本發(fā)明涉及藍寶石制備設備技術領域，具體涉及一種晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐。

背景技術：

藍寶石即AL₂0₃單晶體，具有熔點高、硬度高、導熱性好、透過光波段寬、電絕緣性好、耐強酸強堿腐蝕等特點，因此作為重要的技術晶體材料，被廣泛應用在國防、軍事、科研等一系列高科技技術領域，同時在民用工業(yè)上也有大量的應用，如發(fā)光二極管、微電子電路、光學傳感性、光波導器件及LED節(jié)能領域。。

隨著技術進步，人工生產藍寶石晶體的方法越來越多，但無論哪一種好方法，只有達到藍寶石晶體的長晶溫度，藍寶石晶體才能生長，然而現有的很多長晶爐加熱元件結構較為簡單，若要使爐內達到2000多度的高溫，保證藍寶石晶體生長的溫度，就得不停的大功率加熱，對電的消耗巨大，能源浪費嚴重。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐，晶體生長爐內的加熱器可靈活調節(jié)，并且通過換熱器可將坩堝冷卻循環(huán)水的熱量重新利用，用于爐體內部的保溫。

本發(fā)明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種晶體生長爐加熱器，包括環(huán)形基筒、加熱環(huán)以及用于驅動基筒上下移動的電機，加熱環(huán)設置在環(huán)形基筒的內壁上，且加熱環(huán)通過導線與爐體外部的加熱元件電源和控制器連接，所述爐體的爐蓋上對稱設置有兩個電機，電機與控制器通過導線連接，電機的輸出軸上繞設有提拉線，提拉線的下端穿過爐體并與環(huán)形基筒的上端固定連接。

作為本發(fā)明一種晶體生長爐加熱器的進一步改進：所述提拉線上設置有溫度傳感器，溫度傳感器通過導線與控制器連接。

一種藍寶石晶體生長爐，包括上述的生長爐加熱器。

作為上述一種藍寶石晶體生長爐的進一步優(yōu)化：生長爐包括爐體、坩堝、冷卻器和換熱器，所述爐體的內壁和底壁上均設置有隔熱層，爐體的側壁上部設置有用于向爐體內部充入惰性保護氣的進氣孔，爐體的側壁下部設置有用于抽真空的排氣孔，所述坩堝設置在爐體內部，爐體的頂部中心位置設置可供拉晶桿穿過的通孔，拉晶桿的下端穿過該通孔并置于坩堝上方，且拉晶桿的下端端頭設置有籽晶；

所述坩堝的底部設置有冷卻組件，冷卻組件包括與坩堝底部緊密貼合的水冷盤以及用于支撐水冷盤的支桿，水冷盤的內部盤設有水冷管，爐體的底部對應支桿的下端處設置有管道口，所述支桿為中空桿體，水冷管的進水端和出水端均穿過支桿內部并置于爐體外；所述水冷管的出水端連接有排水管，排水管的尾端分為兩根支管，其中一根支管連接至換熱器的循環(huán)水流道進口，另外一根支管連接至冷卻器的進水口，且兩根支管上均設置有流量控制閥，流量控制閥通過導線與控制器連接，換熱器的循環(huán)水流道出口和冷卻器的出水口通過管道匯集后經進水管連接至水冷管的進水端，所述換熱器的保護氣流道進口連接至供氣系統(tǒng)，換熱器的保護氣流道出口連接至爐體上的進氣孔；

所述加熱系統(tǒng)包括環(huán)形基筒、加熱環(huán)以及用于驅動基筒上下移動的電機，環(huán)形基筒罩設在坩堝的外部，加熱環(huán)設置在環(huán)形基筒的內壁上，且加熱環(huán)通過導線與爐體外部的加熱元件電源和控制器連接，所述爐體的爐蓋上對稱設置有兩個電機，電機與控制器通過導線連接，電機的輸出軸上繞設有提拉線，提拉線的下端穿過爐體并與環(huán)形基筒的上端固定連接。

作為上述藍寶石晶體生長爐的進一步優(yōu)化：所述爐體的側壁還開設有觀察窗。

作為上述藍寶石晶體生長爐的進一步優(yōu)化：所述隔熱層的材質為氧化鋯。

有益效果

一、本發(fā)明的晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐具有低能耗的優(yōu)點，晶體生長爐內的加熱器可靈活調節(jié)，不需要完全包裹坩堝的加熱元件，但是通過加熱器的不斷移動，就能夠保證坩堝達到所需的長晶溫度，另外本發(fā)明的晶體生長爐還配有換熱器，換熱器用于保護氣和冷卻循環(huán)水之間的熱量交換，利用冷卻循環(huán)水的熱量使充入爐體內的保護氣升溫，帶有一定溫度的保護氣進入爐體內，能進一步提高爐內的保溫效果，實現了坩堝冷卻循環(huán)水熱量的重新利用；

二、本發(fā)明的藍寶石晶體生長爐還具有可智能調節(jié)的循環(huán)水冷卻器，冷卻器的冷卻管道進水端設置分流調節(jié)閥，出水端設置溫度傳感器，根據溫度傳感器的反饋調節(jié)分流調節(jié)閥，控制需要冷卻的水走直流管或者螺旋管，使出水口流出的水再要求溫度下，有利于維持藍寶石晶體生長爐的冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定性和冷卻效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明晶體生長爐加熱器的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明藍寶石晶體生長爐的內部結構示意圖；

圖3是本發(fā)明冷卻器中冷卻管道與分流器和匯流器的連接意圖；

圖4是本發(fā)明冷卻器中分流器的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明冷卻器中匯流器的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明冷卻器的外部結構示意圖。

圖中標記：1、爐體，2、坩堝，3、冷卻器，4、換熱器，5、隔熱層，6、進氣孔，7、排氣孔，8、拉晶桿，9、籽晶,10、水冷盤，11、支桿，12、水冷管，13、排水管，14、流量控制閥，15、進水管，16、環(huán)形基筒，17、加熱環(huán)，18、電機，19、提拉線，20、箱體，21、分流器，22、匯流器，23、直流管，24、螺旋管。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

如圖1所示：一種晶體生長爐加熱器，包括環(huán)形基筒16、加熱環(huán)17以及用于驅動基筒上下移動的電機18，環(huán)形基筒16罩設在坩堝2的外部，加熱環(huán)17設置在環(huán)形基筒16的內壁上，且加熱環(huán)17通過導線與爐體1外部的加熱元件電源和控制器連接，所述爐體1的爐蓋上對稱設置有兩個電機18，電機18與控制器通過導線連接，電機18的輸出軸上繞設有提拉線19，提拉線19的下端穿過爐體1并與環(huán)形基筒16的上端固定連接。提拉線19上設置有溫度傳感器，溫度傳感器通過導線與控制器連接。

圖2所示：一種藍寶石晶體生長爐，包括爐體1、坩堝2、加熱器、冷卻器3、換熱器4和控制器，加熱器用于爐體1內部的加熱，冷卻器3用于冷卻循環(huán)水，換熱器4具有可進行熱交換的循環(huán)水流道和保護氣流道，所述爐體1的側壁還開設有觀察窗。所述爐體1的內壁和底壁上均設置有隔熱層5，隔熱層5的材質為氧化鋯。爐體1的側壁上部設置有用于向爐體1內部充入惰性保護氣的進氣孔6，爐體1的側壁下部設置有用于抽真空的排氣孔7，所述坩堝2設置在爐體1內部，爐體1的頂部中心位置設置可供拉晶桿8穿過的通孔，拉晶桿8的下端穿過該通孔并置于坩堝2上方，且拉晶桿8的下端端頭設置有籽晶9。所述坩堝2的底部設置有冷卻組件，冷卻組件包括與坩堝2底部緊密貼合的水冷盤10以及用于支撐水冷盤10的支桿11，水冷盤10的內部盤設有水冷管12，爐體1的底部對應支桿11的下端處設置有管道口，所述支桿11為中空桿體，水冷管12的進水端和出水端均穿過支桿11內部并置于爐體1外；所述水冷管12的出水端連接有排水管13，排水管13的尾端分為兩根支管，其中一根支管連接至換熱器4的循環(huán)水流道進口，另外一根支管連接至冷卻器3的進水口，且兩根支管上均設置有流量控制閥14，流量控制閥14通過導線與控制器連接，換熱器4的循環(huán)水流道出口和冷卻器3的出水口通過管道匯集后經進水管15連接至水冷管12的進水端，所述換熱器4的保護氣流道進口連接至供氣系統(tǒng)，換熱器4的保護氣流道出口連接至爐體1上的進氣孔6。

如圖3-6所示：為本發(fā)明中冷卻器的具體結構，所述所述冷卻器包括箱體20、分流器21、匯流器22和三組平行設置的冷卻管道，分流器21和匯流器22分別設置在箱體20相對的兩端，分流器21包括前表面設置的一個進水口和后表面設置的三組分流口，每組分流口包括兩個通水口，分流器21的每一組分流口都設置一個分流調節(jié)閥，且分流調節(jié)閥與控制器通過線路控制連接，匯流器22包括前表面設置的三組匯流口和后表面設置的一個出水口，每組匯流口包括兩個通水口，匯流器22的出水口處設置有溫度傳感器，且溫度傳感器與控制器通過線路控制連接，所述冷卻管道包括直流管23和螺旋管24，直流管23設置在螺旋管24的螺旋中心，冷卻管道的前端通過分流調節(jié)閥與分流器21連接，末端與匯流器22的匯流口連接。

冷卻器中的溫度傳感器用于檢測匯流器的出水口排出水的溫度，通過設定對比值，當感應到的溫度低于設定值時指示燈為綠色，說明冷卻效果符合要求，感應到的溫度值高于設定值時說明冷卻水未達到需求的溫度，需要調節(jié)分流調節(jié)閥，使冷卻水得到更充分的冷卻，操作臺上的控制器設有手動工作模式和自動工作模式兩種，自動工作模式下分流調節(jié)閥根據溫度傳感器的反饋進行智能調節(jié)，手動工作模式可根據操作臺上的指示燈情況人工調節(jié)分流調節(jié)閥的工作情況，自動工作模式用于正常情況，手動工作模式用于冷卻系統(tǒng)冷卻效果不穩(wěn)定，內部出現故障或維修時的調節(jié)等突發(fā)狀況。通過傳感器進行反饋調節(jié)，設置自動工作模式和手動工作模式，可應對使用中遇見的多種狀況，可以大大減少冷卻系統(tǒng)的冷卻水的儲備量，對冷卻系統(tǒng)的冷卻工作有很大的幫助。

以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內。