一种单晶炉自动冷却控制系统的制作方法

本实用新型具体涉及一种单晶炉设备上使用的电源输出电路。

背景技术：

单晶炉作业过程中对设备的稳定性要求很高，设备运行的不稳定会直接影响产品的质量。常见的不稳定因素主要是设备发烫造成的性能不稳定，比如润滑油温度过高融化变质，机械强度变差，或是电源柜、真空泵等设备温度过高易老化损坏，影响设备正常运行。

为了克服上述问题，常见的单晶炉配备有循环冷却水系统，通过循环管道分别对单晶炉的炉体、电源柜、真空泵等设备进行冷却，尽量确保设备在恒温状态的稳定环境下工作。循环冷却水系统的入口温度及压力根据负载设备及工艺的需要，均有严格的范围要求。以直拉单晶为例，其循环冷却的负载包括单晶炉、电源柜、真空泵等设备，水温过高润滑油融化变质，设备发烫，机械强度变差，过低导致设备运转涩滞，水压过高导致设备负荷过大，过低导致设备管道涩滞，而水温水压的频繁波动更是导致生产线的不稳定。为使水温及水压在设备及工艺的要求范围内，一般采用的方法是人工控制，即人工定时巡查，测量水温及炉压，根据测量结果手动开启或关闭对应的冷却系统及增压泵。此控制模式，人工控制存在时间间隔，在此时间间隔内，容易造成水温及水压的大范围波动，以致超出设备及工艺要求的范围之外，而过于频繁的人工巡视所付出的人工成本太高，故一般采用的方式是放宽对水温及水压的控制范围要求，故此不仅对设备及工艺提出更高的要求，也容易导致生产线的不稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决单晶炉冷却系统冷却水温控制度低，造成冷却水温度不稳定人工成本高的问题，提供一种能够自动控制单晶炉冷却水箱温度的控制系统。

本实用新型所采用的技术方案是：通过自动控制器自动控制冷却风机对循环水箱及时冷却作业；根据冷却需求自动选择控制冷却功率，不但实现快速及时冷却作业，同时节约功率实现节能；通过控制器参数调节，使满足不同工艺需求的冷却水温控制设置。

本实用新型单晶炉自动冷却控制系统包括了循环水箱、温度检测器、冷却风机、辅助冷却风机和自动控制器，所述温度检测器、冷却风机和辅助冷却风机固定安装在循环水箱上，所述自动控制器控制连接温度检测器、冷却风机和辅助冷却风机；所述自动控制器中设置有控制器模块、温度监测模块、风机控制模块、辅助风机控制模块和计时控制模块，所述控制器模块分别控制连接温度监测模块、风机控制模块和辅助风机控制模块，所述控制器模块和辅助风机控制模块的控制电路上设置计时控制模块；所述自动控制器通过温度监测模块、风机控制模块、辅助风机控制模块分别控制连接温度检测器、冷却风机和辅助冷却风机。

所述循环水箱外壁上均匀固定设置散热器。

所述温度检测器采用电接点压力式温度表，电接点压力式温度表的测量杆沿循环水箱深度方向通长设置。

所述冷却风机和辅助冷却风机沿循环水箱外壁横向均匀间隔设置，风口朝向散热器。

所述的控制器模块上设置有温度上限和温度下限，温度上限控制风机控制模块和计时控制模块的启动，温度下限控制风机控制模块和辅助风机控制模块的关闭，同时温度下限控制计时控制模块关闭并重置清零。

所述计时控制模块上设置有启动时间值，启动时间值控制辅助风机控制模块的启动。

所述控制器模块上的温度上限和温度下限可手动调节。

所述计时控制模块上的启动时间值可手动调节。

本实用新型的有益效果在于：冷却过程实现自动控制，无需人员频繁巡查，节省人工；冷却水温控制度高，能够精确符合工艺范围要求，为生产提供了稳定的工作环境，提升工艺稳定性；恒定的水温控制，降低了水温水压波动，提高了设备稳定性，减少了设备故障。

附图说明

附图1是本实用新型的控制结构示意图。

图中：循环水箱1、温度检测器2、冷却风机3、辅助冷却风机4、自动控制器5、控制器模块51、温度监测模块52、风机控制模块53、辅助风机控制模块54、计时控制模块55。

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型进行具体说明：

如附图1所示，本实用新型单晶炉自动冷却控制系统包括了循环水箱1、温度检测器2、冷却风机3、辅助冷却风机4和自动控制器5，所述温度检测器2、冷却风机3和辅助冷却风机4固定安装在循环水箱1上，所述自动控制器5控制连接温度检测器2、冷却风机3和辅助冷却风机4；所述自动控制器5中设置有控制器模块51、温度监测模块52、风机控制模块53、辅助风机控制模块54和计时控制模块55，所述控制器模块51分别控制连接温度监测模块52、风机控制模块53和辅助风机控制模块54，所述控制器模块51和辅助风机控制模块54的控制电路上设置计时控制模块55；所述自动控制器5 通过温度监测模块52、风机控制模块53、辅助风机控制模块54分别控制连接温度检测器2、冷却风机3和辅助冷却风机4。

所述循环水箱1外壁上均匀固定设置散热器。

所述温度检测器2采用电接点压力式温度表，电接点压力式温度表的测量杆沿循环水箱1深度方向通长设置。

所述冷却风机3和辅助冷却风机4沿循环水箱1外壁横向均匀间隔设置，风口朝向散热器。

所述的控制器模块51上设置有温度上限和温度下限，温度上限控制风机控制模块53和计时控制模块55的启动，温度下限控制风机控制模块53和辅助风机控制模块54的关闭，同时温度下限控制计时控制模块55关闭并重置清零。

所述计时控制模块55上设置有启动时间值，启动时间值控制辅助风机控制模块54的启动。

所述控制器模块51上的温度上限和温度下限可手动调节。

所述计时控制模块55上的启动时间值可手动调节。

实施例:

本实用新型单晶炉自动冷却控制系统的工作原理：

直拉单晶炉冷却作业过程中，要求冷却水温度保持在28℃-29℃之间，不然会有晶体断线的问题，除此之外单晶炉的电源柜、真空泵等设备长期作业也会出现温度过高损坏的问题，严重时会影响设备的正常运行。所以循环水箱1中的冷却水温度不能超过29℃，不能低于28℃。当超过29℃时必须利用冷却风机对循环水箱1进行冷却降温，使循环水箱1中的冷却水温度降低，当降温至28℃时必须停止降温。

本实用新型单晶炉自动冷却控制系统通过循环水箱1水冷却单晶炉的炉体、电源柜、真空泵等设备，循环水箱1通过循环水路系统循环作业。

本实用新型单晶炉自动冷却控制系统通过温度检测器2实施监测循环水箱1中的冷却水温度，温度检测器2采用电接点压力式温度表，电接点压力式温度表的测量杆沿循环水箱1深度方向通长设置，例如水深2.8米的循环水箱1，采用2.8米长测量杆，沿水深设置，准确测量0-2.8米段之间的最高水温。

本实用新型单晶炉自动冷却控制系统通过冷却风机3和辅助冷却风机4 风冷作业对循环水箱1实施降温，通常情况下开启冷却风机3实施降温作业，当散热工作负荷较重，冷却风机3无法在规定时间能完成作业要求时，开启辅助冷却风机4辅助冷却作业，实现快速降温。

本实用新型单晶炉自动冷却控制系统通过自动控制器5根据温度检测器 2的实时监测循环水箱1中的冷却水温度，自动控制冷却风机3和辅助冷却风机4的启动和关闭作业，从而实现自动控制单晶炉保持恒温作业，同时保证电源柜、真空泵等设备安全稳定运行。

工作时，设置自动控制器5的控制器模块51温度上限为29℃和温度下限为28℃，设置计时控制模块55的启动时间值为5分钟；当温度检测器2 测量温度达到29℃时，控制器模块51自动发送启动信号到风机控制模块53 和计时控制模块55，风机控制模块53自动控制冷却风机3启动作业对循环水箱1冷却，同时计时控制模块55开启计时；当温度检测器2测量温度达到 28℃时，控制器模块51自动发送关闭信号到风机控制模块53和计时控制模块55，风机控制模块53自动控制冷却风机3停止作业，同时计时控制模块 55停止计时并清零；当风机控制模块53自动控制冷却风机3冷却作业超过5 分钟，计时控制模块55达到5分钟时，计时控制模块55自动发送启动信号到辅助风机控制模块54，辅助风机控制模块54自动控制辅助冷却风机4启动作业对循环水箱1冷却，加大冷却功率，快速完成对循环水箱1的冷却作业，当计时控制模块55关闭清零时，自动发送关闭信号到辅助风机控制模块 54，辅助风机控制模块54自动控制冷却风机3停止作业。