CN114411286A - 一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氧化炉技术领域，尤其涉及一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，包括：氧化室，两端设置回风口，中间段设置入风口；中央分配器，设置中心腔，中心腔顶面和底面设置若干通孔；中心腔的两侧间隔设置若干个第一导风板，形成若干个第一流道；从入风口进入的气流部分流入中心腔中，另外的气流通过第一流道向氧化室两端转向；初级回风腔，设置在氧化室的回风口处；初级回风腔间隔设置若干个第二导风板，形成若干个第二流道，用于将氧化室端部的气流向回风口转向；若干个回风系统，设置在氧化室的外侧，用于收集回风口的气流并运送至入风口。本发明提供的一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，能够对炉内的气流进行更好地分配。

Description

一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉

技术领域

本发明涉及氧化炉技术领域，尤其涉及一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉。

背景技术

预氧化是碳纤维生产中的一个重要步骤，它起到将原丝转化为碳纤维的作用，在这一转化过程中，原丝的线型分子链转化为具有耐热梯结构的预氧丝，在高温碳化环境变化为具有乱层石墨结构的碳纤维。因此，该工序与碳纤维的性能密切相关，重要度极高。预氧化过程通常通过预氧化炉实现。

现有预氧化炉的结构通常为设置一个氧化腔室，原丝穿过氧化腔室，之后从氧化腔室的一端吹入流向另一端的热风，热风在流动过程中吹扫原丝，从而实现对原丝的预氧化过程。但该种结构会导致热风在氧化腔室内需要流动的距离较长，最终导致气流在原丝和腔室内零部件的影响下变得紊乱，影响预氧化效果和预氧化过程中设备的稳定性。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，设计一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，能够对炉内的气流进行更好地分配，保证对原丝的预氧化效果以及预氧化炉工作的稳定性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，解决现有技术的预氧化炉中的气流容易产生紊乱，影响预氧化效果和设备稳定性的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，包括：

氧化室，两端设置回风口，中间段设置入风口；

中央分配器，设置在所述氧化室的所述入风口处；所述中央分配器设置中心腔，所述中心腔的顶面和底面设置若干通孔；所述中心腔的两侧间隔设置若干个第一导风板，形成若干个第一流道；从所述入风口进入的气流部分流入所述中心腔中，另外的气流通过所述第一流道向所述氧化室两端转向；

初级回风腔，设置在所述氧化室的所述回风口处；所述初级回风腔间隔设置若干个第二导风板，形成若干个第二流道，用于将所述氧化室端部的气流向所述回风口转向；

若干个回风系统，设置在所述氧化室的外侧，用于收集所述回风口的气流并运送至所述入风口。

进一步地，所述第一导风板设置第一直板段、第二直板段和连接段；所述第一直板段与所述氧化室长度方向垂直；所述第二直板段与所述氧化室长度方向平行；所述连接段呈曲面结构，用于连接所述第一直板段和所述第二直板段。

进一步地，若干个所述第一直板段之间的间隔相同。

进一步地，所述中心腔顶面和底面的所述通孔对称设置。

进一步地，所述回风系统包括侧风室、循环风机、滤网和加热器；所述侧风室的两端分别与所述氧化室的所述回风口和所述入风口连通；所述循环风机、所述滤网和所述加热器均设置在所述侧风室的内部。

进一步地，所述加热器设置在所述滤网和所述氧化室所述入风口之间。

进一步地，所述侧风室的内部设置斜面，所述斜面与所述侧风室的侧壁形成渐变通道，所述渐变通道呈朝向所述侧风室与所述回风口连接的一端逐渐收拢的形状。

进一步地，所述循环风机设置在所述渐变通道收拢的一侧，所述滤网设置在所述渐变通道扩张的一侧。

进一步地，所述氧化室的两侧均设置所述回风系统。

进一步地，所述初级回风腔的外侧设置次级回风腔，用于将未进入所述初级回风腔的气流导向所述氧化室的所述回风口。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

通过中央分配器的中心腔和第一流道，能够更好地对气流进行分配，从而保证预氧化炉内的气流和温度的均匀分布，并且本发明还设置有与中央分配器对应的初级回风腔，第一流道与第二流道形成匹配，能够更好地实现气流方向切换，从而形成稳定的气流场，保证对原丝的预氧化效果以及预氧化炉工作的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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。

图1为本发明实施例中中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉的俯视图；

图2为本发明实施例中中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉的侧视图；

图3为本发明实施例中中央分配器的结构示意图（顶部已剖开）；

图4为本发明实施例中初级回风腔的结构示意图（顶部已剖开）；

附图标记：氧化室1、中央分配器2、中心腔21、第一导风板22、第一直板段221、第二直板段222、连接段223、第一流道23、初级回风腔3、第二导风板31、第二流道32、侧风室4、斜面41、渐变通道42、循环风机5、滤网6、加热器7、次级回风腔8、新风通道9、气帘10。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，如图1~4所示，包括：

氧化室1，两端设置回风口，中间段设置入风口；

中央分配器2，设置在氧化室1的入风口处；中央分配器2设置中心腔21，中心腔21的顶面和底面设置若干通孔；中心腔21的两侧间隔设置若干个第一导风板22，形成若干个第一流道23；从入风口进入的气流部分流入中心腔21中，另外的气流通过第一流道23向氧化室1两端转向；

初级回风腔3，设置在氧化室1的回风口处；初级回风腔3间隔设置若干个第二导风板31，形成若干个第二流道32，用于将氧化室1端部的气流向回风口转向；

若干个回风系统，设置在氧化室1的外侧，用于收集回风口的气流并运送至入风口。

具体的，本发明中，通过将入风口设置在氧化室1的中间段，并且使用中央分配器2将从入风口进入的气流通过第一流道23向氧化室1两端转向，使气流可以沿原丝的延伸方向进行吹扫，提升对原丝的预氧化效果；相对于现有的氧化炉，这种结构可以使两侧的气流所需流过的路程进行减半，从而有效避免气流因流经过长的路程产生紊乱，同时，多个第一流道23可以将入风口处的气流向氧化室1内进行均匀地分配，从而保证氧化室1内的气流和温度的均匀分布。本发明还通过在氧化室1的两端处设置初级回风腔3，可以通过第二流道32引导气流直接转向进入回风口，避免气流撞击到氧化室1的端面产生回弹，避免氧化室1内的气流受到影响，保证氧化室1内的气流的稳定。为了提升对原丝的加工效率，原丝通常会从氧化室1中分层穿插多次，此时中央分配器2就会设用多个分层设置的方式，原丝从中央分配器2之间穿过，为了保证此处的原丝也能被气流吹扫到，因此在中央分配器2上还设置了中心腔21，部分气流流入中心腔21中，并且再通过中心腔21的顶面和底面的若干通孔流出，从而可以实现对中央分配器2之间的原丝的吹扫，同时，由于此处的原丝距离两端的动力辊距离都较远，此处的原丝没有支撑，因此最容易产生晃动影响气流，通过从通孔吹出的气流对原丝的上下都进行吹扫，从而可以避免原丝产生晃动。

作为第一导风板22的一种优选设置方式，由第一直板段221、第二直板段222和连接段223组合来形成第一导风板22；第一直板段221与氧化室1长度方向垂直，使从入风口流入的气流能够与第一直板段221平行地进入第一流道23内，避免气流与第一直板段221产生碰撞导致气流紊乱；第二直板段222与氧化室1长度方向平行，保证从第一流道23流出的气流方向能与氧化室1的长度方向保持平行；连接段223呈曲面结构，用于连接第一直板段221和第二直板段222，可以使气流更加平顺地进行转向。

优选地，若干个第一直板段221之间的间隔相同，从而尽可能地保证进入每个第一流道23内的气流量相同，使从第一流道23内流出的气流的流速也尽可能地保持相同，若干个第二直板段222之间的间隔也可以设置成相同，使气流在炉内的分布更加均匀，并且防止气流因不同位置的流量、流速不同产生紊乱，进一步地保证对原丝的预氧化效果。同理，中心腔21顶面和底面的通孔也优选采用对称设置，即使顶面和底面的通孔数量和大小相同、位置对应，则从中心腔21顶面和底面流出的气流的流量就能保持相同，使氧化室1内的气流能够保持均匀，并且可以使中央分配器2受到的上下气流的反作用力保持一致，避免中央分配器2产生抖动影响气流和设备整体的稳定性。

作为回风系统的一种优选设置方式，包括侧风室4、循环风机5、滤网6和加热器7；侧风室4的两端分别与氧化室1的回风口和入风口连通；循环风机5、滤网6和加热器7均设置在侧风室4的内部。循环风机5用于带动气体产生流动，滤网6用于过滤气流中的毛丝，加热器7用于对气体进行加热。加热器7优选设置在滤网6和氧化室1入风口之间，则在侧风室4中，滤网6相较于加热器7就能够位于上风位处，气流会先经过滤网6的过滤再被加热器7加热，从而避免毛丝被吹到加热器7中产生安全隐患。

侧风室4的内部优选设置一个斜面41，斜面41与侧风室4的侧壁形成渐变通道42，渐变通道42呈朝向侧风室4与回风口连接的一端逐渐收拢的形状，从回风口流进侧风室4内的紊乱的气流会先集中到渐变通道42的收拢处，再通过逐渐扩张的渐变通道42将气流均匀地分散开，从而通过渐变通道42对侧风室4内的气流进行整流，同时，侧风室4的拐弯处均优选采用弧形的侧壁，从而可以更好地对气流进行导流，避免气流变得紊乱。由于循环风机5在带动气流运动时也会搅乱气流，因此优选将循环风机5设置在渐变通道42收拢的一侧，被循环风机5搅乱的气流就可以通过渐变通道42进行整流；滤网6优选设置在渐变通道42扩张的一侧，此处的气流较为平缓，且气流流向较为稳定，被滤网6过滤出的毛丝就不会被扬起，保证设备的安全运行。

优选地，氧化室1的两侧均设置回风系统，则可以降低每个回风系统所需要处理的气流量，从而可以提升每个回风系统内对气流的整流、过滤和加热效果，并且这种结构使中央分配器2对应地设置出两组在氧化室1宽度方向对称的第一导风板22，则每个回风系统做提供的气流在经过中央分配器2时，其需要经过的长度明显降低，从而减少气流中的热量损耗，使从各个第一流道内吹出的气流的温度更加地能够保持一致，并且能够降低气流产生杂乱的可能，保证吹向氧化室1内的气流能够均匀平稳。

由于初级回风腔3会与中央分配器2相对应地采用多个分层设置的方式，因此在初级回风腔3之间会存在一定的空隙，部分气流会顺着空隙向后流去，气流在撞到氧化室1后壁后回弹影响气流，因此在初级回风腔3的外侧设置次级回风腔8，用于将未进入初级回风腔3的气流导向氧化室1的回风口，避免对氧化室1内的气流产生影响。

在次级回风腔8的外侧优选还设置有新风通道9，用于向炉内补充新风，并且为了防止炉内的有害气体外溢，在新风通道9外侧再设置气帘10，用于将可能逸散出的有害气体抽走。新风通道9和气帘10均为现有技术，在此不作赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。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，上述实施例和说明书中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要求保护的本发明范围内。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)

1.一种中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，包括：

氧化室（1），两端设置回风口，中间段设置入风口；

中央分配器（2），设置在所述氧化室（1）的所述入风口处；所述中央分配器（2）设置中心腔（21），所述中心腔（21）的顶面和底面设置若干通孔；所述中心腔（21）的两侧间隔设置若干个第一导风板（22），形成若干个第一流道（23）；从所述入风口进入的气流部分流入所述中心腔（21）中，另外的气流通过所述第一流道（23）向所述氧化室（1）两端转向；

初级回风腔（3），设置在所述氧化室（1）的所述回风口处；所述初级回风腔（3）间隔设置若干个第二导风板（31），形成若干个第二流道（32），用于将所述氧化室（1）端部的气流向所述回风口转向；

若干个回风系统，设置在所述氧化室（1）的外侧，用于收集所述回风口的气流并运送至所述入风口。

2.根据权利要求1所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述第一导风板（22）设置第一直板段（221）、第二直板段（222）和连接段（223）；所述第一直板段（221）与所述氧化室（1）长度方向垂直；所述第二直板段（222）与所述氧化室（1）长度方向平行；所述连接段（223）呈曲面结构，用于连接所述第一直板段（221）和所述第二直板段（222）。

3.根据权利要求2所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，若干个所述第一直板段（221）之间的间隔相同。

4.根据权利要求1所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述中心腔（21）顶面和底面的所述通孔对称设置。

5.根据权利要求1所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述回风系统包括侧风室（4）、循环风机（5）、滤网（6）和加热器（7）；所述侧风室（4）的两端分别与所述氧化室（1）的所述回风口和所述入风口连通；所述循环风机（5）、所述滤网（6）和所述加热器（7）均设置在所述侧风室（4）的内部。

6.根据权利要求5所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述加热器（7）设置在所述滤网（6）和所述氧化室（1）所述入风口之间。

7.根据权利要求5所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述侧风室（4）的内部设置斜面（41），所述斜面（41）与所述侧风室（4）的侧壁形成渐变通道（42），所述渐变通道（42）呈朝向所述侧风室（4）与所述回风口连接的一端逐渐收拢的形状。

8.根据权利要求7所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述循环风机（5）设置在所述渐变通道（42）收拢的一侧，所述滤网（6）设置在所述渐变通道（42）扩张的一侧。

9.根据权利要求1所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述氧化室（1）的两侧均设置所述回风系统。

10.根据权利要求1所述的中间往两端气流流向的碳纤维预氧化炉，其特征在于，所述初级回风腔（3）的外侧设置次级回风腔（8），用于将未进入所述初级回风腔（3）的气流导向所述氧化室（1）的所述回风口。

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