一种单晶炉籽晶冷却杆
技术领域
本实用新型涉及蓝宝石生产领域，特别涉及一种单晶炉籽晶冷却杆。
背景技术
现阶段的上部提拉杆都是采用一个冷却管道来达到保护提拉杆的目的。一个冷却管道在达到对提拉杆降温起保护作用的同时很难再实现对晶种温度及晶种附近熔体温度梯度的控制。因此，现有的引晶工艺必须首先实现对坩埚内全部熔体的温度梯度控制，然后才可以进行引晶操作，现有引晶过程需要耗费大量的时间及能耗。现有的晶体放肩工艺，同样也是实现了整个熔体温度变化后，才可以逐步实现放肩过程，放肩过程时间长，能耗损失大。熔体温度场的整体要求与引晶跟放肩过程的局部要求常常存在矛盾的地方，只对熔体进行整体温度调整不进行局部温度调整较难同时满足二者的要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种单晶炉籽晶冷却杆。
本实用新型采用的技术方案是：一种单晶炉籽晶冷却杆，包括冷却管，所述冷却管设置有进水口和出水口，所述冷却管包括相互套接的内冷套管和外冷套管，所述内冷套管、外冷套管各自设置进出水口，所述内冷套管设置有其相对于外冷套管的第一位移传感器，所述外冷套管设置有其相对于单晶炉的第二位移传感器。
所述的一种单晶炉籽晶冷却杆，其特征是：所述外冷套管通过丝杆丝母装置带动竖直方向运动，所述丝杆由伺服电机驱动。
所述的一种单晶炉籽晶冷却杆，其特征是：所述内冷套管侧壁设置有滚珠槽，所述滚珠槽匹配设置有滚珠。
所述的一种单晶炉籽晶冷却杆，其特征是：所述丝母安装于固定框架，所述固定框架套装于固定安装的导柱上。
所述的一种单晶炉籽晶冷却杆，其特征是：所述固定框架上安装有直线电机，所述直线电机输出轴带动所述内冷竖直方向运动。
所述的一种单晶炉籽晶冷却杆，其特征是：所述第一位移传感器固定安装于所述内冷套管顶部，第一位移传感器下端设置有深入内冷套管中的测杆，测杆匹配有与所述外冷套管相对固定的磁环。
所述的一种单晶炉籽晶冷却杆，其特征是：所述第二位移传感器安装于所述固定框架上。
本实用新型通过增加一个活动的内冷套管，通过内、外冷套管相对位置的变化，避免了现有技术中只能被动接受整体的熔体温度梯度，实现了对籽晶及籽晶附近熔体温度梯度的调整，极大的提高了引晶效率和放肩效率，具有较大的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型第一旋转接头部分局部放大图；
图3为本实用新型第二旋转接头部分局部放大图；
图4为本实用新型升降传动结构局部示意图；
图5为本实用新型滚珠槽部分局部放大图；
图6为本实用新型电控示意图。
图中：1-内冷套管，11-内冷入水口，12-内冷出水口，13-滚珠槽，14-滚珠，15-第一旋转接头，2-外冷套管，3-第二旋转接头，31-外冷入水口，32-外冷出水口，33-磁环，4-第一位移传感器，41-测杆，42-传感器安装筒，5-升降电机，51-固定座，52-固定框架，53-丝杆，54-丝母，55-导柱，56-直线电机，57-第二位移传感器，6-PLC控制器，7-温度传感器。
具体实施方式
实施例一：
如图1至3所示，一种单晶炉籽晶冷却杆，包括内冷套管1和外冷套管2，内冷套管1顶部安装第一旋转接头15，第一旋转接头15设置有内冷入水口11、内冷出水口12，其中，内冷入水口11与内冷套管顶部连通，内冷出水口12与内冷套管侧方连通；外冷套管2匹配有第二旋转接头3，第二旋转接头3设置有外冷入水口31、外冷出水口32，两水口均为侧方连通，第二旋转接头3内设置有磁环33。第一旋转接头15顶部安装有第一位移传感器4，第一位移传感器4设置于传感器安装筒42内，其下端的测杆41伸入内冷套管1内。
如图4所示，籽晶炉顶面安装有升降电机5、固定座51和两根导柱55，升降电机5输出轴连接丝杆53，丝杆53匹配有丝母54，丝母54安装于固定框架52底部，固定框架52、丝母54与第二旋转接头3之间硬连接，固定框架52为矩形框架，固定座51、固定框架52针对丝杆53和导柱55设置有限位孔，保证竖直升降。固定框架52顶面设置有直线电机56和第二位移传感器57，直线电机56输出轴与第一旋转接头15之间硬连接，第二位移传感器57为激光测距仪，实时监测其与单晶炉顶面之间的距离。
如图6所示，PLC控制器输入接口连接第一位移传感器4、第二位移传感器57和单晶炉内的温度传感器7，通过传感器传回的数据控制升降电机5和直线电机56运转，从而带动内冷套管、外冷套管升降。
当单晶炉工作时，向内冷入水口11、外冷入水口31内注入冷却介质，由内冷出水口12、外冷出水口32回水。将内冷套管1、外冷套管2底面初始间距设置在20至100mm之间，在结晶过程中，根据炉内温度传感器反馈数据通过升降电机5、直线电机56实时调整晶种高度和内冷套管、外冷套管相对位置以及冷却介质的流量，从而实现籽晶及籽晶附件熔体附近温度梯度的精准控制。
如图5所示，内冷套管位于外冷套管部分设置有滚珠槽13，滚珠槽13内匹配设置有滚珠14。
实施例二：
如图1至3所示，一种单晶炉籽晶冷却杆，包括内冷套管1和外冷套管2，内冷套管1顶部安装第一旋转接头15，第一旋转接头15设置有内冷入水口11、内冷出水口12，其中，内冷入水口11与内冷套管顶部连通，内冷出水口12与内冷套管侧方连通；外冷套管2匹配有第二旋转接头3，第二旋转接头3设置有外冷入水口31、外冷出水口32，两水口均为侧方连通，第二旋转接头3内设置有磁环33。第一旋转接头15顶部安装有第一位移传感器4，第一位移传感器4设置于传感器安装筒42内，其下端的测杆41伸入内冷套管1内。
如图4所示，籽晶炉顶面安装有升降电机5、固定座51和两根导柱55，升降电机5输出轴连接丝杆53，丝杆53匹配有丝母54，丝母54安装于固定框架52底部，固定框架52、丝母54与第二旋转接头3之间硬连接，固定框架52为矩形框架，固定座51、固定框架52针对丝杆53和导柱55设置有限位孔，保证竖直升降。固定框架52顶面设置有直线电机56和第二位移传感器57，直线电机56输出轴与第一旋转接头15之间硬连接，第二位移传感器57为激光测距仪，实时监测其与单晶炉顶面之间的距离。
如图5所示，内冷套管位于外冷套管部分设置有滚珠槽13，滚珠槽13内匹配设置有滚珠14。
如图6所示，PLC控制器输入接口连接第一位移传感器4、第二位移传感器57和单晶炉内的温度传感器7，通过传感器传回的数据控制升降电机5和直线电机56运转，从而带动内冷套管、外冷套管升降。
当单晶炉工作时，向内冷入水口11、外冷入水口31内注入冷却介质，由内冷出水口12、外冷出水口32回水。将内冷套管1、外冷套管2底面初始间距设置在20至100mm之间，在结晶过程中，根据炉内温度传感器反馈数据通过升降电机5、直线电机56实时调整晶种高度和内冷套管、外冷套管相对位置以及冷却介质的流量，从而实现籽晶及籽晶附件熔体附近温度梯度的精准控制。在内冷套管相对于外冷套管运动中，滚珠可使与外冷套管之间保持同轴，以此保持冷却效果稳定。
