[发明专利]蓝宝石生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石生产系统。

背景技术

人造蓝宝石属刚玉族，硬度为9，密度为3.95～4.1克/立方厘米，其化学成分为三氧化二铝。由于蓝宝石硬度高，化学性质稳定，在功能材料制备领域有着广泛的应用，除了作为人工宝石制作首饰外，最重要的功能是作为晶体器件和薄膜制备的衬底。在应用上，因蓝宝石具备高熔点、抗腐蚀性、高硬度、抗磨损以及电绝缘等特性，目前工业上主要应用为特殊环境的光学视窗、机械轴承零件、军工材料等。在高科技电子领域则可用于蓝白光LEDs、RFICs与蓝光镭射元件之基板材料等。近年来，蓝宝石还陆续出现应用于生物医疗器械等特殊领域。

由于人造蓝宝石在高科技领域日益扩大化的诸多应用，催生了人造蓝宝石制造设备的研制和生产。在制造人造蓝宝石的几种形式的生产设备中，热交换式蓝宝石晶体生长炉生产过程需要配置一套介质为氦气的冷却系统，要求气量大，无油洁净，压力恒定循环使用的氦气。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以氦气为介质，并能为蓝宝石生产提供气量大、无油洁净、压力恒定循环使用的氦气的蓝宝石生产系统。

发明的目的通过下述技术方案实现：

蓝宝石生产系统，主要晶体生长炉组成，在所述晶体生长炉上还连接有氦气冷却循环系统，所述氦气冷却循环系统包括通过出气管连接在晶体生长炉上的冷却器、以及通过进气管连接在晶体生长炉上的氦气压缩净化机组，所述冷却器与氦气压缩净化机组通过管道连接，在所述冷却器与氦气压缩净化机组之间的管道上还设有过滤器。

进一步的，所述氦气压缩净化机组中的压缩机采用的是双转子压缩机。

为了便于测量进入晶体生长炉的氦气的流量，在所述进气管上设有流量计。

为了便于控制进入晶体生长炉的氦气的流量，在所述进气管上还设有流量控制器。

为了便于测量进入晶体生长炉的氦气的压力，在所述进气管上还设有压力表。

再进一步的，所述氦气冷却循环系统还包括补气装置，所述补气装置包括连接在进气管上的高压充气管，在所述高压充气管上设有高压充气阀。

为了使高压充气管能顺利的将高压氦气输入晶体生长炉中，在所述进气管上还设有位于高压充气管与晶体生长炉之间的送气阀。

更进一步的，所述补气装置还包括设置在氦气压缩净化机组与过滤器之间的低压充气管，在所述低压充气管上还设有由低压充气阀以及回气逆止阀组成的低压补气阀组。

为了更好地实现本发明，在所述低压充气管与过滤器之间还设有由回气阀以及回气逆止阀组成的回气阀组。

为了确保效果，在所述冷却器上分别设有用于冷却水流通的进水管以及出水管。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明不仅结构简单，而且成本低廉，冷却器、过滤器以及氦气压缩净化机组组成的氦气冷却循环系统可将晶体生长炉中输出的高温低压氦气转化为低温高压氦气，并提供给晶体生长炉生产蓝宝石使用，从而形成氦气的循环使用回路；同时，还可对流通中的氦气进行除杂，即可提高进入晶体生长炉中的氦气的纯度，因此可保证晶体生长炉中生产的蓝宝石的质量。

（2）本发明的氦气压缩净化机组中的压缩机采用的是双转子压缩机，双转子压缩机体积小，气量大，能耗低，噪声以及震动都很小，能满足设备长期可靠的工作要求。

（3）本发明的进气管上设有流量计，便于测量进入晶体生长炉的氦气的流量。

（4）本发明的进气管上还设有流量控制器，便于控制进入晶体生长炉的氦气的流量。

（5）本发明的进气管上还设有压力表，便于测量进入晶体生长炉的氦气的压力值。

（6）本发明的氦气冷却循环系统还包括补气装置，通过该补气装置可补充在流通过程中泄露的氦气，以保证氦气冷却循环系统所需的氦气量；所述补气装置包括连接在进气管上的高压充气管，便于通过该高压充气管补充高压氦气。

（7）本发明的进气管上还设有位于高压充气管与晶体生长炉之间的送气阀，以保证高压充气管能顺利将补充的高压氦气输入晶体生长炉。

（8）本发明的补气装置还包括设置在氦气压缩净化机组与过滤器之间的低压充气管，便于通过该低压充气管补充低压氦气；在所述低压充气管上还设有由低压充气阀以及回气逆止阀组成的低压补气阀组，通过该低压补气阀组可保证补充的低压氦气顺利进入氦气冷却循环系统，以防止低压氦气倒流回低压氦气源装置。