CN114481371A - 一种侧吹风氧化炉装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及丝束氧化炉技术领域，尤其涉及一种侧吹风氧化炉装置，包括：氧化炉走丝通道、回风风道、风机、循环风道、多通道分配器和风门，其中，当所述风门打开时，所述回风风道内的气流由所述风机处吹入至循环风道，经过所述多通道分配器后从所述氧化炉走丝通道的侧壁吹入，对所述氧化炉走丝通道内的预氧丝均匀吹扫后再回到所述回风通道内，完成侧吹循环。本发明通过在氧化炉走丝通道宽度方向设置循环风的方式，与现有技术相比，使得氧化炉走丝通道内侧方向吹风，减少了预氧丝在氧化炉内的上下抖动，防止上下擦丝现象的产生；通过采用侧方向布风的方式，使得空气在氧化炉走丝通道内的流动距离减短，使得空气温度变化较小，有利于炉内温度的均匀。

Description

一种侧吹风氧化炉装置

技术领域

本发明涉及丝束氧化炉技术领域，尤其涉及一种侧吹风氧化炉装置。

背景技术

在碳纤维生产工艺中，预氧化是至关重要的工序，其功能在于将对线性分子链结构的原丝转化为耐热的梯形分子结构；在预氧化过程中，其核心功能并不是加热，而是高效快速的带走原丝预氧化过程中排出的大量热量，否则将会导致原丝纤维的热量集中，进而产生纤维之间的融并甚至起火现象，最终影响后续碳纤维的性能；

相关技术中，对碳纤维预氧化采用的多为热风循环烘箱的方式，即丝束从氧化炉走丝通道内通过，气流在氧化炉走丝通道内以端到端、中央到两端或者上到下的方式进行循环均匀地吹风，从而实现快速高效地带走纤维化学反应产生的热量，让纤维高效持续地反应，并且不融并不起火，从而保证生产的效率和质量；

然而上述端到端或者中央到两端的循环方式，由于气流在氧化炉走丝通道内的流动距离较长，空气在流动过程中温度会逐渐升高，不利于炉内的温度均匀；而从上到下的循环方式，垂直的气流容易导致预氧丝在氧化炉内上下抖动，从而产生上下擦丝现象，最终影响碳纤维的性能。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明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本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种侧吹风氧化炉装置，实现提高炉内温度均匀性并减少擦丝现象。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种侧吹风氧化炉装置，包括：

氧化炉走丝通道，纤维丝束在其内发生氧化反应，并在所述氧化炉走丝通道的长度方向内穿过；

回风风道，与所述氧化炉走丝通道宽度方向上的两侧壁中的其中之一连通；

风机，设置在所述回风风道内远离所述氧化炉走丝通道的一端处；

循环风道，一端与所述回风风道远离所述氧化炉走丝通道的一端连通，所述风机将所述回风风道内的气流抽回并吹入至所述循环风道内；

多通道分配器，一端与所述氧化炉走丝通道宽度方向上的两侧壁中的另一侧壁连通，另一端与所述循环风道的另一端连通，所述多通道分配器与所述循环风道连通处具有多条风道；

风门，设置在所述多通道分配器的风道处；

其中，当所述风门打开时，所述回风风道内的气流由所述风机处吹入至循环风道，经过所述多通道分配器后从所述氧化炉走丝通道的侧壁吹入，对所述氧化炉走丝通道内的预氧丝均匀吹扫后再回到所述回风通道内，完成侧吹循环。

进一步地，所述回风风道内具有循环风过滤器，用于过滤循环风中的毛丝。

进一步地，所述回风风道内还具有循环风加热器，所述循环风加热器设置在所述过滤器与所述风机之间，用于对循环风进行预加热以稳定所述循环风道内的温度。

进一步地，所述氧化炉走丝通道与所述多通道分配器连通的侧壁上还具有多孔板。

进一步地，所述氧化炉走丝通道与所述多通道分配器连通的侧壁上还具有均流器，所述均流器与所述多孔板连通。

进一步地，所述循环风道上具有废气出口。

进一步地，所述循环风道上具有新风风道。

进一步地，所述新风风道内具有新风过滤器。

进一步地，所述新风风道内具有新风加热器。

进一步地，该装置以所述风机的初始风向所在的直线对称设置，以实现所述风机的共用。

本发明的有益效果为：本发明通过在氧化炉走丝通道宽度方向设置循环风的方式，与现有技术相比，使得氧化炉走丝通道内侧方向吹风，减少了预氧丝在氧化炉内的上下抖动，防止上下擦丝现象的产生；通过采用侧方向布风的方式，使得空气在氧化炉走丝通道内的流动距离减短，使得空气温度变化较小，有利于炉内温度的均匀。

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为本发明实施例中单侧式侧吹风氧化炉装置的横截面结构示意图；

图2为本发明实施例中两侧对称式侧吹风氧化炉装置的横截面结构示意图；

图3为本发明实施例中风门的结构示意图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

如图1中所示的侧吹风氧化炉装置，包括氧化炉走丝通道6、回风风道11、风机1、循环风道10和多通道分配器3，其中：

纤维丝束在氧化炉走丝通道6内发生氧化反应，并在氧化炉走丝通道6的长度方向内穿过，如图1中所示，在氧化炉走丝通道6内，均匀设置有若干道预氧丝7，由于预氧丝7沿氧化炉走丝通道6的长度方向走丝，因此丝束在竖直方向上由于自身重力会有一定程度的弯曲，传统采用由上至下的吹风方式会加大丝束在垂直方向上的受力，因此会在一定程度上增加上下方向上的抖动，从而产生了擦丝现象，在本发明实施例中，采用侧向吹风的方式，使得预氧丝7在侧向受力，从而在一定程度上减少了预氧丝7的下弯距离，从而减少了擦丝现象的产生；

回风风道11与氧化炉走丝通道6宽度方向上的两侧壁中的其中之一连通，如图1中所示，这里的宽度方向上的两侧壁是指图中的左侧壁和右侧壁，侧向吹入氧化炉走丝通道6的风从一侧壁吹出进入至回风风道11内开始循环；

风机1设置在回风风道11内远离氧化炉走丝通道6的一端处，在本发明实施例中，风机1是循环风的动力，其将回风风道11内的风抽出并排入至循环风道10内；

循环风道10的一端与回风风道11远离氧化炉走丝通道6的一端连通，风机1将回风风道11内的气流抽回并吹入至循环风道10内，如图1中所示，循环风道10的作用在于将从氧化炉走丝通道6一侧壁上吹出的风转移至氧化炉走丝通道6的另一侧；

多通道分配器3的一端与氧化炉走丝通道6宽度方向上的两侧壁中的另一侧壁连通，另一端与循环风道10的另一端连通，多通道分配器3与循环风道10连通处具有多条风道；如图1中所示，多通道分配器3的作用在于将从循环风道10吹入的风在氧化炉走丝通道6的侧壁上通过多个风道进行分配，每个风道的入口处均设置有风门2，风门2的结构如图3中所示，风门2的开启角度和进风量呈正比，因此，不仅可以利用多个风道使得从循环风道10进入的风均匀的分配到氧化炉走丝通道6的侧壁上，还可以根据需要调节每个风道的风门2的开启角度，从而布风的均匀性。

在具体进行循环时，请继续参照图1，当风门2打开时，回风风道11内的气流由风机1处吹入至循环风道10，经过多通道分配器3后从氧化炉走丝通道6的侧壁吹入，对氧化炉走丝通道6内的预氧丝7均匀吹扫后再回到回风通道内，完成侧吹循环。

在上述实施方式中，通过在氧化炉走丝通道6宽度方向设置循环风的方式，与现有技术相比，使得氧化炉走丝通道6内侧方向吹风，减少了预氧丝7在氧化炉内的上下抖动，防止上下擦丝现象的产生；通过采用侧方向布风的方式，使得空气在氧化炉走丝通道6内的流动距离减短，使得空气温度变化较小，有利于炉内温度的均匀。

在上述实施例的基础上，由于在碳纤维的预氧化过程中原材料和工艺的原因会产生毛丝，而毛丝为易燃物，为了减少安全事故的发生，在本发明实施例中，回风风道11内具有循环风过滤器8，用于过滤循环风中的毛丝，提高氧化炉走丝通道6内的稳定性；这里需要指出的是，循环风过滤器8可以是过滤网，而且通过侧吹的方式，还可以减少毛丝在氧化炉走丝通道6内的移动，从横向直接被吹入至回风风道11内的循环风过滤器8上；在本发明实施例中，循环风过滤器8可拆卸连接，从而便于对循环风过滤器8的及时更换，保证过滤质量。

在本发明实施例中，回风风道11内还具有循环风加热器9，循环风加热器9设置在过滤器与风机1之间，用于对循环风进行预加热以稳定循环风道10内的温度。通过循环风加热器9的设置，可以对循环风道10内的循环风进行预加热，提高氧化炉走丝通道6内氧化反应的稳定性和可靠性；

为了进一步提高从侧壁吹入至氧化炉走丝通道6内气流的均匀性，在本发明实施例中，如图1中所示，氧化炉走丝通道6与多通道分配器3连通的侧壁上还具有多孔板5。通过多孔板5将气流进行分配，实现风从侧壁的方向均匀的吹出，从而提高吹风的均匀性。具体分配孔位时，可以按照两排孔位之间交错的方式布局，也可以根据走丝的方向进行设置，例如根据预氧丝7的弯曲方向将布置长度方向的孔位，通过这种设置，可以更加精准的控制风向，再配合风速的调整，实现更加高效的预氧丝7氧化反应中热量的带走。

进一步地，在本发明实施例中，氧化炉走丝通道6与多通道分配器3连通的侧壁上还具有均流器4，均流器4与多孔板5连通。均流器4的作用在于均衡从多通道分配器3中吹入气流的风速，如图1中所示，由于每个风道的长度不同，导致最终到达氧化炉走丝通道6的风速会有所区别，通过均流器4的设置，可以提高每个风道内气体流速的一致性，通过与风门2的配合，降低风在改变风向时的损耗，降低风机1的能耗。

由于在预氧化过程中会产生大量废气，而废气中包含有害物质，如果发生废气外溢，可能会导致安全事故，为此，在本发明实施例中，如图1中所示，循环风道10上具有废气出口12，循环风道10上具有新风风道13。这样，在循环的过程中，一部分废气通过废气出口12排出，而为了实现循环风道10内的气压平衡新风通道内会吸入外界新的空气进入，从而在侧吹循环的过程中，一部分废气通过废气出口12排出同时一部分新的空气通过新风风道13进入，通过这种设置，可以降低循环风内有害物质的含量，而通过废气出口12排出的废气集中处理，从而减少废气外溢造成安全事故的概率，同时也降低了循环风内有害物质的含量。

同样的，为了减少杂质通过新风风道13进入至循环风道10内，新风风道13内具有新风过滤器（图中未示出），同时为了保证进入至循环风道10内的空气的温度，在新风风道13内还具有可以对新风进行预加热的新风加热器（图中未示出）。

实施例二

在本发明的第二个实施例中，如图2中所示，侧吹氧化炉装置对称设置，并且该装置以风机1的初始风向所在的直线对称设置，以实现风机1的共用。通过对称的设置，共用一部分循环风道10，节约了风机1的使用量的同时，还可以实现均一工况的多组丝束同时生产，提高了碳纤维生产的质量和生产效率。

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)

1.一种侧吹风氧化炉装置，其特征在于，包括：

氧化炉走丝通道，纤维丝束在其内发生氧化反应，并在所述氧化炉走丝通道的长度方向内穿过；

回风风道，与所述氧化炉走丝通道宽度方向上的两侧壁中的其中之一连通；

风机，设置在所述回风风道内远离所述氧化炉走丝通道的一端处；

循环风道，一端与所述回风风道远离所述氧化炉走丝通道的一端连通，所述风机将所述回风风道内的气流抽回并吹入至所述循环风道内；

多通道分配器，一端与所述氧化炉走丝通道宽度方向上的两侧壁中的另一侧壁连通，另一端与所述循环风道的另一端连通，所述多通道分配器与所述循环风道连通处具有多条风道；

风门，设置在所述多通道分配器的风道处；

其中，当所述风门打开时，所述回风风道内的气流由所述风机处吹入至循环风道，经过所述多通道分配器后从所述氧化炉走丝通道的侧壁吹入，对所述氧化炉走丝通道内的预氧丝均匀吹扫后再回到所述回风通道内，完成侧吹循环。

2.根据权利要求1所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述回风风道内具有循环风过滤器，用于过滤循环风中的毛丝。

3.根据权利要求2所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述回风风道内还具有循环风加热器，所述循环风加热器设置在所述过滤器与所述风机之间，用于对循环风进行预加热以稳定所述循环风道内的温度。

4.根据权利要求1所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述氧化炉走丝通道与所述多通道分配器连通的侧壁上还具有多孔板。

5.根据权利要求4所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述氧化炉走丝通道与所述多通道分配器连通的侧壁上还具有均流器，所述均流器与所述多孔板连通。

6.根据权利要求1所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述循环风道上具有废气出口。

7.根据权利要求1所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述循环风道上具有新风风道。

8.根据权利要求7所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述新风风道内具有新风过滤器。

9.根据权利要求7所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，所述新风风道内具有新风加热器。

10.根据权利要求1至9任一项所述的侧吹风氧化炉装置，其特征在于，该装置以所述风机的初始风向所在的直线对称设置，以实现所述风机的共用。

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