本實(shí)用新型屬于藍(lán)寶石的長晶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備。

背景技術(shù)：

藍(lán)寶石單晶具有優(yōu)良的光學(xué)、機(jī)械、化學(xué)和電性能，從0.190um至5.5um波段均具有較高的光學(xué)透過率，強(qiáng)度高、耐沖刷、耐腐蝕、耐高溫，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作，因而被廣泛用作各種光學(xué)元件和紅外軍事裝置、空間飛行器、高強(qiáng)度激光器的窗口材料、各種精密儀器儀表、鐘表和其他精密機(jī)械的軸承或耐磨元件。藍(lán)寶石單晶的制備技術(shù)包括提拉法、焰熔法、柑竭下降法、溫度梯度法、導(dǎo)模法、熱交換法、水平定向凝固法、泡生法、微量提拉法等，其中泡生法已被國內(nèi)外多家公司證明是目前最適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的一種大尺寸藍(lán)寶石單晶生長方法。泡生法制造藍(lán)寶石晶體的一般過程是將一根受冷的籽晶與熔體接觸，界面的溫度低于凝固點(diǎn)，籽晶開始生長，為了使晶體不斷長大，就需要逐漸降低熔體的溫度，同時旋轉(zhuǎn)晶體；也可以緩慢的上提晶體，擴(kuò)大散熱面。

目前，市場上對高品質(zhì)、大尺寸藍(lán)寶石單晶的需求越來越大，保證長晶爐內(nèi)合理的溫度梯度是生長高品質(zhì)、大尺寸藍(lán)寶石單晶的前提條件?，F(xiàn)有的方案中，采用水冷系統(tǒng)獲得長晶需要的溫度梯度，將水管纏繞在爐壁外側(cè)，通過管道中的冷水帶走多余的熱量。由于爐壁外表面的面積較大，不能通過水冷系統(tǒng)對爐壁的局部溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，難以獲得合適的溫度梯度，長晶速度慢；現(xiàn)有方案中多采用開環(huán)控制，直接控制進(jìn)水口的閥門，對經(jīng)驗(yàn)依賴較大，長晶質(zhì)量難以保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服上述藍(lán)寶石長晶爐水冷系統(tǒng)不能通過水冷系統(tǒng)對爐壁的局部溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，且采用開環(huán)控制，對經(jīng)驗(yàn)依賴較大，長晶質(zhì)量難以保證的不足，提供一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備，包括PLC控制器、供水泵和五級冷卻組件，長晶爐的爐壁沿爐體軸向等分為五段，所述五級冷卻組件分別設(shè)于五段爐壁的外側(cè)；每一級冷卻組件包括冷卻水管、溫度傳感器和電子流量閥，冷卻水管纏繞在爐壁外，冷卻水管的進(jìn)水口上設(shè)有電子流量閥，出水口處設(shè)有溫度傳感器；五級冷卻組件的溫度傳感器信號輸出端分別與PLC控制器的信號輸入端連接，PLC控制器的信號輸出端分別與五級冷卻組件的電子流量閥控制端連接；所述供水泵的出水口通過管道分別與五級冷卻組件的冷卻水管進(jìn)水口連接，PLC控制器的信號輸出端與供水泵控制端連接。

作為本實(shí)用新型一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，所述供水泵為雙吸式離心泵。

作為本實(shí)用新型一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，所述溫度傳感器為鉑電阻溫度傳感器。

本實(shí)用新型所提供的一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備，將長晶爐的爐壁沿爐體軸向等分為五段，五段爐壁的外側(cè)分別設(shè)有五級冷卻組件，可實(shí)現(xiàn)對爐壁的局部溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)；PLC控制器接收冷卻水管出水口的溫度信號，根據(jù)出水溫度控制電子流量閥，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)水量的調(diào)節(jié)，對溫度控制更精確；同時，PLC控制器可控制供水泵供水壓力，配合電子流量閥的調(diào)節(jié)，可增大冷水流量的調(diào)節(jié)范圍。本實(shí)用新型對爐壁的局部溫度、溫度控制的精確度和冷水流量的調(diào)節(jié)范圍均具有良好效果，且實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的成本較低，應(yīng)用前景良好。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1、PLC控制器，2、供水泵，3、冷卻水管，4、溫度傳感器，5、電子流量閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備，包括PLC控制器1、供水泵2和五級冷卻組件，長晶爐的爐壁沿爐體軸向等分為五段，所述五級冷卻組件分別設(shè)于五段爐壁的外側(cè)；每一級冷卻組件包括冷卻水管3、溫度傳感器4和電子流量閥5，冷卻水管3纏繞在爐壁外，冷卻水管3的進(jìn)水口上設(shè)有電子流量閥5，出水口處設(shè)有鉑電阻溫度傳感器4；五級冷卻組件的溫度傳感器4信號輸出端分別與PLC控制器1的信號輸入端連接，PLC控制器1的信號輸出端分別與五級冷卻組件的電子流量閥5控制端連接；所述供水泵2為雙吸式離心泵，供水泵2的出水口通過管道分別與五級冷卻組件的冷卻水管3進(jìn)水口連接，PLC控制器1的信號輸出端與供水泵2控制端連接。

本實(shí)用新型所提供的一種藍(lán)寶石長晶爐的分級閉環(huán)控制冷卻設(shè)備，將長晶爐的爐壁沿爐體軸向等分為五段，五段爐壁的外側(cè)分別設(shè)有五級冷卻組件，可實(shí)現(xiàn)對爐壁的局部溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)；PLC控制器1接收冷卻水管3出水口的溫度信號，根據(jù)出水溫度控制電子流量閥5，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)水量的調(diào)節(jié)，對溫度控制更精確；同時，PLC控制器1可控制供水泵2供水壓力，配合電子流量閥5的調(diào)節(jié)，可增大冷水流量的調(diào)節(jié)范圍。本實(shí)用新型對爐壁的局部溫度、溫度控制的精確度和冷水流量的調(diào)節(jié)范圍均具有良好效果，且實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的成本較低，應(yīng)用前景良好。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。