一种培育钻石顶锤散热效果的控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种在培育钻石合成中，监控及自动调整各顶锤散热的组合装置，属于非金属超硬材料高压合成领域。


背景技术：

2.在培育钻石的合成过程中，需要给处在高温环境中的六个顶锤散热，保护顶锤因高温碎裂，并且在长时间合成过程中，需要四个方向上的边锤散热效果相同，使得合成芯内径向温度各向相同，来确保培育钻石晶形完好。目前行业内普遍采用循环水冷却各顶锤护套，从而降低顶锤温度，达到保护顶锤效果，但四个边锤水流量无法完全相同，使得边锤散热效果不一，并且在长时间合成中无法自动维持稳定流量，须人为调整，具有滞后性，影响培育钻石稳定。


技术实现要素：

3.本实用新型针对国内培育钻石生产行业的各顶锤护套循环水散热效果不均匀以及无法及时有效调整的问题，提供了一种新的顶锤散热效果的控制装置。该装置可以量化各顶锤护套水流量，及时自动调整流量，维持流量均匀稳定，从而达到监控、自动调节顶锤散热的目的，提升培育钻石合成的重复性、稳定性。
4.本实用新型所采用的技术方案是：一种培育钻石顶锤散热效果的控制装置包括套设在顶锤的多个冷水套，在每个所述的冷水套分别设有进水管路、出水管路，在每个所述的冷水套上分别设有一个电子温度器；
5.所述的进水管路上设有数字比例阀、单向阀，所述的数字比例阀通过管道与所述单向阀连接，所述数字比例阀与循环冷却水池连通，所述的单向阀与所述冷水套连接；
6.所述的出水管路包括流量计，所述流量计一端连接冷水套、另一端连接循环冷却水池；
7.plc控制器分别与电子温度器、数字比例阀、流量计连接。
8.进一步讲，所述的进水管路上还设有第一过滤器，所述的第一过滤器一端与所述数字比例阀连接、另一端与所述循环冷却水池连通。
9.进一步讲，所述的出水管路上还设有第二过滤器，所述的第二过滤器一端与所述流量计连接、另一端与所述冷水套连通。
10.进一步讲，所述循环冷却水池包括储水箱及与所述储水箱连通的冷却器。
11.进一步讲，多个所述的进水管路通过给水泵与所述的循环冷却池连接，所述的给水泵与plc控制器连接。
12.进一步讲，所述进水管路通过软管与所述冷水套连接。
13.进一步讲，所述冷水套包括装水的水箱及一端设在所述水箱内部的冷水片、另一端与顶锤连接的连接片，所述的冷水片与所述的连接片分别连接在冷却片的正面与反面；
14.在所述的顶锤上设有连接片的插接孔。
15.本实用新型的有益效果：
16.1）在顶锤上端通过设备多个冷水套，并利用流量计测得的流量数值，根据各顶锤锤温要求，经过plc计算，通过数字比例阀调节水流量，来改变顶锤各个角度的散热效果，使之稳定在所需范围内，使合成块内温度场分布均匀，并且提高合成重复性。
17.2）冷水套与顶锤通过连接片与插接孔连接，采用插接方式实现连接，可以随时添加可取下，相当于对现在冷水系统的一定补充。
附图说明
18.图1是本实用新型装置的示意图。
19.图2是本实用新型单个进水管路、出水管路形成的系统。
20.图3为冷水套与顶锤的连接示意图。
21.如图中，冷水套1、进水管路2、出水管路3、电子温度器4、数字比例阀5、单向阀6、循环冷却水池7、流量计8、plc控制器9、第一过滤器10、第二过滤器11、给水泵12、水箱13、冷水片14、连接片15、冷却片16、插接孔17、储水箱71、冷却器72。
具体实施方式
22.下面结合装置示意图对本实用新型作进一步详细说明：
23.如图1、2所示，一种培育钻石顶锤散热效果的控制装置包括套设在顶锤的六个冷水套1，也可以是三个或二个，无论是六个或三个或二个冷水套1需要将顶锤完全包裹，使顶锤各个角度都能通过冷水套1降温，冷水套1是对顶锤现在冷水系统的补充，在每个所述的冷水套1分别设有进水管路2、出水管路3，在每个所述的冷水套1上分别设有一个电子温度器4；
24.所述的进水管路2上设有数字比例阀5、单向阀6，所述的数字比例阀5通过管道与所述单向阀6连接，所述数字比例阀5与循环冷却水池7连通，所述的单向阀6与所述冷水套1连接；
25.所述的出水管路2包括流量计8，所述流量计8一端连接冷水套1、另一端连接循环冷却水池7；
26.plc控制器9分别与电子温度器4、数字比例阀5、流量计8连接，工作时，电子温度器4将冷水套1内的实时温度采集并传输至plc控制器9，plc控制器9根据冷水套1内的实时温度控制数字比例阀5工作（调节通入冷水套1内的水量，进而控制冷水套1内的温度），流量计8实时测得冷水套1的出水量，但根据冷水套1的出水量的大小控制数字比例阀5的工作（调节通入冷水套1内的水量），电子温度器4采集的温度数据是关键数据，流量计8采集的流量数据是辅助数据，其效果是使冷水套1能保持在一定温度，同时也能保持一定水量，一般而言电子温度器4采集的温度数据影响数字比例阀5工作85%
‑
90%，流量计采集的流量数据影响数字比例阀5工作10%
‑
15%。
27.优选的，所述的进水管路2上还设有第一过滤器10，所述的第一过滤器10一端与所述数字比例阀5连接、另一端与所述循环冷却水池7连通，第一过滤器10对入进冷水套1的水进行过滤。
28.优选的，所述的出水管路3上还设有第二过滤器11，所述的第二过滤器11一端与所
述流量计8连接、另一端与所述冷水套1连通，第二过滤器11对出冷水套1的水进行过滤。
29.优选的，所述循环冷却水池7包括储水箱71及与所述储水箱71连通的冷却器72，冷却器72对储水箱71进行实时冷却，使其水温保持在冷却水温下，为冷水套1提供冷却水。
30.优选的，六个冷水套1的六个所述的进水管路2通过给水泵12与所述的循环冷却池7连接，所述的给水泵12与plc控制器9连接，顶锤在加温过程中，其整体温度是上升的，冷水套的作用仅是维持顶锤各个角度的温度一致性，其plc控制器9可通过控制给水泵12的工作状态，实现向冷水套1小量供水。
31.优选的，所述进水管路2通过软管与所述冷水套1连接，软管一般为橡胶软管，其作用是方便拆装。
32.如图3中，所述冷水套1包括装水的水箱13及一端设在所述水箱13内部的冷水片14、另一端与顶锤连接的连接片15，所述的冷水片14与所述的连接片15分别连接在冷却片16的正面与反面；
33.在所述的顶锤上设有连接片15的插接孔17，需要将冷水套1固定在顶锤上时，仅需要将连接片15插入插接孔17中即可，冷却片16与顶锤表面接触。
34.工作原理：储水箱71连通的冷却器72，保证进入顶锤冷水套1中的冷却水温度恒定，再将六个数字比例阀5分别加入到循环冷却池7与六个冷水套1进水管路2的水路间，要求每个数字比例阀5前端装有水阀与第一过滤器10，数字比例阀5后端连接有单向阀6，并且水阀——第一过滤器10——数字比例阀5——单向阀6系统要用直管连接。单向阀6到对应顶锤冷水套1进水口使用等长等直径的橡胶软管连接，同样，冷水套1出水口也用等长等直径的橡胶软管连接在流量计8直管的进水一端。流量计8前端依次加有第二过滤器11与水阀，第二过滤器——流量计——水阀系统要用直管连接，最后连入循环冷却池7。
35.将数字比例阀、电子温度器4（优选的pt100）、流量计8与plc控制器9相连，将电信号传入控制器，经过pid计算调整，就可以根据顶锤温度实时自动调整水流量，来控制各顶锤散热效果，达到及时、准确、有效的稳定合成。从而提高合成块的内部径向温度场的均匀性，提高合成重复性，使合成稳定。