CN216745448U - 一种石英管管端密封支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石英管管端密封支撑结构,包括密封装置和固定装置，密封装置包括密封法兰和密封耐热密封环，固定装置包括固定法兰和固定耐热密封环，密封装置和固定装置用于石英管与炉体的固定密封，石英管包括进料端和炉尾端，密封装置用于进料端与炉体的固定密封，固定装置用于炉尾端与炉体的固定密封，本实用新型通过密封装置以及固定装置分别将石英管的进料端以及炉尾端与炉体固定密封连接，不仅保证了石英管与炉体的同轴度，同时实现石英管与炉门和炉尾法兰之间的完全密封，满足工艺真空及安全要求。

Description

一种石英管管端密封支撑结构

技术领域

本实用新型属于半导体领域，涉及一种石英管管端密封支撑结构。

背景技术

CVD(化学气相沉积)是在不改变基体材料的成分和性能的条件下，赋予材料表面一些特殊性能的一种材料表面改性技术，设备主要由石英管制作的反应室、炉体外壳及热场等组成，CVD工序中把反应所需要的气体引入反应室后并达到产生化学反应所需条件(反应室内的温度、气体成分、浓度和真空度)后，在位于石英管内的衬底表面发生化学反应，并把固体产物沉积到衬底表面生成薄膜，现有的石英管管端密封，是在石英管管端和石英管外圆靠近端面的地方各布置1个O型密封圈，O型密封圈的表面在压紧力的作用下紧贴在石英管表面，热场产生的热量经过石英管传递给密封圈，密封圈的温度升高从而失去密封功能，缩短使用寿命，本实用新型有效地解决了这种问题。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种石英管管端密封支撑结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种石英管管端密封支撑结构,其特征在于：包括密封装置和固定装置，密封装置包括密封法兰和密封耐热密封环，固定装置包括固定法兰和固定耐热密封环，密封装置和固定装置用于石英管与炉体的固定密封，石英管包括进料端和炉尾端，密封装置用于进料端与炉体的固定密封，固定装置用于炉尾端与炉体的固定密封。

进一步的；所述密封装置还包括密封塞体，密封法兰包括第一密封法兰和第二密封法兰，密封塞体安装在炉体，密封塞体向炉体外侧延伸，且密封塞体的端面位于炉体的外侧；第一密封法兰和第二密封法兰安装在密封塞体，密封耐热密封环位于第一密封法兰和第二密封法兰之间，且密封耐热密封环的外环面通过第一密封法兰和第二密封法兰与密封塞体隔离，密封耐热密封环套设在石英管，使密封耐热密封环的内环面与进料端的外表面相抵，密封耐热密封环通过第一密封法兰和第二密封法兰的夹紧力挤压变形，使炉体与石英管的进料端密封连接。

进一步的；所述第一密封法兰和第二密封法兰分别带有水冷结构，通过第一密封法兰和第二密封法兰带有的水冷结构降低石英管的进料端的表面温度，满足密封耐热密封环对温度的使用要求。

进一步的；所述进料端的端面位于炉体的端面外侧，便于第一密封法兰和第二密封法兰的散热。

进一步的；所述进料端设置有炉门，炉门的尺寸大于进料端的尺寸，炉门相对进料端的侧面安装有第一密封圈，第一密封圈压紧在第二密封法兰的外端面，使炉门与石英管的密封连接，炉门与进料端无接触。

进一步的；所述炉尾端包括平端和弧端，固定装置包括固定塞体，固定法兰包括第一固定法兰和第二固定法兰，固定塞体安装在炉体与第一固定法兰和第二固定法兰安装在固定塞体，固定耐热密封环位于第一固定法兰和第二固定法兰之间，且固定耐热密封环的外环面通过第一固定法兰和第二固定法兰与固定塞体隔离，固定耐热密封环套设在石英管，使固定耐热密封环的内环面与炉尾端的平端外表面相抵，固定耐热密封环通过第一固定法兰和第二固定法兰的夹紧力挤压变形，使炉体与炉尾端的平端密封连接。

进一步的；所述第一固定法兰和第二固定法兰分别带有水冷结构，通过第一固定法兰和第二固定法兰带有的水冷结构降低炉尾端的平端表面温度，满足固定耐热密封环对温度的使用要求。

进一步的；所述固定塞体、第一固定法兰、第二固定法兰以及固定耐热密封环与密封塞体、第一密封法兰、第二密封法兰以及密封耐热密封环一一对应，使炉体的中心轴线与石英管的中心轴线共线设置。

进一步的；所述炉尾端固设有工艺管和观察窗管，工艺气体沿工艺管通入石英管，通过观察窗管观察石英管内的工作情况，炉体的端面固设有尾端法兰，尾端法兰分别与工艺管以及观察窗管固定密封连接，观察窗管贯穿尾端法兰，观察窗管与尾端法兰之间设有内法兰、外法兰以及观察窗耐热密封环，观察窗耐热密封环位于内法兰和外法兰之间，且观察窗耐热密封环的外环面通过内法兰和外法兰与尾端法兰隔离，观察窗耐热密封环套设在观察窗管，使观察窗耐热密封环的内环面与观察窗管外表面相抵，观察窗耐热密封环通过内法兰和外法兰的夹紧力挤压变形，使观察窗管与尾端法兰密封连接，观察窗管位于尾端法兰外侧的端面设有观察板，观察板通过压紧法兰固设在外法兰，观察板与压紧法兰之间以及观察板与外法兰之间分别设置有第二密封圈，观察板与观察窗管无接触，工艺管贯穿尾端法兰，工艺管与尾端法兰之间设有第一压板、第二压板以及第三密封圈，通过第一压板、第二压板以及第三密封圈使工艺管与尾端法兰密封连接。

进一步的；所述密封塞体的外端面、第二密封法兰的外端面以及石英管的进料端端面平齐，尾端法兰与第二固定法兰之间通过T型的支撑结构连接，T型的支撑结构与第二固定法兰之间通过第四密封圈密封，T型支撑结构与尾端法兰通过第五密封圈密封，炉体设置有炉膛，石英管安装在炉体的炉膛，炉体上还固设有与炉膛连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体为环形结构，密封装置位于第一腔体内将进料端和炉体固定密封，固定装置位于第二腔体将炉尾端与炉体固定密封。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

1)、本实用新型通过密封装置以及固定装置分别将石英管的进料端以及炉尾端与炉体固定密封连接，不仅保证了石英管与炉体的同轴度，同时实现石英管与炉门和炉尾法兰之间的完全密封，满足工艺真空及安全要求。

2)、本实用新型采用密封耐热密封环、固定耐热密封环作为石英管与炉体之间的密封件，首先保证了高温密封性，以及自润滑性、耐腐蚀性、不老化、不发脆，能在复杂工况下稳定使用，极大提高了设备运行的可靠性，同时第一密封法兰和第二密封法兰以及第一固定法兰和第二固定法兰分别带有水冷结构，降低了石英管的表面温度，并满足密封耐热密封环和固定耐热密封环对温度的使用要求。

3)、本实用新型工艺管以及观察窗管与尾端法兰之间采用完善的密封结构，降低了设备生产时泄露工艺气体的可能性，保证设备使用安全。

4)、本实用新型中炉门与石英管无接触，石英管不会受到来自炉门密封产生的压力，观察板与观察窗管无接触，观察窗管不会受到来自观察板密封产生的压力，设备安装操作维护方便。

附图说明

图1为本实用新型的装置半剖示意图。

图2为本实用新型的石英管进料端安装示意图。

图3为本实用新型的石英管炉尾端安装示意图。

图4为图3中A的放大示意图。

图中标识：炉体1、炉膛11、第一腔体12、第二腔体13、石英管2、进料端21、炉尾端22、平端221、弧端222、工艺管23、第三密封圈231、第二压板232、第一压板233、观察窗管24、内法兰241、观察窗耐热密封环242、外法兰243、压紧法兰244、观察板245、第二密封圈246、密封装置3、密封塞体31、第一密封法兰32、第二密封法兰33、密封耐热密封环34、固定装置4、固定塞体41、第一固定法兰42、第二固定法兰43、固定耐热密封环44、支撑结构45、第四密封圈451、炉门50、第一密封圈501、尾端法兰51、第五密封圈511。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、横向、纵向……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例一：

如图1-4所示，一种石英管管端密封支撑结构，包括密封装置3和固定装置4，密封装置3包括密封法兰和密封耐热密封环34，固定装置4包括固定法兰和固定耐热密封环44，密封装置3和固定装置用于石英管2与炉体1的固定密封，石英管2包括进料端21和炉尾端22，密封装置3用于进料端21与炉体1的固定密封，固定装置4用于炉尾端22与炉体1的固定密封。

炉体1设置有炉膛11，石英管2安装在炉体1的炉膛11，炉体1上还固设有与炉膛11连通的第一腔体12和第二腔体13，第一腔体12和第二腔体13为环形结构，密封装置3位于第一腔体12内将进料端21和炉体1固定密封，固定装置4位于第二腔体13将炉尾端22与炉体1固定密封。

密封装置3包括密封塞体31以及密封耐热密封环34，密封法兰包括第一密封法兰32、第二密封法兰33，密封塞体31与第一腔体12的外环面以及端面相抵，密封塞体31的长度方向与第一腔体12的高度方向一致，密封塞体31的长度大于第一腔体12的高度，密封塞体31向炉体1外侧延伸，且密封塞体31的端面位于炉体1的外侧；密封塞体31固设有塞体腔体(图未标识)，塞体腔体与炉膛11连通，第一密封法兰32和第二密封法兰33安装在塞体腔体，本实施例中，第一密封法兰32和第二密封法兰33结构相同，且对称安装在塞体腔体内，第二密封法兰33的外端面与密封塞体31的外端面平齐，如图2所示，密封塞体31的外端面、第二密封法兰33的外端面以及石英管2的进料端21端面平齐，密封耐热密封环34位于第一密封法兰32和第二密封法兰33之间，且密封耐热密封环34的外环面通过第一密封法兰32和第二密封法兰33与密封塞体31隔离，密封耐热密封环34套设在石英管2，使密封耐热密封环34的内环面与进料端21的外表面相抵，密封耐热密封环34在第一密封法兰32和第二密封法兰33的夹紧力作用下挤压变形，实现了炉体1与石英管2的进料端21之间的密封。

本实施例中，第一密封法兰32和第二密封法兰33分别带有水冷结构，通过第一密封法兰32和第二密封法兰33带有的水冷结构降低了石英管2的进料端21的表面温度，并满足密封耐热密封环34对温度的使用要求。

本实施例中，石英管2进料端21的端面位于炉体1的端面外侧，即石英管2进料端21的端面与炉体1留有一定距离，便于第一密封法兰32和第二密封法兰33的散热。

石英管2的进料端21设置有炉门50，炉门50的尺寸大于进料端21的尺寸，炉门50相对进料端21的侧面安装有第一密封圈501，第一密封圈501压紧在第二密封法兰33的外端面，实现炉门50与石英管2的密封，本实施例中，炉门50与进料端21无接触，进料端21不会受到来自炉门50密封产生的压力。

炉尾端22包括平端221和弧端222，具体来说，固定装置4包括固定塞体41以及固定耐热密封环44，固定法兰包括第一固定法兰42、第二固定法兰43，固定塞体41与第二腔体13的外环面以及端面相抵，固定塞体41固设有塞体腔体(图未标识)，塞体腔体与炉膛11连通，第一固定法兰42和第二固定法兰43安装在塞体腔体，本实施例中，第一固定法兰42和第二固定法兰43结构相同，且对称安装在塞体腔体内，固定耐热密封环44位于第一固定法兰42和第二固定法兰43之间，且固定耐热密封环44的外环面通过第一固定法兰42和第二固定法兰43与固定塞体41隔离，固定耐热密封环44套设在石英管2，使固定耐热密封环44的内环面与炉尾端22的平端221外表面相抵，固定耐热密封环44在第一固定法兰42和第二固定法兰43的夹紧力作用下挤压变形，实现了炉体1与炉尾端22的平端221之间的密封。

本实施例中，第一固定法兰42和第二固定法兰43分别带有水冷结构，通过第一固定法兰42和第二固定法兰43带有的水冷结构降低了炉尾端22的平端221表面温度，并满足固定耐热密封环44对温度的使用要求。

本实施例中，固定塞体41、第一固定法兰42、第二固定法兰43以及固定耐热密封环44分别与密封塞体31、第一密封法兰32、第二密封法兰33以及密封耐热密封环34一一对应，使炉体1的中心轴线与石英管2的中心轴线共线设置，保证了炉体1与石英管2的同轴度，进而保证了石英管2受热均匀性和石英管2内温度均匀性，提高了成膜质量。

弧端222的中心位置固设有工艺管23，本实施例中，工艺管23的中心轴线与石英管2的中心轴线共线设置，工艺气体沿工艺管23通入石英管2，弧端222还设置有观察窗管24，通过观察窗管24可以观察石英管2内的工作情况，炉体1的端面固设有尾端法兰51，尾端法兰51分别与工艺管23以及观察窗管24固定密封连接，具体来说，观察窗管24贯穿尾端法兰51，观察窗管24与尾端法兰51之间设有内法兰241、外法兰243以及观察窗耐热密封环242，观察窗耐热密封环242位于内法兰241和外法兰243之间，且观察窗耐热密封环242的外环面通过内法兰241和外法兰243与尾端法兰51隔离，观察窗耐热密封环242套设在观察窗管24，使观察窗耐热密封环242的内环面与观察窗管24外表面相抵，观察窗耐热密封环242在内法兰241和外法兰243的夹紧力作用下挤压变形，实现了观察窗管24与尾端法兰51之间的密封。

观察窗管24位于尾端法兰51外侧的端面设有观察板245，观察板245可采用石英玻璃，观察板245通过压紧法兰244固设在外法兰243，观察板245与压紧法兰244之间以及观察板245与外法兰243之间分别设置有第二密封圈246，通过第二密封圈246实现观察窗管24的密封，本实施例中，观察板245与观察窗管24无接触，观察窗管24不会受到来自观察板245密封产生的压力。

工艺管23贯穿尾端法兰51，工艺管23与尾端法兰51之间设有第一压板233、第二压板232以及第三密封圈231，通过第一压板233、第二压板232以及第三密封圈231实现工艺管23与尾端法兰51之间的密封性。

本实施例中工艺管23以及观察窗管24与尾端法兰51之间分别采用完善的密封结构，降低了设备生产时泄露工艺气体的可能性，保证设备使用安全。

如图3所示，尾端法兰51与第二固定法兰43之间通过T型的支撑结构45连接，T型的支撑结构45与第二固定法兰43之间通过第四密封圈451密封，T型支撑结构45与尾端法兰51通过第五密封圈511密封。

第一密封圈501、第二密封圈246、第三密封圈231、第四密封圈451、第五密封圈511可部分或全部采用O型密封圈。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种石英管管端密封支撑结构,其特征在于：包括密封装置和固定装置，密封装置包括密封法兰和密封耐热密封环，固定装置包括固定法兰和固定耐热密封环，密封装置和固定装置用于石英管与炉体的固定密封，石英管包括进料端和炉尾端，密封装置用于进料端与炉体的固定密封，固定装置用于炉尾端与炉体的固定密封。

2.根据权利要求1所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述密封装置还包括密封塞体，密封法兰包括第一密封法兰和第二密封法兰，密封塞体安装在炉体，密封塞体向炉体外侧延伸，且密封塞体的端面位于炉体的外侧；第一密封法兰和第二密封法兰安装在密封塞体，密封耐热密封环位于第一密封法兰和第二密封法兰之间，且密封耐热密封环的外环面通过第一密封法兰和第二密封法兰与密封塞体隔离，密封耐热密封环套设在石英管，使密封耐热密封环的内环面与进料端的外表面相抵，密封耐热密封环通过第一密封法兰和第二密封法兰的夹紧力挤压变形，使炉体与石英管的进料端密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述第一密封法兰和第二密封法兰分别带有水冷结构，通过第一密封法兰和第二密封法兰带有的水冷结构降低石英管的进料端的表面温度，满足密封耐热密封环对温度的使用要求。

4.根据权利要求2所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述进料端的端面位于炉体的端面外侧，便于第一密封法兰和第二密封法兰的散热。

5.根据权利要求2所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述进料端设置有炉门，炉门的尺寸大于进料端的尺寸，炉门相对进料端的侧面安装有第一密封圈，第一密封圈压紧在第二密封法兰的外端面，使炉门与石英管的密封连接，炉门与进料端无接触。

6.根据权利要求2所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述炉尾端包括平端和弧端，固定装置包括固定塞体，固定法兰包括第一固定法兰和第二固定法兰，固定塞体安装在炉体与第一固定法兰和第二固定法兰安装在固定塞体，固定耐热密封环位于第一固定法兰和第二固定法兰之间，且固定耐热密封环的外环面通过第一固定法兰和第二固定法兰与固定塞体隔离，固定耐热密封环套设在石英管，使固定耐热密封环的内环面与炉尾端的平端外表面相抵，固定耐热密封环通过第一固定法兰和第二固定法兰的夹紧力挤压变形，使炉体与炉尾端的平端密封连接。

7.根据权利要求6所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述第一固定法兰和第二固定法兰分别带有水冷结构，通过第一固定法兰和第二固定法兰带有的水冷结构降低炉尾端的平端表面温度，满足固定耐热密封环对温度的使用要求。

8.根据权利要求6所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述固定塞体、第一固定法兰、第二固定法兰以及固定耐热密封环与密封塞体、第一密封法兰、第二密封法兰以及密封耐热密封环一一对应，使炉体的中心轴线与石英管的中心轴线共线设置。

9.根据权利要求6所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述炉尾端固设有工艺管和观察窗管，工艺气体沿工艺管通入石英管，通过观察窗管观察石英管内的工作情况，炉体的端面固设有尾端法兰，尾端法兰分别与工艺管以及观察窗管固定密封连接，观察窗管贯穿尾端法兰，观察窗管与尾端法兰之间设有内法兰、外法兰以及观察窗耐热密封环，观察窗耐热密封环位于内法兰和外法兰之间，且观察窗耐热密封环的外环面通过内法兰和外法兰与尾端法兰隔离，观察窗耐热密封环套设在观察窗管，使观察窗耐热密封环的内环面与观察窗管外表面相抵，观察窗耐热密封环通过内法兰和外法兰的夹紧力挤压变形，使观察窗管与尾端法兰密封连接，观察窗管位于尾端法兰外侧的端面设有观察板，观察板通过压紧法兰固设在外法兰，观察板与压紧法兰之间以及观察板与外法兰之间分别设置有第二密封圈，观察板与观察窗管无接触，工艺管贯穿尾端法兰，工艺管与尾端法兰之间设有第一压板、第二压板以及第三密封圈，通过第一压板、第二压板以及第三密封圈使工艺管与尾端法兰密封连接。

10.根据权利要求9所述的一种石英管管端密封支撑结构，其特征在于：所述密封塞体的外端面、第二密封法兰的外端面以及石英管的进料端端面平齐，尾端法兰与第二固定法兰之间通过T型的支撑结构连接，T型的支撑结构与第二固定法兰之间通过第四密封圈密封，T型支撑结构与尾端法兰通过第五密封圈密封，炉体设置有炉膛，石英管安装在炉体的炉膛，炉体上还固设有与炉膛连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体为环形结构，密封装置位于第一腔体内将进料端和炉体固定密封，固定装置位于第二腔体将炉尾端与炉体固定密封。

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