一种装料装置(100)，其用于在渗透烤炉的反应室中通过受控流动化学气相渗透使具有可堆叠形状的多孔预制体(160-163)致密化，所述装置包括：-支撑板(110)；-多个下环(140-144)的第一堆叠件，其放置在所述支撑板(110)上，并且多个下环(140-144)的第一堆叠件包括在每个环的外周围与内周围之间延伸的多个注入孔；-多个上环(150-154)的第二堆叠件，其包括在每个环的外周围与内周围之间延伸的多个排出孔；-第一无孔壁(130)，其具有与用于致密化的所述多孔预制体(160-163)的形状和尺寸相同的形状和尺寸，并设置在所述第一堆叠件的下环(140-144)内部并设置在所述支撑板(110)上，所述第一无孔壁在所述支撑板与位于所述第二堆叠件的基部的所述上环之间延伸；-第二无孔壁(170)，其具有与用于致密化的所述多孔预制体(160-163)的形状和尺寸相同的形状和尺寸，所述第二无孔壁在位于所述第一堆叠件顶部的下环(143)与位于所述第二堆叠件顶部的下环(154)之间延伸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装料装置以及用于使可堆叠的截头圆锥形多孔预制体致密 化的设备
本专利技术涉及特别是在用热结构复合材料制造部件时使用的化学气相渗透技术。本 专利技术更具体地涉及沉积基质材料，以便使截头圆锥形多孔预制体致密化，例如在制造火箭 发动机的分流部分或用于航空发动机后燃装置的部件时使用的纤维预制体。
技术介绍
为了用复合材料制造部件，特别是由热结构复合材料制成的部件（热结构复合材 料由难熔基质（例如，由碳和/或陶瓷制成）致密化的难熔纤维预制体（例如，由碳纤维或 陶瓷纤维制成）构成），通常的做法是使用化学气相渗透方法。这些部件的实例为由碳-碳 (C-C)复合材料制成的推进器喷管、由C-C复合材料制成的刹车片（特别是飞机刹车片）， 以及陶瓷基复合材料（CMC)蜗轮叶片。 通过化学气相渗透使多孔预制体致密化包括通过支撑工具将基底放置在渗透设 备的反应室中，并且将试剂气体引入到反应室中，这种气体具有作为用于沉积在预制体内 的材料的前体的一种或多种成分以便使其致密化。渗透条件，特别是试剂气体的成分和流 速，以及反应室内的温度和压力，被选定为能够允许气体在预制体的可进入的内孔中扩散， 使得通过气体成分分解或者气体的多种成分之间的反应而在内孔中沉积所需的材料。试剂 气体通常通过通过位于反应室中并且试剂气体入口通往其中的预热区来进行预热。这种方 法与自由流动化学气相渗透法对应。 在用于化学气相渗透的工业生产设备中，通常的做法是在反应室中装载多个有待 同时致密化的预制体，以便增加致密化工艺的生产率，并从而增加反应室的单位负载。 通过化学气相渗透而用于致密化多孔环形基质的方法及设备特别详见于文献US 7 182 980和US5 904 957。然而，这些方法主要依赖于致密化堆放放置的环形形状的基 质，并且就装载的优化而言，它们不适用于致密化截头圆锥形及较大尺寸的预制体。如文献 US7 182 980和US5 904 957所述，必须在反应室中的每个截头圆锥形预制体之间留下 大量空间以便使得渗透气体能够供给到预制体的每个部分，以用于以令人满意的方式致密 化，从而显著减小每个渗透设备的装载能力并且增大制造部件的成本。因此，以工业生产规 模生产截头圆锥形且具有较大尺寸的部件需要建造并使用大量渗透设备，从经济的角度看 这是极为不利的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种装载方案，该装载方案能够以较大的装载能力使 截头圆锥形的多孔预制体以及特别是较大尺寸和较小厚度的预制体致密化，并且在进行所 述致密化的同时使基底内的致密化变化率最小化。 此目的通过一种装载装置来实现，所述装载装置包括： ?支撑托盘； ?第一堆叠件，其包括放置在所述支撑托盘上的多个底环，每个底环具有在每个环 的外周围与内周围之间延伸的多个注入孔； ?第二堆叠件，其包括多个顶环，每个顶环具有在每个环的外周围与内周围之间延 伸的多个排出孔； ?第一无孔壁，其具有与用于致密化的所述多孔预制体的形状和尺寸相同的形状 和尺寸，所述第一无孔壁在所述第一堆叠件的底环内侧设置在所述支撑托盘上并且在所述 支撑托盘与位于所述第二堆叠件的基部上的所述顶环之间延伸；以及 ?第二无孔壁，其具有与用于致密化的所述多孔预制体的形状和尺寸相同的形状 和尺寸，所述第二无孔壁在位于所述第一堆叠件顶部的底环与位于所述第二堆叠件顶部的 顶环之间延伸。 因此，本专利技术的装载装置使得能够使多孔的截头圆锥形预制体致密化，并同时提 高获得的部件的质量和均匀度并且还改善反应室的装载容积的使用。 第一堆叠件的每个底环形成用于致密化的第一截头圆锥形多孔预制体的基部的 支撑部。通过以这种方式将多孔预制体装载到装载装置中，能够使预制体以最佳方式彼此 接合，同时在它们之间留下空间用于使试剂气体流在每个预制体的任一侧上通过。 此外，由于这些空间的每一个都经由各自的底环以独立方式被供给试剂气体，所 以能够将等量的试剂气体输送到这些空间的每一个中并且获得均匀致密化的预制体。 本专利技术的装载装置还使得能够在单次操作中在致密化设备或烤炉的反应室中装 载所有用于致密化的预制体。因此显著减少了设备处于未使用状态的时间长度，并且显著 提商了设备的生广率。 在本专利技术的装载装置的第一方面中，所述装置进一步包括桅杆，所述桅杆设置在 所述支撑托盘中央并且支撑包括顶环的所述第二堆叠件。 在本专利技术的装载装置的第二方面，所述装置进一步包括位于所述顶环上的盖子， 所述顶环位于所述第二堆叠件的顶部。 在本专利技术的装载装置的第三方面中，每个底环包括用于支撑用于致密化的多孔预 制体的环形部分。 在本专利技术的装载装置的第四方面中，每个底环的高度根据设置在两个相邻的多孔 预制体之间的空间的变化来确定。因此能够调节在预制体的任一侧上的用于气流的容积大 小。 在本专利技术的装载装置的第五方面中，所述底环和所述顶环由各自的石墨垫圈彼此 分开，以便能够在每个致密化循环之后容易拆卸装载装置。垫圈优选地是由膨胀石墨制成 的垫圈，例如由以商标Sigraflex?或Papyex?1销售的材料制成的垫圈。 本专利技术还提供了一种用于通过化学气相渗透使截头圆锥形多孔预制体致密化的 设备，所述设备包括反应室、位于所述反应室的第一端并且通往预热区的试剂气体进气管， 以及位于与所述第一端相对的所述反应室的第二端附近的排出管， 所述设备的特征在于：所述室含有安装在本专利技术的装载装置中的截头圆锥形的多 个多孔预制体，每个预制体的底端座立在所述第一堆叠件的底环上，使得所述多孔预制体 彼此接合，同时在每个所述预制体之间留下空间，所述空间形成用于使试剂气体流在每个 预制体的任一侧上通过的相应的容积，每个容积经由所述第一堆叠件的底环的孔而被供给 试剂气体。 如上所述，除了能够使具有截头圆锥形并且较大尺寸的多孔预制体以最佳方式装 载到致密化设备的反应室中之外，与本专利技术的装载装置结合的所述致密化设备用于改善预 制体就其致密化程度以及致密化均匀度两者方面的渗透。 设置在多孔预制体的任一侧的空间中的试剂气体流的强制流动导致试剂气体的 强制对流，从而促进并加速预制体的渗透。 此外，底环使得能够将等流速的试剂气体引入到设置在多孔预制体的任一侧上的 每个容积中并同时使这些容积与多孔预制体外侧存在的容积之间的压头损失最小化时。因 此，每个容积中的气体流速相似。此外，引入每个容积中的气体在预制体的基部与顶部之间 具有相等的成熟状态（试剂成分的浓度）和消耗速度（试剂成分的浓度降低），从而使得能 够获得对于所有多孔预制体的一致的致密度。 在多孔预制体至周围存在的容积中的试剂气体流的强制流动使得能够在多孔预 制体周围获得显著大于使用现有技术方法（例如，特别在文献US7 182 980和US5 904 957中描述的方法）观察到的试剂气体流速的试剂气体流速。这使得能够将预制体的基部 与顶部之间的试剂气体的浓度变化最小化，并且因此减小沿着预制体的高度方向的致密化 变化率。 在本专利技术的设备的第一方面中，所述设备进一步包括在所述装载设备的支撑托盘 与所述反应室的内壁之间延伸的密封环。这种密封环促进试剂气体流穿过底环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装载装置(100)，其用于在渗透烤炉的反应室中通过定向流的化学气相渗透而使可堆叠形状的多孔预制体(160‑163)致密化，所述装置的特征在于其包括：·支撑托盘(110)；·第一堆叠件，其包括放置在所述支撑托盘(110)上的多个底环(140‑144)，每个底环具有在每个环的外周围与内周围之间延伸的多个注入孔(1401；1411；1421；1431；1441)；·第二堆叠件，其包括多个顶环(150‑154)，每个顶环具有在每个环的外周围与内周围之间延伸的多个排出孔(1501；1511；1521；1531；1541)；·第一无孔壁(130)，其具有与用于致密化的所述多孔预制体(160‑163)的形状和尺寸相同的形状和尺寸，所述第一无孔壁设置在所述第一堆叠件的底环(140‑144)内部并位于所述支撑托盘(110)上，并且在所述支撑托盘与位于所述第二堆叠件的基部处的顶环之间延伸；以及·第二无孔壁(170)，其具有与用于致密化的所述多孔预制体(160‑163)的形状和尺寸相同的形状和尺寸，所述第二无孔壁在位于所述第一堆叠件顶部的底环(143)与位于所述第二堆叠件顶部的顶环(154)之间延伸。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.04 FR 12564071. 一种装载装置（100)，其用于在渗透烤炉的反应室中通过定向流的化学气相渗透而 使可堆叠形状的多孔预制体（160-163)致密化，所述装置的特征在于其包括： ?支撑托盘（110); ?第一堆叠件，其包括放置在所述支撑托盘（110)上的多个底环（140-144)，每个底环 具有在每个环的外周围与内周围之间延伸的多个注入孔（1401 ;1411 ;1421 ;1431 ;1441); ?第二堆叠件，其包括多个顶环（150-154)，每个顶环具有在每个环的外周围与内周围 之间延伸的多个排出孔（1501 ;1511 ;1521 ;1531 ;1541); ?第一无孔壁（130)，其具有与用于致密化的所述多孔预制体（160-163)的形状和尺寸 相同的形状和尺寸，所述第一无孔壁设置在所述第一堆叠件的底环（140-144)内部并位于 所述支撑托盘（110)上，并且在所述支撑托盘与位于所述第二堆叠件的基部处的顶环之间 延伸；以及 ?第二无孔壁（170)，其具有与用于致密化的所述多孔预制体（160-163)的形状和尺寸 相同的形状和尺寸，所述第二无孔壁在位于所述第一堆叠件顶部的底环（143)与位于所述 第二堆叠件顶部的顶环（154)之间延伸。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置进一步包括桅杆（120)，所述桅杆 设置在所述支撑托盘（110)中央并且支撑包括顶环（150-154)的所述第二堆叠件。3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述装置进一步包括位于所述顶环 (154)上的盖子（190)，所述顶环（154)位于所述第二堆叠件的顶部。4. 根据权利要求1至3的任一项所述的装置，其特征在于每个底环（140 ;141 ;142 ; 143 ; 144)包括支撑用于致密化的多孔预制体的部分（1402 ; 1412 ; 1422 ; 1432 ; 1442)。5. 根据权利要求1至4的任一项所述的装置，其特征在于每个底环（140 ;141 ;142 ; 143 ;144)的高度根据设置在两个相邻的多孔预制体之间的空间的变化而...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·古雅尔，S·贝特朗，A·德尔康，F·博韦，
申请(专利权)人：赫拉克勒斯公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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