应用于坩埚下降法单晶生产车间的有毒污染空气置换装置 【技术领域】
本发明涉及一种应用于坩埚下降法单晶生产车间的有毒污染空气置换装置，属于C30B单晶生长领域。
背景技术
坩埚下降单晶生长法是一种常用的单晶生长方法。用于单晶生长用的材料装在圆柱型的坩埚中，缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料的熔点附近。根据材料的性质加热器件可以选用电阻炉或高频炉。在通过加热区域时，坩埚中的材料被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底部的温度先下降到熔点以下，并开始结晶，单晶随坩埚下降而持续长大。
坩埚下降法单晶生产车间通常用来生产大尺寸的工业用途的大单晶，关于这一点，对于单晶生长领域的人员而言，是公知的。
在采用坩埚下降法生产的各型单晶中，有相当一部分涉及有毒元素，所述有毒元素例如铅、镉、碲、汞等，更具体地，相关单晶例如，二氧化碲单晶，钨酸镉单晶、亚碲酸铋单晶，等等。在使用坩埚下降法生产单晶的过程中，为保持单晶生长炉腔区的温场稳定，以期生长出结晶良好的单晶，通常还要求坩埚下降单晶生长装置周边空气的温场稳定，因为，单晶生长炉腔区其空气氛与装置外部空气之间有一个接壤的空气过渡区，装置外部空气温场的稳定通常被认为是有利于在更精细的层面上支持单晶生长炉腔区的温场稳定，基于这一考虑，坩埚下降法单晶生产车间通常是门窗紧闭，处于空气流通不畅、很少更新的状态，在此单晶生长过程中，生产人员仍需要间隔时段地进入所述车间内监察单晶生长情况。多数的单晶生长情形中，所用坩埚是敞口坩埚，而在使用封口坩埚的情形下，由于高温高压及化学侵蚀作用，常发生坩埚封口被突破的情况，此时的封口坩埚与敞口坩埚并无实质上的不同，上文已述及，此单晶生长法常涉及有毒元素，在高温区间，这些有毒元素在与空气接触的条件下，常生成在高温下具有一定挥发性的有毒物质，关于这一点，对于化学专业人员来说，无须赘言，这些挥发性有毒物质顺着炉子内外的所述空气过渡区扩散到所述车间的室内空气中，这类有毒物质其毒性有多大，对于化学专业人员来说，亦无须赘言，这类混杂于车间空气中的有毒物质无色、无味，不易觉察，问题还在于，为保持车间内部空气温场稳定而紧闭车间门窗的习惯性做法使得上述有毒物质在车间空气中进一步积聚到更为有害的浓度。相关生产人员进出于这样的有毒空气氛中，其所受到的健康损害不言而喻。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，针对上述坩埚下降法单晶生产车间存在的有毒元素污染车间空气的状况，研发出一种既能够保持车间空气温场基本稳定，又能够保护相关车间生产人员使其免受有毒空气损害的装置。
本发明通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供的是一种应用于坩埚下降法单晶生产车间的有毒污染空气置换装置，该装置的结构包括配气仓，该配气仓是用于均匀分配来自车间外部的新鲜空气的带有空腔的仓形物，该配气仓的底侧面板上均匀分布着许多孔洞，该配气仓的侧面或顶部装设有进风接口，以及，集气仓，该集气仓是用于均匀收集来自车间内部的有毒污染空气的带有空腔的仓形物，该集气仓的上侧面板上均匀分布着许多孔洞，该集气仓的侧面或底部装设有排风接口，配气仓的底侧面板与集气仓的上侧面板相互平行、相互对映、结构位置一上一下面对面相互对峙，以及，通风机，该通风机的进风口与所述集气仓的排风接口联通。
所述配气仓的内部腔体形状可以允许是任意的形状，所述配气仓的内部腔体形状例如四方体、长方体、立方体、圆柱体、椭圆柱体，等等。
所述集气仓的内部腔体形状可以允许是任意的形状，所述集气仓的内部腔体形状例如四方体、长方体、立方体、圆柱体、椭圆柱体，等等。
所述配气仓的进风接口可以直接通往车间外部，与车间外部的空气联通，此情形下，启动所述与集气仓的排风接口联通的通风机，有毒的受污染的空气就可以从装设在车间底部的集气仓的上侧面板上均匀分布着的许多孔洞呈面状均匀地进入集气仓，并继而由集气仓通过排风接口向车间外部排出，同时，受气压的作用，新空气进入配气仓，继而由配气仓内透过均匀分布于配气仓底侧面板上的许多孔洞，呈面状均匀地输入车间，如此更新空气，保持了车间内部的空气温场基本稳定，这是一种准静态的均衡的空气更新方法。
所述通风机一词本身的技术含义是公知的。
为了在车间门被临时打开的情形下仍然能够保持空气的准静态均衡更新，本案装置的结构还可以进一步包括另一台通风机，所述另一台通风机的出风口与配气仓的进风接口联通。如此，装置运行时可以形成车间上、下的进、出气流的联动式的流动更新。所述另一台通风机不是必需的。
集气仓上侧面板上的各个孔洞距离集气仓的所述排风接口远近不同，这将造成各孔洞排气侧即靠近集气仓内腔的一侧的排气压力分配不够均衡，从而影响有毒污染空气从所述车间底部呈面状均衡排出，所述孔洞的口径大小不同，则相关影响大小亦不同，显然，在所述孔洞口径较小的情形下，所述影响也会小一些。为了改善集气仓上侧面板上各孔洞排气侧压力分配均衡状况，本案装置的结构还可以包括节流毡，该节流毡贴附装设在所述集气仓的上侧面板上，所述节流毡是透气的毡状物。节流毡既可以贴附装设在集气仓顶部的内侧表面，也可以贴附装设在集气仓顶部的外侧表面。凭借能够透气但又有一些透气阻力的节流毡，可以增强集气仓上侧面板上各孔洞的集气均衡性，以此方式，装置运行时能够较完美地将有毒污染空气从车间底部呈面状均衡排出。
所述贴附装设在集气仓上侧面板上的节流毡不是必需的。
配气仓底侧面板上的各个孔洞距离配气仓的所述进风接口远近不同，这将造成各孔洞进气侧的压力分配不够均衡，从而影响新空气向所述车间的面状均衡输入，所述孔洞的口径大小不同，则相关影响大小亦不同，显然，在所述孔洞口径较小的情形下，所述影响也会小一些。为了改善配气仓底侧面板上各孔洞进气侧压力分配均衡状况，本案装置的结构还可以包括节流毡，该节流毡贴附装设在所述配气仓的底侧面板上，所述节流毡是透气的毡状物。节流毡既可以贴附装设在配气仓底部的内侧表面，也可以贴附装设在配气仓底部的外侧表面。凭借能够透气但又有一些透气阻力的节流毡，可以增强配气仓底侧各孔洞的配气均衡性，以此方式，装置运行时能够较完美地使新空气向车间呈面状均衡输入。
所述贴附装设在配气仓底侧面板上的节流毡不是必需的。
本案所述能够被用来分别在不同结构位置装设的节流毡是具有同一类形态的物件，所述节流毡都是透气的毡状物。
所述节流毡可以是任意厚度的毡状物，由于所述毡状物的装设，或多或少总会发挥一些所述功用。所述节流毡的厚度可以根据需要任意设定。
将有毒污染空气从车间的底部排出，而非从顶部排出，是基于这样一个因素，即所述污染空气内的有毒元素主要是一些无机的重元素，这一类有毒气体成分具有下沉的趋势，从车间的底部排出受污染空气更为有效。
本案装置当然还可以包括一些附件，所述附件例如，可以在配气仓的进风接口位置装设的气体过滤网，该气体过滤网可用于阻止车间外部的尘土之类的东西进入车间；所述附件又例如，可以在与集气仓的排风接口连接的通风机的进风口位置装设的用于观测通风量的气体流量表；所述附件还例如，可用于在配气仓底侧面板上的若干孔洞位置贴附装设的一些用于指示通风状况的飘带，等等。
本案方法所述孔洞的形状不限，所述孔洞的形状例如圆形、椭圆形、方形、矩形、长条形，等等。所述孔洞的尺寸可以是根据需要设定的任意的尺寸。
本发明的优点是，装置的结构建立了一种坩埚下降法单晶生产车间空气更新机制，该更新机制既能够保持所述车间空气温场基本稳定，又能够对所述车间空气进行持续置换，及时地排除混杂了有毒元素的受污染的空气，本案装置其应用有助于保护相关车间生产人员使其免受有毒空气损害。
【附图说明】
图1是本案实施例及其运作方式的示意图，该图没有绘出所述通风机，图中出现的箭头显示进、出气流的流动、更新方式。
图中，1是配气仓，2是配气仓的底侧面板，3是坩埚下降法单晶生长炉，4是埋置坩埚下降法单晶生长坩埚的外部陶瓷质套筒，所述坩埚埋置其内，5是坩埚下降法单晶生长炉的支脚，6是用于控制坩埚下降法单晶生长坩埚升降的电动机械装置，7是集气仓的上侧面板，8是集气仓，9是集气仓的排风接口，10是配气仓的进风接口。
【具体实施方式】
图1展示本案实施例局部形态以及装置启动后的车间空气更新运作情形，本例装置的结构包括配气仓1，该配气仓1是用于均匀分配来自车间外部的新鲜空气的带有空腔的仓形物，该配气仓1的底侧面板2上均匀分布着许多孔洞，该配气仓1的侧面或顶部装设有进风接口10，以及，集气仓8，该集气仓8是用于均匀收集来自车间内部的有毒污染空气的带有空腔的仓形物，该集气仓8的上侧面板7上均匀分布着许多孔洞，该集气仓8的侧面或底部装设有排风接口9，配气仓1的底侧面板2与集气仓8的上侧面板7相互平行、相互对映、结构位置一上一下面对面相互对峙，以及，通风机，该通风机的进风口与所述集气仓8的排风接口9联通。本例图例中没有绘出所述通风机。
为缓解因车间门偶尔敞开造成的车间空气温场的严重扰动，本例装置的结构还可以包括另一台通风机，所述另一台通风机的出风口与配气仓1的进风接口10联通。图例中没有绘出所述另一台通风机。