一种平板支撑件的制作方法

本实用新型涉及用于高温热场的支撑件技术领域，更具体地说，是涉及一种平板支撑件。

背景技术：

目前，用于高温热场的支撑件主要包括采用耐热钢制作的炉底托盘、叶片等支撑件，以及采用石墨制作的平板支撑件。但是，采用耐热钢制作的炉底托盘、叶片等支撑件不仅笨重，而且上述支撑件在高温热场中受高温和载荷共同作用，抵抗变形和断裂能力逐渐降低，产生变形，最终在热应力和变形逐渐积累的情况下导致支撑件破坏；而采用石墨制作的平板支撑件虽然在高温热场中不易变形，但其在使用过程中棱角易碎裂，拆装困难，也存在使用寿命短的技术问题。

近年来，碳/碳复合材料由于具有低密度(<2.0g/cm³)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，被认为是最有发展前途的高温材料之一。

但是，市场上采用碳/碳复合材料制成的支撑件相关产品几乎没有，而采用常规结构的平板支撑件存在支撑强度及结合强度差、装卸模具复杂、困难。因此，提供一种支撑强度高、结合性能稳定且使用寿命长的用于高温热场的平板支撑件，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种平板支撑件，具有支撑强度高、结合性能好且使用寿命长。

本实用新型提供了一种平板支撑件，包括：多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体；

所述工字型碳纤维软毡单元体由纵筋和相互平行的上平面、下平面组成，所述纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡单元体的两个上平面连接形成顶面，两个下平面连接形成底面，所述顶面、底面与纵筋形成空腔结构；

固定在所述空腔结构顶面的碳纤维软毡顶板；

固定在所述空腔结构底面的碳纤维软毡底板。

优选的，所述相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为中心对称连接、层层叠加连接或层间错位交替连接。

优选的，所述相邻工字型碳纤维软毡单元体形成的空腔结构为长方体、立方体或梯形体。

优选的，所述纵筋的厚度为2mm～10mm，高度为50mm～100mm。

优选的，所述碳纤维软毡顶板的厚度为5mm～10mm。

优选的，所述碳纤维软毡底板的厚度为1mm～6mm。

优选的，所述工字型碳纤维软毡单元体的个数大于2个。

优选的，所述空腔结构与碳纤维软毡顶板和碳纤维软毡底板的固定方式均为针刺固定。

本实用新型提供了一种平板支撑件，包括：多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体；所述工字型碳纤维软毡单元体由纵筋和相互平行的上平面、下平面组成，所述纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡单元体的两个上平面连接形成顶面，两个下平面连接形成底面，所述顶面、底面与纵筋形成空腔结构；固定在所述空腔结构顶面的碳纤维软毡顶板；固定在所述空腔结构底面的碳纤维软毡底板。本实用新型提供的平板支撑件能够满足现有高温热场工作环境的需求，具有支撑强度高、结合性能好，并且不易变形、耐热冲击、耐高温腐蚀，具有较长的使用寿命。同时，本实用新型提供的平板支撑件能够在生产使用过程中实现拆装简便，且尺寸易于控制，从而具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的平板支撑件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的其中一种平板支撑件的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为中心对称连接的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为层层叠加连接的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为层间错位交替连接的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种平板支撑件，包括：多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体；

所述工字型碳纤维软毡单元体由纵筋和相互平行的上平面、下平面组成，所述纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡单元体的两个上平面连接形成顶面，两个下平面连接形成底面，所述顶面、底面与纵筋形成空腔结构；

固定在所述空腔结构顶面的碳纤维软毡顶板；

固定在所述空腔结构底面的碳纤维软毡底板。

请参阅图1～2，图1为本实用新型实施例提供的平板支撑件的结构示意图，其中，1为工字型碳纤维软毡单元体，2为工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，3为工字型碳纤维软毡单元体的上平面，4为工字型碳纤维软毡单元体的下平面，5为空腔结构，6为碳纤维软毡顶板，7为碳纤维软毡底板。图2为本实用新型实施例提供的其中一种平板支撑件的俯视图。

在本实用新型中，所述工字型碳纤维软毡单元体(1)为一体结构，由本领域技术人员熟知的碳/碳复合材料通过模具成型，本实用新型对此没有特殊限制。在本实用新型中，所述工字型碳纤维软毡单元体(1)由纵筋(2)和相互平行的上平面(3)、下平面(4)组成，所述纵筋(2)分别与上平面(3)、下平面(4)垂直。

在本实用新型中，所述纵筋(2)起支撑作用，所述纵筋(2)的厚度优选为2mm～10mm，更优选为3mm～3.5mm；所述纵筋(2)的高度优选为50mm～100mm，更优选为70mm～80mm。在本实用新型中，纵筋(2)的厚度与高度能够根据产品实际尺寸进行调整，并保证其具有较好的支撑强度。

在本实用新型中，所述上平面(3)与下平面(4)相互平行，从而使纵筋(2)在载荷下保持较好的支撑角度。在本实用新型中，所述上平面(3)沿纵筋(2)对称，所述下平面(4)沿纵筋(2)对称，从而在载荷下受力均匀。

在本实用新型中，所述平板支撑件包括多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体(1)。在实用新型中，所述工字型碳纤维软毡单元体(1)的个数优选大于2个，更优选为2个～20个，更更优选为5个～15个，最优选为10个。在本实用新型中，所述平板支撑件至少包括2个相连的工字型碳纤维软毡单元体(1)，而20个工字型碳纤维软毡单元体(1)基本能够满足平板支撑件的产品实际尺寸要求，同时更多数量的工字型碳纤维软毡单元体(1)在相互连接过程中，对模具要求较高，如有需要可以以多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体(1)为结构单元进一步进行连接，本实用新型对此没有特殊限制。

在本实用新型中，相邻工字型碳纤维软毡单元体(1)的两个上平面(3)连接形成顶面，两个下平面(4)连接形成底面，所述顶面、底面与纵筋(2)形成空腔结构(5)。在本实用新型中，所述相邻工字型碳纤维软毡单元体(1)的连接方式优选为中心对称连接、层层叠加连接或层间错位交替连接，更优选为中心对称连接。

请参阅图3～5，图3为本实用新型实施例提供的相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为中心对称连接的结构示意图，其中，11为左侧工字型碳纤维软毡单元体，12为右侧工字型碳纤维软毡单元体，21为左侧工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，22为右侧工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，31为左侧工字型碳纤维软毡单元体的上平面，32为右侧工字型碳纤维软毡单元体的上平面，41为左侧工字型碳纤维软毡单元体的下平面，42为右侧工字型碳纤维软毡单元体的下平面，5为空腔结构。

采用图3的连接方式，左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的上平面(31)右端与右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的上平面(32)左端直接相连，整体形成顶面；同时，左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的下平面(41)右端与右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的下平面(42)左端直接相连，整体形成底面；上述顶面、底面与左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的纵筋(21)、右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的纵筋(22)形成空腔结构(5)。

图4为本实用新型实施例提供的相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为层层叠加连接的结构示意图，其中，11为左侧工字型碳纤维软毡单元体，12为右侧工字型碳纤维软毡单元体，21为左侧工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，22为右侧工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，31为左侧工字型碳纤维软毡单元体的上平面，32为右侧工字型碳纤维软毡单元体的上平面，41为左侧工字型碳纤维软毡单元体的下平面，42为右侧工字型碳纤维软毡单元体的下平面，5为空腔结构。

采用图4的连接方式，左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的上平面(31)上层与右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的上平面(32)下层直接相连，整体形成顶面；同时，左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的下平面(41)上层与右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的下平面(42)下层直接相连，整体形成底面；上述顶面、底面与左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的纵筋(21)、右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的纵筋(22)形成空腔结构(5)。本实用新型对所述层层叠加连接的上下层顺序没有特殊限定，能够保证相邻工字型碳纤维软毡单元体(1)形成的各顶面在同一水平面，同时各底面也在同一水平面即可。

图5为本实用新型实施例提供的相邻工字型碳纤维软毡单元体的连接方式为层间错位交替连接的结构示意图，其中，11为左侧工字型碳纤维软毡单元体，12为右侧工字型碳纤维软毡单元体，21为左侧工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，22为右侧工字型碳纤维软毡单元体的纵筋，31为左侧工字型碳纤维软毡单元体的上平面，32为右侧工字型碳纤维软毡单元体的上平面，41为左侧工字型碳纤维软毡单元体的下平面，42为右侧工字型碳纤维软毡单元体的下平面，5为空腔结构。

采用图5的连接方式，左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的上平面(31)与右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的上平面(32)通过错位结构直接相连，整体形成顶面；同时，左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的下平面(41)与右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的下平面(42)通过错位结构直接相连，整体形成底面；上述顶面、底面与左侧工字型碳纤维软毡单元体(11)的纵筋(21)、右侧工字型碳纤维软毡单元体(12)的纵筋(22)形成空腔结构(5)。本实用新型对所述错位交替连接的错位结构的设置没有特殊限定，能够保证相邻工字型碳纤维软毡单元体(1)形成的各顶面在同一水平面，同时各底面也在同一水平面即可。

在本实用新型中，所述相邻工字型碳纤维软毡单元体(1)采用上述连接方式均具有较好的结合性能，同时制备出的平板支撑件拆装简便。

在本实用新型中，相邻工字型碳纤维软毡单元体(1)的两个上平面(3)连接形成顶面，两个下平面(4)连接形成底面，所述顶面、底面与纵筋(2)形成空腔结构(5)。在本实用新型中，所述空腔结构(5)优选为长方体、立方体或梯形体，更优选为长方体。在本实用新型中，多个工字型碳纤维软毡单元体(1)的各纵筋(2)相互平行时，所述空腔结构(5)为长方体或立方体；而多个工字型碳纤维软毡单元体(1)的各纵筋(2)没有相互平行时，所述空腔结构(5)为梯形体，在此情况下，能够将所述平板支撑件制成环形结构，用于特殊形状材料的支撑。

在本实用新型中，所述空腔结构(5)顶面固定有碳纤维软毡顶板(6)；在本实用新型中，所述碳纤维软毡顶板(6)的来源采用的是本领域技术人员熟知的碳纤维材料；所述碳纤维软毡顶板(6)的形状与多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体(1)整体形成的顶面形状相同，从而实现完全覆盖。在本实用新型中，所述碳纤维软毡顶板(6)的厚度优选为5mm～10mm，更优选为5mm～6mm。

在本实用新型中，所述空腔结构(5)底面固定有碳纤维软毡底板(7)；在本实用新型中，所述碳纤维软毡底板(7)的来源采用的是本领域技术人员熟知的碳纤维材料；所述碳纤维软毡底板(7)的形状与多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体(1)整体形成的底面形状相同，从而实现完全覆盖。在本实用新型中，所述碳纤维软毡底板(7)的厚度优选为1mm～6mm，更优选为5mm～6mm。

在本实用新型中，所述空腔结构(5)与碳纤维软毡顶板(6)的固定方式优选为针刺固定；所述空腔结构(5)与碳纤维软毡底板(7)的固定方式优选为针刺固定。本实用新型采用针刺固定，使多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体(1)与碳纤维软毡顶板(6)和碳纤维软毡底板(7)紧密结合，形成支撑强度高、结合性能好的平板支撑件。

本实用新型提供了一种平板支撑件，包括：多个依次相连的工字型碳纤维软毡单元体；所述工字型碳纤维软毡单元体由纵筋和相互平行的上平面、下平面组成，所述纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡单元体的两个上平面连接形成顶面，两个下平面连接形成底面，所述顶面、底面与纵筋形成空腔结构；固定在所述空腔结构顶面的碳纤维软毡顶板；固定在所述空腔结构底面的碳纤维软毡底板。本实用新型提供的平板支撑件能够满足现有高温热场工作环境的需求，具有支撑强度高、结合性能好，并且不易变形、耐热冲击、耐高温腐蚀，具有较长的使用寿命。同时，本实用新型提供的平板支撑件能够在生产使用过程中实现拆装简便，且尺寸易于控制，从而具有广泛的应用前景。

为了进一步说明本实用新型，下面通过以下实施例进行详细说明。

实施例1

如图1所示，10个工字型碳纤维软毡依次相连，纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡均采用图3所示的连接方式，同时，各工字型碳纤维软毡的纵筋相互平行，形成的空腔结构均为长方体结构，空腔结构顶面采用针刺固定碳纤维软毡顶板，空腔结构底面也采用针刺固定碳纤维软毡底板，得到平板支撑件，俯视图如图2所示；

其中，纵筋高度73mm，纵筋厚度3mm～3.5mm，纵筋长度600mm；工字型碳纤维软毡上、下平面长度600mm，宽度70mm，同时沿纵筋左右对称各35mm；碳纤维软毡顶板长度600mm，宽度700mm，厚度5mm～6mm；碳纤维软毡底板长度600mm，宽度700mm，厚度5mm～6mm。

实施例2

如图1所示，10个工字型碳纤维软毡依次相连，纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡均采用图4所示的连接方式，同时，各工字型碳纤维软毡的纵筋相互平行，形成的空腔结构均为长方体结构，空腔结构顶面采用针刺固定碳纤维软毡顶板，空腔结构底面也采用针刺固定碳纤维软毡底板，得到平板支撑件，俯视图如图2所示；

其中，纵筋高度70mm，纵筋厚度3mm～3.5mm，纵筋长度600mm；工字型碳纤维软毡上、下平面长度600mm，宽度70mm，同时沿纵筋左右对称各35mm；碳纤维软毡顶板长度600mm，宽度700mm，厚度7mm～8mm；碳纤维软毡底板长度600mm，宽度700mm，厚度3mm～4mm。

实施例3

如图1所示，13个工字型碳纤维软毡依次相连，纵筋分别与上、下平面垂直；相邻工字型碳纤维软毡均采用图5所示的连接方式，同时，各工字型碳纤维软毡的纵筋相互平行，形成的空腔结构均为长方体结构，空腔结构顶面采用针刺固定碳纤维软毡顶板，空腔结构底面也采用针刺固定碳纤维软毡底板，得到平板支撑件，俯视图如图2所示；

其中，纵筋高度80mm，纵筋厚度3mm～3.5mm，纵筋长度600mm；工字型碳纤维软毡上、下平面长度600mm，宽度70mm，同时沿纵筋左右对称各35mm；碳纤维软毡顶板长度600mm，宽度700mm，厚度5mm～6mm；碳纤维软毡底板长度600mm，宽度700mm，厚度5mm～6mm。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。