CN104344719A - 一种连续式陶瓷纤维的烧结设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续式陶瓷纤维的烧结设备，包括退绕保护罩、退绕开口保护器、退绕辊、甬道、卷绕保护罩、卷绕开口保护器和卷绕辊，所述退绕保护罩与退绕开口保护器相连；所述退绕辊穿过退绕开口保护器内部并通过轴固定在所述退绕开口保护器的前侧；所述甬道上端与所述退绕开口保护器相连接，下端与所述卷绕保护罩相连，所述甬道外部安装有缠绕式加热控制单元；所述卷绕保护罩内设有导丝辊；所述卷绕保护罩与卷绕开口保护器相连；所述卷绕辊穿过所述卷绕开口保护器并通过轴固定在卷绕开口保护器的正中央部位；所述退绕辊、导丝辊和卷绕辊相互平行。通过本发明可得到性能稳定，产率较高的连续陶瓷纤维。

Description

一种连续式陶瓷纤维的烧结设备
技术领域
本发明涉及陶瓷纤维技术领域，特别是涉及一种连续式陶瓷纤维的烧结设备。
背景技术
随着航空、航天科技以及军事技术的迅猛发展，近空间飞行器、精确制导巡航导弹等先进武器装备对超高温结构功能一体化新材料提出了更高的要求。不仅要求材料强度和模量高，而且要求其密度小、耐高温、耐腐蚀、抗蠕变、热稳定性好、高温抗氧化性能优异以及具有一定的介电性能等。因此，近年来对高温陶瓷材料的研究已成为国内外研究的热点之一。
硅基氮化物陶瓷纤维是具有广阔应用前景的一类高性能陶瓷纤维，现有的有机聚合物先驱体转化法是制备硅基氮化物纤维最为有效的一种方法，这种方法首先通过合成出具有一定加工性能的氮化物陶瓷前驱体聚硅硼氮烷，再经过熔融纺丝得到前驱体原丝，然后经过不熔化处理使其具有一定的交联度，最后经过高温烧结得到所需的硅基氮化物陶瓷纤维。其中高温烧结是前驱体转化法中有机聚合物纤维向无机陶瓷纤维转化的最为重要的过程，其对陶瓷纤维最终的结构组成、微观形态及性能都具有重要影响，而到目前还没有一种气体封闭、耐高温、精度可控、连续的立式陶瓷纤维烧结加工设备应用在此领域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种连续式陶瓷纤维的烧结设备，能保证原丝在反应性气体或惰性气体的氛围下，与气体充分接触，隔绝空气和水等敏感因素，并可加热至高温进行连续烧结，同时纤维所受张力可测，其精度控制在±1CN，通过该烧结设备可得到性能稳定，产率较高的连续陶瓷纤维。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种连续式陶瓷纤维的烧结设备，包括退绕保护罩、退绕开口保护器、退绕辊、甬道、卷绕保护罩、卷绕开口保护器和卷绕辊，所述退绕保护罩与退绕开口保护器相连；所述退绕辊穿过退绕开口保护器内部并通过轴固定在所述退绕开口保护器的前侧；所述甬道上端与所述退绕开口保护器相连接，下端与所述卷绕保护罩相连，所述甬道外部安装有缠绕式加热控制单元；所述卷绕保护罩内设有导丝辊；所述卷绕保护罩与卷绕开口保护器相连；所述卷绕辊穿过所述卷绕开口保护器并通过轴固定在卷绕开口保护器的正中央部位；所述退绕辊、导丝辊和卷绕辊相互平行。
所述的退绕保护罩上端设有进气口，所述卷绕开口保护器下端设有出气口，所述出气口与U型鼓泡器相连，所述进气口与出气口形成封闭的气体保护系统。
所述的退绕开口保护器和卷绕开口保护器均采用左右两口对称结构。
所述的退绕石英保护罩和退绕石英开口保护器之间的连接处密封。
所述的退绕石英保护罩和退绕石英开口保护器通过垫圈相连。
所述卷绕石英保护罩和卷绕石英开口保护器之间的连接处密封。
所述卷绕石英保护罩和卷绕石英开口保护器通过垫圈相连。
所述甬道外部设有用于固定缠绕式加热控制单元的牛角管。
所述的退绕辊、导丝辊和卷绕辊均由传动控制系统控制。
所述的退绕辊和卷绕辊均是主动辊，所述导丝辊所受的张力大小通过压力传感器测量，用来调节退绕辊与卷绕辊的速度。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明能保证原丝在反应性气体或惰性气体的氛围下，与气体充分接触，隔绝空气和水等敏感因素，并可加热至高温进行连续烧结，并且结构紧凑，密封性好，可操作性好，烧结的温度、纤维卷绕与退绕的速度均易于测量和控制，能在反应性气体或惰性气体的氛围下，完成从有机聚合物纤维到无机陶瓷纤维的转化，从而得到各项性能稳定、产率较高的耐高温连续陶瓷纤维。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明的实施方式涉及一种连续式陶瓷纤维的烧结设备，包括退绕石英保护罩1、退绕石英开口保护器2、退绕辊3、传动控制系统4、石英甬道5、缠绕式加热控制单元6、卷绕石英保护罩7、卷绕石英开口保护器8、导丝辊9、卷绕辊10、压力传感器11。其中，退绕石英保护罩1通过垫圈与退绕石英开口保护器2相连，并且在连接处进行密封设置；退绕辊3穿过退绕石英开口保护器2内部，通过轴固定在退绕石英开口保护器2前侧；石英甬道5上端与退绕石英开口保护器2相连接，下端与卷绕石英保护罩7相连，石英甬道5外部安装有缠绕式加热控制单元6，缠绕式加热控制单元6通过石英甬道5外部预留的牛角管固定；导丝辊9位于卷绕石英保护罩7内，并与压力传感器11相连；卷绕石英保护罩7通过垫圈与卷绕石英开口保护器8相连，并且在连接处进行密封设置；卷绕辊10穿过卷绕石英开口保护器8，通过轴固定在卷绕石英开口保护器8的正中央部位。其中，退绕辊3、导丝辊9、卷绕辊10相互平行。退绕石英保护罩1上端有进气口12,卷绕石英开口保护器8下端有出气口13，出气口13与U型鼓泡器相连，进气口12与出气口13形成封闭的气体保护系统。退绕石英开口保护器2和卷绕石英开口保护器8采用左右两口对称结构，这种左右两口对称结构可以保证纤维在整个甬道内实现连续可退绕。本实施方式中退绕辊3、导丝辊9、卷绕辊10均由传动控制系统4控制，其中，所述的退绕辊3和卷绕辊10都是主动辊，导丝辊9所受的张力大小，可以通过压力传感器11测量，用来调节退绕辊3与卷绕辊10的速度。
下面以两个具体的实施例来进一步说明本发明。
实施例1
通过进气口12向退绕石英开口保护器2，石英甬道5和卷绕石英开口保护器8中通入高纯氮气，将原丝筒管通过退绕辊，使原丝从筒管上退绕，进入石英甬道，通过缠绕式加热控制单元6对石英甬道5加热至800℃。然后经过导丝辊施加一定预张力后，最终通过卷绕辊进行陶瓷纤维的收集。可以改变通过导丝辊时施加的张力，来调整退绕辊和卷绕辊的速度。U型鼓泡器可以对装置内的氮气及高温烧结产生的气体进行处理。加工过程中可以通过退绕石英开口保护器2，石英甬道5和卷绕石英开口保护器8来观察装置内的情况并随时进行调整。
实施例2
通过进气口12向退绕石英开口保护器2，石英甬道5和卷绕石英开口保护器8中通入高纯氨气，将原丝筒管通过退绕辊，使原丝从筒管上退绕，进入石英甬道，通过缠绕式加热控制单元6对石英甬道5加热至1000℃，然后经过导丝辊施加一定的预张力后，最终通过卷绕辊进行陶瓷纤维的收集。可以改变通过导丝辊时施加的张力，来调整退绕辊和卷绕辊的速度。U型鼓泡器可以对装置内的氨气及高温烧结产生的气体进行处理。加工过程中可以通过退绕石英开口保护器2，石英甬道5和卷绕石英开口保护器8来观察装置内的情况并随时进行调整。

Claims (10)

1.一种连续式陶瓷纤维的烧结设备，包括退绕保护罩(1)、退绕开口保护器(2)、退绕辊(3)、甬道(5)、卷绕保护罩(7)、卷绕开口保护器(8)和卷绕辊(10)，其特征在于，所述退绕保护罩(1)与退绕开口保护器(2)相连；所述退绕辊(3)穿过退绕开口保护器(2)内部并通过轴固定在所述退绕开口保护器(2)的前侧；所述甬道(5)上端与所述退绕开口保护器(2)相连接，下端与所述卷绕保护罩(7)相连，所述甬道(5)外部安装有缠绕式加热控制单元(6)；所述卷绕保护罩(7)内设有导丝辊(9)；所述卷绕保护罩(7)与卷绕开口保护器(8)相连；所述卷绕辊(10)穿过所述卷绕开口保护器(8)并通过轴固定在卷绕开口保护器(8)的正中央部位；所述退绕辊(3)、导丝辊(9)和卷绕辊(10)相互平行。
2.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述的退绕保护罩(1)上端设有进气口(12)，所述卷绕开口保护器(10)下端设有出气口(13)，所述出气口(13)与U型鼓泡器相连，所述进气口(12)与出气口(13)形成封闭的气体保护系统。
3.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述的退绕开口保护器(2)和卷绕开口保护器(8)均采用左右两口对称结构。
4.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述的退绕石英保护罩(1)和退绕石英开口保护器(2)之间的连接处密封。
5.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述的退绕石英保护罩(1)和退绕石英开口保护器(2)通过垫圈相连。
6.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述卷绕石英保护罩(7)和卷绕石英开口保护器(8)之间的连接处密封。
7.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述卷绕石英保护罩(7)和卷绕石英开口保护器(8)通过垫圈相连。
8.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述甬道(5)外部设有用于固定缠绕式加热控制单元(6)的牛角管。
9.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述的退绕辊(3)、导丝辊(9)和卷绕辊(8)均由传动控制系统(4)控制。
10.根据权利要求1所述的连续式陶瓷纤维的烧结设备，其特征在于，所述的退绕辊(3)和卷绕辊(8)均是主动辊，所述导丝辊(9)所受的张力大小通过压力传感器(11)测量，用来调节退绕辊(3)与卷绕辊(8)的速度。
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