CN211689228U - 一种化学气相沉积炉炉盖 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种化学气相沉积炉炉盖，包括水冷钢外壳，水冷钢外壳上端设置有排气管，水冷钢外壳下端外侧设置有侧板，侧板内填充保温棉；水冷钢外壳底部放置有底板，水冷钢外壳下部穿过保温棉和底板焊接有连接杆，连接杆通过螺母拧紧在压紧底板底部。本实用新型通过碳/碳复合材料板材作为化学气相沉积炉炉盖底板，由于碳/碳复合材料具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀气氛等优点，有效解决了传统化学气相沉积炉炉盖长期使用后底板碳化，变形，焊缝开裂、掉落的问题，而且随着使用时间的增加，碳/碳复合材料底板密度增加，强度也随之提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学材料领域，特别涉及一种化学气相沉积炉炉盖。
背景技术
碳/碳复合材料是一种炭纤维作为增强相，炭作为基体的新型复合材料，具有低密度、高比强、耐高温、摩擦磨损性能优异等特点。早期，碳/碳复合材料产品主要用于航空航天领域，如军用飞机制动盘、火箭发动机喷管、燃烧室、鼻锥等关键部件。目前，随着碳/碳复合材料制备技术进步，成本下降，广泛应用于现代交通、大型制造业、国家大型核能工程、现代国防建设、高温热防护、半导体工业、热压模具等领域。
碳/碳复合材料制备的关键技术是炭纤维预制体的致密化—CVI工艺。化学气相沉积炉是CVI工艺的专用设备，是在一定的真空或惰性气氛条件下，利用电阻发热的原理将炉内炭纤维预制体加热到一定温度后，通入碳源性气体，气体在高温下裂解后产生含碳物质，沉积于炭纤维预制体内部，达到增密的目的。
现有立式化学气相沉积炉采用底部进气，炉盖抽气的结构。炉盖包括位于炉体外部的水冷钢外壳和伸入炉体内的保温层结构，保温层结构包括焊接在水冷钢外壳下面耐热钢侧板和底板，并在里面填充保温棉。沉积时，在1000℃左右的温度下通入碳源气体，尾气排出时气流冲刷炉盖保温层底板，长时间使用后底板严重碳化，变形，焊缝开裂，无法承载保温棉的重量，导致炉盖存在安全隐患，为此，我们提出一种化学气相沉积炉炉盖来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种化学气相沉积炉炉盖，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种化学气相沉积炉炉盖，包括：水冷钢外壳，所述水冷钢外壳上端设置有排气管，用于对设备内的气压进行排气使用，控制炉内压力，所述水冷钢外壳下端外侧设置有侧板，所述侧板内填充保温棉；所述水冷钢外壳底部放置有底板，所述水冷钢外壳下部穿过保温棉和底板焊接有连接杆，所述连接杆通过螺母拧紧在压紧底板底部，所述底板拼接缝的地方增加加强筋，所述加强筋所采用的材料与底板相同；
优选的，所述侧板采用厚度为2-20mm 的Cr25Ni20 耐热钢。
优选的，所述保温棉的材质为导热系数≤0.05W/(m.K)的硅酸铝纤维棉，
优选的填充厚度在100-1000mm 范围之间，具有良好的保温特性，减少炉内热量的损失，提升能效。
优选的，底板采用拼接方式，拼接缝处增加加强筋，加强筋能有效提高底板的承载能力，底板的采用2-20 块板拼接，并且在接缝处留有膨胀缝，膨胀缝大小为2-20mm 用于保证受热膨胀后的结构让位，提升受热的稳定性，可以在该热环境下工作，每块板上面开有6个12 孔，碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm 之间，底板上面开孔。
优选的，所述连接杆采用直径5-20mm 的Cr25Ni20 耐热钢，连接杆一端车有螺纹，连接杆的分布位置与底板上面孔的位置相对应。
优选的，所述螺母规格为M10，外径为40mm，密度>0.8g/cm3 的碳/碳复合材料。
优选的，加强筋为碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm之间。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
该装置采用碳/碳复合材料板材作为化学气相沉积炉炉盖底板，底板采用拼接方式，拼接缝处增加加强筋，加强筋能有效提高底板的承载能力，底板的采用2-20 块板拼接，并且在接缝处留有膨胀缝，膨胀缝大小为2-20mm 用于保证受热膨胀后的结构让位，提升受热的稳定性。
附图说明
图1 为本实用新型的实施例1 的一种化学气相沉积炉炉盖的侧剖结构图；
图2 为本实用新型的实施例1 的一种化学气相沉积炉炉盖中的仰视结构图；
图3 为本实用新型的实施例2 的一种化学气相沉积炉炉盖中的仰视结构图。
图中：1、排气管；2、水冷钢外壳；3、侧板；4、保温棉；5、底板；6、连接杆；7、螺母；8、加强筋。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
参照图1 和图2 所示，一种化学气相沉积炉炉盖，包括：水冷钢外壳2，所述水冷钢外壳2 上端设置有排气管1，用于对设备内的气压进行排气使用，控制炉内压力，所述水冷钢外壳2 下端外侧设置有侧板3，所述侧板3 采用厚度为2-20mm 的Cr25Ni20 耐热钢，所述侧板3 内填充保温棉4，所述保温棉4的材质为导热系数≤0.05W/(m.K)的硅酸铝纤维棉，优选的填充厚度在100-1000mm 范围之间，具有良好的保温特性，减少炉内热量的损失，提升能效；
所述水冷钢外壳2 底部放置有底板5，底板5 采用拼接方式，拼接缝处增加加强筋，加强筋能有效提高底板的承载能力，底板5 的采用2-20 块板拼接，并且在接缝处留有膨胀缝，膨胀缝大小为2-20mm 用于保证受热膨胀后的结构让位，提升受热的稳定性，可以在该热环境下工作，每块板上面开有6 个12孔，碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm 之间，底板上面开孔，所述水冷钢外壳2 下部穿过保温棉4 和底板5 焊接有连接杆6，所述连接杆6采用直径5-20mm 的Cr25Ni20 耐热钢，连接杆一端车有螺纹，连接杆的分布位置与底板上面孔的位置相对应，所述连接杆6 通过螺母7 拧紧在压紧底板5底部，所述螺母7 规格为M10，外径为40mm，密度>0.8g/cm3 的碳/碳复合材料。
实施例2
参照图3 所示，一种化学气相沉积炉炉盖，包括：水冷钢外壳2，所述水冷钢外壳2上端设置有排气管1，用于对设备内的气压进行排气使用，控制炉内压力，所述水冷钢外壳2下端外侧设置有侧板3，所述侧板3 采用厚度为2-20mm 的Cr25Ni20 耐热钢，所述侧板3 内填充保温棉4，所述保温棉4 的材质为导热系数≤0.05W/(m.K)的硅酸铝纤维棉，优选的填充厚度在100-1000mm范围之间，具有良好的保温特性，减少炉内热量的损失，提升能效；所述水冷钢外壳2 底部放置有底板5，底板5 采用拼接方式，拼接缝处增加加强筋，加强筋能有效提高底板的承载能力，底板5 的采用2-20 块板拼接，并且在接缝处留有膨胀缝，膨胀缝大小为2-20mm 用于保证受热膨胀后的结构让位，提升受热的稳定性，可以在该热环境下工作，每块板上面开有6 个12孔，碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm 之间，底板上面开孔，所述水冷钢外壳2 下部穿过保温棉4 和底板5 焊接有连接杆6，所述连接杆6采用直径5-20mm 的Cr25Ni20 耐热钢，连接杆一端车有螺纹，连接杆的分布位置与底板上面孔的位置相对应，所述连接杆6 通过螺母7 拧紧在压紧底板5底部，所述螺母7 规格为M10，外径为40mm，密度>0.8g/cm3 的碳/碳复合材料，所述底板5 拼接缝的地方增加加强筋8，所述加强筋8 所采用的材料与底板5 相同，为碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm 之间。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种化学气相沉积炉炉盖，包括水冷钢外壳（2），其特征在于：所述水冷钢外壳（2）上端设置有排气管（1），所述水冷钢外壳（2）下端外侧设置有侧板（3），所述侧板（3）内填充保温棉（4）；
所述水冷钢外壳（2）底部放置有底板（5），所述水冷钢外壳（2）下部穿过保温棉（4）和底板（5）焊接有连接杆（6），所述连接杆（6）通过螺母（7）拧紧在压紧底板（5）底部。
2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积炉炉盖，其特征在于：所述侧板（3）采用厚度为2-20mm的Cr25Ni20耐热钢。
3.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积炉炉盖，其特征在于：所述保温棉（4）的材质为导热系数≤0.05W/(m.K)的硅酸铝纤维棉，所述保温棉（4）填充厚度在100-1000mm范围之间。
4.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积炉炉盖，其特征在于：所述底板（5）采用拼接方式，拼接缝处增加加强筋，加强筋能有效提高底板的承载能力，底板（5）的采用2-20块板拼接，并且在接缝处留有膨胀缝，膨胀缝大小为2-20mm，每块板上面开有6个12孔，碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm之间，底板上面开孔。
5.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积炉炉盖，其特征在于：所述连接杆（6）采用直径5-20mm的Cr25Ni20耐热钢，连接杆一端车有螺纹，连接杆的分布位置与底板上面孔的位置相对应。
6.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积炉炉盖，其特征在于：所述底板（5）拼接缝的地方增加加强筋（8），所述加强筋（8）所采用的材料与底板（5）相同，为碳/碳复合材料板密度>0.8g/cm3，板厚度为3-50mm之间。
7.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积炉炉盖，其特征在于：所述螺母（7）规格为M10，外径为40mm，密度>0.8g/cm3的碳/碳复合材料。
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