一种化学气相沉积炉气体预热装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108588678A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810430757.2(22)申请日2018.05.07(71)申请人西安航空制动科技有限公司地址710075陕西省西安市高新区科技七路5号(72)发明人卢杰陈涛韩文静任飒(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人王中兴(51)Int.Cl.C23C16/455(2006.01)C23C16/44(2006.01)C23C16/26(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种化学气相沉积炉气体预热装置(57)摘要本发明属于碳/碳复合材料化学气相沉积技术领域，涉及一种化学气相沉积炉的气体预热装置。本发明由底座、底板、换热底座、换热段、顶筒、顶盖六部分组成。本发明预热充分，不占用有效装料空间的预热装置，可以大大提高生产效率。CN108588678ACN108588678A权利要求书1/1页1.一种化学气相沉积炉气体预热装置，其特征为：所述装置由底座(1)、底板(2)、换热底座(3)、顶筒(5)、顶盖(6)、换热段(4)六部分组成；所述底座(1)放置于炉膛底部，中心孔与炉膛进气口对正，其外圆设计有台阶槽，用于和其上部的底板(2)装配并实现两者之间的内腔密封；所述底板(2)用于安装换热器和承载工件，通过其外圆的台阶装配于底座(1)之上，与底座(1)之间形成碳源气通路；其上设计有若干个换热器底座安装孔(2Ⅰ)，用于在其上安装换热段(4)；所述换热底座(3)安装于底板(2)的换热底座安装孔(2Ⅰ)上，通过与底板(2)的配合使碳源气从换热底座(3)内蜂窝孔(4Ⅱ)进入换热底座(3)；所述换热段(4)为一个或若干个换热体连接组成；与换热底座(3)通过台阶孔装配形成相互封闭的内环腔(7)和外环腔(8)，内环腔(7)对应的蜂窝孔气流向上流动，外环腔(8)对应的蜂窝孔气流向下流动；内环腔(7)和外环腔(8)的设计使换热体之间或换热段(4)与换热底座(3)之间只需保证轴向对正装配即可确保各部件蜂窝孔上下连通；所述顶筒(5)通过其外圆的台阶装配于换热段(4)之上；所述顶盖(6)通过外圆台阶装配于顶筒(5)上，顶盖(6)和顶筒(5)组合将预热气体封闭在换热装置内部；顶筒(5)和顶盖(6)组合形成的封闭腔体使上升气流折向下进入外环腔(8)；消除了气流冲击导致的顶盖(6)移位问题。2.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征为：所述底座(1)的上中部设有导流筋条(1Ⅰ)，用于延长碳源气在其上流动距离。3.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征为：所述换热底座(3)外设计有密集换热体沟槽(4Ⅰ)以增加吸热面积，其内设计密集的内蜂窝孔(4Ⅱ)实现与碳源气的充分接触和换热。4.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征为：所述顶盖(6)上设有若干锥形突起缓冲锥(6Ⅰ)并伸入顶筒(5)内腔，用于增加顶盖重量，避免气流冲击过大将顶盖(6)吹掉或移位失效问题，锥形突起缓冲锥(6Ⅰ)还可起到缓冲上升气流的功能。2CN108588678A说明书1/3页一种化学气相沉积炉气体预热装置技术领域[0001]本发明属于碳/碳复合材料化学气相沉积技术领域，涉及一种化学气相沉积炉气体预热装置。背景技术[0002]碳/碳复合材料在化学气相沉积过程中一般要进行碳源气预热，以提高，化学气相沉积过程的致密化效率和产品质量。[0003]目前碳碳复合材料化学气相沉积过程所用预热装置主要有两种，单筒式预热装置和层板式预热装置。[0004]筒式预热装置为单个光壁石墨筒形结构，放置于炉膛碳源气进气口之上，通过金属进气管将碳源气导入预热器顶部，碳源气由预热器顶部向下流动，碳源气在预热器内部流动过程中预热器进行热交换升温，之后由预热器底部流出，完成预热。该装置沉积气体在预热器内仅进行一个循环的流通，换热距离较短，导致换热时间不足；石墨筒内外壁均为光壁结构，自身吸收热量有限，且与碳源气换热面积小，所以换热不充分，不能实现有效气体预热。影响产品的化学气相沉积效率和质量。[0005]层板式化学气相沉积预热器放置于炉膛内底部进气口之上，工件放置在预热器上，预热装置为石墨筛板组合结构。其通过分布在筛板内圆的筛孔对气体进行混合使气体吸收筛板的热量，然后进入其上筛板外缘的网孔继续进行气体混合换热，再进入内圆设计筛孔的筛板进行混合换热。如此反复进行5-7个循环后，实现碳源气的充分预热。该预热装置碳源气在换热器内流通距离长，经过筛孔的多次混合与预热器接触面积大，因此换热充分。可有效对碳源气预热。但由于预热器通过吸收炉膛底部热量实现对碳源气预热，占用了大量有效装料空间，降低了生产效率。发明内容[0