CN110670172A - 一种碳纤维预氧化加工装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维预氧化加工装置及其方法，解决现有技术中存在的热风循环炉在新空气进入炉体内部时不能先进行预热，导致能耗增加，在炉体内采用多个炉膛的方式进行温度的梯度变化，制作成本高，不利于推广的问题，其包括底板，所述底板的顶部固定安装有炉体，且炉体上设有腔室，所述炉体的一侧设置有原丝，且原丝的一端贯穿炉体的一侧并延伸至炉体的另一侧，所述腔室的顶部内壁上固定安装有的挡板，所述炉体的顶部固定安装有进气通道。本发明对进入到炉体内部的空气进行预热，可以有效的降低炉体对原丝加热过程中的能源损耗，降低了生产成本，不需要设置多个炉膛进行原丝不同温度的加热，有利于炉体的推广。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维预氧化技术领域，尤其涉及一种碳纤维预氧化加工装置及其方法。
背景技术
碳纤维，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，预氧化过程对碳纤维的质量和产量的影响极大。目前国内外的预氧化炉型有内热式预氧化炉、外热式预氧化炉、热风循环炉、固-固传热炉、具有硫化层的预氧化炉多种，每种预氧化炉根据各自不同的工艺具有各自不同的特点。
现有的热风循环炉在新空气进入炉体内部时不能先进行预热，导致能耗增加，在炉体内采用多个炉膛的方式进行温度的梯度变化，制作成本高，不利于推广，所以我们提出了一种碳纤维预氧化加工装置及其方法，用以解决上述提出的问题。
发明内容
基于背景技术存在的热风循环炉在新空气进入炉体内部时不能先进行预热，导致能耗增加，在炉体内采用多个炉膛的方式进行温度的梯度变化，制作成本高，不利于推广的技术问题，本发明提出了一种碳纤维预氧化加工装置及其方法。
本发明提出的一种碳纤维预氧化加工装置，包括底板，所述底板的顶部固定安装有炉体，且炉体上设有腔室，所述炉体的一侧设置有原丝，且原丝的一端贯穿炉体的一侧并延伸至炉体的另一侧，所述腔室的顶部内壁上固定安装有的挡板，所述炉体的顶部固定安装有进气通道，且进气通道的底部贯穿炉体的顶部并延伸至腔室的内部，所述进气通道的底部密封螺纹连接有进气管，所述进气管上设有电磁阀。
优选的，所述进气管的内部设置有抽气组件，所述腔室的一侧内壁上固定安装有安装板，且安装板的一侧固定安装有多个热风机，多个热风机分别和原丝位于同一水平面，所述炉体的一侧固定安装有控制器，所述腔室的顶部内壁上固定安装有温度传感器，且温度传感器和控制器电性连接，所述炉体的顶部固定安装有废气通道，且废气通道的底部贯穿炉体的顶部并延伸至腔室的内部，所述废气通道的一端和进气管的内部相连通，所述废气通道的底部设置有和废气通道相连通的废气管，所述原丝的正上方设置有喷淋组件，所述抽气组件包括进气管上设置的安装腔，所述安装腔的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个抽风机，所述挡板的底部固定安装有密封垫，且密封垫的底部和进气管的顶部密封固定连接，方便炉体的换气。
优选的，所述喷淋组件包括固定安装在炉体一侧的水泵，所述水泵的出水口处密封螺纹连接有出水管，且出水管的一端贯穿炉体的一侧并延伸至腔室的内部，所述出水管的一侧密封螺纹连接有连接管，所述腔室的一侧内壁上固定安装有横板，且横板的一侧固定安装有多个方管，且多个方管呈矩形排列，多个方管的内部均相连通，所述连接管的一端和多个方管的内部相连通，所述方管的底部设置有呈矩形排列的多个喷头，且多个喷头均位于原丝的正上方，所述水泵和控制器电性连接，方便对炉体的内部进行降温。
优选的，所述安装板的一侧固定安装有从上至下依次缩短的支柱，多个支柱的一端分别和多个热风机固定连接，多个热风机从上至下相距原丝距离依次增加。
优选的，所述腔室的底部内壁和一侧内壁上均固定安装有导向轮，所述原丝和两个导向轮均相绕设，所述炉体的两侧均设置有限位轮，所述原丝和两个限位轮均相绕设，所述原丝的一端设置有牵引组件，为原丝提供导向的作用。
优选的，所述进气通道的底部和进气管的顶部均密封固定安装有安装法兰，两个安装法兰均固定连接，提高进气通道和进气管的密封性。
优选的，多个喷头顺序安装在多个方管的底部，且刀哥喷头的喷射角度为三十度至五十度之间。
优选的，两个导向轮之间的原丝呈竖直方向设置，所述腔室的两侧内壁上分别设置有原丝进口和原丝出口。
优选的，所述腔室的顶部内壁上开设有通孔，且通孔内固定安装有密封保护垫，废气通道的顶部贯穿通孔并和通孔密封固定连接，密封保护垫的为管状设置，且密封保护垫的内部和废气通道的外壁密封紧密贴合。
本发明还提出了一种碳纤维预氧化加工装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：首先为控制器、电磁阀、抽风机、多个热风机、水泵和温度传感器进行外部电源的供电，依次启动各部件，对各部件进行使用前的测试工作；
S2：利用牵引组件带动原丝进行移动，牵引组件设置在腔室的原丝出口处，使原丝依次的经过炉体，进行预氧化操作，在炉体内部设置的多个热风机对原丝进行加热，提高原丝的预氧化效率；
S3：再启动抽风机、多个热风机、控制器和温度传感器，进气通道会在抽风机的作用下向炉体的内部补充新鲜空气，加热过后的废气会经由废气管进入至进气管的内部，对新鲜空气进行预热；
S4：当炉体内部的温度过高时，控制器会自动的启动水泵，温度高的值在计算机以代码的形式存储在控制器的内部，对原丝和炉体的内部经由喷淋组件进行降温。
本发明的有益效果是：
1、通过将进气管和废气通道的之间区域设置一端重叠流通管道，目的是可以将加热过后的废气和新鲜空气进行接触，对进入到炉体内部的空气进行预热，可以有效的降低炉体对原丝加热过程中的能源损耗，降低了生产成本。
2、当新鲜空气进入到炉体的内部时，通过设置的呈等距缩减的多个支柱和多个热风机可以将原丝的加热温度依次增加，降低原丝的损害率的同时可以降低制造难度，不需要设置多个炉膛进行原丝不同温度的加热，有利于炉体的推广。
3、通过设置的喷淋组件、控制器和温度传感器，炉体的温度可以根据根据温度传感器测出的竖直进行喷水的操作，避免温度过高出现原丝的损坏，迎合生产要求，可实施性强。
附图说明
图1为本发明提出的一种碳纤维预氧化加工装置及其方法的部分结构三维图；
图2为本发明提出的一种碳纤维预氧化加工装置及其方法的结构示意图；
图3为本发明提出的一种碳纤维预氧化加工装置及其方法的安装板结构三维图；
图4为本发明提出的一种碳纤维预氧化加工装置及其方法的图2中A部分结构放大示意图；
图5为本发明提出的一种碳纤维预氧化加工装置及其方法的图2中B结构放大示意图。
图中：1底板、2炉体、3腔室、4限位轮、5原丝、6导向轮、7挡板、8进气通道、9进气管、10电磁阀、11抽风机、12安装腔、13密封垫、14安装板、15支柱、16热风机、17控制器、18废气通道、19废气管、20温度传感器、21水泵、22出水管、23连接管、24横板、25方管、26喷头、27安装法兰。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参考图1-5，本实施例中提出了一种碳纤维预氧化加工装置，包括底板1，底板1的顶部固定安装有炉体2，且炉体2上设有腔室3，炉体2的一侧设置有原丝5，且原丝5的一端贯穿炉体2的一侧并延伸至炉体2的另一侧，腔室3的顶部内壁上固定安装有的挡板7，炉体2的顶部固定安装有进气通道8，且进气通道8的底部贯穿炉体2的顶部并延伸至腔室3的内部，进气通道8的底部密封螺纹连接有进气管9，进气管9上设有电磁阀10。
本实施例中，进气管9的内部设置有抽气组件，腔室3的一侧内壁上固定安装有安装板14，且安装板14的一侧固定安装有多个热风机16，多个热风机16分别和原丝5位于同一水平面，炉体2的一侧固定安装有控制器17，腔室3的顶部内壁上固定安装有温度传感器20，且温度传感器20和控制器17电性连接，炉体2的顶部固定安装有废气通道18，且废气通道18的底部贯穿炉体2的顶部并延伸至腔室3的内部，废气通道18的一端和进气管19的内部相连通，废气通道18的底部设置有和废气通道18相连通的废气管19，原丝5的正上方设置有喷淋组件，抽气组件包括进气管9上设置的安装腔12，安装腔12的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个抽风机11，挡板7的底部固定安装有密封垫13，且密封垫13的底部和进气管9的顶部密封固定连接，方便炉体2的换气，喷淋组件包括固定安装在炉体2一侧的水泵21，水泵21的出水口处密封螺纹连接有出水管22，且出水管22的一端贯穿炉体2的一侧并延伸至腔室3的内部，出水管22的一侧密封螺纹连接有连接管23，腔室3的一侧内壁上固定安装有横板24，且横板24的一侧固定安装有多个方管25，多个方管25呈矩形排列，多个方管25的内部均相连通，连接管23的一端和多个方管25的内部相连通，方管25的底部设置有呈矩形排列的多个喷头26，且多个喷头26均位于原丝5的正上方，水泵21和控制器17电性连接，方便对炉体2的内部进行降温，安装板14的一侧固定安装有从上至下依次缩短的支柱15，多个支柱15的一端分别和多个热风机16固定连接，多个热风机16从上至下相距原丝5距离依次增加，腔室3的底部内壁和一侧内壁上均固定安装有导向轮6，原丝5和两个导向轮6均相绕设，炉体2的两侧均设置有限位轮4，原丝5和两个限位轮4均相绕设，原丝5的一端设置有牵引组件，为原丝5提供导向的作用，进气通道8的底部和进气管9的顶部均密封固定安装有安装法兰27，两个安装法兰27均固定连接，提高进气通道8和进气管9的密封性，多个喷头26顺序安装在多个方管25的底部，且刀哥喷头26的喷射角度为三十度至五十度之间，腔室3的顶部内壁上开设有通孔，且通孔内固定安装有密封保护垫，废气通道18的顶部贯穿通孔并和通孔密封固定连接，密封保护垫的为管状设置，且密封保护垫的内部和废气通道18的外壁密封紧密贴合。
本实施例中，首先为控制器17、电磁阀10、抽风机11、多个热风机16、水泵21和温度传感器20进行外部电源的供电，依次启动各部件，对各部件进行使用前的测试工作，利用牵引组件带动原丝5进行移动，牵引组件可以是驱动电机，牵引组件设置在腔室3的原丝出口处，使原丝依次的经过炉体2，进行预氧化操作，在炉体2内部设置的多个热风机16对原丝5进行加热，提高原丝5的预氧化效率，再启动抽风机11、多个热风机16、控制器17和温度传感器20，进气通道8会在抽风机11的作用下向炉体2的内部补充新鲜空气，加热过后的废气会经由废气管19进入至进气管9的内部，对新鲜空气进行预热，当炉体2内部的温度过高时，控制器17会自动的启动水泵21，温度高的值在计算机以代码的形式存储在控制器17的内部，对原丝5和炉体2的内部经由喷淋组件进行降温，对进入到炉体2内部的空气进行预热，可以有效的降低炉体2对原丝5加热过程中的能源损耗，降低了生产成本，不需要设置多个炉膛进行原丝5不同温度的加热，有利于炉体2的推广。
本发明还提出了一种碳纤维预氧化加工装置的使用方法，包括以下步骤：
S1：首先为控制器17、电磁阀10、抽风机11、多个热风机16、水泵21和温度传感器20进行外部电源的供电，依次启动各部件，对各部件进行使用前的测试工作；
S2：利用牵引组件带动原丝5进行移动，牵引组件设置在腔室3的原丝出口处，使原丝依次的经过炉体2，进行预氧化操作，在炉体2内部设置的多个热风机16对原丝5进行加热，提高原丝5的预氧化效率；
S3：再启动抽风机11、多个热风机16、控制器17和温度传感器20，进气通道8会在抽风机11的作用下向炉体2的内部补充新鲜空气，加热过后的废气会经由废气管19进入至进气管9的内部，对新鲜空气进行预热；
S4：当炉体2内部的温度过高时，控制器17会自动的启动水泵21，温度高的值在计算机以代码的形式存储在控制器17的内部，对原丝5和炉体2的内部经由喷淋组件进行降温。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳纤维预氧化加工装置，包括底板，其特征在于，所述底板的顶部固定安装有炉体，且炉体上设有腔室，所述炉体的一侧设置有原丝，且原丝的一端贯穿炉体的一侧并延伸至炉体的另一侧，所述腔室的顶部内壁上固定安装有的挡板，所述炉体的顶部固定安装有进气通道，且进气通道的底部贯穿炉体的顶部并延伸至腔室的内部，所述进气通道的底部密封螺纹连接有进气管，所述进气管上设有电磁阀。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，所述进气管的内部设置有抽气组件，所述腔室的一侧内壁上固定安装有安装板，且安装板的一侧固定安装有多个热风机，多个热风机分别和原丝位于同一水平面，所述炉体的一侧固定安装有控制器，所述腔室的顶部内壁上固定安装有温度传感器，且温度传感器和控制器电性连接，所述炉体的顶部固定安装有废气通道，且废气通道的底部贯穿炉体的顶部并延伸至腔室的内部，所述废气通道的一端和进气管的内部相连通，所述废气通道的底部设置有和废气通道相连通的废气管，所述原丝的正上方设置有喷淋组件，所述抽气组件包括进气管上设置的安装腔，所述安装腔的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个抽风机，所述挡板的底部固定安装有密封垫，且密封垫的底部和进气管的顶部密封固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，所述喷淋组件包括固定安装在炉体一侧的水泵，所述水泵的出水口处密封螺纹连接有出水管，且出水管的一端贯穿炉体的一侧并延伸至腔室的内部，所述出水管的一侧密封螺纹连接有连接管，所述腔室的一侧内壁上固定安装有横板，且横板的一侧固定安装有多个方管，多个方管呈矩形排列，多个方管的内部均相连通，所述连接管的一端和多个方管的内部相连通，所述方管的底部设置有呈矩形排列的多个喷头，且多个喷头均位于原丝的正上方，所述水泵和控制器电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，所述安装板的一侧固定安装有从上至下依次缩短的支柱，多个支柱的一端分别和多个热风机固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，所述腔室的底部内壁和一侧内壁上均固定安装有导向轮，所述原丝和两个导向轮均相绕设，所述炉体的两侧均设置有限位轮，所述原丝和两个限位轮均相绕设，所述原丝的一端设置有牵引组件。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，所述进气通道的底部和进气管的顶部均密封固定安装有安装法兰，两个安装法兰均固定连接。
7.根据权利要求3所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，多个喷头顺序安装在多个方管的底部，且刀哥喷头的喷射角度为三十度至五十度之间。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，两个导向轮之间的原丝呈竖直方向设置，所述腔室的两侧内壁上分别设置有原丝进口和原丝出口。
9.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化加工装置，其特征在于，所述腔室的顶部内壁上开设有通孔，且通孔内固定安装有密封保护垫，废气通道的顶部贯穿通孔并和通孔密封固定连接，密封保护垫的为管状设置，且密封保护垫的内部和废气通道的外壁密封紧密贴合。
10.一种碳纤维预氧化加工装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：首先为控制器、电磁阀、抽风机、多个热风机、水泵和温度传感器进行外部电源的供电，依次启动各部件，对各部件进行使用前的测试工作；
S2：利用牵引组件带动原丝进行移动，牵引组件设置在腔室的原丝出口处，使原丝依次的经过炉体，进行预氧化操作，在炉体内部设置的多个热风机对原丝进行加热，提高原丝的预氧化效率；
S3：再启动抽风机、多个热风机、控制器和
温度传感器，进气通道会在抽风机的作用下向炉体的内部补充新鲜空气，加热过后的废气会经由废气管进入至进气管的内部，对新鲜空气进行预热；
S4：当炉体内部的温度过高时，控制器会自动的启动水泵，温度高的值在计算机以代码的形式存储在控制器的内部，对原丝和炉体的内部经由喷淋组件进行降温。
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2019
- 2019-09-19 CN CN201910885807.0A patent/CN110670172B/zh active Active
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