一种节能分段式钨加热器的制作方法

本申请涉及蓝宝石单晶生长的技术领域，尤其涉及一种节能分段式钨加热器。

背景技术：

蓝宝石具有熔点高(2045℃)、导热好、硬度高、电绝缘性好、耐强酸强碱腐蚀、透光波段宽等特点，被广泛用于手机屏幕、镜面等民用设备，并被应用于导弹整流罩、直升机轴等军工企业。

蓝宝石晶体生长有多种方法，目前为商家普遍采用的方法主要为泡生法。现有技术中的蓝宝石晶体生长炉，一般采用传统鸟笼式的加热器，如图1所示，单一的鸟笼状钨杆加热器，每根钨棒4和铜电极1各自单独连接，多根钨棒4连接高温区和低温区，同时周围需要足够的安全绝缘距离。为了安全留下这些空间直接变成热辐射和气流的畅通管道，散去大量的热能。加热过程中炉内热量直接辐射和气流方式散热到保温区外的热量比例较大，因此导致能源消耗的增加。

技术实现要素：

本申请提供了一种节能分段式钨加热器，以解决能源消耗增加的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种节能分段式钨加热器，所述该加热器自上而下依次包括铜电极、高温绝热材料、钨连接件以及若干个钨加热棒；

所述钨连接件包括连接架和连接底座，所述连接架的底部与连接底座焊接；

所述连接架的顶部与铜电极焊接，所述连接架与高温绝热材料连接；

所述连接底座的底部与若干个钨加热棒焊接，所述若干个钨加热棒均匀间隔分布在连接底座上。

进一步：所述连接架包括第一支撑架、第二支撑架以及支撑板；

所述第一支撑架顶部与支撑板铰接，所述第一支撑架的底部与连接底座焊接；

所述第二支撑架的顶部设置有与支撑板厚度配合的卡槽，所述卡槽由两块上下对称的第一卡板和第二卡板；

所述第一卡板和第二卡板自上而下依次设置有第一螺纹孔，所述第一卡板的螺纹孔内连接有丝杆；

所述支撑板位于卡槽内，所述支撑板上设置有第二螺纹孔，所述丝杆通过螺纹自上而下依次穿过第一螺纹孔和第二螺纹孔将支撑板固定在卡槽内；

所述高温绝热材料位于第一支撑架和第二支撑架之间。

进一步：所述钨加热棒呈细杆状。

进一步：所述钨加热棒的数量为30-50根。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

1.通过采用分段式加热器匹配的绝热系统将系统散热通道面积降到传统结构的13％，有效降低使用过程中热量损耗；

2.采用分段式加热器由铜电极、高温绝热材料、钨连接件以及若干个钨加热棒组成，提供了良好的温度梯度，均匀稳定的温度场，实现晶体的稳定生长；

3.采用分段式加热器在其它保温部位相同条件下总系统热能损耗可以降低20％，同时使得加热器使用寿命也得到延长；

4.安装高温绝热材料的时候，操作人员首先拧动螺杆，螺杆转动通过螺纹向上转动，螺杆转动离开第一螺纹孔和第二螺纹孔，操作人员推动支撑板，支撑板的一端绕着第一支撑架旋转，支撑板的另一端从卡槽内转出，操作人员再将高温绝热材料放入到第一支撑架和第二支撑架之间，操作人员再次推动支撑板，支撑板的一端绕着第一支撑架旋转，支撑架的另一端转动到卡槽内，操作人员拧动丝杆，丝杆转动依次穿过第一螺纹孔和第二螺纹孔将支撑板固定在，支撑板固定将高温绝热材料固定在第一支撑架和第二支撑架之间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的现有技术中加热器的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的改进后加热器的立体结构示意图；

图3为本申请实施例图1的爆炸图；

图4为本申请实施例图3中连接架的立体结构示意图。

附图标记说明：1、铜电极；2、高温绝热材料；3、钨连接件；31、第一支撑架；32、第二支撑架；33、支撑板；34、卡槽；35、第一卡板；36、第二卡板；37、丝杆；4、钨加热棒；5、连接架；6、连接底座。

具体实施方式

实施例

如图2和3所示，一种节能分段式钨加热器，所述该加热器自上而下依次包括铜电极1、高温绝热材料2、钨连接件3以及四十个钨加热棒4。

钨连接件3包括连接架5和连接底座6，连接架5的底部与连接底座6焊接。

参照图4，连接架5包括第一支撑架31、第二支撑架32以及支撑板33。

第一支撑架31顶部与支撑板33铰接，第一支撑架31的底部与连接底座6焊接。

第二支撑架32的顶部设置有与支撑板33厚度配合的卡槽34，卡槽34由两块上下对称的第一卡板35和第二卡板36，第一卡板35和第二卡板36分别焊接在第二支撑架32顶部的侧壁上。

第一卡板35和第二卡板36自上而下依次开设有第一螺纹孔，第一卡板35的螺纹孔内连接有丝杆37。

支撑板33位于卡槽34内，支撑板33上设置有第二螺纹孔，丝杆37通过螺纹自上而下依次穿过第一螺纹孔和第二螺纹孔将支撑板33固定在卡槽34内。

高温绝热材料2位于第一支撑架31和第二支撑架32之间，高温绝热材料2选用高温金属反射屏或者氧化锆陶瓷材料。

连接底座的底部与四十个钨加热棒4焊接，四十个钨加热棒4均匀间隔分布在连接底座上。

钨加热棒4呈细杆状直径为4-6mm，加热棒材料为钨，高密度分布保证热场均匀，并实现精确控制，在相同工作电压情况下，电热转换效率越高。

加热器在工作时，内部设有被钨加热棒4围绕的坩埚，坩埚到钨加热棒4的距离为10-30mm。

安装过程：操作人员首先将钨加热棒4均匀间隔焊接在连接底座(6)上，操作人员拧动螺杆，螺杆转动通过螺纹向上转动，螺杆转动离开第一螺纹孔和第二螺纹孔，操作人员推动支撑板33，支撑板33的一端绕着第一支撑架31旋转，支撑板33的另一端从卡槽34内转出，操作人员再将高温绝热材料2放入到第一支撑架31和第二支撑架32之间，操作人员再次推动支撑板33，支撑板33的一端绕着第一支撑架31旋转，支撑架的另一端转动到卡槽34内，操作人员拧动丝杆37，丝杆37转动依次穿过第一螺纹孔和第二螺纹孔将支撑板33固定在，支撑板33固定将高温绝热材料2固定在第一支撑架31和第二支撑架32之间，操作人员再将铜电极1焊接在支撑板33上。

工作原理：分段式加热器匹配的绝热系统将系统散热通道面积降到传统结构的13％，有效降低使用过程中热量损耗。

分段式加热器由铜电极1、高温绝热材料2、钨加热棒4、钨连接件3构成，提供了良好的温度梯度，均匀稳定的温度场，实现晶体的稳定生长。

分段式加热器在其它保温部位相同条件下总系统热能损耗可以降低20％，同时加热器使用寿命也得到延长。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。