專利名稱：化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積爐，具體是一種化學(xué)氣相沉積爐用的尾氣處理裝置。
背景技術(shù)：
碳-碳復(fù)合材料是一種性能特異的復(fù)合材料，其主要制備方法是化學(xué)氣相沉積工藝。該工藝是將碳纖維預(yù)制體放在化學(xué)氣相沉積爐的工作區(qū)內(nèi)，加熱到900-1100°C，通入碳烴化合物如甲烷、丙烯等，碳烴化合物在高溫下發(fā)生一系列裂解和聚合反應(yīng)，形成一系列分子量大小不等，分子量分布范圍很大的烴類產(chǎn)物體系，分子中含有數(shù)個到數(shù)十個甚至上百個碳原子等，這些產(chǎn)物中分子量大的部分附著在碳纖維預(yù)制體上，經(jīng)脫氫反應(yīng)后轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e碳；其余部分則以氣態(tài)的形式從化學(xué)氣相沉積爐的工作區(qū)中排出，成為尾氣進入排氣系統(tǒng)?；瘜W(xué)氣相沉積爐的排氣系統(tǒng)一般由帶冷卻循環(huán)水的雙層排氣管道、焦油罐、伺服閥、三通管、截止閥、真空泵等組成。由于排氣系統(tǒng)處于常溫狀態(tài)且?guī)в醒h(huán)冷卻水，所以隨著尾氣在排氣系統(tǒng)中流動，其溫度逐漸降低；隨著尾氣的溫度降低，除過尾氣中難以液化的分子量很小的部分烴類以氣體形式排出外，其余分子量較大的烴類尾氣部分液化成粘度很大的焦油，甚至是固體焦油顆粒，附著在排氣系統(tǒng)的管道、焦油罐、閥門、真空泵等器件內(nèi)壁上。雖然擁有一定空腔的焦油罐可以收集部分焦油，但是還有大部分焦油進入后續(xù)的閥門、 真空泵中；附著在閥門上的焦油影響其活動件的運動和控制功能，造成系統(tǒng)處于截止?fàn)顟B(tài)時密封功能不理想，甚至密封功能喪失；附著在真空泵上的焦油影響真空油粘度和轉(zhuǎn)子運動，造成真空泵抽力不足和啟動困難以及真空泵異常磨損，導(dǎo)致工藝要求不能保證和真空泵報廢。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的化學(xué)氣相沉積工藝產(chǎn)生的尾氣致使化學(xué)氣相沉積爐排氣系統(tǒng)密封功能喪失、造成真空泵抽力不足和啟動困難以及真空泵異常磨損的不足，本發(fā)明提出了一種化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置。本發(fā)明包括焦油過濾器、波紋管和真空泵；焦油過濾器的入口通過排氣管道與爐體的排氣口連通；焦油過濾器的出口通過管道與波紋管的入口端連通；在焦油過濾器與爐體之間有入口壓力計；在焦油過濾器的出口與波紋管之間有出口壓力計；所述波紋管的出口端與真空泵的進氣口通過管道連通；在波紋管與真空泵之間的管道上依次安裝有伺服閥和截止閥；所述的焦油過濾器包括箱體、箱體蓋板和過濾片；箱體的雙層殼體之間為冷卻水通道；在箱體一端殼體的外表面有尾氣入口，箱體另一端殼體的外表面有出氣口和出水口 ； 多個過濾片均位于箱體內(nèi)，并且所述各過濾片的兩端分別通過連接件固定在箱體內(nèi)表面頂部和底部；所述每片過濾片的有效過濾面積為400mmX600mm ;所述過濾片的數(shù)量η =總氣體流量/每個過濾片的氣體過濾量；所述過濾片包括過濾網(wǎng)、壓條和過濾片背板；在各過濾片背板上排布有若干個過濾孔；在過濾片背板一端有預(yù)留通氣口 ；并且當(dāng)各過濾片的兩端分別固定在箱體內(nèi)表面頂部和底部時，所述過濾片背板上的預(yù)留通氣口交錯的分別位于箱體內(nèi)的頂部和底部；過濾網(wǎng)固定在過濾片背板的一個表面上，并覆蓋過濾孔區(qū)；所述過濾網(wǎng)的目數(shù)為 40-150 ;固定在各過濾片背板上的過濾網(wǎng)的目數(shù)均不相同，并且自小目數(shù)向大目數(shù)依次排布；目數(shù)小的過濾片位于箱體的尾氣入口一側(cè)；所述箱體一個側(cè)面為敞口，在該敞口的周邊有法蘭；所述箱體蓋板周邊的連接孔與箱體6側(cè)面敞口法蘭上的連接孔對應(yīng)；在箱體內(nèi)表面的頂部和底部分別均布有多對用于固定各過濾片的連接件，并且位于箱體內(nèi)表面頂部的各對連接件與位于箱體內(nèi)表面底部的各對連接件的位置相對應(yīng)。使用時，在極限真空狀態(tài)下，將入口壓力計和出口壓力計的視數(shù)調(diào)至相同或相近， 示值差應(yīng)小于IOPa ;常溫送氣抽氣狀態(tài)下，示值差應(yīng)小于150Pa。正常工作狀態(tài)下示值差超過500Pa時，應(yīng)停爐清理尾氣處理裝置。本發(fā)明以設(shè)有真空計的管道、波紋管和焦油過濾器取代化學(xué)氣相沉積爐排氣系統(tǒng)中的焦油罐。當(dāng)爐體中的尾氣通過排氣管道進入尾氣處理站裝置時，尾氣的溫度迅速降低， 尾氣中的焦油成份從氣態(tài)冷凝為液滴或固化為顆粒，附著在過濾片上。這樣尾氣中的焦油絕大部分滯留在尾氣處理站裝置中，僅余下不能液化的小分子焦油隨著尾氣下行。這樣的尾氣不會在伺服閥、截止閥、真空泵的內(nèi)腔表面形成粘度大的焦油層或焦油顆粒，也就不會影響閥門和真空泵的正常功能。從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的化學(xué)氣相沉積工藝產(chǎn)生的尾氣致使化學(xué)氣相沉積爐的伺服閥運轉(zhuǎn)不到位、截止閥密封不嚴(yán)、真空泵啟動困難或異常磨損等不足，提高了工藝參數(shù)的控制精度，延長了真空泵的使用壽命。圖I是化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是焦油過濾器結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖；圖3是焦油過濾器的箱體結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖；圖4是本發(fā)明中的焦油過濾器的過濾片的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖4a是過濾片的主視圖，圖4b是過濾片的側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明中的過濾片背板示意圖。其中I.爐體 2.排氣管道 3.入口壓力計 4.焦油過濾器6.箱體 7.法蘭8.膠圈槽9.連接件11.過濾片背板 12.過濾網(wǎng) 13.壓條 14.預(yù)留通氣口16.過濾網(wǎng)固定孔17.出水口 18.出氣口 19.進水口21.波紋管22.伺服閥 23.截止閥24.真空泵
5.尾氣入口 10.過濾片 15.過濾孔 20.出口壓力計
具體實施例方式實施例一本實施例是一種化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置。所述的化學(xué)氣相沉積爐為 ZGC-100型，采用氮氣和丙烯為原料氣進行化學(xué)氣相沉積，其沉積溫度為900±50°C，氣體流量氮氣 40L/min，丙烯 50L/min，爐壓 3000_5000Pa。
本實施例包括焦油過濾器4、波紋管21和真空泵24。焦油過濾器4的入口通過排氣管道2與爐體I的排氣口連通；焦油過濾器4的出口通過管道與波紋管21的入口端連通。在焦油過濾器4與爐體I之間有入口壓力計3 ;在焦油過濾器4的出口與波紋管21之間有出口壓力計20。所述波紋管21的出口端與真空泵24的進氣口通過管道連通；在波紋管21與真空泵24之間的管道上依次安裝有伺服閥22和截止閥23。所述的焦油過濾器4包括箱體6和過濾片10。箱體6為用鋼板制成的矩形雙層殼體，所述雙層殼體之間用于通冷卻水，并在箱體6外層殼體上有進水口和出水口。在箱體 6 一端殼體的外表面有尾氣入口 5和冷卻水入口 19，箱體6另一端殼體的外表面有出氣口 18和出水口 17 ;所述箱體6 —個側(cè)面為敞口，在該敞口的周邊有凸出的法蘭，該法蘭上分布有連接孔。在箱體6內(nèi)表面的頂部和底部分別均布有5對連接件，本實施例中的連接件為角鐵。位于箱體6內(nèi)表面頂部的5對角鐵與位于箱體6內(nèi)表面底部的5對角鐵的位置相對應(yīng)。多個過濾片10分別插入箱體6內(nèi)表面頂部和底部的各對角鐵中。所述每片過濾片10 的有效過濾面積為400mmX600mm。所述過濾片10的數(shù)量η =總氣體流量/每個過濾片的氣體過濾量。本實施例中，每個過濾片所過濾的氣體過濾量為201/min，過濾片10的數(shù)量η =5。所述過濾片10包括過濾網(wǎng)12、壓條13和過濾片背板11。所述的過濾片背板11 為用不銹鋼制成的矩形。在各過濾片背板11上排布有若干個過濾孔15。在過濾片背板11 的四周分布有連接用的過濾網(wǎng)固定孔16，并且該過濾網(wǎng)固定孔16位于過濾孔15的外側(cè)。 在過濾片背板11 一個短邊處的過濾網(wǎng)固定孔16外側(cè)有一個預(yù)留通氣口 14，用于當(dāng)過濾孔 15被堵塞后，通過該預(yù)留通氣口 14排出爐體內(nèi)的氣體。在將各過濾片分別插入箱體6內(nèi)表面頂部和底部的各對角鐵中時，應(yīng)使所述過濾片背板上的預(yù)留通氣口交錯的分別位于箱體 6內(nèi)的頂部和底部。本實施例中，預(yù)留通氣口為200mmX IOOmm的矩形。過濾網(wǎng)12通過壓條13固定在過濾片背板11的一個表面上，并使過濾網(wǎng)12覆蓋過濾孔15區(qū)。所述過濾網(wǎng)12的目數(shù)為40-150 ;固定在各過濾片背板11上的過濾網(wǎng)12的目數(shù)均不相同，并且自小目數(shù)向大目數(shù)依次排布；目數(shù)小的過濾片位于箱體6的尾氣入口 5 一側(cè)。本實施例中，過濾網(wǎng)的目數(shù)分別為40、60、80、100、120。本實施例中，入口壓力計3和出口壓力計20均為IO-IOOOOPa的數(shù)顯真空計。所用的連接管道、波紋管、焦油過濾器進口和出口的管徑均與ZGC-100型化學(xué)氣相沉積爐排氣管的管徑相同。箱體蓋板的周邊有連接孔。所述箱體蓋板周邊的連接孔與箱體6側(cè)面敞口法蘭上的連接孔對應(yīng)。裝配本實施例時，將前端管道連接于爐體排氣管道之后，再依次連接焦油過濾器、 后端管道，最后將波紋管接在后端管道和伺服閥之間。安裝焦油過濾器的過濾片時，從進氣口 一側(cè)開始，直到出氣口一側(cè)結(jié)束；按過濾片的目數(shù)從小到大依次安裝，從目數(shù)最小的40 目過濾片開始，到目數(shù)最大的150目過濾片結(jié)束；安裝方向是第一片過濾片的過濾孔區(qū)在上，預(yù)留通氣口在下，第二片過濾片的過濾孔區(qū)在下，預(yù)留通氣口在上，其余過濾片的安裝方向也是按照過濾孔區(qū)一下一上間隔安裝。試驗證明，本實施例用于化學(xué)氣相沉積爐，使化學(xué)氣相沉積爐的伺服閥卡滯、截止閥漏氣現(xiàn)象消失。
實施例二本實施例是一種化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置。所述的化學(xué)氣相沉積爐為 ZGCJ-500-12型，采用氮氣和丙烯為原料氣進行化學(xué)氣相沉積，其沉積溫度為900±50°C， 氣體流量氮氣80L/min，丙烯60L/min，爐壓3000_5000Pa。本實施例包括焦油過濾器4、波紋管21和真空泵24。焦油過濾器4的入口通過排氣管道2與爐體I的排氣口連通；焦油過濾器4的出口通過管道與波紋管21的入口端連通。在焦油過濾器4與爐體I之間有入口壓力計3 ;在焦油過濾器4的出口與波紋管21之間有出口壓力計20。所述波紋管21的出口端與真空泵24的進氣口通過管道連通；在波紋管21與真空泵24之間的管道上依次安裝有伺服閥22和截止閥23。所述的焦油過濾器4包括箱體6和過濾片10。箱體6為矩形的雙層殼體，所述雙層殼體之間用于通冷卻水，并在箱體6外層殼體上有進水口和出水口。在箱體6 —端殼體的外表面有尾氣入口 5，箱體6另一端殼體的外表面有出氣口 18和出水口 17 ;所述箱體6 一個側(cè)面為敞口，在該敞口的周邊有凸出的法蘭，該法蘭上分布有連接孔。在箱體6內(nèi)表面的頂部和底部分別均布有7對連接件，本實施例中，所述的連接件為槽鋼，并且位于箱體6 內(nèi)表面頂部的7對槽鋼與位于箱體6內(nèi)表面底部的7對槽鋼的位置相對應(yīng)。多個過濾片10 分別插入箱體6內(nèi)表面頂部和底部的各對槽鋼中。所述每片過濾片10的有效過濾面積為 400mmX600mm。所述過濾片10的數(shù)量η =總氣體流量/每個過濾片的氣體過濾量。本實施例中，每個過濾片所過濾的氣體過濾量為201/min，過濾片10的數(shù)量η = 7。所述過濾片包括過濾網(wǎng)12、壓條13和過濾片背板11。所述的過濾片背板11為用不銹鋼制成的矩形。在各過濾片背板11上排布有若干個過濾孔15。在過濾片背板11的四周分布有連接用的固定孔16，并且該固定孔16位于過濾孔的外側(cè)。在過濾片背板一個短邊處的固定孔16外側(cè)有一個預(yù)留通氣口 14，用于當(dāng)過濾孔15被堵塞后，通過該預(yù)留通氣口 14排出爐體內(nèi)的氣體。在將各過濾片分別插入箱體6內(nèi)表面頂部和底部的各對槽鋼中時，應(yīng)使所述過濾片背板上的預(yù)留通氣口交錯的分別位于箱體6內(nèi)的頂部和底部。本實施例中，預(yù)留通氣口為200mmX IOOmm的矩形。過濾網(wǎng)12通過壓條13固定在過濾片背板11的一個表面上，并使過濾網(wǎng)12覆蓋過濾孔15區(qū)。所述過濾網(wǎng)的目數(shù)為40-150 ;固定在各過濾片背板11上的過濾網(wǎng)12的目數(shù)均不相同，并且自小目數(shù)向大目數(shù)依次排布；目數(shù)小的過濾片位于箱體6的尾氣入口 5 — 側(cè)。本實施例中，過濾網(wǎng)的目數(shù)分另IJ為40、50、60、80、100、120、150。本實施例中，入口壓力計3和出口壓力計20均為IO-IOOOOPa的數(shù)顯真空計。所用的連接管道、波紋管、焦油過濾器進口和出口的管徑均與ZGCJ-500-12型化學(xué)氣相沉積爐排氣管的管徑相同。箱體蓋板的周邊有連接孔。所述箱體蓋板周邊的連接孔與箱體6側(cè)面敞口法蘭上的連接孔對應(yīng)。裝配本實施例時，將前端管道連接于爐體排氣管道之后，再依次連接焦油過濾器、 后端管道，最后將波紋管接在后端管道和伺服閥之間。安裝焦油過濾器的過濾片時，從進氣口 一側(cè)開始，直到出氣口一側(cè)結(jié)束；按過濾片的目數(shù)從小到大依次安裝，從目數(shù)最小的40 目過濾片開始，到目數(shù)最大的150目過濾片結(jié)束；安裝方向是第一片過濾片的過濾孔區(qū)在上，預(yù)留通氣口在下，第二片過濾片的過濾孔區(qū)在下，預(yù)留通氣口在上，其余過濾片的安裝方向也是按照過濾孔區(qū)一下一上間隔安裝。試驗證明，本實施例用于化學(xué)氣相沉積爐，使化學(xué)氣相沉積爐的伺服閥卡滯、截止閥漏氣現(xiàn)象消失。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置，其特征在于，包括焦油過濾器、波紋管和真空泵；焦油過濾器的入口通過管道與爐體的排氣口連通；焦油過濾器的出口通過管道與波紋管的入口端連通；在焦油過濾器的入口與爐體之間有入口壓力計；在焦油過濾器的出口與波紋管之間有出口壓力計；所述波紋管的出口端與真空泵的進氣口通過管道連通；在波紋管與真空泵之間的管道上依次安裝有伺服閥和截止閥；所述的焦油過濾器包括箱體、箱體蓋板和過濾片；箱體的雙層殼體之間為冷卻水通道； 在箱體一端殼體的外表面有尾氣入口和冷卻水入口，箱體另一端殼體的外表面有出氣口和出水口 ；多個過濾片均位于箱體內(nèi)，并且所述各過濾片的兩端分別通過連接件固定在箱體內(nèi)表面頂部和底部；所述每片過濾片的有效過濾面積為400mmX600mm ;所述過濾片的數(shù)量η =總氣體流量/ 每個過濾片的氣體過濾量；所述過濾片包括過濾網(wǎng)、壓條和過濾片背板；在各過濾片背板上排布有若干個過濾孔； 在過濾片背板一端有預(yù)留通氣口 ；并且當(dāng)各過濾片的兩端分別固定在箱體內(nèi)表面頂部和底部時，所述過濾片背板上的預(yù)留通氣口交錯的分別位于箱體內(nèi)的頂部和底部；過濾網(wǎng)固定在過濾片背板的一個表面上，并覆蓋過濾孔區(qū)；所述過濾網(wǎng)的目數(shù)為 40-150;固定在各過濾片背板上的過濾網(wǎng)的目數(shù)均不相同，并且自小目數(shù)向大目數(shù)依次排布；目數(shù)小的過濾片位于箱體的尾氣入口一側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置，其特征在于，所述箱體一個側(cè)面為敞口，在該敞口的周邊有法蘭。
3.如權(quán)利要求I所述化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置，其特征在于，所述箱體蓋板周邊的連接孔與箱體6側(cè)面敞口法蘭上的連接孔對應(yīng)。
4.如權(quán)利要求I所述化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置，其特征在于，在箱體內(nèi)表面的頂部和底部分別均布有多對用于固定各過濾片的連接件，并且位于箱體內(nèi)表面頂部的各對連接件與位于箱體內(nèi)表面底部的各對連接件的位置相對應(yīng)。
全文摘要
一種化學(xué)氣相沉積爐用尾氣處理裝置，焦油過濾器的入口通過排氣管道與爐體的排氣口連通。焦油過濾器的出口通過管道與波紋管的入口端連通。在焦油過濾器與爐體之間有入口壓力計；在焦油過濾器的出口與波紋管之間有出口壓力計。所述波紋管的出口端與真空泵的進氣口通過管道連通；在波紋管與真空泵之間的管道上依次安裝有伺服閥和截止閥。本發(fā)明以有真空計的管道、波紋管和焦油過濾器取代化學(xué)氣相沉積爐排氣系統(tǒng)中的焦油罐，能夠有效清除尾氣中的焦油成份，避免了尾氣中的焦油影響閥門的氣體壓力調(diào)節(jié)和截止密封功能，克服了化學(xué)氣相沉積工藝產(chǎn)生的尾氣致使化學(xué)氣相沉積爐的真空泵的啟動困難或異常磨損的不足，延長了真空泵的使用壽命。
文檔編號B01D46/12GK102600675SQ201210078238
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者盧鋼認(rèn), 崔鵬, 施偉偉 申請人:西安航空制動科技有限公司