一種cvi爐尾氣處理裝置制造方法
【專利摘要】一種CVI爐尾氣處理裝置，抽氣管的插入導(dǎo)流罩內(nèi)，在導(dǎo)流罩內(nèi)的底端外圓周表面安裝有導(dǎo)流扇，在導(dǎo)流扇的圓周上固定有多個(gè)導(dǎo)流葉片。分離錐位于所述抽氣管下方。抽氣管、導(dǎo)流罩和分離錐同軸。進(jìn)氣管位于導(dǎo)流罩外法蘭盤下的頸部處，并與導(dǎo)流罩貫通。高壓氣噴管位于進(jìn)氣管一側(cè)表面臨近導(dǎo)流罩頸部處。本發(fā)明針對(duì)CVI爐尾氣中富含固相、液相、可凝氣和不可凝氣的多相復(fù)雜組份，利用渦旋運(yùn)動(dòng)的離心篩分作用將尾氣中的高密度有害雜質(zhì)拋向?qū)Я髡謨?nèi)的外圓區(qū)域，并最終將雜質(zhì)沉降于導(dǎo)流罩內(nèi)的底部而密度較低的潔凈氣體則富集與導(dǎo)流罩內(nèi)的中心抽氣口區(qū)域由抽氣管抽出，是一種能夠長期連續(xù)運(yùn)行、凈化效率高的CVI爐尾氣處理裝置。
【專利說明】—種CVI爐尾氣處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種C/C復(fù)合材料的CVI爐，具體是CVI爐中尾氣處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]CVI法制備C/C復(fù)合材料過程中，含有大量焦油、炭黑、焦炭顆粒、碳纖維、可凝大分子等多相雜質(zhì)與未完全反應(yīng)的碳源氣體需要通過CVI爐的真空抽排系統(tǒng)抽出爐外，這些雜質(zhì)進(jìn)入CVI爐的真空抽排系統(tǒng)會(huì)嚴(yán)重污染、堵塞管路、損壞其上的閥門、檢控設(shè)備、真空泵等，嚴(yán)重影響CVI爐的持續(xù)可靠運(yùn)行。
[0003]為了消除污染物對(duì)CVI爐的不利影響，北京百慕航材高科技股份有限公司在專利號(hào)為201120435175.7的實(shí)用新型專利中公開了《一種化學(xué)氣相沉積尾氣處理裝置》，該裝置利用兩級(jí)冷卻和三級(jí)過濾的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)CVI爐中有害雜質(zhì)的處理，起到了一定的凈化處理效果，但由于該裝置中有絲網(wǎng)過濾罐和活性炭過濾罐，裝置在運(yùn)行一段時(shí)間后，絲網(wǎng)過濾罐和活性炭過濾罐十分容易堵塞，導(dǎo)致爐內(nèi)氣體無法順利抽出，連續(xù)運(yùn)行效果不夠理想。
[0004]西安電爐研究所有限公司在申請(qǐng)?zhí)枮?01110356140.9的發(fā)明創(chuàng)造中公開了《一種氣相CVI爐用三級(jí)過濾系統(tǒng)》，該裝置采用冷凝板冷凝吸附加過濾袋、活性炭兩級(jí)過濾的方式實(shí)現(xiàn)凈化效果，由于裝置中冷凝板冷凝吸附雜質(zhì)后快速污染，冷凝效率急劇降低，另外過濾袋、活性炭過濾裝置也容易堵塞，也影響了該過濾裝置連續(xù)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的易堵塞、影響CVI爐連續(xù)運(yùn)行的不足，本發(fā)明提出了一種CVI爐尾氣處理裝置。
[0006]本發(fā)明包括抽氣管、導(dǎo)流罩、導(dǎo)流扇、螺母、分離錐、底板、進(jìn)氣管和高壓氣噴管。其中，抽氣管的一端從導(dǎo)流罩頂端中心插入該導(dǎo)流罩內(nèi)并固連，在所述抽氣管位于導(dǎo)流罩內(nèi)的底端外圓周表面安裝有導(dǎo)流扇，在所述導(dǎo)流扇的圓周上固定有多個(gè)導(dǎo)流葉片，用于導(dǎo)引氣流方向。分離錐位于所述抽氣管下方，并且該分離錐的頂端距該抽氣管下端面之間的距離為5?20mm。所述分離錐通過支桿插裝在導(dǎo)流罩的底板上表面。所述導(dǎo)流罩的下端與底板通過法蘭連接。抽氣管、導(dǎo)流罩和分離錐同軸。所述分離錐的最大直徑:導(dǎo)流軸的最大內(nèi)徑=0.4?0.7:1 ;分離錐的錐體底面直徑:錐體高度=3?8:1。進(jìn)氣管位于導(dǎo)流罩外法蘭盤下的頸部處，并與導(dǎo)流罩貫通。所述進(jìn)氣管一側(cè)管壁與該導(dǎo)流罩管壁的內(nèi)表面相切，進(jìn)氣管的另一側(cè)管壁的延伸線與抽氣管的管壁外表面相切。所述進(jìn)氣管上表面與導(dǎo)流罩外表面之間的夾角為75?87度。所述高壓氣噴管位于進(jìn)氣管一側(cè)表面臨近導(dǎo)流罩頸部處，一端與該進(jìn)氣管貫通，另一端與高壓氣源連通。
[0007]所述抽氣管上部的外表面有法蘭，在該抽氣管下部的外表面有徑向凸出的限位臺(tái)，用于限定導(dǎo)流扇的安裝位置，并且該抽氣管的下端面與導(dǎo)流罩中導(dǎo)流段的下端面平齊。
[0008]所述導(dǎo)流罩為回轉(zhuǎn)體，該導(dǎo)流罩包括罩體和法蘭。罩體的上端為該導(dǎo)流罩的頸部，下端為沉降筒，所述頸部與沉降筒均為等徑筒體，并且頸部:沉降筒=0.2?0.4:1。在所述頸部與沉降筒之間為導(dǎo)流段，該導(dǎo)流段的軸向高度為沉降筒內(nèi)徑的0.2?0.4倍；所述導(dǎo)流段為錐形。
[0009]導(dǎo)流扇包括連接套和導(dǎo)流葉片。所述連接套的內(nèi)徑與抽氣管的外徑相同。導(dǎo)流葉片有3?20片，均布并焊接在連接套的外圓周表面。導(dǎo)流葉片為平面葉片，在連接套上的安裝角為5?20度。導(dǎo)流葉片葉尖端的端面與導(dǎo)流罩內(nèi)表面之間的距離為5?20mm。
[0010]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有尾氣處理裝置連續(xù)運(yùn)行性差、凈化效率低的問題，提出了一種CVI爐尾氣處理裝置。針對(duì)CVI爐尾氣中富含固相、液相、可凝氣、不可凝氣、等多相復(fù)雜組份，其中有害的固相、液相、可凝氣密度較高的特征，利用渦旋運(yùn)動(dòng)的離心篩分作用將尾氣中的高密度有害雜質(zhì)拋向?qū)Я髡謨?nèi)的外圓區(qū)域，并最終將雜質(zhì)沉降于導(dǎo)流罩內(nèi)的底部而密度較低的潔凈氣體則富集與導(dǎo)流罩內(nèi)的中心抽氣口區(qū)域由抽氣管抽出。
[0011]目標(biāo)尾氣在本裝置內(nèi)部負(fù)壓的作用下經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入本裝置。進(jìn)入裝置的目標(biāo)氣體在高壓氣噴管噴入的超音速氣流的帶動(dòng)作用下流速迅速增加20?30倍。目標(biāo)氣體和超音速氣體形成的混合氣流在以一定角度導(dǎo)入導(dǎo)流罩后經(jīng)導(dǎo)流扇的作用運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)。這一過程中利用氣流螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用對(duì)目標(biāo)氣體進(jìn)行了篩分凈化。經(jīng)過初步篩分的目標(biāo)氣體富集于導(dǎo)流罩內(nèi)的外圓并不斷與器壁碰撞吸附實(shí)現(xiàn)吸附分離效果。由于氣體一次分離很難達(dá)到徹底分離的效果，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)氣體的多次循環(huán)分離，本發(fā)明中，利用分離錐與抽氣管之間形成的狹窄環(huán)形通道，加強(qiáng)裝置內(nèi)氣流螺旋運(yùn)動(dòng)，利用分離錐的帽檐型結(jié)構(gòu)將富含雜質(zhì)的氣體阻擋在帽檐以下做重復(fù)螺旋運(yùn)動(dòng)以便進(jìn)行多次重復(fù)分離從而達(dá)到提高分離凈化程度的效果。經(jīng)過多次分離富含雜質(zhì)的目標(biāo)氣體中的雜質(zhì)已基本附著在導(dǎo)流罩的內(nèi)表面及導(dǎo)流扇和分離錐的表面，分離后的潔凈氣體經(jīng)抽氣口被吸出排放。附著在導(dǎo)流罩的內(nèi)表面及導(dǎo)流扇和分離錐的表面上的雜質(zhì)可以在檢修時(shí)人工清理排除。
[0012]本發(fā)明是一種能夠長期連續(xù)運(yùn)行、凈化效率高的CVI爐尾氣處理裝置，具體表現(xiàn)在以下方面:
[0013]本發(fā)明充分利用螺旋運(yùn)動(dòng)的離心分離、螺旋增程和重力沉降原理實(shí)現(xiàn)了對(duì)尾氣的高效分離捕集。
[0014]所采用的導(dǎo)流罩內(nèi)分離錐以下的沉降區(qū)的設(shè)計(jì)提高了對(duì)尾氣中雜質(zhì)的捕集效果。
[0015]通過氣流螺旋運(yùn)動(dòng)增加了氣流在裝置內(nèi)流動(dòng)距離和時(shí)間，提升了分離效果。
[0016]通過分離錐減小了抽氣口尺寸，加快了抽氣口氣體流速及螺旋分離效果。
[0017]通過分離錐的帽檐隔離將篩分出的有害雜質(zhì)隔離在抽氣口外。
[0018]并利用氣體噴射器噴出的高速氣流帶動(dòng)尾氣做高速螺旋運(yùn)動(dòng)，提高了分離效果。
[0019]本發(fā)明采用無網(wǎng)眼過濾裝置，不堵塞，連續(xù)運(yùn)行效果好。并且無運(yùn)動(dòng)部件，裝置可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的等軸側(cè)剖視圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的剖視圖；
[0022]圖3是抽氣管的等軸側(cè)視圖；
[0023]圖4是導(dǎo)流扇的俯視圖；[0024]圖5是導(dǎo)流扇的正視圖；
[0025]圖6是分離錐的剖視圖；
[0026]圖7是底板的等軸側(cè)視圖；
[0027]圖8是運(yùn)行示意圖；
[0028]圖9是圖8的俯視圖。
[0029]圖中:
[0030]1.抽氣管；2.導(dǎo)流罩；3.導(dǎo)流扇；4.螺母；5.分離錐；6.底板；7.進(jìn)氣管；8.高壓氣噴管；9.限位臺(tái)；10.導(dǎo)流葉片；11.支桿；12.插座；13.錐體。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本實(shí)施例是針對(duì)現(xiàn)有尾氣處理裝置連續(xù)運(yùn)行性差、凈化效率低的問題，提出了一種CVI爐尾氣處理裝置。
[0032]本實(shí)施例包括抽氣管1、導(dǎo)流罩2、導(dǎo)流扇3、螺母4、分離錐5、底板6、進(jìn)氣管7、高壓氣噴管8。其中，抽氣管I的一端從導(dǎo)流罩2頂端中心插入該導(dǎo)流罩內(nèi)并通過法蘭固連，在所述抽氣管位于導(dǎo)流罩內(nèi)的底端外圓周表面安裝有導(dǎo)流扇3并通過螺母4鎖緊，在所述導(dǎo)流扇的圓周上焊接有多個(gè)導(dǎo)流葉片10，用于導(dǎo)引氣流方向。分離錐5位于所述抽氣管I下方，并且該分離錐的頂端距該抽氣管下端面之間的距離為5?20mm。所述分離錐通過支桿11插裝在導(dǎo)流罩的底板6上表面。所述導(dǎo)流罩的下端與底板6通過法蘭連接。抽氣管
1、導(dǎo)流罩2和分離錐5同軸。所述分離錐5的最大直徑:導(dǎo)流軸的最大內(nèi)徑=0.4?0.7:1 ;分離錐5的錐體底面直徑:錐體高度=3?8:1。本實(shí)施例中，所述分離錐的頂端距該抽氣管下端面之間的距離為8mm，所述分離錐5的最大直徑:導(dǎo)流軸的最大內(nèi)徑=0.6:1 ;分離錐5的錐體底面直徑:錐體高度=6:1。進(jìn)氣管7位于導(dǎo)流罩2外法蘭盤下的頸部處，并與導(dǎo)流罩2貫通。所述進(jìn)氣管7與導(dǎo)流罩2之間的位置使該進(jìn)氣管7 —側(cè)管壁與該導(dǎo)流罩2管壁的內(nèi)表面相切，所述進(jìn)氣管7的另一側(cè)管壁的延伸線與抽氣管I的管壁外表面相切。所述進(jìn)氣管上表面與導(dǎo)流罩2外表面之間的夾角為75?87度，即進(jìn)氣管長度方向的中心線與導(dǎo)流罩2的軸線之間的夾角為75?87度。所述高壓氣噴管8位于進(jìn)氣管7 —側(cè)表面臨近導(dǎo)流罩頸部處，一端與該進(jìn)氣管貫通，另一端與高壓氣源連通，通過該高壓氣噴管將高壓氣體導(dǎo)入導(dǎo)流罩內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)抽吸進(jìn)入導(dǎo)流罩內(nèi)的氣體的加速。
[0033]所述抽氣管I為回轉(zhuǎn)體，在該抽氣管上部的外表面有法蘭，在該抽氣管下部的外表面有徑向凸出的限位臺(tái)，用于限定導(dǎo)流扇的安裝位置，并且該抽氣管的下端面與導(dǎo)流罩中導(dǎo)流段的下端面平齊。
[0034]所述導(dǎo)流罩2為回轉(zhuǎn)體，該導(dǎo)流罩2包括罩體和法蘭。罩體的上端為該導(dǎo)流罩的頸部，下端為沉降筒，所述頸部與沉降筒均為等徑筒體，并且頸部:沉降筒=0.2?0.4:1。在所述頸部與沉降筒之間為導(dǎo)流段，該導(dǎo)流段的軸向高度為沉降筒內(nèi)徑的0.2?0.4倍；所述導(dǎo)流段為錐形。本實(shí)施例中，導(dǎo)流罩2的頸部:沉降筒=0.3:1，導(dǎo)流段的軸向高度為沉降筒內(nèi)徑的0.3倍。
[0035]導(dǎo)流扇3包括連接套和導(dǎo)流葉片。所述連接套的內(nèi)徑與抽氣管的外徑相同。導(dǎo)流葉片有3?20片，均布并焊接在連接套的外圓周表面。導(dǎo)流葉片為平面葉片，在連接套上的安裝角為5?20度。導(dǎo)流葉片葉尖端的端面與導(dǎo)流罩內(nèi)表面之間的距離為5?20mm。本實(shí)施例中，導(dǎo)流葉片有12片，蓋導(dǎo)流葉片的安裝角為10度，導(dǎo)流葉片葉尖端的端面與導(dǎo)流罩內(nèi)表面之間的距離為5mm。
[0036]所述進(jìn)氣管7的橫截面為方形。在該進(jìn)氣管臨近導(dǎo)流罩一端的管壁上有高壓噴管的安裝孔，在該進(jìn)氣管另一端的端面有法蘭。
[0037]分離錐5包括支桿11和錐體13。支桿11位于錐體13下表面中心，插入底板6上表面的套筒狀插座12中。
[0038]所述底板6為圓形板，在該底板上表面中心有凸出的套筒狀插座12 ;該底板的直徑與導(dǎo)流罩下端法蘭的外徑相同。
[0039]使用時(shí)，抽氣管2上部的管口與真空泵連接，進(jìn)氣管7與化學(xué)氣相沉積爐出氣口連接，高壓氣噴管8的進(jìn)口與高壓氮?dú)夤苓B接。通過進(jìn)氣管7將化學(xué)氣相沉積爐產(chǎn)生的富含固相、液相、可凝氣和不可凝氣多相復(fù)雜組份的尾氣導(dǎo)入導(dǎo)流罩2內(nèi)，同時(shí)通過高壓氣噴管8噴出的超音速氣流對(duì)所述導(dǎo)入的尾氣進(jìn)行加速，使加速后的尾氣在一個(gè)環(huán)形區(qū)域內(nèi)沿該環(huán)形區(qū)域的切線方向同向運(yùn)動(dòng)，所述的環(huán)形區(qū)域由導(dǎo)流罩內(nèi)壁和位于導(dǎo)流罩內(nèi)的抽氣管的外壁所形成。
[0040]所述加速后的尾氣在導(dǎo)流罩內(nèi)的旋轉(zhuǎn)中，不斷通過導(dǎo)流扇葉片的導(dǎo)向作用保持尾氣在環(huán)形區(qū)域的切線方向流動(dòng)，并持續(xù)產(chǎn)生離心力。利用該離心力將尾氣中的高密度有害雜質(zhì)分離出來并沉降至導(dǎo)流罩內(nèi)的底部，并通過分離錐錐表面與抽氣管之間所保持的間距，加快了抽氣口氣體流速及螺旋分離效果。尾氣經(jīng)過分離后，得到密度較低的潔凈氣體，該潔凈氣體通過抽氣管抽出。
【權(quán)利要求】
1.一種CVI爐尾氣處理裝置，其特征在于，包括抽氣管、導(dǎo)流罩、導(dǎo)流扇、螺母、分離錐、底板、進(jìn)氣管和高壓氣噴管；其中，抽氣管的一端從導(dǎo)流罩頂端中心插入該導(dǎo)流罩內(nèi)并固連，在所述抽氣管位于導(dǎo)流罩內(nèi)的底端外圓周表面安裝有導(dǎo)流扇，在所述導(dǎo)流扇的圓周上固定有多個(gè)導(dǎo)流葉片，用于導(dǎo)引氣流方向；分離錐位于所述抽氣管下方，并且該分離錐的頂端距該抽氣管下端面之間的距離為5?20mm ;所述分離錐通過支桿插裝在導(dǎo)流罩的底板上表面；所述導(dǎo)流罩的下端與底板通過法蘭連接；抽氣管、導(dǎo)流罩和分離錐同軸；所述分離錐的最大直徑:導(dǎo)流罩的最大內(nèi)徑=0.4?0.7:1 ;分離錐的錐體底面直徑:錐體高度=3?8:1 ;進(jìn)氣管位于導(dǎo)流罩外法蘭盤下的頸部處，并與導(dǎo)流罩貫通；所述進(jìn)氣管一側(cè)管壁與該導(dǎo)流罩管壁的內(nèi)表面相切，進(jìn)氣管的另一側(cè)管壁的延伸線與抽氣管的管壁外表面相切；所述進(jìn)氣管上表面與導(dǎo)流罩外表面之間的夾角為75?87度；所述高壓氣噴管位于進(jìn)氣管一側(cè)表面臨近導(dǎo)流罩頸部處，一端與該進(jìn)氣管貫通，另一端與高壓氣源連通。
2.如權(quán)利要求1所述CVI爐尾氣處理裝置，其特征在于，所述抽氣管上部的外表面有法蘭，在該抽氣管下部的外表面有徑向凸出的限位臺(tái)，用于限定導(dǎo)流扇的安裝位置，并且該抽氣管的下端面與導(dǎo)流罩中導(dǎo)流段的下端面平齊。
3.如權(quán)利要求1所述CVI爐尾氣處理裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流罩為回轉(zhuǎn)體，該導(dǎo)流罩包括罩體和法蘭；罩體的上端為該導(dǎo)流罩的頸部，下端為沉降筒，所述頸部與沉降筒均為等徑筒體，并且頸部:沉降筒=0.2?0.4:1 ;在所述頸部與沉降筒之間為導(dǎo)流段，該導(dǎo)流段的軸向高度為沉降筒內(nèi)徑的0.2?0.4倍；所述導(dǎo)流段為錐形。
4.如權(quán)利要求1所述CVI爐尾氣處理裝置，其特征在于，導(dǎo)流扇包括連接套和導(dǎo)流葉片；所述連接套的內(nèi)徑與抽氣管的外徑相同；導(dǎo)流葉片有3?20片，均布并焊接在連接套的外圓周表面；導(dǎo)流葉片為平面葉片，在連接套上的安裝角為5?20度；導(dǎo)流葉片葉尖端的端面與導(dǎo)流罩內(nèi)表面之間的距離為5?20mm。
【文檔編號(hào)】B01D45/16GK103949118SQ201410211473
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】盧杰, 劉海平, 崔鵬, 張曉偉, 朱繼泉, 張正參 申請(qǐng)人:西安航空制動(dòng)科技有限公司