本发明涉及高纯石英砂制备，具体而言，尤其涉及一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备。
背景技术：
1、高纯石英砂主要应用在高新技术产业如航空航天、生物工程、高频率技术、电子技术、光纤通信和军工等领域。石英砂资源储量有限加上全球光纤通讯和半导体工业的飞速发展使之逐渐趋向枯竭。自然界中只有一级、二级优质水晶可以制备高纯石英砂，在石英矿中普遍含有气液包裹体，这是伴随着矿物生长时将杂质包裹在石英晶体中形成的，包裹体杂质的存在直接影响着石英制品的纯度及性能。随着科学技术的飞速发展，高纯石英砂的市场需求量将持续高速增长，战略地位非常重要。当前我国的石英砂纯度相对较低，高纯石英砂大量依靠进口，提升国内高纯石英砂提纯加工技术，利用天然石英岩加工制备高纯石英砂，具有重要战略意义和良好的经济价值。
2、目前减少石英砂杂质的工艺方法主要有水洗、酸洗、浮选、磁选和电选等，这些方法可以将石英砂外部的绝大部分杂质进行去除。对于石英砂内部存在的气液包裹体杂质，目前虽然有高温水淬和微波去除等工艺，但这些方法效率相对较低且对于有些气液包裹体去除效果较差，如气液包裹体中不含有高介电常数物质时，微波去除无法达到去除效果。高纯石英砂深度提纯技术一直被美国、德国和俄罗斯等少数国家掌握，并限制技术出口。因此亟待开发一种高效的高纯石英砂气液包裹体去除装置。
技术实现思路
1、本发明为了解决现有高纯石英砂气液包裹体深度去除不足之处，提供一种利用超声场、温度场、激光场和红外光场协同辅助，高效稳定的对高纯石英砂中气液包裹体杂质进行深度去除的装备。
2、本发明采用的技术手段如下：
3、一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，包括机架、工作台机构、超声振动台、装料机构、控制系统、激光和红外光系统、旋转伸缩主轴和温控系统，其中所述的工作台机构安装于机架底部，超声振动台转动连接在工作台上，装料机构设置于超声振动台上，控制系统安装于床身一侧，激光和红外系统固定在旋转伸缩主轴末端，旋转伸缩主轴通过水平隔板安装于装备加工舱上方，温控系统设置在加工舱两侧和后侧。
4、进一步地，所述的机架包括外壳、加工舱、水平隔板、电子元器件舱及其舱门、内视窗、加工舱舱门，外壳呈长方体，由水平隔板将外壳的内部分为电子元器件舱和加工舱，电子元器件舱用于安装设备的电子元器件和旋转伸缩主轴的电机、液压缸，加工舱安装有工作台机构、超声振动台、装料机构、激光和红外系统、旋转伸缩主轴和温控系统。
5、进一步地，所述的工作台机构包括工作台电机、工作台、铰链、液压伸缩杆，其中，工作台电机设置在工作台下方机架上，工作台呈圆柱状，铰链安装于工作台前侧，连接工作台和超声振动台，液压伸缩杆设置工作台内部，与超声振动台连接，工作台电机与液压伸缩杆相连，在电机带动下，液压伸缩杆可将超声振动台从后侧抬起。
6、进一步地，所述的超声振动台包括聚能器和振动子，其中，振动子设置8只，均匀在布置在超声振动台内部，可实现上方装料仓的超声振动，增加石英砂中气液包裹体的活化能并使石英砂相互摩擦碰撞。
7、进一步地，所述装料机构包括装料仓、仓门和仓门轨道，仓门设置于装料仓正前方，仓门轨道设置在仓门一侧，装料仓用作石英砂的加工容器，仓门打开时，通过工作台机构中液压伸缩杆实现装料仓机构一侧抬起，将加工后石英砂倒出。
8、进一步地，所述激光和红外系统包括激光发生器、红外发生器和光路系统，其中，红外照射器设置一组，激光器按强度大小设置弱激光和强激光两组，激光强度均能够进行调节，红外光辅助用于实现缓和增加石英砂中分子内能，激光辅助用于瞬间增加石英砂中分子内能和活化能，实现颗粒开裂甚至炸裂进而使气液包裹体溢出。
9、进一步地，所述旋转伸缩主轴包括旋转控制电机、减速齿轮组、液压电机、液压机构和液压齿轮组，各组件均设在水平隔板上方的电子元器件舱内，旋转控制电机通过减速齿轮组控制主轴旋转，液压电机通过液压齿轮组和液压机构控制主轴伸缩，开启旋转电机可使主轴旋转带动激光和红外系统旋转，实现红外光和不同强度的激光对石英砂进行均匀照射，启动液压泵电机可调节主轴伸缩长度，从而调节光照距离。
10、较现有技术相比，本发明具有以下优点：
11、本发明提供了一种多能场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，通过利用超声场、温度场、激光场和红外光场对石英砂中气液包裹体协同辅助去除，实现了气液包裹体的深度去除。
12、本发明提供了一种多能场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其通过温度场的作用，使石英砂保持高能量状态，通过超声场的作用，使石英砂间产生碰撞摩擦并进一步提升内部活化能，通过红外光场的作用，进一步提升气液包裹体的内能，再通过激光场对石英砂瞬间的激化，促进含有气液包裹体的石英砂从内部炸裂。多场协同作用增大石英砂颗粒爆裂的概率，使气液包裹体从中溢出，实现深度去除。
13、本发明提供了一种多能场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，通过多场协同辅助的方式，既增加了气液包裹体去除的效果，又提升了去除的效率，从根本上实现高纯石英砂气液包裹体高质高效深度去除的目标。
1.一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，包括机架、工作台机构、超声振动台、装料机构、控制系统、激光和红外光系统、旋转伸缩主轴和温控系统，其中所述的工作台机构安装于机架底部，超声振动台转动连接在工作台上，装料机构设置于超声振动台上，控制系统安装于床身一侧，激光和红外系统固定在旋转伸缩主轴末端，旋转伸缩主轴通过水平隔板安装于装备加工舱上方，温控系统设置在加工舱两侧和后侧。
2.根据权利要求1所述的一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，所述的机架包括外壳、加工舱、水平隔板、电子元器件舱及其舱门、内视窗、加工舱舱门，外壳呈长方体，由水平隔板将外壳的内部分为电子元器件舱和加工舱，电子元器件舱用于安装设备的电子元器件和旋转伸缩主轴的电机、液压缸，加工舱安装有工作台机构、超声振动台、装料机构、激光和红外系统、旋转伸缩主轴和温控系统。
3.根据权利要求1所述的一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，所述的工作台机构包括工作台电机、工作台、铰链、液压伸缩杆，其中，工作台电机设置在工作台下方机架上，工作台呈圆柱状，铰链安装于工作台前侧，连接工作台和超声振动台，液压伸缩杆设置工作台内部，与超声振动台连接，工作台电机与液压伸缩杆相连，在电机带动下，液压伸缩杆可将超声振动台从后侧抬起。
4.根据权利要求1所述的一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，所述的超声振动台包括聚能器和振动子，其中，振动子设置8只，均匀在布置在超声振动台内部，可实现上方装料仓的超声振动，增加石英砂中气液包裹体的活化能并使石英砂相互摩擦碰撞。
5.根据权利要求1所述的一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，所述装料机构包括装料仓、仓门和仓门轨道，仓门设置于装料仓正前方，仓门轨道设置在仓门一侧，装料仓用作石英砂的加工容器，仓门打开时，通过工作台机构中液压伸缩杆实现装料仓机构一侧抬起，将加工后石英砂倒出。
6.根据权利要求1所述的一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，所述激光和红外系统包括激光发生器、红外发生器和光路系统，其中，红外照射器设置一组，激光器按强度大小设置弱激光和强激光两组，激光强度均能够进行调节，红外光辅助用于实现缓和增加石英砂中分子内能，激光辅助用于瞬间增加石英砂中分子内能和活化能，实现颗粒开裂甚至炸裂进而使气液包裹体溢出。
7.根据权利要求1所述的一种多场协同辅助高纯石英砂气液包裹体深度去除装备，其特征在于，所述旋转伸缩主轴包括旋转控制电机、减速齿轮组、液压电机、液压机构和液压齿轮组，各组件均设在水平隔板上方的电子元器件舱内，旋转控制电机通过减速齿轮组控制主轴旋转，液压电机通过液压齿轮组和液压机构控制主轴伸缩，开启旋转电机可使主轴旋转带动激光和红外系统旋转，实现红外光和不同强度的激光对石英砂进行均匀照射，启动液压泵电机可调节主轴伸缩长度，从而调节光照距离。
