CN113058342A - 一种便于在线实时清理的cvd炉过滤装置 - Google Patents

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Abstract

一种便于在线清理的CVD炉过滤装置，过滤箱的进气口与炉体连通，并在过滤箱与炉体之间增加了波纹管和气动挡板阀；在该过滤箱内底部安放有集油盘。两个滤芯通过托块安放在废气排出管道内的两端，并使两个滤芯分别与一个真空泵的接口相对应，且各滤芯轴向长度的1/2处与所述真空泵接口的圆心相对应，使该滤芯在该废气排出管道内将真空泵的接口完全遮挡。该过滤箱的出气口通过管道与废气排出管道连通，在该废气排出管道的圆周上开有两个真空泵接口，使该废气排出管道形成了三通管。本发明不需停炉随时可清理真空沉积炉中的残留焦油，实现了真空沉积炉的连续运行，并且无需更换真空泵，仅此一项即可节省经费8～15万。

Description

一种便于在线实时清理的CVD炉过滤装置
技术领域
本发明涉及一种真空沉积炉使用的尾气过滤装置。特别是针对真空炉沉积过程中炉内尾气收集在过滤箱而过滤箱需频繁清理的场合。
背景技术
真空感应沉积炉在沉积过程中原料气裂解后有效成分沉积在产品中，其余气体成分便成为废气由真空泵排出炉体。尾气在排出过程中经由炉体、真空管道、各种阀门、过滤箱、真空泵等环节。尾气成分复杂，大多为焦油。焦油的软化点在80～90℃之间，当温度低于80℃时为黏性固体，不易清理。液体的粘度随着温度升高而降低，温度越高流动性越好，焦油可流动时便于清理。但焦油温度不能太高，因为它是易燃物品，应控制在适当温度。一般沉积炉都配备有过滤箱装置，早期沉积炉配备的过滤箱底部留有放焦油口，每次停炉后清理过滤箱时，焦油已凝固，根本无流动性，焦油无法排出。后来也有过滤箱做成为长方体结构的，采用带有起吊把手的侧开门，四周由螺栓固定，清理时松开螺栓，用吊车或叉车吊起侧门。由于结构笨重、不易操作，清理时，要么出现侧门一旦打开过滤箱内焦油随即淌出，要么焦油已凝固堆积，用榔头、钢钎清理。以上各种结构不便于清理焦油，造成过滤箱成为焦油收集箱，同时真空管道、各种功能阀也被堵塞，降低了真空泵的效率。炉内压力不受控制，影响了沉积效果。
专利CN205874237U公开了一种气相沉积炉自动除焦油装置，该装置的过滤器与冷凝器锥型底内设置有加热装置，过滤器与冷凝器锥型底端均设有焦油出口，能够使焦油自动收集，不需人工拆卸。而沉积炉运行中要求炉压稳定，该装置与炉体连接，并且焦油加热不仅使控制部分复杂化而且焦油为易燃物品，存在安全隐患。
专利CN208660652U公开了一种真空化学气相沉积炉焦油、炭墨过滤器，该过滤器本体内部从上而下设置有若干过滤单元，过滤器本体的底部设有排污口，过滤器本体一侧的上端设有排气口，另一侧的下端设有进气口。该过滤器能够将气相沉积炉内的焦油、炭墨过滤掉，防止焦油或炭墨堵塞真空泵管道。但该过滤器仅当压差值大于设定值时，系统报警给出提示时，才进行清理或更换过滤体，不能实现在沉积炉运行过程中在线实时清理。
发明内容
为克服现有技术中存在的停炉后清理时，焦油凝固无法排出或者对焦油加热处理存在安全隐患的不足，本发明提出了一种便于在线清理的CVD炉过滤装置。
本发明包括波纹管、气动挡板阀、进气管道、过滤箱、滤芯、手动蝶阀、气动挡板阀、支架、废气排出管道、出气口和真空泵接口。其中：所述过滤箱安装在支架上。该过滤箱的进气口通过进气管道与炉体连通，并在该过滤箱与炉体之间的进气管道上增加了波纹管和气动挡板阀；并使该波纹管位于炉体一端；在该过滤箱内底部安放有集油盘。两个滤芯通过托块安放在废气排出管道内的两端，并使两个滤芯分别与一个真空泵的接口相对应，且各滤芯轴向长度的1/2处与所述真空泵接口的圆心相对应，使该滤芯在该废气排出管道内将真空泵的接口完全遮挡。该过滤箱的出气口通过管道与废气排出管道连通，在该废气排出管道的圆周上开有两个真空泵接口，使该废气排出管道形成了三通管。
所述过滤箱为矩形箱体，有门的一端为前端。在该过滤箱的上端面有进气管道的接口，在该过滤箱的一侧表面有出气口。在该过滤箱两侧内表面和后端内表面均固定有多层滤网支撑架，多片过滤箱滤网分别安放在各层滤网支撑架上，并使相邻两层滤网中上一层滤网的下表面与下一层滤网的上表面之间的间距为200mm；所述多层滤网中，位于该过滤箱内最下端的滤网的下表面须位于所述出气口的上方。
所述废气排出管道的两端分别通过法兰安装有端盖，并且该端盖的圆周表面上均布有四个手轮，通过各手轮能够方便的将该端盖开闭。
在所述废气排出管道内的两端分别有用于支撑鼠笼式滤芯的托块21，将所述滤芯的两端分别安放在该托块上，并使安放后的滤芯与该废气排出管道的同轴。
所述各托块轴向之间的距离须与该滤芯中相邻两根钢筋的间距相同，以保证滤芯中的钢筋安放在各托块上。所述各组托块中的轴向距离小于该滤芯的轴向长度。
所述真空泵接口的直径为200mm，该滤芯的轴向长度为400mm。
所述滤芯为鼠笼式。该滤芯的外径比所述废气排出管道的内径小8～10mm。在该滤芯的外圆周表面和两端端面分别包裹有滤芯滤网。该滤芯滤网的网格为1mm×1mm。
在各所述滤网支撑架上表面的边缘有向下倾斜45°的导流板11，通过该导流板使沉积的焦油流向位于该过滤箱内底部的集油盘。各滤箱滤网的网格为4mm×5mm。
所述集油盘四周为向外倾斜的倒梯形面，底面为正方形结构，底座焊接在集油盘的底部背面，底座高度20mm左右。
在所述废气排出管道与真空泵之间的真空管上安装有手动蝶阀和气动挡板阀，并使该手动蝶阀靠近所述废气排出管道。
本发明是一种设计合理，开启灵活，不需停炉随时可清理功能的真空沉积炉过滤箱装置。该装置具有灵活开启的箱门、易于清理的过滤网、内置焦油收集盘并且清理时设备可连续运行不需停炉。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、在过滤箱外连接有废气排出管道，该废气排出管道上开有两个废气排出口，在该废气排出管道安置有两个滤芯，并使两个滤芯分别与一个废气排出口相对应，使经过过滤箱一级过滤的废气再次通过该滤芯进行二级过滤。当需要清洗各滤芯时，打开所述废气排出管道两端的端盖，即可方便的取出该滤芯进行清理。
2、位于过滤箱内的滤网支撑架上增加了焦油的导流板，在过滤箱内的底部增加了集油盘。该导流板向下倾斜45°，使废气中的焦油实时进入该过滤箱内的集油盘内，有效减少了进入真空泵内的焦油量，延长了所述真空泵的使用寿命；该集油盘用于收集导流板及滤网流下的焦油，避免了焦油22污染过滤箱。该集油盘可随时取出清理。通过所述导流板和集油盘，实现了在线清理CVD炉内的焦油，提高了工效。现有技术中的停炉后清理焦油时，需要拆卸真空泵和焦油收集箱，清洗冷凝的焦油，更换真空泵油，耗时约四～五天，并且环境污染严重。若真空泵内腔被焦油划伤，还需要更换真空泵，增加了生产成本。
图8是本发明与现有技术效果评估对比示意图；其中：8a是现有技术中装置中沉积的残留焦油；8b是本发明中大部分焦油通过滤网过滤收集，图中的过滤网上附着了大部分焦油；8c是为避免残留焦油对真空管道的污染，先经过滤芯过滤后滤芯上附着的残留焦油。
采用本发明的技术方案，克服了现有技术中的问题，仅无需更换真空泵一项即可节省经费8～15万。
3、过滤箱门及放置滤芯的真空管道端盖采用锁紧手轮，使需要经常清理的密封部位开启灵活。
Figure BDA0003018967430000031
Figure BDA0003018967430000041
注：表中的真空泵油用量为10台沉积炉的用量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是过滤箱箱体示意图；其中，3a是主视图，3b是3a中A部位的局部放大图。
图4是过滤箱的滤网结构示意图；其中，4a是主视图，4b是4a的侧视图。
图5是集油盘结构示意图；其中，5a是主视图，5b是5a的俯视图。
图6是滤芯结构示意图。
图7是废气排出管道结构示意图；其中，7a是主视图，7b是7a中A-A剖面视图。
图8是本发明与现有技术效果评估对比示意图；其中：8a是现有技术中装置中沉积的残留焦油；8b是本发明中大部分焦油通过滤网过滤收集的残留焦油；8c是经过滤芯过滤后滤芯上附着着残留焦油。
图中：1.波纹管；2.气动挡板阀；3.进气管道；4.过滤箱；5.滤芯；6.手动蝶阀；7.气动挡板阀；8.真空泵；9.支架；10.废气排出管道；11.导流板；12.滤芯滤网；13.出气口；14.集油盘；15.边框；16.过滤箱滤网；17.滤网支撑架；18.端盖；19.手轮；20.真空泵接口；21.托块；22.焦油。
具体实施方式
本实施例是一种能够实现在线实时清理的真空沉积炉过滤箱装置，包括波纹管1、气动挡板阀2、进气管道3、过滤箱4、滤芯5、手动蝶阀6、气动挡板阀7、真空泵8、支架9、废气排出管道10、导流板11、滤芯滤网12、出气口13、集油盘14、边框15、过滤箱滤网16、滤网支撑架17、端盖18、手轮19、真空泵接口20、托块21。其中：所述过滤箱4安装在支架9上。该过滤箱的进气口通过进气管道3与炉体连通，并在该过滤箱与炉体之间的进气管道上增加了波纹管1和气动挡板阀2；并使该波纹管位于炉体一端。所述气动挡板阀和波纹管均采用现有技术。该过滤箱的出气口13通过管道与废气排出管道10连通，在该废气排出管道的圆周上开有两个真空泵接口20，使该废气排出管道形成了三通管。在所述废气排出管道与真空泵之间的真空管上安装有手动蝶阀6和气动挡板阀7，并使该手动蝶阀靠近所述废气排出管道。该废气排出管道的两端分别通过法兰安装有端盖，并且该端盖的圆周表面上均布有四个手轮19，通过各手轮能够方便的将该端盖开闭。
在所述述废气排出管道内的两端分别有用于支撑鼠笼式滤芯的托块21，将所述滤芯5的两端分别安放在该托块上，并使安放后的滤芯与该废气排出管道的同轴。。所述各托块轴向之间的距离须与该滤芯中相邻两根钢筋的间距相同，以保证滤芯中的钢筋安放在各托块上。所述各组托块中的轴向距离小于该滤芯的轴向长度。
两个鼠笼式滤芯5通过所述托块安放在废气排出管道内，并使两个滤芯分别与一个真空泵的接口相对应，并使各滤芯轴向长度的1/2处与所述真空泵接口的圆心相对应，使该滤芯在该废气排出管道内将真空泵的接口完全遮挡。本实施例中，所述真空泵接口的直径为200mm，该滤芯的轴向长度为400mm。
所述滤芯5采用6～8根钢筋焊接而成。该滤芯的外径比所述废气排出管道的内径小8～10mm，既满足该滤芯的安装要求，又能够最大限度的过滤废气中的焦油，并避免焦油堆积后该滤芯与废气排出管道内壁的粘结。在该滤芯的外圆周表面和两端端面分别包裹有滤芯滤网12。该滤芯滤网采用不锈钢纱网。该滤网的网格为1mm×1mm。
所述托块的下表面为与废气排出管道的内表面配合的弧面，上表面为与所述滤芯外圆周表面配合的弧面。
所述过滤箱4为矩形箱体，有门的一端为前端。在该过滤箱的上端面有进气管道3的接口，在该过滤箱的一侧表面有出气口13。在该过滤箱两侧内表面和后端内表面均固定有多层滤网支撑架17，多片过滤箱滤网16分别安放在各层滤网支撑架上，并使相邻两层过滤箱滤网中上一层过滤箱滤网的下表面与下一层过滤箱滤网的上表面之间的间距为200mm；所述多层过滤箱滤网中，位于该过滤箱内最下端的滤过滤箱网的下表面须位于所述出气口13的上方。
在各所述滤网支撑架上表面的边缘有向下倾斜45°的导流板11，通过该导流板使沉积的焦油流向位于该过滤箱内底部的集油盘14。所述过滤箱滤网16四周由两层边框15把不锈钢纱网夹在中间，四边由螺钉均匀固定，边框为普通钢板。各滤网的网格为4mm×5mm。所述集油盘14四周为向外倾斜的倒梯形面，底面为正方形结构，底座21焊接在集油盘的底部背面，底座高度20mm左右。
所述过滤箱门通过锁紧手轮快速开启、关闭。
本实施例中，所述气动挡板阀2的进气口端面与波纹管1通过法兰密封连接，气动挡板阀的出气口端面与所述进气管道3上端通过法兰密封连接；该进气管道下端与所述过滤箱4进气口通过法兰密封连接；过滤箱出气口14与所述废气排出管道10密封连接。
工作时，当炉内真空度出现抽速降低情况时，本发明可以在不停炉设备运行的情况下关闭气动挡板阀2，即可打开过滤箱箱门，取出过滤箱箱体的滤网，使用煤焦油清洗剂清理，也可以用热风枪吹扫清理，仅需一人用时约10分钟就可方便快捷的完成清理滤网；也可分别关闭气动挡板阀7，通过手轮19将端盖18打开，取出鼠笼式滤芯进行快速清理或更新新滤芯。
本发明在不停炉设备运行的情况下，可以快捷地完成清理滤网和滤芯，能够省时省力，防止真空泵油过早的乳化，延长真空泵油的使用时间，并可以使生产、清理两不误，提高生产工作效率。

Claims (10)

1.一种便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，包括波纹管、气动挡板阀、进气管道、过滤箱、滤芯、手动蝶阀、气动挡板阀、支架、废气排出管道、出气口和真空泵接口；其中：所述过滤箱安装在支架上；该过滤箱的进气口通过进气管道与炉体连通，并在该过滤箱与炉体之间的进气管道上增加了波纹管和气动挡板阀；并使该波纹管位于炉体一端；在该过滤箱内底部安放有集油盘；两个滤芯通过所述托块安放在废气排出管道内的两端，并使两个滤芯分别与一个真空泵的接口相对应，且各滤芯轴向长度的1/2处与所述真空泵接口的圆心相对应，使该滤芯在该废气排出管道内将真空泵的接口完全遮挡；该过滤箱的出气口通过管道与废气排出管道连通，在该废气排出管道的圆周上开有两个真空泵接口，使该废气排出管道形成了三通管。
2.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，所述过滤箱为矩形箱体，有门的一端为前端；在该过滤箱的上端面有进气管道的接口，在该过滤箱的一侧表面有出气口；在该过滤箱两侧内表面和后端内表面均固定有多层滤网支撑架，多片过滤箱滤网分别安放在各层滤网支撑架上，并使相邻两层滤网中上一层滤网的下表面与下一层滤网的上表面之间的间距为200mm；所述多层滤网中，位于该过滤箱内最下端的滤网的下表面须位于所述出气口的上方。
3.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，所述废气排出管道的两端分别通过法兰安装有端盖，并且该端盖的圆周表面上均布有四个手轮，通过各手轮能够方便的将该端盖开闭。
4.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，在所述废气排出管道内的两端分别有用于支撑鼠笼式滤芯的托块21，将所述滤芯的两端分别安放在该托块上，并使安放后的滤芯与该废气排出管道的同轴。
5.如权利要求4所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，所述各托块轴向之间的距离须与该滤芯中相邻两根钢筋的间距相同，以保证滤芯中的钢筋安放在各托块上；所述各组托块中的轴向距离小于该滤芯的轴向长度。
6.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，所述真空泵接口的直径为200mm，该滤芯的轴向长度为400mm。
7.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，所述滤芯为鼠笼式；该滤芯的外径比所述废气排出管道的内径小8～10mm；在该滤芯的外圆周表面和两端端面分别包裹有滤芯滤网；该滤芯滤网的网格为1mm×1mm。
8.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，在各所述滤网支撑架上表面的边缘有向下倾斜45°的导流板11，通过该导流板使沉积的焦油流向位于该过滤箱内底部的集油盘；各滤箱滤网的网格为4mm×5mm。
9.如权利要求8所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，所述集油盘四周为向外倾斜的倒梯形面，底面为正方形结构，底座焊接在集油盘的底部背面，底座高度20mm左右。
10.如权利要求1所述便于在线实时清理的CVD炉过滤装置，其特征在于，在所述废气排出管道与真空泵之间的真空管上安装有手动蝶阀和气动挡板阀，并使该手动蝶阀靠近所述废气排出管道。
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