一种大型电阻式双真空气相沉炭装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，包括炉外罐、陶瓷纤维炉衬、悬挂固定在陶瓷纤维炉衬内侧的多个镍铬加热带、与炉外罐内部相通的真空管路一、温度检测单元、控制柜、由上至下同轴套装在炉外罐内且下部悬空的炉内罐、插入至炉内罐内的进气管、与炉内罐内部相通的真空管路二和盖在炉内罐上的密封炉盖；炉内罐底部布设有陶瓷纤维保温层一和石墨底板，密封炉盖下部设置有塞头式保温筒且其内铺设有陶瓷纤维保温层二和外侧贴有柔性石墨纸的硬化炭毡板。本发明专利技术设计合理、组装方便且操作简便、使用效果好，采用双真空结构解决了耐热钢在８００～１０６０℃温度下的热变形问题，同时耗能低，制造成本低，能生产直径３米以上的炭／炭产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于炭/炭复合材料装备
，尤其是涉及一种大型电阻式双真空 气相沉炭装置。
技术介绍
目前，国内外采用等温法CVI(化学气相渗透)工艺生产炭/炭复合材料的设 备主要有两种类型第一种类型是采用中频感应式的外热CVI工艺设备，如法国Carbon Industie 公司，英国 Dunlop 公司，美国 Goodyear，Bendix, B.F.Goodrich 公司和我国西安航空制动有限公司，山东鲁航材料有限公司等均采用中频感应式的外热等温法CVI工 艺设备，其最大炉膛直径为2.5m，可生产2.0m以下的炭/炭产品，其沉炭温度可达到 1200但其弱点是制造成本高，投资大。第二种类型是西安航天复合材料研究所采用 的电阻式外热等温法CVI工艺设备，炉内罐直径最大为Φ2000mm，炉外罐内壁为耐火砖 保温，铁铬合金加热丝放置在耐火搁砖上，沉炭温度为850 1050°C，炉盖为水冷塞头 式结构，塞头底板为耐热钢板，但该设备的弱点是第一、耐火砖炉衬及电阻丝搁砖， 蓄热大，保温效果差，耗能高，冷炉时间长，生产周期长且成本高；第二、炉盖塞头底 板耐热钢板高温状态下渗碳严重，脆裂、变形、使用寿命短且维修成本高；第三、炉外 罐炉底部没有水冷结构，冷炉时间长且生产周期长。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大型电 阻式双真空气相沉炭装置，其结构简单、设计合理、组装方便且使用操作简便、使用效 果好，采用双真空结构有效解决了耐热钢在800°C 1060°C工作环境中的热变形问题， 同时设备耗能低，制造成本低，能生产直径为3米以上的炭/炭复合材料产品。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种大型电阻式双真空气相 沉炭装置，其特征在于包括炉外罐、布设在炉外罐内壁上的陶瓷纤维炉衬、采用悬 挂装置悬挂固定在陶瓷纤维炉衬内侧的多个镍铬加热带、与炉外罐内部相通的真空管路 一、布设在炉外罐内部且对炉外罐内部温度进行实时检测的温度检测单元、与所述温度 检测单元进行电连接的控制柜、由上至下同轴套装在炉外罐内且下部悬空的炉内罐、由 下至上插入至炉内罐内的进气管、与炉内罐内部相通的真空管路二和盖在炉内罐上的密 封炉盖，所述真空管路一和真空管路二的外端部均与抽真空设备相接，所述炉内罐上部 吊挂在炉外罐的上部炉口上且所述密封炉盖与炉内罐之间通过橡胶密封圈进行密封，所 述炉外罐的侧壁、炉内罐底部、陶瓷纤维保温层和石墨底板上对应开有供进气管安装的 安装孔，且进气管与炉外罐和炉内罐之间均进行密封连接，所述陶瓷纤维炉衬的结构和 尺寸与炉外罐内型面的结构和尺寸均相同；多个所述镍铬加热带均勻布设在陶瓷纤维炉 衬上，多个所述镍铬加热带和所述温度检测单元组成炉外罐的加热与测温装置，所述真 空管路一和所述抽真空设备组成炉外罐的抽真空装置，所述真空管路二和所述抽真空设备组成炉内罐的抽真空装置，且炉外罐的抽真空装置和炉内罐的抽真空装置形成双真空 装置；所述炉内罐底部布设有陶瓷纤维保温层一且陶瓷纤维保温层一上水平铺设有一 个石墨底板，所述密封炉盖下部设置有由上至下塞入炉内罐内的塞头式保温筒，塞头式 保温筒内部铺设有一层陶瓷纤维保温层二，陶瓷纤维保温层二上固定有一个外侧贴有柔 性石墨纸的硬化炭毡板且陶瓷纤维保温层二和硬化炭毡板通过紧固装置固定在所述密封 炉盖上，所述陶瓷纤维保温层一和石墨底板组成炉内罐的底部保温装置，且塞头式保温 筒、陶瓷纤维保温层二和硬化炭毡板组成炉内罐的顶部保温装置。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述炉内罐的直径为 Φ 1000mm 3500mm 且其高度为 1500mm 5000mm。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述炉外罐的上部炉口 设置有用于与炉内罐进行密封连接的连接法兰一，且所述连接法兰一为内部布设有循环 冷却水管路的水冷法兰；炉内罐的炉口设置有用于连接炉内罐和所述密封炉盖的连接法 兰二，且所述连接法兰二为内部布设有循环冷却水管路的水冷法兰。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述炉外罐底部布设有 由一路或多路循环冷却水管路组成且对炉内罐底部进行散热的水冷装置。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述炉外罐由上部开口 圆筒状的罐体和布设在所述罐体底部内侧的水冷装置夹层，所述水冷装置夹层包括布设 在所述罐体底部内侧的多根型钢和支撑在多根所述型钢上且与所述罐体底部平行布设的 圆盘状钢板一，所述圆盘状钢板一的直径与炉外罐的内径相同，所述水冷装置布设在所 述水冷装置夹层内；所述密封炉盖包括上下两个平行布设的圆盘状钢板二、布设在两个 所述圆盘状钢板二之间的多个型钢和布设在两个所述圆盘状钢板二之间的循环冷却水管 路。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述罐体和所述圆盘 状钢板一均由厚度为IOmm 30mm的Q235钢板制成，且所述罐体与所述圆盘状钢板 一和所述型钢之间以及所述型钢与所述圆盘状钢板一之间均以焊接方式进行紧固连接； 所述圆盘状钢板二为厚度为IOmm 30mm的Q235钢板；所述塞头式保温筒由耐热钢 lCr25Ni20Si2 制成。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述陶瓷纤维炉衬由多 块含锆纤维折叠块或多块含铝纤维折叠块紧密拼装而成，且所述含锆纤维折叠块和含铝 纤维折叠块均为立方体状。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述镍铬加热带由合金 Cr20Ni80制成，镍铬加热带的宽度为IOmm 50mm且其厚度为Imm 6mm，所述镍铬 加热带的整体形状为波纹状。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述炉内罐由厚度为 12mm 30mm的lCr25Ni20Si2钢板制成，陶瓷纤维保温层一由含锆纤维或含铝纤维制成 且其厚度为300mm 500mm，石墨底板的厚度为30mm 80mm ；所述陶瓷纤维保温层 二由含锆纤维或含铝纤维制成，硬化炭毡板的厚度为15mm 60_。上述一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征是所述塞头式保温筒包括 上下两个筒体，且上部筒体由厚度为5mm的耐热钢lCr25Ni20Si2制成，下部筒体由厚度为25mm的耐热钢lCr25Ni20Si2制成；所述紧固装置为多根均勻布设的拉杆；所述拉杆 分为上下两部分杆体，其中上部分杆体为016111111的耐热钢1&25油20幻2杆体，且下部 分杆体为Φ30mm的lCr25Ni20Si2钢棒。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、炉内罐及炉外罐采用双真空结构，解决了炉内罐在高温使用条件下的变形问 题，延长了使用寿命，降低了使用成本。2、炉外罐内壁采用全陶瓷纤维炉衬，重量轻，蓄热少，保温效果好，可节约电 能耗量，并加快冷炉时间，缩短了生产周期，提高了设备的使用效率。同时，炉内罐与 炉外罐的炉口均设置有水冷法兰保护结构。3、炉盖塞头耐热钢保温管筒及固定保温材料的耐热钢拉杆，采用不同厚度和直 径，一是防止高温区热量很快传递到炉盖，加快散热；二是可防止高温区渗碳脆化，发 生断裂，缩短使用寿命。4、炉盖塞头底板由粘贴柔性石墨纸的硬化炭毡板替代现有的耐热钢板，解决了 耐热钢板高温下发生翘曲变形及开裂问题，提高了保温效果和延长了使用寿命。5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型电阻式双真空气相沉炭装置，其特征在于：包括炉外罐（１）、布设在炉外罐（１）内壁上的陶瓷纤维炉衬（２）、采用悬挂装置悬挂固定在陶瓷纤维炉衬（２）内侧的多个镍铬加热带（４）、与炉外罐（１）内部相通的真空管路一（７）、布设在炉外罐（１）内部且对炉外罐（１）内部温度进行实时检测的温度检测单元、与所述温度检测单元进行电连接的控制柜、由上至下同轴套装在炉外罐（１）内且下部悬空的炉内罐（６）、由下至上插入至炉内罐（６）内的进气管（１８）、与炉内罐（６）内部相通的真空管路二（１１）和盖在炉内罐（６）上的密封炉盖，所述真空管路一（７）和真空管路二（１１）的外端部均与抽真空设备相接，所述炉内罐（６）上部吊挂在炉外罐（１）的上部炉口上且所述密封炉盖与炉内罐（６）之间通过橡胶密封圈（８）进行密封，所述炉外罐（１）的侧壁、炉内罐（６）底部、陶瓷纤维保温层（１７）和石墨底板（１６）上对应开有供进气管（１８）安装的安装孔，且进气管（１８）与炉外罐（１）和炉内罐（６）之间均进行密封连接，所述陶瓷纤维炉衬（２）的结构和尺寸与炉外罐（１）内型面的结构和尺寸均相同；多个所述镍铬加热带（４）均匀布设在陶瓷纤维炉衬（２）上，多个所述镍铬加热带（４）和所述温度检测单元组成炉外罐（１）的加热与测温装置，所述真空管路一（７）和所述抽真空设备组成炉外罐（１）的抽真空装置，所述真空管路二（１１）和所述抽真空设备组成炉内罐（６）的抽真空装置，且炉外罐（１）的抽真空装置和炉内罐（６）的抽真空装置形成双真空装置；所述炉内罐（６）底部布设有陶瓷纤维保温层一（１７）且陶瓷纤维保温层一（１７）上水平铺设有一个石墨底板（１６），所述密封炉盖下部设置有由上至下塞入炉内罐（６）内的塞头式保温筒（１３），塞头式保温筒（１３）内部铺设有一层陶瓷纤维保温层二（１２），陶瓷纤维保温层二（１２）上固定有一个外侧贴有柔性石墨纸的硬化炭毡板（１４）且陶瓷纤维保温层二（１２）和硬化炭毡板（１４）通过紧固装置固定在所述密封炉盖上，所述陶瓷纤维保温层一（１７）和石墨底板（１６）组成炉内罐（６）的底部保温装置，且塞头式保温筒（１３）、陶瓷纤维保温层二（１２）和硬化炭毡板（１４）组成炉内罐（６）的顶部保温装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏君明，肖志超，孟凡才，李睿，候卫权，
申请(专利权)人：西安超码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]