一种SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置。所述SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置包括去离子水箱，所述去离子水箱上设有水位传感器、水温测量计和水阻变送传感器；所述去离子水箱出水口管道与变频纯水水泵入口连通，变频纯水水泵出口与板式换热器第一进水口连通，所述板式换热器第一出水口与高压区发热部件连通，高压区发热部件与去离子水箱第一入水口连通；所述变频纯水水泵出口还与单向溢流阀连通，单向溢流阀与去离子水箱第二入水口连通；所述变频纯水水泵出口还依次与阴阳离子交换树脂和微粒过滤器连通，微粒过滤器与去离子水箱第三入水口连通；所述板式换热器第二出水口与冷却塔连通，冷却塔与板式换热器第二进水口连通。
【专利说明】-种SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于第三代半导体Sic器件【技术领域】，具体涉及一种SiC高能离子注 入机用恒温超纯水装置。
【背景技术】
[0002] SiC作为第三代半导体材料，用于制作新一代高效节能的电力电子器件，可广泛 应用于国民经济的各个领域，如混合和纯电动汽车、高速列车、超高压输变电、风力发电等。 SiC高能离子注入机的离子注入的方法就是把要掺杂元素的离子加速，使获得很大动能的 杂质离子直接进入SiC晶片中的晶格，离子注入后退火激活。由于离子加速采用对地隔离 的静电加速器，离子束流加速后总电压达到350KV，由于电压高，高压区与地电位的绝缘性 要很好，高压区有发热部件如离子源，分析器线圈等要冷却水，冷却水从地电位送入高电 位，且其工作温度需要在一定区间恒定，要求冷却水恒温且绝缘电阻值高。
【发明内容】
[0003] 本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种SiC高能离子注入机用恒温超纯 水装置。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为；
[0005] 所述SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置包括去离子水箱，所述去离子水箱上 设有水位传感器、水温测量计和水阻变送传感器；
[0006] 所述去离子水箱出水口管道与变频纯水水泵入口连通，变频纯水水泵出口与板式 换热器第一进水口连通，所述板式换热器第一出水口与高压区发热部件连通，高压区发热 部件与去离子水箱第一入水口连通；
[0007] 所述变频纯水水泵（13)出口还与单向溢流阀连通，单向溢流阀与去离子水箱第二 入水口连通；
[0008] 所述变频纯水水泵（13)出口还依次与阴阳离子交换树脂和微粒过滤器连通，微粒 过滤器与去离子水箱第三入水口连通；
[0009] 所述板式换热器第二出水口与冷却塔连通，冷却塔与板式换热器第二进水口连 通。
[0010] 其中，所述发热部件与去离子水箱第一入水口连通的管道上、板式换热器第一出 水口与发热部件连通的管道上、板式换热器第二出水口与冷却塔连通的管道上、冷却塔与 板式换热器第二进水口连通的管道上均设有手动球阀。所述冷却塔与板式换热器第二进水 口连通的管道上，以及变频纯水水泵与单向溢流阀连通的管道上均设有水压传感器。所述 高压区发热部件上设有温度传感器。所述发热部件与去离子水箱第一入水口连通的管道上 设有水流量传感器。
[0011] 下面结合设计原理对本实用新型作进一步说明：
[0012] 本实用新型的SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置包括一个温度传感器，一个 高压区发热部件，四个手动球阀，一个水流量传感器，一个水位传感器，一个水温测量计，一 个水阻变送传感器，一个去离子水箱，一个微粒过滤器，一个阴阳离子交换树脂，一个水压 传感器，一个可调压单向溢流阀，变频纯水水泵，板式换热器，冷却塔。
[0013] 所述的温度传感器用以实时监控测量高压区发热部件，确认冷却水装置冷却工作 效果，保证高压区发热部件安全工作。
[0014] 所述的高压区发热部件即通电线圈等，由于其在高压区工作，产生的热量必须由 对地绝缘阻值高的去离子冷却水带走。所述高压区发热部件在350KV高压区间工作，加高 压时对地需要绝缘，冷却水需要超纯去离子水，去离子水电阻值大于18ΜΩ。
[0015] 所述的手动球阀用于开关循环水路，在设备维修和装置停止工作时启用。
[0016] 所述的水流量传感器能准确计算出流经高压区发热部件的冷却水流量，联合温度 传感器，实现自动智能调节变频纯水水泵泵送去离子冷却水流量，使高压区发热部件工作 在一定的恒温区间。
[0017] 所述的一个水位传感器测量去离子水箱中的水位高低，反馈控制系统，以便及时 补水。
[0018] 所述的水温测量计的作用是实时测量水箱内水的温度，监测整个冷却水装置的去 离子水的温度情况，确保其对高压区发热部件的冷却效果。
[0019] 超纯去离子冷却水装置通过水流量传感器计算高压区循环水流量，温度传感器监 测高压区发热部件的温度，实现自动智能控制变频纯水水泵泵送去离子冷却水流量。
[0020] 所述的水阻变送传感器作用是物理方法测量变送去离子水的电阻值，当去离子水 电阻值符合绝缘要求时可以加高压工作，否则发出警告传递给控制系统禁止加高压。
[0021] 所述的去离子水箱是去离子水的蓄水池，水箱入水有三股：一是冷却了高压区发 热部件的回水(第一入水口进入)，二是流过微粒过滤器、阴阳离子交换树脂的杂质祛除和 离子交换的超纯水(第三入水口进入)，三是当去离子水系统循环的过压时经调压单向溢流 阀的溢流(第二入水口进入)。
[0022] 所述的微粒过滤器是过滤去离子水系统中的杂质颗粒。
[0023] 所述的阴阳离子交换树脂交换去离子水中的导电阴阳离子，其是采用混床型的 树脂，无需酸洗碱洗的复杂过程，导电的阴阳离子都得到充分交换去除，获得绝缘阻值超 18ΜΩ的超纯水。
[0024] 所述的水压传感器实时测量循环去离子水系统的压力，与变频纯水水泵联动，压 力过大自动减小水泵的泵送流量。
[0025] 所述的可调压单向溢流阀的自动溢流压力根据系统需要预先设定，当高压区发热 部件不需送水冷却，在不停变频纯水水泵时，关闭手动球阀将增大管路压力，单向溢流阀起 过压溢流作用。
[0026] 所述的变频纯水水泵能根据循环去离子水路的压力与返回去离子水乡箱内水的 温度适时调节其电机的工作状态，改变其泵送流量。
[0027] 所述的板式换热器是市面成熟的热交换器，实现两个系统循环水的热量交换，经 过换热器去离子水系统热水变冷水、外部循环水冷水变热水。
[0028] 所述的冷却塔是外部循环水的自散热装置。
[0029] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是能给SiC高能离子注入机提供自动智 能控制的恒温超纯水，该装置能自动去离子交换水中的阴阳离子并测量超纯冷却水的电阻 值，保证超纯水的绝缘性以耐高压，装置还能自动采集高压区循环超纯水路的压力、温度、 流量信号和水箱内的水位，适时调节恒温超纯水装置的工作状态。从高压区返回的有温升 的超纯水通过板式换热器和外围循环水实现热量交换，超纯水以冷却状态回到水箱后再循 环。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1为本实用新型的结构原理图。
[0031] 图中：1、水压传感器；2、高压区发热部件；3、手动球阀；4、水流量传感器；5、水位 传感器；6、水温测量计；7、水阻变送传感器；8、去离子水箱；9、微粒过滤器；10、阴阳离子交 换树脂；11、水压传感器；12、单向溢流阀；13、变频纯水水泵；14、板式换热器；15、冷却塔。
【具体实施方式】
[0032] 参见图1，所述SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置包括去离子水箱8,所述去 离子水箱8上设有水位传感器5、水温测量计6和水阻变送传感器7 ;
[0033] 所述去离子水箱8出水口管道与变频纯水水泵13入口连通，变频纯水水泵13出 口与板式换热器14第一进水口连通，所述板式换热器14第一出水口与高压区发热部件2 连通，高压区发热部件2与去离子水箱8第一入水口连通；
[0034] 所述变频纯水水泵13出口还与单向溢流阀12连通，单向溢流阀12与去离子水箱 8第二入水口连通；所述变频纯水水泵13出口还依次与阴阳离子交换树脂10和微粒过滤 器9连通，微粒过滤器9与去离子水箱8第三入水口连通；
[0035] 所述板式换热器14第二出水口与冷却塔15连通，冷却塔15与板式换热器14第 二进水口连通。
[0036] 其中，所述发热部件2与去离子水箱8第一入水口连通的管道上、板式换热器14 第一出水口与发热部件2连通的管道上、板式换热器14第二出水口与冷却塔15连通的管 道上、冷却塔15与板式换热器14第二进水口连通的管道上均设有手动球阀3。
[0037] 所述冷却塔15与板式换热器14第二进水口连通的管道上，以及变频纯水水泵13 与单向溢流阀12连通的管道上均设有水压传感器11。
[0038] 所述高压区发热部件2上设有温度传感器1。
[0039] 所述发热部件2与去离子水箱8第一入水口连通的管道上设有水流量传感器4。
【权利要求】
1. 一种SiC高能离子注入机用恒温超纯水装置，其特征在于，所述装置包括去离子水 箱（8 )，所述去离子水箱（8 )上设有水位传感器（5 )、水温测量计（6 )和水阻变送传感器（7 ); 所述去离子水箱（8)出水口管道与变频纯水水泵（13)入口连通，变频纯水水泵（13)出 口与板式换热器（14)第一进水口连通，所述板式换热器（14)第一出水口与高压区发热部 件（2)连通，高压区发热部件（2)与去离子水箱（8)第一入水口连通； 所述变频纯水水泵（13)出口还与单向溢流阀（12)连通，单向溢流阀（12)与去离子水 箱（8)第二入水口连通；所述变频纯水水泵（13)出口还依次与阴阳离子交换树脂（10)和微 粒过滤器（9)连通，微粒过滤器（9)与去离子水箱（8)第三入水口连通； 所述板式换热器（14)第二出水口与冷却塔（15)连通，冷却塔（15)与板式换热器（14) 第二进水口连通。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发热部件（2)与去离子水箱（8)第一入 水口连通的管道上、板式换热器（14)第一出水口与发热部件（2)连通的管道上、板式换热 器（14)第二出水口与冷却塔（15)连通的管道上、冷却塔（15)与板式换热器（14)第二进水 口连通的管道上均设有手动球阀（3 )。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却塔（15)与板式换热器（14)第二进 水口连通的管道上，以及变频纯水水泵（13)与单向溢流阀（12)连通的管道上均设有水压 传感器（11)。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压区发热部件（2)上设有温度传感器 (1)。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发热部件（2)与去离子水箱（8)第一入 水口连通的管道上设有水流量传感器（4 )。
【文档编号】C02F1/42GK203946992SQ201420276956
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】袁卫华, 彭立波, 易文杰, 张赛 申请人:中国电子科技集团公司第四十八研究所