CN202247061U - 自顶向下主动吹风式氧化炉 - Google Patents

Abstract

一种自顶向下主动吹风式氧化炉,它包括炉体、进出口导丝架和热风循环***,所述炉体包括上中下三层炉体气室,其中上、下部炉体气室内分别设置有采用不锈钢孔板结构制作而成的匀风装置；在所述中部炉体气室的碳纤维进、出口端均设置有反向吹风形式的反向密封气室和密封装置；所述进、出口导丝架是由用于牵引碳纤维进出炉体导丝辊极其安装架构成,分别设置在中部炉体气室的碳纤维进、出口外端；所述热风循环***包括设置在炉体外部的出风口位于炉体顶部、回风口位于炉体底部并依次与炉体上、中、下三层炉体内腔相连通的热风循环***主风道和设置在炉体外部的分别与设置在中部炉体气室的碳纤维进、出口端的反向吹风形式的反向密封气室相联接的密封风道***组成。

Description

自顶向下主动吹风式氧化炉

技术领域

本实用新型涉及碳纤维碳丝处理生产技术，具体说是涉及适用于碳纤维预氧化处理的自顶向下主动吹风式氧化炉。 

背景技术

在PAN级碳纤维碳丝处理过程中，氧化处理是一个重要的工艺步骤，氧化过程是：促使PAN大分子链内发生环化和分子链间发生交联生成非塑性耐热网状梯形结构，使其在炭化高温下不熔不燃，保持纤维形态，热力学处于稳定状态，氧化效果是直接碳纤维质量的关键。碳纤维为一个新兴产业，现有的氧化炉设备形式繁多，主要存在以下不足之处： 

1、无主动吹风或吹风形式：

部分小型氧化炉采用热风不循环利用，这样会造成不能及时带走反应热，容易使丝束蓄热过多，不适应工业化生产。部分大型氧化炉采用卧式侧吹风形式，为防止两侧不均匀采取两侧交替吹风。随着幅宽、车速的不断提高和氧化炉长度的不断加长，丝束收幅现象无法克服，难以保证稳定生产。

2、氧化炉炉膛内的温度场和风速场存在不均匀性： 

用于碳纤维预氧化处理的氧化炉随着产能的不断提高，炉膛内部体积也不断加大，这样容易造成内部的温度场和风速场的不均匀，同时由于操作需要，导丝辊需安装在炉体外部，丝束进出炉体时，会使炉膛进出口区域的温度场和风速场更加不均匀，这样会影响碳纤维品质，降低等级。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种运行可靠、稳定、节能的自顶向下主动吹风式和炉膛内部温度、风速较为均匀的氧化炉。 

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现： 

本实用新型的主动吹风式氧化炉包括包括包裹有保温材料层的炉体、进出口导丝架和热风循环***，所述炉体包括上、中、下三层炉体气室，其中：上、下部炉体气室内分别设置有采用不锈钢孔板结构制作而成的匀风装置；在所述中部炉体气室的碳纤维进、出口端均设置有反向吹风形式的反向密封气室和密封装置；所述进、出口导丝架是由用于牵引碳纤维进出炉体导丝辊及其安装架构成，分别设置在中部炉体气室的碳纤维进、出口外端；所述热风循环***包括设置在炉体外部的出风口位于炉体顶部、回风口位于炉体底部并依次与炉体上、中、下三层炉体内腔相连通的热风循环***主风道和设置在炉体外部的分别与设置在中部炉体气室的碳纤维进、出口端的反向吹风形式的反向密封气室相联接的密封风道。

本实用新型中所述的反向吹风密封气室在中部炉体处的密封装置为百叶窗式结构，可起到使中部炉体气室的主气室与反向密封气室、反向密封气室与外界隔离开的目的，叶片可做90°旋转，便于工艺操作。 

本实用新型中所述的设置在上部炉体气室内的匀风装置是由上下两层不锈钢孔板构成，且透孔率不同，上层透孔率在18～22%之间，下层透孔率在36～44%之间，在不锈钢孔板的上方依次设置热风均匀分配板和倾斜分布的弧形导流板；设置在下部炉体气室内的匀风装置是由单层不锈钢孔板构成，其透孔率在18～22%之间，在不锈钢孔板的下方依次设置热风均匀分配板和倾斜分布的弧形导流板。 

本实用新型在所述的热风循环***中设置有用于气体加热的电加热器和气体混合器，可使进入炉体前的热风在风道内得到均匀混合，从而使进入炉体内部的热风均匀、稳定。 

本实用新型的有益效果如下： 

本实用新型与现有技术相比不仅具有运行稳定可靠、节能的的优点，更主要的是可使炉腔内部的温度和风速更为均匀，根据首台设备测试结果，中部炉体过丝处，温度误差在±1℃，风速误差也比较小，可以控制在10%以内，由该条生产线所生产的碳纤维，性能更加稳定，部分产品质量相当于T800。

附图说明

    图1为本实用新型的结构示意图。 

图中序号：1是上部炉体气室，2是中部炉体气室，3是下部炉体气室，4是进口导丝架，5是出口导丝架，6是上部炉体匀风装置，7是下部炉体匀风装置，8是百叶窗式密封装置，9是上部炉体密封气室，10是中部炉体密封气室，11是下部炉体密封气室主风道，12是主风道，13是主风道上的电加热器，14是主风道上的混合器，15是主风道循环风机，16是密封风道，17是密封风道上的电加热器和气体混合器，18是密封风道的循环风机，19为中部炉体气室主气室。 

图2为本实用新型中的反向密封气室匀风装置的结构示意图。 

图中序号：20是弧形导流板，21是热风均匀分配板，22是不锈钢孔板。 

具体实施方式

     本实用新型以下将结合实施例（附图）做进一步描述： 

如附图1所示，本实用新型的主动吹风式氧化炉包括包裹有保温材料层的炉体、进出口导丝架4、5和热风循环***，所述炉体包括上、中、下三层炉体气室1、2、3，其中上、下部炉体气室内分别设置有采用不锈钢孔板结构制作而成的匀风装置；在所述中部炉体气室2的碳纤维进、出口端均设置有反向吹风形式的反向密封气室10和密封装置；所述进、出口导丝架4、5是由用于牵引碳纤维进出炉体导丝辊安装架构成，分别设置在中部炉体气室2的碳纤维进、出口外端； 

如附图2密封气室断面图所示，所述反向吹风密封气室的匀风装置分别设置在上、下部炉体密封气室内，设置在上部炉体气室1内的匀风装置6是由上下两层不锈钢孔板构成，且透孔率不同，上层透孔率在18～22%之间，下层透孔率在36～44%之间，在不锈钢孔板22的上方依次设置热风均匀分配板21和倾斜分布的弧形导流板20；设置在下部炉体密封气室3内部的匀风装置7是由单层不锈钢孔板构成，其透孔率在18～22%之间，在不锈钢孔板的下方依次设置热风均匀分配板和倾斜分布的弧形导流板；所述热风循环***包括设置在炉体外部的出风口位于炉体顶部、回风口位于炉体底部并依次与炉体上、中、下三层炉体内腔相连通的热风循环***主风道12和设置在炉体外部的分别与设置在中部炉体气室碳纤维进、出口端的反向吹风形式的反向密封气室9，10，11相联接的密封风道16。

本实用新型中所述的反向吹风形式的密封装置为百叶窗式结构8，可起到使中部炉体气室的主气室与反向密封气室、反向密封气室与外界隔离开的目的，叶片可做90°旋转，便于工艺操作。 

本实用新型在所述的热风循环***主风道12中设置有用于气体加热的电加热器13和气体混合器14；在密封风道16中设置有电加热器和气体混合器17，可使进入炉体前的热风在风道内得到均匀混合，从而使进入炉体内部的热风均匀、稳定。 

本实用新型的工作原理如下： 

原丝从进口导丝架4的下部进入氧化炉，在进、出口导丝架4、5间形成S形，最后从出口导丝架5的上部离开氧化炉；主风道12设置在炉体外部，自上向下经由上部气室内两层不锈钢孔板构成的匀风装置匀风后向中部炉体的主气室19进行吹风，由两层不锈钢孔板构成的的匀风装置6可充分保证在吹进中部炉体气室内与丝束接触的热风温度和风速均匀；安装在下部炉体气室内不锈钢孔板构成的匀风装置7可使中部炉体气室下部的温度场和风速场不受风机负压的影响，充分保证接触丝束的热风均匀稳定；设置在炉体外侧的密封风道16依次向下部炉体密封气室11，中部炉体密封气室10和上部炉体密封气室9反向吹风，减小丝束进出通道对主气室边缘温度场和风速场的影响，充分保证接触丝束的热风均匀稳定，反向吹风形式的密封装置还包括百叶窗式结构密封挡板8，使中部炉体的主气室与反向密封气室、反向密封气室与外界隔离开。

Claims (4)

1.一种自顶向下主动吹风式氧化炉，其特征在于：它包括包裹有保温材料层的炉体、进出口导丝架和热风循环***，所述炉体包括上、中、下三层炉体气室，其中上、下部炉体气室内分别设置有采用不锈钢孔板结构制作而成的匀风装置；在所述中部炉体气室的碳纤维进、出口端均设置有反向吹风形式的反向密封气室和密封装置；所述进、出口导丝架是由用于牵引碳纤维进出炉体导丝辊及其安装架构成，分别设置在中部炉体气室的碳纤维进、出口外端；所述热风循环***包括设置在炉体外部的出风口位于炉体顶部、回风口位于炉体底部并依次与炉体上、中、下三层炉体内腔相连通的热风循环***主风道和设置在炉体外部的分别与设置在中部炉体气室的碳纤维进、出口端的反向吹风形式的反向密封气室相联接的密封风道。

2.根据权利要求1所述主动吹风式氧化炉，其特征在于：所述的反向吹风形式的密封装置为叶片可做90°旋转的百叶窗式结构。

3.根据权利要求1所述主动吹风式氧化炉，其特征在于：设置在上部炉体气室内的匀风装置是由上下两层不锈钢孔板构成，且透孔率不同，上层透孔率在18～22%之间，下层透孔率在36～44%之间，在不锈钢孔板的上方依次设置热风均匀分配板和倾斜分布的弧形导流板；设置在下部炉体气室内的匀风装置是由单层不锈钢孔板构成，其透孔率在18～22%之间，在不锈钢孔板的下方依次设置热风均匀分配板和倾斜分布的弧形导流板。

4.根据权利要求1所述主动吹风式氧化炉，其特征在于：所述的热风循环***中设置有用于气体加热的电加热器和气体混合器。

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