CN201770806U - 一种空冷型高温碳化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空冷型高温碳化炉，包括由内部保温层与加热棒组合而成的高温碳化炉腔体，在所述高温碳化炉腔体的外侧，设置有一层采用空冷结构的空冷保温层；在所述内部保温层与所述空冷保温层之间设置有一层保温腔；所述保温腔的两端具有碳丝出入口。本实用新型在现有高温碳化炉的腔体外另外设置一空冷保温层，在高温碳化炉的内部保温层与所述空冷保温层之间设置有一层保温腔，便可以以递减方式避免高温炭化炉的热散溢现象的发生，从而使最外层的炉壁降温至安全温度附近。本实用新型通过低能低耗的生产方法来进行碳纤维高温碳化的生产，为此十分的节能环保，更可以利用所节约下来的能耗的成本来填补较高的设备改进的成本，实现经济效应最大化的目的。

Description

一种空冷型高温碳化炉

技术领域

本实用新型涉及碳化炉领域，特别涉及的是一种炉壁采用空气制冷技术的空冷型高温炭化炉。 

背景技术

碳纤维是由有机纤维经碳化经石墨化处理而得到的微晶石墨材料，其微观结构类似人造石墨，即乱层石墨结构。碳纤维作为一种力学性能优异的新材料，在工程上有着广阔的应用前景，综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能，不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。 

在碳纤维的整个制备过程中，高温碳化炉为碳纤维碳化设备中控制最高温的环节的重要组成部分。在高温炭化炉的使用过程中，如果炉内需要得到较高的温度，其炉壁的保温层的设计便有着重要的作用。比如，当高温碳化炉炉内温度高达一千八百度时，便必须消耗大量的电能来转换成相应的热能，且如果光靠高温碳化炉本身的保温层，往往不能很好的起到保温隔热的作用，从而容易使炉内的温度便泄漏，造成额外过量能源的不必要消耗；且有不少高温炭化炉为了使用安全的考虑，便往往在炉壁上添加了水包结构的水冷降温装置，来将多余的热量带走，使炉壁表面的温度维持在身体可触碰的安全温度范围内，但由于大量的热能被水冷系统循环带走，为此，加热器必须不断的以更大能耗做工来维持炉内的恒温，这不但在节能环保上来说是一种资源的浪费，也极大的增加了成本的支出。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足而提供一种空冷型高温碳化炉，以解决现有高温炭化炉所存在的诸多不足之处。 

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现： 

一种空冷型高温碳化炉，包括由内部保温层与加热棒组合而成的高温碳化炉腔体，在所述高温碳化炉腔体的外侧，设置有一层采用空冷结构的空冷保温层；在所述内部保温层与所述空冷保温层之间设置有一层保温腔；所述保温腔的两端具有碳丝出入口。

所述空冷保温层由两半组合而成，每一半的空冷保温层设置有把手。 

所述保温腔为真空保温腔或空气保温腔。 

本实用新型在现有高温碳化炉的腔体外另外设置一空冷保温层，在高温碳化炉的内部保温层与所述空冷保温层之间设置有一层保温腔，便可以以递减方式避免高温炭化炉的热散溢现象的发生，从而使最外层的炉壁降温至安全温度附近；且每层保温层由石墨碳毡、陶瓷纤维棉、陶瓷纤维砖等隔热材质，采取特殊形式的排列方法排列组成，更可以有效率的在维持炉内温度之余，来防止高温炭化炉额外的热耗损，从而通过低能低耗的生产方法来进行碳纤维高温碳化的生产，为此十分的节能环保，更可以利用所节约下来的能耗的成本来填补较高的设备改进的成本，实现经济效应最大化的目的。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。 

图1为本实用新型的俯视图。 

图2为图1中A-A位置处的结构剖视图。 

图3为图1中B-B位置处的结构剖视图。 

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。 

一种空冷型高温碳化炉主要用于大幅降低能源的耗损，从而避免传统高温碳化炉采用水冷结构进行设计时，由于大量的热能被冷却水所带走，以至于加热器不得不不断的以更大能的耗做工来维持炉内的恒温，从而在炉内热动态平衡的情况下，消耗更多的能源的问题。 

参考图1、2、3所示，本实用新型为一种空冷型的高温碳化炉，该高温炭化炉100为一组传统结构的任意一款高温碳化炉，该高温碳化炉主要由内部保温层110与加热棒120组成的高温炭化炉腔体100组成，在内部保温层110中央部位处，沿水平位置设置有一组碳纤维丝300传输用的碳丝输送通道130。为了对在碳丝输送通道130中向前传输的碳纤维丝300进行均匀加热，为此，复数根加热棒120可以沿着碳丝输送通道130的碳丝出入口方向，依次设置在碳丝输送通道130上下两侧的内部保温层110中。且在该高温炭化炉腔体100的两侧，还分别设置有一组便于操作者查看高温炭化炉内部工作情况的可视窗140。且内部保温层110在设置时，可以根据相应的工作环境与使用时的需要来进行考虑，从而在一定程度上进行加厚与加大，使内部保温层110可以直接有效的对高温炭化炉100腔体的内部进行保温与隔热，来避免热量向外流失。 

由于本实用新型采用空冷型的结构进行设计，为此在高温碳化炉腔体100的外侧，需额外设置上一层空冷保温层200，该空冷保温层200与内部保温层110相形成一条保温腔220；考虑到保温腔220为本实用新型中非常重要的保温组件，为此在设置时，可以在保温腔220形成一组密闭的空间结构的基础上，通过相关仪器抽取器内部的空气，从而形成一组隔热效率极其高的真空保温层；也可以直接在空腔220内部使用普通的空气，从而形成一组空气保温层，或者，填充如若干种具有较强保温性能的气体来取代其内部的普通空气，从而形成一组具有较高保温效率的气体保温层。且以上这些空腔220内部保温层的设置，相关从业人员可以根据经济效益、生产效率的角度去进行选择，也可以使用其他方法来形成其他类型的保温层。 

为了便于碳纤维丝300的传输，为此可以在空冷保温层200与碳丝输送通道130的相应位置处，设置上一组碳丝出入口230。 

空冷保温层200可以采用两半的结构设计，这样便于组装。在每一半的空冷保温层200的两侧，还需分别对称的设置上若干个手柄210，来便于操作者的使用。且由于内部保温层110与空冷保温层200，主要利用不同保温程度的保温棉，以递减方式阻绝热散溢，为此包含在内部保温层110与空冷保温层200中的石墨碳毡、陶瓷纤维棉、陶瓷纤维砖等隔热保温材料，采取特殊形式进行排列组合，从而可以有效的实现保温及防止热耗损的功能。 

本实用新型与采用水冷结构进行设计的高温炭化炉进行比较，主要通过额外增添的一层空冷保温层进行隔热与保温，从而既便于保持高温炭化炉100腔体内的温度，也可以有效降低在炉壁表面的接触温度，从而达到较为安全的接触范围内；且整个碳纤维的生产过程极为节能环保，所使用的能耗损失较水冷型相比可减少30%-40%，虽然设备成本较高，但由于传统高温炭化炉工作时能源耗损的总支出往往远超于设备成本，这样便可以有效的较低成本支出，增进市场竞争力，也保证了碳纤维的低能低耗的生产。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (3)

1.一种空冷型高温碳化炉，包括由内部保温层与加热棒组合而成的高温碳化炉腔体，其特征在于，在所述高温碳化炉腔体的外侧，设置有一层采用空冷结构的空冷保温层；在所述内部保温层与所述空冷保温层之间设置有一层保温腔；所述保温腔的两端具有碳丝出入口。

2.如权利要求1所述的空冷型高温碳化炉，其特征在于，所述空冷保温层由两半组合而成，每一半的空冷保温层设置有把手。

3.如权利要求1所述的空冷型高温碳化炉，其特征在于，所述保温腔为真空保温腔或空气保温腔。

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