CN209470520U - 一种管式炉用气封及其通气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，包括进/出口气封系统，反应气体通气系统，其中进/出口气封系统包括两个气封气体入口、气封气体夹套、气封气体多孔喷口，气封气体夹套的一端与两个气封气体入口联通，气封气体夹套的另一端设置气封气体多孔喷口；反应气体通气系统包括两个反应气体入口、反应气体夹套、反应气体多孔喷口，反应气体夹套的一端与两个反应气体入口联通，反应气体夹套的另一端设置反应气体多孔喷口。本实用新型相较于现有技术，既可以隔绝空气，防止材料被空气氧化；也可通入任意反应气体与材料在管式炉中进行反应，既可以适用材料静止在管式炉反应，也可连续性制备材料。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管式炉用气封及其通气系统，属于工业生产设备技术领域。
背景技术
管式炉的炉管两头敞口，一些材料高温反应时，需要隔绝空气或者需要特定某浓度某种保护气体。一般情况下管式炉用气封仅适用于材料静止在管式炉中反应，无法满足于制备连续性材料的要求，如连续性纤维，连续性薄膜等。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种管式炉用气封及其通气系统。
为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，包括进/出口气封系统，反应气体通气系统。
其中进/出口气封系统包括两个气封气体入口、气封气体夹套、气封气体多孔喷口，气封气体夹套的一端与两个气封气体入口联通，气封气体夹套的另一端设置气封气体多孔喷口；气体由气封气体入口进入，经过气封气体夹套至气封气体多孔喷口，由多孔喷口喷出的气封气体进入材料运行区域，气封气体形成气帘隔绝空气及吹扫附着在运行材料上的空气，保证气封后侧无空气。该部分的气封使用的气体可以是氮气、氩气等惰性气体。
其中反应气体通气系统，反应气体通气系统包括两个反应气体入口、反应气体夹套、反应气体多孔喷口，反应气体夹套的一端与两个反应气体入口联通，反应气体夹套的另一端设置反应气体多孔喷口；该通气系统可以通入材料反应需要的气体，该气体可以是氮气、氢气、氨气，甲烷等，也可是其中的2种或多种混合气体，反应气体随着材料一起进入炉管内，一定条件下与材料进行反应。
作为优选的方案，在炉管同一侧的进/出口气封系统与反应气体通气系统的各部件互为镜像设置。
采用上述优选方案，使反应气体尽可能多的充入炉管，与材料充分发生反应。
作为优选的方案，进/出口气封系统与反应气体通气系统的连接端通过法兰连接，气封气体夹套与反应气体夹套之间由不锈钢板进行阻隔。
采用上述优选方案，防止气封气体多孔喷口与反应气体多孔喷口喷出的气体相互影响，消减出气量。
作为优选的方案，进/出口气封系统的另一端连接管式炉进和出口，管式炉进/出口包括可上下移动的挡板和固定挡板的螺丝。
采用上述优选方案，其作用在于根据连续化运行材料的形状特征及运行要求，调整进入口径大小，可有效减少材料与空气的接触。
作为优选的方案，反应气体通气系统另一端通过密封法兰与炉管连接，密封法兰套入炉管的部分有密封圈密封。
采用上述优选方案，可以有效防止反应气体通气系统与炉管接触处有空气进入。
作为优选的方案，与气封气体入口或反应气体入口连接的通入气体管路上设置气体流量计。
采用上述优选方案，便于控制气体流量大小。
作为优选的方案，根据实际反应气的要求，反应气体入口通过气体管路连接混气罐。
采用上述优选方案，设置气体临时混合或发生装置，满足不同反应气的需求。
本实用新型的优点在于既可以隔绝空气，防止材料被空气氧化；也可通入任意反应气体与材料在管式炉中进行反应，既可以适用材料静止在管式炉反应，也可连续性制备材料。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的气封局部结构主剖图。
图2是本实用新型的气封气体多孔喷口及反应气体多孔喷口喷出气体的流动示意图。
图3是实用新型的通气系统结构示意图。
其中，1是进口，1-1、1-2是可移动挡板，1-3、1-4是固定螺丝；2为进口气封系统，包括2-1、2-2是气封气体进口，2-3是气封气体夹套，2-4是气封气体多孔喷口， 2-5是法兰，2-6是不锈钢板；3是反应气体通气系统，包括3-1、3-2是反应气体进口，3-3是反应气体夹套，3-4是反应气体多孔喷口；4是密封法兰，4-1是法兰端头，4-2为密封圈； 5-1、5-3是惰性气体流量计，5-2是反应气体流量计；6是混气罐； 7-1、7-3是惰性气体通入管道，用于气封，7-2是反应气体通入管道；8是炉管。
具体实施方式
下面将结合附图1-3，详细说明本实用新型的具体实施方式:
具体实施例1
进行碳化硅纤维表面连续碳涂层试验，当碳化硅纤维进入进口1时，根据碳化硅纤维的丝束的运行轨迹，调整可移动挡板1-1、1-2的位置，调整好后用固定螺丝1-3、1-4进行固定，既不阻碍纤维的运行也可尽量减少空气的进入。
当碳化硅纤维至进口气封系统2时，通入氮气，通过惰性气体流量计5-1为氮气流量计，经惰性气体通入管道7-1由气封气体进口2-1、2-2通入，经过气封气体夹套2-3流动至气封气体多孔喷口2-4，由此喷出，形成气帘，阻碍空气进入，同时吹扫碳化硅纤维表面附着的空气，此时的气帘与纤维运行方向形成一定的反向夹角，气封气体流动方向如图2所示，氮气最后在进口1处排出。
当碳化硅纤维运行至反应气体通气系统3时，甲烷通过反应气体流量计5-2，以一定比例与氮气的混合气体由混气罐6混合，经反应气体通入管道7-2，由反应气体进口3-1、3-2进入反应气体夹套3-3，再由反应气体多孔喷口3-4喷出，上述混合气体与纤维运行方向形成一定的正向夹角，反应气体流动方向如图2所示，随着纤维一并进入炉管8在高温下进行反应，在碳化硅纤维表面裂解形成碳涂层。
其中进口气封系统2与反应气体通气系统3通过法兰2-5连接，气封气体夹套2-3与反应气体夹套3-3之间由不锈钢板2-6进行阻隔，反应气体通气系统3的另一端通过密封法兰4与炉管连接，密封法兰的一端法兰端头4-1与反应气体通气系统3锁紧连接，密封法兰的另一端与套入炉管8的部分有密封圈4-2密封，防止反应气体通气系统3与炉管8接触部分有空气进入。
反应完成后，纤维经出口气封系统运行而出，惰性气体流量计5-3及气封气体通入管道7-3保证出口处隔绝空气。由于进口一侧有反应气体通入，整体气体流量较大，反应废气亦从出口排出。
具体实施例2
碳纤维表面连续沉积碳化硅涂层，由于生成碳化硅涂层的原料为三氯甲基硅烷，该原料为液体，需汽化。故此时需将反应气体流量计5-2改为液体计量器，混气罐6改为汽化器，用于三氯甲基硅烷汽化，反应气体通入反应气体通入管道7-2需加热保温。液体计量器将三氯甲基硅烷供应至汽化器，汽化器加热将三氯甲基硅烷汽化，惰性气体流量计5-1通入惰性气体至汽化器，作为载气与三氯甲基硅烷一并混合进入反应气体通入管道7-2保温，再进入反应气体进口3-1、3-2进入反应气体夹套3-3，随着碳纤维一并进入炉管8裂解，生成碳化硅涂层沉积至碳纤维表面。而其他部分与实施例1一致，该方法可以连续进行涂层，反应装置简单，安全，可实施性强。
具体实施例3
连续烧结碳化硅纤维，其仅需在氮气或者氩气气氛中裂解，无须与反应气体反应。当不熔化纤维进入进口气封系统2，与实施例1一致，氮气或氩气等惰性气体作为气封气体。当进入反应气体通气系统3时，该处同样只需通入惰性气体作为载气，此时只需惰性气体流量计5-1供应惰性气体进入混气罐，经反应气体通入管道7-2，由反应气体进口3-1、3-2进入反应气体夹套3-3，由反应气体多孔喷口喷出，该处惰性气体作为载气，及时排除裂解时产生的焦油及废气，而纤维出口处与实施例1一致。该装置成本低，占地空间小，适合实验室连续化制备碳化硅纤维。
具体实施例4
当材料仅需要静止在炉管8内反应，处于无氧环境，但不要反应气体时，可将气封气体多孔喷口2-4垂直于材料运行方向，形成垂直气帘，而反应气体多孔喷口3-4可不通入任何气体，此时的进口1可完全关闭，其他部分与实施例1一致。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，包括进/出口气封系统，反应气体通气系统，其中进/出口气封系统包括两个气封气体入口、气封气体夹套、气封气体多孔喷口，气封气体夹套的一端与两个气封气体入口联通，气封气体夹套的另一端设置气封气体多孔喷口；反应气体通气系统包括两个反应气体入口、反应气体夹套、反应气体多孔喷口，反应气体夹套的一端与两个反应气体入口联通，反应气体夹套的另一端设置反应气体多孔喷口。
2.根据权利要求1所述的一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，在炉管同一侧的进/出口气封系统与反应气体通气系统互为镜像设置。
3.根据权利要求1所述的一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，进/出口气封系统与反应气体通气系统的连接端通过法兰连接，气封气体夹套与反应气体夹套之间由不锈钢板进行阻隔。
4.根据权利要求1所述的一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，进/出口气封系统的另一端连接管式炉进/出口，管式炉进/出口包括可上下移动的挡板和固定挡板的螺丝。
5.根据权利要求1所述的一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，反应气体通气系统另一端通过密封法兰与炉管连接，密封法兰套入炉管的部分有密封圈密封。
6.根据权利要求1所述的一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，与气封气体入口或反应气体入口连接的通入气体管路上设置气体流量计。
7.根据权利要求1所述的一种管式炉用气封及其通气系统，其特征在于，根据实际反应气的要求，反应气体入口通过气体管路连接混气罐。
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| CN115434042A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-06 | 山西钢科碳材料有限公司 | 聚丙烯腈基碳纤维预氧丝在碳化过程中的气氛控制方法 |
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2018
- 2018-12-27 CN CN201822215902.3U patent/CN209470520U/zh active Active
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| CN115434042B (zh) * | 2022-09-23 | 2023-10-03 | 山西钢科碳材料有限公司 | 聚丙烯腈基碳纤维预氧丝在碳化过程中的气氛控制方法 |
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