CN116446073B - 一种氧化炉端部气封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氧化炉气封技术领域，尤其涉及一种氧化炉端部气封装置，包括：两端用于预氧丝进出的端口、内部用于预氧丝反应的主腔室和端口与主腔室之间设置的回风腔，回风腔与靠近端口处的主腔室连通，并从外部连通至主腔室的中央或者另一端实现内部气流循环。本发明通过内部气流循环的气流与从热风腔流入的新鲜热气的交汇形成第一道屏蔽；并且从冷风腔的气缝嘴吹出的对流形成第二道屏蔽，不仅保障了主腔室内的有毒气体不泄漏，而且使得第一道屏蔽处为热风，第二道屏蔽处为冷风，没有吹出热风，进而降低了能源浪费。

Description

一种氧化炉端部气封装置

技术领域

本发明涉及氧化炉气封技术领域，尤其涉及一种氧化炉端部气封装置。

背景技术

氧化炉是碳纤维生产线中的关键环节，预氧丝在炉内发生复杂的物理、化学变化，并保持纤维在高温碳化时不熔不燃的纤维形态；在预氧化过程中，预氧丝会产生氰化氢、焦油等对人体有害的气体，为防止炉内气体泄漏产生危害，现有技术中多在氧化炉的两端设置气封装置；

相关技术中，对于氧化炉端部的气封装置，多采用垂直于氧化炉两端进出口的两股气流对吹的结构形式，使得对吹的两股气流形成屏障，对吹后的气流一部分流出氧化炉外部，另一部分流入至氧化炉内部，进而阻止炉内有害气体的泄漏；同时为了降低流入至氧化炉内部的气流对主腔室内预氧化丝的影响，相关技术中多通过对外界气体先加热后再对吹的方式实现。

然而发明人在实施上述方案时发现，上述加热后对吹的气封方式，使得吹出氧化炉的气封气体也是加热后的气体，进而造成了能源的浪费。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种氧化炉端部气封装置，实现对氧化炉端部的气封并降低能耗。

根据本发明的第一方面，提供一种氧化炉端部气封装置，包括：两端用于预氧丝进出的端口、内部用于预氧丝反应的主腔室和端口与主腔室之间设置的回风腔，回风腔与靠近所述端口处的主腔室连通，并从外部连通至主腔室的中央或者另一端实现内部气流循环；

该装置包括多组上下间隔排列的冷风腔，多组所述冷风腔两两之间形成预氧丝的走丝通道，多组所述冷风腔上均具有第一进风口，所述第一进风口与送风装置连接，所述冷风腔朝向端口的一侧上连通有气缝嘴，所述气缝嘴吹出上下相对的气流；

该装置还包括与所述冷风腔并列设置的热风腔，所述热风腔上均具有第二进风口，所述热风腔的开口朝向所述回风腔的方向设置，所述第二进风口与所述送风装置连接，并且在所述第二进风口与所述送风装置连通的管路上还具有换热器，用于对吹入所述热风腔的气体加热。

进一步地，所述主腔室上具有废气管路，所述废气管路流经所述换热器，用于利用废气余热对换热器进行加热，流经换热器的所述废气管路与焚烧炉连通。

进一步地，所述热风腔开口处与回风腔之间构成气封缓冲腔。

进一步地，所述热风腔的开口处还具有风门，所述风门的方向可调节设置。

进一步地，所述风门的一侧通过转轴连接在所述热风腔的侧壁上，所述风门的另一侧为朝向所述缓冲腔设置的自由端。

进一步地，所述风门对称设置有两个，并且两个所述风门的自由端倾斜设置。

进一步地，所述气缝嘴的出口处具有导流板，用于调整所述气缝嘴中吹出气流的方向。

进一步地，所述送风装置与所述冷风腔连接的管路上具有第一调节阀，所述送风装置与所述热风腔连接的管路上具有第二调节阀。

进一步地，所述回风腔包括朝向所述热风腔开口的第一回风口和朝向所述主腔室开口的第二回风口。

本发明的有益效果为：本发明通过内部气流循环的气流与从热风腔流入的新鲜热气的交汇形成第一道屏蔽；并且从冷风腔的气缝嘴吹出的对流形成第二道屏蔽，不仅保障了主腔室内的有毒气体不泄漏，而且使得第一道屏蔽处为热风，第二道屏蔽处为冷风，没有吹出热风，进而降低了能源浪费。

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为本发明实施例中氧化炉端部气封装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中热风腔与冷风腔的结构示意图；

图3为本发明实施例中气缝嘴出气调节结构示意图；

图4为本发明实施例中风门的结构示意图；

图5为本发明实施例中氧化炉内部气流循环的结构示意图。

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。

如图1至图5所示的氧化炉端部气封装置，包括：两端用于预氧丝进出的端口、内部用于预氧丝反应的主腔室8，以及端口与主腔室8之间设置的回风腔23。具体连接方式请参考图1，回风腔23与靠近端口处的主腔室8连通，并从外部连通至主腔室8的中央或者另一端实现内部气流循环。

该装置包括多组上下间隔排列的冷风腔2，多组冷风腔2两两之间形成预氧丝的走丝通道13，多组冷风腔2上均具有第一进风口10，第一进风口10与送风装置14连接，冷风腔2朝向端口的一侧上连通有气缝嘴1，气缝嘴1吹出上下相对的气流。这样，通过朝向冷风腔2内吹入外界新鲜空气，使得气体从与冷风腔2连通的气缝嘴1流出，如图1中所示，相邻两个气缝嘴1朝向对方吹气，形成对流，该对流构成气封结构，能够阻碍主腔室8内的有害气体外泄；

请继续参照图1，在本发明实施例中，该装置还包括与冷风腔2并列设置的热风腔3，热风腔3上均具有第二进风口11，热风腔3的开口朝向回风腔23的方向设置，第二进风口11与送风装置14连接，并且在第二进风口11与送风装置14连通的管路上还具有换热器5，用于对吹入热风腔3的气体加热。这里需要指出的是，在本发明实施例中，热风腔3与冷风腔2之间互不连通，冷风腔2朝向端口外侧，热风腔3朝向端口内侧设置，通过该种设置，仅对从热风腔3吹向主腔室8的气体进行加热，如图1中所示，热风腔3朝向内部吹气，而主腔室8的内部循环气流朝外移动，两股气流在回风腔23位置处交汇，又形成了对流，进一步阻碍主腔室8内有害气体的泄漏；

该装置的具体工作流程如下，参考图1所示，送风装置14将环境空气分别送入冷风腔2与热风腔3中。这里的送风装置14可以是风机或者其他空气动力装置，其中，通过送风装置14经第一进风口10进入多组上下间隔排列的冷风腔2，冷风腔2朝向端口的一侧上连通有气缝嘴1，环境空气通过气缝嘴1吹出，形成上下对流的气流，一部分进入主腔室8，另一小部分经过端口流出，因为是冷风，所以不会对工作人员造成影响。另一方面，送风装置14经换热器5加热环境空气，加热后的环境空气通过第二进风口11进入热风腔3，热风腔3吹出的气体与内部气流循环的气流形成对流的空气。

在上述实施例中，通过内部气流循环的气流与从热风腔3流入的新鲜热气的交汇形成第一道屏蔽；并且从冷风腔2的气缝嘴1吹出的对流形成第二道屏蔽，不仅保障了主腔室8内的有毒气体不泄漏，而且使得第一道屏蔽处为热风，第二道屏蔽处为冷风，没有吹出热风，进而降低了能源浪费。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，主腔室8上具有废气管路，废气管路流经换热器5，用于利用废气余热对换热器5进行加热，流经换热器5的废气管路与焚烧炉15连通。通过上述设置，主腔室8的废气流入焚烧炉15时，由于废气具有余热，废气管对换热器5进行加热，达到进一步降低能耗的作用。

在本发明的一些实施例中，继续参考图1，热风腔3开口处与回风腔23之间构成气封缓冲腔16。通过气封缓冲腔16的设置，形成了第一道屏蔽，有效阻挡炉内气体泄漏，同时还可以对从气缝嘴1经过预氧丝走丝通道13流入的环境空气进行加热，减小温度对主腔室8的影响。

为了最大程度地阻滞主腔室8流入至气封缓冲腔16的炉内循环气体，请参考图1、图2和图4，热风腔3的开口处还具有风门12，风门12的方向可调节设置。通过上述设置，对风门12的角度进行调节，可控制热风腔3开口处的气体吹出速度，来起到对主腔室8流入至气封缓冲腔16的炉内循环气体的阻滞。

对于风门12的连接方式，具体请参考图2和图4，风门12的一侧通过转轴连接在热风腔3的侧壁上，风门12的另一侧为朝向缓冲腔设置的自由端。这里需要指出的是，风门12调节方式可以具有多种形式，例如可以是电动、手动、气动等方式，也可以就地、远控、计算机集中控制，也可以是其他形式。

进一步地，风门12对称设置有两个，并且两个风门12的自由端倾斜设置。如图1中所示，在本发明实施例中的风门12的倾斜方向为从中间朝向上下两端的方向倾斜，通过上述对称设置，一方面平衡气流，通过倾斜设置，使得气流朝向预氧丝走丝通道13的方向吹拂，以最大程度的阻滞从主腔室8内流出的高温气体。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，气缝嘴1的出口处具有导流板，用于调整气缝嘴1中吹出气流的方向。通过上述设置，气缝嘴1可以安排一列或者多列，可产生多股高速气流，气缝嘴1上下设置，气流对吹，形成气帘，由于气缝嘴1的出口处具有导流板，用于调整气缝嘴1中吹出气流的方向，当角度向内，吹出气流的方向朝向主腔室8，可实现大部分气体进入主腔室8，少部分气体流出，有效阻挡炉内气体泄漏。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，送风装置14与冷风腔2连接的管路上具有第一调节阀7，送风装置14与热风腔3连接的管路上具有第二调节阀6。通过上述设置，可以使工作人员实时控制外界环境空气的流入速度。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，回风腔23包括朝向热风腔3开口的第一回风口4和朝向主腔室8开口的第二回风口17。通过上述设置，经过侧炉21的气体进入主腔室8后，大部分进入第二回风口17，继续参与内部循环，再次经过侧炉21进入主腔室8；另一部分经过预氧丝走丝通道13与热风腔3开口处构成的气封缓冲腔16，再经过侧炉21进入主腔室8。如图5所示，为本发明实施例中氧化炉内空气为闭式循环的结构示意图，空气从回风腔23进入到氧化炉的侧炉21，氧化炉的侧炉21内有加热器，风机，空气经过加热器由风机引入空气分配器22中，均流后再次进入氧化炉主腔室8，完成一个循环。本发明通过上述设置，一方面可以有效阻止炉内气体泄漏，而且通过热风腔3朝内吹气的方式，还可以大大减少炉内热量通过气封装置朝外传递，此外，还通过废气余热对热交换器进行加热，实现了降低能耗的效果。

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)

1.一种氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述氧化炉包括两端用于预氧丝进出的端口、内部用于预氧丝反应的主腔室，以及端口与主腔室之间设置的回风腔，所述回风腔与靠近所述端口处的主腔室连通，并从外部连通至主腔室的中央或者另一端实现内部气流循环；该装置包括多组上下间隔排列的冷风腔，多组所述冷风腔两两之间形成预氧丝的走丝通道，多组所述冷风腔上均具有第一进风口，所述第一进风口与送风装置连接，所述冷风腔朝向端口的一侧上连通有气缝嘴，所述气缝嘴吹出上下相对的气流；该装置还包括与所述冷风腔并列设置的热风腔，所述热风腔上均具有第二进风口，所述热风腔的开口朝向所述回风腔的方向设置，所述第二进风口与所述送风装置连接，并且在所述第二进风口与所述送风装置连通的管路上还具有换热器，用于对吹入所述热风腔的气体加热；所述热风腔与所述冷风腔互不连通，所述冷风腔朝向端口外侧，所述热风腔朝向端口内侧设置。

2.根据权利要求1所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述主腔室上具有废气管路，所述废气管路流经所述换热器，用于利用废气余热对换热器进行加热，流经换热器的所述废气管路与焚烧炉连通。

3.根据权利要求1所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述热风腔开口处与回风腔之间构成气封缓冲腔。

4.根据权利要求3所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述热风腔的开口处还具有风门，所述风门的方向可调节设置。

5.根据权利要求4所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述风门的一侧通过转轴连接在所述热风腔的侧壁上，所述风门的另一侧为朝向所述缓冲腔设置的自由端。

6.根据权利要求5所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述风门对称设置有两个，并且两个所述风门的自由端倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述气缝嘴的出口处具有导流板，用于调整所述气缝嘴中吹出气流的方向。

8.根据权利要求1所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述送风装置与所述冷风腔连接的管路上具有第一调节阀，所述送风装置与所述热风腔连接的管路上具有第二调节阀。

9.根据权利要求1所述的氧化炉端部气封装置，其特征在于，所述回风腔包括朝向所述热风腔开口的第一回风口和朝向所述主腔室开口的第二回风口。