一種碳纖維預氧化爐的製作方法

2023-10-24 07:30:02

一種碳纖維預氧化爐的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳纖維預氧化爐，主要由機械框架、熱風循環系統和溫度控制系統組成。要解決的技術問題是：熱處理腔內氧含量的有效控制，碳纖維原絲連續氧化熱處理，溫度的均勻性等。其技術要點是：熱處理腔採用多個層疊式熱處理腔，一個熱處理腔一個溫度，加熱採用獨特的對稱式熱風循環方式，熱風方向和絲束運行方向垂直，熱處理腔及其所有與熱風接觸的部分全部採用不鏽鋼氬弧焊接而成，進、迴風道及其風道調節裝置對稱設計，熱處理腔設置氧含量在線檢測系統，通過布置在熱風循環系統上的新風補充閥門，實現熱處理腔內氧含量的控制。本實用新型設備外形美觀，具有溫度均勻、控制穩定、效率高、節能、操作簡便等特點。
【專利說明】一種碳纖維預氧化爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用於碳纖維原絲連續預氧化的工業爐領域，具體是一種碳纖維預氧化爐。
【背景技術】
[0002]預氧化爐是用於對原絲進行氧化熱處理製備氧化纖維的熱處理爐。預氧化爐兩端設置有若干為原絲牽伸導向的牽伸機組。碳纖維原絲的基本氧化過程如下:用製備碳纖維用的氧化纖維原絲，例如，聚丙烯腈(PAN)基連續纖維，使其在多組牽伸機組牽伸導向的作用下，沿Z字型路徑運行通過熱處理腔，原絲在通過熱處理腔時會被逐步預氧化處理。由於原絲的預氧化過程是逐步進行的，因此，如果原絲在熱處理前期就在高溫下進行，那麼絲束就會因氧化不充分而燃燒。所以，預氧化爐具有以下三個主要的性能指標:1.熱處理腔溫度均勻；2.預氧化過程連續充分；3.熱處理腔氧含量的充分。
[0003]目前，常用的預氧化爐熱處理腔一端為絲的入口，另一端為絲的出口，熱風的流動方向與絲束運行方向平行，這樣容易發生斷絲和絲束起毛現象，而且一旦安裝好，可調性很差；以往的氧含量控制系統採用的是開環控制，當氧含量不足或過量時需手動調節，控制既不精準又增加了人員的勞動強度；原絲的氧化是需要逐步進行，直到絲束的氧化進行到一定的程度都應該保持在一個較低的熱處理溫度，這就需要一個較長的熱處理時間。為了實現這一工藝要求就需要增加預氧化爐的長度(原絲在熱處理腔中的路徑增加)，因此，預氧化爐的佔地空間和成本都會增加。

【發明內容】

[0004]本實用新型一種碳纖維預氧化爐所要解決的技術問題是:提供一種碳纖維預氧化爐，採用獨特的對稱式熱風循環加熱，熱風方向與絲束運行方向垂直，採用多個層疊式熱處理腔，通過布置在循環系統上的新風補充閥門，實現熱處理腔內氧含量的控制，大大提高了熱處理腔的溫度均勻性，使碳纖維原絲預氧化性能更優。
[0005]本實用新型所採取的技術方案是:一種碳纖維預氧化爐，主要由機械框架、熱處理腔和熱風循環系統組成。機械框架為層疊式結構，用於固定多個熱處理腔和循環系統，機械框架主體採用板材和型材焊接而成，表面設有掛板，掛板全部採用不鏽鋼拉絲板製作；熱處理腔採用多個層疊式熱處理腔，一個熱處理腔一個溫度，熱處理腔設置氧含量在線檢測點，熱處理腔及其所有與熱風接觸的部分全部採用不鏽鋼氬弧焊接而成，進、迴風道及其風道調節裝置對稱設計；熱風循環系統由循環風機、加熱腔、過濾器、進風風道調節器、進風縱向調節器、進風橫向調節器、迴風橫向調節器、迴風縱向調節器、迴風風道調節器和新風調節閥門組成，風經過循環風機送入加熱腔加熱，由進風風道調節器分多路送進進風縱向調節器後，再由進風橫向調節器分三路進入熱處理腔，循環風出腔後依次經對稱設計的迴風橫向調節器、迴風縱向調節器、迴風風道調節器、過濾器過濾後返回到循環風機的入口。
[0006]另外，通過布置在熱風循環系統上的新風補充閥門，實現熱處理腔內氧含量的控制；熱處理腔加熱採用獨特的對稱式熱風循環方式，熱風方向和絲束運行方向垂直。
[0007]本實用新型的有益效果是:整個裝置實現熱處理腔內氧含量的有效控制，既滿足了碳纖維原絲連續氧化熱處理的工藝要求，又有效地節省了佔地空間，大大提高了溫度的均勻性。外形美觀，效率高、節能、操作簡便等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型一種碳纖維預氧化爐的爐體結構示意圖。
[0009]I為機械框架，2為熱處理腔，4為掛板，15為氧含量在線檢測點。
[0010]圖2為本實用新型一種碳纖維預氧化爐的熱處理腔熱風循環系統示意圖。
[0011]3為熱風循環系統，5為循環風機，6為加熱腔，7為過濾器，8為進風風道調節器，9為進風縱向調節器，10為進風橫向調節器，11為迴風橫向調節器，12為迴風縱向調節器，13為迴風風道調節器，14為新風調節閥門。
【具體實施方式】
[0012]如圖1和圖2，一種碳纖維預氧化爐，主要由機械框架1、熱處理腔2和熱風循環系統3組成。機械框架I結構為層疊式結構，用於固定多個熱處理腔2和循環系統3，機械框架I主體採用板材和型材焊接而成，表面設有掛板4，掛板4全部採用不鏽鋼拉絲板製作，掛板4防止高溫對操作人員造成的意外灼傷，並形成設備的整體外觀，美觀且易於清理。
[0013]熱處理腔2採用多個層疊式熱處理腔，一個熱處理腔2 —個溫度，既滿足了碳纖維原絲連續氧化熱處理的工藝要求，又有效地節省了佔地空間；熱處理腔2及其所有與熱風接觸的部分全部採用不鏽鋼氬弧焊接而成，進、迴風道及其風道調節裝置對稱設計，熱處理腔2加熱採用獨特的對稱式熱風循環方式，熱風方向和絲束運行方向垂直，大大提高了溫度的均勻性；熱處理腔2通過設置氧含量在線檢測點15以及布置在熱風循環系統3上的新風補充閥門14，實現熱處理腔2內氧含量的控制。
[0014]熱風循環系統3由循環風機5、加熱腔6、過濾器7、進風風道調節器8、進風縱向調節器9、進風橫向調節器10、迴風橫向調節器11、迴風縱向調節器12、迴風風道調節器13和新風調節閥門14組成，風經過循環風機5送入加熱腔6加熱，由進風風道調節器8分多路送進進風縱向調節器9後，再由進風橫向調節器10分三路進入熱處理腔2，循環風出腔後依次經對稱設計的迴風橫向調節器11、迴風縱向調節器12、迴風風道調節器13、過濾器7過濾後返回到循環風機5的入口。
【權利要求】
1.一種碳纖維預氧化爐，主要由機械框架(1)、熱處理腔(2)和熱風循環系統(3)組成，其特徵在於:所述的機械框架(1)為層疊式結構，用於固定多個熱處理腔(2)和循環系統(3)，機械框架(1)主體採用板材和型材焊接而成，表面設有掛板(4)，掛板(4)全部採用不鏽鋼拉絲板製作；熱處理腔(2)採用多個層疊式熱處理腔，一個熱處理腔(2) —個溫度，熱處理腔(2)設置氧含量在線檢測點(15)，熱處理腔(2)及其所有與熱風接觸的部分全部採用不鏽鋼氬弧焊接而成，進、迴風道及其風道調節裝置對稱設計；熱風循環系統(3)由循環風機(5)、加熱腔(6)、過濾器(7)、進風風道調節器(8)、進風縱向調節器(9)、進風橫向調節器(10)、迴風橫向調節器(11)、迴風縱向調節器(12)、迴風風道調節器(13)和新風調節閥門(14)組成，風經過循環風機(5)送入加熱腔(6)加熱，由進風風道調節器(8)分多路送進進風縱向調節器(9)後，再由進風橫向調節器(10)分三路進入熱處理腔(2)，循環風出腔後依次經對稱設計的迴風橫向調節器(11)、迴風縱向調節器(12)、迴風風道調節器(13)、過濾器(7)過濾後返回到循環風機(5)的入口。
2.根據權利要求1所述的一種碳纖維預氧化爐，其特徵在於:所述的熱處理腔(2)設置氧含量在線檢測點(15)，通過布置在熱風循環系統(3)上的新風補充閥門(14)，實現熱處理腔(2)內氧含量的控制；熱 處理腔(2)加熱採用獨特的對稱式熱風循環方式，熱風方向和絲束運行方向垂直。
【文檔編號】D01F9/12GK203487290SQ201320618893
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】譚宏勝, 李歡, 呂文強, 吳敦元, 李飛龍, 陳泰 申請人:合肥高歌熱處理應用技術有限公司