Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи

 

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (S11 4 С 03 В 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ: СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4000256/31-33 (22) 30. 12 . 85 (46) 07.07.88. Бюл. N - 25 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) Н.В.Капустина, E.A.Рудометов, А.Л.Фокин, В.Г.Харазов, О.С.KpbUIOB>

И.M.Ëåâèí и А.С.Пчелкина (53) 666.189.212 (088.8) (56) Автоматизация процессов роста кристаллов.-Обзорная информация.

M.; НИИТЭхим, 1984, с.44-46.

Reiss F.À. Growth Problems of

Sapphire and Ruby of Optical Quality

Applied Optics, 1966, v.5, Ф 12, с.1902-. 1906. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАПЛАВЛЕНИЯ БЛОКА КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА

В ГАЗОПЛАИЕН НОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к области управления процессом напаавления блоков кварцевого стекла в газопламенных печах, может быть использовано в смежных отраслях, например при выращивании монокристаллов методом Вернейля, и позволяет повысить точность управления. Для достижения этой цели подачу управляющих воздействий на расход шихты и скорость опускания блока осуществляют с помощью изменения высоты и диаметра головки блока, причем для определения отклонения этих величин от заданных вычисляют OTHOшсние отклонений высоты к диаметру головки блока dh/ dd и при

-2c b h/ ь d c 1 и дй с 0 увеличивают расход шихты и уменьшают скорость опускания блока, при — 2 d h/ d d (1 и d d > 0 уменьшают расход шихтм и увеличивают скорость опускания блока, при 6Ь/ Zd < — 2 и dh v О или

d h/ 110 ) 1 и dh > О уменьшают расход шихты и скорость опускания блока, при dh/ddt -2 иА h(0 или

dh/d d ) 1 и dh (О увеличивают расход шихты и скорость опускания блока. 2 ил. о!

1 эо((13(т(пээрн от(э()сээтся к обллсти упрлвл(ния прс цессс м нлпллвления блок(В кlf(lpf(f Всэго стс клл в Гл:3(EIIJ(лменных печах и может быть исполь овано в смежных отра(лях, например, при вырлщиллнни монокристаллов методом Вернейля. ! (ель изобретения — повышение точности упрлвления. 10

Сущность способа заключается в том, чтобы стабилизировать не только положения вершины наплавляемого блока, но всего профиля его верхней части, что обеспечивает получение неизменного диаметра блока. (эгээ(ду ((X и с(Х . !де P ь рлссмл тринлется прямля (g, —.- О, (5.Х,= -2 5 Х

i(El(I стлбили э ill lflf ф(эрны вс р хне и час ff f)JIof(ë нс обходимо, чтобы Ь Х, — /13 -h /и Q x =/с! -(1 / быпи свеJIe (P ) 2 (13 3 ны к нулю, либо clap fvfff к нулю их лдгтиативные функции (.(2 =- ЬХ,— К АХ и (= (. (Х(+ Ь Х, rnP 13< и (1, — фактичес:кие à h u dy — заданные высота

Э и диаметр верхней части блока.

В зависимости от знака q, и(g э(меют место следующие управления: (-(2 0 у 1-1 (1-!(,с(и(3 у (12 U2MOE((.

Ою (!32 Оэ (э = 11(м(3 ((ю(!2=1!2макс э (Оэ,((2 01,UE UEM(3((„Т,U2 (2Mok(.

На фпг. изображены фазовые плоскости траекторий движения управляемого процесса; на фиг ° 2 — система 20 управления, реализующая данный способ.

Координаты фазовой плоскости:

b, Х, — отклонение высоты блокл вдоль его центральной оси от заданного зна-25 чения, АХ вЂ” отклонение диаметра верхней части блока от заданного значения. Этих двух измерений достаточно для точного определения про(Ьиля верхней части блока в том спуччае, ес- щ ли он может быть аппроксимирован, например, симметричной относительно оси блока параболой.

Фазовая плоскость разделена на восемь секторов, в каждом из которых изображена форма блока, при этом сплошной линией — заданная, пунктиром — фактическая форма. Стрелками показаны тенденции изменения фактической формы блока, которые вызываются 40 действием управлений: сплошными линиями — расход шихты Б,, пунктирными линиями — скоростью опускания блока

U2 °

Линия раздела фазовой плоскости 45 (э (О и с! О являются линиями релейного переключения управляющих воздействий U и Н2 . Управление (скорость опускания блока)влияет на форму блока преимущественно измене нием его высоты. ДХ,, поэтому линией переключения U2 целесообразно выбрать прямую (p =О, Ь X, b.Õ2, которая переводит форму блока из заостренной к пологой. Управление Uf (расход шихты) расширяет или сужает всю фор55 му блока, поэтому линней переключения Uf выбирается прямая, определяющая предельно допустимое соотношение 1TH же функции могут быть представ(сены в натурлльной форме, т. е. если (!э

-2 ----- с и gd (О, расход шихты

Лс1 увсэн(чивлезся, — (скорость опускания блока уменьшается, а при h ! и Лс! > О наоборот (. (с( скорость IJ(ffx bf уменьшается, а скорость опускания увеличивается, при (((h, 5 h

---- (-2 или --- у и g h) О расход

Ad а(IIixTbf и скорость опускания уменьшают(13 А!э ся л Efpff --- (-2 или --- > !

ЬЙ Ьd и $ 13 О соответственно увеличивлются.

Таким образом, приведение фактической формы блока к заданной происходит следуюшэм путем. Например, в секторе I расход шихты устанавливается равным мэпэимальному значению (Бэ „„ ), а скорость опускания максимальному (U )их совместное дейст2ма((с вие приводит фактическую форму блока к заданной, аналогично в секторе

II, В секторе IV где блок ниже и ши- ре, U, расширяет блок, переводя его в сектсэр III, и U поднимает блок, уменьшая рассогласование h,Х,. В секторе III Uf наоборот, сужает блок, переводя его в сектор IV. Таким образом, в окресности линии переключения устанавливается режим скольжения, вдоль прямой ц, = О.

Аналогично действие Uf u U в секторах VII u VIII.

По тем же причинам, но в результате переключения (! (э окрестности прямой (!3 = О, секторы V u VI также

35

14079 могут устанавливаться в скользящем режиме.

Система содержит печь с муфелем 1, наплавляемым блоком 2, бункер с ших5 той 3, дозатор 4, кислородно-водородную горелку 5, подложку 6 для наплавления блока, механизм 7 опускания подложки, проекционное устройство 8, фотосчитывающее устройство 9, вычисли- !О тельное устройство 10, блоки 11 и

12 суммирования с умножением на постоянный коэффициент, знакочувствительные релейные блоки 13 и 14, электропривод 15 механизма опускания под- 15 ложки, электропривод 16 дозатора шихты.

Система работает следующим образом.

Изображение верхней части блока 20 проецируется ва экран фотосчитывающего устройства, преобразуется в сигналы, пропорциональные форме блока, которые в вычислительном устройстве

10 сравниваются с заданными значения- 25 ми. Сигналы отклонения от задания поступают на блоки 11 и 12, где производится их умножение на заданные коэффициенты и алгебраическое сложение. В зависимости от знака на выходе 30 блока 11 блок 13 изменяет скорость электропривода 15 управления механизмом опускания подложки. В зависимости от знака на выходе блока 12 блок 14 изменяет скорость электропривода дозатора шихты 16.

Таким образом, способ обеспечивает стабилизацию формы верхней части блока, что позволяет получать блоки заданного диаметра, а следовательно, экономить сырье эа счет уменьшения отходов при дальнейшей механической обработке блока. Кроме того, соблюдение заданных ограничений на управляющие воздействия обеспечивает необходимое количество кварцевого стекла.

Использование способа позволяет добиться повышения выхода годного стекла за счет снижения потерь стекла при механической обработке.

Получение блоков с погрешностью по геометрии + 1,57 приводит к повышению процента выхода годных труб.

Формула и з обретения

Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи путем подачи управляющих воздействий на расход шихты и скорость опускания блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют высоту и диаметр голов ки блока, определяют отклонения этих величин от заданных, вычисляют отношение отклонений высоты к диаметру головки блока (dh/ dd) и при

dh

-2 (- — с 1 и dd c 0 увеличивают

4d расход шихты и уменьшают скоррсть опускания блока, при — 2 — -(1

dd и dd ) О уменьшают расход шихты и увеличивают скорость опускания блока, 4h dh при --- (-2 и 4h с 0 или —,---> 1 ,4д 4d и д h > О уменьшают расход шихты и скорость опускания блока, при

4h 4h

4d — -с-2и4Ь(0или — -> 1 и

Ьс!

4 h c 0 увеличивают расход шихты и скорость опускания блока, Составитель А.Кузнецов

Техред M.Xoäàíè÷ Корректор A.Òÿñêî

Редактор Н.Рогулич

Заказ 3271/26

" Тираж 425 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи Способ управления процессом наплавления блока кварцевого стекла в газопламенной печи 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии производства изделий из кварцевого стекла, широко применяемых в электронной и полупроводниковой промышленности в качестве реакторов различных термических печей

Изобретение относится к устройствам для непрерывного формования трубок или стержней из кварцевого стекла вытягиванием с помощью вращающихся инструментов

Изобретение относится к производству чистого кварцевого стекла, используемого в оптике, электронике, солнечной энергетике и химии получения чистых и сверхчистых веществ

Горелка // 2381186
Изобретение относится к металлургической технике и предназначено для использования в качестве устройства при изготовлении тигля из кварцевого стекла

Изобретение относится к металлургической технике и предназначено для использования при изготовлении тиглей путем высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния

Реактор // 2391296
Изобретение относится к устройству для напыления диоксида кремния при изготовлении тиглей из особо чистого кварцевого стекла с малым содержанием микропримесей

Изобретение относится к технологии изготовления детали из искусственного кварца для применения в качестве оптического элемента для ArF-литографии, подлежащего облучению лазерным светом, имеющим длину волны 200 нм или короче

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, к оборудованию стекольных заводов и может быть использовано для производства заготовок из кварцевого стекла

Изобретение относится к технологии получения тиглей из синтетического особо чистого кварцевого стекла, которые могут быть использованы в производстве полупроводниковых материалов
Изобретение относится к технологии получения синтетического кварцевого стекла
Наверх