CN103603159A - 一种内循环式碳纤维干燥炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳纤维加工技术领域,尤其涉及一种内循环式碳纤维干燥炉。该碳纤维干燥炉包括炉体、风机、风道、加热器和导丝部件,炉体吹风侧的风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间,风机的出口朝向炉体内,风道设置在炉体内外壳之间,风道中设置加热器,风道的出风端与风机的进口连接,风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通,这样气体从风机的出口吹出后经过炉体内腔,然后经炉体出风口进入风道中,在风道中气体被加热后,经风机进口进入风机,在炉体中形成气体流通的内循环,结构紧凑,且可以减少炉体中气体热量的散失,降低了能耗,提高了干燥效率。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维加工技术领域,尤其涉及一种内循环式碳纤维干燥炉。
背景技术
碳纤维是一种新型材料,具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀等优点,已广泛运用于航天航空、船舶、汽车等领域。碳纤维表面处理是碳纤维生产过程中的重要环节,其包括电解表面处理、水洗、干燥、上浆及干燥五个步骤,其中对上浆处理后的碳纤维束进行干燥处理是很重要的一步,可使其定型,然后收卷。干燥炉是对上浆后的碳纤维丝束进行干燥处理的重要设备,目前市场上的碳纤维干燥炉存在着许多缺点,主要表现在占地面积大,高能耗,干燥效率低等缺点。
因此,针对以上不足,本发明提供了一种内循环式碳纤维干燥炉。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种结构紧凑、低能耗、干燥效率高的内循环式碳纤维干燥炉。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种内循环式碳纤维干燥炉,其包括炉体、风机、风道、加热器和导丝部件,风机设置在炉体吹风侧的壳体中,风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间,风机的出口朝向炉体内,与炉体吹风侧相对的炉体出风侧的内壳上设有出风口,风道设置在炉体内外壳之间,风道的出风端与风机的进口连接,风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通,加热器设置在风道中,炉体进丝侧和炉体出丝侧相对,且炉体进丝侧和炉体出丝侧均与炉体吹风侧相邻,炉体进丝侧和炉体出丝侧均设置导丝部件。
其中,所述风机为双吸风机,所述风道包括上风道和下风道,双吸风机的上进口与上风道的出风端连通,双吸风机的下进口与下风道的出风端连通,上风道和下风道的进风端均与炉体出风侧的出风口连通。
其中,风机的出口连接有渐开式的吹风风罩,吹风风罩内依次设置有折流板和多孔板。
其中,炉体出风侧的出风口设置有中心开口的双向导风口,双向导风口的两侧呈喇叭状,双向导风口的内侧连接有渐开式的吸风风罩,吸风风罩中设置金属丝网。
其中,所述炉体的吹风侧设置有与炉体内部连通的补气管,炉体的出风侧设置有与风道连通的废气管,补气管和废气管上分别设置有插板阀。
其中,炉体内设置有测温热电偶。
其中,还包括控制器,加热器、测温热电偶及双吸风机均与控制器相连。
其中,炉体进丝侧的导丝部件和炉体出丝侧的导丝部件相对设置,所述导丝部件包括导向辊架和设置在导向辊架上的导向辊,碳纤维丝束穿过炉体连接在炉体进丝侧和炉体出丝侧的导向辊上。
其中,导向辊通过轴承设置在导向辊架上,导向辊架上设置有滑轨,轴承座安装在滑轨上。
其中,炉体进丝侧设置有一对挤压胶辊,碳纤维丝束的一端位于两个挤压胶辊之间,挤压胶辊的下方设置有接液盘。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供的内循环式碳纤维干燥炉中,炉体吹风侧的风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间,风机的出口朝向炉体内,与吹风侧相对的炉体出风侧的内壳上设有出风口,风道设置在炉体内外壳之间,风道中设置加热器,风道的出风端与风机的进口连接,风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通,这样气体从风机的出口吹出后经过炉体内腔,然后经炉体出风侧的出风口进入设置在内外壳体之间的风道中,在风道中气体被加热后,经风机进口进入风机,在炉体中形成气体流通的内循环,结构紧凑,且可以减少炉体中气体热量的散失,降低了能耗,提高了干燥效率,同时,在炉体进丝侧和炉体出丝侧设置导丝部件,碳纤维丝束与炉腔中气体的流向相交叉,可以提高碳纤维丝束的干燥效率。
附图说明
图1是本发明实施例内循环式碳纤维干燥炉的剖面结构示意图;
图2是本发明实施例内循环式碳纤维干燥炉的左视图;
图3是本发明实施例内循环式碳纤维干燥炉的俯视图。
图中,1:补气管;2:下风道;3:双吸风机;4:测温热电偶;5:折流板;6:电加热器;7:多孔板;8:吹风风罩;9:上风道;11:炉体;13:吊耳;14:吸风风罩;15:双向导风口;16:废气管;17:接液盘;18:挤压胶辊;19:导向辊;20:导向辊架;21:碳纤维丝束。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1和图2所示,本发明提供的内循环式碳纤维干燥炉包括矩形炉体11、双吸风机3、上风道9、下风道2、电加热器6和导向辊19,双吸风机3设置在炉体11吹风侧(左侧)的壳体中,双吸风机3的进口位于炉体11的内壳和外壳之间,双吸风机3的出口朝向炉体11内,与炉体11吹风侧相对的炉体11出风侧(右侧)的内壳上设有出风口,上风道9和下风道2设置在炉体11内外壳之间,具体地,上风道9设置在炉体11的上侧,下风道2设置在炉体11的下侧,双吸风机3的上进口与上风道9的出风端连通,双吸风机3的下进口与下风道2的出风端连通,上风道9和下风道2的进风端位于炉体11出风侧内壳上的出风口处,且与该出风口连通,电加热器6设置在风道中,以给气体加热,炉体11进丝侧(前侧)和炉体11出丝侧(后侧)均设置有导向辊19,具体地,多个导向辊19设置在导向辊架20上,碳纤维丝束21穿过炉体11绕在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧的导向辊19上,炉体11进丝侧的导向辊19和炉体11出丝侧的导向辊19相对设置,碳纤维丝束21穿过炉体11连接在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧的导向辊19上。
当然,上述方案中也可以设置一个风道,相应地,也可以在炉体11吹风侧(左侧)的壳体中设置一单吸式风机。
本发明中,气体从双吸风机3的出口吹出后经过炉体11内腔,然后经炉体11出风侧的出风口进入内外壳体之间,形成两股气流,该两股气流风别经上风道9和下风道2,进入风机中,从而在炉体11中即形成气体流通的内循环,这样可使炉体11结构紧凑,且可以减少炉体11中气体热量的散失,同时,在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧设置导向辊19,碳纤维丝束21与炉腔中气体的流向相交叉,可以提高碳纤维丝束21的干燥效率,并且在导向辊架20上设置多个导向辊19,碳纤维丝束21呈S型绕在导向辊19上,可以多次进入炉体11被加热干燥,进而可提高干燥炉的干燥效率。
为了更好地疏导气流和使气体均匀地吹向碳纤维丝束21,在双吸风机3的出口连接有渐开式的吹风风罩8,在吹风风罩8内设置有折流板和竖向的多孔板7;同时为了更好地聚风和分风,炉体11出风侧的出风口设置有中心开口的双向导风口15,双向导风口15的两侧呈喇叭状,双向喇叭的内侧连接有渐开式吸风风罩14;若碳纤维丝束21上浆不均匀,未上浆的部分碳纤维丝束21会散开,这样在炉腔中产生一些废丝,这些废丝进入风道后一方面不易清理,另一方面吸风风罩14内设置有钢丝网,可以防止炉腔中产生的废丝进入风道。
进一步地,炉体11内设置有测温热电偶4,可测量炉腔内的温度;同时,本发明还包括一控制器,设置在炉体11一侧的控制柜中,电加热器6中安装有晶闸管,电加热器6、测温热电偶4均与控制器相连,通过控制器可监测炉体11内的温度,当温度偏低时,通过控制器控制风道中的电加热器6,调节温度;双吸风机3中设置有变频器,双吸风机3与控制器相连,通过控制器可控制风机的风量。
进一步,所述炉体11的吹风侧设置有与炉体11内部连通的补气管1,可相炉体11内补入新鲜空气,炉体11的出风侧设置有与风道连通的废气管16,可以将部分废气排出炉体11。其中,补气管1和废气管16上分别设置有插板阀。
具体地,导向辊19通过轴承设置在导向辊架20上,导向辊架20上设置有滑轨,轴承座安装在滑轨上,这样可以实现导向辊19位置的可调。
如图2和图3所示,为了防止上浆液浪费,避免环境污染,在炉体11进丝侧设置有一对挤压胶辊18,挤压胶辊18设置在一支架上,碳纤维丝束21的一端位于两个挤压胶辊18之间,挤压胶辊18的下方设置有接液盘17,挤压胶辊18挤压碳纤维丝束21产生的上浆液正好滴落在接液盘17中。
进一步地,炉体11顶部四角安装有吊耳13,方便炉体11的吊装和移动。
综上所述,本发明提供的内循环式碳纤维干燥炉中,通过将风道设置在炉体11内外壳之间,风道的出风端与风机的进口连接,风道的进风端与炉体11出风侧的出风口连通,在炉体11中形成气体流通的内循环,结构紧凑,且可以减少炉体11中气体热量的散失,降低了能耗;通过在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧设置导丝部件,碳纤维丝束21与炉腔中气体的流向相交叉,可以提高碳纤维丝束21的干燥效率;通过在导向辊架20上设置多个导向辊19,碳纤维丝束21可呈S型绕在导向辊19上,从而碳纤维丝束21可以多次进入炉体11被加热干燥,可进一步提高干燥炉的干燥效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种内循环式碳纤维干燥炉,其特征在于:其包括炉体、风机、风道、加热器和导丝部件,风机设置在炉体吹风侧的壳体中,风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间,风机的出口朝向炉体内,与炉体吹风侧相对的炉体出风侧的内壳上设有出风口,风道设置在炉体内外壳之间,风道的出风端与风机的进口连接,风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通,加热器设置在风道中,炉体进丝侧和炉体出丝侧相对,且炉体进丝侧和炉体出丝侧均与炉体吹风侧相邻,炉体进丝侧和炉体出丝侧均设置导丝部件。
2.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:所述风机为双吸风机,所述风道包括上风道和下风道,双吸风机的上进口与上风道的出风端连通,双吸风机的下进口与下风道的出风端连通,上风道和下风道的进风端均与炉体出风侧的出风口连通。
3.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:风机的出口连接有渐开式的吹风风罩,吹风风罩内依次设置有折流板和多孔板。
4.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:炉体出风侧的出风口设置有中心开口的双向导风口,双向导风口的两侧呈喇叭状,双向导风口的内侧连接有渐开式的吸风风罩,吸风风罩中设置金属丝网。
5.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:所述炉体的吹风侧设置有与炉体内部连通的补气管,炉体的出风侧设置有与风道连通的废气管,补气管和废气管上分别设置有插板阀。
6.根据权利要求2所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:炉体内设置有测温热电偶。
7.根据权利要求6所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:还包括控制器,加热器、测温热电偶及双吸风机均与控制器相连。
8.根据权利要求1-7任一项所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:炉体进丝侧的导丝部件和炉体出丝侧的导丝部件相对设置,所述导丝部件包括导向辊架和设置在导向辊架上的导向辊,碳纤维丝束穿过炉体连接在炉体进丝侧和炉体出丝侧的导向辊上。
9.根据权利要求8所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:导向辊通过轴承设置在导向辊架上,导向辊架上设置有滑轨,轴承座安装在滑轨上。
10.根据权利要求8所述的碳纤维干燥炉,其特征在于:炉体进丝侧设置有一对挤压胶辊,碳纤维丝束的一端位于两个挤压胶辊之间,挤压胶辊的下方设置有接液盘。
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