CN220746160U - 一种碳纤维炭化炉口密封腔结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高温碳化炉技术领域，提供了一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，包括：炉体和一对氮气密封装置，一对氮气密封装置分别设置于炉体的两端上，炉体内设置有内马弗，氮气密封装置设有密封腔体，内马弗的两端分别与对应的密封腔体连接，密封腔体内设有若干常温氮气入口以及若干高温氮气入口，若干常温氮气入口以及若干高温氮气入口均沿密封腔体的上部和下部呈交错设置，且若干高温氮气入口位于内马弗和若干常温氮气入口之间，其中，密封腔体上设置有若干可转动的第一折流板和第二折流板。与现有技术相比，本实用新型的优点在于该结构简单，操作简捷，稳定可靠，在一定程度上降低了碳纤维的生产成本。

Description

一种碳纤维炭化炉口密封腔结构

技术领域

本实用新型属于高温碳化炉技术领域，具体涉及一种碳纤维炭化炉口密封腔结构。

背景技术

碳纤维及其复合材料优点众多，包括：轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，因而被广泛应用于航天航空、高速轨道交通、体育用品、化工机械、电力设施、纺织机械等领域。

碳化炉是碳纤维连续生产的关键设备，其炉口密封腔结构直接影响碳纤维的物理指标和生产运行周期。若炉口密封不良导致氧气或水蒸气进入炉内，将造成纤维高温氧化而影响生产质量。氧气同时也会导致炉内加热元件、保温材料氧化，缩短碳化炉使用寿命。此外，炉内废气也不能由炉口外泄，否则造成环境污染。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种密封腔结构对称布置在碳化炉两侧，与炉体的进出口贯通，碳纤维丝束经密封腔后进入碳化炉内的碳纤维炭化炉口密封腔结构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：提出一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，包括：炉体和一对氮气密封装置，一对所述氮气密封装置分别设置于炉体的两端上，所述炉体内设置有内马弗，所述氮气密封装置设有密封腔体，所述内马弗的两端分别与对应的所述密封腔体连接，所述密封腔体内设有若干常温氮气入口以及若干高温氮气入口，若干所述常温氮气入口以及若干所述高温氮气入口均沿所述密封腔体的上部和下部呈交错设置，且所述若干所述高温氮气入口位于所述内马弗和若干常温氮气入口之间，其中，

所述密封腔体上设置有若干可转动的第一折流板和第二折流板，每个所述第一折流板均与对应的所述常温氮气入口相对设置，每个所述第二折流板与对应的所述高温氮气入口相对设置，使得所述密封腔体内所述常温氮气流的流向指向所述炉体外侧，所述高温氮气流的流向指向所述炉体内。

在上述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构中，所述密封腔体上设置有常温氮气分配腔和高温氮气分配腔，所述常温氮气入口位于所述常温氮气分配腔内，且所述常温氮气分配腔上设置有第一条形风口，所述第一条形风口呈竖直向着所述第一折流板设置，所述高温氮气入口位于所述高温氮气分配腔内，且所述高温氮气分配腔上设置有第二条形风口，所述第二条形风口呈竖直向着所述第二折流板设置。

在上述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构中，所述第一折流板和所述第二折流板的朝向相反，所述第一折流板向所述内马弗方向偏转，所述第二折流板朝向远离内马弗方向偏转。

在上述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构中，所述第一折流板和第二折流板的端部均呈圆弧结构。

在上述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构中，所述第一折流板上设置有第一调节手柄，所述第一调节手柄能够带动所述第一折流板在所述密封腔体内转动，所述第二折流板上设置有第二调节手柄，所述第二调节手柄能够带动所述第二折流板在所述密封腔体内转动。

在上述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构中，所述密封腔体靠近所述炉体的端部设置有第一法兰，所述内马弗的端部上设置有第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰通过螺栓连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、在腔体内设置由若干可调节偏转角度的折流板，使碳化炉内常温氮气流的流向指向路外而高温氮气流的流向指向炉内，进一步增强了炉口的双向密封效果；

2、在密封腔体内设置若干高温氮气流和常温氮气流，有效阻隔路外空气的同时防止碳化炉内高温氮气外泄；

3、结构简单，操作简捷，稳定可靠，在一定程度上降低了碳纤维的生产成本。

附图说明

图1是本碳纤维炭化炉口密封腔结构的结构示意图；

图2是本氮气密封装置的剖视图；

图3是本氮气密封装置的俯视图。

图中，

1、炉体；100、内马弗；

2、氮气密封装置；200、密封腔体；201、常温氮气入口；202、高温氮气入口；203、第一折流板；204、第二折流板；205、常温氮气分配腔；206、高温氮气分配腔；207、第一条形风口；208、第二条形风口；209、第一法兰；210、第二法兰；211、第三法兰；212、常温氮气流；213、高温氮气流；214、第一调节手柄；215、第二调节手柄。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本碳纤维炭化炉口密封腔结构，包括炉体1、内马弗100、以及氮气密封装置2。

在本实施例中，如图1，一对所述氮气密封装置2分为入口氮气密封装置2和出口处氮气密封装置2，入口氮气密封装置2和出口处氮气密封装置2分别安装在碳化炉炉体1两侧的进丝口和出丝口(图中未示出)。碳纤维丝束穿过入口氮气密封装置2进入内马弗100内，经出口处氮气密封装置2后冷却收丝，完成碳纤维的连续生产。

具体地，氮气密封装置2的本体包括密封腔体200，整体采用不锈钢焊接而成。密封腔体200两端头分别设有第一法兰209和第三法兰211，该第一法兰209采用与内马弗100端部的第二法兰210相同的类型尺寸。通过螺栓连接，密封腔体200与内马弗100通过螺栓将第一法兰209与第二法兰210连接，使二者轴线重合，内部贯通，而两侧氮气密封装置2的第三法兰211则与碳化炉炉体1两侧的进丝口和出丝口相连。

如图2和图3所示，在密封腔体200的上下侧交错设置多路保护气体进入口，包括若干常温氮气入口201和若干高温氮气入口202。其中，常温氮气入口201设置在远离碳化炉炉口的外侧，而高温氮气入口202设置在靠近碳化炉的炉口侧。常温氮气由气源供给，经常温氮气入口201注入常温氮气分配腔205后形成横向的条状风道。常温氮气分配腔205上设置有第一条形风口207，第一条形风口207为一极细的窄缝。常温氮气通过第一条形风口207吹入密封腔体200内，形成的常温氮气流212起到类似气帘的作用，可以将外侧空气阻隔在气帘外，以防空气窜入炉内。在密封腔体200的上部和下部交错布置道常温氮气气帘，以形成迷宫式气体密封腔，该气体迷宫允许碳纤维丝束正常通过但阻止外界空气进入。其中，在与第一条形风口207相对的密封腔体200内壁上，安装有可偏转角度的第一折流板203，第一折流板203偏转角度α＜90°，以使常温氮气流212的流向指向外部，增强了对空气的阻隔作用。

进一步地，在密封装置靠近炉体1一侧设置由高温氮气迷宫密封腔。由气源供给或引自炉内的高温氮气，经高温氮气入口202进入高温氮气分配腔206后，从高温侧第二条形风口208喷出高温氮气流213进入密封腔体200内。在高温侧，第二折流板204偏转角度β＜90°，使高温氮气流213撞击第二折流板204后发生偏转，流向炉内，从而阻止炉内高温氮气向外泄露，减少热量损失。不仅如此，高温氮气迷宫腔保证炉体1始终工作于微正压状态，进一步防止外来空气夹带的氧分子和水分子进入炉内。

进一步地，第一折流板203及第二折流板204偏转角度α和β通过在密封腔外侧的第一调节手柄214及第二调节手柄215手动实现偏转角度调节。需要观察炉内或者前期预埋高温牵引丝时可手动调小偏转角度，正常工作时则调大偏转角度。偏转角度接近90度时炉口的开度最小，可以减少炉内的热量往外逃逸和外来空气进入。此外，第一折流板203及第二折流板204的端部均圆弧导角并打磨光滑，避免可能与丝束接触时产生挂丝现象。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，其特征在于，包括：炉体和一对氮气密封装置，一对所述氮气密封装置分别设置于炉体的两端上，所述炉体内设置有内马弗，所述氮气密封装置设有密封腔体，所述内马弗的两端分别与对应的所述密封腔体连接，所述密封腔体内设有若干常温氮气入口以及若干高温氮气入口，若干所述常温氮气入口以及若干所述高温氮气入口均沿所述密封腔体的上部和下部呈交错设置，且所述若干所述高温氮气入口位于所述内马弗和若干常温氮气入口之间，其中，

所述密封腔体上设置有若干可转动的第一折流板和第二折流板，每个所述第一折流板均与对应的所述常温氮气入口相对设置，每个所述第二折流板与对应的所述高温氮气入口相对设置，使得所述密封腔体内所述常温氮气流的流向指向所述炉体外侧，所述高温氮气流的流向指向所述炉体内。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，其特征在于，所述密封腔体上设置有常温氮气分配腔和高温氮气分配腔，所述常温氮气入口位于所述常温氮气分配腔内，且所述常温氮气分配腔上设置有第一条形风口，所述第一条形风口呈竖直向着所述第一折流板设置，所述高温氮气入口位于所述高温氮气分配腔内，且所述高温氮气分配腔上设置有第二条形风口，所述第二条形风口呈竖直向着所述第二折流板设置。

3.根据权利要求2所述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，其特征在于，所述第一折流板和所述第二折流板的朝向相反，所述第一折流板向所述内马弗方向偏转，所述第二折流板朝向远离内马弗方向偏转。

4.根据权利要求3所述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，其特征在于，所述第一折流板和第二折流板的端部均呈圆弧结构。

5.根据权利要求4所述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，其特征在于，所述第一折流板上设置有第一调节手柄，所述第一调节手柄能够带动所述第一折流板在所述密封腔体内转动，所述第二折流板上设置有第二调节手柄，所述第二调节手柄能够带动所述第二折流板在所述密封腔体内转动。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维炭化炉口密封腔结构，其特征在于，所述密封腔体靠近所述炉体的端部设置有第一法兰，所述内马弗的端部上设置有第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰通过螺栓连接。