CN217663322U - 一种三甲基镓反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业设备制造技术领域，具体为一种三甲基镓反应釜，包括封口的釜体、液体温度控制装置，釜体的顶部设有伸入釜体内的搅拌器，釜体的顶部还设有与釜体内部连通的进料管、出料管、碘甲烷滴加装置，釜体的侧壁和底壁的内部均为密闭的中空结构，液体温度控制装置上设有出液管和回液管，出液管和回液管分别贯穿釜体的侧壁上端和外底壁连通中空结构，进料管和出料管远离釜体的一端分别设有第一开关阀和第二开关阀，进料管上在釜体与第一开关阀之间连接有惰性气体输入装置，解决了如何保护三甲基镓生产过程中的原料和产物以及如何控制反应釜内部温度均匀的问题。

Description

一种三甲基镓反应釜

技术领域

本实用新型属于工业设备制造技术领域，具体为一种三甲基镓反应釜。

背景技术

三甲基镓等金属有机化合物广泛应用于生长铟镓磷(InGaP)、铟镓砷氮(InGaAsN)、铟镓砷(InGaAs)等化合物半导体薄膜材料。是金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)、化学束外延(CBE)过程中生长光电子材料的最重要、也是目前用量最大的原料。三甲基镓的制作方法中以镓镁合金GaxMgy和金属镁Mgz加入四乙二醇二甲醚在高温环境下反应的方法最适合于工业生产，但是在反应过程中需要温度可控壳调整并且保证反应釜的内部处处温度基本相等，以保证原料充分反应，从而提高生产效率，所以需要根据上述制作三甲基镓的理论设计出一种制作三甲基镓反应的釜。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺点，采用内壁设有中空结构的釜体配合液体温度控制装置和惰性气体输入装置的方式，设计了一种利用惰性气体输入装置对产物和原料进行输送和保护以及利用液体温度控制装置配合中空结构使得釜体内部温度均匀且可控，解决了如何保护三甲基镓生产过程中的原料和产物以及如何控制反应釜内部温度均匀的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种三甲基镓反应釜，包括封口的釜体、液体温度控制装置，所述釜体的顶部设有伸入釜体内的搅拌器，所述釜体的顶部还设有与釜体内部连通的进料管、出料管、碘甲烷滴加装置，所述釜体的侧壁和底壁的内部均为密闭的中空结构，所述液体温度控制装置上设有出液管和回液管，所述出液管和回液管分别贯穿所述釜体的侧壁上端和外底壁连通所述中空结构，所述进料管和出料管远离所述釜体的一端分别设有第一开关阀和第二开关阀，所述进料管上在所述釜体与所述第一开关阀之间连接有惰性气体输入装置，所述进料管的内壁上靠近所述釜体的一端设有红外线测温仪，所述红外线测温仪的输出端通过信号线贯穿到所述进料管外连接显示屏。

优选的，所述搅拌器包括电机、搅拌轴、搅拌叶片，所述电机设于所述釜体的顶端，所述搅拌轴位于所述釜体内，所述电机的输出轴伸入所述釜体内传动连接所述搅拌轴，若干所述搅拌叶片径向设于所述搅拌轴上，相邻的两个所述搅拌叶片之间预设间隙。

优选的，所述搅拌叶片远离所述搅拌轴的一端与所述釜体的内壁滑动接触。

优选的，所述电机的输出轴与所述釜体的顶壁之间通过动密封连接。

优选的，所述碘甲烷滴加装置包括盛装钢瓶，所述盛装钢瓶通过滴加管与所述釜体的内部通，所述滴加管上设有流量控制阀。

优选的，所述惰性气体输入装置包括惰性气体源、气泵、气管、流量阀，所述气泵的输入端通过气管连接所述惰性气体源，所述气泵的输出端通过所述气管连通所述进料管，所述气管上在所述气泵与所述进料管之间设置所述流量阀。

优选的，所述液体温度控制装置包括远离所述釜体的加热机组和温度调控装置，所述加热机组内设有油源，所述油源内设有油泵，所述油泵的输出端通过所述出出液管依次穿过所述加热机组和所述温度调控装置后从所述釜体的顶端连通所述中空结构，所述油源的内部通过所述回液管从所述釜体的底部连通所述中空结构，所述出液管上和所述回液管上在所述加热机组和所述釜体之间设有所述温度调控装置。

优选的，所述温度调控装置包括冷水塔、壳体，所述壳体远离所述冷水塔，所述冷水塔的水输出端和水输入端连接同一根水管的两端，所述水管的两端之间在所述壳体内缠绕与所述出液管缠绕在一起，所述水管上在所述壳体内设有流量调节阀和电源开关，所述流量调节阀位于所述水管与所述出液管缠绕处的上游，所述电源开关电性连接在所述加热机组与电源之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用内壁设有中空结构的釜体配合液体温度控制装置和惰性气体输入装置的方式，设计了一种利用惰性气体输入装置对产物和原料进行输送和保护以及利用液体温度控制装置配合中空结构使得釜体内部温度均匀且可控，解决了如何保护三甲基镓生产过程中的原料和产物以及如何控制反应釜内部温度均匀的问题。

2、本实用新型通过盛装钢瓶内的液泵和流量控制阀控制碘甲烷的滴加量和滴加速度，在不滴加碘甲烷时，流量控制阀关闭能够保证釜体内部的气密性。

3、本实用新型加热机组将油源(可以理解为一个内部装有油的油箱)加热，油泵将导热油输送到釜体上的中空结构，然后中空结构上连接的回液管再将釜体的中空结构内被吸收了热量的导热油输回油源内再次进行加热；这样便给釜体进行加热，其中的导热油采用长城导热油。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中釜体内部的结构示意图；

图3为本实用新型中惰性气体输入装置的结构示意图；

图4为本实用新型中加热机组内部的结构示意图；

图5为本实用新型中壳体内部的结构示意图。

其中，1、釜体；2、进料管；3、出料管；4、中空结构；5、第一开关阀；6、电机；7、搅拌轴；8、搅拌叶片；9、盛装钢瓶；10、滴加管；11、电源开关；12、流量控制阀；13、惰性气体源；14、气泵；15、气管；16、第二开关阀；17、油源；18、油泵；19、出液管；20、进液管；21、加热机组；22、冷水塔；23、壳体；24、流量调节阀；25、水管；26、红外线测温仪；27、显示屏；28、流量阀。

具体实施方式

参见图1-5所示，一种三甲基镓反应釜，包括封口的釜体1、液体温度控制装置，所述釜体1的顶部设有伸入釜体1内的搅拌器，所述釜体1的顶部还设有与釜体1内部连通的进料管2、出料管3、碘甲烷滴加装置，所述釜体1的侧壁和底壁的内部均为密闭的中空结构4，所述液体温度控制装置上设有出液管19和回液管20，所述出液管19和回液管20分别贯穿所述釜体1的侧壁上端和外底壁连通所述中空结构4，所述进料管2和出料管3远离所述釜体1的一端分别设有第一开关阀5和第二开关阀16，所述进料管2上在所述釜体1与所述第一开关阀5之间连接有惰性气体输入装置，所述进料管2的内壁上靠近所述釜体1的一端设有红外线测温仪26，所述红外线测温仪26的输出端通过信号线贯穿到所述进料管2外连接显示屏27。

在本实施方式中，使用时，将原料从进料管2处投入，然后通过惰性气体输入装置向釜体1内输送惰性气体，以将釜体1内的空气排尽，然后再通过或者同时通过碘甲烷滴加装置滴加碘甲烷控制反应速度，在这个过程中，位于釜体1的顶部设置的搅拌器将原料搅动，以促进原料反应，其中，通过液体温度控制装置向釜体1的侧壁和底壁的内部的中空结构4内输送导热油来调整釜体内部的温度，然后将第一开关阀5和第二开关阀16以及流量阀28关闭，以保证釜体内的气密性，再配合搅拌器的作用，从而使得釜体1内部的原料受热均匀，使得原料反应充分，生产效率高，进料管2的内壁上靠近所述釜体1的一端设置的红外线测温仪26测出来的温度与釜体1内部的温度一致，工人可以通过显示屏27读取釜体1内部的温度，从而通过液体温度控制装置调整釜体1内部的温度，而红外线测温仪26设置在进料管2的内壁上靠近所述釜体1的一端能够避免搅拌器在釜体1内搅拌原料的过程中将红外线测温仪26撞坏。

作为一种优选的方式，如图2所示，所述搅拌器包括电机6、搅拌轴7、搅拌叶片8，所述电机6设于所述釜体1的顶端，所述搅拌轴7位于所述釜体1内，所述电机6的输出轴伸入所述釜体1内传动连接所述搅拌轴7，若干所述搅拌叶片8径向设于所述搅拌轴7上，相邻的两个所述搅拌叶片8之间预设间隙。

作为一种优选的方式，所述搅拌叶片8远离所述搅拌轴7的一端与所述釜体1的内壁滑动接触。这样设置能够使得搅拌充分。

作为一种优选的方式，所述电机6的输出轴与所述釜体1的顶壁之间通过动密封连接。使用动密封，既能够保证釜体内的气密性，又不影响电机6的输出轴的转动，也就是不影响搅拌器的工作。

作为一种优选的方式，所述碘甲烷滴加装置包括盛装钢瓶9，所述盛装钢瓶9通过滴加管10与所述釜体1的内部通，所述滴加管10上设有流量控制阀12。盛装钢瓶9内设有液泵，通过盛装钢瓶9内的液泵和流量控制阀12控制碘甲烷的滴加量和滴加速度，在不滴加碘甲烷时，流量控制阀12关闭能够保证釜体1内部的气密性。

作为一种优选的方式，如图3所示，所述惰性气体输入装置包括惰性气体源13、气泵14、气管15、流量阀28，所述气泵14的输入端通过气管15连接所述惰性气体源13，所述气泵14的输出端通过所述气管15连通所述进料管2，所述气管15上在所述气泵14与所述进料管2之间设置所述流量阀28。

作为一种优选的方式，如图4、图5所示，所述液体温度控制装置包括远离所述釜体1的加热机组21和温度调控装置，所述加热机组21内设有油源17，所述油源17内设有油泵18，所述油泵18的输出端通过所述出液管19依次穿过所述加热机组21和所述温度调控装置后从所述釜体1的顶端连通所述中空结构4，所述油源17的内部通过所述回液管20从所述釜体1的底部连通所述中空结构4，所述出液管19上和所述回液管20上在所述加热机组21和所述釜体1之间设有所述温度调控装置。其中，加热机组就时普通的制热机器，这个是现有技术，采用电阻丝连接电源就可以制热，此处不做任何限制；加热机组21将油源17(可以理解为一个内部装有油的油箱)加热，油泵18将导热油输送到釜体1上的中空结构4，然后中空结构4上连接的回液管20再将釜体1的中空结构4内被吸收了热量的导热油输回油源17内再次进行加热；这样便给釜体1进行加热，其中的导热油采用长城导热油。

作为一种优选的方式，所述温度调控装置包括冷水塔22、壳体23，所述壳体23远离所述冷水塔22，所述冷水塔22的水输出端和水输入端连接同一根水管25的两端，所述水管25的两端之间在所述壳体23内缠绕与所述出液管19缠绕在一起，所述水管25上在所述壳体23内设有流量调节阀24和电源开关11，所述流量调节阀24位于所述水管25与所述出液管19缠绕处的上游，所述电源开关11电性连接在所述加热机组1与电源之间。使得在需要降低釜体1内部的温度时，通过打开流量调节阀24，同时通过电源开关11将加热机组21断电，使得加热机组21不再制热，此时冷水塔22内的冷水通过水管25输送，水管25内的冷水在壳体23内与出液管19内的导热油产生热量交换，从而将导热油内的热量带走，导热油的流动再将釜体1内的热量带走，从而起到对釜体1内进行降温的作用；当然，在不是需要骤热将釜体1内的温度调低的情况下，可以通过调整开流量调节阀24以控制水管25内的冷水与导热油的接触量，从而调整导热油的温度。十分智能可控。

Claims (8)

1.一种三甲基镓反应釜，包括封口的釜体(1)、液体温度控制装置，其特征在于，所述釜体(1)的顶部设有伸入釜体(1)内的搅拌器，所述釜体(1)的顶部还设有与釜体(1)内部连通的进料管(2)、出料管(3)、碘甲烷滴加装置，所述釜体(1)的侧壁和底壁的内部均为密闭的中空结构(4)，所述液体温度控制装置上设有出液管(19)和回液管(20)，所述出液管(19)和回液管(20)分别贯穿所述釜体(1)的侧壁上端和外底壁连通所述中空结构(4)，所述进料管(2)和出料管(3)远离所述釜体(1)的一端分别设有第一开关阀(5)和第二开关阀(16)，所述进料管(2)上在所述釜体(1)与所述第一开关阀(5)之间连接有惰性气体输入装置，所述进料管(2)的内壁上靠近所述釜体(1)的一端设有红外线测温仪(26)，所述红外线测温仪(26)的输出端通过信号线贯穿到所述进料管(2)外连接显示屏(27)。

2.根据权利要求1所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述搅拌器包括电机(6)、搅拌轴(7)、搅拌叶片(8)，所述电机(6)设于所述釜体(1)的顶端，所述搅拌轴(7)位于所述釜体(1)内，所述电机(6)的输出轴伸入所述釜体(1)内传动连接所述搅拌轴(7)，若干所述搅拌叶片(8)径向设于所述搅拌轴(7)上，相邻的两个所述搅拌叶片(8)之间预设间隙。

3.根据权利要求2所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述搅拌叶片(8)远离所述搅拌轴(7)的一端与所述釜体(1)的内壁滑动接触。

4.根据权利要求2所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述电机(6)的输出轴与所述釜体(1)的顶壁之间通过动密封连接。

5.根据权利要求2所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述碘甲烷滴加装置包括盛装钢瓶(9)，所述盛装钢瓶(9)通过滴加管(10)与所述釜体(1)的内部通，所述滴加管(10)上设有流量控制阀(12)。

6.根据权利要求1所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述惰性气体输入装置包括惰性气体源(13)、气泵(14)、气管(15)、流量阀(28)，所述气泵(14)的输入端通过气管(15)连接所述惰性气体源(13)，所述气泵(14)的输出端通过所述气管(15)连通所述进料管(2)，所述气管(15)上在所述气泵(14)与所述进料管(2)之间设置所述流量阀(28)。

7.根据权利要求2所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述液体温度控制装置包括远离所述釜体(1)的加热机组(21)和温度调控装置，所述加热机组(21)内设有油源(17)，所述油源(17)内设有油泵(18)，所述油泵(18)的输出端通过所述出液管(19)依次穿过所述加热机组(21)和所述温度调控装置后从所述釜体(1)的顶端连通所述中空结构(4)，所述油源(17)的内部通过所述回液管(20)从所述釜体(1)的底部连通所述中空结构(4)，所述出液管(19)上和所述回液管(20)上在所述加热机组(21)和所述釜体(1)之间设有所述温度调控装置。

8.根据权利要求7所述的一种三甲基镓反应釜，其特征在于，所述温度调控装置包括冷水塔(22)、壳体(23)，所述壳体(23)远离所述冷水塔(22)，所述冷水塔(22)的水输出端和水输入端连接同一根水管(25)的两端，所述水管(25)的两端之间在所述壳体(23)内缠绕与所述出液管(19)缠绕在一起，所述水管(25)上在所述壳体(23)内设有流量调节阀(24)和电源开关(11)，所述流量调节阀(24)位于所述水管(25)与所述出液管(19)缠绕处的上游，所述电源开关(11)电性连接在所述加热机组(21)与电源之间。

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