CN202099435U - 高温碳化炉 - Google Patents

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Abstract

本实用新型揭示了一种高温碳化炉，包括：炉壁、炉胆、气体冷却装置、第一测温装置和第二测温装置。炉壁形成封闭的外腔，炉壁上开有气体入口和气体出口。炉胆位于外腔中，炉胆形成封闭的内腔，内腔中具有石墨发热体，炉胆外覆盖有保温层。气体冷却装置安装在炉壁外，气体冷却装置连接到气体入口和气体出口，气体冷却装置向气体入口中输入保护气体并从气体出口中抽出保护气体，保护气体在外腔中形成环流。第一测温装置安装在炉壁上，测量外腔的温度。第二测温装置安装在炉胆上，测量炉胆外覆盖的保温层的温度。

Description

高温碳化炉
技术领域
本实用新型涉及碳纤维加工设备，尤其涉及一种高温碳化炉。
背景技术
随着全球科技的发展，复合材料的应用越来越广泛，碳纤维材料在复合材料中更是举足轻重。碳纤维材料的制作过程离不开碳化工艺。碳化工艺包括高温碳化和低温碳化。高温碳化的工作温度在1400℃至1800℃，一些较新的超高温碳化工艺的工作温度达到1800℃以上。
在如此的高温下的工艺，加工设备的如下几个性能显得尤为重要：
1)加温均匀度，由于工艺的工作温度很高，如果加温不均匀十分容易造成待加工部件的局部过热。
2)保温能力，对于高温工艺来说，如果不能进行有效的保温，会大大增加能耗并降低工作效率。
3)冷却能力，虽然工艺要求高温，但是设备的高温不能辐射到周边以免对周边环境以及工作人员造成影响。
现有技术中的高温碳化炉在上述几个性能方面存在不足。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型旨在提出一种具有新型的高温碳化炉。
根据本实用新型，提出一种高温碳化炉，包括：炉壁、炉胆、气体冷却装置、第一测温装置和第二测温装置。
炉壁形成封闭的外腔，炉壁上开有气体入口和气体出口。炉胆位于外腔中，炉胆形成封闭的内腔，内腔中具有石墨发热体，炉胆外覆盖有保温层。气体冷却装置安装在炉壁外，气体冷却装置连接到气体入口和气体出口，气体冷却装置向气体入口中输入保护气体并从气体出口中抽出保护气体，保护气体在外腔中形成环流。第一测温装置安装在炉壁上，测量外腔的温度。第二测温装置安装在炉胆上，测量炉胆外覆盖的保温层的温度。
气体入口和气体出口安装有气体密封装置。石墨发热体为圆弧板状石墨发热体。保温层包括多层保温毡。保护气体为惰性气体或者氮气。
第一测温装置为接触式温度计，第二测温装置为非接触式温度计。
本实用新型的高温碳化炉能够均匀地进行加热，保温层和保护气体环流有效地对炉胆进行保温，确保高温碳化炉具有较高的能源使用效率。同时，保护气体环流能有效进行冷却，确保炉胆不会过热，以及炉壁不会出现过高温度影响周边环境。
附图说明
图1揭示了根据本实用新型的一实施例的高温碳化炉的结构图。
具体实施方式
参考图1所示，本实用新型揭示了一种高温碳化炉100，包括：炉壁102、炉胆104、气体冷却装置106、第一测温装置110和第二测温装置112。
炉壁102形成封闭的外腔120，炉壁102上开有气体入口122和气体出口124。该高温碳化炉100是气冷设计，因此气体入口122和气体出口124的作用是进行气体的流通，实现冷却。在一个实施例中，气体入口122和气体出口124都安装有气体密封装置。本实用新型的高温碳化炉100使用惰性气体或者氮气来作为冷却气体，惰性气体或者氮气同时也作为保护气体使用。在工艺开始之前，首先要对外腔120进行抽真空处理，以降低外腔120中的含氧量，提高碳化工艺的安全性。在工艺过程中，惰性气体或者氮气被通入到外腔102中，为了提高工艺安全性，在气体入口122和气体出口124加装气体密封装置。
炉胆104位于外腔102中，炉胆104形成封闭的内腔140，内腔中具有石墨发热体142，炉胆104外覆盖有保温层144。在一个实施例中，石墨发热体142为圆弧板状石墨发热体，圆弧形板状的设计可以使得加热过程更加均匀。在一个实施例中，保温层144包括多层保温毡，多层保温毡有利于提高保温效果。
气体冷却装置106安装在炉壁102外，气体冷却装置106连接到气体入口122和气体出口124，气体冷却装置106向气体入口122中输入保护气体并从气体出口124中抽出保护气体，保护气体在外腔中形成环流。如上面所介绍的，在一个实施例中，保护气体同时也用作为冷却气体，保护气体为惰性气体或者氮气。气体冷却装置106的主要作用是在外腔120中形成气流或者说是环流，利用气体的流动来实现对于炉胆104的冷却。
为了有效监控各个部件的工作温度，还设置了第一测温装置110和第二测温装置112来进行温度的监控。第一测温装置110安装在炉壁102上，第一测温装置110主要测量外腔120的温度，或者说是外腔120内气体的温度，第一测温装置110可以由接触式温度计实现。第二测温装置112，安装在炉胆104上，第二测温装置112用于测量炉胆104外覆盖的保温层144的温度。由于炉胆104和保温层的温度较高，因此第二测温装置112由非接触式温度计实现。
本实用新型的高温碳化炉能够均匀地进行加热，保温层和保护气体环流有效地对炉胆进行保温，确保高温碳化炉具有较高的能源使用效率。同时，保护气体环流能有效进行冷却，确保炉胆不会过热，以及炉壁不会出现过高温度影响周边环境。

Claims (7)

1.一种高温碳化炉，其特征在于，包括：
炉壁，炉壁形成封闭的外腔，炉壁上开有气体入口和气体出口；
炉胆，位于所述外腔中，所述炉胆形成封闭的内腔，内腔中具有石墨发热体，所述炉胆外覆盖有保温层；
气体冷却装置，安装在炉壁外，气体冷却装置连接到气体入口和气体出口，气体冷却装置向气体入口中输入保护气体并从气体出口中抽出保护气体，保护气体在所述外腔中形成环流；
第一测温装置，安装在所述炉壁上，测量外腔的温度；
第二测温装置，安装在所述炉胆上，测量炉胆外覆盖的保温层的温度。
2.如权利要求1所述的高温碳化炉，其特征在于，
所述气体入口和气体出口安装有气体密封装置。
3.如权利要求1所述的高温碳化炉，其特征在于，
所述石墨发热体为圆弧板状石墨发热体。
4.如权利要求1所述的高温碳化炉，其特征在于，
所述保温层包括多层保温毡。
5.如权利要求1所述的高温碳化炉，其特征在于，
所述保护气体为惰性气体。
6.如权利要求1所述的高温碳化炉，其特征在于，
所述保护气体为氮气。
7.如权利要求1所述的高温碳化炉，其特征在于，
所述第一测温装置为接触式温度计，所述第二测温装置为非接触式温度计。
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