一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，包括炉内罐，炉内罐的外壁和底部包围有一层炉衬，炉内罐的相对两侧分别设有加热器，且加热器被包围在炉衬内，炉内罐的顶部分别设有内室压力传感器和抽真空管道，抽真空管道的一端连接在炉内罐的顶部，抽真空管道的另一端连在炉衬的侧壁上，且抽真空管道上设有内外室连通系统，炉内罐的底部设有内室送气系统，炉内罐的底部一侧设有外室送气系统。解决了目前双室化学气相沉积炉存在的内外室之间密封不严、内室污染气体逸入外室中，影响加热器与路晨保温材料，造成能耗损失的问题。

A Pressure Control System for the Inner and Outer Chambers of Double Chamber Chemical Vapor Deposition Furnace

【技术实现步骤摘要】
一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统
本技术属于真空热处理炭材料
，涉及一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统。
技术介绍
双室化学气相沉积炉的双室由加热室(简称外室)与沉积室(简称内室)组成。化学气相沉积工艺过程中，内室中通大量的有机气体(丙烯、丙烷或天然气)，这有机物热解和气化会产生的大分子芳香族碳氢有机污染物,含有焦油、炭墨灰尘和其它一些杂质。双室化学气相沉积炉由于炉内罐为石墨或C/C材料，受材料密度、尺寸的限制，内外室之间密封做不到完全隔绝，内室不断的充反应气，而外室不充气，所以内室的气压就有可能大于外室的压力，这样部分的污染气体就会逸入外室中，污染了加热器与炉衬保温材料，造成加热器烧损或短路，炉衬保温材料的保温性能急剧下降，整个炉子的热场会发生很大的变化，炉温均匀性变差，造成很大的能耗损失，影响工艺的正常进行，甚至导致加热器与炉衬报废。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，解决了目前双室化学气相沉积炉存在的内外室之间密封不严、内室污染气体逸入外室中，影响加热器与路晨保温材料，造成能耗损失的问题。本技术所采用的技术方案是，一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，包括炉内罐，炉内罐的外壁和底部包围有一层炉衬，炉内罐的相对两侧分别设有加热器，且加热器被包围在炉衬内，炉内罐的顶部分别设有内室压力传感器和抽真空管道，抽真空管道的一端连接在炉内罐的顶部，抽真空管道的另一端连在炉衬的侧壁上，且抽真空管道上设有内外室连通系统，炉内罐的底部设有内室送气系统，炉内罐的底部一侧设有外室送气系统。本技术的特点还在于，内外室连通系统包括依次设置在抽真空管道上的压力传感器和气动挡板阀，且压力传感器靠近炉衬设置，压力传感器和气动挡板阀之间设有单向阀。外室送气系统包括送气管道，送气管道上依次设有质量流量控制器、针阀和压力表，压力表靠近炉衬设置。本技术的有益效果是，本技术在内外室之间设置双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，实现了内外室之间的压差平衡，保证外室压力始终大于内室压力，避免了内室的污染气体逸入外室中，与未装此系统之前比较，可使加热器与炉衬使用寿命延长10倍以上，节能降耗约30-50％，大大降低了设备维护成本，提高了工艺参数的控制精度。附图说明图1是本技术一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统的结构示意图；图2是本技术一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统中内外室连通系统的结构示意图。图中，1.加热器，2.炉衬，3.炉内罐，4.抽真空管道，5.内室压力传感器，6.真空泵组，7.气动挡板阀，8.单向阀，9.外室压力传感器，10.质量流量控制器，11.针阀，12.压力表，13.内室送气系统，14.送气管道。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，如图1所示，包括炉内罐3，炉内罐3的外壁和底部包围有一层炉衬2，炉内罐3的相对两侧分别设有加热器1，且加热器1被包围在炉衬2内，炉内罐3的顶部分别设有内室压力传感器5和抽真空管道4，抽真空管道4的一端连接在炉内罐3的顶部，抽真空管道4的另一端连在炉衬2的侧壁上，且抽真空管道4上设有内外室连通系统，炉内罐3的底部设有内室送气系统13，炉内罐3的底部一侧设有外室送气系统。如图2所示，内外室连通系统包括依次设置在抽真空管道4上的压力传感器9和气动挡板阀7，且压力传感器9靠近炉衬2设置，压力传感器9和气动挡板阀7之间设有单向阀8。抽真空管道4的一端连接在炉内罐3的顶部，抽真空管道4的另一端穿过炉衬2，并与炉衬2和炉内罐3之间的空间连通。外室送气系统包括送气管道14，送气管道14上依次设有质量流量控制器10、针阀11和压力表12，压力表12靠近炉衬2设置。送气管道14的一端接通气源，送气管道14的另一端穿过炉衬2，并与炉衬2和炉内罐3之间的空间连通。单向阀8的开启压力为100Pa。本技术一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统的工作原理为，使用时，需要内外室同时抽真空时，打开气动挡板阀7，真空泵组6直接对内外室抽真空(真空泵组6与抽真空管道4连接)，直到达到工艺要求；进入沉积工艺后，通过混气装置向内室送反应气，送气量由小到大逐渐增加到额定流量；送反应气体前10分钟开始向炉外室送氮气(N2)，流量按2-3m3/h,半小时后流量调整为1m3/h，通过压力变送器的显示内外室压力，当内室压力高于外室压力时，系统报警。当外室压力高于内室压力100Pa后，单向阀8打开，外室气体会自动进入内室，被真空系统抽走。保持外室压力始终大于内室压力约50Pa左右，直至出炉前。实施例本实施例是在双室真空电阻化学气相沉积炉真空系统中使用本过滤器的实际情况，炉罐内工作气氛：天然气及相应反应产物、氮气、炭毡挥发物，天然气流量为0～20m3/h，氮气流量为0～8m3/h，工作温度1100℃，炉膛压力2000-4000Pa。电炉生产中炉内室所产生的尾气经过抽真空管道4与真空泵组6相连。炉外室气体经外室压力传感器9、气动挡板阀7、单向阀8后与炉内罐3相连。厂用氮气源经送气管道14、质量流量控制器10、针阀11、压力表12后与炉壳连接，将气送入炉外室(炉外室为炉内罐3和炉衬2之间的空间)。内外室各设一台0-10KPa的压力传感器(安装位置可调整)，用于显示内外室的压力，此信号接入PLC控制系统中，当内室压力高于外室压力时，系统报警。当外室压力高于内室压力100Pa后，压力平衡阀打开，外室气体会自动进入内室，被真空系统抽走。使用时，打开气动挡板阀7，真空泵组6直接对内外室抽真空，直到达到工艺要求1000Pa；进入沉积工艺后，通过混气装置向内室送反应气，送气量由小到大逐渐增加到额定流量20m3/h；送反应气体前10分钟开始向炉外室送氮气(N2)，流量按3m3/h,半小时后流量调整为1m3/h，此时内室压力变送器的显示压力为3000Pa，外室压力变送器的显示压力为3050Pa，保持外室压力始终大于内室压力，确保内室污染气体不会逸入外室，直至出炉前。本实施示例使用后，与未装此系统的沉积炉比较，可使加热器与炉衬使用寿命延长10倍以上，节能降耗约30-50％，大大降低了设备维护成本，提高了工艺参数的控制精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，其特征在于：包括炉内罐(3)，炉内罐(3)的外壁和底部包围有一层炉衬(2)，炉内罐(3)的相对两侧分别设有加热器(1)，且加热器(1)被包围在炉衬(2)内，炉内罐(3)的顶部分别设有内室压力传感器(5)和抽真空管道(4)，抽真空管道(4)的一端连接在炉内罐(3)的顶部，抽真空管道(4)的另一端连在炉衬(2)的侧壁上，且抽真空管道(4)上设有内外室连通系统，炉内罐(3)的底部设有内室送气系统(13)，炉内罐(3)的底部一侧设有外室送气系统。

【技术特征摘要】
1.一种双室化学气相沉积炉内外室压力控制系统，其特征在于：包括炉内罐(3)，炉内罐(3)的外壁和底部包围有一层炉衬(2)，炉内罐(3)的相对两侧分别设有加热器(1)，且加热器(1)被包围在炉衬(2)内，炉内罐(3)的顶部分别设有内室压力传感器(5)和抽真空管道(4)，抽真空管道(4)的一端连接在炉内罐(3)的顶部，抽真空管道(4)的另一端连在炉衬(2)的侧壁上，且抽真空管道(4)上设有内外室连通系统，炉内罐(3)的底部设有内室送气系统(13)，炉内罐(3)的底部一侧设有外室送气系统。...

【专利技术属性】
技术研发人员：关刚刚，李少华，周晓康，
申请(专利权)人：西安西炉特种电炉有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61