[實(shí)用新型]一種新型藍(lán)寶石上軸冷卻桿

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520337072.5
• 申請(qǐng)日: 2015-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN204690163U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊;朱亮;沈興潮;曹建偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古晶環(huán)電子材料有限公司
• 主分類號(hào): C30B17/00
• 分類號(hào): C30B17/00;C30B29/20
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于晶體生長爐領(lǐng)域，具體涉及一種新型藍(lán)寶石上軸冷卻桿。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石(Sapphire)是一種氧化鋁的單晶，又稱為剛玉。藍(lán)寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，已被廣泛地應(yīng)用與科學(xué)技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣環(huán)境下工作。

藍(lán)寶石爐是提煉獲得藍(lán)寶石晶體的一種重要設(shè)備。隨著第一顆人工寶石成功至今，各種人工生長藍(lán)寶石晶體的工藝不斷的再發(fā)展，主要工藝有泡生法、提拉法、導(dǎo)模法以及坩堝下降法等，其中泡生法(包括改進(jìn)的泡生法)以操作簡便、成品率高、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)在的主流。

泡生法是將一根受冷的籽晶與熔體接觸，如果界面的溫度低于凝固點(diǎn)，則籽晶開始生長。為了使晶體不斷長大，就需要逐漸降低熔體的溫度，同時(shí)旋轉(zhuǎn)晶體，以改善熔體的溫度分布；也可以緩慢地(或者分階段地)上提晶體，以擴(kuò)大散熱面。晶體在生長過程中或生長結(jié)束時(shí)不與坩堝壁接觸，從而大大的減少了晶體的應(yīng)力，也減少了坩堝對(duì)晶體的污染，從而達(dá)到了高成品率、高質(zhì)量的目的。

實(shí)現(xiàn)泡生法生長藍(lán)寶石晶體的首要條件就是有一根能夠旋轉(zhuǎn)的上軸冷卻桿，籽晶安裝在上軸冷卻桿上。而傳統(tǒng)的受冷的籽晶桿結(jié)構(gòu)存在水流對(duì)籽晶夾頭的沖擊，而產(chǎn)生抖動(dòng)。較小的抖動(dòng)會(huì)影響晶體的生長，嚴(yán)重的抖動(dòng)使稱重測量不精確，甚至損傷籽晶，造成晶體生長失敗。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型藍(lán)寶石上軸冷卻桿。

為解決技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是：

提供一種新型藍(lán)寶石上軸冷卻桿，包括導(dǎo)冷管、旋轉(zhuǎn)接頭、進(jìn)水管、冷卻銅管和密封套，冷卻銅管包括相互連通的上下兩段，呈管狀的下段套裝在導(dǎo)冷管中且相互保持間距；冷卻銅管的上段為擴(kuò)口部位，擴(kuò)口部位的上端部與旋轉(zhuǎn)接頭的底部相接；進(jìn)水管上端設(shè)進(jìn)水嘴，進(jìn)水管在貫穿旋轉(zhuǎn)接頭后插入至冷卻銅管擴(kuò)口部位的底部，并由密封套在該處實(shí)現(xiàn)密封；冷卻銅管的底部為喇叭口形狀，且在喇叭口上均勻開設(shè)多個(gè)切口；冷卻銅管的擴(kuò)口部位的中部設(shè)通水孔，旋轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有出水嘴，通水孔與出水嘴相通。

進(jìn)水嘴—進(jìn)水管內(nèi)部—冷卻銅管內(nèi)部—冷卻銅管的喇叭口—冷卻銅管與導(dǎo)冷管的間隙—冷卻銅管的擴(kuò)口部位的中部開孔—旋轉(zhuǎn)接頭的內(nèi)部—出水嘴，這是冷卻桿中的冷卻水流通通道。

作為一種改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)接頭的內(nèi)部為中空狀或設(shè)有通道。

作為一種改進(jìn)，所述冷卻銅管的喇叭口的最大直徑等于導(dǎo)冷管的內(nèi)徑，使喇叭口的最外緣緊貼導(dǎo)冷管的內(nèi)壁。這樣能避免冷卻銅管因水流的沖擊在導(dǎo)冷管內(nèi)抖動(dòng)，嚴(yán)重影響到導(dǎo)冷管的平穩(wěn)運(yùn)行。

作為一種改進(jìn)，所述導(dǎo)冷管的上端通過多個(gè)均布的頂緊螺釘固定在冷卻銅管上，導(dǎo)冷管的上端與冷卻銅管之間通過兩道O形密封圈實(shí)現(xiàn)進(jìn)行密封。

作為一種改進(jìn)，所述導(dǎo)冷管包括兩部分：上段為不銹鋼材質(zhì)，下段為紫銅材質(zhì)，上下兩段之間通過螺紋連接后采用釬焊實(shí)現(xiàn)焊接密封。先用螺紋進(jìn)行連接緊固，可增強(qiáng)其焊縫的抗拉能力。

作為一種改進(jìn)，所述冷卻銅管的擴(kuò)口部位的上端部通過雙頭空心螺桿與旋轉(zhuǎn)接頭實(shí)現(xiàn)連接。

作為一種改進(jìn)，設(shè)冷卻銅管的內(nèi)徑為A，冷卻銅管的外徑為B，導(dǎo)冷管的內(nèi)徑為C，則應(yīng)滿足：1.6(C²-B²)≤A²≤1.8(C²-B²)。

根據(jù)多次反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證：當(dāng)上述三個(gè)尺寸符合該條件時(shí)，導(dǎo)冷管中的水流最平穩(wěn)、冷卻效果最佳，并且導(dǎo)冷管的紫銅材質(zhì)段也能平穩(wěn)處于高溫環(huán)境而不至于發(fā)生變形。

作為一種改進(jìn)，所述冷卻銅管的擴(kuò)口部位具有反卷結(jié)構(gòu)以形成向下的凹槽，導(dǎo)冷管的的上端插入至該凹槽中。

作為一種改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)接頭具有如下結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)有內(nèi)、外兩根空心管，內(nèi)空心管上部設(shè)有出水口，在內(nèi)、外空心管之間的出水口的上下方處設(shè)有密封圈；兩根空心管之間設(shè)有軸承用于實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述進(jìn)水管從內(nèi)空心管中穿過。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：

通過采用上述方案，整個(gè)上軸冷卻桿在運(yùn)行過程中既保證了冷卻、旋轉(zhuǎn)的要求，同時(shí)又將冷卻效果最大化，并且保持上軸冷卻桿在使用過程中平穩(wěn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為導(dǎo)冷管底端結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。