CN110578186B - 一种端对端吹风结构的预氧化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种端对端吹风结构的预氧化炉，包括炉体具有沿其长度方向分布的走丝通道和回风风道；走丝通道的两端分别安装第一回风装置和出风装置，出风装置远离第一回风装置的一侧还安装第二回风装置；第一回风装置包括多个相互间以垂直间距布设的第一回风箱；出风装置包括多个相互间以垂直间距布设的分配器；第二回风装置包括多个相互间以垂直间距布设的第二回风箱；回风风道内安装有加热器和风机，风机将回风风道内经加热器加热后的热空气经过分配器吹入走丝通道，走丝通道内的热空气沿第一回风方向和第二回风方向分别进入第一回风箱和第二回风箱，并汇流至回风风道的上游端。本发明解决了由于纤维的丝垂度较大而引起分配器安装不便的问题。
Description
技术领域
本发明属于氧化炉技术领域，具体涉及一种端对端吹风结构的预氧化炉。
背景技术
在碳纤维生产过程中，原丝预氧化起着承前启后的作用，原丝预氧化工序直接影响到碳纤维的收率及性能。预氧化过程的目的是使热塑性的PAN线形大分子链转化为非塑性耐热梯形结构，使其在碳化高温下不熔不燃，保持纤维形态，热力学处于稳定状态，最后转化为具有乱层石墨结构的碳纤维。根据预氧化工艺的要求，预氧化炉应运而生。
现有的预氧化炉，一般包括：
炉体，其两端的端壁具有沿高度方向分布的多组相对设置的穿通孔，穿通孔用于纤维穿通；其中，炉体除了穿通孔之外均是气体密封的；
炉体内具有走丝通道，沿炉体的长度方向分布，作为纤维预氧化处理的空间；
炉体内具有风道，风道内安装有加热器和风机，加热器位于风机的上游，风机将风道内经加热器加热后的热空气吹入走丝通道；
回风装置，安装在走丝通道的端部，包括多个相互间以垂直间距布设的回风箱；回风箱的入风口、出风口分别与走丝通道、风道的上游端连通；
出风装置，安装在走丝通道内，包括多个相互间以垂直间距布设的分配器，以使热空气均匀吹入走丝通道内；相邻分配器之间的间距空间构成丝束通道；
风机使热空气通过出风装置、走丝通道及回风装置进行循环；
导向辊，导向纤维蛇形分布地通过穿通孔、相邻回风箱之间的垂直间距、相邻分配器之间的丝束通道。
现有的出风装置大多布设在走丝通道的中部，以便向走丝通道的两端出风；由于纤维在蛇形分布时，其丝垂度较大，不利于出风装置的安装。
发明内容
基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种端对端吹风结构的预氧化炉。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种端对端吹风结构的预氧化炉，包括：
炉体，其两端的端壁具有以垂直间距分布的多组相对设置的穿通孔；炉体具有沿其长度方向分布的走丝通道和回风风道；
走丝通道的两端分别安装第一回风装置和出风装置，出风装置远离第一回风装置的一侧还安装第二回风装置；
第一回风装置包括多个相互间以垂直间距布设的第一回风箱，各第一回风箱与回风风道的上游端连通；
出风装置包括多个相互间以垂直间距布设的分配器，各分配器与回风风道的下游端连通；
第二回风装置包括多个相互间以垂直间距布设的第二回风箱，各第二回风箱与回风风道的上游端连通；
第一回风箱、第二回风箱、分配器一一对应，且分配器具有分别朝向第一回风箱、第二回风箱的第一出风口和第二出风口；
回风风道内安装有加热器和风机，加热器位于风机的上游，风机将回风风道内经加热器加热后的热空气经过分配器吹入走丝通道，走丝通道内的热空气沿第一回风方向和第二回风方向分别进入第一回风箱和第二回风箱，并汇流至回风风道的上游端；
导向辊，位于炉体的两端，用于导向纤维蛇形分布地通过穿通孔、相邻第一回风箱之间的垂直间距、相邻分配器之间的垂直间距、相邻第二回风箱之间的垂直间距。
作为优选方案，所述分配器包括互不连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体分别与回风风道的下游端连通；第一出风口位于第一腔体，第二出风口位于第二腔体。
作为优选方案，所述第一回风箱包括沿第一回风方向依次设置的第一箱体和第二箱体，第一箱体与第二箱体以预设间距分布；
第一箱体朝向第一回风方向的一侧具有第一回风口；
第二箱体包括沿第一回风方向依次分布的第一回风腔体和第一新风腔体，第一回风腔体朝向第一回风方向的一侧具有第二回风口，第一新风腔体具有用于引入新风的第一新风口。
作为优选方案，所述炉体内安装有一一对应于第一回风口的第一网孔板和一一对应于第二回风口的第二网孔板。
作为优选方案，所述炉体具有分别一一对应于第一网孔板、第二网孔板的抽插口，抽插口安装有保温密封塞。
作为优选方案，对应于抽插口设有吸风通道；当保温密封塞分离于抽插口，吸风通道将溢出于抽插口的气流回收。
作为优选方案，所述第一新风口的出风方向垂直于第一回风方向。
作为优选方案，所述第二回风箱包括沿第二回风方向依次分布的第二回风腔体和第二新风腔体，第二回风腔体朝向第二回风方向的一侧具有第三回风口，第二新风腔体具有用于引入新风的第二新风口。
作为优选方案，所述第二新风口的出风方向垂直于第二回风方向。
作为优选方案，所述预氧化炉用于制造碳纤维。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
本发明的端对端吹风结构的预氧化炉，将出风装置移位至走丝通道的端部，解决了由于纤维的丝垂度较大而引起出风装置的分配器安装不便的问题。
附图说明
图1是本发明实施例一的端对端吹风结构的预氧化炉的竖直截面结构示意图；
图2是本发明实施例一的端对端吹风结构的预氧化炉的水平截面结构示意图；
图3是图1中的I部放大图；
图4是本发明实施例一的端对端吹风结构的预氧化炉的分配器的结构示意图；
图5是图1中的Ⅱ部放大图；
图6是本发明实施例一的端对端吹风结构的预氧化炉的第一回风箱的结构示意图；
图7是本发明实施例一的端对端吹风结构的预氧化炉的第二回风箱的结构示意图；
图8是本发明实施例二的端对端吹风结构的预氧化炉处于在线清理过程中的水平截面结构示意图；
图9是本发明实施例二的端对端吹风结构的预氧化炉的抽插口处的局部放大图；
图10是本发明实施例二的端对端吹风结构的预氧化炉的抽插口处的局部放大图(未示出保温密封塞)；
图11是本发明实施例二的预氧化炉的侧面结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。另外，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
实施例一：
如图1-7所示，本实施例的端对端吹风结构的预氧化炉，包括炉体1和安装在炉体内的出风装置2、第一回风装置3和第二回风装置4，还包括对应于炉体1的左右两端安装的导向辊5。
如图1和2所示，炉体1由两个沿长度方向相对设置的竖直的侧壁1a、两个沿宽度方向相对设置的竖直的端壁以及一个顶壁1b、一个底壁1c围设而成的中空长方体结构；炉体左右两端的端壁具有以竖直间距分布的七组相对设置的穿通孔(穿通孔的组数不限于本实施例的七组，可根据实际需求自由设计)。
如图2所示，炉体1具有沿其长度方向分布的走丝通道10和回风风道11，走丝通道10作为纤维预氧化处理的走丝空间；回风风道11内安装有加热器6和风机7，加热器6位于风机7的上游(即空气流动的上游)，风机7将回风风道内经加热器6加热后的热空气吹入走丝通道10，风机7使热空气通过出风装置2、走丝通道10及第一回风装置3进行循环。另外，回风风道11内还安装有过滤网8，过滤网8位于加热器6的上游，以对从走丝通道回收至回风风道内的热空气进行过滤，以除去热空气中的杂质。
如图1所示，本实施例的走丝通道10的左右两端分别安装第一回风装置3和出风装置2，出风装置2远离第一回风装置3的一侧安装第二回风装置4，即出风装置2的右侧安装第二回风装置4。
如图1和3所示，本实施例的出风装置2包括八个相互间以竖直间距布设的分配器20(分配器的个数不限于本实施例的八个，可根据实际需求自由设计，在穿通孔的组数基础上加一即可)，相邻分配器之间的竖直间距构成纤维贯通的丝束通道，以便纤维贯通。其中，如图4所示，分配器20包括互不连通的第一腔体201和第二腔体202，第一腔体201位于第二腔体202的左侧，第一腔体201和第二腔体202分别与回风风道11的下游端(即正压端)连通；第一腔体201朝向第一回风方向(水平向左)的一侧(即第一腔体的左侧)具有第一出风口201a，第一出风口201a的出风方向与走丝方向(即水平方向)平行，以使热空气均匀吹入走丝通道10的左端；第二腔体202朝向第二回风方向(水平向右)的一侧(即朝向第一回风装置3的一侧或第二腔体的右侧)具有第二出风口202a，第二出风口202a的出风方向朝向第二回风装置4。
如图1和5所示，本实施例的第一回风装置3包括八个相互间以垂直间距布设的第一回风箱30(第一回风箱的个数不限于本实施例的八个，可根据实际需求自由设计，与分配器一一对应即可)，相邻第一回风箱之间的竖直间距构成纤维贯通的丝束通道，以便纤维贯通。各第一回风箱与回风风道的上游端连通，具体地，如图6所示，第一回风箱30为分体式设计，包括沿第一回风方向依次设置的第一箱体30a和第二箱体30b，第一箱体30a与第二箱体30b以预设间距分布，第一箱体30a与第二箱体30b之间的预设间距大于60mm，保证分级回风的效率。其中，第一箱体30a朝向第一回风方向的一侧(即第一箱体的右侧)具有第一回风口30a1，用于吸收大部分从分配器吹向走丝通道左端的热空气，以通过第一箱体30a回风至回风风道11内；第二箱体30b包括沿第一回风方向依次分布的第一回风腔体30b1和第一新风腔体30b2，第一新风腔体30b2具有用于引入新风的第一新风口30b20，第一新风腔体30b2还具有与外界连通的新风入口，以便向预氧化炉内引入新风；其中，第一新风腔体的第一新风口30b20的出风方向垂直于炉体内的第一回风方向，具体地，第一新风腔体的第一新风口30b20沿垂直于第一回风方向上周向分布，提高新风供给的效率以及减小对炉体内的热空气分布的影响。另外，第一回风腔体30b1朝向的第一回风方向的一侧(即回风腔体的右侧)具有第二回风口30b10，第二回风口用于吸收新风腔体喷出进入炉体的新风以及少部分来自炉体中部的热空气，以进入第一回风腔体30b1而回风至炉体的回风通道而进行循环。
如图1和3所示，本实施例的第二回风装置4包括八个相互间以垂直间距布设的第二回风箱40(第二回风箱的个数不限于本实施例的八个，可根据实际需求自由设计，与分配器一一对应即可)，各第二回风箱与回风风道的上游端连通。具体地，如图7所示，第二回风箱40包括沿第二回风方向(水平向右)依次分布的第二回风腔体40a和第二新风腔体40b，第一回风腔体40a朝向第二回风方向的一侧(即第一回风腔体的左侧)具有第三回风口40a1，第三回风口与其对应的分配器的第二腔体的第二出风口202a相对，以便对分配器的第二腔体的第二出风口喷出的热空气进行回风。另外，各第二回风箱40通过外接管道9回风至回风风道11的上游端，与第一回风箱的回风汇合后，依次经过过滤网、加热器、风机而再次进入分配器，依次循环。其中，第二新风腔体40b具有用于引入新风的第二新风口40b1，以便向预氧化炉内引入新风；第二新风腔体的第二新风口的出风方向垂直于炉体内的第二回风方向，便于第二回风腔体的第三回风口吸收第二新风腔体喷出进入炉体的新风，以进入第二回风腔体而回风至炉体的回风通道进行循环。第二回风装置的设置，使得分配器吹来的热空气回收至回风风道内，不溢出至炉体之外。
如图1所示，本实施例的导向辊5位于炉体1的左右两端，用于导向纤维s蛇形分布地通过穿通孔、相邻第一回风箱之间的垂直间距、相邻分配器之间的垂直间距、相邻第二回风箱之间的垂直间距。风机将回风风道内经加热器加热后的热空气经过分配器吹入走丝通道，走丝通道内的热空气沿第一回风方向和第二回风方向分别进入第一回风箱和第二回风箱，并汇流至回风风道的上游端，使得热空气在炉体进行循环流动，对纤维进行预氧化处理。
本实施例的预氧化炉用于制造碳纤维，预氧化处理效果佳。
实施例二：
本实施例的端对端吹风结构的预氧化炉与实施例一的不同之处在于：
如图8所示，炉体内还安装有一一对应于第一回风口的第一网孔板A和一一对应于第二回风口的第二网孔板B，保证回风的均匀性和稳定性。
预氧化炉长时间的运动，第一网孔板A和第二网孔板B易出现堵塞；故需要对第一网孔板和第二网孔板进行在线清理，具体地，如图9和10所示，本实施例的炉体具有分别一一对应于第一网孔板、第二网孔板的抽插口C，抽插口C安装有保温密封塞D。通过拨出保温密封塞，即可抽出第一网孔板或第二网孔板，实现在线清理，非常便捷。
另外，对应于抽插口C还安装有吸风通道E；当保温密封塞D分离于抽插口C，吸风通道E将溢出于抽插口的气流回收。具体地，对应于每一抽插口C安装有密封套F，密封套F延伸至炉体之外，构成连通炉体内外的气流通道；如图10所示，密封套F的延伸端具有插接口F0，炉体的抽插口C依次通过密封套的气流通道、插接口F0与外界连通；保温密封塞D插接于密封套的插接口F0并延伸至炉体的抽插口C；其中，处于同一竖直方向的各密封套F的两侧分别通过各自的连接管G与同一吸风通道E连通，以使从抽插口C溢出的有毒有害气体回收至同一吸风通道E，并通过废气管排出；其中，如图11所示，吸风通道E的尺寸由下至上线性增大，有效回收有毒有害气体；在线清理过程中，需对吸风通道所在的废气管提供至少-300Pa的压力，保证回收的有效性。
而且，保温密封塞D与炉体的抽插口C之间安装有第一密封环H，保温密封塞D与密封套F之间安装有第二密封环I，保证炉体内外的密封性。另外，密封套F与连接管G的连通位置位于第一密封环H与第二密封环I之间，保证从抽插口C溢出的有毒有害气体被连接管有效地吸入。保温密封塞D具有两道密封，当某一道的密封环去掉时，吸风通道通过连接管与对应的炉内空间或炉外空间都连通；当某一道的密封环安装到位后，吸风通道与对应的炉内空间或炉外空间都隔断。
为了保证保温密封塞D的密封可靠性，对应于密封套的插接口F0还安装有压合门L，压合门L用于打开或闭合密封套的插接口F0；当压合门闭合于密封套的插接口，压合门的内侧与保温密封塞压紧配合，从而保证保温密封塞D的密封可靠性。
本实施例对每层网孔板区域独立密封，清理哪一层就打开哪一层，减少了高温有毒气体的溢出量；同时设置了吸风通道，可将溢出的有毒气体吸入至废气管路，可以实现在线抽插网孔板，实现在线清理。
本实施例的预氧化炉用于制造碳纤维，预氧化处理效果佳。
其它结构可以参考实施例一。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，包括：
炉体，其两端的端壁具有以垂直间距分布的多组相对设置的穿通孔；炉体具有沿其长度方向分布的走丝通道和回风风道；
走丝通道的两端分别安装第一回风装置和出风装置，出风装置远离第一回风装置的一侧还安装第二回风装置；
第一回风装置包括多个相互间以垂直间距布设的第一回风箱，各第一回风箱与回风风道的上游端连通；
出风装置包括多个相互间以垂直间距布设的分配器，各分配器与回风风道的下游端连通；
第二回风装置包括多个相互间以垂直间距布设的第二回风箱，各第二回风箱与回风风道的上游端连通；
第一回风箱、第二回风箱、分配器一一对应，且分配器具有分别朝向第一回风箱、第二回风箱的第一出风口和第二出风口；
回风风道内安装有加热器和风机，加热器位于风机的上游，风机将回风风道内经加热器加热后的热空气经过分配器吹入走丝通道，走丝通道内的热空气沿第一回风方向和第二回风方向分别进入第一回风箱和第二回风箱，并汇流至回风风道的上游端；
导向辊，位于炉体的两端，用于导向纤维蛇形分布地通过穿通孔、相邻第一回风箱之间的垂直间距、相邻分配器之间的垂直间距、相邻第二回风箱之间的垂直间距；
所述第一回风箱包括沿第一回风方向依次设置的第一箱体和第二箱体，第一箱体与第二箱体以预设间距分布；
第一箱体朝向第一回风方向的一侧具有第一回风口；
第二箱体包括沿第一回风方向依次分布的第一回风腔体和第一新风腔体，第一回风腔体朝向第一回风方向的一侧具有第二回风口，第一新风腔体具有用于引入新风的第一新风口。
2.根据权利要求1所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述分配器包括互不连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体分别与回风风道的下游端连通；第一出风口位于第一腔体，第二出风口位于第二腔体。
3.根据权利要求1所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述炉体内安装有一一对应于第一回风口的第一网孔板和一一对应于第二回风口的第二网孔板。
4.根据权利要求3所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述炉体具有分别一一对应于第一网孔板、第二网孔板的抽插口，抽插口安装有保温密封塞。
5.根据权利要求4所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，对应于抽插口设有吸风通道；当保温密封塞分离于抽插口，吸风通道将溢出于抽插口的气流回收。
6.根据权利要求1所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述第一新风口的出风方向垂直于第一回风方向。
7.根据权利要求1所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述第二回风箱包括沿第二回风方向依次分布的第二回风腔体和第二新风腔体，第二回风腔体朝向第二回风方向的一侧具有第三回风口，第二新风腔体具有用于引入新风的第二新风口。
8.根据权利要求7所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述第二新风口的出风方向垂直于第二回风方向。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种端对端吹风结构的预氧化炉，其特征在于，所述预氧化炉用于制造碳纤维。
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