CN217973486U - 冷却装置和晶体生长炉 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种冷却装置和晶体生长炉,冷却装置用于对晶体进行冷却,晶体生长炉具有进液管路和出液管路,冷却装置包括第一冷却套和切换组件,第一冷却套内限定出分隔的第一冷却通道和第二冷却通道,第一冷却通道的冷却能力高于第二冷却通道的冷却能力,在第一工作位置下,第一冷却通道适于与进液管路和出液管路均连通、且第二冷却通道适于与进液管路和出液管路均隔断,在第二工作位置下,第二冷却通道适于与进液管路和出液管路均连通、且第一冷却通道适于与进液管路和出液管路均隔断;切换组件用于驱动第一冷却套在第一工作位置和第二工作位置之间切换。根据本实用新型的冷却装置,可以提升晶冠的散热效率。

Description

冷却装置和晶体生长炉
技术领域
本实用新型涉及晶体生长技术领域,尤其是涉及一种冷却装置和晶体生长炉。
背景技术
相关技术中,在晶体生长炉中,例如CZ长晶炉,设置用于对晶体进行冷却的冷却套,但是由于晶体的晶冠处与冷却套之间的热辐射角度较大,有效换热面积较小,导致晶冠的散热效率低。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种冷却装置,所述冷却装置可以提升晶冠的散热效率。
本实用新型还提出一种具有上述冷却装置的晶体生长炉。
根据本实用新型第一方面实施例的冷却装置,所述冷却装置用于晶体生长炉,且用于对晶体进行冷却,所述晶体生长炉具有进液管路和出液管路,所述冷却装置包括:至少一个第一冷却套,所述第一冷却套内限定出分隔的第一冷却通道和第二冷却通道,所述第一冷却通道的冷却能力高于所述第二冷却通道的冷却能力,所述第一冷却套适于在第一工作位置和第二工作位置之间切换,在所述第一工作位置下,所述第一冷却通道适于与所述进液管路和所述出液管路均连通、且所述第二冷却通道适于与所述进液管路和所述出液管路均隔断,在所述第二工作位置下,所述第二冷却通道适于与所述进液管路和所述出液管路均连通、且所述第一冷却通道适于与所述进液管路和所述出液管路均隔断;切换组件,所述切换组件用于驱动所述第一冷却套在所述第一工作位置和所述第二工作位置之间切换。
根据本实用新型实施例的冷却装置,通过在第一冷却套设置分隔的第一冷却通道和第二冷却通道,第一冷却通道的冷却能力高于第二冷却通道的冷却能力,使得第一冷却套在的第一工作位置时的冷却能力强于在第二工作位置时的冷却能力,从而当第一冷却套对晶冠进行冷却时,当晶体上升至某一位置,通过切换组件驱动将第一冷却套切换至为第一工作位置,使得加快第一冷却套第一冷却通道与晶冠之间的进行热量交换效率,以对晶冠进行快速有效散热,从而提高晶冠处的散热效率。
在一些实施例中,所述第一冷却套适于与所述进液管路和所述出液管路滑移配合,所述切换组件用于驱动所述第一冷却套相对于所述进液管路和所述出液管路绕所述第一冷却套的中心轴线转动。
在一些实施例中,所述第一冷却套和所述切换组件分别为多个,多个所述第一冷却套沿所述第一冷却套的轴向依次设置,相邻两个所述第一冷却套之间枢转相连,所述切换组件用于驱动对应所述第一冷却套绕所述第一冷却套的中心轴线转动。
在一些实施例中,所述第一冷却套为一个,所述第一冷却套为第一冷却件;或者,所述第一冷却套为多个,多个所述第一冷却套沿所述第一冷却套的轴向依次设置,多个所述第一冷却套的最下侧的一个为第一冷却件,其余所述第一冷却套为第二冷却件,所述第二冷却件还限定出两个回流通道,所述第二冷却件在所述第一工作位置下,其中一个所述回流通道连通在所述第一冷却件和所述出液管路之间,所述第二冷却件在所述第二工作位置下,另一个所述回流通道连通在所述第一冷却件和所述出液管路之间,其中,所述第一冷却件的所述第一冷却通道和所述第一冷却件的所述第二冷却通道均沿所述第一冷却件的周向延伸成环形,所述第一冷却件的所述第一冷却通道的进液口和出液口、以及所述第一冷却件的所述第二冷却通道的进液口和出液口均位于所述第一冷却套的顶部,所述第二冷却件的所述第一冷却通道和所述第二冷却件的所述第二冷却通道分别沿所述第二冷却件的周向至少延伸一圈,所述第二冷却件的所述第一冷却通道的进液口和出液口分别位于所述第二冷却件的顶部和底部,所述第二冷却件的所述第二冷却通道的进液口和出液口分别位于所述第二冷却件的顶部和底部。
在一些实施例中,所述冷却装置还包括:第二冷却套,所述第二冷却套设在所述第一冷却套的上侧,且适于与所述进液管路和所述出液管路分别固定,所述第二冷却套内限定出分隔的进液通道和出液通道,所述进液通道适于连接在所述进液管路和所述第一冷却套之间,所述出液通道适于连接在所述出液管路和所述第一冷却套之间,其中,所述第一冷却套与所述第二冷却套枢转相连,所述切换组件用于驱动所述第一冷却套相对于所述第二冷却套转动。
在一些实施例中,所述进液通道和/或所述出液通道沿所述第二冷却套的周向至少延伸一圈,所述进液通道的进液口和出液口分别位于所述进液通道的顶部和底部,所述出液通道的进液口和出液口分别位于所述进液通道的顶部和底部。
在一些实施例中,所述切换组件包括:驱动电机;传动机构,所述传动机构配合在所述驱动电机和所述第一冷却套之间,所述传动机构为齿轮传动机构,且包括啮合配合的主动齿轮和从动轮齿,所述主动齿轮与所述驱动电机相连以由所述驱动电机驱动转动,所述从动轮齿设在所述第一冷却套的外周壁上;或者,所述传动机构为链传动机构,且包括主动轮、传动链和从动齿,所述主动轮与所述驱动电机相连以由所述驱动电机驱动转动,所述传动链与所述主动轮和所述从动齿分别啮合,所述从动齿设在所述第一冷却套的外周壁上;或者,所述传动机构为带传动机构,且包括主动轮和传动带,所述传动带张紧配合在所述主动轮和所述第一冷却套上。
在一些实施例中,在所述第一冷却套的径向上,所述第一冷却通道位于所述第二冷却通道的径向内侧;和/或,所述第一冷却通道的换热面积大于所述第二冷却通道的换热面积。
在一些实施例中,所述第一冷却通道和所述第二冷却通道分别沿所述第一冷却套的周向延伸为波浪形。
根据本实用新型第二方面实施例的晶体生长炉,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的冷却装置。
根据本实用新型实施例的晶体生长炉,通过采用上述的冷却装置,可以节约晶体生长炉的拉晶时间,从而提高晶体生长炉的生产效率。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型一个实施例的冷却装置的示意图;
图2是图1中所示的冷却装置的又一示意图;
图3是图1中所示的第一冷却套和第二冷却套的爆炸图;
图4是图1中所示的第一冷却件的透视图;
图5是图1中所示的第二冷却件的透视图;
图6是图1中所示的冷却装置的第一冷却套处于第一工作位置的管路的展开图;
图7是图1中所示的冷却装置的第一冷却套处于第二工作位置的管路的展开图;
图8是根据本实用新型一个实施例的冷却装置的控制方法流程示意图;
图9是根据本实用新型一个实施例的冷却装置的控制方法流程示意图。
附图标记:
冷却装置100、进液管路101、出液管路102、
第一冷却套1、第一冷却通道1a、第二冷却通道1b、
第一冷却件11、第一进液口111、第一出液口112、第二进液口113、第二出液口114、
第二冷却件12、第一回流通道12a、第二回流通道12b、第三进液口121、第三
出液口122、第四进液口123、第四出液口124、
切换组件2、驱动电机21、传动机构22、主动齿轮221、从动轮齿222、
第二冷却套3、进液通道3a、出液通道3b、
第五进液口31、第五出液口32、第六进液口33、第六出液口34。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面,参考附图,描述根据本实用新型实施例的冷却装置100。其中,冷却装置100用于晶体生长炉,且冷却装置100用于对晶体进行冷却,晶体生长炉具有进液管路101和出液管路102。
如图1和图4-图5所示,冷却装置100包括至少一个第一冷却套1,第一冷却套1内限定出分隔的第一冷却通道1a和第二冷却通道1b,则第一冷却通道1a内的冷却介质无法直接流至第二冷却通道1b内、且第二冷却通道1b内的冷却介质无法直接流至第一冷却通道1a内,第一冷却通道1a的冷却能力高于第二冷却通道1b的冷却能力,也就是说,在相同条件下,冷却介质通入第一冷却通道1a内对晶体产生的冷却效果优于将冷却介质通入第二冷却通道1b内对晶体产生的冷却效果,冷却效果可以采用单位时间内的温度变化量等参数进行量化对比。
其中,第一冷却套1适于在第一工作位置和第二工作位置之间切换,在第一工作位置下,第一冷却通道1a适于与进液管路101和出液管路102均连通,且第二冷却通道1b适于与进液管路101和出液管路102均隔断(即不连通),此时进液管路101内的冷却介质可以流至第一冷却通道1a内,而后最终流至出液管路102,则第一冷却套1通过第一冷却通道1a对晶体进行冷却,而第二冷却通道1b并未工作,即第二冷却通道1b内未流通有冷却介质而无法对晶体进行冷却;在第二工作位置下,第二冷却通道1b适于与进液管路101和出液管路102均连通,且第一冷却通道1a适于与进液管路101和出液管路102均隔断,此时进液管路101内的冷却介质可以流至第二冷却通道1b内,而后最终流至出液管路102,则第一冷却套1通过第二冷却通道1b对晶体进行冷却,而第一冷却通道1a并未工作,即第一冷却通道1a内未流通有冷却介质而无法对晶体进行冷却。
显然,第一冷却套1在第一工作位置时采用第一冷却通道1a对晶体进行冷却,在第二工作位置时采用第二冷却通道1b对晶体进行冷却;由于第一冷却通道1a和第二冷却通道1b的冷却能力不同,则第一冷却套1在第一工作位置时的冷却能力也就与第一冷却套1在第二工作位置时的冷却能力不同,或进一步说,第一冷却套1在第一工作位置时的冷却能力高于第一冷却套1在第二工作位置时的冷却能力。
如图1所示,冷却装置100还包括切换组件2,切换组件2用于驱动第一冷却套1在第一工作位置和第二工作位置之间切换,则切换组件2可以驱动第一冷却套1由第一工作位置运动至第二工作位置、或驱动第一冷却套1由第二工作位置运动至第一工作位置,那么切换组件2可以通过驱动第一冷却套1运动至不同的工作位置来切换第一冷却套1的冷却能力。
由此,当晶体上升至某一位置,使得第一冷却套1可以对晶体的晶冠进行冷却时,可以通过切换组件2驱动第一冷却套1运动至第一工作位置,以对晶冠进行快速有效散热,从而提升晶冠的散热效率,以更好地满足晶冠的散热需求。
例如,在晶体的提拉过程中,当晶冠向上移动至与第一冷却套1的下端相距为预设间距H(例如后文所述的第一预设位置)时,晶冠位于第一冷却套1的下方,此时切换组件2驱动第一冷却套1运动至第一工作位置,使得第一冷却套1具有较高的冷却能力,以对晶冠进行快速有效散热,则晶冠的热量可以迅速通过第一冷却通道1a内的冷却介质带走;当晶冠继续向上移动至超出第一冷却套1的上端(例如后文所述的第二预设位置)时,晶冠位于第一冷却套1的上侧,此时切换组件2驱动第一冷却套1切换至第二工作位置,第一冷却套1对晶体的其他部位进行冷却,也能满足晶体其他部位的散热需求。其中,预设间距可以根据实际需求具体设置。当然,切换组件2的切换条件不限于此。
根据本实用新型实施例的冷却装置100,通过在第一冷却套1设置分隔的第一冷却通道1a和第二冷却通道1b,第一冷却通道1a的冷却能力高于第二冷却通道1b的冷却能力,使得第一冷却套1在第一工作位置时的冷却能力强于在第二工作位置时的冷却能力,从而当第一冷却套1对晶冠进行冷却时,通过切换组件2驱动第一冷却套1切换至第一工作位置,加快第一冷却套1与晶冠之间的热量交换效率,以对晶冠进行快速有效散热,从而提高晶冠处的散热效率。
在一些实施例中,如图1所示,第一冷却套1适于与进液管路101和出液管路102滑移配合,切换组件2用于驱动第一冷却套1相对于进液管路101和出液管路102绕第一冷却套1的中心轴线转动,以实现第一冷却套1在第一工作位置和第二工作位置之间的切换。
可选地,第一冷却套1适于与进液管路101和出液管路102直接滑移配合或间接配合。
当第一冷却套1与进液管路101和出液管路102之间分别直接滑移配合时,比如第一冷却套1的顶部形成有至少一个滑槽,且滑槽沿第一冷却套1的周向延伸,例如滑槽延伸一圈以形成为环形、或者滑槽延伸为弧形,进液管路101和出液管路102分别与对应滑槽滑移配合,通过切换组件2以实现第一冷却套1在第一工作位置和第二工作位置之间切换,同时第一冷却套1的转动不会与进液管路101和出液管路102发生干涉。
当第一冷却套1与进液管路101和出液管路102之间分别间接滑移配合时,例如冷却装置100还包括下文所述的第二冷却套3,第二冷却套3适于与进液管路101和出液管路102分别固定,且第二冷却套3与第一冷却套1枢转配合,同样可以通过第一冷却套1相对第二冷却套3的绕第一冷却套1中心轴线的转动,来实现第一冷却套1在第一工作位置和第二工作位置之间的切换。
在一些实施例中,如图1-图3所示,第一冷却套1和切换组件2分别为多个,多个第一冷却套1沿第一冷却套1的轴向依次设置,相邻两个第一冷却套1之间枢转相连,切换组件2用于驱动对应第一冷却套1绕第一冷却套1的中心轴线转动,以实现第一冷却套1在第一工作位置和第二工作位置之间的切换。
可见,冷却装置100的轴向长度的调整可以通过调整单个第一冷却套1的轴向长度和/或调整第一冷却套1的数量来实现,以便于合理设置冷却装置100的轴向长度;同时,由于每个切换组件2分别用于驱动一个第一冷却套1运动,便于实现第一冷却套1相对于其余第一冷却套1的独立控制,以在其中一个第一冷却套1冷却晶冠时,可以只需调整上述其中一个第一冷却套1的工作位置即可,无需调整其余第一冷却套1的工作位置,以在满足晶体冷却需求的前提下,有利于减小切换组件2的所需提供的切换动力。
当然,第一冷却套1和切换组件2还可以分别为一个。
在一些实施例中,第一冷却套1为一个,第一冷却套1为第一冷却件11;第一冷却件11的第一冷却通道1a和第一冷却件11的第二冷却通道1b均沿第一冷却件11的周向延伸成环形,以便保证第一冷却件11在第一工作位置和第二工作位置中的任一个下对晶体的冷却效果。其中,第一冷却件11的第一冷却通道1a的进液口和出液口、以及第一冷却件11的第二冷却通道1b的进液口和出液口均位于第一冷却套1的顶部,以便于第一冷却通道1a与进液管路101和出液管路102的连通、便于第二冷却通道1b与进液管路101和出液管路102的连通。
例如,在第一工作位置时,进液管路101与第一冷却通道1a的进液口连通,出液管路102与第一冷却通道1a的出液口连通;在第二工作位置时,进液管路101与第二冷却通道1b的进液口连通,出液管路102与第二冷却通道1b的出液口连通。
在另一些实施例中,如图1所示,第一冷却套1为多个,多个第一冷却套1沿第一冷却套1的轴向依次设置,多个第一冷却套1的最下侧的一个为第一冷却件11,其余第一冷却套1为第二冷却件12,第二冷却件12还限定出两个回流通道,两个回流通道之间分隔,第二冷却件12在第一工作位置下,其中一个回流通道连通在第一冷却件11和出液管路102之间,此时第一冷却件11内的冷却介质可以流至对应回流通道内,而后最终流至出液管路102,第二冷却件12在第二工作位置下,另一个回流通道连通在第一冷却件11和出液管路102之间,此时第一冷却件11内的冷却介质可以流至对应回流通道内,而后最终流至出液管路102。
其中,第一冷却件11的第一冷却通道1a和第一冷却件11的第二冷却通道1b沿第一冷却件11的周向延伸成环形,以便保证第一冷却件11在第一工作位置和第二工作位置中的任一个下对晶体的冷却效果。其中,第一冷却件11的第一冷却通道1a的进液口和出液口、以及第一冷却件11的第二冷却通道1b的进液口和出液口均位于第一冷却套1的顶部,以便于第一冷却通道1a与进液管路101和出液管路102的连通、便于第二冷却通道1b与进液管路101和出液管路102的连通。
第二冷却件12的第一冷却通道1a和第二冷却件12的第二冷却通道1b分别沿第二冷却件12的周向至少延伸一圈,以便于保证第二冷却件12对晶体的冷却效果;第二冷却件12的第一冷却通道1a的进液口和出液口分别位于第二冷却件12的顶部和底部,第二冷却件12的第二冷却通道1b的进液口和出液口分别位于第二冷却件12的顶部和底部,则对于第二冷却件12来说,其第一冷却通道1a的进液口和其第二冷却通道1b的进液口均位于第二冷却件12的顶部,其第一冷却通道1a的出液口和其第二冷却通道1b的出液口均位于第二冷却件12的底部。例如,如图4和图6-图7所示,对于第一冷却件11来说,第一冷却通道1a的进液口为第一进液口111,第一冷却通道1的出液口为第一出液口112,第二冷却通道1b的进液口为第二进液口113,第二冷却通道1b的出液口为第二出液口114,第一进液口111、第一出液口112、第二进液口113和第二出液口114沿第一冷却件11的周向间隔设置;第一冷却件11在第一工作位置下,进液管路101的冷却介质从第一进液口111进入分成两股沿周向分别流至第一出液口112,并最终流至出液管路102;第一冷却件11在第二工作位置下,进液管路101的冷却介质从第二进液口113进入分成两股沿的周向分别流至第二出液口114,并最终流至出液管路102。
可见,对于第一冷却件11来说,第一冷却通道1a包括两个并列设置的第一子通道,每个第一子通道沿第一冷却件11的周向延伸为弧形;可选地,每个第一子通道沿第一冷却件11的周向延伸半圈,当然,两个第一子通道沿第一冷却件11的周向延伸的圈数不等,比如其中一个第一子通道沿第一冷却件11的周向延伸0.3圈、另一个第一子通道沿第一冷却件11的周向延伸0.7圈。同样,第二冷却通道1b包括两个并列设置的第二子通道,每个第二子通道沿第一冷却件11的周向延伸为弧形,两个第一子通道沿第一冷却件11的周向延伸的圈数可以相等或不等。
例如,如图5和图6-图7所示,对于第二冷却件12来说,第一冷却通道1a和第二冷却通道1b分别沿第二冷却件12的周向延伸一圈,第一冷却通道1a的进液口为第三进液口121,第一冷却通道1a的出液口为第三出液口122,且第三进液口121和第三出液口122沿第二冷却件12的轴向基本正对设置;第二冷却件12在第一工作位置下,进液管路101的冷却介质从第三进液口121进入沿第一冷却通道1a一圈并通过第三出液口122流出,最终流至出液管路102;对于第二冷却件12来说,第二冷却通道1b的进液口为第四进液口123,第二冷却通道1b的出液口为第四出液口124,且第四进液口123和第四出液口124沿第二冷却件12的轴向基本正对设置,第二冷却件12在第二工作位置下,进液管路101的冷却介质从第四进液口123进入沿第二冷却通道1b一圈并通过第四出液口124流出,最终流至出液管路102。
当然,第二冷却件12的第一冷却通道1a和/或第二冷却件12的第二冷却通道1b可以沿第二冷却件12的周向延伸超过一圈,例如上述第一冷却通道1a和上述第二冷却通道1b中的至少一个沿第二冷却件12的周向延伸1.2圈、或1.5圈、或1.8圈、或2圈、或3圈等等。
可以理解的是,当第二冷却件12的第一冷却通道1a和第二冷却件12的第二冷却通道1b中的至少一个沿第二冷却件12的周向延伸整圈时,第一冷却通道1a和第二冷却通道1b中的上述至少一个的进液口和出液口可以沿第二冷却件12的轴向基本正对设置;当第二冷却件12的第一冷却通道1a和第二冷却件12的第二冷却通道1b中的至少一个沿第二冷却件12的周向延伸非整圈时,第一冷却通道1a和第二冷却通道1b中的上述至少一个的进液口和出液口可以沿第二冷却件12的轴向错位设置。
此外,在本申请中,第一冷却件11的第一冷却通道1a的进液口和出液口、以及第一冷却件11的第二冷却通道1b的进液口和出液口均位于第一冷却套1的顶部,可以指,第一冷却件11的第一冷却通道1a的进液口和出液口、以及第一冷却件11的第二冷却通道1b的进液口和出液口均位于第一冷却套1的顶壁,或者第一冷却件11的第一冷却通道1a的进液口和出液口、以及第一冷却件11的第二冷却通道1b的进液口和出液口均位于第一冷却套1的外周壁的顶部。
在本申请中,对于第二冷却件12来说,其第一冷却通道1a的进液口和其第二冷却通道1b的进液口均位于第二冷却件12的顶部,可以指,第一冷却通道1a的进液口和第二冷却通道1b的进液口均位于第二冷却件1的顶壁、或均位于第二冷却件的外周壁的顶部;其第一冷却通道1a的出液口和其第二冷却通道1b的出液口均位于第二冷却件12的底部,可以指,第一冷却通道1a的出液口和第二冷却通道1b的出液口均位于第二冷却件12的底壁、或均位于第二冷却件12的外周壁的底部。
在一些实施例中,如图6和图7所示,回流通道(第一回流通道12a、第二回流通道12b)沿第二冷却件12的轴向直线延伸,以便于节省回流通道的占用空间,以为第二冷却件12的第一冷却通道1a和第二冷却件12的第二冷却通道1b腾出更多布置空间,便于实现第二冷却件12的第一冷却通道1a和第二冷却件12的第二冷却通道1b的至少周向延伸一圈的设置,以保证第二冷却件12对晶体的冷却效果;可见,回流通道内的冷却介质主要并非用于冷却,以便于减短冷却介质的回流路径,实现冷却介质的快速循环。
当然,回流通道还可以沿第二冷却件12的轴向曲线延伸。
在本申请下面的描述中,以第一冷却套1为两个为例进行说明,本领域技术人员在阅读了下面的技术方案后,容易理解第二冷却套1为三个或三个以上的方案。其中,多个第一冷却套1所处的工作位置可以相同或不同。
如图2-图7所示,两个第一冷却套1上下依次设置,两个第一冷却套1包括第一冷却件11和第二冷却件12,即上侧的第一冷却套1为第二冷却件12、下侧的第一冷却套1为第一冷却件11,第一冷却件11的第一冷却通道1a两端分别为第一进液口111和第一出液口112,以及第一冷却件11的第二冷却通道1b两端分别为第二进液口113和第二出液口114,第二冷却件12的第一冷却通道1a和第二冷却件12的第二冷却通道1b分别沿第二冷却件12的周向延伸一圈,第二冷却件12的第一冷却通道1a两端分别为第三进液口121和第三出液口122,第二冷却件12的第二冷却通道1b两端分别为第四进液口123和第四出液口124,第二冷却件12还限定出第一回流通道12a和第二回流通道12b,第二冷却件12在第一工作位置下,第一回流通道12a连通在第一冷却件11和出液管路102之间,第二冷却件12在第二工作位置下,第二回流通道12b连通在第一冷却件11和出液管路102之间。
第二冷却件12在第一工作位置、第一冷却件11在第一工作位置时,首先,进液管路101的冷却介质进入第三进液口121沿第一冷却通道1a一圈流至第三出液口122,而后通过第一进液口111进入第一冷却件11并分成两股流至第一出液口112,最后,冷却介质从第一出液口112进入第一回流通道12a流向出液管路102。
第二冷却件12在第二工作位置、第一冷却件11在第二工作位置时,首先,进液管路101的冷却介质进入第四进液口123沿第二冷却通道1b一圈流至第四出液口124,而后通过第二进液口113进入第一冷却件11并分成两股流至第二出液口114,最后,冷却介质从第二出液口114进入第二回流通道12b流向出液管路102。
第二冷却件12在第一工作位置、第一冷却件11在第二工作位置时,首先,进液管路101的冷却介质进入第三进液口121沿第一冷却通道1a一圈流至第三出液口122,而后通过第二进液口113进入第一冷却件11并分成两股流至第二出液口114,最后,冷却介质从第二出液口114进入第二回流通道12b流向出液管路102。第二冷却件12在第二工作位置、第一冷却件11在第一工作位置时,首先,进液管路101的冷却介质进入第四进液口123沿第二冷却通道1b一圈流至第四出液口124,而后通过第一进液口111进入第一冷却件11并分成两股流至第一出液口112,最后,冷却介质从第一出液口112进入第一回流通道12a流向出液管路102。
在一些实施例中,如图1所示,冷却装置100还包括第二冷却套3,第二冷却套3设在第一冷却套1的上侧,且第二冷却套3适于与进液管路101和出液管路102分别固定,第二冷却套3内限定出分隔的进液通道3a和出液通道3b,进液通道3a内的冷却介质无法直接流至出液通道3b内、且出液通道3b内的冷却介质无法直接流至进液通道3a内,进液通道3a适于连接在进液管路101和第一冷却套1之间,出液通道3b适于连接在出液管路102和第一冷却套1之间。
其中,第一冷却套1与第二冷却套3枢转相连,切换组件2用于驱动第一冷却套1相对于第二冷却套3绕第一冷却套1的中心轴线转动,以改变第一冷却套1的位置状态,从而实现第一冷却套1的第一工作位置和第二工作位置的切换,使得第一冷却套1的工作位置切换方便。
可以理解的是,当第一冷却套1为一个时,该第一冷却套1与第二冷却套3枢转相连;当第一冷却套1为多个时,最上侧的第一冷却套1与第二冷却套3枢转相连,相邻两个第一冷却套1枢转相连,以便实现除最上侧的第一冷却套1以外的其余第一冷却套1能相对于第二冷却套3转动。
可见,第一冷却套1通过第二冷却套3实现了与进液管路101和出液管路102的滑移配合,第二冷却套3的形状可以与第一冷却套1的形状相匹配,便于保证第一冷却套1和第二冷却套3具有较大的配合面积,从而有利于保证第一冷却套1和第二冷却套3枢转连接的可靠性,而且第二冷却套3适于与进液管路101和出液管路102之间固定连接,便于简化冷却装置100的安装,便于保证冷却装置100安装可靠。
其中,当第一冷却套1处于第一工作位置时,进液通道3a连通在进液管路101和第一冷却通道1a之间;当第一冷却套1处于第二工作位置时,出液通道3b连通在出液管路102和第二冷却通道1b之间。
在一些实施例中,第一冷却套1自第一工作位置转动至第二工作位置的转动角度为α,0°<α<360°,α可以根据实际需求具体设置,例如α可以为45°、或60°、或90°、或150°、或180°、或250°等等。
例如,在图4和图5的示例中,第一冷却通道1a的进液口和第二冷却通道1b的进液口沿第一冷却套1的周向间隔设置,且在第一冷却套1的横截面上,以第一冷却套1的中心轴线的正投影为圆心,第一冷却通道1a的进液口和第二冷却通道1b的进液口之间对应的圆心角为α,α为90°。
在一些实施例中,如图6所示,进液通道3a和/或出液通道3b沿第二冷却套3的周向至少延伸一圈,以便于保证第二冷却套3对晶体的冷却效果;进液通道3a的进液口和出液口分别位于进液通道3a的顶部和底部,出液通道3b的进液口和出液口分别位于进液通道3a的顶部和底部,则进液通道3a的进液口和出液通道3b的出液口均位于第二冷却套3的顶部,进液通道3a的出液口和出液通道3b的进液口均位于第二冷却套3的底部,而第二冷却套3位于进液管路101和第一冷却套1之间,且第二冷却套3位于出液管路102和第一冷却套1之间,以便于进液通道3a连通进液管路101和第一冷却套1、便于出液通道3b连通出液管路102和第一冷却套1。
可以理解的是,进液通道3a的进液口和出液通道3b的出液口可以位于第二冷却套3的顶壁上、也可以位于第二冷却套3的外周壁的顶部;同样,进液通道3a的出液口和出液通道3b的进液口可以位于第二冷却套3的底壁上、也可以位于第二冷却套3的外周壁的底部。
需要说明的是,在本申请的描述中,“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案,则有下列三种方案:1、进液通道3a沿第二冷却套3的周向至少延伸一圈;2、出液通道3b沿第二冷却套3的周向至少延伸一圈;3、进液通道3a和出液通道3b分别沿第二冷却套3的周向至少延伸一圈。例如,如图1和图6所示,进液通道3a沿第二冷却套3的周向延伸一圈,进液通道3a的进液口为第五进液口31,进液通道3a的出液口为第五出液口32,第五进液口31位于进液通道3a的顶部,第五出液口32位于进液通道3a的底部,且第五进液口31和第五出液口32沿第二冷却套3的轴向基本正对设置,出液通道3b的进液口为第六进液口33,出液通道3b的出液口为第六出液口34,第六进液口33位于进液通道3a的底部,第六出液口34位于进液通道3a的顶部;其中,出液通道3b沿第二冷却套3的周向并未延伸一圈,第六进液口33和第六出液口34可以沿第二冷却套3的轴向正对或错位设置,出液通道3b沿第二冷却套3的轴向直线或曲线延伸。进液管路101的冷却介质从第五进液口31流入进液通道3a,接着冷却介质沿进液通道3a一圈从第五出液口32流向第一冷却套1;来自第一冷却套1的冷却介质从第六进液口33流入出液通道3b,接着冷却介质从第六出液口34流入出液管路102。
当然,进液通道3a和/或出液通道3b可以沿第二冷却套3的周向延伸超过一圈,例如进液通道3a和出液通道3b中的至少一个沿第二冷却套3的轴向延伸1.2圈、或1.6圈、或2圈、或3圈等等。
可以理解的是,当进液通道3a和出液通道3b中的至少一个沿第二冷却套3的周向延伸整圈时,进液通道3a和出液通道3b中的上述至少一个的进液口和出液口可以沿第二冷却套3的轴向基本正对设置;当进液通道3a和出液通道3b中的至少一个沿第二冷却套3的周向延伸非整圈时,进液通道3a和出液通道3b中的上述至少一个的进液口和出液口可以沿第二冷却套3的轴向错位设置。
在一些实施例中,如图1所示,切换组件2包括驱动电机21和传动机构22,传动机构22配合在驱动电机21和第一冷却套1之间,以将驱动电机21的动力传递至第一冷却套1,实现第一冷却套1相对于进液管路101的转动。
可选地,传动机构22为齿轮传动机构22,且传动机构22包括啮合配合的主动齿轮221和从动轮齿222,主动齿轮221与驱动电机21相连以由驱动电机21驱动转动,从动轮齿222设在第一冷却套1的外周壁上,则驱动电机21通过主动齿轮221带动第一冷却套1转动,以实现第一冷却套1的工作位置的切换。
可选地,传动机构22为链传动机构22,且传动机构22包括主动轮、传动链和从动齿,主动轮与驱动电机21相连以由驱动电机21驱动转动,传动链与主动轮和从动齿分别啮合,从动齿设在第一冷却套1的外周壁上,则驱动电机21通过主动轮带动第一冷却套1转动,以实现第一冷却套1的工作位置的切换。
可选地,传动机构22为带传动机构22,且传动机构22包括主动轮和传动带,传动带张紧配合在主动轮和第一冷却套1上,则驱动电机21通过主动轮带动第一冷却套1转动,以实现第一冷却套1的工作位置的切换。
当然,传动机构22的结构不限于此。
可以理解的是,第一冷却套1的外周壁可以为柱面、或弧面等,也就是说,第一冷却套1的横截面形状可以为封闭环形、或开口环形,“开口环形”指的是:周边具有开口的环形(即非闭合环形,例如C形等)。
当然,切换组件2的结构不限于此。在一些实施例中,切换组件2包括第一切换阀和第二切换阀;第一切换阀具有第一阀口、第二阀口和第三阀口,第一阀口与进液管路101的出液口连通,第二阀口与第一冷却通道1a的进液口连通,第三阀口与第二冷却通道1b的进液口连通;第二切换阀具有第四阀口、第五阀口和第六阀口,第四阀口与出液管路102的进液口连通,第五阀口与第一冷却通道1a的出液口连通,第六阀口与第二冷却通道1b的出液口连通。
其中,第一阀口可切换地与第二阀口和第三阀口中的其中一个连通,即第一阀口与第二阀口连通时,第一阀口与第三阀口隔断,或者第一阀口与第三阀口连通时,第一阀口与第二阀口隔断;第四阀口可切换地与第五阀口和第六阀口中的其中一个连通,即第四阀口与第五阀口连通时,第四阀口与第六阀口隔断,或者第四阀口与第六阀口连通时,第四阀口与第五阀口隔断。
则当第一阀口与第二阀口连通、且第四阀口与第五阀口连通时,切换组件2将第一冷却套1切换至第一工作位置;当第一阀口与第三阀口连通、且第四阀口与第六阀口连通时,切换组件2将第一冷却套1切换至第二工作位置。
由此,通过第一切换阀和第二切换阀的切换配合,同样可以实现第一冷却套1的工作位置的切换,此时便于简化第一冷却套1与第一冷却套1之间的配合。
在一些实施例中,在第一冷却套1的径向上,第一冷却通道1a位于第二冷却通道1b的径向内侧;和/或,第一冷却通道1a的换热面积大于第二冷却通道1b的换热面积。则有下列三种方案:1、在第一冷却套1的径向上,第一冷却通道1a位于第二冷却通道1b的径向内侧,以便于使得第一冷却通道1a与晶体之间的径向距离小于第二冷却通道1b与晶体之间的径向距离,实现第一冷却通道1a的冷却能力与第二冷却通道1b的冷却能力的差异化;2、在第一冷却套1的径向上,第一冷却通道1a的换热面积大于第二冷却通道1b的换热面积,以实现第一冷却通道1a的冷却能力高于第二冷却通道1b的冷却能力;3、在第一冷却套1的径向上,第一冷却通道1a位于第二冷却通道1b的径向内侧,且第一冷却通道1a的换热面积大于第二冷却通道1b的换热面积,同样可以确保第一冷却通道1a的冷却能力高于第二冷却通道1b的冷却能力。
在一些实施例中,如图6和图7所示,第一冷却通道1a和第二冷却通道1b分别沿第一冷却套1的周向延伸为波浪形,有利于增加第一冷却通道1a和第二冷却通道1b的长度,从而增大第一冷却通道1a和第二冷却通道1b的换热面积,增加第一冷却通道1a和第二冷却通道1b与晶体之间的交换热量,以便于保证晶体的散热效率。
此外,当第一冷却通道1a的进液口和出液口分别位于第一冷却套1的轴向两侧时,第一冷却通道1a的波浪形结构便于适应第一冷却通道1a的进液口和出液口的上述位置设置;同样,当第二冷却通道1b的进液口和出液口分别位于第一冷却套1的轴向两侧时,第二冷却通道1b的波浪形结构便于适应第二冷却通道1b的进液口和出液口的上述位置设置。
根据本实用新型第二方面实施例的晶体生长炉,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的冷却装置100。
根据本实用新型实施例的晶体生长炉,通过采用上述的冷却装置100,可以节约晶体生长炉的拉晶时间,从而提高晶体生长炉的生产效率。
根据本实用新型第三方面实施例的冷却装置100的控制方法,冷却装置100为根据本实用新型上述第一方面实施例的冷却装置100,晶体的顶部具有晶冠,需要说明的是,晶冠位于晶体的顶部,晶冠的侧壁与竖直面存在夹角,且在由上至下的方向上,晶冠的横截面面积逐渐增大,根据热辐射的原理,晶冠的高温热量沿着倾斜向上的方向耗散。如图8所示,控制方法包括:
晶冠自冷却装置100的下方向上移动至第一预设位置时,切换组件2驱动对应第一冷却套1切换至第一工作位置,在第一预设位置,晶冠位于对应第一冷却套1的下方,且晶冠与对应第一冷却套1的下端相距第一预设间距;
晶冠自第一预设位置向上移动至第二预设位置时,切换组件2驱动对应第一冷却套1切换至第二工作位置,在第二预设位置,晶冠位于对应第一冷却套1的上方,且晶冠与对应第一冷却套1的上端相距第二预设间距。
可见,晶冠处于第一预设位置和第二预设位置之间时,可以理解为,晶冠处于对应第一冷却套1的主要冷却区域内,使得上述对应第一冷却套1可以对晶冠进行有效冷却,而切换组件2驱动对应第一冷却套1切换至第一工作位置,第一冷却套1位于第一工作位置的冷却能力强于第一冷却套1位于第二工作位置的冷却能力,以便于提升晶冠的散热效率;晶冠向上移动至第二预设位置时,可以理解为,晶冠要脱离对应第一冷却套1的主要冷却区域,使得上述对应第一冷却套1与晶冠相距较远,此时已经不需要利用对应的第一冷却套1,仅需要通过第一冷却套对晶体的其他区域进行冷却常规冷却降温,此时可以通过切换组件2驱动对应第一冷却套1切换至第二工作位置,以减少冷却成本。
其中,第一预设间距和第二预设间距可以根据实际需求具体设置。需要说明的是,其中,第一预设间距是晶冠的顶点与第一冷却套的底壁的间距;第二预设间距是晶冠的顶点与第一冷却套的顶壁的间距。
例如,第一冷却套1为一个,在晶体的提拉过程中,当晶冠向上移动至第一预设位置时,晶冠位于该第一冷却套1的下方,且晶冠与该第一冷却套1的下端相距第一预设间距,此时切换组件2驱动该第一冷却套1运动至第一工作位置,晶冠的热量可以迅速通过该第一冷却套1的第一冷却通道1a内的冷却介质带走;当晶冠继续向上移动至第二预设位置时,晶冠位于该第一冷却套1的上方,且晶冠与该第一冷却套1的上端相距第二预设间距,此时切换组件2驱动该第一冷却套1切换至第二工作位置,晶体除晶冠以外的部分的热量可以通过该第一冷却套1的第二冷却通道1a内的冷却介质带走。
又例如,第一冷却套1为多个,多个第一冷却套1沿上下方向依次设置,此时每个第一冷却套1分别对应有晶冠的第一预设位置和第二预设位置,晶冠移动至与第一冷却套1对应的第一预设位置或第二预设位置时,切换组件2才会切换对应第一冷却套1的工作位置;下面以第一冷却套1为两个为例进行说明,本领域技术人员在阅读了下面的描述后容易理解第一冷却套1为三个或三个以上的实施方案。
如图1-图3所示,两个第一冷却套1分别为第一冷却件11和第二冷却件12,上侧的第一冷却套1为第二冷却件12、下侧的第一冷却套1为第一冷却件11:当第一冷却件11和第二冷却件12之间的上下间距较小,比如第一冷却件11和第二冷却件12之间的上下间距大于第一预设间距和第二预设间距之和,晶冠自第一冷却件11的下方向上移动至与第一冷却件11对应的第一预设位置时,切换组件2驱动第一冷却件11切换至第一工作位置以冷却晶冠;晶冠继续向上移动至与第二冷却件12对应的第一预设位置,此时晶冠还未脱离第一冷却件11,即晶冠还未移动至与第一冷却件11对应的第二预设位置,切换组件2驱动第二冷却件12切换至第一工作位置以冷却晶冠;晶冠继续向上移动至与第一冷却件11对应的第二预设位置,此时晶冠还未脱离第二冷却件12,即晶冠还未移动至与第二冷却件12对应的第二预设位置,切换组件2驱动第一冷却件11切换至第二工作位置以冷却晶体的其他部位;而后,接着晶冠向上移动至与第二冷却件12对应的第二预设位置,切换组件2驱动第二冷却件12切换至第二工作位置以冷却晶体的其他部位。
又例如,当第一冷却件11和第二冷却件12之间的上下间距较大,比如第一冷却件11和第二冷却件12之间的上下间距大于第一预设间距和第二预设间距之和,晶冠自第一冷却件11的下方向上移动至与第一冷却件11对应的第一预设位置时,切换组件2驱动第一冷却件11切换至第一工作位置以冷却晶冠;晶冠移动至与第一冷却件11对应的第二预设位置时,切换组件2驱动第一冷却件11切换至第二工作位置以冷却晶体的其他部位,此时晶冠还未到达与第二冷却件12对应的第一预设位置;而后,晶冠继续向上移动至与第二冷却件12对应的第一预设位置,切换组件2驱动第二冷却件12切换至第一工作位置以冷却晶冠;然后,晶冠继续向上移动至与第二冷却件12对应的第二预设位置,切换组件2驱动第二冷却件12切换至第二工作位置以冷却晶体的其他部位。
可以理解的是,当第一冷却套1为多个时,相邻两个第一冷却套1之间的上下间距可以大于或等于0。
根据本实用新型实施例的冷却装置100的控制方法,通过晶冠自冷却装置100的下方向上移动至不同的预设位置以使切换组件2驱动对应第一冷却套1切换至相应的工作位置,适应晶体不同的冷却效果的需求,从而适应晶体生长炉不同的工作需求,进而提高冷却装置100的适用性。
在一些实施例中,第一冷却套1为多个,至少一个第一冷却套1处于第一工作位置时冷却装置100的流量大于所有第一冷却套1均处于第二工作位置时冷却装置100的流量;也就是说,第一冷却套1为n个时,其中一个第一冷却套1处于第一工作位置时冷却装置100的流量为Q1、其中两个第一冷却套1处于第一工作位置时冷却装置100的流量为Q2、…、其中x个第一冷却套1处于第一工作位置时冷却装置100的流量为Qx,1≤n1≤n,n≥2,所有第一冷却套1均处于第二工作位置时冷却装置100的流量为Q,Q1、Q2、…、Qx均大于Q。
可见,多个第一冷却套1中,如果至少一个第一冷却套1用于对晶冠进行冷却,则冷却装置100的流量相对较大,以便进一步提升上述至少一个第一冷却套1对晶冠的冷却效率;可以理解的是,由于多个第一冷却套1串联设置,多个第一冷却套1的流量基本相等,则冷却装置100的流量即为每个第一冷却套1的流量。
此外,在多个第一冷却套1中,如果同样数量的第一冷却套1用于对晶冠进行冷却,存在多种不同的第一冷却套1的组合,这多种不同的组合对应的冷却装置的流量可以相等或不等。下面以多个第一冷却套1中的其中一个处于第一工作位置、其余处于第二工作位置为例进行说明,本领域技术人员在阅读了下面的描述后,容易理解其他实施方案。
例如,以第一冷却套1为两个为例,两个第一冷却套1分别为第一冷却件11和第二冷却件12,如果两个第一冷却套1中的其中一个处于第一工作位置、其余处于第二工作位置,则包括以下多种组合:1、第一冷却件11处于第一工作位置,第二冷却件12处于第二工作位置;2、第二冷却件12处于第一工作位置,第一冷却件11处于第二工作位置,冷却装置100处于上述组合1的情况下的流量与冷却装置100处于上述组合2的情况下的流量可以相等或不等。
又例如,以第一冷却套1为三个为例,三个第一冷却套1分别为第一冷却件11、第二冷却件12和第三冷却件,如果三个第一冷却套1中的其中一个处于第一工作位置、其余均处于第二工作位置,则包括以下多种组合:1、第一冷却件11处于第一工作位置,第二冷却件12和第三冷却件均处于第二工作位置;2、第二冷却件12处于第一工作位置,第一冷却件11和第三冷却件均处于第二工作位置;3、第三冷却件处于第一工作位置,第一冷却件11和第二冷却件均处于第二工作位置,上述组合1、组合2和组合3对应的冷却装置100的流量可以相等或不等。
在一些实施例中,如图2-图7所示,第一冷却套1为两个,两个第一冷却套1分别为第一冷却件11和第二冷却件12,第一冷却件11和第二冷却件12沿轴向方向层叠设置,其中位于上侧的第一冷却套1为第二冷却件12,位于下侧的第一冷却套1为第一冷却件11。如图9所示,控制方法包括:
自冷却装置100的下方向上提拉晶体,在晶体的晶冠移动至与第一冷却件11的底壁相距第一预设间距(即移动至与第一冷却件11对应的第一预设位置)时,切换组件2驱动第一冷却件11从第二工作位置切换至第一工作位置,并控制冷却装置100的流量从Q切换至Q1’,且满足Q1’=n*Q,1.1≤n≤1.15,Q为第一冷却件11和第二冷却件12均处于第二工作位置时冷却装置100的流量(或可以理解为冷却装置100开始运行的初始流量);则第一冷却件11的流量和第二冷却件12的流量均为Q1’,而第一冷却件11能对晶冠进行冷却,便于进一步提高冷却装置100对晶冠的冷却效率。具体地,通过进一步增大流量,使得从第二冷却件12进入到第一冷却件11的冷却液的温度更低,增大了第一冷却件11与晶冠之间的温差,从而可以提升第一冷却件11的换热效率,进而提升对晶冠的冷却效果。
继续向上提拉晶体,在晶冠移动至与第二冷却件12的底壁间距在第一预设间距(即移动至与第二冷却件12对应的第一预设位置)时,切换组件2驱动第二冷却件12从第二工作位置切换至第一工作位置,并控制冷却装置的流量从Q1’切换至Q2,且满足:Q2=n*Q,1.16≤n≤1.2;此时,第一冷却件11的流量和第二冷却件12的流量均为Q2,Q2>Q1’,而第一冷却件11和第二冷却件12均能对晶冠进行冷却,便于再次提高冷却装置100对晶冠的冷却效率。
继续向上提拉晶体,在晶冠移动至与第一冷却件11的顶壁相距第二预设间距(即移动至与第一冷却件11对应的第二预设位置)时,切换组件2驱动第一冷却件11从第一工作位置切换至第二工作位置,并控制冷却装置100的流量从Q2切换至Q1”,且满足:Q1”=n*Q,1.1≤n≤1.15;此时第一冷却件11和第二冷却件12的流量均为Q1”,而第二冷却件12能对晶冠进行冷却,便于进一步提高冷却装置100对晶冠的冷却效率。
继续向上提拉晶体,在晶冠移动至与第二冷却件12的顶壁相距第二预设间距(即移动至与第二冷却件12对应的第二预设位置)时,切换组件2驱动第二冷却件12从第一工作位置切换至第二工作位置,并控制冷却装置100的流从Q1”量切换至Q;此时晶冠基本脱离了第一冷却件11和第二冷却件12的主要冷却区域,冷却装置100可以主要对晶体除晶冠外的其余部分进行冷却,以在满足晶体冷却需求的前提下,降低冷却成本。
由此,冷却装置100的上述控制,可以在满足晶体冷却需求的前提下,提升晶冠散热效率,同时使得冷却成本得以有效控制。其中,Q1’与Q1”可以相等或不等。
下面参考图1-图7以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的冷却装置100。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对实用新型的具体限制。
如图1所示,冷却装置100包括第一冷却套1、第二冷却套3和切换组件2,第二冷却套3和第一冷却套1均形成为筒状结构,第一冷却套1为两个,且两个第一冷却套1沿上下方向依次设置,下侧的第一冷却套1为第一冷却件11,上侧的第一冷却套1为第二冷却件12,第二冷却件12位于第二冷却套3和第一冷却件11之间,且第二冷却件12与第二冷却套3枢转配合,以使第二冷却件12可绕第二冷却件12的中心轴线相对于第二冷却套3转动,第一冷却件11与第二冷却件12枢转配合,以使第一冷却件11可绕第一冷却件11的中心轴线相对于第二冷却件12转动。
每个第一冷却套1分别对应一个切换组件2,切换组件2用于驱动对应第一冷却套1在第一工作位置和第二工作位置之间切换;每个第一冷却套1内限定出分隔的第一冷却通道1a和第二冷却通道1b,第一冷却通道1a的冷却能力高于第二冷却通道1b的冷却能力,在第一工作位置下,第一冷却通道1a适于与进液管路101和出液管路102均连通,在第二工作位置下,第二冷却通道1b适于与进液管路101和出液管路102均连通,在第一工作位置的第一冷却套1的冷却能力强于在第二工作位置的第一冷却套的冷却能力。
在晶体的提拉过程中,当晶冠向上移动至与第一冷却件11的下端相距为第一预设间距时,晶冠位于第一冷却件11的下方,此时切换组件2将第一冷却件11切换至第一工作位置,晶冠的热量可以迅速通过第一冷却件11的第一冷却通道1a内的冷却介质带走,以对晶冠进行快速有效散热;在晶体的继续提拉过程中,当晶冠向上移动至与第二冷却件12的下端相距为第一预设间距时,晶冠位于第二冷却件12的下方,此时切换组件2将第二冷却件12切换至第一工作位置,晶冠的热量可以迅速通过第二冷却件12的第一冷却通道1a内的冷却介质带走,进一步对晶冠进行快速有效散热,同时由于晶冠并未脱离第一冷却件11,晶冠的热量还可以通过第一冷却件11的第一冷却通道1a内的介质带走。
其中,在上述拉晶过程中,当晶冠向上移动相继超出第一冷却件11的上端时,此时切换组件2相继将第一冷却件11和第二冷却件12切换至第二工作位置,使得第一冷却套1对晶体的其他部位进行冷却,也能满足晶体其他部位的散热需求,有效控制冷却成本。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,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,可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种冷却装置(100),其特征在于,所述冷却装置(100)用于晶体生长炉,且用于对晶体进行冷却,所述晶体生长炉具有进液管路(101)和出液管路(102),所述冷却装置(100)包括:
至少一个第一冷却套(1),所述第一冷却套(1)内限定出分隔的第一冷却通道(1a)和第二冷却通道(1b),所述第一冷却通道(1a)的冷却能力高于所述第二冷却通道(1b)的冷却能力,所述第一冷却套(1)适于在第一工作位置和第二工作位置之间切换,在所述第一工作位置下,所述第一冷却通道(1a)适于与所述进液管路(101)和所述出液管路(102)均连通、且所述第二冷却通道(1b)适于与所述进液管路(101)和所述出液管路(102)均隔断,在所述第二工作位置下,所述第二冷却通道(1b)适于与所述进液管路(101)和所述出液管路(102)均连通、且所述第一冷却通道(1a)适于与所述进液管路(101)和所述出液管路(102)均隔断;
切换组件(2),所述切换组件(2)用于驱动所述第一冷却套(1)在所述第一工作位置和所述第二工作位置之间切换。
2.根据权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一冷却套(1)适于与所述进液管路(101)和所述出液管路(102)滑移配合,所述切换组件(2)用于驱动所述第一冷却套(1)相对于所述进液管路(101)和所述出液管路(102)绕所述第一冷却套(1)的中心轴线转动。
3.根据权利要求2所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一冷却套(1)和所述切换组件(2)分别为多个,多个所述第一冷却套(1)沿所述第一冷却套(1)的轴向依次设置,相邻两个所述第一冷却套(1)之间枢转相连,所述切换组件(2)用于驱动对应所述第一冷却套(1)绕所述第一冷却套(1)的中心轴线转动。
4.根据权利要求2所述的冷却装置(100),其特征在于,
所述第一冷却套(1)为一个,所述第一冷却套(1)为第一冷却件(11);或者,
所述第一冷却套(1)为多个,多个所述第一冷却套(1)沿所述第一冷却套(1)的轴向依次设置,多个所述第一冷却套(1)的最下侧的一个为第一冷却件(11),其余所述第一冷却套(1)为第二冷却件(12),所述第二冷却件(12)还限定出两个回流通道,所述第二冷却件(12)在所述第一工作位置下,其中一个所述回流通道连通在所述第一冷却件(11)和所述出液管路(102)之间,所述第二冷却件(12)在所述第二工作位置下,另一个所述回流通道连通在所述第一冷却件(11)和所述出液管路(102)之间,
其中,所述第一冷却件(11)的所述第一冷却通道(1a)和所述第一冷却件(11)的所述第二冷却通道(1b)均沿所述第一冷却件(11)的周向延伸成环形,所述第一冷却件(11)的所述第一冷却通道(1a)的进液口和出液口、以及所述第一冷却件(11)的所述第二冷却通道(1b)的进液口和出液口均位于所述第一冷却套(1)的顶部,
所述第二冷却件(12)的所述第一冷却通道(1a)和所述第二冷却件(12)的所述第二冷却通道(1b)分别沿所述第二冷却件(12)的周向至少延伸一圈,所述第二冷却件(12)的所述第一冷却通道(1a)的进液口和出液口分别位于所述第二冷却件(12)的顶部和底部,所述第二冷却件(12)的所述第二冷却通道(1b)的进液口和出液口分别位于所述第二冷却件(12)的顶部和底部。
5.根据权利要求2所述的冷却装置(100),其特征在于,还包括:
第二冷却套(3),所述第二冷却套(3)设在所述第一冷却套(1)的上侧,且适于与所述进液管路(101)和所述出液管路(102)分别固定,所述第二冷却套(3)内限定出分隔的进液通道(3a)和出液通道(3b),所述进液通道(3a)适于连接在所述进液管路(101)和所述第一冷却套(1)之间,所述出液通道(3b)适于连接在所述出液管路(102)和所述第一冷却套(1)之间,
其中,所述第一冷却套(1)与所述第二冷却套(3)枢转相连,所述切换组件(2)用于驱动所述第一冷却套(1)相对于所述第二冷却套(3)转动。
6.根据权利要求5所述的冷却装置(100),其特征在于,所述进液通道(3a)和/或所述出液通道(3b)沿所述第二冷却套(3)的周向至少延伸一圈,所述进液通道(3a)的进液口和出液口分别位于所述进液通道(3a)的顶部和底部,所述出液通道(3b)的进液口和出液口分别位于所述进液通道(3a)的顶部和底部。
7.根据权利要求2所述的冷却装置(100),其特征在于,所述切换组件(2)包括:
驱动电机(21);
传动机构(22),所述传动机构(22)配合在所述驱动电机(21)和所述第一冷却套(1)之间,
所述传动机构(22)为齿轮传动机构,且包括啮合配合的主动齿轮(221)和从动轮齿(222),所述主动齿轮(221)与所述驱动电机(21)相连以由所述驱动电机(21)驱动转动,所述从动轮齿(222)设在所述第一冷却套(1)的外周壁上;或者,
所述传动机构(22)为链传动机构,且包括主动轮、传动链和从动齿,所述主动轮与所述驱动电机(21)相连以由所述驱动电机(21)驱动转动,所述传动链与所述主动轮和所述从动齿分别啮合,所述从动齿设在所述第一冷却套(1)的外周壁上;或者,
所述传动机构(22)为带传动机构,且包括主动轮和传动带,所述传动带张紧配合在所述主动轮和所述第一冷却套(1)上。
8.根据权利要求1所述的冷却装置(100),其特征在于,
在所述第一冷却套(1)的径向上,所述第一冷却通道(1a)位于所述第二冷却通道(1b)的径向内侧;和/或,
所述第一冷却通道(1a)的换热面积大于所述第二冷却通道(1b)的换热面积。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的冷却装置(100),其特征在于,所述第一冷却通道(1a)和所述第二冷却通道(1b)分别沿所述第一冷却套(1)的周向延伸为波浪形。
10.一种晶体生长炉,其特征在于,包括根据权利要求1-9中任一项所述的冷却装置(100)。
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