本發(fā)明屬于碳纖維炭化，具體是指一種碳纖維低溫碳化爐。

背景技術(shù)：

1、碳纖維的低溫碳化是指將碳纖維在一定溫度下進(jìn)行熱處理，使其在無氧條件下逐漸轉(zhuǎn)化為碳化物，碳纖維低溫碳化過程中，預(yù)氧絲（經(jīng)過預(yù)氧化處理的pan原絲）的梯型結(jié)構(gòu)經(jīng)過熱解使非碳原子逸走而發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成亂層石墨結(jié)構(gòu)或石墨結(jié)構(gòu)，最終生成了含碳量在92%以上的無機(jī)碳纖維，由于碳纖維的碳化過程不被氧化至關(guān)重要，空氣中的氧氣會(huì)導(dǎo)致碳纖維在碳化過程中被氧化，從而影響其質(zhì)量和性能，因此炭化爐的進(jìn)出口出均會(huì)配備迷宮密封裝置，迷宮密封裝置可以防止空氣進(jìn)入爐膛內(nèi)，確保無氧環(huán)境。

2、密封裝置通過管道輸送保護(hù)氣體，使保護(hù)氣體導(dǎo)向至碳纖維通過的通道中，并將隨碳纖維進(jìn)入的空氣阻擋至外部，避免空氣進(jìn)入爐內(nèi)，目前對于保護(hù)氣的輸送一般是通過帶孔的板或管將氣體從碳纖維的上、下側(cè)垂直的導(dǎo)向至通道中，由于導(dǎo)氣孔之間存在間隙，導(dǎo)致保護(hù)氣供給的分布不均勻，因此會(huì)存在密封室內(nèi)保護(hù)氣分布不均的問題，進(jìn)而影響保護(hù)氣對碳纖維絲的保護(hù)作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明創(chuàng)造性地采用了一種碳纖維低溫碳化爐，以至少部分解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、采取的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提出了一種碳纖維低溫碳化爐，包括：

3、爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有兩組加熱器，且兩組所述加熱器分別分布在碳化爐腔的上、下側(cè)；

4、密封室，設(shè)置在所述碳化爐腔的出入口處，且所述密封室內(nèi)設(shè)有供所述纖維束通過的絲束通道；

5、牽引輥組，設(shè)置在所述密封室的前后側(cè)，并用于牽引輸送所述纖維束；

6、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)，設(shè)置在所述爐體的頂部，配置為能從所述碳化爐腔的頂部抽吸氣體；

7、供風(fēng)風(fēng)機(jī)，設(shè)置在所述爐體的底部，配置為能從所述碳化爐腔的底部提供保護(hù)氣；

8、其中，所述密封室的內(nèi)部設(shè)有布?xì)夤芙M，所述布?xì)夤芙M包括兩組分布在所述絲束通道上、下側(cè)的布?xì)夤?，所述布?xì)夤馨ü┍Ｗo(hù)氣通過的導(dǎo)氣管以及設(shè)置在所述導(dǎo)氣管外側(cè)的導(dǎo)氣殼，所述導(dǎo)氣殼由弧形板以及兩個(gè)平面板構(gòu)造為“u”形，所述導(dǎo)氣殼的開口側(cè)具有導(dǎo)氣槽，且所述導(dǎo)氣槽朝向所述絲束通道，所述導(dǎo)氣管與所述弧形板呈同心圓分布，且所述導(dǎo)氣管上設(shè)有導(dǎo)氣孔，所述導(dǎo)氣孔朝向所述弧形板，使所述導(dǎo)氣管內(nèi)的保護(hù)氣由所述導(dǎo)氣孔導(dǎo)出后，經(jīng)過所述導(dǎo)氣殼的導(dǎo)流折返后從所述導(dǎo)氣槽導(dǎo)入所述絲束通道。

9、進(jìn)一步的，沿所述導(dǎo)氣管的軸向方向，所述導(dǎo)氣孔等距的設(shè)有多個(gè)，且所述導(dǎo)氣管的同一周向位置設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)氣孔，當(dāng)所述導(dǎo)氣孔數(shù)量為一個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)氣孔指向所述弧形板的中心位置，當(dāng)所述導(dǎo)氣孔數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述導(dǎo)氣孔對稱的指向所述弧形板的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)所述導(dǎo)氣孔之間的夾角為九十度。

10、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)氣殼的內(nèi)側(cè)壁上由所述導(dǎo)氣管至所述導(dǎo)氣槽的方向依次設(shè)有第一導(dǎo)氣翅片、第二導(dǎo)氣翅片和第三導(dǎo)氣翅片，所述第一導(dǎo)氣翅片對應(yīng)所述導(dǎo)氣孔的數(shù)量和位置設(shè)置為多組，每組所述第一導(dǎo)氣翅片以所述導(dǎo)氣孔為中心呈放射狀分布的設(shè)置為多個(gè)，所述第二導(dǎo)氣翅片沿所述導(dǎo)氣管的軸向方向等距的設(shè)置有多個(gè)，同組內(nèi)的多個(gè)所述第一導(dǎo)氣翅片的一端相交于所述導(dǎo)氣孔在所述導(dǎo)氣殼上的投影點(diǎn)，另一端分別與對應(yīng)位置的所述第二導(dǎo)氣翅片連接。

11、進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)氣翅片的高度小于等于所述導(dǎo)氣管與導(dǎo)氣殼之間的間距。

12、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)氣殼的內(nèi)側(cè)對應(yīng)所述第二導(dǎo)氣翅片和導(dǎo)氣槽之間設(shè)有兩個(gè)以上的第三導(dǎo)氣翅片，以所述第二導(dǎo)氣翅片至所述導(dǎo)氣槽的方向?yàn)榈谝环较?，多個(gè)所述第三導(dǎo)氣翅片在所述第一方向上的兩個(gè)所述平面板內(nèi)壁交錯(cuò)分布，所述第三導(dǎo)氣翅片朝向所述導(dǎo)氣管的一側(cè)具有弧形面。

13、進(jìn)一步的，所述弧形面的弧度沿所述第一方向逐次增大，所述第三導(dǎo)氣翅片的高度設(shè)置為所述平面板間距的一半。

14、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)氣殼上對應(yīng)所述導(dǎo)氣槽處設(shè)有導(dǎo)氣板，所述導(dǎo)氣板的一端與所述導(dǎo)氣殼固定連接，另一端伸入至所述絲束通道內(nèi)，所述導(dǎo)氣板構(gòu)造為弧形條，且所述導(dǎo)氣板將所述導(dǎo)氣殼內(nèi)的氣流向所述纖維束輸入的方向?qū)颍?/p>

15、所述密封室內(nèi)沿所述纖維束輸送方向設(shè)有多個(gè)布?xì)夤?，且至少有一個(gè)所述導(dǎo)氣殼上設(shè)有所述導(dǎo)氣板，沿所述纖維束輸送方向，多個(gè)所述導(dǎo)氣板距離所述纖維束的間距逐漸減小，以平行于所述纖維束的角度設(shè)為0°，所述導(dǎo)氣板對所述導(dǎo)氣槽導(dǎo)出的氣流導(dǎo)向角度范圍在0°-±45°。

16、進(jìn)一步的，所述密封室上設(shè)有供氣管和抽氣管，所述供氣管與所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)的輸出端連通，所述抽氣管與所述抽風(fēng)風(fēng)機(jī)的輸入端連通，所述布?xì)夤馨ㄒ唤M以上的吹氣管組和一組以上的吸氣管組，所述吹氣管組與所述供氣管連通，所述吸氣管組與所述抽氣管連通。

17、進(jìn)一步的，所述爐體內(nèi)對應(yīng)所述碳化爐腔的上側(cè)設(shè)有抽風(fēng)管路，所述抽風(fēng)管路與所述抽風(fēng)風(fēng)機(jī)的輸入端連通，所述爐體內(nèi)對應(yīng)所述碳化爐腔的下側(cè)設(shè)有供風(fēng)管路，所述供風(fēng)管路與所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)的輸出端連通，所述抽風(fēng)管路上設(shè)有多個(gè)抽風(fēng)管，所述供風(fēng)管路上設(shè)有多個(gè)供風(fēng)管，所述抽風(fēng)管和供風(fēng)管上下呈對稱分布。

18、進(jìn)一步的，所述抽風(fēng)管和供風(fēng)管均包括布?xì)夤堋?/p>

19、采用上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明取得的有益效果如下：

20、通過在導(dǎo)氣管的外側(cè)設(shè)置一個(gè)能將氣流束均化的導(dǎo)氣殼，多束保護(hù)氣的氣流在纖維束寬度方向均勻的形成氣流幕，達(dá)到一個(gè)均勻的密封屏障，可以避免外部的氧氣進(jìn)入碳化爐腔內(nèi)，確保碳化爐腔內(nèi)的無氧環(huán)境，可避免保護(hù)氣在孔的出口處分布密集，在孔之間的區(qū)域則相對稀薄現(xiàn)象的發(fā)生。

技術(shù)特征：

1.一種碳纖維低溫碳化爐，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：還包括牽引輥組（50），牽引輥組（50）設(shè)置在所述密封室（20）的前側(cè)和后側(cè)，用于牽引輸送所述纖維束，所述導(dǎo)氣殼（62）由弧形板以及兩個(gè)平面板構(gòu)造為“u”形，所述導(dǎo)氣管（61）與所述弧形板呈同心圓分布，所述導(dǎo)氣孔（610）朝向所述弧形板，沿所述導(dǎo)氣管（61）的軸向方向，所述導(dǎo)氣孔（610）等距的設(shè)有多個(gè)，且所述導(dǎo)氣管（61）的同一周向位置設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)氣孔（610），當(dāng)所述導(dǎo)氣孔（610）數(shù)量為一個(gè)時(shí)，所述導(dǎo)氣孔（610）指向所述弧形板的中心位置，當(dāng)所述導(dǎo)氣孔（610）數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述導(dǎo)氣孔（610）對稱的指向所述弧形板的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)所述導(dǎo)氣孔（610）之間的夾角為九十度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述導(dǎo)氣殼（62）的內(nèi)側(cè)壁上由所述導(dǎo)氣管（61）至所述導(dǎo)氣槽（600）的方向依次設(shè)有第一導(dǎo)氣翅片（621）、第二導(dǎo)氣翅片（622）和第三導(dǎo)氣翅片（623），所述第一導(dǎo)氣翅片（621）對應(yīng)所述導(dǎo)氣孔（610）的數(shù)量和位置設(shè)置為多組，每組所述第一導(dǎo)氣翅片（621）以所述導(dǎo)氣孔（610）為中心呈放射狀分布的設(shè)置為多個(gè)，所述第二導(dǎo)氣翅片（622）沿所述導(dǎo)氣管（61）的軸向方向等距的設(shè)置有多個(gè)，同組內(nèi)的多個(gè)所述第一導(dǎo)氣翅片（621）的一端相交于所述導(dǎo)氣孔（610）在所述導(dǎo)氣殼（62）上的投影點(diǎn)，另一端分別與對應(yīng)位置的所述第二導(dǎo)氣翅片（622）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述第一導(dǎo)氣翅片（621）的高度小于等于所述導(dǎo)氣管（61）與導(dǎo)氣殼（62）之間的間距。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述導(dǎo)氣殼（62）的內(nèi)側(cè)對應(yīng)所述第二導(dǎo)氣翅片（622）和導(dǎo)氣槽（600）之間設(shè)有兩個(gè)以上的第三導(dǎo)氣翅片（623），以所述第二導(dǎo)氣翅片（622）至所述導(dǎo)氣槽（600）的方向?yàn)榈谝环较颍鄠€(gè)所述第三導(dǎo)氣翅片（623）在所述第一方向上的兩個(gè)所述平面板內(nèi)壁交錯(cuò)分布，所述第三導(dǎo)氣翅片（623）朝向所述導(dǎo)氣管（61）的一側(cè)具有弧形面。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述弧形面的弧度沿所述第一方向逐次增大，所述第三導(dǎo)氣翅片（623）的高度設(shè)置為所述平面板間距的一半。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述導(dǎo)氣殼（62）上對應(yīng)所述導(dǎo)氣槽（600）處設(shè)有導(dǎo)氣板（63），所述導(dǎo)氣板（63）的一端與所述導(dǎo)氣殼（62）固定連接，另一端伸入至所述絲束通道（201）內(nèi)，所述導(dǎo)氣板（63）構(gòu)造為弧形條，且所述導(dǎo)氣板（63）將所述導(dǎo)氣殼（62）內(nèi)的氣流向所述纖維束輸入的方向?qū)颍?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述密封室（20）上設(shè)有供氣管（21）和抽氣管（22），所述供氣管（21）與所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)（40）的輸出端連通，所述抽氣管（22）與所述抽風(fēng)風(fēng)機(jī)（30）的輸入端連通，所述布?xì)夤埽?0）包括一組以上的吹氣管組（601）和一組以上的吸氣管組（602），所述吹氣管組（601）與所述供氣管（21）連通，所述吸氣管組（602）與所述抽氣管（22）連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述爐體（10）內(nèi)對應(yīng)所述碳化爐腔（100）的上側(cè)設(shè)有抽風(fēng)管路（31），所述抽風(fēng)管路（31）與所述抽風(fēng)風(fēng)機(jī)（30）的輸入端連通，所述爐體（10）內(nèi)對應(yīng)所述碳化爐腔（100）的下側(cè)設(shè)有供風(fēng)管路（41），所述供風(fēng)管路（41）與所述供風(fēng)風(fēng)機(jī)（40）的輸出端連通，所述抽風(fēng)管路（31）上設(shè)有多個(gè)抽風(fēng)管（311），所述供風(fēng)管路（41）上設(shè)有多個(gè)供風(fēng)管（411），所述抽風(fēng)管（311）和供風(fēng)管（411）上下呈對稱分布。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳纖維低溫碳化爐，其特征在于：所述抽風(fēng)管（311）和供風(fēng)管（411）均包括布?xì)夤埽?0）。

技術(shù)總結(jié)
一種碳纖維低溫碳化爐，包括爐體和密封室。所述密封室的內(nèi)部設(shè)有布?xì)夤芙M，所述布?xì)夤芙M包括兩組分布在所述絲束通道上、下側(cè)的布?xì)夤埽霾細(xì)夤馨ü┍Ｗo(hù)氣通過的導(dǎo)氣管以及設(shè)置在所述導(dǎo)氣管外側(cè)的導(dǎo)氣殼，所述導(dǎo)氣殼由弧形板以及兩個(gè)平面板構(gòu)造為“U”形，所述導(dǎo)氣殼的開口側(cè)具有導(dǎo)氣槽，且所述導(dǎo)氣槽朝向所述絲束通道，通過在導(dǎo)氣管的外側(cè)設(shè)置一個(gè)能將氣流束均化的導(dǎo)氣殼，多束保護(hù)氣的氣流在纖維束寬度方向均勻的形成氣流幕，達(dá)到一個(gè)均勻的密封屏障，可以避免外部的氧氣進(jìn)入碳化爐腔內(nèi)，確保碳化爐腔內(nèi)的無氧環(huán)境，可避免保護(hù)氣在孔的出口處分布密集，在孔之間的區(qū)域則相對稀薄現(xiàn)象的發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：樸前進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：高勝曉星碳材料（江蘇）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8