CN104674380B - 一种预氧化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预氧化炉，包括炉体外壳、罗拉、循环风机和排气风机，所述循环风机和排气风机通过连接管道与炉体外壳相连，在炉体外壳的两端设有炉端加湿装置，炉端加湿装置内部设有加湿管，加湿管上设有加湿孔，加湿管通过连接管道与加湿液贮罐连接。本发明在预氧化炉两端设有炉端加湿装置，在预氧化生产过程中，可大大减少了碳纤维的机械摩擦损伤，大大减少了碳纤维表面的毛丝量，该预氧化炉预氧化碳纤维原丝所得的预氧丝，基本无皮芯结构或者有极轻微的皮芯结构，经此预氧丝炭化所制备的碳纤维其拉伸强度和拉伸弹性模量有极大的提高，碳纤维不易断裂。

Description

一种预氧化炉
技术领域
本发明涉及碳纤维生产设备领域，具体涉及一种预氧化炉。
背景技术
20世纪中后期，碳纤维以其作为纤维增强复合材料的优异性能，开始在宇航、体育用品等领域得到广泛应用。碳纤维制造过程包括预氧化、炭化、表面处理等步骤，每一步都对碳纤维的品质都有着重要的影响。高性能、高品质的碳纤维，要求产品的性能保持很好的均一性和稳定性。对于生产高性能碳纤维来说，生产过程中原材料性能及其均一性、预氧化和炭化各步骤生产条件和生产设备的稳定，都直接决定着碳纤维产品的最终性能的高低。
而预氧化的关键设备就是预氧化炉。由于碳纤维原丝在凝固成纤的双扩散过程是由表及里的，因此其本身就存在轻微皮芯结构；而现有的预氧化炉在预氧化过程中也是由表及里进行的，因此预氧化过程会使皮芯结构加剧，预氧丝的皮芯结构最终会导致碳纤维的力学性能也由表及里逐步下降，碳纤维的力学性能整体上较低。
专利CN201193260Y公开了一种预氧化炉，设有底座、罗拉、排气管道、循环风机、回风管道及供风管道，然而该专利主要解决的是现有的氧化炉密封性不好，等温区不均的问题，对预氧丝皮芯结构的改善并未提及。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有预氧化炉存在的不足，提供一种预氧化炉，该预氧化炉预氧化碳纤维原丝所得的预氧丝，基本无皮芯结构或者有极轻微的皮芯结构，经此预氧丝炭化所制备的碳纤维其拉伸强度和拉伸弹性模量有极大的提高，碳纤维不易断裂。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种预氧化炉，包括炉体外壳、罗拉、循环风机和排气风机，所述循环风机和排气风机
通过连接管道与炉体外壳相连，其特征在于，在炉体外壳的两端设有炉端加湿装置，炉端加湿装置内部设有加湿管，加湿管上设有加湿孔，加湿管通过连接管道与加湿液贮罐连接。
优选的，所述加湿管为一条或多条，各加湿管之间设有隔板，每条加湿管均设有开关阀门。
所述隔板和炉端加湿装置的底部设有废液排出口，残留加湿液可通过废液排出口逐步排出。
优选的，所述炉体外壳为六面体结构。
所述炉端加湿装置和炉体外壳之间设有干燥箱，优选炉体外壳两端各设一个干燥箱。
优选的，所述循环风机为两个，分别位于炉体外壳的两侧呈对角线分布。
所述排气风机位于炉体外壳顶端中部。
优选的，所述加湿管与加湿液贮罐之间还设有超声波雾化器，加湿管通过连接管道与超声波雾化器相连，超声波雾化器再通过连接管道与加湿液贮罐相连，所述超声波雾化器与加湿液贮罐之间的连接管道上安装有管道泵。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明在预氧化炉两端设有炉端加湿装置，在预氧化生产过程中，经其加湿后碳纤维原丝和预氧丝被加湿液润滑，大大减少了碳纤维在预氧化生产过程中的机械摩擦损伤，最终大大减少了碳纤维表面的毛丝量，提高了其拉伸性能；
2、本发明在预氧化炉两端设有炉端加湿装置，在预氧化生产过程中，碳纤维原丝和预氧丝经加湿后，加湿液由于预氧炉内的高温会快速挥发，其挥发时会在碳纤维原丝和预氧丝中留下大量的微气孔，预氧炉内的热空气通过这些微气孔进入碳纤维原丝和预氧丝内部，从而由外及内对碳纤维原丝和预氧丝进行均匀的预氧化，极大地减少了预氧丝皮芯结构的形成，最终使预氧丝内外预氧化程度均一，基本无皮芯结构或者有极轻微的皮芯结构，由此预氧丝制备所得的碳纤维也内外性能均一，整体上其拉伸强度和拉伸弹性模量均有极大的提高，碳纤维不易断裂。
附图说明
图1为本发明一种预氧化炉的结构示意图。
图2为本发明另一种预氧化炉的结构示意图；
其中，1-炉体外壳，2-罗拉，3-炉端加湿装置，4-循环风机，5-排气风机，6-加湿管，7-加湿孔，8-管道泵，9-加湿液贮罐，10-连接管道，11-废液排出口，12-隔板，13-开关阀门，14-干燥箱，15-超声波雾化器。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
实施例 1
如图1所示，一种预氧化炉，包括炉体外壳1、罗拉2和两个炉端加湿装置3，炉端加湿装置3位于炉体外壳1的两端，炉端加湿装置3内设有加湿管6，加湿管6上设有加湿孔7，加湿管6通过连接管道10与管道泵8连接，管道泵8通过连接管道10与加湿液贮罐9连接，连接管道10上设有开关阀门13。
使用时，通过喷淋加湿方法，加湿管6位于每层丝束的上方，加湿液通过加湿孔7自上而下对纤维进行喷淋加湿。
各加湿管6之间均设有隔板12隔开，隔板12和炉端加湿装置3的底部设有废液排出口11，残留加湿液可通过废液排出口11逐步排出。
炉端加湿装置3和炉体外壳1之间设有干燥箱14，炉体外壳两端各有一个。
本实施例的预氧化炉，还包括两个循环风机4和1个排气风机5，两个循环风机4位于炉体外壳1的两侧呈对角线分布，循环风机4通过连接管道10与炉体外壳1连接，排气风机5位于炉体外壳1顶端中部，排气风机5通过连接管道10与炉体外壳1连接。
实施例 2
如图2所示，一种预氧化炉，包括炉体外壳1、罗拉2和两个炉端加湿装置3，炉端加湿装置3位于炉体外壳1的两端，炉端加湿装置3内设有加湿管6，加湿管6上设有加湿孔7，加湿管6通过连接管道10与超声波雾化器15连接，超声波雾化器15通过连接管道10与管道泵8连接，管道泵8通过连接管道10与加湿液贮罐9连接。
各加湿管之间均设有隔板12隔开，隔板12和炉端加湿装置3的底部设有废液排出口11，残留加湿液可通过废液排出口11逐步排出。
使用时，通过超声波雾化加湿方法，加湿管6位于每层丝束的下方，经超声波雾化器雾化的加湿液雾粒通过加湿管6自下而上地充满各层纤维丝束经过的空间，对纤维进行加湿。
炉端加湿装置3和炉体外壳1之间设有干燥箱14，炉体外壳两端各有一个。
本实施例的预氧化炉，还包括两个循环风机4和1个排气风机5，两个循环风机4位于炉体外壳1的两侧呈对角线分布，循环风机4通过连接管道10与炉体外壳1连接；排气风机5位于顶端中部，排气风机5通过连接管道10与炉体外壳1连接。

Claims (8)

1.一种预氧化炉，包括炉体外壳、罗拉、循环风机和排气风机，所述循环风机和排气风机
通过连接管道与炉体外壳相连，其特征在于，在炉体外壳的两端设有炉端加湿装置，炉端加湿装置内部设有加湿管，加湿管上设有加湿孔，加湿管通过连接管道与加湿液贮罐连接；
所述加湿管为一条或多条，各加湿管之间设有隔板，每条加湿管均设有开关阀门。
2.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述加湿管与加湿液贮罐之间的连接管道上安装有管道泵。
3.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述隔板和炉端加湿装置的底部设有废液排出口。
4.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述炉体外壳为六面体结构。
5.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述炉端加湿装置和炉体外壳之间设有干燥箱。
6.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述循环风机为两个，分别位于炉体外壳的两侧呈对角线分布。
7.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述排气风机位于炉体外壳顶端中部。
8.根据权利要求1所述的预氧化炉，其特征在于：所述加湿管与加湿液贮罐之间还设有超声波雾化器，加湿管通过连接管道与超声波雾化器相连，超声波雾化器再通过连接管道与加湿液贮罐相连，所述超声波雾化器与加湿液贮罐之间的连接管道上安装有管道泵。
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