CN203487290U - 一种碳纤维预氧化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碳纤维预氧化炉，主要由机械框架、热风循环系统和温度控制系统组成。要解决的技术问题是：热处理腔内氧含量的有效控制，碳纤维原丝连续氧化热处理，温度的均匀性等。其技术要点是：热处理腔采用多个层叠式热处理腔，一个热处理腔一个温度，加热采用独特的对称式热风循环方式，热风方向和丝束运行方向垂直，热处理腔及其所有与热风接触的部分全部采用不锈钢氩弧焊接而成，进、回风道及其风道调节装置对称设计，热处理腔设置氧含量在线检测系统，通过布置在热风循环系统上的新风补充阀门，实现热处理腔内氧含量的控制。本实用新型设备外形美观，具有温度均匀、控制稳定、效率高、节能、操作简便等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于碳纤维原丝连续预氧化的工业炉领域，具体是一种碳纤维预氧化炉。
背景技术
预氧化炉是用于对原丝进行氧化热处理制备氧化纤维的热处理炉。预氧化炉两端设置有若干为原丝牵伸导向的牵伸机组。碳纤维原丝的基本氧化过程如下：用制备碳纤维用的氧化纤维原丝，例如，聚丙烯腈(PAN)基连续纤维，使其在多组牵伸机组牵伸导向的作用下，沿Z字型路径运行通过热处理腔，原丝在通过热处理腔时会被逐步预氧化处理。由于原丝的预氧化过程是逐步进行的，因此，如果原丝在热处理前期就在高温下进行，那么丝束就会因氧化不充分而燃烧。所以，预氧化炉具有以下三个主要的性能指标：1.热处理腔温度均匀；2.预氧化过程连续充分；3.热处理腔氧含量的充分。
目前，常用的预氧化炉热处理腔一端为丝的入口，另一端为丝的出口，热风的流动方向与丝束运行方向平行，这样容易发生断丝和丝束起毛现象，而且一旦安装好，可调性很差；以往的氧含量控制系统采用的是开环控制，当氧含量不足或过量时需手动调节，控制既不精准又增加了人员的劳动强度；原丝的氧化是需要逐步进行，直到丝束的氧化进行到一定的程度都应该保持在一个较低的热处理温度，这就需要一个较长的热处理时间。为了实现这一工艺要求就需要增加预氧化炉的长度(原丝在热处理腔中的路径增加)，因此，预氧化炉的占地空间和成本都会增加。
发明内容
本实用新型一种碳纤维预氧化炉所要解决的技术问题是：提供一种碳纤维预氧化炉，采用独特的对称式热风循环加热，热风方向与丝束运行方向垂直，采用多个层叠式热处理腔，通过布置在循环系统上的新风补充阀门，实现热处理腔内氧含量的控制，大大提高了热处理腔的温度均匀性，使碳纤维原丝预氧化性能更优。
本实用新型所采取的技术方案是：一种碳纤维预氧化炉，主要由机械框架、热处理腔和热风循环系统组成。机械框架为层叠式结构，用于固定多个热处理腔和循环系统，机械框架主体采用板材和型材焊接而成，表面设有挂板，挂板全部采用不锈钢拉丝板制作；热处理腔采用多个层叠式热处理腔，一个热处理腔一个温度，热处理腔设置氧含量在线检测点，热处理腔及其所有与热风接触的部分全部采用不锈钢氩弧焊接而成，进、回风道及其风道调节装置对称设计；热风循环系统由循环风机、加热腔、过滤器、进风风道调节器、进风纵向调节器、进风横向调节器、回风横向调节器、回风纵向调节器、回风风道调节器和新风调节阀门组成，风经过循环风机送入加热腔加热，由进风风道调节器分多路送进进风纵向调节器后，再由进风横向调节器分三路进入热处理腔，循环风出腔后依次经对称设计的回风横向调节器、回风纵向调节器、回风风道调节器、过滤器过滤后返回到循环风机的入口。
另外，通过布置在热风循环系统上的新风补充阀门，实现热处理腔内氧含量的控制；热处理腔加热采用独特的对称式热风循环方式，热风方向和丝束运行方向垂直。
本实用新型的有益效果是：整个装置实现热处理腔内氧含量的有效控制，既满足了碳纤维原丝连续氧化热处理的工艺要求，又有效地节省了占地空间，大大提高了温度的均匀性。外形美观，效率高、节能、操作简便等特点。
附图说明
图1是本实用新型一种碳纤维预氧化炉的炉体结构示意图。
1为机械框架，2为热处理腔，4为挂板，15为氧含量在线检测点。
图2为本实用新型一种碳纤维预氧化炉的热处理腔热风循环系统示意图。
3为热风循环系统，5为循环风机，6为加热腔，7为过滤器，8为进风风道调节器，9为进风纵向调节器，10为进风横向调节器，11为回风横向调节器，12为回风纵向调节器，13为回风风道调节器，14为新风调节阀门。
具体实施方式
如图1和图2，一种碳纤维预氧化炉，主要由机械框架1、热处理腔2和热风循环系统3组成。机械框架1结构为层叠式结构，用于固定多个热处理腔2和循环系统3，机械框架1主体采用板材和型材焊接而成，表面设有挂板4，挂板4全部采用不锈钢拉丝板制作，挂板4防止高温对操作人员造成的意外灼伤，并形成设备的整体外观，美观且易于清理。
热处理腔2采用多个层叠式热处理腔，一个热处理腔2一个温度，既满足了碳纤维原丝连续氧化热处理的工艺要求，又有效地节省了占地空间；热处理腔2及其所有与热风接触的部分全部采用不锈钢氩弧焊接而成，进、回风道及其风道调节装置对称设计，热处理腔2加热采用独特的对称式热风循环方式，热风方向和丝束运行方向垂直，大大提高了温度的均匀性；热处理腔2通过设置氧含量在线检测点15以及布置在热风循环系统3上的新风补充阀门14，实现热处理腔2内氧含量的控制。
热风循环系统3由循环风机5、加热腔6、过滤器7、进风风道调节器8、进风纵向调节器9、进风横向调节器10、回风横向调节器11、回风纵向调节器12、回风风道调节器13和新风调节阀门14组成，风经过循环风机5送入加热腔6加热，由进风风道调节器8分多路送进进风纵向调节器9后，再由进风横向调节器10分三路进入热处理腔2，循环风出腔后依次经对称设计的回风横向调节器11、回风纵向调节器12、回风风道调节器13、过滤器7过滤后返回到循环风机5的入口。
Claims (2)
1.一种碳纤维预氧化炉，主要由机械框架(1)、热处理腔(2)和热风循环系统(3)组成,其特征在于：所述的机械框架(1)为层叠式结构，用于固定多个热处理腔(2)和循环系统(3)，机械框架(1)主体采用板材和型材焊接而成，表面设有挂板(4)，挂板(4)全部采用不锈钢拉丝板制作；热处理腔(2)采用多个层叠式热处理腔，一个热处理腔(2)一个温度，热处理腔(2)设置氧含量在线检测点(15)，热处理腔(2)及其所有与热风接触的部分全部采用不锈钢氩弧焊接而成，进、回风道及其风道调节装置对称设计；热风循环系统(3)由循环风机(5)、加热腔(6)、过滤器(7)、进风风道调节器(8)、进风纵向调节器(9)、进风横向调节器(10)、回风横向调节器(11)、回风纵向调节器(12)、回风风道调节器(13)和新风调节阀门(14)组成，风经过循环风机(5)送入加热腔(6)加热，由进风风道调节器(8)分多路送进进风纵向调节器(9)后，再由进风横向调节器(10)分三路进入热处理腔(2)，循环风出腔后依次经对称设计的回风横向调节器(11)、回风纵向调节器(12)、回风风道调节器(13)、过滤器(7)过滤后返回到循环风机(5)的入口。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维预氧化炉，其特征在于：所述的热处理腔(2)设置氧含量在线检测点(15)，通过布置在热风循环系统(3)上的新风补充阀门(14)，实现热处理腔(2)内氧含量的控制；热处理腔(2)加热采用独特的对称式热风循环方式，热风方向和丝束运行方向垂直。
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