CN112593311A - 一种碳纤维生产用高温碳化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高温碳化加热设备技术领域，具体的说是一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳，所述炉壳的顶部固定安装有防护箱，且防护箱从后到前依次设有独立分割的过滤室、降温室和处理室，所述过滤室内设有过滤器，所述降温室内安装有螺旋换热管，所述处理室内安装有蛇形管，而在炉壳内的余温从排热腔排至防护箱内的过滤室后，余温中的气流进入到排气管中并由排气孔排至排气管和安装罐之间的容腔中，而容腔中聚集后的气流通过锥形过滤片进行过滤，由于锥形过滤片沿着安装腔内延，因此安装罐内壁与锥形过滤片呈凹凸式架构，使得锥形过滤片与气流接触面积更大，提高了锥形过滤片的过滤效率。

Description

一种碳纤维生产用高温碳化炉

技术领域

本发明涉及高温碳化加热设备技术领域，具体说是一种碳纤维生产用高温碳化炉。

背景技术

碳纤维及碳纤维制品具有重量轻、强度高、热稳定性好和尺寸稳定等优异性能，所以被广泛用于宇宙飞行器及航天航空领域作为主要结构的增强材料，碳纤维生产过程中，高温碳化设备极其关键。碳化炉因为具有工作温度高，对碳纤维的性能影响大，综合技术水平要求高等特点，成为大型规模化生产线中的关键设备。由于碳纤维高温碳化设备在我国起步较晚，发达国家对我国高温碳化设备的许可证制度。是制约我国碳纤维产业发展的瓶颈。

而目前在高温碳化炉煅烧完生产碳纤维后，高温碳化炉内的余热就会随之让其散发，这个构成不仅容易照成热量的浪费，同时也让在高温碳化炉的散热效率过慢，浪费时间，而在高温碳化炉散热的过程中炉内的一些有害气体也容易外排飘散，导致车间环境不是很好。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种碳纤维生产用高温碳化炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括炉壳，所述炉壳的顶部固定安装有防护箱，且防护箱从后到前依次设有独立分割的过滤室、降温室和处理室，所述过滤室内设有过滤器，所述降温室内安装有螺旋换热管，所述处理室内安装有蛇形管。

具体的，所述过滤室对应的炉壳上开设有排热腔，且炉壳上安装有用于对排热腔进行开启、关闭的驱动机构。

具体的，所述驱动机构包括滑动隔热板、连接楞和液压缸，所述滑动隔热板插设至排热腔内开设的滑道内并与滑道滑动连接，且滑动隔热板的延伸端固定安装有连接楞，两个规格相同的所述液压缸分别固定安装在防护箱的两侧壁，且两个液压缸的输出端分别与连接楞的两侧固定连接。

具体的，所述过滤器包括排气管、排气孔、安装罐和锥形过滤片，所述安装罐内固定安装有同轴心的排气管，且排气管的管壁上开设有若干个均匀分布的排气孔，所述排气管的底部与炉壳上开设的排热腔相互连通，所述安装罐上开设有若干个环形分布的安装腔，且每一个安装腔内均固定嵌合有锥形过滤片，所述安装罐固定安装在过滤室内。

具体的，所述过滤室与降温室之间的隔板上开合设有连通孔，所述过滤室内固定安装的螺旋换热管与连通孔连通，且过滤室的侧壁开设有进水口和排水口，所受过滤室上的进水口和排水口分别通过导管与进水箱和蓄水箱连接。

具体的，所述处理室内安装的蛇形管与延伸至处理室内的螺旋换热管相互连通。

具体的，所述处理室内安装有搅拌件，且搅拌件包括底盘、转动杆和搅拌叶，所述底盘固定安装在处理室的内底壁上，且底盘上安装有转动连接的转动杆上，所述转动杆上固定安装有若干个环形分布的搅拌叶。

具体的，所述搅拌件正对处理室内的蛇形管出气口处。

具体的，所述处理室两侧外壁上均安装有吸收机构，且吸收机构包括储放箱和U型管，所述储放箱固定安装在防护箱的侧壁上，且储放箱与处理室之间安装有若干根等距分布的U型管，所述U型管插设至处理室内的一端靠近处理室的内顶壁，所述U型管插设至储放箱内的一端靠近储放箱的内底壁。

具体的，所述储放箱内储放有足量的活性炭颗粒。

本发明的有益效果：

1、本发明所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，在炉壳内的余温从排热腔排至防护箱内的过滤室后，余温中的气流进入到排气管中并由排气孔排至排气管和安装罐之间的容腔中，而容腔中聚集后的气流通过锥形过滤片进行过滤，由于锥形过滤片沿着安装腔内延，因此安装罐内壁与锥形过滤片呈凹凸式架构，使得锥形过滤片与气流接触面积更大，提高了锥形过滤片的过滤效率；

2、本发明所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，通过螺旋换热管与过滤室内的水液进行有效的换热，从而对炉壳内的余温进行有效的利用，方便后续对炉壳内进行清洁或用作其他用途，而冷却后的气流进入到处理室内的蛇形管中，在处理室内储放用于吸收硫元素的氢氧化钠溶液，从而对气流中的硫元素进行剔除。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种碳纤维生产用高温碳化炉的一种较佳实施例整体结构示意图；

图2为图1所述防护箱内部的结构示意图；

图3为图1所述炉壳上驱动机构的结构示意图；

图4为图2所示过滤器的结构示意图；

图5为图2所示搅拌件的结构示意图；

图6为图1所示吸收机构的内部结构示意图。

图中：1、炉壳，1a、排热腔，2、防护箱，2a、过滤室，2b、降温室，2c、处理室，3、驱动机构，31、滑动隔热板，32、连接楞，33、液压缸，4、过滤器，41、排气管，41a、排气孔，42、安装罐，43、锥形过滤片，5、螺旋换热管，6、蛇形管，7、搅拌件，71、底盘，72、转动杆，73、搅拌叶，8、吸收机构，81、储放箱，82、U型管。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明的一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳1，炉壳1的顶部固定安装有防护箱2，且防护箱2从后到前依次设有独立分割的过滤室2a、降温室2b和处理室2c，过滤室2a内设有过滤器4，降温室2b内安装有螺旋换热管5，处理室2c内安装有蛇形管6。

在具体实施过程中，如图1和图3所示，过滤室2a对应的炉壳1上开设有排热腔1a，且炉壳1上安装有用于对排热腔1a进行开启、关闭的驱动机构3，而驱动机构3包括滑动隔热板31、连接楞32和液压缸33，滑动隔热板31插设至排热腔1a内开设的滑道内并与滑道滑动连接，且滑动隔热板31的延伸端固定安装有连接楞32，两个规格相同的液压缸33分别固定安装在防护箱2的两侧壁，且两个液压缸33的输出端分别与连接楞32的两侧固定连接，开启液压缸33拉动滑动隔热板31使得滑动隔热板31滑出排热腔1a，因此炉壳1内刚刚高温煅烧物料的余温从排热腔1a排至防护箱2内。

参考图2和图4所示，过滤器4包括排气管41、排气孔41a、安装罐42和锥形过滤片43，安装罐42内固定安装有同轴心的排气管41，且排气管41的管壁上开设有若干个均匀分布的排气孔41a，排气管41的底部与炉壳1上开设的排热腔1a相互连通，安装罐42上开设有若干个环形分布的安装腔，且每一个安装腔内均固定嵌合有锥形过滤片43，安装罐42固定安装在过滤室2a内，而过滤室2a与降温室2b之间的隔板上开合设有连通孔，过滤室2a内固定安装的螺旋换热管5与连通孔连通，且过滤室2a的侧壁开设有进水口和排水口，所受过滤室2a上的进水口和排水口分别通过导管与进水箱和蓄水箱连接，而处理室2c内安装的蛇形管6与延伸至处理室2c内的螺旋换热管5相互连通。

需要说明的是：在炉壳1内的余温从排热腔1a排至防护箱2内的过滤室2a后，余温中的气流进入到排气管41中并由排气孔41a排至排气管41和安装罐42之间的容腔中，而容腔中聚集后的气流通过锥形过滤片43进行过滤，由于锥形过滤片43沿着安装腔内延，因此安装罐42内壁与锥形过滤片43呈凹凸式架构，使得锥形过滤片43与气流接触面积更大，提高了锥形过滤片43的过滤效率，而过滤后气流从进入到过滤室2a内中的螺旋换热管5中，而通过螺旋换热管5与过滤室2a内的水液进行有效的换热，从而对炉壳1内的余温进行有效的利用，方便后续对炉壳1内进行清洁或用作其他用途，而冷却后的气流进入到处理室2c内的蛇形管6中，在处理室2c内储放用于吸收硫元素的氢氧化钠溶液，从而对气流中的硫元素进行剔除。

参考图5所示，处理室2c内安装有搅拌件7，且搅拌件7包括底盘71、转动杆72和搅拌叶73，底盘71固定安装在处理室2c的内底壁上，且底盘71上安装有转动连接的转动杆72上，转动杆72上固定安装有若干个环形分布的搅拌叶73，且搅拌件7正对处理室2c内的蛇形管6出气口处，由于蛇形管6中排出的气流正对搅拌叶73，因此搅拌叶73进行旋转从而搅拌处理室2c内储放的容易，提高了气流与溶液之间的反应程度。

参考图1和图6所示，处理室2c两侧外壁上均安装有吸收机构8，且吸收机构8包括储放箱81和U型管82，储放箱81固定安装在防护箱2的侧壁上，且储放箱81与处理室2c之间安装有若干根等距分布的U型管82，U型管82插设至处理室2c内的一端靠近处理室2c的内顶壁，U型管82插设至储放箱81内的一端靠近储放箱81的内底壁，而储放箱81内储放有足量的活性炭颗粒，储放箱81的顶部开设有排气孔。

需要说明的是：处理室2c处理后的气流通过U型管82进入到储放箱81内，并由储放箱81中的活性炭颗粒对余下气体进行有效的吸收，从而有效的炉壳1中产生的气体进行处理。

本发明提供的碳纤维生产用高温碳化炉的原理如下：

在炉壳1煅烧完毕后，开启液压缸33拉动滑动隔热板31使得滑动隔热板31滑出排热腔1a，因此炉壳1内刚刚高温煅烧物料的余温从排热腔1a排至防护箱2内，在炉壳1内的余温从排热腔1a排至防护箱2内的过滤室2a后，余温中的气流进入到排气管41中并由排气孔41a排至排气管41和安装罐42之间的容腔中，而容腔中聚集后的气流通过锥形过滤片43进行过滤，由于锥形过滤片43沿着安装腔内延，因此安装罐42内壁与锥形过滤片43呈凹凸式架构，使得锥形过滤片43与气流接触面积更大，提高了锥形过滤片43的过滤效率，而过滤后气流从进入到过滤室2a内中的螺旋换热管5中，而通过螺旋换热管5与过滤室2a内的水液进行有效的换热，从而对炉壳1内的余温进行有效的利用，方便后续对炉壳1内进行清洁或用作其他用途，而冷却后的气流进入到处理室2c内的蛇形管6中，在处理室2c内储放用于吸收硫元素的氢氧化钠溶液，从而对气流中的硫元素进行剔除，由于蛇形管6中排出的气流正对搅拌叶73，因此搅拌叶73进行旋转从而搅拌处理室2c内储放的容易，提高了气流与溶液之间的反应程度，而处理室2c处理后的气流通过U型管82进入到储放箱81内，并由储放箱81中的活性炭颗粒对余下气体进行有效的吸收，从而有效的炉壳1中产生的气体进行处理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳(1)，其特征在于：所述炉壳(1)的顶部固定安装有防护箱(2)，且防护箱(2)从后到前依次设有独立分割的过滤室(2a)、降温室(2b)和处理室(2c)，所述过滤室(2a)内设有过滤器(4)，所述降温室(2b)内安装有螺旋换热管(5)，所述处理室(2c)内安装有蛇形管(6)。

2.根据权利要求1所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述过滤室(2a)对应的炉壳(1)上开设有排热腔(1a)，且炉壳(1)上安装有用于对排热腔(1a)进行开启、关闭的驱动机构(3)。

3.根据权利要求2所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述驱动机构(3)包括滑动隔热板(31)、连接楞(32)和液压缸(33)，所述滑动隔热板(31)插设至排热腔(1a)内开设的滑道内并与滑道滑动连接，且滑动隔热板(31)的延伸端固定安装有连接楞(32)，两个规格相同的所述液压缸(33)分别固定安装在防护箱(2)的两侧壁，且两个液压缸(33)的输出端分别与连接楞(32)的两侧固定连接。

4.根据权利要求1或2任一所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述过滤器(4)包括排气管(41)、排气孔(41a)、安装罐(42)和锥形过滤片(43)，所述安装罐(42)内固定安装有同轴心的排气管(41)，且排气管(41)的管壁上开设有若干个均匀分布的排气孔(41a)，所述排气管(41)的底部与炉壳(1)上开设的排热腔(1a)相互连通，所述安装罐(42)上开设有若干个环形分布的安装腔，且每一个安装腔内均固定嵌合有锥形过滤片(43)，所述安装罐(42)固定安装在过滤室(2a)内。

5.根据权利要求1所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述过滤室(2a)与降温室(2b)之间的隔板上开合设有连通孔，所述过滤室(2a)内固定安装的螺旋换热管(5)与连通孔连通，且过滤室(2a)的侧壁开设有进水口和排水口，所受过滤室(2a)上的进水口和排水口分别通过导管与进水箱和蓄水箱连接。

6.根据权利要求1所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述处理室(2c)内安装的蛇形管(6)与延伸至处理室(2c)内的螺旋换热管(5)相互连通。

7.根据权利要求6所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述处理室(2c)内安装有搅拌件(7)，且搅拌件(7)包括底盘(71)、转动杆(72)和搅拌叶(73)，所述底盘(71)固定安装在处理室(2c)的内底壁上，且底盘(71)上安装有转动连接的转动杆(72)上，所述转动杆(72)上固定安装有若干个环形分布的搅拌叶(73)。

8.根据权利要求7所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述搅拌件(7)正对处理室(2c)内的蛇形管(6)出气口处。

9.根据权利要求1所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述处理室(2c)两侧外壁上均安装有吸收机构(8)，且吸收机构(8)包括储放箱(81)和U型管(82)，所述储放箱(81)固定安装在防护箱(2)的侧壁上，且储放箱(81)与处理室(2c)之间安装有若干根等距分布的U型管(82)，所述U型管(82)插设至处理室(2c)内的一端靠近处理室(2c)的内顶壁，所述U型管(82)插设至储放箱(81)内的一端靠近储放箱(81)的内底壁。

10.根据权利要求9所述的碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述储放箱(81)内储放有足量的活性炭颗粒。

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