CN115218674B - 一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置 - Google Patents
一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115218674B CN115218674B CN202210808710.1A CN202210808710A CN115218674B CN 115218674 B CN115218674 B CN 115218674B CN 202210808710 A CN202210808710 A CN 202210808710A CN 115218674 B CN115218674 B CN 115218674B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zone
- cooling
- area
- temperature cracking
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims description 16
- 239000011226 reinforced ceramic Substances 0.000 title claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 185
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 50
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 34
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 54
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 54
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 54
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 18
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007168 polymer infiltration and pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers
- F27D1/1858—Doors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
- F27D7/06—Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
Abstract
提供了一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，它为不锈钢或普通碳钢材质围成的炉体，炉体空间内包括各自独立密封且依次相连接的进料区(1)、高温裂解区(2)、辐射冷却区(3)、风冷区(4)和出料区(5)；还包括进气系统(7)和传动系统(9)；进气系统(7)分别与进料区(1)、高温裂解区(2)、风冷区(4)和出料区(5)相连通，用于向上述区间内输送气体；传动系统(9)设置在进料区(1)、高温裂解区(2)、辐射冷却区(3)、风冷区(4)和出料区(5)的底部共同水平面上，传动系统(9)通过辊轴转动使物料依次进出进料区(1)、高温裂解区(2)、辐射冷却区(3)、风冷区(4)和出料区(5)。
Description
技术领域
本发明总体地属于陶瓷基复合材料制造技术领域，尤其涉及一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置。
背景技术
连续纤维增强/增韧陶瓷基复合材料能够解决单相陶瓷的脆性，具备较高的任性和抗冲击能力，同时兼具了陶瓷耐高温、耐磨和抗氧化等优势。
先驱体浸渍-裂解工艺(Polymer infiltration andpyrolysis，简称PIP工艺)是目前制备纤维增强陶瓷基复合材料的主要工艺之一。该工艺过程为：1)将纤维预制体放置于密封容器，抽真空；2)注入溶液或液态先驱体；3)浸渍一段时间，先驱体通过毛细管力渗入预制体；4)打开密封容器，取出已浸渍预制体晾干、交联固化；5)将预制体转移至惰性气体保护的高温炉升温至制定温度裂解；6)裂解结束后随炉冷却，取出产品；6)重复浸渍-交联-裂解工序指导获得致密的复合材料。
目前高温裂解设备承担了升温裂解和冷却降温两个功能，需要缓慢升温至1000℃以上(如产品多热沉大升温速率更慢)，完成高温裂解后自然冷却降温，由于有保温毡的保温作用降温过程非常缓慢，一般需要2-3天，如果设备尺寸大或者装载产品多则降温时间更长。在这个升降温过程中存在如下不足：1)升降温过程导致能量损耗大，特别是降温后再次装载产品还需要重新升温，导致能源浪费；2)产品在裂解炉中原位冷却降温速率极慢导致设备占用时间长、利用率低，导致产品的生产效率低、周期长，从而制造成本上升；3)设备利用率低，导致要生产相同的产品则需要建设更多台套的设备，导致生产用设备固定投资增加，变相提高了产品的制造成本。
虽然有部分裂解设备集成了低温段(约500℃)随炉风冷设备，但仍然需要随炉降温且高于500℃的高温段随炉自然降温效率仍然很低。如果能裂解炉分解成不同的空间，将高温裂解功能和冷却降温功能分区实现，在冷却降温区采用辅助措施提高冷却效率，将可以达到降低能耗、提高生产效率、缩短制造周期、降低制造成本的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置。
本发明的技术方案是，一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，所述高温裂解装置为不锈钢或普通碳钢材质围成的炉体，炉体空间内包括各自独立密封且依次相连接的进料区、高温裂解区、辐射冷却区、风冷区和出料区；还包括进气系统和传动系统；所述进气系统分别与进料区、高温裂解区、风冷区和出料区相连通，用于向上述区间内输送气体；所述传动系统设置在进料区、高温裂解区、辐射冷却区、风冷区和出料区的底部共同水平面上，传动系统通过辊轴转动使物料依次进出进料区、高温裂解区、辐射冷却区、风冷区和出料区。
本发明的适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置还包括真空系统和风冷系统；所述真空系统分别与进料区、辐射冷却区、风冷区和出料区相连，用于使各区处于真空状态；所述风冷系统与风冷区相连，用于风冷区的降温。
进一步的，上述进料区、高温裂解区、辐射冷却区、风冷区和出料区的底部，传动系统辊轴的上表面均设置有石墨料板；所述传动系统在高温裂解区底部为无动力驱动，在高温裂解区底部以外的区间为有动力驱动；所述动力驱动结构为电动铰链驱动结构；进料区底部的电动铰链驱动结构驱动辊轴的上表面的石墨料板将高温裂解区底部的石墨料板顶出驱动至辐射冷却区，实现传动系统在高温裂解区底部的无动力驱动。
进一步的，上述进料区包括设置在远离高温裂解区一侧的第一密封门、靠近高温裂解区一侧的第二密封门；物料在第一密封门打开时进入进料区，在第二密封门打开时离开进料区。
进一步的，上述高温裂解区中垂直物料运动方向的两侧设置有保温毡，保温毡打开时物料进出高温裂解区；所述高温裂解区中平行于物料运动方向的两侧和顶部从外向内依次设置有保温毡和石墨发热体；所述石墨发热体为镂空结构，石墨发热体包括发热节点和石墨电极，所述石墨发热节点与石墨电极相连并由石墨电极支撑；所述高温裂解区底部的传动系统辊轴下侧从内向外依次设置有石墨支撑板、石墨发热体和保温毡；所述石墨支撑板、石墨发热体和保温毡之间通过贯穿石墨发热体间隙的石墨支撑柱与炉体最外侧的内层连接固定；传动系统的辊轴在高温裂解区底部为石墨材质。
进一步的，上述高温裂解区、辐射冷却区、风冷区外侧的炉体为双层水冷结构；所述辐射冷却区的顶部、底部和平行于物料运动方向的两侧均设置有水冷片；所述水冷片材质为铜；所述辐射冷却区的顶部和平行于物料运动方向的两侧的水冷片带有伸缩装置，用于根据物料的尺寸调节水冷片与物料的距离；所述辐射冷却区底部的水冷片位于传动系统辊轴下侧，水冷片与传动系统辊轴下侧之间还设置有石墨支撑板，石墨支撑板通过石墨支撑柱与炉体最外侧的内层相连并固定；所述水冷片直接与炉体的双层水冷结构中的冷却水连通，起到给物料冷却降温的作用；传动系统的辊轴在辐射冷却区底部为石墨材质。
进一步的，上述风冷区底部的传动系统辊轴下侧设置有石墨支撑板；所述风冷区通过管道连接有风机；风冷区及其连接的管道和大功率风机构成密封循环体系；所述管道为双层水冷结构，且管道中配置水冷翅片、盘管增效冷却装置。
进一步的，上述辐射冷却区与风冷区之间、风冷区与出料区之间、出料区远离风冷区一侧分别设置有第三密封门、第四密封门和第五密封门。
进一步的，上述第二密封门、第三密封门为双层水冷结构，材质为不锈钢或普通碳钢；所述第一密封门、第四密封门和第五密封门为单层结构，材质为不锈钢或普通碳钢。
所述高温裂解区和辐射冷却区底部的传动系统辊轴为石墨材质，其余区域的传动系统辊轴为金属材质。
进一步的，上述风冷区的个数≥2个，多个风冷区依次连接在辐射冷却区与出料区之间。
现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明装置用于纤维增强陶瓷基复合材料的高温裂解，其将传统技术中的裂解炉分解成不同的空间，将高温裂解功能和冷却降温功能分区实现，在冷却降温区采用辅助措施提高冷却效率，功能分区和一体化集成，降低了单位能耗，提高了生产效率和设备利用率。
2、本发明装置能够使整个高温裂解和冷却过程全程处于保护性气体保护状态，特别适用于生产增强纤维和陶瓷基体高温易被氧化的复合材料体系，解决纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料生产过程中裂解升降温能耗浪费、降温冷却时间长和高温裂解设备利用率低的不足等问题。
3、本发明装置，与现有装置相比提高设备利用效率可提高3倍，生产用固定资产投资减少1/2-2/3，还能达到降低能耗、提高生产效率、缩短制造周期、降低制造成本的目的。
附图说明
从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：
图1为本发明实施例中一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，其结构如图1所示，它为不锈钢或普通碳钢材质围成的炉体，炉体空间内包括各自独立密封且依次相连接的进料区1、高温裂解区2、辐射冷却区3、风冷区4和出料区5；还包括进气系统7和传动系统9，各部分连接关系和功能如下：
进气系统7分别与进料区1、高温裂解区2、风冷区4和出料区5相连通，用于向上述区间内输送气体；
传动系统9设置在进料区1、高温裂解区2、辐射冷却区3、风冷区4和出料区5的底部共同水平面上，传动系统9通过辊轴转动使物料依次进出进料区1、高温裂解区2、辐射冷却区3、风冷区4和出料区5。
优选还包括真空系统6和风冷系统8；真空系统6分别与进料区、辐射冷却区3、风冷区4和出料区5相连，用于使辐射冷却区3处于真空状态，以根据物料制备的需要提供真空环境；风冷系统8与风冷区4相连，用于风冷区4的进一步快速降温。
各区间的具体结构和优选设计如下：
进料区1、高温裂解区2、辐射冷却区3、风冷区4和出料区5的底部，传动系统9辊轴的上表面均设置有石墨料板11；传动系统9在高温裂解区2底部为无动力驱动，在高温裂解区2底部以外的区间为有动力驱动；动力驱动结构为电动铰链驱动结构；进料区1底部的电动铰链驱动结构驱动辊轴的上表面的石墨料板将高温裂解区2底部的石墨料板顶出驱动至辐射冷却区3，实现传动系统9在高温裂解区2底部的无动力驱动。
进料区1包括设置在远离高温裂解区2一侧的第一密封门I、靠近高温裂解区2一侧的第二密封门II；物料在第一密封门I打开时进入进料区1，在第二密封门II打开时离开进料区1。
高温裂解区2中垂直物料运动方向的两侧设置有保温毡10，保温毡10打开时物料进出高温裂解区2；高温裂解区2中平行于物料运动方向的两侧和顶部从外向内依次设置有保温毡10和石墨发热体13；石墨发热体13为镂空结构，石墨发热体包括发热节点和石墨电极，石墨发热节点与石墨电极相连并由石墨电极支撑；高温裂解区2底部的传动系统9辊轴下侧从内向外依次设置有石墨支撑板12、石墨发热体13和保温毡10；石墨支撑板12、石墨发热体13和保温毡10之间通过贯穿石墨发热体13间隙的石墨支撑柱14与炉体最外侧的内层连接固定；传动系统9的辊轴在高温裂解区2底部为石墨材质。
高温裂解区2、辐射冷却区3、风冷区4外侧的炉体为双层水冷结构；辐射冷却区3的顶部、底部和平行于物料运动方向的两侧均设置有水冷片15；水冷片15材质为铜；辐射冷却区3的顶部和平行于物料运动方向的两侧的水冷片15带有伸缩装置，用于根据物料的尺寸调节水冷片与物料的距离；辐射冷却区3底部的水冷片15位于传动系统9辊轴下侧，水冷片15与传动系统9辊轴下侧之间还设置有石墨支撑板12，石墨支撑板12通过石墨支撑柱14与炉体最外侧的内层相连并固定；水冷片15直接与炉体的双层水冷结构中的冷却水连通，起到给物料冷却降温的作用；
传动系统9的辊轴在辐射冷却区3底部为石墨材质。
风冷区4底部的传动系统9辊轴下侧设置有石墨支撑板12；风冷区4通过管道连接有风机；风冷区4及其连接的管道和大功率风机构成密封循环体系；管道为双层水冷结构，且管道中配置水冷翅片、盘管增效冷却装置。
辐射冷却区3与风冷区4之间、风冷区4与出料区5之间、出料区5远离风冷区4一侧分别设置有第三密封门III、第四密封门IV和第五密封门V。
第二密封门II、第三密封门III为双层水冷结构，材质为不锈钢或普通碳钢；第一密封门I、第四密封门IV和第五密封门V为单层结构，材质为不锈钢或普通碳钢。
高温裂解区2和辐射冷却区3底部的传动系统9辊轴为石墨材质，其余区域的传动系统9辊轴为金属材质。
风冷区4的个数≥2个，多个风冷区4依次连接在辐射冷却区3与出料区5之间。
利用本实施例的高温裂解装置对纤维增强陶瓷基复合材料进行快速裂解的工艺包括以下步骤：
S1、进料：初始状态为所有分区的门处于关闭状态，所有炉腔均为保护气氛保护状态；打开第一密封门I，将第一批坯料或带工装的工件A通过传动系统9装入进料区1，然后关闭第一密封门I，对进料区1抽真空后注入保护性气氛；
S2、高温裂解：打开第二密封门II和与第二密封门II相连接的保温毡10，通过传动系统9将第一批坯料或带工装的工件A送入高温裂解区2，后关闭第二密封门II和与第二密封门II相连接的保温毡10，升温至设定温度，保温一段时间；在关闭第二密封门II和与第二密封门II相连接的保温毡10关闭之后，进行步骤S1中打开第一密封门I之后的操作，以将第二批坯料或带工装的工件装入进料区1；
S3、辐射冷却：打开高温裂解区2和辐射冷却区3之间的保温毡10，通过传动系统9将第一批坯料或带工装的工件A送入辐射冷却区3，关闭打开的保温毡10；通过水冷片15的伸缩装置将辐射冷却区3顶部和两侧的水冷片15靠近第一批坯料或带工装的工件A，通过水冷铜片吸收第一批坯料或带工装的工件A的辐射传热，同时增加炉体夹层冷却水的流量，利用与水冷片15连接的炉体夹层冷却水循环冷却一定时间，将第一批坯料或带工装的工件A冷却到指定温度；在关闭打开的保温毡10之后，同步将第二批坯料或带工装的工件送入高温裂解区2高温裂解，然后将第三批坯料或带工装的工件送入进料区1处理；
S4、风冷：打开第三密封门III，通过传动系统9将第一批坯料或带工装的工件送入风冷区4，然后关闭第三密封门III，通过风机产生气流进行热传导冷却，使气流温度降低至设定温度；此时，第二批坯料或带工装的工件在进行步骤S3的处理；第三批坯料或带工装的工件在进行步骤S2的处理，第四批坯料或带工装的工件送入进料区1处理；
S5、出炉：打开第四封门IV，通过传动系统9将坯料或带工装的工件A送入出料区5，后关闭第四封门IV；打开第五密封门V，通过过传动装置9将坯料或带工装的工件A出料，关闭第五密封门V，出料区5抽真空后注入保护性气氛；此时，第二批坯料或带工装的工件、三批坯料或带工装的工件、第四批坯料或带工装的工件和第五批坯料或带工装的工件依次在步骤S4、S3、S2、S1的处理步骤中。
优选步骤S2中的设定温度为800-1400℃，保温时间0.5-2h，高温裂解区2升温和处理物料过程保持流动保护气氛；步骤S3中的冷却时间1-6h，炉体夹层中冷却水流量大于100t/h；坯料或带工装的工件被冷却到的指定温度温度为500-600℃；步骤S4中，风冷冷却时间6-15h，风冷至使气流温度降低至80℃。
本发明的上述高温裂解装置，可以使待裂解的纤维增强陶瓷基复合材料分批、依次在不同的区间分别进行进料、高温裂解、辐射降温处理、风冷处理，提高了处理效率、节省了处理能耗。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，其特征在于，所述高温裂解装置为不锈钢或普通碳钢材质围成的炉体，炉体空间内包括各自独立密封且依次相连接的进料区（1）、高温裂解区（2）、辐射冷却区（3）、风冷区（4）和出料区（5）；还包括进气系统（7）和传动系统（9）；
所述进气系统（7）分别与进料区（1）、高温裂解区（2）、风冷区（4）和出料区（5）相连通，用于向各区间内输送气体；
所述传动系统（9）设置在进料区（1）、高温裂解区（2）、辐射冷却区（3）、风冷区（4）和出料区（5）的底部共同水平面上，传动系统（9）通过辊轴转动使物料依次进出进料区（1）、高温裂解区（2）、辐射冷却区（3）、风冷区（4）和出料区（5）；
所述进料区（1）、高温裂解区（2）、辐射冷却区（3）、风冷区（4）和出料区（5）的底部，传动系统（9）辊轴的上表面均设置有石墨料板（11）；
所述传动系统（9）在高温裂解区（2）底部为无动力驱动，在高温裂解区（2）底部以外的区间为有动力驱动；所述动力驱动结构为电动铰链驱动结构；进料区（1）底部的电动铰链驱动结构驱动辊轴的上表面的石墨料板将高温裂解区（2）底部的石墨料板顶出驱动至辐射冷却区（3），实现传动系统（9）在高温裂解区（2）底部的无动力驱动；
所述进料区（1）包括设置在远离高温裂解区（2）一侧的第一密封门（I）、靠近高温裂解区（2）一侧的第二密封门（II）；
物料在第一密封门（I）打开时进入进料区（1），在第二密封门（II）打开时离开进料区（1）；
所述高温裂解区（2）中垂直物料运动方向的两侧设置有保温毡（10），保温毡（10）打开时物料进出高温裂解区（2）；
所述高温裂解区（2）中平行于物料运动方向的两侧和顶部从外向内依次设置有保温毡（10）和石墨发热体（13）；
所述石墨发热体（13）为镂空结构，石墨发热体包括发热节点和石墨电极，所述发热节点与石墨电极相连并由石墨电极支撑；
所述高温裂解区（2）底部的传动系统（9）辊轴下侧从内向外依次设置有石墨支撑板（12）、石墨发热体（13）和保温毡（10）；所述石墨支撑板（12）、石墨发热体（13）和保温毡（10）之间通过贯穿石墨发热体（13）间隙的石墨支撑柱（14）与炉体最外侧的内层连接固定；
传动系统（9）的辊轴在高温裂解区（2）底部为石墨材质；
所述高温裂解区（2）、辐射冷却区（3）、风冷区（4）外侧的炉体为双层水冷结构；
所述辐射冷却区（3）的顶部、底部和平行于物料运动方向的两侧均设置有水冷片（15）；
所述水冷片（15）材质为铜；
所述辐射冷却区（3）的顶部和平行于物料运动方向的两侧的水冷片（15）带有伸缩装置，用于根据物料的尺寸调节水冷片与物料的距离；
所述辐射冷却区（3）底部的水冷片（15）位于传动系统（9）辊轴下侧，水冷片（15）与传动系统（9）辊轴下侧之间还设置有石墨支撑板（12），石墨支撑板（12）通过石墨支撑柱（14）与炉体最外侧的内层相连并固定；
所述水冷片（15）直接与炉体的双层水冷结构中的冷却水连通，起到给物料冷却降温的作用；
传动系统（9）的辊轴在辐射冷却区（3）底部为石墨材质；
所述辐射冷却区（3）与风冷区（4）之间、风冷区（4）与出料区（5）之间、出料区（5）远离风冷区（4）一侧分别设置有第三密封门（III）、第四密封门（IV）和第五密封门（V）。
2.如权利要求1所述的适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，其特征在于，还包括真空系统（6）和风冷系统（8）；
所述真空系统（6）分别与进料区（1）、高温裂解区（2）、辐射冷却区（3）和风冷区（4）相连，用于使各区处于真空状态；
所述风冷系统（8）与风冷区（4）相连，用于风冷区（4）的降温。
3.如权利要求2所述的适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，其特征在于，
所述风冷区（4）底部的传动系统（9）辊轴下侧设置有石墨支撑板（12）；
所述风冷区（4）通过管道连接有风机；风冷区（4）及其连接的管道和大功率风机构成密封循环体系；所述管道为双层水冷结构，且管道中配置水冷翅片、盘管增效冷却装置。
4.如权利要求3所述的适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，其特征在于，
所述第二密封门（II）、第三密封门（III）为双层水冷结构，材质为不锈钢或普通碳钢；所述第一密封门（I）、第四密封门（IV）和第五密封门（V）为单层结构，材质为不锈钢或普通碳钢；
所述进料区（1）、风冷区（4）和出料区（5）底部的传动系统（9）辊轴为金属材质。
5.如权利要求4所述的适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置，其特征在于，
所述风冷区（4）的个数≥2个，多个风冷区（4）依次连接在辐射冷却区（3）与出料区（5）之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210808710.1A CN115218674B (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210808710.1A CN115218674B (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115218674A CN115218674A (zh) | 2022-10-21 |
| CN115218674B true CN115218674B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=83610132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210808710.1A Active CN115218674B (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115218674B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0046994A1 (de) * | 1980-08-28 | 1982-03-10 | Buchtal GmbH Keramische Betriebe | Rollenofen |
| US5987053A (en) * | 1997-09-03 | 1999-11-16 | Webb; Richard Dyson | High temperature air cooled vacuum furnace |
| CN103113903A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 湖南省中晟热能科技有限公司 | 一种有机物质微波热裂解装置 |
| CN207222611U (zh) * | 2017-08-11 | 2018-04-13 | 安徽金致铝模科技有限公司 | 一种铝模板加工用的冷却装置 |
| KR102097291B1 (ko) * | 2019-04-17 | 2020-04-06 | 한국에너지기술연구원 | Ｐｍｂ 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9516736B2 (en) * | 2007-10-16 | 2016-12-06 | Foret Plasma Labs, Llc | System, method and apparatus for recovering mining fluids from mining byproducts |
-
2022
- 2022-07-11 CN CN202210808710.1A patent/CN115218674B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0046994A1 (de) * | 1980-08-28 | 1982-03-10 | Buchtal GmbH Keramische Betriebe | Rollenofen |
| US5987053A (en) * | 1997-09-03 | 1999-11-16 | Webb; Richard Dyson | High temperature air cooled vacuum furnace |
| CN103113903A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 湖南省中晟热能科技有限公司 | 一种有机物质微波热裂解装置 |
| CN207222611U (zh) * | 2017-08-11 | 2018-04-13 | 安徽金致铝模科技有限公司 | 一种铝模板加工用的冷却装置 |
| KR102097291B1 (ko) * | 2019-04-17 | 2020-04-06 | 한국에너지기술연구원 | Ｐｍｂ 적용 직화식 무산화 강판 연속 열처리로, 그 열처리로의 운전방법 및 제어방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115218674A (zh) | 2022-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021031772A1 (zh) | 一种辊道窑装置及包含该装置的生产系统 | |
| US5052923A (en) | Oven for partial heat treatment of tools | |
| CN103074471B (zh) | 一种辊棒式球化退火生产线及等温球化退火方法 | |
| CN100470177C (zh) | 真空烧结炉 | |
| CN115218674B (zh) | 一种适用于纤维增强陶瓷基复合材料制备的高温裂解装置 | |
| CN103898280A (zh) | 一种可余热利用的辊棒式快冷炉 | |
| CN102538439A (zh) | 箱式保护气氛热处理炉 | |
| CN115108837B (zh) | 一种纤维增强陶瓷基复合材料的快速裂解工艺 | |
| CN201395616Y (zh) | 复合热回收型连续等温球化退火炉 | |
| CN110002732A (zh) | 一种控制玻璃加热的方法 | |
| CN202297699U (zh) | 一种连续式保护气氛加热高压气淬炉 | |
| CN205556740U (zh) | 一种多头输送带螺旋运动式传动加热-冷却炉 | |
| CN203112868U (zh) | 一种可余热利用的辊棒式快冷炉 | |
| KR20130050415A (ko) | 소재 가열로 및 이를 이용한 소재 가열 방법 | |
| CN202626021U (zh) | 一种交替式玻璃化学钢化炉 | |
| CN213295173U (zh) | 一种玻璃加工用钢化炉 | |
| CN203112875U (zh) | 一种辊棒式球化退火生产线 | |
| CN102997650A (zh) | 一种真空热压烧结炉 | |
| CN210620871U (zh) | 一种连续式节能环保型热处理装置 | |
| CN207713768U (zh) | 一种锻造余热等温正火与多向控冷联合装置 | |
| CN101333591A (zh) | 推杆式连续真空回火退火多用炉 | |
| CN215638729U (zh) | 含加热冷却双功能室的高温电加热真空氮化炉 | |
| CN113307479A (zh) | 一种钢化玻璃水平连续式退火装置 | |
| KR20160081304A (ko) | 복층식 열처리로 | |
| CN204824971U (zh) | 用于铝板与不锈钢板多层复合板热轧的无尘加热炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |