一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备的制作方法

1.本发明属于控制设备技术领域，具体的说是一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备。


背景技术：

2.碳化硅立式感应合成炉主要是应用中频感应加热方式以摩尔比配比的高纯碳粉和高纯硅粉、以及一定量的高纯添加剂均匀混合,装在高纯石墨坩埚内,并在洁净环境中,充入高纯氩气、氮气氫气和其他气体,以设定的步骤,逐步完成升温、保温、置换氬气、氮气、氢气或其他气氛气体，降温等过程,使碳粉和硅粉合成为高纯碳化硅原料的设备。
3.现有技术中碳化硅在生产时，需要向生长炉中充入保护气体，为了控制保护气的充注流量，通常需要在气管上设置流量控制装置，但针对不同的碳化硅生产时，由于充入的气量存在差异，只通过控制气管的开闭难以做到对气量精准的控制，且即使当气管关闭后，残留在气管中的一部分气体也会流入炉体内部，导致气量在充入时存在不稳定的情况，影响碳化硅的生产质量。
4.因此，本发明提供一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备，包括壳体；所述壳体侧壁上设置有弧形的连接套，位于壳体内部的连接套侧壁上开设有出气口，且位于壳体外端的连接套的侧壁上连接有进气管，所述连接套的内部设有弧形的封堵板，所述封堵板的内部设有圆柱状的转柱，所述转柱的两端分别与连接套端部转动相连，所述转柱的侧壁与封堵板的内壁相贴合，所述连接套端部安装有电机，所述电机的输出端通过转轴与转柱端部相连，所述转柱的侧壁上沿其径向开设有若干组导气槽；现有技术中碳化硅在生产时，需要向生长炉中充入保护气体，为了控制保护气的充注流量，通常需要在气管上设置流量控制装置，但针对不同的碳化硅生产时，由于充入的气量存在差异，只通过控制气管的开闭难以做到对气量精准的控制，且即使当气管关闭后，残留在气管中的一部分气体也会流入炉体内部，导致气量在充入时存在不稳定的情况，影响碳化硅的生产质量；本发明中的气体流量控制设备在工作时，电机能够通过控制转轴的转动角度，控制转柱顺时针转动，从而能够控制其侧壁的导气槽与进气管的连通面积，从而能够根据现场的充注需求，合理的控制气体的流量，同时通过设置设备的安装位置，使得壳体中的保护气达到充注要求时，通过电机带动转柱进行逆时针转动，直至转柱上的导气槽进气端与封堵板相贴合，并被其所封堵，从能实现快速与精准“断气”的效果，且残留在进气管中的气体也不会外流至壳体中，使得壳体中的保护气在充注时更准确，提高了后续炉体对碳化硅的加工质量。
7.优选的，所述封堵板与连接套转动相连，所述封堵板的外壁与连接套的内壁相贴
合，所述转柱侧壁上开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有压块，所述压块与滑槽内端之间连接有弹簧，所述连接套的外壁上安装有能够对压块进行吸引的电磁铁；当气流从导气槽中始终以同一角度喷射而出时，此时气流会在喷射的方向汇集，难以有效的扩散开来，此时通过设置封堵板的连接方式，并使得封堵板与连接套之间的摩擦阻力，大于转柱与连接套的摩擦阻力，从而使得气体的流量在调节时，能够通过电机的转动，带动转柱率先在封堵板中转动调节，当转柱调节完毕后，此时电磁铁工作并能对压块进行吸引，使得压块能够与封堵板紧密挤压，从而增大了转柱与封堵板之间的摩擦作用力，此时电机继续工作，并带动转轴以一定的角度往复转动，从而能够通过转柱与压块带动封堵板同步转动，使得转柱上导气槽的喷气方向能够上下摆动，从而能够有效的调节气体的喷射方向，使得气体能够更快速均匀的充满壳体内部，提高了气体流量控制设备的实用效果。
8.优选的，所述封堵板的内壁上开设有一组弧形均布的卡槽，所述卡槽的宽度由内向外逐渐增大，所述压块的形状与卡槽相匹配；当需要控制导气槽上的气流方向进行调节时，此时电磁铁工作时，能够将压块吸入卡槽内部并与之卡合，从而使得后续转柱转动时，能够带动封堵板稳定的转动，减少压块与封堵板之间的摩擦力不足，导致转柱与封堵板之间发生相对滑动，而难以同步运动的情况，同时通过设置卡槽与压块的形状，使得压块能够更轻松准确的与卡槽相配合。
9.优选的，所述连接套与电磁铁相对应的内壁处开设有滑腔，所述滑腔内部滑动连接有摩擦板，所述摩擦板靠近封堵板的一面设置成粗糙面，所述摩擦板与滑腔内端之间连接有弹性件，所述电磁铁工作时能够对摩擦板进行吸引；当对转柱的出气量进行调节时，此时摩擦板的粗糙面在弹性件的压力下紧贴封堵板侧壁，从而能够对封堵板起到夹持固定的效果，当对导气槽的喷气方向进行调节时，此时电磁铁工作，并能对摩擦板进行吸引，使得摩擦板向远离封堵板的一侧运动，从而不再对封堵板夹持固定，使得电机能够通过转柱带动封堵板更轻松稳定的运动。
10.优选的，所述摩擦板靠近封堵板的一面连接有若干个吸盘，所述弹性件设置成弹性伸缩套的形式，所述吸盘内端与弹性件之间通过软管相连通；摩擦板在弹性件的作用下，能够将吸盘压紧在封堵板侧壁上，从而能够吸附在封堵板上，并对封堵板起到更封堵的固定效果，当电磁铁对摩擦板进行吸引时，摩擦板会发生向弹性件一侧运动的趋势，并对弹性件挤压后，使之内部的气体通过软管流入吸盘中，从而使得吸盘的负压效果失效，使得吸盘从封堵板上脱离，从而便于封堵板后续的转动。
11.优选的，所述连接套的出气口顶端转动连接有挡片；当气体从导气槽中喷出时，气流能够对挡片进行冲击，使得挡片的自由端向上转动，从而使得出气口打开，并供气体顺利流出，当停止供气时，挡片在自身重力的作用下回落，并对出气口进行封堵，从而能够对出气口起到防护的效果，减少壳体中的杂质流入连接套内部，而影响连接套使用寿命的情况。
12.优选的，所述电磁铁设置在连接套的侧壁顶端，所述挡片的自由端连接有吸附片，所述电磁铁工作时能够对吸附片进行吸引；当电磁铁工作，电磁铁能够将向上摆动的吸附片进行吸引，使得出气口处于稳定与充分张开的状态，从而便于其内部气体向各个方向喷射。
13.优选的，所述卡槽内部分别连接有弹性的鼓囊，所述鼓囊的侧壁与转柱的侧壁过盈贴合；当转柱相对于封堵板进行转动，并对气体流量进行调节时，此时鼓囊能够填充在卡
槽中，并与转柱的侧壁相贴合，从而能够减少气体从转柱与封堵板的间隙中渗漏的情况，当电磁铁对压块进行吸引时，压块能够对鼓囊进行挤压，并与卡槽相卡合，从而能够使转柱带动封堵板有效的运动。
14.优选的，所述鼓囊靠近转柱的侧壁处设有金属片；由于压块设置成锥形状，此当电磁铁对压块进行吸引时，金属片能够对直接接触压块的挤压端，从而减少压块尖锐的端部将鼓囊刺破的情况，提高了鼓囊的使用寿命，同时金属片与转柱相对运动时的摩擦阻力较小，在防止转柱与封堵板之间发生漏气的同时，还能减少两者相对运动时的摩擦阻力。
15.优选的，相邻两鼓囊之间通过导管相连通；当压块在电磁铁的吸引下插入卡槽内部时，压块对其内部的鼓囊挤压后，能够使鼓囊中的气体通过导管压入相邻的鼓囊中，从而使得相邻的鼓囊充分鼓起后，对转柱与封堵板之间的间隙进行更充分的封堵，进一步减少转柱与封堵板之间漏气的情况。
16.本发明的有益效果如下：
17.1.本发明提供的一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备，能够通过控制转柱顺时针转动，控制其侧壁的导气槽与进气管的连通面积，从而能够根据现场的充注需求，合理的控制气体的流量，同时通过设置设备的安装位置，使得壳体中的保护气达到充注要求时，通过电机带动转柱进行逆时针转动，直至转柱上的导气槽进气端与封堵板相贴合，并被其所封堵，从能实现快速与精准“断气”的效果，且残留在进气管中的气体也不会外流至壳体中，使得壳体中的保护气在充注时更准确，提高了后续炉体对碳化硅的加工质量。
18.2.本发明提供的一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备，当转柱调节完毕后，此时电磁铁工作并能对压块进行吸引，使得压块能够与封堵板紧密挤压，从而增大了转柱与封堵板之间的摩擦作用力，此时电机继续工作，并带动转轴以一定的角度往复转动，从而能够通过转柱与压块带动封堵板同步转动，使得转柱上导气槽的喷气方向能够上下摆动，从而能够有效的调节气体的喷射方向，使得气体能够更快速均匀的充满壳体内部，提高了气体流量控制设备的实用效果。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.下面结合附图对本发明作进一步说明。
21.图1是本发明的立体示意图；
22.图2是本发明的局部结构示意图；
23.图3是图2中a处的放大图；
24.图4是本实施例二中卡槽处的结构示意图；
25.图中：壳体1、连接套2、出气口3、进气管4、封堵板5、转柱6、转轴7、导气槽8、压块9、电磁铁10、卡槽11、滑腔12、摩擦板13、弹性件14、吸盘15、软管16、挡片17、吸附片18、鼓囊19、金属片20、导管21。
具体实施方式
26.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.请参阅图1-图3所示，本发明实施例所述的一种碳化硅生产时保护气体流量控制设备，包括壳体1；所述壳体1侧壁上设置有弧形的连接套2，位于壳体1内部的连接套2侧壁上开设有出气口3，且位于壳体1外端的连接套2的侧壁上连接有进气管4，所述连接套2的内部设有弧形的封堵板5，所述封堵板5的内部设有圆柱状的转柱6，所述转柱6的两端分别与连接套2端部转动相连，所述转柱6的侧壁与封堵板5的内壁相贴合，所述连接套2端部安装有电机，所述电机的输出端通过转轴7与转柱6端部相连，所述转柱6的侧壁上沿其径向开设有若干组导气槽8；现有技术中碳化硅在生产时，需要向生长炉中充入保护气体，为了控制保护气的充注流量，通常需要在软管16上设置流量控制装置，但针对不同的碳化硅生产时，由于充入的气量存在差异，只通过控制软管16的开闭难以做到对气量精准的控制，且即使当软管16关闭后，残留在软管16中的一部分气体也会流入炉体内部，导致气量在充入时存在不稳定的情况，影响碳化硅的生产质量；本发明中的气体流量控制设备在工作时，电机能够通过控制转轴7的转动角度，控制转柱6顺时针转动，从而能够控制其侧壁的导气槽8与进气管4的连通面积，从而能够根据现场的充注需求，合理的控制气体的流量，同时通过设置设备的安装位置，使得壳体1中的保护气达到充注要求时，通过电机带动转柱6进行逆时针转动，直至转柱6上的导气槽8进气端与封堵板5相贴合，并被其所封堵，从能实现快速与精准“断气”的效果，且残留在进气管4中的气体也不会外流至壳体1中，使得壳体1中的保护气在充注时更准确，提高了后续炉体对碳化硅的加工质量。
29.所述封堵板5与连接套2转动相连，所述封堵板5的外壁与连接套2的内壁相贴合，所述转柱6侧壁上开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有压块9，所述压块9与滑槽内端之间连接有弹簧，所述连接套2的外壁上安装有能够对压块9进行吸引的电磁铁10；当气流从导气槽8中始终以同一角度喷射而出时，此时气流会在喷射的方向汇集，难以有效的扩散开来，此时通过设置封堵板5的连接方式，并使得封堵板5与连接套2之间的摩擦阻力，大于转柱6与连接套2的摩擦阻力，从而使得气体的流量在调节时，能够通过电机的转动，带动转柱6率先在封堵板5中转动调节，当转柱6调节完毕后，此时电磁铁10工作并能对压块9进行吸引，使得压块9能够与封堵板5紧密挤压，从而增大了转柱6与封堵板5之间的摩擦作用力，此时电机继续工作，并带动转轴7以一定的角度往复转动，从而能够通过转柱6与压块9带动封堵板5同步转动，使得转柱6上导气槽8的喷气方向能够上下摆动，从而能够有效的调节气体的喷射方向，使得气体能够更快速均匀的充满壳体1内部，提高了气体流量控制设备的实用效果。
30.所述封堵板5的内壁上开设有一组弧形均布的卡槽11，所述卡槽11的宽度由内向外逐渐增大，所述压块9的形状与卡槽11相匹配；当需要控制导气槽8上的气流方向进行调节时，此时电磁铁10工作时，能够将压块9吸入卡槽11内部并与之卡合，从而使得后续转柱6转动时，能够带动封堵板5稳定的转动，减少压块9与封堵板5之间的摩擦力不足，导致转柱6
与封堵板5之间发生相对滑动，而难以同步运动的情况，同时通过设置卡槽11与压块9的形状，使得压块9能够更轻松准确的与卡槽11相配合。
31.所述连接套2与电磁铁10相对应的内壁处开设有滑腔12，所述滑腔12内部滑动连接有摩擦板13，所述摩擦板13靠近封堵板5的一面设置成粗糙面，所述摩擦板13与滑腔12内端之间连接有弹性件14，所述电磁铁10工作时能够对摩擦板13进行吸引；当对转柱6的出气量进行调节时，此时摩擦板13的粗糙面在弹性件14的压力下紧贴封堵板5侧壁，从而能够对封堵板5起到夹持固定的效果，当对导气槽8的喷气方向进行调节时，此时电磁铁10工作，并能对摩擦板13进行吸引，使得摩擦板13向远离封堵板5的一侧运动，从而不再对封堵板5夹持固定，使得电机能够通过转柱6带动封堵板5更轻松稳定的运动。
32.所述摩擦板13靠近封堵板5的一面连接有若干个吸盘15，所述弹性件14设置成弹性伸缩套的形式，所述吸盘15内端与弹性件14之间通过软管16相连通；摩擦板13在弹性件14的作用下，能够将吸盘15压紧在封堵板5侧壁上，从而能够吸附在封堵板5上，并对封堵板5起到更封堵的固定效果，当电磁铁10对摩擦板13进行吸引时，摩擦板13会发生向弹性件14一侧运动的趋势，并对弹性件14挤压后，使之内部的气体通过软管16流入吸盘15中，从而使得吸盘15的负压效果失效，使得吸盘15从封堵板5上脱离，从而便于封堵板5后续的转动。
33.所述连接套2的出气口3顶端转动连接有挡片17；当气体从导气槽8中喷出时，气流能够对挡片17进行冲击，使得挡片17的自由端向上转动，从而使得出气口3打开，并供气体顺利流出，当停止供气时，挡片17在自身重力的作用下回落，并对出气口3进行封堵，从而能够对出气口3起到防护的效果，减少壳体1中的杂质流入连接套2内部，而影响连接套2使用寿命的情况。
34.所述电磁铁10设置在连接套2的侧壁顶端，所述挡片17的自由端连接有吸附片18，所述电磁铁10工作时能够对吸附片18进行吸引；当电磁铁10工作，电磁铁10能够将向上摆动的吸附片18进行吸引，使得出气口3处于稳定与充分张开的状态，从而便于其内部气体向各个方向喷射。
35.实施例二：
36.如图4所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述卡槽11内部分别连接有弹性的鼓囊19，所述鼓囊19的侧壁与转柱6的侧壁过盈贴合；当转柱6相对于封堵板5进行转动，并对气体流量进行调节时，此时鼓囊19能够填充在卡槽11中，并与转柱6的侧壁相贴合，从而能够减少气体从转柱6与封堵板5的间隙中渗漏的情况，当电磁铁10对压块9进行吸引时，压块9能够对鼓囊19进行挤压，并与卡槽11相卡合，从而能够使转柱6带动封堵板5有效的运动。
37.所述鼓囊19靠近转柱6的侧壁处设有金属片20；由于压块9设置成锥形状，此当电磁铁10对压块9进行吸引时，金属片20能够对直接接触压块9的挤压端，从而减少压块9尖锐的端部将鼓囊19刺破的情况，提高了鼓囊19的使用寿命，同时金属片20与转柱6相对运动时的摩擦阻力较小，在防止转柱6与封堵板5之间发生漏气的同时，还能减少两者相对运动时的摩擦阻力。
38.相邻两鼓囊19之间通过导管21相连通；当压块9在电磁铁10的吸引下插入卡槽11内部时，压块9对其内部的鼓囊19挤压后，能够使鼓囊19中的气体通过导管21压入相邻的鼓囊19中，从而使得相邻的鼓囊19充分鼓起后，对转柱6与封堵板5之间的间隙进行更充分的
封堵，进一步减少转柱6与封堵板5之间漏气的情况。
39.工作原理：本发明中的气体流量控制设备在工作时，电机能够通过控制转轴7的转动角度，控制转柱6顺时针转动，从而能够控制其侧壁的导气槽8与进气管4的连通面积，从而能够根据现场的充注需求，合理的控制气体的流量，同时通过设置设备的安装位置，使得壳体1中的保护气达到充注要求时，通过电机带动转柱6进行逆时针转动，直至转柱6上的导气槽8进气端与封堵板5相贴合，并被其所封堵，从能实现快速与精准“断气”的效果，且残留在进气管4中的气体也不会外流至壳体1中，使得壳体1中的保护气在充注时更准确，提高了后续炉体对碳化硅的加工质量；当气流从导气槽8中始终以同一角度喷射而出时，此时气流会在喷射的方向汇集，难以有效的扩散开来，此时通过设置封堵板5的连接方式，并使得封堵板5与连接套2之间的摩擦阻力，大于转柱6与连接套2的摩擦阻力，从而使得气体的流量在调节时，能够通过电机的转动，带动转柱6率先在封堵板5中转动调节，当转柱6调节完毕后，此时电磁铁10工作并能对压块9进行吸引，使得压块9能够与封堵板5紧密挤压，从而增大了转柱6与封堵板5之间的摩擦作用力，此时电机继续工作，并带动转轴7以一定的角度往复转动，从而能够通过转柱6与压块9带动封堵板5同步转动，使得转柱6上导气槽8的喷气方向能够上下摆动，从而能够有效的调节气体的喷射方向，使得气体能够更快速均匀的充满壳体1内部，提高了气体流量控制设备的实用效果；当需要控制导气槽8上的气流方向进行调节时，此时电磁铁10工作时，能够将压块9吸入卡槽11内部并与之卡合，从而使得后续转柱6转动时，能够带动封堵板5稳定的转动，减少压块9与封堵板5之间的摩擦力不足，导致转柱6与封堵板5之间发生相对滑动，而难以同步运动的情况，同时通过设置卡槽11与压块9的形状，使得压块9能够更轻松准确的与卡槽11相配合；当对转柱6的出气量进行调节时，此时摩擦板13的粗糙面在弹性件14的压力下紧贴封堵板5侧壁，从而能够对封堵板5起到夹持固定的效果，当对导气槽8的喷气方向进行调节时，此时电磁铁10工作，并能对摩擦板13进行吸引，使得摩擦板13向远离封堵板5的一侧运动，从而不再对封堵板5夹持固定，使得电机能够通过转柱6带动封堵板5更轻松稳定的运动；摩擦板13在弹性件14的作用下，能够将吸盘15压紧在封堵板5侧壁上，从而能够吸附在封堵板5上，并对封堵板5起到更封堵的固定效果，当电磁铁10对摩擦板13进行吸引时，摩擦板13会发生向弹性件14一侧运动的趋势，并对弹性件14挤压后，使之内部的气体通过软管16流入吸盘15中，从而使得吸盘15的负压效果失效，使得吸盘15从封堵板5上脱离，从而便于封堵板5后续的转动；当气体从导气槽8中喷出时，气流能够对挡片17进行冲击，使得挡片17的自由端向上转动，从而使得出气口3打开，并供气体顺利流出，当停止供气时，挡片17在自身重力的作用下回落，并对出气口3进行封堵，从而能够对出气口3起到防护的效果，减少壳体1中的杂质流入连接套2内部，而影响连接套2使用寿命的情况；当电磁铁10工作，电磁铁10能够将向上摆动的吸附片18进行吸引，使得出气口3处于稳定与充分张开的状态，从而便于其内部气体向各个方向喷射；当转柱6相对于封堵板5进行转动，并对气体流量进行调节时，此时鼓囊19能够填充在卡槽11中，并与转柱6的侧壁相贴合，从而能够减少气体从转柱6与封堵板5的间隙中渗漏的情况，当电磁铁10对压块9进行吸引时，压块9能够对鼓囊19进行挤压，并与卡槽11相卡合，从而能够使转柱6带动封堵板5有效的运动；由于压块9设置成锥形状，此当电磁铁10对压块9进行吸引时，金属片20能够对直接接触压块9的挤压端，从而减少压块9尖锐的端部将鼓囊19刺破的情况，提高了鼓囊19的使用寿命，同时金属片20与转柱6相对运动时的摩擦阻力较小，在防止
转柱6与封堵板5之间发生漏气的同时，还能减少两者相对运动时的摩擦阻力；当压块9在电磁铁10的吸引下插入卡槽11内部时，压块9对其内部的鼓囊19挤压后，能够使鼓囊19中的气体通过导管21压入相邻的鼓囊19中，从而使得相邻的鼓囊19充分鼓起后，对转柱6与封堵板5之间的间隙进行更充分的封堵，进一步减少转柱6与封堵板5之间漏气的情况。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。