CN103031688A - 一种超高温碳化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高温碳化设备，包括主工作台，主工作台上沿物料输送方向依次设置有相互配合的进料密封装置、碳化装置、冷却装置和出料密封装置，主工作台的上游设置有放卷装置，主工作台的下游设置有收卷装置，收卷装置上设置有与物料相配合的牵引装置；冷却装置包括套装配合的内壳体和外壳体，内壳体与外壳体之间具有容纳冷却水的冷却腔，外壳体上设置有连通冷却腔与外部供水装置的进水阀，外壳体上还设置有与冷却腔相连通的回水箱。其加工过程无需频繁停炉以进行物料的冷却和取放，大大提高了工艺的整体连贯性，并使得整个碳化加工过程更加连续可靠，且产品规格适应性强，无需后续拼接等操作，大大提高了产品利用率和适用性。

Description

一种超高温碳化设备

技术领域

本发明涉及碳化加工设备技术领域，特别涉及一种超高温碳化设备。

背景技术

超高温碳毡作为优秀的隔热材料之一，现已广泛应用于热工装备中，如真空炉，晶体生长炉，单晶炉，多晶炉等。由于超高温碳毡中存在着90%为空隙，在真空或惰性气氛中的隔热保温性能能非常优越。特别是在超高温下性能稳定，由于它重量轻，比热容小，质地柔软，隔热效果好，作为隔热材料可大大节约能量。随着生产强度的不断提高，人们对超高温碳毡的加工过程也提出了更高的要求。

目前现有的碳纤维毡生产设备基本是采用间歇式碳化炉生产制作碳纤维毡，碳化温度大多在1300度以下，即将碳纤维毡原料板放入间歇式碳化炉中加热，待其被加热到一定温度后保温一段时间，然后将间歇式碳化炉停止加热并冷却至室温，之后将已加热碳化烧蚀后的成品碳纤维毡取出以完成单次加工操作，而后再重新装料并重复上述工艺步骤。然而，虽然该种加工过程能够满足基本的生产需要，但由于其单次加工的碳纤维毡规格有限，加工效率较低，且加工质量也不够稳定，同时加工过程中加热设备需要不断进行升温降温操作，能源消耗较大，给相关的工艺加工操作造成了诸多不便。

因此，如何使得超高温碳化加工过程更加连续高效是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高温碳化设备，该超高温碳化设备的超高温碳化加工过程较为连续高效。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超高温碳化设备，包括主工作台，所述主工作台的上表面设置有若干与物料滚动配合的托辊，所述托辊的轴线的延伸方向与物料输送方向相一致，所述主工作台上沿物料输送方向依次设置有相互配合的进料密封装置、碳化装置、冷却装置和出料密封装置，所述主工作台的上游设置有与所述进料密封装置相配合的放卷装置，所述主工作台的下游设置有与所述出料密封装置相配合的收卷装置，所述收卷装置上设置有与物料相配合的牵引装置；

所述冷却装置包括套装配合的内壳体和外壳体，所述内壳体与所述外壳体之间具有容纳冷却水的冷却腔，所述外壳体上设置有连通所述冷却腔与外部供水装置的进水阀，所述外壳体上还设置有与所述冷却腔相连通的回水箱。

优选地，所述碳化装置内设置有发热元件，所述发热元件具体为钼丝或石墨棒，所述碳化装置的壳体上具有与外部环境相连通的排气阀。

优选地，所述碳化装置的壳体内具有可容纳冷却水的空腔。

优选地，所述主工作台上还设置有与所述碳化装置相配合的尾气处理装置，所述尾气处理装置包括与所述碳化装置相连通的风管，所述风管的进风口与所述碳化装置之间设置有风机，所述风管的出风口连接有燃烧室，所述燃烧室内设置有点火器，所述燃烧室的顶部具有排烟管。

优选地，所述进料密封装置包括若干与外部保护气体供给装置相连通的输气管，所述输气管上具有若干气孔；

所述输气管的下游设置有若干密封气帘，各所述密封气帘沿物料输送方向依次排布。

优选地，所述进料密封装置还包括与所述密封气帘相配合的气帘提升装置。

优选地，所述收卷装置包括相互配合的收卷辊和减速电机，所述收卷辊包括平行设置的两根支撑杆，所述支撑杆的延伸方向与所述收卷辊的转轴相平行；

两所述支撑杆之间设置有调节盒，所述支撑杆的端部具有与所述调节盒插装连接的调节杆，所述调节杆上具有若干调节孔，所述调节孔内插装有与所述调节盒相配合的插销。

相对上述背景技术，本发明所提供的超高温碳化设备，包括主工作台，所述主工作台的上表面设置有若干与物料滚动配合的托辊，所述托辊的轴线的延伸方向与物料输送方向相一致，所述主工作台上沿物料输送方向依次设置有相互配合的进料密封装置、碳化装置、冷却装置和出料密封装置，所述主工作台的上游设置有与所述进料密封装置相配合的放卷装置，所述主工作台的下游设置有与所述出料密封装置相配合的收卷装置，所述收卷装置上设置有与物料相配合的牵引装置；所述冷却装置包括套装配合的内壳体和外壳体，所述内壳体与所述外壳体之间具有容纳冷却水的冷却腔，所述外壳体上设置有连通所述冷却腔与外部供水装置的进水阀，所述外壳体上还设置有与所述冷却腔相连通的回水箱。工作过程中，待加工的碳毡原料由所述放卷装置输出，并在所述牵引装置的驱动和所述托辊的承托下通过所述进料密封装置后进入所述碳化装置内完成超高温碳化加工，碳化加工完成后进入所述冷却装置内迅速冷却，冷却完成后由所述出料密封装置处输出至所述收卷装置处以完成碳化加工工艺。整个加工过程无需频繁停炉以进行物料的冷却和取放，大大提高了工艺的整体连贯性，并使得整个碳化加工过程更加连续可靠，且产品规格适应性强，无需后续拼接等操作，大大提高了产品利用率和适用性。

在本发明的另一优选方案中，所述碳化装置内设置有发热元件，所述发热元件具体为钼丝或石墨棒，所述碳化装置的壳体上具有与外部环境相连通的排气阀。工作过程中，采用钼丝或石墨棒作为发热元件能够将加工温度提高至1800℃，从而使得产品的加工质量更好，同时，所述排气阀能够将所述碳化装置内的残余气体迅速排出，以避免其对后续加工的产品造成不利影响，从而进一步保证所述超高温碳化设备的产品加工质量。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的超高温碳化设备的装配结构示意图；

图2为图1中冷却装置的装配结构示意图；

图3为图1中尾气处理装置的装配结构示意图；

图4为图1中进料密封装置的装配结构示意图；

图5为图1中收卷装置的收卷辊部分的装配结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种超高温碳化设备，该超高温碳化设备的超高温碳化加工过程较为连续高效。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明一种具体实施方式所提供的超高温碳化设备的装配结构示意图；图2为图1中冷却装置的装配结构示意图。

在具体实施方式中，本发明所提供的超高温碳化设备，包括主工作台11，主工作台11的上表面设置有若干与物料滚动配合的托辊（图中未示出），所述托辊的轴线的延伸方向与物料输送方向相一致，主工作台11上沿物料输送方向依次设置有相互配合的进料密封装置12、碳化装置13、冷却装置14和出料密封装置15，主工作台11的上游设置有与进料密封装置12相配合的放卷装置16，主工作台11的下游设置有与出料密封装置15相配合的收卷装置17，收卷装置17上设置有与物料相配合的牵引装置（图中未示出）；冷却装置14包括套装配合的内壳体141和外壳体142，内壳体141与外壳体142之间具有容纳冷却水的冷却腔143，外壳体142上设置有连通冷却腔143与外部供水装置的进水阀144，外壳体142上还设置有与冷却腔143相连通的回水箱145。工作过程中，待加工的碳毡原料由放卷装置16输出，并在所述牵引装置的驱动和所述托辊的承托下通过进料密封装置12后进入碳化装置13内完成超高温碳化加工，碳化加工完成后进入冷却装置14内迅速冷却，冷却完成后由出料密封装置15处输出至收卷装置17处以完成碳化加工工艺。整个加工过程无需频繁停炉以进行物料的冷却和取放，大大提高了工艺的整体连贯性，并使得整个碳化加工过程更加连续可靠，且产品规格适应性强，无需后续拼接等操作，大大提高了产品利用率和适用性。

进一步地，碳化装置13内设置有发热元件（图中未示出），所述发热元件具体为钼丝或石墨棒，碳化装置13的壳体上具有与外部环境相连通的排气阀131。工作过程中，采用钼丝或石墨棒作为发热元件能够将加工温度提高至1800℃，从而使得产品的加工质量更好，同时，排气阀131能够将所述碳化装置内的残余气体迅速排出，以避免其对后续加工的产品造成不利影响，从而进一步保证所述超高温碳化设备的产品加工质量。

更具体地，碳化装置13的壳体内具有可容纳冷却水的空腔（图中未示出）。工作过程中，当需要对碳化装置13的炉体进行降温时，可在所述空腔内通入冷却水，以便使碳化装置13的相关结构迅速冷却，满足相应的工艺需要。

请参考图3，图3为图1中尾气处理装置的装配结构示意图。

主工作台11上还设置有与碳化装置13相配合的尾气处理装置18，尾气处理装置18包括与碳化装置13相连通的风管181，风管181的进风口与碳化装置13之间设置有风机182，风管181的出风口连接有燃烧室183，燃烧室183内设置有点火器184，燃烧室183的顶部具有排烟管185。工作过程中，风机182能够将高温碳化工艺过程产生的甲烷等碳氢化合物吸入风管181内，并经由风管181通入燃烧室193内，经点火器184点燃后燃烧，并将燃烧后的非污染气体通过排烟管185排至外部环境，从而避免了所述超高温碳化设备工作过程中对周围环境造成的污染。

请参考图4，图4为图1中进料密封装置的装配结构示意图。

进料密封装置12包括若干与外部保护气体供给装置相连通的输气管121，输气管121上具有若干气孔（图中未示出）；输气管121的下游设置有若干密封气帘122，各密封气帘122沿物料输送方向依次排布。工艺实施过程中，输气管121能够通过所述气孔向进料密封装置12处排出氮气等保护气体，以隔绝所述超高温碳化设备与外部环境间的气体环境，保证所述超高温碳化设备的主要工作结构的相对密封，同时，密封气帘122能够对下游碳化装置进行物理性密封，保证其超高温碳化工艺实施过程的密封性和可靠性。

进一步地，进料密封装置12还包括与密封气帘122相配合的气帘提升装置123。气帘提升装置123能够驱动密封气帘122沿竖直方向上升或下降，以适应不同工况环境下的使用需要。

请参考图5，图5为图1中收卷装置的收卷辊部分的装配结构示意图。

收卷装置17包括相互配合的收卷辊和减速电机（图中未示出），所述收卷辊包括平行设置的两根支撑杆171，支撑杆171的延伸方向与收卷辊的转轴172相平行；两支撑杆171之间设置有调节盒173，支撑杆171的端部具有与调节盒173插装连接的调节杆174，调节杆174上具有若干调节孔175，调节孔175内插装有与调节盒173相配合的插销（图中未示出）。工艺实施过程中，工作人员可以根据实际需要，灵活调整所述插销与不同位置的调节孔插装配合，以调整两支撑杆171的间距，从而使得取卷等相应操作更加简便易行。

综上可知，本发明中提供的超高温碳化设备，包括主工作台，所述主工作台的上表面设置有若干与物料滚动配合的托辊，所述托辊的轴线的延伸方向与物料输送方向相一致，所述主工作台上沿物料输送方向依次设置有相互配合的进料密封装置、碳化装置、冷却装置和出料密封装置，所述主工作台的上游设置有与所述进料密封装置相配合的放卷装置，所述主工作台的下游设置有与所述出料密封装置相配合的收卷装置，所述收卷装置上设置有与物料相配合的牵引装置；所述冷却装置包括套装配合的内壳体和外壳体，所述内壳体与所述外壳体之间具有容纳冷却水的冷却腔，所述外壳体上设置有连通所述冷却腔与外部供水装置的进水阀，所述外壳体上还设置有与所述冷却腔相连通的回水箱。工作过程中，待加工的碳毡原料由所述放卷装置输出，并在所述牵引装置的驱动和所述托辊的承托下通过所述进料密封装置后进入所述碳化装置内完成超高温碳化加工，碳化加工完成后进入所述冷却装置内迅速冷却，冷却完成后由所述出料密封装置处输出至所述收卷装置处以完成碳化加工工艺。整个加工过程无需频繁停炉以进行物料的冷却和取放，大大提高了工艺的整体连贯性，并使得整个碳化加工过程更加连续可靠，且产品规格适应性强，无需后续拼接等操作，大大提高了产品利用率和适用性。

以上对本发明所提供的超高温碳化设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超高温碳化设备，其特征在于：包括主工作台，所述主工作台的上表面设置有若干与物料滚动配合的托辊，所述托辊的轴线的延伸方向与物料输送方向相一致，所述主工作台上沿物料输送方向依次设置有相互配合的进料密封装置、碳化装置、冷却装置和出料密封装置，所述主工作台的上游设置有与所述进料密封装置相配合的放卷装置，所述主工作台的下游设置有与所述出料密封装置相配合的收卷装置，所述收卷装置上设置有与物料相配合的牵引装置；

所述冷却装置包括套装配合的内壳体和外壳体，所述内壳体与所述外壳体之间具有容纳冷却水的冷却腔，所述外壳体上设置有连通所述冷却腔与外部供水装置的进水阀，所述外壳体上还设置有与所述冷却腔相连通的回水箱。

2.如权利要求1所述的超高温碳化设备，其特征在于：所述碳化装置内设置有发热元件，所述发热元件具体为钼丝或石墨棒，所述碳化装置的壳体上具有与外部环境相连通的排气阀。

3.如权利要求2所述的超高温碳化设备，其特征在于：所述碳化装置的壳体内具有可容纳冷却水的空腔。

4.如权利要求1所述的超高温碳化设备，其特征在于：所述主工作台上还设置有与所述碳化装置相配合的尾气处理装置，所述尾气处理装置包括与所述碳化装置相连通的风管，所述风管的进风口与所述碳化装置之间设置有风机，所述风管的出风口连接有燃烧室，所述燃烧室内设置有点火器，所述燃烧室的顶部具有排烟管。

5.如权利要求1所述的超高温碳化设备，其特征在于：所述进料密封装置包括若干与外部保护气体供给装置相连通的输气管，所述输气管上具有若干气孔；

所述输气管的下游设置有若干密封气帘，各所述密封气帘沿物料输送方向依次排布。

6.如权利要求5所述的超高温碳化设备，其特征在于：所述进料密封装置还包括与所述密封气帘相配合的气帘提升装置。

7.如权利要求1所述的超高温碳化设备，其特征在于：所述收卷装置包括相互配合的收卷辊和减速电机，所述收卷辊包括平行设置的两根支撑杆，所述支撑杆的延伸方向与所述收卷辊的转轴相平行；

两所述支撑杆之间设置有调节盒，所述支撑杆的端部具有与所述调节盒插装连接的调节杆，所述调节杆上具有若干调节孔，所述调节孔内插装有与所述调节盒相配合的插销。

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