CN203976977U - 一种蓝宝石晶体生长冷却水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业冷却水技术领域，提供了一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，包括：水箱，与纯水箱、水质监测器、冷却塔系统相连接；第一温度传感器，与水质监测器、工艺水泵相连接；压力传感器，与工艺水泵、生长炉相连接；风冷式空调机组系统，与生长炉、第二温度传感器相连接；冷却塔系统，与第二温度传感器相连接；风冷式空调机组系统还包括：风冷式空调机组和第一电磁阀，并且风冷式空调机组与第一电磁阀相并联；冷却塔系统还包括：冷却塔和第二电磁阀，并且冷却塔与第二电磁阀相并联。本实用新型具有自动监测水质、温度稳定、满足长晶要求、容易控制、实现水循环利用、节约资源、成本低的优点。

Description

一种蓝宝石晶体生长冷却水系统

技术领域

本实用新型涉及工业冷却水技术领域，特别涉及一种蓝宝石晶体生长冷却水系统。

背景技术

蓝宝石晶体硬度很高，为莫氏硬度9级，仅次于最硬的金刚石，具有很好的透光性、热传导性、电气绝缘性和优异的力学机械性能，并且具有耐磨和抗风蚀的特点；同时蓝宝石晶体的熔点为2050℃，沸点3500℃，最高工作温度可达1900℃，物理性能非常好；同时蓝宝石晶体的化学性质非常稳定，一般不溶于水和不受酸、碱腐蚀，只有在较高温度300℃以上可为氢氟酸、磷酸和熔化的氢氧化钾所侵蚀；正由于蓝宝石晶体优异的物理性能和稳定的化学性能，故而作为一种重要的技术晶体被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业、电子技术的许多领域，例如将其作为透红外窗口材料、微电子领域的衬底基片、激光基质、光学元件、军用车辆领域用作透明装甲的材料及其它用途等。

现有技术在制作蓝宝石晶体时，通常采用工艺水系统冷却长晶炉，冷却水系统冷却长晶炉或者空调机组，冷冻水系统冷却工艺水三套系统，各系统通过板式热换器对工艺水进行冷却，冷冻水系统通常采用螺杆式冷水机组，采用螺杆式冷水机对水进行冷却，故需要配套的冷却水对本身螺杆式冷水机组进行冷却，存在成本高的问题。

而单独的空调机对水温进行调控，存在水温波动范围大、不稳定、不易控制的问题；或者采用单独的冷却塔调控水温，会出现在一定的时间段内出水温度高，波动范围大的现象。冷却塔调控水温受湿球温度影响较大；湿球温度为在某一地点某一时间的情况下，水通过蒸发所能达到的最低温度，即水在冷却塔中达到的最低温度，湿球温度对冷却塔的出水温度影响很大，冷却塔的出水温度实际上要高于湿球温度4度以上，理论上如果要将冷却塔的出水温度降到湿球温度，冷却水塔必须做到无限大，给现实的工作环境带来极大的难度，很难实现；或者采用螺杆式冷水机对水进行冷却，故需要配套的冷却水对本身进行冷却，存在成本高的问题，同时蓝宝石晶体生长环境对工艺水的水质要求较高，设备不容易结垢。

因此，工业冷却水技术领域急需一种能够自动监测水质、提高水质、温度稳定、满足长晶要求、容易控制、实现水循环利用、节约资源、成本低的蓝宝石晶体生长冷却水系统。

实用新型内容

本实用新型提供了一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，技术方案如下：

一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，包括：水箱、纯水箱、水质监测器、第一温度传感器、工艺水泵、压力传感器、生长炉、风冷式空调机组系统、第二温度传感器、冷却塔系统；

水箱，与纯水箱、水质监测器、冷却塔系统相连接；

第一温度传感器，与水质监测器、工艺水泵相连接；

压力传感器，与工艺水泵、生长炉相连接；

风冷式空调机组系统，与生长炉、第二温度传感器相连接；

冷却塔系统，与第二温度传感器相连接。

如上所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其中，风冷式空调机组系统还包括：风冷式空调机组和第一电磁阀，并且风冷式空调机组与第一电磁阀相并联。

如上所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其中，冷却塔系统还包括：冷却塔和第二电磁阀，并且冷却塔与第二电磁阀相并联。

如上所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其中，还包括：控制装置，与水箱、纯水箱、水质监测器、第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、第一电磁阀、第二电磁阀相连接。

如上所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其中，纯水箱上面具有纯水阀门，纯水阀门与水箱相连接，用于为水箱供水。

如上所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其中，水箱上面具有放水阀。

如上所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其中，风冷式空调机组采用LSQWRF130M/A-C1型号的风冷式空调机组。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型增加了水质监测仪，可以时时的监测水质的变化，保证进入生长炉的水是足够纯净的，满足蓝宝石的生长环境要求，使制得的蓝宝石更加通透、纯净，物理和化学性质更好，具有更好的适用性。

2、本实用新型采用风冷式空调机组系统和冷却塔系统共同配合使用，实现二次冷却，因为，风冷式空调机组系统不受湿球温度的影响，可以将水温降低到湿球温度以下，但是流出的冷却水的水温波动范围大，通过冷却塔系统进一步地对水进行冷却，消除波动范围，使流出的冷却水温度恒定，对水温的控制更加精准，极大的满足了蓝宝石水温生长环境的要求。因此，本实用新型既克服了风冷式空调机组调节的水温波动范围大、不稳定的问题；同时又克服了冷却塔系统受湿球温度影响大，不能降到湿球温度以下，很难满足低于湿球温度时的蓝宝石生长环境用水的问题，同时由于二次冷却能够将水温更快的调节到需要的温度，工作效率更快。

3、本实用新型通过将风冷式空调机组和第一电磁阀并联后形成风冷式空调机组系统，能够精准的将温度控制在第二温度传感器设置的值，结构简单、可操作性强、温控效果好。

4、本实用新型通过将冷却塔和第二电磁阀并联后形成冷却塔系统，能够精准的将温度降低到生长炉的温度要求，结构简单、可操作性强、温控效果好。

5、本实用新型通过控制装置对其进行控制，实现了生产自动化，全程无需人工操作，克服了人为因素导致的误差，同时节约劳动力，工作效率更快，节约成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1是本实用新型一种蓝宝石晶体生长冷却水系统的结构示意图。

图2是本实用新型冷却塔系统和风冷式空调机组系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

图1是本实用新型一种蓝宝石晶体生长冷却水系统结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供了一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，包括：水箱1、纯水箱10、水质监测器2、第一温度传感器3、工艺水泵4、压力传感器5、生长炉6、风冷式空调机组系统7、第二温度传感器8、冷却塔系统9；水箱1，与纯水箱10、水质监测器2、冷却塔系统9相连接；第一温度传感器3，与水质监测器2、工艺水泵4相连接；压力传感器5，与工艺水泵4、生长炉6相连接；风冷式空调机组7系统，与生长炉6、第二温度传感器8相连接；冷却塔系统9，与第二温度传感器8相连接。

图2是本实用新型冷却塔系统和风冷式空调机组系统的结构示意图。

如图2所示，本实施例中的风冷式空调机组系统7包括：风冷式空调机组701和第一电磁阀702，并且风冷式空调机组701与第一电磁阀702相并联；冷却塔系统9包括：冷却塔901和第二电磁阀902，并且冷却塔901与第二电磁阀902相并联。

本实施例中还包括控制装置，使其与水箱1、纯水箱10、水质监测器2、第一温度传感器3、第二温度传感器8、压力传感器5、第一电磁阀702、第二电磁阀902相连接，分别对如上的装置进行控制。

纯水箱10上面具有纯水阀门，纯水阀门与水箱1相连接，用于为水箱1供水；水箱1上面具有放水阀。

本实施例中的风冷式空调机组采用LSQWRF130M/A-C1型号的风冷式空调机组。

本实用新型工作前，通过控制装置分别对水箱1的水位高度、水质监测器2的水质监测值、第一温度传感器和第二温度传感器的温度参数、压力传感器的压力参数进行设置，同时命令第一电磁阀702和第二电磁阀902全部打开，设置好后等待工作。

本实施例中将第一温度传感器设为25℃，第二温度传感器的温度设为23℃，同时风冷式空调机组701预先设置冷却温度为20℃，冷却塔901的冷却温度为25℃，风冷式空调机组701的设置温度低于冷却塔901的设置温度。

本实用新型工作时，首先控制装置命令纯水箱10打开纯水阀门，将纯水注入到水箱1内，直至达到水箱1预先设定好的水位高度时，关闭纯水阀门；然后，水箱1内的水流出，流经水质监测器9，水质监测器9将监测到的水质监测值传给控制装置，当水质监测值在预先设定好的水质监测系数范围内时，同时水流经第一温度传感器3，第一温度传感器3将起始温度值传给控制装置，然后控制装置命令工艺水泵4打开，压力传感器5将起始压力值传给控制装置；然后，纯水通过工艺水泵进入生长炉6内，当水温达到生长炉内的温度时，水从生长炉6内流出，进入风冷式空调机组701内，通过风冷式空调机组701进行冷却，通过风冷式空调机组701冷却后的水流经第二温度传感器8，第二温度传感器8将其感应到的温度20±2℃传给控制装置，控制装置通过调整第一电磁阀702开度的大小，控制一部分从生长炉内流出的水与风冷式空调机组701流出的水混合，直至第二温度传感器8感应到的温度为23℃时，水通过冷却塔901进行冷却，由于受湿球温度的影响，从冷却塔内流出的温度一定高于25℃，此时，冷却水进入水箱1内，水质监测器2将监测到的水质监测值传给控制装置，当高于预先设定好的水质监测值时，控制装置命令水箱1上的放水阀打开，放出部分水，当水位低于预先设定好的水位高度时，控制装置命令纯水箱10的纯水阀门打开，直至水质监测器监测到的水质监测值符合预先设定好的水质监测范围，控制装置命令防水阀关闭，当水箱的水位高度符合预先设定的水位高度时，控制装置命令纯水箱1的纯水阀门关闭；最后第一温度传感器3将感应到的高于25℃的温度值传给控制装置，控制装置通过调整第二电磁阀902开度的大小，控制一部分经过风冷式空调机组冷却的23℃的水与冷却塔内流出的水混合，直至第一温度传感器感应到的温度为25℃时，将蓝宝石放置到生长炉内，开始蓝宝石的生长，在生长的过程中重复上述的水循环控制系统，保证蓝宝石一直在25℃的环境下生长，水温稳定，使得工艺生长条件更加平稳，致使蓝宝石的生长稳定、生产出的蓝宝石晶体质量稳定。

本实例中的参数设置是按湿球温度28度时进行的参数设置，将风冷式空调机机组设置的温度低于冷却塔设置的温度；当环境湿球温度较低时可根据情况自行对参数进行更改，例如将风冷式空调机组的温度设置成与冷却塔的温度相同，对水进行二次调节，使得水温稳定。

本实用新型增加了水质监测仪，可以时时的监测水质的变化，保证进入生长炉的水是足够纯净的，满足蓝宝石的生长环境要求。

本实用新型采用风冷式空调机组系统和冷却塔系统共同配合使用，实现二次冷却，因为，风冷式空调机组系统不受湿球温度的影响，可以将水温降低到湿球温度以下，但是流出的冷却水的水温波动范围大，通过冷却塔系统进一步地对水进行冷却，消除波动范围，使流出的冷却水温度恒定，对水温的控制更加精准，极大的满足了蓝宝石水温生长环境的要求。因此，本实用新型既克服了风冷式空调机组调节的水温波动范围大、不稳定的问题；同时又克服了冷却塔系统受湿球温度影响大，不能降到湿球温度以下，很难满足低于湿球温度时的蓝宝石生长环境用水的问题，同时由于二次冷却能够将水温更快的调节到需要的温度，工作效率更快。

本实用新型通过将风冷式空调机组和第一电磁阀并联后形成风冷式空调机组系统，结构简单、可操作性强、温控效果好。

本实用新型通过将冷却塔和第二电磁阀并联后形成冷却塔系统，结构简单、可操作性强、温控效果好。

本实用新型通过控制装置对其进行控制，实现了生产自动化，全程无需人工操作，克服了人为因素导致的误差，同时节约劳动力，工作效率更快，节约成本。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，包括：水箱、纯水箱、水质监测器、第一温度传感器、工艺水泵、压力传感器、生长炉、风冷式空调机组系统、第二温度传感器、冷却塔系统；

所述水箱，与所述纯水箱、水质监测器、冷却塔系统相连接；

所述第一温度传感器，与所述水质监测器、工艺水泵相连接；

所述压力传感器，与所述工艺水泵、生长炉相连接；

所述风冷式空调机组系统，与所述生长炉、第二温度传感器相连接；

所述冷却塔系统，与所述第二温度传感器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，所述风冷式空调机组系统还包括：风冷式空调机组和第一电磁阀，并且所述风冷式空调机组与第一电磁阀相并联。

3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，所述冷却塔系统还包括：冷却塔和第二电磁阀，并且所述冷却塔与第二电磁阀相并联。

4.根据权利要求3所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，还包括：控制装置，与所述水箱、纯水箱、水质监测器、第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、第一电磁阀和第二电磁阀相连接。

5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，所述纯水箱上面具有纯水阀门，所述纯水阀门与水箱相连接，用于为所述水箱供水。

6.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，所述水箱上面具有放水阀。

7.根据权利要求2所述的一种蓝宝石晶体生长冷却水系统，其特征在于，所述风冷式空调机组采用LSQWRF130M/A-C1型号的风冷式空调机组。