CN217081403U - 一种感应加热炉的可调密封压缩量结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应加热炉的可调密封压缩量结构，包括石英管、金属炉膛、密封组件和调节螺栓，石英管的两端分别套设于一金属炉膛内，密封组件设置于石英管和金属炉膛之间，使石英管和金属炉膛之间密封，调节螺栓贯穿金属炉膛的端面与密封组件相抵触，密封组件在石英管的轴线方向上能够发生形变。本实用新型能通过调节螺栓对密封组件施加压力，改变其变形量，进而提升其对石英管腔体的密封性能；可在极限真空度不佳的情况下，通过增加调节螺栓对密封组件的压力，实现极限真空度的提高，通过调节螺栓减少密封组件对石英管的压力，使得石英管更容易装入金属炉膛。

Description

一种感应加热炉的可调密封压缩量结构

技术领域

本实用新型涉及密封结构的技术领域，特别是涉及一种感应加热炉的可调密封压缩量结构。

背景技术

第三代宽禁带半导体材料一般是指氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)等，其具有禁带宽度大、抗辐射能力强、击穿电场强度好、耐高温等特点，可以克服传统半导体的劣势，能够使设备在极端恶劣的条件下正常工作。因此，宽禁带半导体的材料可以在微电子领域发挥重要的作用，具有广阔的应用市场。其中碳化硅(SiC)单晶材料的制备，通常使用由石英管腔室构成的晶体生长炉。按照目前SiC生长工艺需求，石英管腔室需要维持较高的真空度水平。所以，要求密封部件对石英管作用适当的压力，既保证石英管不破裂，又使密封部件产生足够的形变起到密封作用，使石英管腔室保持较高的极限真空度。

由于密封部件是在金属炉膛和石英管之间产生形变起到密封作用，密封部件在未安装前与金属炉膛和石英管存在一定的过盈量，导致安装时，套上密封部件的石英管很难装入金属炉膛的内壁，这既影响生产效率，又存在损坏石英管的风险。而且因为金属炉膛、石英管和密封部件这三者的配合尺寸因公差带的存在具有一定的随机性，无法保证石英管腔室密封水平的一致性，不可避免地会出现O型圈压缩量较低，密封水平较低的石英管腔室，从而导致腔室的泄漏率较高，腔室的极限真空度变差，阻碍晶体生长工艺的开展。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种感应加热炉的可调密封压缩量结构，以解决上述现有技术存在的问题，使晶体生长炉的石英管外壁和金属炉膛内壁的密封压缩量实现可调，保证石英管与炉膛之间的密封性能符合要求。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种感应加热炉的可调密封压缩量结构，包括石英管、金属炉膛、密封组件和调节螺栓，所述石英管的两端分别套设于一所述金属炉膛内，所述密封组件设置于所述石英管和所述金属炉膛之间，使所述石英管和所述金属炉膛之间密封，所述调节螺栓贯穿所述金属炉膛的端面与所述密封组件相抵触，所述密封组件在所述石英管的轴线方向上能够发生形变。

优选的，所述金属炉膛包括依次设置的炉膛压环、炉膛和炉盖，所述炉膛压环套设于所述石英管外且与所述石英管过盈配合，所述石英管的端部与所述炉膛内孔下端的环形台阶相抵触，所述炉膛压环和所述炉盖分别与所述炉膛通过螺栓连接。

优选的，所述炉盖和所述炉膛之间的连接面上设置有O型密封圈。

优选的，所述炉膛的内孔的下端设置有一环形台阶，所述石英管的端部通过一PTFE挡圈与所述环形台阶相抵触，所述PTFE挡圈的宽度不小于所述石英管的壁厚。

优选的，所述密封组件包括金属垫片、PTFE挡圈和O型密封圈，所述石英管和所述炉膛之间的轴向间隙内设置有至少一个所述PTFE挡圈和所述O型密封圈，所述PTFE挡圈或者所述O型密封圈与所述金属垫片相抵触，所述调节螺栓贯穿所述环形台阶与所述金属垫片相抵触，所述金属垫片能够沿所述石英管的轴向移动。

优选的，所述轴向间隙内由上至下设置有三个所述PTFE挡圈和两个所述O型密封圈，所述PTFE挡圈和所述O型密封圈间隔设置，所述金属垫片与所述PTFE挡圈相抵触。

优选的，所述金属垫片的内径不小于所述石英管的外径且不大于所述炉膛的内径，所述金属垫片能够随所述调节螺栓沿所述石英管的外壁轴向移动。

优选的，所述O型密封圈的材质为氟橡胶、NBR、硅橡胶或者NR。

优选的，所述调节螺栓为内六角平端紧定螺钉，所述调节螺栓沿所述金属炉膛内孔的周向均布有若干个。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型能通过调节螺栓对密封组件施加压力，改变其变形量，进而提升其对石英管腔体的密封性能；可在极限真空度不佳的情况下，继续增加调节螺栓对密封组件的压力，实现极限真空度的提高，装配时石英管也更容易装入金属炉膛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型感应加热炉的可调密封压缩量结构的结构示意图；

图2为本实用新型图1中A处的局部放大结构图；

图3为本实用新型感应加热炉的可调密封压缩量结构的外观示意图；

其中：1-炉膛，2-炉膛压环，3-炉盖，4-金属垫片，5-石英管，6-PTFE挡圈，7-O型密封圈，8-调节螺栓，9-螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种感应加热炉的可调密封压缩量结构，以解决现有技术存在的问题，使晶体生长炉的石英管外壁和金属炉膛内壁的密封压缩量实现可调，保证石英管与炉膛之间的密封性能符合要求。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图3所示：本实施例提供了一种感应加热炉的可调密封压缩量结构，包括石英管5、金属炉膛、密封组件和调节螺栓8，石英管5的两端分别套设于一金属炉膛内，密封组件设置于石英管5和金属炉膛之间，使石英管5和金属炉膛之间密封，调节螺栓8贯穿金属炉膛的端面与密封组件相抵触，密封组件在石英管5的轴线方向上能够发生形变。

金属炉膛包括依次设置的炉膛压环2、炉膛1和炉盖3，炉膛压环2套设于石英管5外且与石英管5过盈配合，石英管5的端部与炉膛1内孔下端的环形台阶相抵触，炉膛压环2和炉盖3分别与炉膛1通过螺栓9连接。炉膛1的内孔的下端设置有一环形台阶，石英管5端部与环形台阶的底面之间设置有一宽度不小于石英管5壁厚的PTFE挡圈6。炉膛1的环形台阶通过PTFE挡圈6抵在石英管5下端部，起到支撑石英管5的作用，炉膛压环2固定在炉膛1的上方，可限制密封组件向上移动。

密封组件包括金属垫片4、PTFE挡圈6和O型密封圈7，石英管5和炉膛1之间的轴向间隙内设置有至少一个PTFE挡圈6和O型密封圈7，PTFE挡圈6或者O型密封圈7与金属垫片4相抵触，调节螺栓8贯穿环形台阶与金属垫片4相抵触，金属垫片4能够沿石英管5外壁的轴向移动。本实施例中的轴向间隙内由上至下设置有三个PTFE挡圈6和两个O型密封圈7，多层密封几乎填满整个轴向间隙，提高了密封效果。PTFE挡圈6和O型密封圈7间隔设置，金属垫片4与PTFE挡圈6相抵触。炉盖3和炉膛1之间的连接面上设置有O型密封圈7。其中，密封组件用于对石英管5和金属炉膛之间的轴向间隙进行密封，同时还具有密封性能调节功能，调节石英管5和金属炉膛之间的间隙时，需先打开炉盖3，再拧动调节螺栓8进行调节。所有O型密封圈7的材质为氟橡胶、NBR、硅橡胶或者NR。

炉膛1的内孔的下端设置有一环形台阶，石英管5的端部通过一PTFE挡圈6与环形台阶相抵触，该PTFE挡圈6的宽度不小于石英管5的壁厚，避免石英管5与炉膛1硬接触。金属垫片4的内径不小于石英管5的外径且不大于炉膛1的内径，金属垫片4能够随调节螺栓8沿石英管5的外壁轴向移动，进而压迫PTFE挡圈6和O型密封圈7发生压缩形变，一方面使石英管5壁受密封组件压迫，另一方面使石英管5的端面压迫PTFE挡圈6，有效提升石英管5的端面和管壁与金属炉膛之间的密封性。调节螺栓8优选为内六角平端紧定螺钉，调节螺栓8沿金属炉膛内孔的周向均布有若干个，保障调节距离的一致性。

本实施例一般调节螺栓8在金属炉膛的径向均匀分布8～36颗(确切数值可根据炉膛尺寸而定)，可通过调节螺栓8对金属垫片4施加作用力，可在极限真空度不佳的情况下继续增加调节螺栓8对密封组件的压力，实现密封性能的提升，实现极限真空度的提高。调节螺栓8提供的作用力最终会使弹性模量最小的两个O型圈发生更大的形变，从而使PTFE挡圈6和O型密封圈7对石英管5和金属炉膛的接触压力增大，最终提高密封性能、降低泄漏率，实现石英管5内腔的极限真空度可调。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：包括石英管、金属炉膛、密封组件和调节螺栓，所述石英管的两端分别套设于一所述金属炉膛内，所述密封组件设置于所述石英管和所述金属炉膛之间，使所述石英管和所述金属炉膛之间密封，所述调节螺栓贯穿所述金属炉膛的端面与所述密封组件相抵触，所述密封组件在所述石英管的轴线方向上能够发生形变。

2.根据权利要求1所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述金属炉膛包括依次设置的炉膛压环、炉膛和炉盖，所述炉膛压环套设于所述石英管外且与所述石英管过盈配合，所述石英管的端部与所述炉膛内孔下端的环形台阶相抵触，所述炉膛压环和所述炉盖分别与所述炉膛通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述炉盖和所述炉膛之间的连接面上设置有O型密封圈。

4.根据权利要求2所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述石英管的端部通过一PTFE挡圈与所述环形台阶相抵触，所述PTFE挡圈的宽度不小于所述石英管的壁厚。

5.根据权利要求2所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述密封组件包括金属垫片、PTFE挡圈和O型密封圈，所述石英管和所述炉膛之间的轴向间隙内设置有至少一个所述PTFE挡圈和所述O型密封圈，所述PTFE挡圈或者所述O型密封圈与所述金属垫片相抵触，所述调节螺栓贯穿所述环形台阶与所述金属垫片相抵触，所述金属垫片能够沿所述石英管的轴向移动。

6.根据权利要求5所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述轴向间隙内由上至下设置有三个所述PTFE挡圈和两个所述O型密封圈，所述PTFE挡圈和所述O型密封圈间隔设置，所述金属垫片与所述PTFE挡圈相抵触。

7.根据权利要求5所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述金属垫片的内径不小于所述石英管的外径且不大于所述炉膛的内径，所述金属垫片能够随所述调节螺栓沿所述石英管的外壁轴向移动。

8.根据权利要求5所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述O型密封圈的材质为氟橡胶、NBR、硅橡胶或者NR。

9.根据权利要求1所述的感应加热炉的可调密封压缩量结构，其特征在于：所述调节螺栓为内六角平端紧定螺钉，所述调节螺栓沿所述金属炉膛内孔的周向均布有若干个。

Images