CN114457464B - 一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉；包括氧化腔室，一端设置入风口，另一端设置回风口，气流从入风口进入并流向回风口；丝束沿氧化腔室的长度方向穿过氧化腔室；若干个降振装置，设置在氧化腔室内，且每个降振装置独立地沿氧化腔室的长度方向滑动；降振装置包括两个分配器，丝束从两个分配器之间穿过；分配器的内部为空腔结构，朝向入风口的一侧设置气流入口，朝向丝束的一侧设置气流出口；两个分配器内均设置与丝束形成角度的斜板，用于将从气流入口进入的气流向气流出口方向转向。本发明提供的一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉，能够有效降低碳纤维丝束在炉内的振动幅度，避免丝束产生毛丝和断丝现象。

Description

一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉

技术领域

本发明涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉。

背景技术

在碳纤维生产中，预氧化是至关重要的工序，其功能是将碳纤维丝束中的线性分子链结构的丝束转化成耐热的梯形分子结构，该工序不仅与碳纤维的性能密切相关，也与碳纤维的制造成本息息相关。工业上主要用于实现碳纤维丝束预氧化的技术，是采用预氧化炉产生循环的热风气流，从而使碳纤维丝束在高温碳化环境中实现氧化。

碳纤维丝束在预氧化阶段容易出现毛丝、断丝的情况，主要原因之一就是丝束在炉内气流的吹动下形成振动，导致丝束之间、以及丝束与炉内零部件壁面之间产生摩擦，从而引起毛丝或断丝。现有技术在碳纤维丝束出现振动情况下只能够通过调整入口气流速度或压力来统一调整进入氧化室内的气流流动工况，无法做到点对点地对于振动碳丝进行处理，降振效果较差，并且降低了气流速度或压力后还会影响碳纤维丝束的加工效率和预氧化效果。

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，设计一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉，能够有效降低碳纤维丝束在炉内的振动幅度，从而避免由于丝束振动造成的毛丝和断丝现象。

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减少丝束振动的碳纤维氧化炉，解决现有的氧化炉通过调整入口气流速度或压力来降低碳纤维丝束振动的方式无法做到点对点地对于振动碳丝进行处理，导致降振效果较差，还会影响碳纤维丝束的加工效率和预氧化效果的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，包括：

氧化腔室，一端设置入风口，另一端设置回风口，气流从所述入风口进入并流向所述回风口；丝束沿所述氧化腔室的长度方向穿过所述氧化腔室；

若干个降振装置，设置在所述氧化腔室内，且每个所述降振装置独立地沿所述氧化腔室的长度方向滑动；所述降振装置包括上、下间隔设置的两个分配器，丝束从两个所述分配器之间穿过；所述分配器的内部为空腔结构，朝向所述入风口的一侧设置气流入口，朝向丝束的一侧设置气流出口；两个所述分配器内均设置与丝束形成角度的斜板，用于将从所述气流入口进入的气流向所述气流出口方向进行转向。

进一步地，所述氧化腔室相对的两个内壁上均设置有若干个滑轨，每个所述降振装置的两端分别在对应的两个所述滑轨上滑动。

进一步地，所述分配器的侧棱处设置成曲面过渡结构。

进一步地，所述气流入口一端延伸至所述分配器上朝向丝束的侧面。

进一步地，所述分配器的端部设置补气入口，所述分配器朝向所述回风口的一侧设置补气出口。

进一步地，从所述补气入口进入的气流流向与所述分配器长度方向平行。

进一步地，所述补气出口延伸至所述分配器上朝向丝束的侧面。

进一步地，所述气流入口和所述补气出口均由若干个矩形通孔组成，且对称地设置在所述分配器的两侧。

进一步地，所述气流出口由若干个均布的圆形通孔组成。

进一步地，所述氧化腔室中，在所述回风口和所述入风口的外侧设置新风风道，并在所述新风风道朝向外侧的一侧设置气帘。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

通过设计的一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉，当丝束出现了大幅的振动时，此时移动降振装置的位置，使其移动至碳丝振幅较大位置处，通过两个分配器内的斜板将从气流入口流入的气流改为与丝束垂直方向流动，最终从气流出口吹出，两个分配器流出的气流对穿过的丝束的上方、下方进行同时的吹动，从而大幅降低丝束振动，有效避免丝束之间、以及丝束与炉内零部件壁面之间产生摩擦，从而防止丝束产生毛丝或断丝。

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为本发明实施例中减少丝束振动的碳纤维氧化炉的俯视图；

图2为本发明实施例中减少丝束振动的碳纤维氧化炉的侧视图；

图3为本发明实施例中降振装置的立体示意图；

图4为本发明实施例中降振装置的侧面剖视图；

图5为本发明实施例中分配器的底面视图；

附图标记：入风口1、回风口2、降振装置3、分配器31、气流入口32、气流出口33、斜板34、补气入口35、补气出口36、滑轨4、新风风道5、气帘6。

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。

一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉，如图1~5所示，包括：

氧化腔室，一端设置入风口1，另一端设置回风口2，气流从入风口1进入并流向回风口2，并且氧化腔室的气流从回风口2再流向入风口1，从而实现气流的循环，其具体实现气流循环和加热的结构均为现有技术，在此不作赘述；丝束沿氧化腔室的长度方向穿过氧化腔室，从而使在氧化腔室内的丝束布置方向与气流方向相平行，能够获得更好地预氧化效果；

若干个降振装置3，设置在氧化腔室内，且每个降振装置3独立地沿氧化腔室的长度方向滑动；降振装置3包括上、下间隔设置的两个分配器31，丝束从两个分配器31之间穿过；分配器31的内部为空腔结构，朝向入风口1的一侧设置气流入口32，朝向丝束的一侧设置气流出口33；两个分配器31内均设置与丝束形成角度的斜板34，用于将从气流入口32进入的气流向气流出口33方向进行转向。

具体的，在正常运行工况下，碳丝没有发生大幅的振动，此时降振装置3位于氧化腔室内循环气流的下游，与回风口2接触。当丝束出现了大幅的振动时，此时移动降振装置3的位置，使其移动至碳丝振幅较大位置处，通过两个分配器31内的斜板34将从气流入口32流入的气流改为与丝束垂直方向流动，最终从气流出口33吹出，两个分配器31流出的气流对穿过的丝束的上方、下方进行同时的吹动，从而大幅降低丝束振动，有效避免丝束之间、以及丝束与炉内零部件壁面之间产生摩擦，从而防止丝束产生毛丝或断丝。

优选地，氧化腔室相对的两个内壁上均设置有若干个滑轨4，每个降振装置3的两端分别在对应的两个滑轨4上滑动，通过滑轨4对分配器31的运动路线进行限制，保证分配器31沿氧化腔室的长度方向进行移动，保证两个分配器31与丝束之间的间距相同，使从气流出口33吹出的气流对丝束的吹动的力相同，进一步降低丝束的振动。

优选地，分配器31的侧棱处设置成曲面过渡结构，能够减少分配器31在移动时对丝束的摩擦。气流入口32一端优选延伸至分配器31上朝向丝束的侧面，则会如图4所示，在气流被斜板34转向后，会有部分的气流从气流入口32的端口处吹出，在分配器31滑移的过程中，从端口处吹出的气流能够对丝束进行吹扫，丝束在气流的吹扫下远离分配器31，从而降低丝束与分配器31摩擦的概率。

由于分配器31将氧化腔室内的部分气流进行了转向，因此在分配器31后方的气流就会减少，影响丝束后方部分的预氧化效果，为了解决这个问题，分配器31的端部优选设置补气入口35，补气入口35与补气通道连接，补气通道向分配器31内部输入气流，分配器31朝向回风口2的一侧设置补气出口36，从补气入口35流入的气流再从补气出口36流出，从补气入口35进入的气流流向与分配器31长度方向平行，向分配器31的后方补充气流。补气出口36优选还延伸至分配器31上朝向丝束的侧面，与气流入口32的延伸端口同理，气流的部分会从补气出口36的端口处吹出并对丝束进行吹扫，丝束在气流的吹扫下远离分配器31，从而降低丝束与分配器31摩擦的概率。

斜板34优选将分配器31内部分成两个空间，气流入口32和气流出口33设置在靠近丝束的空间，补气入口35和补气出口36设置在远离丝束的空间，避免两个空间的气流相互影响。

气流入口32和补气出口36均由若干个矩形通孔组成，且对称地设置在分配器31的两侧，可以最大程度地保证从气流入口32进入的气流和从补气出口36流出的气流数量相等、位置相同，从而保证丝束整体的预氧化质量。

气流出口33由若干个均布的圆形通孔组成，使从每个圆形通孔流出的气流速度和流量都尽可能地保持相同，则对丝束的吹扫力也尽可能地保持相同，进一步地降低丝束振动。

氧化腔室中，在回风口2和入风口1的外侧设置新风风道5，新风风道5用于向循环的气流内补充一定的风，并且防止氧化腔室内的气流外泄；在新风风道5朝向外侧的一侧设置气帘6，用于防止外界的杂质进入新风风道5的气流内。

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 (9)

1.一种减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，包括：

氧化腔室，一端设置入风口（1），另一端设置回风口（2），气流从所述入风口（1）进入并流向所述回风口（2）；丝束沿所述氧化腔室的长度方向穿过所述氧化腔室；

若干个降振装置（3），设置在所述氧化腔室内，且每个所述降振装置（3）独立地沿所述氧化腔室的长度方向滑动；所述降振装置（3）包括上、下间隔设置的两个分配器（31），丝束从两个所述分配器（31）之间穿过；所述分配器（31）的内部为空腔结构，朝向所述入风口（1）的一侧设置气流入口（32），朝向丝束的一侧设置气流出口（33）；两个所述分配器（31）内均设置与丝束形成角度的斜板（34），用于将从所述气流入口（32）进入的气流向所述气流出口（33）方向进行转向；

其中，所述分配器（31）的端部设置补气入口（35），所述分配器（31）朝向所述回风口（2）的一侧设置补气出口（36）。

2.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述氧化腔室相对的两个内壁上均设置有若干个滑轨（4），每个所述降振装置（3）的两端分别在对应的两个所述滑轨（4）上滑动。

3.根据权利要求2所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述分配器（31）的侧棱处设置成曲面过渡结构。

4.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述气流入口（32）一端延伸至所述分配器（31）上朝向丝束的侧面。

5.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，从所述补气入口（35）进入的气流流向与所述分配器（31）长度方向平行。

6.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述补气出口（36）延伸至所述分配器（31）上朝向丝束的侧面。

7.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述气流入口（32）和所述补气出口（36）均由若干个矩形通孔组成，且对称地设置在所述分配器（31）的两侧。

8.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述气流出口（33）由若干个均布的圆形通孔组成。

9.根据权利要求1所述的减少丝束振动的碳纤维氧化炉，其特征在于，所述氧化腔室中，在所述回风口（2）和所述入风口（1）的外侧设置新风风道（5），并在所述新风风道（5）朝向外侧的一侧设置气帘（6）。

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