[发明专利]一种CVI炉尾气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种C/C复合材料的CVI炉，具体是CVI炉中尾气处理装置。

背景技术

CVI法制备C/C复合材料过程中，含有大量焦油、炭黑、焦炭颗粒、碳纤维、可凝大分子等多相杂质与未完全反应的碳源气体需要通过CVI炉的真空抽排系统抽出炉外，这些杂质进入CVI炉的真空抽排系统会严重污染、堵塞管路、损坏其上的阀门、检控设备、真空泵等，严重影响CVI炉的持续可靠运行。

为了消除污染物对CVI炉的不利影响，北京百慕航材高科技股份有限公司在专利号为201120435175.7的实用新型专利中公开了《一种化学气相沉积尾气处理装置》，该装置利用两级冷却和三级过滤的方式来实现对CVI炉中有害杂质的处理，起到了一定的净化处理效果，但由于该装置中有丝网过滤罐和活性炭过滤罐，装置在运行一段时间后，丝网过滤罐和活性炭过滤罐十分容易堵塞，导致炉内气体无法顺利抽出，连续运行效果不够理想。

西安电炉研究所有限公司在申请号为201110356140.9的发明创造中公开了《一种气相CVI炉用三级过滤系统》，该装置采用冷凝板冷凝吸附加过滤袋、活性炭两级过滤的方式实现净化效果，由于装置中冷凝板冷凝吸附杂质后快速污染，冷凝效率急剧降低，另外过滤袋、活性炭过滤装置也容易堵塞，也影响了该过滤装置连续运行。

发明内容

为克服现有技术中存在的易堵塞、影响CVI炉连续运行的不足，本发明提出了一种CVI炉尾气处理装置。

本发明包括抽气管、导流罩、导流扇、螺母、分离锥、底板、进气管和高压气喷管。其中，抽气管的一端从导流罩顶端中心插入该导流罩内并固连，在所述抽气管位于导流罩内的底端外圆周表面安装有导流扇，在所述导流扇的圆周上固定有多个导流叶片，用于导引气流方向。分离锥位于所述抽气管下方，并且该分离锥的顶端距该抽气管下端面之间的距离为5～20mm。所述分离锥通过支杆插装在导流罩的底板上表面。所述导流罩的下端与底板通过法兰连接。抽气管、导流罩和分离锥同轴。所述分离锥的最大直径：导流轴的最大内径＝0.4～0.7：1；分离锥的锥体底面直径：锥体高度＝3～8：1。进气管位于导流罩外法兰盘下的颈部处，并与导流罩贯通。所述进气管一侧管壁与该导流罩管壁的内表面相切，进气管的另一侧管壁的延伸线与抽气管的管壁外表面相切。所述进气管上表面与导流罩外表面之间的夹角为75～87度。所述高压气喷管位于进气管一侧表面临近导流罩颈部处，一端与该进气管贯通，另一端与高压气源连通。

所述抽气管上部的外表面有法兰，在该抽气管下部的外表面有径向凸出的限位台，用于限定导流扇的安装位置，并且该抽气管的下端面与导流罩中导流段的下端面平齐。

所述导流罩为回转体，该导流罩包括罩体和法兰。罩体的上端为该导流罩的颈部，下端为沉降筒，所述颈部与沉降筒均为等径筒体，并且颈部：沉降筒＝0.2～0.4：1。在所述颈部与沉降筒之间为导流段，该导流段的轴向高度为沉降筒内径的0.2～0.4倍；所述导流段为锥形。

导流扇包括连接套和导流叶片。所述连接套的内径与抽气管的外径相同。导流叶片有3～20片，均布并焊接在连接套的外圆周表面。导流叶片为平面叶片，在连接套上的安装角为5～20度。导流叶片叶尖端的端面与导流罩内表面之间的距离为5～20mm。

本发明针对现有尾气处理装置连续运行性差、净化效率低的问题，提出了一种CVI炉尾气处理装置。针对CVI炉尾气中富含固相、液相、可凝气、不可凝气、等多相复杂组份，其中有害的固相、液相、可凝气密度较高的特征，利用涡旋运动的离心筛分作用将尾气中的高密度有害杂质抛向导流罩内的外圆区域，并最终将杂质沉降于导流罩内的底部而密度较低的洁净气体则富集与导流罩内的中心抽气口区域由抽气管抽出。