Спосіб хімічної інфільтрації в паровій фазі для ущільнення пористих волокнистих заготовок, розташованих кільцеподібно штабелями

1 Спосіб хімічної інфільтрації в паровій фазі для ущільнення пористих волокнистих заготовок матеріалом всередині останніх, який включає завантаження ущільнюваних волокнистих заготовок всередину реакційної камери печі інфільтрації, розташування волокнистих заготовок принаймні кільцеподібно або штабелями з внутрішнім проходом, який видовжено в напрямку реакційної камери і який розгалужує внутрішній канал з проміжками, залишеними між волокнистими заготовками, впуск поблизу першого повздовжнього краю реакційної камери газової фази, що містить принаймні одну первинну сполуку внесеного матеріалу, і видалення залишкових газів крізь вихід, розташований поблизу повздовжнього краю реакційної камери, протилежного першому, який відрізняється тим, що газова фаза вводиться в реакційну камеру крізь канал до одного з двох об'ємів, утворених внутрішньою та зовнішньою частиною штабеля або штабелів волокнистих заготовок на його краї, найближчому до першого повздовжнього краю реакційної камери, а об'єм, у котрому газова фаза має канал, зачинено на його краї, що найбільш віддалено від першого повздовжнього краю реакційної камери таким чином, що циркуляція газової фази між впуском у реакційну камеру та видаленням з реакційної камери здійснюється з внутрішньої частини до зовнішньої частини штабеля або кожного зі штабелів або навпаки - газова фаза минає проміжки між волокнистими заготовками і просочується всередину останніх 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що газову фазу, що надходить у реакційну камеру, по передньо нагрівають, пропускаючи крізь зону попереднього нагріву, розташовану на першому краї реакційної камери, і що ВІДВІД газової фази до внутрішньої або зовнішньої частини штабеля або кожного з штабелів здійснюють на виході із зони попереднього нагріву 3 Спосіб по будь-якому з пп 1-2, який відрізняється тим, що ВІДВІД газової фази, що надходить, здійснюють у напрямку меншого з двох об'ємів, створених внутрішньою або зовнішньою частиною штабеля, або штабелів волокнистих заготовок 4 Спосіб по будь-якому з пп 1-3, який відрізняється тим, що всередині штабеля або кожного зі штабелів розташовують компенсаційний елемент, який має переріз що збільшується в напрямку витікання газової фази, для компенсації бокових втрат крізь волокнисті заготовки і між останніми за рахунок скорочення пропускного перерізу всередині штабеля і для підтримки постійної швидкості витікання газової фази в повздовжньому напрямку всередині штабеля 5 Спосіб по будь-якому з пп 1-4, який відрізняється тим, що для ущільнення волокнистих заготовок, що мають форму, створену фігурою обертання, з центральним отвором, їх розташовують принаймні штабелями, який розгалужує внутрішній об'єм, створений центральними отворами волокнистих заготовок 6 Спосіб по п 5, який відрізняється тим, що для ущільнення кільцеподібних волокнистих заготовок для гальмових дисків між волокнистими заготовками штабеля або кожного з штабелів встановлюють проміжки, ширина яких принаймні 5 мм 7 Спосіб по будь-якому з пп 5-6, який відрізняється тим, що для ущільнення кільцеподібних волокнистих заготовок для гальмових дисків волокнисті заготовки завантажують у реакційну камеру кількома паралельними штабелями 8 Спосіб по п 7, який відрізняється тим, що газову фазу, що надходить у реакційну камеру, відводять до внутрішнього об'єму штабелів волокнистих заготовок 9 Спосіб по п 5, який відрізняється тим, що для ущільнення волокнистих заготовок патрубків двигунів, що розходяться, газову фазу, що надходить у реакційну камеру, відводять до об'єму назовні волокнистих заготовок О о со З 44309 10 Спосіб по будь-якому з пп 5, 9, який відрізнянисті заготовки розташовано одна вище за одну ється тим, що для ущільнення волокнистих заготаким чином, що одна волокниста заготовка часттовок патрубків двигунів, що розходяться, волокково введена всередину іншої Винахід стосується способу хімічної інфільтрації в паровій фазі для ущільнення пористих волокнистих заготовок, розташованих кільцеподібне штабелями, тобто волокнистих заготовок, розміщених по колу з центральним проходом по колу або отвором, які розташовані принаймні у вигляді штабелю, який обмежує внутрішній прохід, створений центральними отворами волокнистих заготовок, або волокнистих заготовок, що мають необов'язково кільцеподібну форму, але розташованих так, щоб створювати штабель з внутрішнім проходом, обмеженим штабельованими волокнистими заготовками Галузь застосування згідно з винаходом є, зокрема, виготовлення деталей з композиційних матеріалів, що містять волокнисту заготовку, пористу, ущільнену матрицею Для виготовлення деталей з композиційного матеріалу, зокрема деталей з термоструктурного композиційного матеріалу, створених з вогнестійкої волокнистої заготовки (наприклад, вуглецеві або керамічні волокна), ущільненої вогнестійкою матрицею (наприклад, вуглець або кераміка), звичайно застосовують способи хімічної інфільтрації в паровій фазі Прикладами таких деталей є патрубки ходових двигунів з композиту вуглець-вуглець (С-С) або гальмові диски, зокрема гальмові диски в лггаках, з композиту (С-С) Ущільнення пористих волокнистих заготовок ХІМІЧНОЮ інфільтрацією в паровій фазі полягає в розташуванні волокнистих заготовок у реакційній камері установки інфільтрації за допомогою пересувного набору інструментів і в дм в цій камері газової фази, один або декілька компонентів якої являють собою первинні сполуки матеріалу, внесеного всередину волокнистих заготовок для гарантованого їх ущільнення Умови інфільтрації, особливо склад та витрати газової фази, а також температуру і тиск у камері вибирають для забезпечення можливості дифузії газової фази в межах досягаємої внутрішньої пористості волокнистих заготовок з метою реакції бажаного внесеного матеріалу розкладенням компонента газової фази або реакції між кількома компонентами цієї газової фази Умови хімічної інфільтрації в паровій фазі піролггичного вуглецю або піровуглецю вже давно ВІДОМІ спеціалісту Первинною сполукою вуглецю є алкан, алкил або алкен, звичайно пропан, метан або їх суміш Інфільтрацію здійснюють при температурі близько 1000°С при тиску, наприклад, близько 1кРа Умови хімічної інфільтрації в паровій фазі інших матеріалів, окрім вуглецю, особливо керамічних матеріалів, також добре ВІДОМІ Можна послатися, зокрема, на патент Франції А-2 401 В промисловій установці хімічної інфільтрації в паровій фазі звичайно завантажують реакційну ка меру кількома волокнистими заготовками для одночасного ущільнення, використовуючи набір інструментів, що містить, зокрема, тарілки та розпірки Якщо волокнисті заготовки кільцеподібні, то вони можуть бути розташовані штабелями в повздовжньому напрямку до реакційної камери Газова фаза, що містить одну або декілька первинних сполук матеріалу, розміщеного всередині волокнистих заготовок, надходить з повздовжнього краю реакційної камери, тоді як залишкові гази виводять на протилежному краї, звідки їх видаляють за допомогою відкачування Звичайно передбачені засоби для попереднього нагріву газової фази перед тим, як вона досягає волокнистих заготовок для ущільнення, наприклад у формі перфорованих тарілок попереднього нагріву, через які проходить газова фаза, що надходить у реакційну камеру Реальною трудністю, котра трапляється у відомих способах хімічної інфільтрації в паровій фазі, є гарантія стійкої мікроструктури матеріалу, внесеного всередину волокнистих заготовок В особливому випадку для деталей з композиційного матеріалу необхідно у ВІДПОВІДНОСТІ з властивостями, притаманними цим деталям, щоб мікроструктура матриці була постійною і відповідала цим вимогам Таким чином, у прикладі інфільтрації піролггичного вуглецю або піровуглецю навіть мінімальні зміни умов інфільтрації можуть призвести до модифікації мікроструктури піровуглецю Отже, піровуглеці ламінарного рівного, ламінарного нерівного та ізотопного типів мають дуже ВІДМІННІ властивості Якщо намагаються одержати, наприклад, графггизовану піровуглецеву матрицю термообробкою, то має бути одержана переважно мікроструктура ламінарного нерівного типу Насправді, всупереч піклуванню про контроль умов інфільтрації, були надбані модифікації мікроструктури піровуглецю, внесеного всередину волокнистих заготовок, особливо найбільш віддалених від місця надходження газової фази в реакційну камеру Ці порушення мікроструктури можуть призвести до створення сажі та небажаних деревоподібних наростів у реакційній камері Для вирішення цієї проблеми намагалися значно збільшити витрати газової фази, що надходить у реакційну камеру так, аби газова фаза знаходилася в цілому напроти різних завантажених волокнистих заготовок Але в цьому випадку необхідно передбачати потужніший і, як наслідок, дорожчий пристрій для відкачування, а витрати газової фази є вагоміші Крім того, ефективність попереднього нагріву зменшується, якщо газова фаза проходить швидше крізь тарілки попереднього нагріву Для доведення газової фази до потрібної температури пізніше при и першому контакті з волокнистою заготовкою для ущільнення необхідно збільшити число тарілок попереднього нагріву, але це призводить до зменшення корисного об'єму реакційної 44309 тів), тобто до повного об'єму так званих вільних камери, і, як наслідок, виходу установки в цілому проміжків, таким чином, уся КІЛЬКІСТЬ газу витікає Предметом винаходу є створення способу, значно швидше В промисловій установці інфільтякий дозволяє уникнути вищезгаданих недоліків, рації в паровій фазі піровуглецю спосіб згідно з витобто способу хімічної інфільтрації в паровій фазі, находом дає змогу легко обмежувати час перебуякий дозволяє гарантувати ПОСТІЙНІСТЬ мікроструквання величиною, що дорівнює максимально 1сек тури всередині ущільнюємих волокнистих заготоЗниження часу перебування дозволяє уникнути вок без збільшення витрат газової фази або обмеперезрівання та погіршення газової фази, яке моження об'єму завантаження, що економічно не виже призвести до зміни мікроструктури внесеного гідно матеріалу Ця мета досягається завдяки способу хімічної інфільтрації в паровій фазі для ущільнення порисКрім того, оскільки запропоновано можливість тих волокнистих заготовок матеріалом, внесеним значного скорочення часу перебування при однавсередину останніх, який полягає у завантаженні кових витратах, є можливість при вимірах, коли ущільнюємих волокнистих заготовок у реакційну отримані результати є досить задовільними, менш камеру печі інфільтрації, розташування волокнисскорочувати час перебування і навіть не змінюватих заготовок принаймні кільцеподібно або полим ти його, витрати газової фази в цьому разі будуть штабелем, який розташовано у повздовжньому назменшені Зменшення витрати приводить до екопрямку реакційної камери, розмежовуючи внутріноми газової фази Воно також дозволяє знизити шній канал з проміжками, заданими волокнистими габарити засобів попереднього нагріву, отже збільзаготовками, впуск біля першого краю реакційної шити корисний об'єм печі і застосовувати менші камери газової фази, що містить, принаймні, одну засоби відкачування первинну сполуку внесеного матеріалу, а також Для оптимізацм скорочення часу перебування виведення залишкових газів через вихід, розташота/або витрат газової фази бажано відведення гаваний поблизу протилежного першому краю реакзової фази, що надходить, здійснювати до меншоційної камери го з двох об'ємів, створених внутрішньою та зовнішньою частинами штабельованого або штабельоСпосіб, згідно винаходу, відрізняється тим, що ваних волокнистих заготовок газову фазу через канал вводять у реакційну камеру в один з двох и об'ємів, створених внутрішньою Додаткова перевага способу полягає в тому, та зовнішньою частинами штабелю або штабелів що, примушуючи газову фазу циркулювати з внутволокнистих заготовок на його ДІЛЯНЦІ, найближчій рішньої частини до зовнішньої частини штабелю до першого краю реакційної камери, об'єм у якім чи кожного з штабелів волокнистих заготовок або газова фаза має канал, закритий на його краї, що навпаки, гарантують постійне поновлення газової найбільш віддалений від першого краю реакційної фази, котра омиває поверхні волокнистих заготокамери так, що циркуляція газової фази між впусвок і на основі яких проходить дифузія всередину ком у реакційну камеру і виведенням з реакційної волокнистих заготовок Коли газова фаза поступає камери ведеться з внутрішньої частини до зовнішодночасно в об'єми, створені внутрішньою та зовньої частини штабелю чи кожного штабелю або нішньою частинами штабелю чи штабелів волокнавпаки, газова фаза проходить крізь проміжки між нистих заготовок з одного їх боку, і ці об'єми не заволокнистими заготовками і просочується всерекриті з іншого боку, відбувається витікання перевадину останніх жно в повздовжньому напрямку Постійне оновлення газової фази не може бути гарантовано в Корисно, коли газову фазу подають у реакційцьому випадку в проміжках між волокнистими загону камеру після попереднього нагріву пропуском товками, якщо тільки передбачені доволі широкі крізь зону попереднього нагріву, розташовану в проміжки Отже, непроточність газової фази в пропершім краї реакційної камери, ВІДВІД газової фази міжках між волокнистими заготовками потребує біу внутрішній або ЗОВНІШНІЙ об'єм кожного штабелю льше часу перебування, а отже, пошкодження мікздійснюють на виході з зони попереднього нагріву роструктури внесеного матеріалу І, якщо волокниЦей спосіб значно вдосконалює умови інфільтсті заготовки віддалені одні від одних на відстань рації для досягнення поставленої мети, зокрема в досить велику для сприятливої циркуляції газової порівнянні з відомими способами, в яких газову фази між ними, це шкодить КІЛЬКОСТІ завантаження фазу подають безпосередньо в реакційну камеру, волокнистих заготовок у піч інфільтрації тобто, коли реакційна камера містить один або декілька штабелів волокнистих заготовок і газова фаПри застосуванні способу згідно з винаходом за подається водночас усередину і назовні штабециркуляція відбувається безперервно в проміжках ля або кожного зі штабелів між волокнистими заготовками з внутрішньої частини до зовнішньої кожного штабелю або навпаки Дуже важливою перевагою способу згідно з В цьому випадку ймовірно, щоб проміжки, залишевинаходом є те, що час перебування газу в реакні між волокнистими заготовками штабелю, були ційній камері може бути значно скорочено без зміневеликі завширшки, тільки достатні для гарантони витрат потоку Насправді, газова фаза поступає ваної рівноваги тиску між внутрішньою та зовніштільки в об'єм, обмежений або вільним проміжком, ньою частинами штабелю Це дозволяє огтгимізуствореним одним чи декількома центральними кавати ступінь заповнення печі волокнистими заготоналами одного або декількох штабельованих вовками локнистих заготовок, або вільним проміжком навкруги штабельованих волокнистих заготовок Цей Бажано підтримувати постійну швидкість витіоб'єм значно зменшено у відношенні до повного кання газової фази в повздовжньому напрямку у об'єму реакційної камери, не зайнятому завантавнутрішній або ЗОВНІШНІЙ об'єм, до якого веде каженням (волокнисті заготовки та набір інструменнал, всупереч витратам на завантаження, що 44309 ДИСКІВ 8 ньому напрямку реакційної камери 1 (наведено тільки два штабелі) Штабелі підтримуються обладнанням, що містить нижню завантажувальну тарілку 5а та проміжні 5в, які обладнані отворами 5 для проходу газів, і розпірні балки 5с між тарілками Система спирається на підмурок реакційної камери Для забезпечення ущільнення волокнистих заготовок 2 газову фазу, що містить первинну сполуку вуглецю, таку, як пропан у суміші з метаном або природним газом, впускають в реакційну камеру 1 У даному прикладі газову фазу подають крізь кілька каналів, які виходять у нижній частині реакційної камери і розташовані приблизно рівномірно Залишкові гази видаляють у верхній частині реакційної камери крізь канали 7 У нижній частині реакційної камери газова фаза минає зону попереднього нагріву 8, що містить перфоровані тарілки попереднього нагріву, перед досягненням нижньої завантажувальної тарілки ба Тарілки попереднього нагріву розташовані в реакційній камері 1, вони постійно наближені до температури, що переважає в останній, і дозволяють забезпечити ефективний попередній нагрів газової фази Внутрішній обігрів реакційної камери проводять за допомогою нагрівного елементу з графггу 9, що створює спарений електромагнггний якір з індуктором (не наведено) Нагрівний елемент 9 розгалужує внутрішній об'єм камери з вертикальною віссю з підмурком 1а, крізь який проходять канали 6, та кришку їв, крізь яку проходять канали 7 Підмурок та кришка також виконані з графггу, як і розпірки, розташовані в реакційній камері Ущільнення волокнуватих волокнистих заготовок 2 забезпечують добре відомим способом шляхом подачі всередину останніх піролггичного вуглецю, створеного розкладом первинної сполуки, присутньої в газовій фазі, що дифундує всередину волокнистих заготовок при допустимій внутрішній пористості Газова фаза циркулює в реакційній камері і між зоною попереднього нагріву 8 та випускними трубами 7, проходячи всередині та назовні штабельованих волокнистих заготовок 2 Щоб забезпечити доступ до газової фази на поверхнях волокнистих заготовок 2, останні в кожному штабелі підтримуються на відстані одні від одних за допомогою розпірок 3, які залишають проміжки між волокнистими заготовками Фіг 3 Ілюструє схематично інший приклад застосування способу згідно з винаходом для ущільнення волокнистих заготовок розходжуючихся патрубків двигуна Фіг 4 Ілюструє схематично інше завантаження волокнистих заготовок, що дозволяє застосовувати спосіб згідно з винаходом На Фіг 1 схематично показана реакційна камера 1 установки хімічної інфільтрації в паровій фазі Реакційна камера 1 має звичайну циліндричну форму з вертикальною віссю Кільцеподібні волокнисті заготовки 2, призначені, наприклад, для виготовлення гальмових дисків лггаків з композиційного матеріалу вуглець-вуглець, завантажують в реакційну камеру 1 звичайної форми рівня техніки Волокнисті заготовки 2 розташовані в кілька штабелів, видовжені у вертикальному повздовж Для здійснення ущільнення кільцеподібних волокнистих заготовок за способом згідно з винаходом, завантаження реакційної камери змінюють, як наведено на Фіг 2 Як показано на Фіг 2, реакційна камера 11 має циліндричну форму з вертикальною віссю, розгалужену нагрівним елементом з графггу 19, підмурок 11а з графггу, що закриває реакційну камеру в и нижній частині, а також кришку з графггу 11 в, що закриває реакційну камеру в и верхній частині Як можна бачити, установка інфільтрації містить індуктор (не наведено), що огороджує нагрівний елемент 19 Індуктор з'єднано з нагрівним елементом 19, що створює якір, для нагрівання реакційної камери 11 Живленням індуктора керують таким чином, щоб підтримувати потрібну температуру, що переважає в реакційній камері 11, визна спричинюються боковими витоками в проміжках між волокнистими заготовками і дифузією всередині них 3 цією метою можна розташовувати в цьому об'ємі принаймні компенсаційний елемент, котрий подовжується в повздовжньому напрямку з поперечним перетином, що збільшується в напрямку витікання газової фази Спосіб згідно з винаходом з успіхом використовується для ущільнення кільцеподібних волокнистих заготовок гальмових дисків Волокнисті заготовки можуть бути розташовані одним штабелем або кількома штабелями, паралельними в повздовжньому напрямку реакційної камери Переважно газова фаза надходить у цьому випадку крізь канал до внутрішньої частини штабелів волокнистих заготовок Спосіб згідно з винаходом можна також використовувати для ущільнення інших кільцеподібних або подібних до них волокнистих заготовок, зокрема волокнистих заготовок розходжуючихся патрубків двигуна Волокнисті заготовки розташовані в цьому випадку одні над одними, переважно таким чином, що одна волокниста заготовка частково введена в іншу Внутрішній отвір кожної волокнистої заготовки має відносно більший діаметр, і газова фаза надходить у цьому випадку через канал до зовнішньої частини кожного штабелю волокнистих заготовок, що має звичайно менший об'єм, ніж внутрішня частина Спосіб згідно з винаходом може використовуватися також для ущільнення не обов'язково кільцеподібних волокнистих заготовок, тобто необов'язково замкнутих по колу з центральним проходом чи отвором У цьому випадку штабелювання здійснюють таким чином, щоб створити кільцеподібний або полий штабель з внутрішнім отвором, окресленим штабельованими волокнистими заготовками Приклади здійснення способу згідно з винаходом пояснюють його, але не мають обмежувального характеру На наведених кресленнях показано Фіг 1 Ілюструє схематично завантаження реакційної камери установки хімічної інфільтрації в паровій фазі згідно з відомим способом Фіг 2 Ілюструє схематично приклад застосування способу згідно з винаходом для ущільнення кільцеподібних волокнистих заготовок гальмівних чаючи її за допомогою датчика (не наведено) Волокнисті заготовки 12 являють собою волокнисті заготовки з волокон вуглецю, призначені для ущільнення матрицею піролітичного вуглецю, наприклад волокнисті заготовки гальмових дисків в лггаках Вони створені з шарів волокнуватого вуглецю, що накладені один на одне та пов'язані між собою орієнтуванням Спосіб виготовлення волокнистих заготовок з волокнуватого вуглецю, створеного шарами, які укладають в штабелі пласко, описано в патенті Франції FR-OA-2 584 106 Газову фазу, що містить одну або декілька попередніх сполук вуглецю, впускають в реакційну камеру 11 крізь підведені трубопроводи 16, що примикають до нижнього краю реакційної камери крізь підмурок 11а Газова фаза, що постачає піролггичний вуглець, створена, наприклад, пропаном, первинною сполукою вуглецю та природним газом Залишкові гази вивільнюють у верхній частині реакційної камери за допомогою ВІДВІДНИХ трубопроводів 17 крізь кришку 11 в ВІДВІДНІ трубопроводи з'єднані з відкачуючим пристроєм (не наведено), що дозволяє встановити потрібний тиск всередині реакційної камери Газову фазу, що надходить в реакційну камеру 1, попередньо нагрівають пропускаючи и крізь перфоровані тарілки попереднього нагріву 20, розмежовані проміжками одна від одної, підмурок На відокремлено розпірками 21 Тарілки попереднього нагріву 20 і розпірки 21 виконано з графггу Пропускаючи крізь тарілки 20, газову фазу нагрівають до температуриблизької до температури, що переважає в реакційній камері 11 Газова фаза, що була попередньо нагргга, далі минає тарілку дифузора 22, котра встановлюється на підмурку 11а за допомогою опори 23 Тарілка 22 має отвори 22а з регулярними інтервалами для розподілу газової фази рівномірно по реакційній камері 11 Волокнисті заготовки 12 однакові за розміром і розташовані вертикальними штабелями ЗО на круглих опорних тарілках 15а, 15в Останні мають отвори 15 і розмежовані проміжками одна від одної розпірками 24 Опорні тарілки 15а, 15в та розпірки 24 виконано, наприклад, з графггу Нижня опорна тарілка 15а спирається на тарілку дифузора 22 за допомогою встановлюючих клинів 25, які зберігають проміжки з останньої Перфорована верхня кругла тарілка 26 може бути розташованою вище завантаження з метою термічної гомогенізації завантаження і, створюючи захисне розмеження відносно теплового випромінювання волокнистих заготовок, розташованих у верхній частині завантаження Тарілка 26 спирається на верхню опорну тарілку за допомогою розпірок 27 Кілька штабелів волокнистих заготовок створено та розподілено майже рівномірно на поверхні тарілок 15а, 15в (на Фіг 2 наведено тільки два штабелі) Кожний штабель ЗО містить декілька волокнистих заготовок 12, розташованих одна над одною на тій самій вертикальній ВІСІ і займаючих проміжок між двома тарілками Волокнисті заготовки, що складено в штабеля на різних тарілках 15а, 15в, викладено в низку вертикально з отворами 15, останні мають діаметр, що дорівнює або перевищує внутрішній діаметр волокнистих заготовок 12 Таким 44309 10 чином, штабелі ЗО волокнистих заготовок, викладених у низку вертикально, обмежують центральний прохід у формі труби 31, створеної центральними отворами кільцеподібних волокнистих заготовок 12 і отворами 15 у тарілках Ці проходи 31 зачинено в своїй верхній частині суцільними захисними розмеженнями 32 Попередньо нагрггу газову фазу, що виходить з тарілки дифузора 22, відводять через канал в об'єм, створений внутрішніми проходами 31 штабелів ЗО 3 цією метою установчі клини 25, розташовані між тарілкою дифузора 22 та нижньою опорною тарілкою 15а, являють собою кільця з внутрішнім діаметром, що дорівнює або перевищує внутрішній діаметр отворів 15, і викладені в ряд з останніми для спрямування газової фази виключно до проходів 31 Тарілка дифузора 22 має отвори 22а тільки ВІДПОВІДНІ проходам РОЗМІЖНІ елементи 33 нетовсті і розташовані в кожнім штабелі між волокнистими заготовками 12 або, якнайменше, між групами викладених в штабелі волокнистих заготовок Такі розміжні елементи розташовані також між опорними тарілками і першими волокнистими заготовками, що розташовуються на них, а також між останніми волокнистими заготовками штабелів ЗО і захисними розмеженнями 32 Ці розміжні елементи 33 створюють канали перетікання 34 газової фази між внутрішньою і зовнішньою частинами волокнистих заготовок, зрівнюють тиск між проходами 31 і внутрішнім об'ємом камери 11 і забезпечують дифузію газової фази спочатку на рівних поверхнях волокнистих заготовок 12 Таким чином, газову фазу, що надходить із зони попереднього нагріву, спрямовують через канал до внутрішніх проходів 31 штабелів ЗО, потім вона надходить з внутрішньої до зовнішньої частини кожного штабелю ЗО, далі в об'єм з зовнішньої камери 36 на штабелі ЗО, звідки и видаляють крізь перфоровану тарілку 26 і крізь випускні трубопроводи 17 Для компенсації витрат завантаження, спричинених цими боковими каналами, що підсилюються дифузією газової фази у волокнисті заготовки, а також для підтримування постійної швидкості потоку газової фази в проходах 31, круглий пропускний перетин останніх може бути поступово зменшений у зоні циркуляції газової фази знизу догори Це обмеження пропускного перетину може бути здійснено шляхом встановлення в кожнім проході 31 вертикального центрального елементу 35 оформлення перетину, що розширюється в напрямку витікання газового потоку Цей елемент 35 оформлення (один з них наведено на Фіг 2) у вигляді "сталактиту" закріплено, наприклад, під захисним розмеженням 32, розташованим у верхній частині прохоДУ Значна перевага способу згідно з винаходом полягає в скороченні часу перебування газової фази в реакційній камері 11 у порівнянні з розташуванням, наведеним на Фіг1, для тих самих витрат уведеної газової фази, а також у гарантованому постійному оновленні газової фази, що омиває ЗОВНІШНІ поверхні волокнистих заготовок Час перебування визначають у реакційній камері промислової печі Для даних витрат притоку час перебування, що визначається між впускними 11 44309 12 трубопроводами 16 і верхом штабелів волокнисдуктором (не наведено), оточуючим реакційну катих заготовок, складає 0,4сек для розташування, меру наведеного на Фіг 2, тоді як воно складає 1,8сек Газову фазу, що містить одну або декілька педля розташування, наведеного на Фіг 1 Це зменрвинних сполук вуглецю, вводять у реакційну кашення часу перебування спричинено тим, що газомеру 41 крізь ПІДВІДНІ трубопроводи 46, що закінчува фаза спрямована крізь канал до невеликого об'ються на долішньому краї реакційної камери, крізь єму, створеного внутрішніми проходами штабелів, підмурок 41а Газова фаза містить, наприклад, і гарантує постійну мікроструктуру піровуглецю, напропан у суміші з метаном або природним газом несеного по всій довжині штабелів волокнистих заЗалишкові гази виводять у верхній частині реакційготовок ної камери за допомогою ВІДВІДНИХ трубопроводів 47 крізь кришку 41 в ВІДВІДНІ трубопроводи поєднаКрім того, здійснюючи обов'язкову циркуляцію ні з відкачуючим пристроєм (не наведено), що доміж внутрішньою і зовнішньою частинами кожного зволяє встановити всередині реакційної камери штабеля, отримують безперервне оновлення газопотрібний тиск вої фази в проміжках між викладеними в штабелі волокнистими заготовками, за допомогою розпірок Газову фазу, що надходить у реакційну камеру 34 Таким чином, ці проміжки можуть бути не ши41, попередньо нагрівають у зоні попереднього нарокими, доволі меншими ніж 5мм, наприклад, пригріву 48 шляхом проходу крізь перфоровані тарілблизно між 0,1мм і 5мм, що дозволяє оптимізувати ки попереднього нагріву, розташовані з проміжкаступінь завантаження печі Навпаки, при розташуми між ними, і підмурок 41а крізь розпірки 51 Таріванні згідно з Фіг 1 переважна циркуляція газової лки попереднього нагріву і розпірки 51 виконано, фази встановлюється в напрямку, вертикальному наприклад, з графггу При проході в зоні попередо внутрішньої та зовнішньої частини штабелів воднього нагріву 48 крізь тарілки 50, газову фазу долокнистих заготовок Для забезпечення існування водять до температури, що наближається до темдостатньої циркуляції в проміжках між укладеними ператури, що переважає в реакційній камері 41 в штабелі волокнистими заготовками, проміжки Потім попередньо нагріта газова фаза проходить мають бути досить широкими, що шкодить ступекрізь тарілку дифузора 52 з отворами 52а і встаноню завантаження печі При відсутності цього існує влену на підмурку 41а за допомогою опори ризик непроточності газової фази в проміжках між Волокнисті заготовки для ущільнення 42а, 42в, волокнистими заготовками і, як наслідок, ризик по42с в цьому прикладі у КІЛЬКОСТІ трьох, розташовашкодження мікроструктури піровуглецю, внесеного ні таким чином, що їх ВІСІ збігаються з вертикальдифузією цієї газової фази ною віссю реакційної камери 41 і вони розходяться, відкриваючись донизу, їх форма зрізаного конуКрім того, оскільки витрати ПОСТІЙНІ, ТО час песу або форма "кокетки" дозволяє розташовувати ребування може бути значно скороченим у способі волокнисті заготовки таким чином, щоб вони частзгідно з винаходом, а при постійному часі перебуково вкладалися одна в одну, створюючи вертикавання витрати можуть бути зменшені в тій самій льний штабель, верхівки волокнистих заготовок пропорції Таким чином, якщо значне скорочення 42а, 43в, розташовані ВІДПОВІДНО всередині волокчасу перебування не є корисним для забезпечення нистих заготовок 42в, 42с постійної мікроструктури піровуглецю, внесеного в реакційну камеру, витрати газової фази можуть буВолокнисті заготовки підтримуються за допоти зменшені Споживання первинної сполуки вугмогою ВІДПОВІДНИХ горизонтальних тарілок, ВІДПОВІлецю в цьому випадку зменшується, розміри зони ДНО нижньої тарілки 45а і двох кільцеподібних пропопереднього нагріву можуть бути зменшені без міжних тарілок 45в, 45с, що підтримуються з промівпливу на якість попереднього нагріву, отже збільжками одна від одної за допомогою розпірок 54 шується корисний об'єм реакційної камери, а необКругла верхня тарілка знаходиться на верхній вохідність відкачування для підтримання тиску в реалокнистій заготовці 42а Вона має центральний кційній камері на бажаній величині зменшується отвір 58, що розташоване в ЛІНІЮ З вертикальним проходом 51, який створено за рахунок розташуСпосіб згідно з винаходом може бути застосовання по прямій лінії центральних каналів волокваний для інших кільцеподібних пористих волокнинистих заготовок стих заготовок, окрім наведених на Фіг 2, звичайно для волокнистих заготовок, що мають замкнуту Попередньо нагрггу газову фазу, що надхоформу з проходом чи отвором в центрі по осі дить з тарілки дифузору 52, спрямовують по каналу до об'єму 66, розташованому в реакційній камеТаким чином, в реакційній камері 1 установки рі 41 назовні волокнистих заготовок 42а, 42в, 42с інфільтрації, наведеної схематично на Фіг 3, пориЗ цією метою попередньо нагріту газову фазу відсті волокнисті заготовки для ущільнення являють водять до каліброваних отворів, створених в перисобою волокнисті заготовки з розходжуючймися ферійній зоні тарілки 45а, назовні зони, де знахопатрубками для двигунів Мова йде, наприклад, диться нижній край волокнистої заготовки 42а, а про волокнисті заготовки з вуглецевих волокон, також крізь калібровані отвори 45, створені в перипризначених для ущільнення матрицею з піролітиферійних зонах тарілок 45в, 45с, назовні зон, де чного вуглецю знаходяться нижні краї волокнистих заготовок 42в, Як проілюстровано на Фіг 3, реакційна камера 42с Нижня тарілка 45а може мати кільцеподібну 41 має форму циліндра з вертикальною віссю і форму для зменшення маси, в цьому випадку кільрозгалужена нагрівним елементом з графггу 49, це 53 розташоване між тарілкою дифузора 52 і нипідмурок 41а з графггу, що закриває реакційну кажньою тарілкою 45а аби перешкодити доступу до меру в и нижній частині, і кришку з графггу 41 в, що газової фази крізь прохід 61 на виході з зони попезакриває реакційну камеру в и верхній частині Нареднього нагріву В цьому випадку тарілка дифузогрівний елемент 49 створює якір, пов'язаний з ш 13 44309 14 py 52 має отвори тільки в периферійній зоні надходить Проміжні опорні тарілки 45в, 45с мають Слід особливо зазначити, що КІЛЬКІСТЬ ВОЛОКцентральний отвір 67, стінка якого може мати форНИСТИХ заготовок може відрізнятися від трьох у заму зрізаного конусу, що відповідає формі зовнішлежності від їх розмірів і від розміру камери інфільньої поверхні волокнистих заготовок, що їх оточутрації і необов'язково, щоб вони були частково ють, і розмір яких визначено таким же чином, що і введені одна до одної, при цьому інтервал між сувисота розпірок 54, тому тарілки 45в, 45с не шкоміжними волокнистими заготовками може бути задять ЗОВНІШНІМ поверхням волокнистих заготовок крито за винятком проміжку, ширина якого змен42а, 42в проміжків певної зниженої ширини, напришена елементами устаткування, які доповнюють у клад, одна чи декілька десятих мм Проміжок такої разі необхідності опорні тарілки ширини забезпечується за допомогою розпірок 64 Спосіб згідно з винаходом можна застосовуваміж верхівкою волокнистої заготовки 42с і верхти необов'язково для кільцеподібних волокнистих ньою тарілкою 56 заготовок У цьому випадку досить розташувати волокнисті заготовки таким чином, щоб розмежуМожна використовувати такі додаткові елемевати реакційну камеру на один або декілька об'нти устаткування, як кільцеподібні прокладки 68, ємів, всередині яких приймають газову фазу, і на що закривають простори між ЗОВНІШНІМИ краями один або декілька об'ємів, з яких видаляють залиопорних тарілок 45а, 45в, 45с та внутрішньою стіншкову газову фазу після проходження її між волоккою нагрівного елементу 49 і верхньою тарілкою нистими заготовками або дифузії крізь них Волок56 навкруги зовнішньої поверхні волокнистої загонисті заготовки розташовані в формі одного або товки 42с для розгалуження зменшеного об'єму декількох кільцеподібних або полих штабелів, що навкруги останньої Стінка в формі зрізаного конумають внутрішній прохід, розгалужений волокниссу 69 закріплена під верхньою тарілкою 56 тими заготовками Опорні тарілки, розпірки та ІНШІ елементи устаткування, що використовуються в реакційній Таке розташування наведено схематично на камері 41, виконано, наприклад, з графггу Фігурі 4 Волокнисті заготовки 70 мають форму перекладин у вигляді паралелепіпеду, які викладено При розміщенні, що описано вище, витікання штабелями у вигляді шарів, що накладено один на газової фази відбувається, починаючи від зовнішодин таким чином, що утворюється в кожнім шарі нього в штабелі 60 до внутрішнього проходу 61, замкнутий або майже замкнутий багатокутник, назвідки и видаляють крізь ВІДВІДНІ канали 47 Інтерприклад трикутник У штабелі перекладини 70 розвали між волокнистими заготовками 42а, 42в та галужують також прохід або внутрішній об'єм 80 і проміжними опорними тарілками 54в, 45с дозволяЗОВНІШНІЙ об'єм 81, розпірки 71 розташовані між ють врівноважувати тиск між внутрішньою та зовніперекладинами 70, які викладено одна на одну шньою частиною штабелю 60 та забезпечувати для зберігання інтервалів між ними безперервну циркуляцію газової фази в цих інтервалах для того, щоб ЗОВНІШНІ поверхні волокнисВолокнисті заготовки 70 завантажують у реактих заготовок 42а, 42в постійно омивалися поновційну камеру вертикальними штабелями, наприлюваною газовою фазою до їх верхівки Інтервал клад так, як наведено на Фіг 2 Суттєва відзнака між верхівкою волокнистої заготовки 42с те верхполягає в тому, що кожну кільцеподібну волокнисньою тарілкою 56 також дозволяє вирівняти тиск і ту заготовку замінено кількома волокнистими загозабезпечує видалення газової фази, що надходить товками, розташованими з можливістю створення у верхню частину об'єму 66 багатокутної форми Вивід газової фази, що виходить із зони попеВ разі потреби розподіл внутрішнього об'єму реднього нагріву, до зовнішнього об'єму 66 на вореакційної камери на два об'єми, в один з яких галокнистих заготовках має перевагу в порівнянні з зова фаза надходить, а з іншого видаляється, мовідводом до внутрішнього об'єму 61 для огтгимізаже бути здійснено шляхом комбінації волокнистих цм часу перебування Насправді, всупереч викозаготовок і елементів устаткування Це також принанню згідно з фігурою 2, ЗОВНІШНІЙ об'єм на волосутнє у випадку, коли волокнисті заготовки різних книстих заготовках менший за внутрішній об'єм і форм і/або розмірів завантажують одночасно час перебування значно знижують, коли спрямовуХоча в попередніх прикладах було передбачеють газову фазу до меншого з цих двох об'ємів но ущільнення волокнистих заготовок піролггичним Калібровані отвори 45 дозволяють контролювати вуглецем, певна річ, що винахід придатний до хімівитікання потоку, тоді як стінка 69 сприяє зменчної інфільтрації в паровій фазі інших матеріалів, шенню об'єму 66, забезпечуючи достатній промікрім вуглецю, зокрема, кераміки, зокрема для вижок навколо волокнистої заготовки 42с готовлення деталей з композиційного матеріалу з керамічною матрицею Таким чином, знову мають місце переваги, зумовлені значним скороченням часу перебування, Крім того, живлення реакційної камери в газоособливо у відношенні до постійної якості мікровій фазі та видалення залишкових газів може бути структури матеріалу, розташованого всередині воздійснено ВІДПОВІДНО у верхній і в нижній частині локнистих заготовок по всьому повздовжньому нареакційної камери, тобто з витіканням газової фапрямку реакційної камери 41, а також можливості, зи в реакційній камері згори донизу, не відмовляюнаданої для скорочення витрат газової фази, що чись від принципів винаходу 15 44309 16 17 44309 18 17 18 1 12 33 19 20 44309 70 Фіг. 4 10 21 44309 22 ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90 11