CN216192931U - 一种碳纤维生产用高温碳化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、分别设置在炉壳两侧壁上的丝束进、出口，炉壳内分别设置有加热管和石墨板，丝束进、出口内壁两端均设置有隔离密封板，隔离密封板底端转动设置有导丝密封辊，且丝束进、出口内壁与隔离密封板之间设置有升降调节组件，炉壳内设置有陶瓷导热架，且陶瓷导热架上端面分别设有传热槽组和传热孔组，石墨板底端设置有传热板组。通过改变止动杆位于止动槽的位置对相对设置的隔离密封板间距进行调节，配合挡气斜板作用下，减少炉壳内部热量散失和密封装置的氮气进入和使用量，加热管散发的热量经蓄热槽、陶瓷导热架、传热板组和传热罩盒集中排入到石墨板上，提高了传热效率。

Description

一种碳纤维生产用高温碳化炉

技术领域

本实用新型属于高温加热设备技术领域，具体涉及一种碳纤维生产用高温碳化炉。

背景技术

如申请号为CN201520897056.1的中国专利，其公开了一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、水夹套、保温系统和炉腔，所述炉壳的内侧配合设有水夹套，炉壳的顶部与水夹套导通设有冷却水入口，炉壳的底部与水夹套导通设有冷却水出口，水夹套的内侧配合设有保温系统，保温系统从外到内分别由陶瓷纤维毡、隔热涂层、石墨硬毡和高温红外线反射涂层构成，保温系统的内侧为炉腔，所述炉壳的左侧中部设有丝束进口，炉壳的右侧中部设有丝束出口，丝束进口和丝束出口的端部分别设有一号牵伸辊和二号牵伸辊，所述炉腔内设有石墨板，石墨板的底部外圈设有用于对石墨板支撑固定的支撑脚，所述炉腔内于石墨板的下侧水平设有加热管，加热管的左右两端均设有石墨电极，石墨电极的内部设有紫铜盲管，紫铜盲管远离加热管的一端通过进水管与水夹套连接，紫铜盲管靠近加热管的一端通过出水管与水夹套连接，所述炉壳的外侧还设有带抽头变压器。

但是上述方案存在以下不足：

1、通过在炉腔内分别设置有加热管和石墨板，加热管位于石墨板下方，通过石墨板使炉腔温度均衡，但是加热管与石墨板之间通过空气介质传递热量，且加热管产生的热量会大部分散发在炉腔内，传热效率较低；

2、通过丝束进口和丝束出口上均设有密封装置，密封装置是气帘密封装置，在密封装置的上下端设置气帘碰头，高压工业氮气从喷头喷出产生气帘，使碳化炉内部气氛和外部空气隔绝，达到密封效果，氮气的喷射虽然能够进行空气隔离，但是会加速密封装置周边的空气流动速度，炉腔内的热量仍然会从丝束进、出口排出，且丝束进、出口开口截面宽度为固定式，不能根据丝束类型对其开口大小进行适应性调节，导致氮气持续性消耗量较大。

为此，我们提出一种碳纤维生产用高温碳化炉，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种碳纤维生产用高温碳化炉，以解决上述背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、分别设置在所述炉壳两侧壁上的丝束进、出口，所述炉壳内分别设置有加热管和石墨板，所述丝束进、出口内壁两端均设置有隔离密封板，隔离密封板底端转动设置有导丝密封辊，且丝束进、出口内壁与所述隔离密封板之间设置有升降调节组件，所述炉壳内设置有陶瓷导热架，所述加热管设置在所述陶瓷导热架上，且陶瓷导热架上端面分别设有传热槽组和传热孔组，所述石墨板底端设置有传热板组，传热槽组内插设有所述传热板组。

优选的，所述隔离密封板底端面设有弧形槽，弧形槽内壁两侧均设有轴承孔，所述导丝密封辊两端转轴过盈穿出于轴承孔内圈，且弧形槽与导丝密封辊圆心位置相同，所述丝束进、出口内壁两侧均设有凹槽，所述隔离密封板外端插设在所述凹槽内，且隔离密封板两面贴合连接于所述丝束进、出口内壁两面。

通过弧形槽和导丝密封轴的配合，在隔离密封板作用下，对丝束进、出口的开口截面大小进行适应性调节。

优选的，所述导丝密封辊为中部圆柱、两侧为圆台型结构构成，所述隔离密封板外侧壁设置有挡气斜板，挡气斜板位于密封装置和隔离密封板之间。

通过挡气斜板能够减小丝束进、出口的开口截面大小，并能够减少密封装置排出的氮气进入到炉壳内的量。

优选的，所述升降调节组件包括设置在所述隔离密封板顶端的调节柱，所述凹槽内壁顶端设有活动孔，所述调节柱穿出于活动孔，所述活动孔外端面设置有固定孔套，所述调节柱侧壁上设有若干个止动槽，所述固定孔套内壁上设有止动孔，止动孔内插设有止动杆，止动杆伸入端插设在所述止动槽内。

通过调节柱、活动孔、固定孔套、止动槽、止动孔和止动杆的配合设置，便于对隔离密封板的升降量进行调节，从而对丝束进、出口的开口截面大小进行调节。

优选的，所述陶瓷导热架底端面两侧设置有绝热支撑脚，绝热支撑脚底端设置在所述炉壳内壁底端，所述陶瓷导热架底端设有蓄热槽，所述加热管设置在所述蓄热槽内。

通过绝热支撑脚能够减少陶瓷导热架上的热量损失，并经蓄热槽对加热管产生的热量进行集中。

优选的，所述传热孔组连通于所述蓄热槽，所述陶瓷导热架上端面位于传热孔组上端设置有传热罩盒，传热罩盒侧壁上环向布设有传热斜孔，所述石墨板底端面两侧均设置有定位杆，所述炉壳内壁上固定点上对应设有定位孔，定位杆插设在定位孔内。

通过传热罩盒上布设的传热斜孔，能够对蓄热槽内多余热量散发到石墨板下方，进一步提高了对加热管热量的利用率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过改变止动杆位于止动槽的位置对相对设置的隔离密封板间距进行调节，配合挡气斜板作用下，减少炉壳内部热量散失和密封装置的氮气进入和使用量，加热管散发的热量经蓄热槽、陶瓷导热架、传热板组和传热罩盒集中排入到石墨板上，提高了传热效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视示意图；

图2为图1的局部示意图；

图3为本实用新型的隔离密封板和导丝密封轴左视局部剖视示意图；

图4为图1的a处放大示意图；

图5为图2的b处放大示意图。

图中：1、炉壳；2、丝束进、出口；3、加热管；4、石墨板；5、隔离密封板；6、导丝密封辊；7、陶瓷导热架；8、传热槽组；9、传热孔组；10、传热板组；11、弧形槽；12、轴承孔；13、凹槽；14、挡气斜板；15、调节柱；16、活动孔；17、固定孔套；18、止动槽；19、止动孔；20、止动杆；21、绝热支撑脚；22、蓄热槽；23、传热罩盒；24、传热斜孔；25、定位杆；26、定位孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳1、分别设置在所述炉壳1两侧壁上的丝束进、出口2，所述炉壳1内分别设置有加热管3和石墨板4，所述丝束进、出口2内壁两端均设置有隔离密封板5，隔离密封板5底端转动设置有导丝密封辊6，所述隔离密封板5底端面设有弧形槽11，弧形槽11内壁两侧均设有轴承孔12，所述导丝密封辊6两端转轴过盈穿出于轴承孔12内圈，且弧形槽11与导丝密封辊6圆心位置相同，上述设置使隔离密封板5与导丝密封辊6能够共同对丝束进、出口2的开口截面进行调节。

所述丝束进、出口2内壁两侧均设有凹槽13，所述隔离密封板5外端插入在所述凹槽13内，凹槽13设置提高了隔离密封板5对丝束进、出口2的隔离密封效果，且隔离密封板5两面贴合连接于所述丝束进、出口2内壁两面。

且丝束进、出口2内壁与所述隔离密封板5之间设置有升降调节组件，所述导丝密封辊6为中部圆柱、两侧为圆台型结构构成，并与丝束进行滚动连接，上述结构设计能够使导丝密封辊6与不同规格直径的丝束进行滚动接触，所述隔离密封板5外侧壁焊接又或者螺接有挡气斜板14，挡气斜板14位于密封装置和隔离密封板5之间，挡气斜板14对丝束进、出口2的开口截面大小进行调节时，还可以减少密封装置排出氮气进入炉壳1内的量。

所述升降调节组件包括焊接又或者螺接在所述隔离密封板5顶端的调节柱15，所述凹槽13内壁顶端设有活动孔16，所述调节柱15穿出于活动孔16。

所述活动孔16外端面焊接有固定孔套17，所述调节柱15侧壁上设有四个止动槽18，所述固定孔套17内壁上设有止动孔19，止动孔19内插入有止动杆20，止动杆20伸入端插入在所述止动槽18内，通过改变止动杆20插入到不同位置的止动槽18内，对调节柱15和隔离密封板5的升降高度进行调节。

升降组件内的止动孔19和止动杆20还可以被止动螺孔和止动螺杆替代，止动螺杆具有防脱落效果，且升降组件还可以为设置在丝束进、出口2外端的电动伸缩杆替代，电动伸缩杆伸缩端螺接在调节柱15外端，进而便于对调节柱15伸缩端进行调节。

所述炉壳1内设置有陶瓷导热架7，所述加热管3设置在所述陶瓷导热架7上，且陶瓷导热架7上端面分别设有传热槽组8和传热孔组9，所述石墨板4底端固定连接有传热板组10，传热板组10为导热耐高温材料，例如石墨、陶瓷和石英石中的任意一种，传热槽组8内插入有所述传热板组10，陶瓷导热架7通过传热槽组8将热量传递给传热板组10。

所述陶瓷导热架7底端面两侧设置有绝热支撑脚21，绝热支撑脚21为耐高温绝热材料，具有较好的隔热性能，隔热材料分为多孔材料,热反射材料和真空材料三类，前者利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜，真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热，本实施例中采用玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡中的任意一种，绝热支撑脚21底端螺接固定在所述炉壳1内壁底端，所述陶瓷导热架7底端设有蓄热槽22，所述加热管3设置在所述蓄热槽22内，蓄热槽22能够对加热管3产生的热量进行临时存储。

所述传热孔组9连通于所述蓄热槽22，所述陶瓷导热架7上端面位于传热孔组9上端设置有传热罩盒23，传热罩盒23侧壁上环向布设有传热斜孔24，传热罩盒23同样为导热材料，例如陶瓷和石墨中的任意一种，且蓄热槽22内产生的多余热量经传热孔组9从传热斜孔24内排出到石墨板4下方，提高了对石墨板4的加热效果，所述石墨板4底端面两侧均固定连接有定位杆25，所述炉壳1内壁上固定点上对应设有定位孔26，定位杆25插入在定位孔26内，便于对石墨板4进行安拆。

本实施例的工作原理如下：根据穿入在丝束进、出口2的丝束大小对其截面开口大小进行调节，只需改变止动杆20插入到不同位置的止动槽18内，即可对相对设置的隔离密封板5之间距离进行调节，丝束穿出于相对设置的隔离密封板5之间的导丝密封辊6，且配合挡气斜板14的阻挡，减少了炉壳1内部热量散失量的同时，并阻挡了密封装置产生的氮气进入到炉壳1内的量，以及密封装置气帘中的氮气使用量，加热管3产生的热量被蓄热槽22进行收集，并经陶瓷导热架7上的传热槽组8传递给传热板组10，同时蓄热槽22内多余热量通过传热孔组9排入到传热罩盒23内，传热罩盒23内的热量经传热斜孔24排入到石墨板4正下方，减少了进入空气中的热量损失，具有较高的传热效率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳（1）、分别设置在所述炉壳（1）两侧壁上的丝束进、出口（2），所述炉壳（1）内分别设置有加热管（3）和石墨板（4），其特征在于：所述丝束进、出口（2）内壁两端均设置有隔离密封板（5），隔离密封板（5）底端转动设置有导丝密封辊（6），且丝束进、出口（2）内壁与所述隔离密封板（5）之间设置有升降调节组件，所述炉壳（1）内设置有陶瓷导热架（7），所述加热管（3）设置在所述陶瓷导热架（7）上，且陶瓷导热架（7）上端面分别设有传热槽组（8）和传热孔组（9），所述石墨板（4）底端设置有传热板组（10），传热槽组（8）内插设有所述传热板组（10）。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述隔离密封板（5）底端面设有弧形槽（11），弧形槽（11）内壁两侧均设有轴承孔（12），所述导丝密封辊（6）两端转轴过盈穿出于轴承孔（12）内圈，且弧形槽（11）与导丝密封辊（6）圆心位置相同。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述丝束进、出口（2）内壁两侧均设有凹槽（13），所述隔离密封板（5）外端插设在所述凹槽（13）内，且隔离密封板（5）两面贴合连接于所述丝束进、出口（2）内壁两面。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述导丝密封辊（6）为中部圆柱、两侧为圆台型结构构成，所述隔离密封板（5）外侧壁设置有挡气斜板（14），挡气斜板（14）位于密封装置和隔离密封板（5）之间。

5.根据权利要求3所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述升降调节组件包括设置在所述隔离密封板（5）顶端的调节柱（15），所述凹槽（13）内壁顶端设有活动孔（16），所述调节柱（15）穿出于活动孔（16）。

6.根据权利要求5所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述活动孔（16）外端面设置有固定孔套（17），所述调节柱（15）侧壁上设有若干个止动槽（18），所述固定孔套（17）内壁上设有止动孔（19），止动孔（19）内插设有止动杆（20），止动杆（20）伸入端插设在所述止动槽（18）内。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述陶瓷导热架（7）底端面两侧设置有绝热支撑脚（21），绝热支撑脚（21）底端设置在所述炉壳（1）内壁底端，所述陶瓷导热架（7）底端设有蓄热槽（22），所述加热管（3）设置在所述蓄热槽（22）内。

8.根据权利要求7所述的一种碳纤维生产用高温碳化炉，其特征在于：所述传热孔组（9）连通于所述蓄热槽（22），所述陶瓷导热架（7）上端面位于传热孔组（9）上端设置有传热罩盒（23），传热罩盒（23）侧壁上环向布设有传热斜孔（24），所述石墨板（4）底端面两侧均设置有定位杆（25），所述炉壳（1）内壁上固定点上对应设有定位孔（26），定位杆（25）插设在定位孔（26）内。

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