窗体122设置于第一窗体121远离熔炉110的一侧，即，摄像机130安装于第二窗体122远离第一窗体121的一侧，其中，第一窗体121和第二窗体122均由高强度透明材料制成，示例性地，第一窗体121和第二窗体122可由蓝宝石或高纯石英等材料制成，本实施例中对此不作具体限制。由于第一窗体121和第二窗体122的强度较高，因此，第一窗体121和第二窗体122能够起到减震防震的作用，从而避免安装于第二窗体122远离第一窗体121的一侧的摄像机130因熔炉110在熔融过程中产生的震动而发生损坏或无法正常工作。

另外，第二窗体122朝向第一窗体121的一侧的表面设置有金镀层，可以理解的是，金镀层的厚度较薄，不会影响摄像机130的正常工作。一方面，金镀层能够进一步增加第二窗体122的强度，从而进一步起到减震防震的作用，另一方面，金镀层能够反射强光，从而保证摄像机130能够透过第一窗体121和第二窗体122清晰地拍摄熔炉110内部的图像。

另外，本实施例中的坩埚熔制装置还包括第一法兰151、第二法兰152、第三法兰153和第四法兰154，第一法兰151、第二法兰152、第三法兰153和第四法兰154共同组成上文述及的固定法兰150，其中，第一法兰151固定连接于熔炉110，第二法兰152套设于第一窗体121的外周，并固定连接于第一法兰151远离熔炉110的一侧，第三法兰153套设于第二窗体122的外周，并固定连接于第二法兰152远离第一法兰151的一侧，第四法兰154固定连接于第三法兰153远离第二法兰152的一侧，第二窗体122与第四法兰154固定连接，具体地，第二窗体122沿其周向设置有若干个第一螺孔1221，第四法兰154则沿其周向设置有若干个第二螺孔1541，第一螺孔1221与第二螺孔1541一一对应，第二窗体122能够通过螺接于第一螺孔1221和第二螺孔1541内的第一螺栓(图中未示出)与第四法兰154固定连接。而摄像机130则安装于第四法兰154，可以理解的是，第一法兰151和第四法兰154的中间区域均为通孔(图中未示出)，因此，摄像机130能够透过第四法兰154、第二窗体122、第一窗体121和第一法兰151观测到熔炉110的内部。

而且，第一窗体121抵接于第一法兰151，即，第四法兰154能够将第一窗体121抵压在第一法兰151上，从而能够防止外界空气进入熔炉110内部，进而避免影响熔融作业的正常进行。

值得说明的是，熔炉110上设置有第一接口111，观察窗120安装于第一接口111上，具体地，基于上述，第一法兰151固定连接于第一接口111上，摄像机130能够透过第四法兰154、第二窗体122、第一窗体121、第一法兰151和第一接口111观测到熔炉110的内部。

除第一接口111外，熔炉110上还设置有与其它用于辅助完成熔融作业的结构对接的第二接口112。

还需要说明的是，其它可选的实施例中也可在第一窗体121和第二窗体122之间沿第一窗体121和第二窗体122的排列方向额外设置至少一层第三窗体，第三窗体也由高强度透明材料制成，从而起到增强减震防震效果的作用，相应地，第三窗体也对应安装于法兰内，安装有第三窗体的法兰则固定连接于第二法兰152和第三法兰153之间，本实施例中对观察窗120具体由几层窗体组成不作具体限制。

另外，坩埚熔制装置还包括密封圈170，密封圈170被抵压限定于第一窗体121和第一法兰151之间，从而进一步对熔炉110进行密封，进而进一步防止外界空气进入熔炉110内部。

进一步地，坩埚熔制装置还包括压板180，第二法兰152套设于第一窗体121和压板180的外周，压板180抵压限定于第二窗体122和第一窗体121之间，压板180上设置有穿孔(图中未示出)，穿孔与第一窗体121正对，从而避免遮挡摄像机130的视野，另外，压板180能够保证第一窗体121被充分抵压，从而提高第一窗体121和熔炉110之间的密封效果，进而进一步防止外界空气进入熔炉110内部。

基于前文述及的内容，在本实施例中，位置调整机构140能够调整摄像机130的光轴与观察窗120的表面的夹角，以及摄像机130沿其轴向与观察窗120的间距，从而使得摄像机130能够从不同角度、不同距离对熔炉110的内部进行观测，一方面能够保证摄像机130对熔炉110内部进行清晰地拍摄，另一方面，还能够保证上文述及的需要观测的全部内容都能够被摄像机130完整地观测到，进而进一步保证工作人员能够对熔融过程进行合理的监测管理。

在本实施例中，位置调整机构140包括调整块141，调整块141安装于固定法兰150远离熔炉110的一侧，具体地，调整块141包括第一块体1411及第二块体1412，其中，第一块体1411上设置有第一连接槽14111，第一连接槽14111沿摄像机130的轴向延伸，摄像机130通过第二螺栓(图中未示出)螺接于第一连接槽14111内，且摄像机130螺接于第一连接槽14111内的位置可调，而第二块体1412则安装于固定法兰150上，本实施例中能够通过调整摄像机130螺接于第一连接槽14111内的位置来调整摄像机130沿其轴向与观察窗120的间距。

进一步地，第一块体1411通过转轴14112转动连接于第二块体1412，转轴14112的轴线平行于观察窗120的表面，第一块体1411和第二块体1412中的一个上设置有第二连接槽14121，第二连接槽14121绕转轴14112的轴线延伸，第一块体1411和第二块体1412中的另一个螺接于第二连接槽14121内，且第一块体1411和第二块体1412中的另一个螺接于第二连接槽14121内的位置可调，示例性地，在本实施例中，第二块体1412上设置有第二连接槽14121，第一块体1411通过第三螺栓(图中未示出)螺接于第二连接槽14121内，且第一块体1411螺接于第二连接槽14121内的位置可调，具体地，工作人员能够通过拧松第三螺栓来使第一块体1411能够绕转轴14112相对第二块体1412转动，在转动后，工作人员拧紧第三螺栓，从而将第一块体1411重新固定至第二块体1412上，基于上述，本实施例中能够通过调整第一块体1411螺接于第二连接槽14121的位置来调整摄像机130的光轴与观察窗120的表面的夹角。

而且，在本实施例中，第二块体1412远离第一块体1411的一侧的表面平行于转轴14112的轴线，并与观察窗120的表面垂直，位置调整机构140还包括安装板142，安装板142固定连接于固定法兰150，第二块体1412远离第一块体1411的一侧的表面和安装板142中的一个设置有第三连接槽14122，第三连接槽14122绕平行于观察窗120的表面的直线210延伸，直线210垂直于第二块体1412远离第一块体1411的一侧的表面，并与摄像机130的轴线及转轴14112的轴线相交，第二块体1412远离第一块体1411的一侧的表面和安装板142中的另一个螺接于第三连接槽14122内，且第二块体1412远离第一块体1411的一侧的表面和安装板142中的另一个螺接于第三连接槽14122内的位置可调，示例性地，在本实施例中，第二块体1412远离第一块体1411的一侧的表面设置有第三连接槽14122，安装板142通过第四螺栓(图中未示出)螺接于第三连接槽14122内，且安装板142螺接于第三连接槽14122内的位置可调，具体地，工作人员能够通过拧松第四螺栓来使第二块体1412能够绕上文述及的直线210相对安装板142转动，在转动后，工作人员拧紧第四螺栓，从而将第二块体1412重新固定至安装板142上，基于上述，本实施例中既能够在竖直面内调整摄像机130的光轴与观察窗120的表面的夹角，还能够在与水平面的夹角为锐角的一个平面内调整摄像机130的光轴与观察窗120的表面的夹角，从而能够更加充分地调整摄像机130的位姿，进而进一步保证工作人员能够对熔融过程进行合理的监测管理。

需要说明的是，本实施例中设置有若干个第三连接槽14122，若干个第三连接槽14122绕上文述及的直线210均匀排列，从而保证第二块体1412能够稳固地安装于安装板142上。

进一步地，熔融过程中熔炉110内部处于高温环境，而本实施例中的坩埚熔制装置还包括水冷机构，水冷机构被配置为对观察窗120与熔炉110的连接处进行冷却，从而避免观察窗120因高温而变形。

基于上述，水冷机构包括进液口161、出液口162和冷却通道(图中未示出)，进液口161和出液口162均设置于第一接口111上，并位于第一接口111靠近观察窗120的一侧，冷却通道开设于第一接口111内部，并连通于进液口161和出液口162之间，冷却通道内流通有冷却液，从而对熔炉110靠近观察窗120的位置进行散热，进而避免观察窗120因高温而变形。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.坩埚熔制装置，包括熔炉(110)，其特征在于，所述坩埚熔制装置还包括：

观察窗(120)，设置于所述熔炉(110)上；

摄像机(130)，安装于所述观察窗(120)远离所述熔炉(110)的一侧，所述摄像机(130)能够透过所述观察窗(120)观测所述熔炉(110)的内部；及

位置调整机构(140)，被配置为调整所述摄像机(130)的位姿。

2.根据权利要求1所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述位置调整机构(140)能够调整所述摄像机(130)的光轴与所述观察窗(120)的表面的夹角，以及所述摄像机(130)沿其轴向与所述观察窗(120)的间距。

3.根据权利要求2所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述观察窗(120)安装于固定法兰(150)内，所述位置调整机构(140)包括调整块(141)，所述调整块(141)安装于所述固定法兰(150)远离所述熔炉(110)的一侧，所述调整块(141)包括：

第一块体(1411)，所述第一块体(1411)上设置有第一连接槽(14111)，所述第一连接槽(14111)沿所述摄像机(130)的轴向延伸，所述摄像机(130)螺接于所述第一连接槽(14111)内，且所述摄像机(130)螺接于所述第一连接槽(14111)内的位置可调；及

第二块体(1412)，安装于所述固定法兰(150)上，所述第一块体(1411)通过转轴(14112)转动连接于所述第二块体(1412)，所述转轴(14112)的轴线平行于所述观察窗(120)的表面，所述第一块体(1411)和所述第二块体(1412)中的一个上设置有第二连接槽(14121)，所述第二连接槽(14121)绕所述转轴(14112)的轴线延伸，所述第一块体(1411)和所述第二块体(1412)中的另一个螺接于所述第二连接槽(14121)内，且所述第一块体(1411)和所述第二块体(1412)中的另一个螺接于所述第二连接槽(14121)内的位置可调。

4.根据权利要求3所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述第二块体(1412)远离所述第一块体(1411)的一侧的表面平行于所述转轴(14112)的轴线，并与所述观察窗(120)的表面垂直，所述位置调整机构(140)还包括安装板(142)，所述安装板(142)固定连接于所述固定法兰(150)，所述第二块体(1412)远离所述第一块体(1411)的一侧的表面和所述安装板(142)中的一个设置有第三连接槽(14122)，所述第三连接槽(14122)绕平行于所述观察窗(120)的表面的直线(210)延伸，所述直线(210)垂直于所述第二块体(1412)远离所述第一块体(1411)的一侧的表面，并与所述摄像机(130)的轴线及所述转轴(14112)的轴线相交，所述第二块体(1412)远离所述第一块体(1411)的一侧的表面和所述安装板(142)中的另一个螺接于所述第三连接槽(14122)内，且所述第二块体(1412)远离所述第一块体(1411)的一侧的表面和所述安装板(142)中的另一个螺接于所述第三连接槽(14122)内的位置可调。

5.根据权利要求1所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述坩埚熔制装置还包括水冷机构，所述水冷机构被配置为对所述观察窗(120)与所述熔炉(110)的连接处进行冷却。

6.根据权利要求5所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述熔炉(110)上设置有第一接口(111)，所述观察窗(120)安装于所述第一接口(111)上，所述水冷机构包括进液口(161)、出液口(162)和冷却通道，所述进液口(161)和所述出液口(162)均设置于所述第一接口(111)上，并位于所述第一接口(111)靠近所述观察窗(120)的一侧，所述冷却通道开设于所述第一接口(111)内部，并连通于所述进液口(161)和所述出液口(162)之间。

7.根据权利要求1所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述观察窗(120)包括第一窗体(121)和第二窗体(122)，所述第二窗体(122)设置于所述第一窗体(121)远离所述熔炉(110)的一侧，所述第一窗体(121)和所述第二窗体(122)均由高强度透明材料制成，所述第二窗体(122)朝向所述第一窗体(121)的一侧的表面设置有金镀层。

8.根据权利要求7所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述坩埚熔制装置还包括：

第一法兰(151)，固定连接于所述熔炉(110)；

第二法兰(152)，套设于所述第一窗体(121)的外周，并固定连接于所述第一法兰(151)远离所述熔炉(110)的一侧，所述第一窗体(121)抵接于所述第一法兰(151)；

第三法兰(153)，套设于所述第二窗体(122)的外周，并固定连接于所述第二法兰(152)远离所述第一法兰(151)的一侧；及

第四法兰(154)，固定连接于所述第三法兰(153)远离所述第二法兰(152)的一侧，所述第二窗体(122)与所述第四法兰(154)固定连接。

9.根据权利要求8所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述坩埚熔制装置还包括密封圈(170)，所述密封圈(170)被抵压限定于所述第一窗体(121)和所述第一法兰(151)之间。

10.根据权利要求9所述的坩埚熔制装置，其特征在于，所述坩埚熔制装置还包括压板(180)，所述第二法兰(152)套设于所述第一窗体(121)和所述压板(180)的外周，所述压板(180)抵压限定于所述第二窗体(122)和所述第一窗体(121)之间，所述压板(180)上设置有穿孔，所述穿孔与所述第一窗体(121)正对。