CN106460256A - 氧化炉 - Google Patents

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Abstract

一种用于氧化处理纤维、特别是用于制造碳纤维的氧化炉，包括：壳体(12)，所述壳体除了用于纤维(22)的穿通区域(18、20)之外是气体密封的；处于壳体(12)的内腔(14)中的处理室(28)。热工作气体(38)能利用气体产生装置(40、42、48)产生并且能被吹入到处理室(28)中，该热工作气体在处理条件下沿主流动方向流经处理室(28)。导向辊(34)引导作为纤维毯(22a)的纤维(22)并排地曲折状地穿过处理室(28)，其中，纤维毯(22a)在对置的导向辊(34)之间分别撑开一平面。设置有流动测量系统(52)，借助所述流动测量系统在处理条件下能建立工作气体(38)的流型，并且流动测量系统包括至少一个用于查明流动速度的传感器装置(56)，所述传感器装置被布置在两个相邻的纤维毯(22a)之间的传感器区域(58)中。

Description

氧化炉
技术领域
本发明涉及一种用于氧化处理纤维、特别是用于制造碳纤维的氧化炉，包括：
a)壳体，所述壳体除了用于纤维的穿通区域之外是气体密封的；
b)处于壳体的内腔中的处理室；
c)气体产生装置，热工作气体能利用所述气体产生装置产生并且能被吹入到处理室中，该热工作气体在处理条件下沿主流动方向流经处理室；
d)导向辊，所述导向辊引导作为纤维毯的纤维并排地曲折状地穿过处理室，其中，纤维毯在对置的导向辊之间分别撑开一平面。
背景技术
在这种由市场已知的、用于制造碳纤维的氧化炉中基本上存在两个过程参数，其主要影响得到的纤维的质量。一方面，上述情况是处理室中的温度、即工作气体的温度，另一方面上述情况是速度，工作气体以该速度流经处理室。
这两个过程参数应在整个工艺流程上在较小的公差范围内根据工艺预给定参数来保持，以便不仅确保了始终不变的纤维质量，而且还确保了高的过程可靠性。
关于处理室中的工作气体的流动速度的流型/流动剖面此前在氧化炉的冷运行状态下、例如在其起动时建立。基于该“冷流型”，在处理条件下计算出流型。
在处理条件下，氧化炉的处理室中的温度为直至300℃，并且释放出有毒的和/或可燃烧的气体、以及二氧化硅颗粒和纤维颗粒。此外，在处理室中不均匀的热量分布时在较冷的区域中可能会形成焦油冷凝物。这种实践已经证明，由于处理室中的条件的变化从起动状态至运行过程在计算出的流型和在处理条件下实际存在的流型之间可能出现过大的偏差，从而纤维的质量不总是与期望协调一致。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种开头所述类型的氧化炉，其考虑这些问题。
所述目的关于开头所述类型的氧化炉通过下述方式来实现：
e)设置有流动测量系统，借助所述流动测量系统在处理条件下能建立工作气体的流型，并且该流动测量系统包括至少一个用于查明流动速度的传感器装置，该传感器装置被布置在两个相邻的纤维毯之间的传感器区域中。
本发明基于下述认识：能建立一种传感器系统，该传感器系统承受住处理室中的处理条件并且在运行的过程中在处理条件下可靠地提供关于工作气体的流动速度的数据。
原则上，流型应在垂直于纤维毯的方向上、即通常通过处理室的垂直线来建立。在这种情况下，沿竖直方向设置有多个传感器区域。优选地，传感器装置然而被以下述方式布置：能检测在传感器区域中工作气体横向于主流动方向的不同的流动速度。当多个这种传感器装置沿竖直方向分布时，可以在处理室的横截面上建立信息丰富的(informationsstark)网格流型。
在处理条件下，下述情况被证明是特别有效的：至少一个传感器装置设计成差压传感器装置。
在此下述情况是有利的：至少一个差压传感器装置包括皮托探针和用于静态压力的探针。
在下述情况实现了传感器装置的一种特别有利的设计方案：
a)皮托探针包括至少一个皮托管，所述至少一个皮托管具有封闭的端部和测量端部；用于静态压力的探针包括至少一个参考管/基准管，所述至少一个参考管具有封闭的端部和测量端部，其中，能在测量端部上检测背压和静态参考压力；
b)皮托管和参考管在传感器区域中横向于工作气体的主流动方向并且以测量距离彼此平行地延伸；
c)皮托管具有开口并且被如此布置，使得所述开口与工作气体的主流动方向反向地朝向；
d)参考管具有开口并且被如此沿工作气体的主流动方向布置在皮托管之后，使得开口远离皮托管地朝向。
为了减少在差压传感器装置上的涡流，下述情况是有利的：差压传感器装置包括外罩，所述外罩包围皮托管和参考管——除了它们的开口以外。
考虑到上述网格流型，下述情况是有利的：皮托探针包括多个测量部段，且用于静态压力的探针包括多个测量部段。
优选地，测量部段通过测量腔构成，所述测量腔分别在其远离封闭的端部的端侧上通过空心管路通入到测量端部上的测量接头中。
在下述情况下实现了对称结构：空心管路彼此同轴地且相对于测量腔同轴地延伸。
替选地，测量部段能以下述方式构成：设置有多个皮托管或参考管，所述多个皮托管或参考管具有不同长度并且被彼此贴靠地以下述方式布置：在具有开口的各个皮托管或参考管的封闭的端部上的测量部段分别处于处理室中。
多个皮托管或参考管可以直线形地或呈角度地构成。当皮托管或参考管呈角度地构成时，它们能以下述方式交错：尽可能以无阶梯或类似物的方式为流动提供冲击面，从而避免涡流。
设置有至少一个具有多个传感器装置的传感器系统，所述多个传感器装置被布置在不同的相邻的纤维毯之间的多个传感器区域中，在上述情况下能有利地沿垂直于纤维毯的方向、通常即沿竖直方向来建立剖面。
设置有至少一个具有多个传感器装置的传感器系统，所述多个传感器装置被布置在传感器区域的相邻的传感器区段中，在上述情况下可以沿流动方向使流型变得精细。
多个传感器装置通过阀装置与成组测量单元连接并且能连续地进行评估，在上述情况下可以节省大量的压力测量单元和压力转换器。在这种情况下，通过下述方式逐步构建流型：多个传感器装置在时间上连续地被查询，并且所获得的值被组成流型。
根据常规的流动方案，下述情况是有利的：处理室具有多个处理室部段，在所述多个处理室部段中，工作气体以不同的主流动方向流动，其中，其流型能通过流动测量系统分别单独地建立。上述情况例如考虑在氧化炉中的所谓的“中心-至-末端”原理。
为了将流动的工作气体针对性地引导至传感器装置，下述情况是有利的：在两个相邻的纤维毯之间的传感器区域中设置有空气引导元件，通过所述空气引导元件使得工作气体朝向传感器装置集束。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中示出了：
图1示出了用于沿炉纵向方向制造碳纤维的氧化炉的竖直截面，包括：流动测量系统，该流动测量系统包括带有多个差压传感器装置的传感器系统；
图2示出了氧化炉的传感器系统的透视局部细节图，其具有根据第一实施例的差压传感器装置；
图3示出了图1的细节放大图，其中，示出了图2的差压传感器装置；
图4示出了氧化炉的传感器系统的透视局部细节图，其具有根据第二实施例的差压传感器装置；
图5示出了相应于图3的、图1的细节放大图，其中，示出了图4的差压传感器装置；
图6示出了相应于图3和图5的、图1的细节放大图，其中，示出了修改的传感器系统；
图7示出了相应于图3、图5和图6的、图1的细节放大图，其中，传感器系统包括导流元件；
图8示出了传感器系统的相应于图2和图4的透视局部细节图，该传感器系统包括差压传感器装置，利用其能检测横向于流动方向的流动差别；
图9至图12示出了用于这种传感器系统的差压传感器装置的四个实施例；
图13示意性示出了用于连续检测氧化炉中的测量区域的控制线路。
具体实施方式
首先参考图1，其示出了氧化炉的竖直截面，该氧化炉被用于制造碳纤维并且总体上用10来标注。
氧化炉10包括壳体12，该壳体通过盖壁12a和底壁12b以及两个竖直的纵向壁来界定形成氧化炉10的内腔14的通道室，其中，在图1中仅能看到位于截面之后的纵向壁12c。
壳体12在其端部上分别具有端壁16a、16b，其中，在端壁16a中从上向下交替地存在水平的入口缝隙18和出口缝隙20，并且在端壁16b中从上向下交替地存在水平的出口缝隙20和入口缝隙18，它们出于清晰的原因未全都具有附图标记。经由入口缝隙18和出口缝隙20，纤维22被引入到内腔14中并且又从其中引出。入口缝隙18和出口缝隙20通常形成了壳体12的用于碳纤维22的穿通区域。除了所述穿通区域之外，氧化炉10的壳体12是气密的。
内腔14本身沿纵向方向分成三个区域并且包括：第一前腔24，其直接布置在端壁16a旁；第二前腔26，其直接布置在对置的端壁16b旁；以及定位在前腔24、26之间的处理室28。
前腔24和26因此同时形成了用于纤维22进入内腔14或者说处理室28中的进入炉口和排出炉口。
待处理的纤维22以纤维毯22a的形式平行延伸地被输送至氧化炉10的内腔14。为此，纤维22从第一导向区域30——该第一导向区域在端壁16a旁位于炉壳体12外部——经由端壁16a中最上部的入口缝隙18进入到第一前腔24中。然后，纤维22穿过处理室28并且穿过第二前腔26被引导至第二导向区域32——该第二导向区域在端壁16b旁位于炉壳体12外部——并且从那里又被引回。
总之，纤维22曲折状地通过从上向下连续的导向辊34经过处理室28，其中仅两个带有附图标记。在本实施例中，在每个导向区域30、32中分别设置三个利用其轴平行重叠的导向辊34。在导向辊34之间，通过多根并排延伸的纤维22形成的纤维毯22a分别撑开一平面。纤维的延伸还可以由下向上实现，并且还能撑开多于或少于图1中示出的平面。
在整体穿过处理室28之后，纤维22穿过端壁16a中最下面的出口缝隙20离开氧化炉10。在到达端壁16a中最上部的入口缝隙18之前并且在穿过端壁16a中最下部的出口缝隙20离开氧化炉之后，纤维22在炉壳体12外部通过其它引导辊36来引导。
处理室28在处理条件下由热工作气体38流经，其中，在本实施例中存在两个对向的、分别具有通过箭头示出的主流动方向的热空气流38a、38b，由此处理室28在流动技术方面分成两个处理室部段28a、28b。为此，在处理室28的中间区域中布置吹气装置40，并且在处理室28的两个位于外部的端部区域中分别布置抽气装置42，它们分别相邻于前腔24、26。吹气装置40包括多个吹气箱44，并且抽气装置42包括多个抽气箱46，该抽气箱分别布置在通过纤维毯22a撑开的平面之间并且在炉壳体12的竖直的纵向壁之间延伸。
例如基于抽气装置42，空气被输送到图1中在附图平面之后的导气室48中，其中，空气以在此未进一步感兴趣的方式被加工和处理，其中，特别是其温度通过未特意示出的加热设备来调节。
空气分别从导气室48到达吹气装置40。该吹气装置将现在循环的且受控的空气以反向流动的方式朝向导向区域30和32排出到处理室部段28a、28b中。其中，空气流38a、38b反向流动至抽气装置42，上述情况在图1中通过相应的箭头示出。总之，因此两个循环-空气回路闭合，并且氧化炉10在流动技术方面根据上述“中心-至-末端”原理来运行。然而还可以使用所有其它已知的流动原理。
一般来说，吹气装置40和抽气装置42与导气室48和现存的调控装置一起形成气体产生装置，热工作气体38可以利用该气体产生装置产生并且被吹入到处理室28中，该工作气体在处理条件下流经处理室28。
在纤维22曲折状地穿过处理室28期间，从而所述纤维由含氧的热空气冲刷并且同时进行氧化。不仅吹气装置40而且抽气装置42的精确设计方案在此都不太重要。
此外在导气室48的区域中设置两个排出口50。下述气体体积或者说空气体积可以通过该排出口导出：该气体体积或者说空气体积或者在氧化过程中形成或者作为新鲜空气通过未特意示出的空气供应装置/进气装置进入到处理室28中，以便因此保持氧化炉10中的空气预算。还可能包含有毒成分的、被排出的气体被输送至热再燃系统。在此可能重新获得的热量可以被至少用于对输送至氧化炉10的新鲜空气进行预加热。
氧化炉10包括流动测量系统52，利用该流动测量系统可以在处理条件下建立工作气体38在处理室28中的流型。流动测量系统52为此包括至少一个传感器系统54，其具有多个用于查明流动速度的传感器装置56，该传感器装置处于处理室28中并且能在处理条件下使用。
在本实施例中，在处理室28的每个处理室部段28a、28b中设置这种传感器系统54，并且流动测量系统52可以分别单独地建立工作气体38的流型，该工作气体以不同的主流动方向流经处理室部段28a、28b。
下面仅阐述在处理室28的室部段28a中的传感器系统54；对此的描述根据意义相应地适用于处理室部段28b。
在两个相邻的纤维毯22a之间的每个中间室内定义传感器区域58，其中，分别布置传感器装置56，可以借助该传感器装置来检测空气流38a在这个传感器区域58中的流动速度。传感器装置56分别设计成差压传感器装置60。
图2和图3根据差压传感器装置60的第一实施例示出了差压传感器装置60a，其中，分别示出了处理室部段28a的一部分，并且在图2中仅示出了流动测量系统52的传感器系统54。差压传感器装置60a分别包括皮托探针62和用于静态压力的探针64；仅一个差压传感器装置60a具有另外的附图标记。
皮托探针62作为皮托管66具有伸长的空心管，其在传感器区域58中横向于待测量的空气流38a的主流动方向在两个纤维毯22a之间延伸。
皮托管66沿纵向方向以规则的间距具有开口68，该开口被布置在一条直线上。皮托管66如此取向，使得所述开口68与空气流38a的主流动方向反向。皮托管66在端部66a处封闭。在皮托管66的对置的测量端部66b上施加的背压P1利用压力测量单元70来查明，该压力测量单元仅示意性地作为探测器示出。在皮托管66的测量端部66a上存在的压力出于本身已知的物理原因是在皮托管66的纵向长度上的压力平均值。
用于静态压力的探针64本身包括伸长的空心压力管作为参考管72，其与皮托管66结构相同并且具有相应布置的开口74。参考管72在两个纤维毯22a之间在保持预先给定的测量距离76的情况下平行于皮托探针62的管66且因此同样水平地且横向于待测量的空气流38a的主流动方向延伸。参考管72沿空气流38的主流动方向布置在皮托管66之后并且如此取向，使得其开口74远离皮托管66。
两根管66和72一起定义了测量面78，该测量面平行于空气流38a的主流动方向延伸并且仅在图1、图3和图5中示出。在本实施例中，测量面78因此水平地延伸。
参考管72在端部72a处封闭。在参考管72的对置的测量端部72b上施加的静态的参考压力P2借助压力测量单元76来检测，该压力测量单元在此同样仅示意性地作为探测器示出。在参考管72的测量端部72b上存在的压力还反映出压力在参考管72的纵向长度上的平均值。
可以由在背压P1和静态压力P2之间的差利用已知的计算算法计算出空气流38a关于测量路段82在处理室部段28a中的平均流动速度。测量路段82与皮托管和参考管66、72的长度相关，并且在本实施例中相应于处理室部段28a的宽度。
沿竖直方向能以这种方式来检测工作气体38在各个传感器区域58中在纤维毯22a之间的流动速度，并且将其组成总流型。
根据图1，在纤维毯22a的所有平面之间设置具有差压传感器装置60的传感器区域58。然而其数量还可以较少，并且沿竖直方向观察例如可以仅在每第二个或第三个中间室中在两个相邻的纤维毯22a之间定义传感器区域58。
图4和图5示出了差压传感器装置60b作为差压传感器装置60的第二实施例。与差压传感器装置60a的不同之处在于，差压传感器装置60b包括外罩84，该外罩除了开口68或74以外包围皮托探针62的各个皮托管66和用于静态压力的探针64的参考管72，从而在皮托管66和参考管72之间的中间室不能由空气流38a抵达。由此使得在差压传感器装置60b上的流动均匀，并且减小了涡流。上述情况有助于氧化炉10的更为均匀的加热性能。
如在图5中可以看出，差压传感器装置60b由于外罩84而具有在横截面中椭圆形的外部轮廓。
图6示出了一种变型，其中，在两个相邻的纤维毯22a之间的每个中间室中定义了传感器区域58的两个相邻的传感器区段58a、58b，其中，分别布置传感器装置56。在此其还可以是差压传感器装置60a或60b，然而还可以是差压传感器装置86的下面根据图8进一步阐述的替选实施例，其具有在图9至图12中示出的变型例。上述情况在图6和图7中以下述方式示出：外罩在那里仅以虚线的方式示出。
通常，在两个相邻的纤维毯22a之间沿空气流38a的主流动方向还可以布置两个以上的传感器装置56。传感器装置56设置得越多，则可以越精细分辨地沿空气流38a的主流动方向建立流型。
在图7中示出了一种变型，其中，在两个相邻的纤维毯22a之间的传感器区域58中设置空气引导元件88，空气流38a朝向传感器装置56通过该空气引导元件集束。
空气引导元件88预先给定入流路径90，该入流路径朝向传感器装置56逐渐变尖并且在横截面中为漏斗形。由此同样减少了在各个皮托管66上和在参考管72之后的涡流。
利用具有差压传感器装置60a或60b的上述传感器系统56，可以建立工作气体38或者说空气流38a和38b在处理室部段28a和28b中的竖直流型。在那里沿水平方向不能实现在空气流38a、38b的不同的流动速度之间的差别。
图8示出了多个差压传感器装置86作为传感器装置56的另一个变型，利用它们能检测工作气体38在传感器区域58中而且横向于主流动方向的不同的流动速度，从而还能沿这个方向建立流型。总之，因此可以在氧化炉10的横截面上越过传感器区域58建立网格流型。
皮托探针62在此包括三个测量部段62a、62b、62c，所述三个测量部段与用于静态压力的探针64的三个测量部段64a、64b、64b共同工作；这种差压传感器装置86的四个实施例在图9至图11中示出并且利用86a、86b、86c或86d来标注。下面分别阐述各个存在的皮托探针62的各个皮托管66。各个用于静态压力的探针64的参考管72分别结构相同地构成。此外，对差压传感器装置60的描述根据意义相应地适用于差压传感器装置86的皮托管66或参考管72在氧化炉10的处理室28中的布置、定位和取向。
在根据图9的差压传感器装置86a中，皮托管66从封闭的端部66a至测量端部66b分成多个测量腔92，其中，在本实施例中设置三个测量腔92a、92b、92c。这三个测量腔分别在其远离于封闭的端部66a的端侧通过空心管路94a、94b、94c通入测量接头96中，该测量接头的形式为在皮托管66的测量端部66b上的在此为三个的测量接头96a、96b、96c，在其上分别可以连接压力测量单元70。
空心管路94a、94b、94c彼此同轴地且相对于测量腔92a、92b、92c同轴地布置，从而第一测量腔92a的空心管路94a延伸过第二测量腔92b和第三测量腔92c，并且第二测量腔92b的空心管路94b延伸过第三测量腔92c并且在那里由第一测量腔92a的空心管路94a包围。最后，第三测量腔92c的空心管路94c包围彼此交错延伸的空心管路94a和94b。
沿着每个测量腔92a、92b、92c设置多个开口68。在每个测量接头96a、96b、96c上测量的压力是工作气体38在各个测量腔92a、92b或92c的延伸长度上的平均压力。皮托管66和参考管72的、沿工作气体38的主流动方向连续布置的两个测量腔92形成了测量腔对；其在各个测量接头96上测量到的压力被相应地相互联系在一起。
因此以这种方式，还可以横向于主流动方向来检测工作气体38的流型。越多地设置测量腔92，则流型越精细地分辨在传感器区域58中沿横向于主流动方向的方向的流动比例。
在图10至图12中以不同的比例尺或以不同的横截面示出了皮托管66和参考管72。
图10示出了差压传感器装置86b，其中，设置多个直线形的皮托管66，它们具有不同长度并且彼此贴靠地以下述方式布置在测量面78中：在具有开口68的各个皮托管66的封闭的端部66b上的测量部段98分别处于处理室28中。
以相同的方式设置具有这种测量部段98的、不同长度的多个参考管72。皮托管66和参考管72的、沿工作气体38的主流动方向连续布置的两个测量部段98形成了测量部段对；其在各个测量端部66a或72a上测量到的压力被相应地相互联系。
在皮托管66与下一个的过渡位置上，皮托管66的封闭的端部66a分别构成阶梯，上述情况能在图10中清晰地看出。
在根据图11的差压传感器装置86c的实施例中，替代直线形的皮托管66和参考管72，又设置了不同长度的、然而阶梯状延伸的管，其具有阶梯100和阶梯部段102，其中，分别在封闭的端部66a或72a上形成测量部段98。
如从图11中可以看出，管66或72由于阶梯状构成的原因能以下述方式彼此贴靠地布置：将空气流38a尽可能提供给一致的冲击面，该冲击面通过不同的管66或72的各个测量部段98预先给定。
在图12中以另一种变型示出了具有测量腔92和空心管路94的差压传感器装置86d。在那里，空心管路94未在端侧从测量腔92离开并且未彼此同轴地布置。而是空心管路94平行于皮托管66或参考管72延伸并且在侧面通入到各个测量腔92中。
当差压传感器装置60或86的每个皮托管66和每个参考管72的每个测量端部66b、72b与自己的压力测量单元70或80连接时，则工作气体38可以在氧化炉10的氧化运行期间被实时监测。
然而，必要的压力测量单元70、80的构造费用和数量相应较高。图13示出了流动测量系统52，其中，成组测量单元102通过阀装置104与多个差压传感器装置60或86连接，所述差压传感器装置可以通过成组测量单元102连续地进行评估。以这种方式能周期性地建立在氧化炉10中的工作气体38的流型。上述情况通常足以用于，迅速地识别出流体图中的变化并且同时相应地调节吹气装置40和抽气装置42，直至构建所希望的流型。
阀装置104使得皮托管组108的皮托管66的测量端部66b通过阀110与背压管路112连接且使得参考管组114的参考管72的测量端部72b通过阀116与参考压力管路118连接。
背压管路112和参考压力管路118引导至转换器120，该转换器将所检测到的压力转换成电信号并且通过信号线路122传输至控制装置124。控制装置124计算出氧化炉10中的工作气体38的流型并且将所测量到的实际流型与存储的额定流型进行比较。在与额定流型偏差时，控制装置124对氧化炉10的送风进行控制，上述情况示例性地通过风扇126示出，该风扇通过控制线路128与控制装置连接。以这种方式构成了调节回路，通过该调节回路直接对识别出的与额定流型的偏差作出反应，并且可以对工作气体38的流动进行调节。
此外，控制装置124通过数据线路130与显示器132连接，在该显示器上可以显示出对氧化炉10中的工作气体38进行的检测。为此，例如测量到的流型和预先给定的额定流型能以图表的方式来描述，并且因此由操作人员进行比较。
差压传感器装置60或86的皮托管/参考管对的阀110和116现在分别依次打开；其它阀110、116分别关闭。然后，可以检测在所属的皮托管66或参考管72的测量端部66b、72b上的压力。
在未特意示出的变型中，控制信号还可以用于自动调节在处理室内部或外部的进气口或排气口。基于所查明的流型，进气口或排气口可以例如通过调节阀门局部缩小或扩大，从而保持了在炉横截面上的均匀的流体图。

Claims (16)

1.一种用于氧化处理纤维、特别是用于制造碳纤维的氧化炉，包括：
a)壳体(12)，所述壳体除了用于纤维(22)的穿通区域(18、20)之外是气体密封的；
b)处于壳体(12)的内腔(14)中的处理室(28)；
c)气体产生装置(40、42、48)，热工作气体(38)能利用所述气体产生装置产生并且能被吹入到处理室(28)中，该热工作气体在处理条件下沿主流动方向流经处理室(28)；
d)导向辊(34)，所述导向辊引导作为纤维毯(22a)的纤维(22)并排地曲折状地穿过处理室(28)，其中，纤维毯(22a)在对置的导向辊(34)之间分别撑开一平面，
其特征在于，
e)设置有流动测量系统(52)，借助所述流动测量系统在处理条件下能建立工作气体(38)的流型，并且该流动测量系统包括至少一个用于查明流动速度的传感器装置(56)，所述传感器装置被布置在两个相邻的纤维毯(22a)之间的传感器区域(58)中。
2.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于，所述传感器装置(56)被以下述方式布置：能检测在传感器区域(58)中工作气体(38)横向于主流动方向的不同的流动速度。
3.根据权利要求1或2所述的氧化炉，其特征在于，至少一个传感器装置(56)设计成差压传感器装置(60、86)。
4.根据权利要求3所述的氧化炉，其特征在于，至少一个差压传感器装置(60)包括皮托探针(62)和用于静态压力的探针(64)。
5.根据权利要求4所述的氧化炉，其特征在于，
a)皮托探针(62)包括至少一个皮托管(66)，所述至少一个皮托管具有封闭的端部(66a)和测量端部(66b)；用于静态压力的探针(64)包括至少一个参考管(72)，所述至少一个参考管具有封闭的端部(72a)和测量端部(72b)，其中，能在测量端部(66a、72b)上检测背压(P1)和静态参考压力(P2)；
b)皮托管(66)和参考管(72)在传感器区域(58)中横向于工作气体(38)的主流动方向并且以测量距离(76)彼此平行地延伸；
c)皮托管(66)具有开口(68)并且被如此布置，使得所述开口(68)与工作气体(38)的主流动方向反向地朝向；
d)参考管(72)具有开口(74)并且被如此沿工作气体(38)的主流动方向布置在皮托管(66)之后，使得开口(74)远离皮托管(66)地朝向。
6.根据权利要求5所述的氧化炉，其特征在于，差压传感器装置(60b)包括外罩(84)，所述外罩包围皮托管(66)和参考管(72)——除了它们的开口(68、74)以外。
7.根据权利要求5或6所述的氧化炉，其特征在于，皮托探针(62)包括多个测量部段(62a、62b、62c)；用于静态压力的探针(64)包括多个测量部段(64a、64b、64b)。
8.根据权利要求7所述的氧化炉，其特征在于，测量部段(62a、62b、62c；64a、64b、64c)通过测量腔(92)构成，所述测量腔分别在其远离封闭的端部(66a、72a)的端侧上通过空心管路(94)通入到测量端部(66b)上的测量接头(96)中。
9.根据权利要求8所述的氧化炉，其特征在于，空心管路(94)彼此同轴地且相对于测量腔(92a、92b、92c)同轴地延伸。
10.根据权利要求7所述的氧化炉，其特征在于，测量部段(62a、62b、62c；64a、64b、64c)以下述方式构成：设置有多个皮托管(66)或参考管(72)，所述多个皮托管或参考管具有不同长度并且被彼此贴靠地以下述方式布置：在具有开口(68、74)的各个皮托管(66)或参考管(72)的封闭的端部(66b、72b)上的测量部段(98)分别处于处理室(28)中。
11.根据权利要求10所述的氧化炉，其特征在于，多个皮托管(66)或参考管(72)直线形地或呈角度地构成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的氧化炉，其特征在于，设置有至少一个具有多个传感器装置(56)的传感器系统(54)，所述多个传感器装置被布置在不同的相邻的纤维毯(22a)之间的多个传感器区域(58)中。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的氧化炉，其特征在于，设置有至少一个具有多个传感器装置(56)的传感器系统(54)，所述多个传感器装置被布置在传感器区域(58)的相邻的传感器区段(58a、58b)中。
14.根据权利要求12或13所述的氧化炉，其特征在于，多个传感器装置(56)通过阀装置(104)与成组测量单元(102)连接并且能连续地进行评估。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的氧化炉，其特征在于，处理室(28)具有多个处理室部段(28a、28b)，在所述多个处理室部段中，工作气体(38)以不同的主流动方向流动，其中，其流型能通过流动测量系统(52)分别单独地建立。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的氧化炉，其特征在于，在两个相邻的纤维毯(22a)之间的传感器区域(58)中设置有空气引导元件(88)，通过所述空气引导元件使得工作气体(38)朝向传感器装置(56)集束。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114775114A (zh) * 2022-03-03 2022-07-22 新创碳谷控股有限公司 一种预氧化炉气封装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018238A4 (en) * 2013-07-02 2016-06-29 Mitsubishi Rayon Co HORIZONTAL HEAT TREATMENT DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF CARBON FIBERS WITH THE HORIZONTAL HEAT TREATMENT DEVICE
DE102014009244B4 (de) 2014-06-20 2016-07-28 Eisenmann Se Oxidationsofen
WO2016144717A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 Alicat Scientific, Inc. Systems and methods for detecting flow of a fluid
DE102016116057A1 (de) 2016-08-29 2018-03-15 Eisenmann Se Oxidationsofen
RU180584U1 (ru) * 2017-11-29 2018-06-19 Андрей Борисович Морозов Устройство непрерывной термоокислительной стабилизации длинномерных волокнистых материалов
RU2741008C1 (ru) * 2020-09-09 2021-01-22 Акционерное общество «НПК «Химпроминжиниринг» Способ мониторинга процесса термостабилизации ПАН-прекурсора в процессе получения углеродного волокна и устройство для его осуществления

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545762A (en) * 1982-10-28 1985-10-08 Toray Industries, Inc. Apparatus for producing oxidized filaments
US20020178837A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Brandt Robert O. Apparatus and method for measuring fluid flow
US6776611B1 (en) * 2002-07-11 2004-08-17 C. A. Litzler Co., Inc. Oxidation oven
CN101553714A (zh) * 2006-07-21 2009-10-07 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 用于过程管线中流动的介质的测量系统
CN101730834A (zh) * 2007-06-30 2010-06-09 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 用于在过程管线中流动的介质的测量系统
US20140009174A1 (en) * 2012-07-04 2014-01-09 Scs Forest Products, Inc. Wireless In-Kiln Moisture Sensor and System for Use Thereof

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4395232A (en) * 1981-12-07 1983-07-26 Nabisco Brands, Inc. Oven control apparatus
US6703847B2 (en) * 1995-03-15 2004-03-09 Liebrecht Venter Determining the dielectric properties of wood
DE19517911A1 (de) * 1995-05-16 1996-11-21 Sgl Technik Gmbh Verfahren zum Umwandeln von aus Polyacrylnitrilfasern bestehenden mehrdimensionalen flächigen Gebilden in den thermisch stabilisierten Zustand
JPH09101186A (ja) * 1995-10-05 1997-04-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ピトー管式質量流量計
US6007465A (en) 1996-12-16 1999-12-28 Toray Industries, Inc. Yarn guide roller
EP1041182B1 (en) 1996-12-16 2003-03-26 Toray Industries, Inc. A yarn guide roller
US6564651B1 (en) * 1999-04-27 2003-05-20 James R. Bowers Modular high-temperature gas flow sensing element for use with a cyclone furnace air flow measuring system
JP2002105766A (ja) 2000-09-29 2002-04-10 Toray Ind Inc 耐炎化方法
JP2004294147A (ja) 2003-03-26 2004-10-21 Yamatake Corp 流速計
JP4463047B2 (ja) * 2004-08-24 2010-05-12 東邦テナックス株式会社 耐炎化処理炉及び耐炎化処理方法
JP5351397B2 (ja) * 2007-08-13 2013-11-27 三菱レイヨン株式会社 耐炎化装置
US20100189627A1 (en) * 2009-01-27 2010-07-29 Chung-Hua Hu Carbonization apparatus and method of the same
DE102010007481B4 (de) 2010-02-09 2012-07-12 Eisenmann Ag Oxidationsofen
DE102010044296B3 (de) * 2010-09-03 2012-01-05 Eisenmann Ag Oxidationsofen
DE102011010298B3 (de) 2011-02-03 2012-06-14 Eisenmann Ag Oxidationsofen
TWI524044B (zh) 2011-12-28 2016-03-01 禾波國際股份有限公司 用於纖維熱處理之烤爐
JP5365760B1 (ja) * 2012-04-06 2013-12-11 Ｊｆｅスチール株式会社 連続式溶融亜鉛めっき設備
EP3018238A4 (en) * 2013-07-02 2016-06-29 Mitsubishi Rayon Co HORIZONTAL HEAT TREATMENT DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF CARBON FIBERS WITH THE HORIZONTAL HEAT TREATMENT DEVICE
DE102013015841B4 (de) 2013-09-24 2020-03-26 Eisenmann Se Oxidationsofen
US9250108B2 (en) * 2013-09-27 2016-02-02 Rosemount Inc. Differential pressure based flow measurement device having improved pitot tube configuration
DE102014009244B4 (de) 2014-06-20 2016-07-28 Eisenmann Se Oxidationsofen
DE102016116057A1 (de) 2016-08-29 2018-03-15 Eisenmann Se Oxidationsofen
DE102017113342A1 (de) 2017-06-19 2018-12-20 Eisenmann Se Ofen
DE102018108291A1 (de) 2018-04-09 2019-10-10 Eisenmann Se Ofen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545762A (en) * 1982-10-28 1985-10-08 Toray Industries, Inc. Apparatus for producing oxidized filaments
US20020178837A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Brandt Robert O. Apparatus and method for measuring fluid flow
US6776611B1 (en) * 2002-07-11 2004-08-17 C. A. Litzler Co., Inc. Oxidation oven
CN101553714A (zh) * 2006-07-21 2009-10-07 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 用于过程管线中流动的介质的测量系统
CN101730834A (zh) * 2007-06-30 2010-06-09 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 用于在过程管线中流动的介质的测量系统
US20140009174A1 (en) * 2012-07-04 2014-01-09 Scs Forest Products, Inc. Wireless In-Kiln Moisture Sensor and System for Use Thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114775114A (zh) * 2022-03-03 2022-07-22 新创碳谷控股有限公司 一种预氧化炉气封装置
CN114775114B (zh) * 2022-03-03 2022-12-23 新创碳谷集团有限公司 一种预氧化炉气封装置

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Publication number Publication date
CN106460256B (zh) 2019-06-28
DE102014009243B3 (de) 2015-11-19
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US11092381B2 (en) 2021-08-17
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US20170122664A1 (en) 2017-05-04
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ES2869073T3 (es) 2021-10-22
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