一種預(yù)氧化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳纖維生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)氧化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)中后期，碳纖維以其作為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)異性能，開始在宇航、體育用品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。碳纖維制造過程包括預(yù)氧化、炭化、表面處理等步驟，每一步都對(duì)碳纖維的品質(zhì)都有著重要的影響。高性能、高品質(zhì)的碳纖維，要求產(chǎn)品的性能保持很好的均一性和穩(wěn)定性。對(duì)于生產(chǎn)高性能碳纖維來說，生產(chǎn)過程中原材料性能及其均一性、預(yù)氧化和炭化各步驟生產(chǎn)條件和生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定，都直接決定著碳纖維產(chǎn)品的最終性能的高低。
[0003]而預(yù)氧化的關(guān)鍵設(shè)備就是預(yù)氧化爐。由于碳纖維原絲在凝固成纖的雙擴(kuò)散過程是由表及里的，因此其本身就存在輕微皮芯結(jié)構(gòu)；而現(xiàn)有的預(yù)氧化爐在預(yù)氧化過程中也是由表及里進(jìn)行的，因此預(yù)氧化過程會(huì)使皮芯結(jié)構(gòu)加劇，預(yù)氧絲的皮芯結(jié)構(gòu)最終會(huì)導(dǎo)致碳纖維的力學(xué)性能也由表及里逐步下降，碳纖維的力學(xué)性能整體上較低。
[0004]專利CN201193260Y公開了一種預(yù)氧化爐，設(shè)有底座、羅拉、排氣管道、循環(huán)風(fēng)機(jī)、回風(fēng)管道及供風(fēng)管道，然而該專利主要解決的是現(xiàn)有的氧化爐密封性不好，等溫區(qū)不均的問題，對(duì)預(yù)氧絲皮芯結(jié)構(gòu)的改善并未提及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有預(yù)氧化爐存在的不足，提供一種預(yù)氧化爐，該預(yù)氧化爐預(yù)氧化碳纖維原絲所得的預(yù)氧絲，基本無皮芯結(jié)構(gòu)或者有極輕微的皮芯結(jié)構(gòu)，經(jīng)此預(yù)氧絲炭化所制備的碳纖維其拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量有極大的提高，碳纖維不易斷裂。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種預(yù)氧化爐，包括爐體外殼、羅拉、循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)通過連接管道與爐體外殼相連，其特征在于，在爐體外殼的兩端設(shè)有爐端加濕裝置，爐端加濕裝置內(nèi)部設(shè)有加濕管，加濕管上設(shè)有加濕孔，加濕管通過連接管道與加濕液貯罐連接。
[0007]優(yōu)選的，所述加濕管為一條或多條，各加濕管之間設(shè)有隔板，每條加濕管均設(shè)有開關(guān)閥門。
[0008]所述隔板和爐端加濕裝置的底部設(shè)有廢液排出口，殘留加濕液可通過廢液排出口逐步排出。
[0009]優(yōu)選的，所述爐體外殼為六面體結(jié)構(gòu)。
[0010]所述爐端加濕裝置和爐體外殼之間設(shè)有干燥箱，優(yōu)選爐體外殼兩端各設(shè)一個(gè)干燥箱。
[0011]優(yōu)選的，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)為兩個(gè)，分別位于爐體外殼的兩側(cè)呈對(duì)角線分布。
[0012]所述排氣風(fēng)機(jī)位于爐體外殼頂端中部。
[0013]優(yōu)選的，所述加濕管與加濕液貯罐之間還設(shè)有超聲波霧化器，加濕管通過連接管道與超聲波霧化器相連，超聲波霧化器再通過連接管道與加濕液貯罐相連，所述超聲波霧化器與加濕液貯罐之間的連接管道上安裝有管道泵。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
1、本發(fā)明在預(yù)氧化爐兩端設(shè)有爐端加濕裝置，在預(yù)氧化生產(chǎn)過程中，經(jīng)其加濕后碳纖維原絲和預(yù)氧絲被加濕液潤滑，大大減少了碳纖維在預(yù)氧化生產(chǎn)過程中的機(jī)械摩擦損傷，最終大大減少了碳纖維表面的毛絲量，提高了其拉伸性能；
2、本發(fā)明在預(yù)氧化爐兩端設(shè)有爐端加濕裝置，在預(yù)氧化生產(chǎn)過程中，碳纖維原絲和預(yù)氧絲經(jīng)加濕后，加濕液由于預(yù)氧爐內(nèi)的高溫會(huì)快速揮發(fā)，其揮發(fā)時(shí)會(huì)在碳纖維原絲和預(yù)氧絲中留下大量的微氣孔，預(yù)氧爐內(nèi)的熱空氣通過這些微氣孔進(jìn)入碳纖維原絲和預(yù)氧絲內(nèi)部，從而由外及內(nèi)對(duì)碳纖維原絲和預(yù)氧絲進(jìn)行均勻的預(yù)氧化，極大地減少了預(yù)氧絲皮芯結(jié)構(gòu)的形成，最終使預(yù)氧絲內(nèi)外預(yù)氧化程度均一，基本無皮芯結(jié)構(gòu)或者有極輕微的皮芯結(jié)構(gòu)，由此預(yù)氧絲制備所得的碳纖維也內(nèi)外性能均一，整體上其拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量均有極大的提高，碳纖維不易斷裂。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種預(yù)氧化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明另一種預(yù)氧化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1-爐體外殼，2-羅拉，3-爐端加濕裝置，4-循環(huán)風(fēng)機(jī)，5-排氣風(fēng)機(jī)，6-加濕管，7-加濕孔，8-管道泵，9-加濕液貯罐，10-連接管道，11-廢液排出口，12-隔板，13-開關(guān)閥門，14-干燥箱，15-超聲波霧化器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0018]實(shí)施例1
如圖1所示，一種預(yù)氧化爐，包括爐體外殼1、羅拉2和兩個(gè)爐端加濕裝置3，爐端加濕裝置3位于爐體外殼I的兩端，爐端加濕裝置3內(nèi)設(shè)有加濕管6，加濕管6上設(shè)有加濕孔7，加濕管6通過連接管道10與管道泵8連接，管道泵8通過連接管道10與加濕液貯罐9連接，連接管道10上設(shè)有開關(guān)閥門13。
[0019]使用時(shí)，通過噴淋加濕方法，加濕管6位于每層絲束的上方，加濕液通過加濕孔7自上而下對(duì)纖維進(jìn)行噴淋加濕。
[0020]各加濕管6之間均設(shè)有隔板12隔開，隔板12和爐端加濕裝置3的底部設(shè)有廢液排出口 11，殘留加濕液可通過廢液排出口 11逐步排出。
[0021]爐端加濕裝置3和爐體外殼I之間設(shè)有干燥箱14，爐體外殼兩端各有一個(gè)。
[0022]本實(shí)施例的預(yù)氧化爐，還包括兩個(gè)循環(huán)風(fēng)機(jī)4和I個(gè)排氣風(fēng)機(jī)5，兩個(gè)循環(huán)風(fēng)機(jī)4位于爐體外殼I的兩側(cè)呈對(duì)角線分布，循環(huán)風(fēng)機(jī)4通過連接管道10與爐體外殼I連接，排氣風(fēng)機(jī)5位于爐體外殼I頂端中部，排氣風(fēng)機(jī)5通過連接管道10與爐體外殼I連接。
[0023]實(shí)施例2
如圖2所示，一種預(yù)氧化爐，包括爐體外殼1、羅拉2和兩個(gè)爐端加濕裝置3，爐端加濕裝置3位于爐體外殼I的兩端，爐端加濕裝置3內(nèi)設(shè)有加濕管6，加濕管6上設(shè)有加濕孔7，加濕管6通過連接管道10與超聲波霧化器15連接，超聲波霧化器15通過連接管道10與管道泵8連接，管道泵8通過連接管道10與加濕液貯罐9連接。
[0024]各加濕管之間均設(shè)有隔板12隔開，隔板12和爐端加濕裝置3的底部設(shè)有廢液排出口 11，殘留加濕液可通過廢液排出口 11逐步排出。
[0025]使用時(shí)，通過超聲波霧化加濕方法，加濕管6位于每層絲束的下方，經(jīng)超聲波霧化器霧化的加濕液霧粒通過加濕管6自下而上地充滿各層纖維絲束經(jīng)過的空間，對(duì)纖維進(jìn)行加濕。
[0026]爐端加濕裝置3和爐體外殼I之間設(shè)有干燥箱14，爐體外殼兩端各有一個(gè)。
[0027]本實(shí)施例的預(yù)氧化爐，還包括兩個(gè)循環(huán)風(fēng)機(jī)4和I個(gè)排氣風(fēng)機(jī)5，兩個(gè)循環(huán)風(fēng)機(jī)4位于爐體外殼I的兩側(cè)呈對(duì)角線分布，循環(huán)風(fēng)機(jī)4通過連接管道10與爐體外殼I連接；排氣風(fēng)機(jī)5位于頂端中部，排氣風(fēng)機(jī)5通過連接管道10與爐體外殼I連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)氧化爐，包括爐體外殼、羅拉、循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī) 通過連接管道與爐體外殼相連，其特征在于，在爐體外殼的兩端設(shè)有爐端加濕裝置，爐端加濕裝置內(nèi)部設(shè)有加濕管，加濕管上設(shè)有加濕孔，加濕管通過連接管道與加濕液貯罐連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述加濕管與加濕液貯罐之間的連接管道上安裝有管道泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述加濕管為一條或多條，各加濕管之間設(shè)有隔板，每條加濕管均設(shè)有開關(guān)閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述隔板和爐端加濕裝置的底部設(shè)有廢液排出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述爐體外殼為六面體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述爐端加濕裝置和爐體外殼之間設(shè)有干燥箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述循環(huán)風(fēng)機(jī)為兩個(gè)，分別位于爐體外殼的兩側(cè)呈對(duì)角線分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述排氣風(fēng)機(jī)位于爐體外殼頂端中部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)氧化爐，其特征在于:所述加濕管與加濕液貯罐之間還設(shè)有超聲波霧化器，加濕管通過連接管道與超聲波霧化器相連，超聲波霧化器再通過連接管道與加濕液貯罐相連，所述超聲波霧化器與加濕液貯罐之間的連接管道上安裝有管道泵。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)氧化爐，包括爐體外殼、羅拉、循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)通過連接管道與爐體外殼相連，在爐體外殼的兩端設(shè)有爐端加濕裝置，爐端加濕裝置內(nèi)部設(shè)有加濕管，加濕管上設(shè)有加濕孔，加濕管通過連接管道與加濕液貯罐連接。本發(fā)明在預(yù)氧化爐兩端設(shè)有爐端加濕裝置，在預(yù)氧化生產(chǎn)過程中，可大大減少了碳纖維的機(jī)械摩擦損傷，大大減少了碳纖維表面的毛絲量，該預(yù)氧化爐預(yù)氧化碳纖維原絲所得的預(yù)氧絲，基本無皮芯結(jié)構(gòu)或者有極輕微的皮芯結(jié)構(gòu)，經(jīng)此預(yù)氧絲炭化所制備的碳纖維其拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量有極大的提高，碳纖維不易斷裂。
【IPC分類】D01F9-12
【公開號(hào)】CN104674380
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510050995
【發(fā)明人】雷震, 宋威, 陳大華, 蔡彤旻, 黃險(xiǎn)波
【申請(qǐng)人】廣州金發(fā)碳纖維新材料發(fā)展有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日