布风器及预氧化炉热风循环系统的制作方法

本发明涉及碳纤维制备技术领域，更具体地，涉及一种布风器及预氧化炉热风循环系统。

背景技术：

对于预氧化炉来说，炉膛中氧气的含量和温度均匀性都将影响纤维的氧化程度，稳定的空气流及合理的炉内流场，是能否得到高品质预氧化纤维的关键技术之一。

预氧化炉可能用来处理多种原料产品，在炉膛内的原料产品发生变化时，由于炉膛内产品的变化，会导致炉内流阻的变化，引起局部风速不均匀，影响到产品的质量，但是现有的预氧化炉内部安装的布风装置，通常无法做到在线调整炉内流阻，需要计算好调整的位置，将布风装置拆掉，重新安装，如果安装精度达不到，需要反复调整，调整效率较低。

技术实现要素：

本发明提供一种布风器及预氧化炉热风循环系统，用于克服现有技术的缺陷，旨在实现在线调整工艺参数，简化调风操作，提高调整效率。

为实现上述目的，本发明提供一种布风器，包括：

内套管，一端开口，另一端封闭，所述内套管的周侧面上至少有一部分设置有若干与所述内套管内部连通的第一布风孔，所述第一布风孔按照预设的第一轴向间距和第一周向间距设置；

外套管，所述外套管的周侧面上有一部分设置有若干与所述外套管内部连通的第二布风孔，所述第二布风孔按照预设的第二轴向间距和第二周向间距设置；所述内套管贯穿于所述外套管内部，所述第二轴向间距是所述第一轴向间距的正整数倍，所述第二周向间距是所述第一周向间距的正整数倍；

锁紧装置，用于锁定所述内套管与所述外套管之间相对旋转的角度。

优选地，所述内套管与所述外套管之间通过旋转装置转动连接。

优选地，所述旋转装置包括沿所述内套管或外套管轴向间隔设置的两个轴承。

优选地，所述旋转装置包括：

两个凸起，沿轴向间隔排列于所述内套管的外侧面上；

三个凹槽，包括均设置于所述外套管内侧面上的轴向凹槽和两个周向凹槽；两所述周向凹槽之间的轴向间距等于两个所述凸起之间的轴向间距；所述轴向凹槽自所述外套管其中一端沿轴向延伸至靠近所述外套管另一端设置的所述周向凹槽；所述轴向凹槽的宽度方向的尺寸与两所述凸起的宽度方向的尺寸相适配，两所述周向凹槽的宽度方向的尺寸与两所述凸起轴向上的尺寸相适配。

优选地，所述锁紧装置包括：

丝套，固定在所述内套管一端，且具有外螺纹；

丝母，具有与所述外螺纹配合的内螺纹，朝向所述外套管的端面上具有用于在外力作用下随所述丝母动作而与所述外套管端面抵触的制动端。

优选地，所述制动端沿所述丝母的端面径向延伸，所述外套管靠近所述丝母的端面沿径向延伸；所述制动端和/或所述外套管延伸的端面上设置有若干摩擦凸点。

优选地，所述第一布风孔的中心轴线沿所述内套管的径向设置；

所述第二布风孔的中心轴线沿所述外套管的径向设置；

所述内套管与所述外套管同心设置；

所述第一布风孔的直径等于所述第二布风孔的直径。

优选地，所述外套管的外侧面上具有布风区，所述第二布风孔分布于所述布风区上，所述布风区呈矩形、弧形或螺旋形。

为实现上述目的，本发明还提供一种预氧化炉热风循环系统，包括炉体和设置在所述炉体内的热风循环通道，所述热风循环通道内设置有至少一个所述布风器；

所述布风器的内套管固定在所述炉体上，并贯穿所述热风循环通道的宽度方向；且所述内套管开口的一端位于所述炉体外；

所述布风器的外套管与所述炉体旋转连接；所述外套管靠近所述锁紧装置的一端位于所述炉体外；

所述布风器的锁紧装置位于所述炉体外。

优选地，所述布风器的外套管位于所述炉体外的部位上设置有用于操作所述外套管转动的手柄，所述手柄沿所述外套管的径向设置。

本发明提供的布风器及预氧化炉热风循环系统，安装时内套管固定，外套管可转动，且外套管相对内套管不能轴向移动，气流从内套管的开口端进入内套管中，经内套管与外套管重合的布风孔出来，通过调节内套管、外套管的相对角度，改变出风通道(彼此重叠的第一布风孔与第二布风孔分布)的截面积，从而实现调节进风量的大小，调节到需要的风速之后，通过缩紧装置将内、外套管之间的相对角度固定；相对于通过阀板调节管道流量的调节方式，本布风器各布风孔同时调节，在风量较低时，不会出现尾部布风孔流量小于头部风孔的情况，在布风宽度方向风速更加均匀；布风器安装在炉体进风端，预先在侧墙开孔，布风器支撑在开孔上，内套管与侧墙板之间密封固定，确保气密性，通过在炉体外分别调节进风端的若干个布风器，提高预氧化炉炉膛的风速与温度均匀性；实现了在线调整工艺参数，简化了调风操作，提高了调整效率。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的布风器的安装结构示意图；

图2为图1的布风器中内外套管的局部剖切立体示意图；

图3为本发明另一实施例提供的布风器的纵向剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1、图2所示，本发明提供一种布风器，包括内套管1、外套管2、锁紧装置3；其中：

内套管1，左端开口，右端通过封堵板4封闭，所述内套管1的周侧面上至少有一部分设置有若干与所述内套管内部连通的第一布风孔11，所述第一布风孔11按照预设的第一轴向间距和第一周向间距设置；

外套管2，所述外套管2的周侧面上有一部分设置有若干与所述外套管2内部连通的第二布风孔21，所述第二布风孔21按照预设的第二轴向间距和第二周向间距设置；所述内套管1贯穿于所述外套管2内部，所述第二轴向间距是所述第一轴向间距的正整数倍，所述第二周向间距是所述第一周向间距的正整数倍；

锁紧装置3，用于锁定所述内套管1与所述外套管2之间相对旋转的角度。

在本发明一实施例中，第一布风孔11均匀分布于内套管1的外侧面上，分布区域位于经一平行于内套管1中心轴线的平面沿内套管轴向将内套管剖切呈两半后任意一半，第二布风孔21均匀分布于外套管2的外侧面上，分布区域为经一平行于外套管2中心轴线的平面沿外套管2轴向将外套管2剖切呈两半后任意一半。

在本发明另一实施例中，内套管1的布风区域为其中一段，并且围绕中心轴线360度区域都设置第一布风孔11，外套管2的布风区域为贯穿外套管2轴向长度方向，且围绕其中心轴线呈一小于360度区域设置第二布风孔21，相对于上面的实施例，本实施例中能够在360方向上调整风向，调整的角度更广。

当第一布风孔11与第二布风孔21的间距完全相同时，即所述第二轴向间距等于所述第一轴向间距，所述第二周向间距等于所述第一周向间距，可以通过调整第一布风孔11与第二布风孔21重合的面积，实现风量和风速的调节。

当第一布风孔11的间距大于第二布风孔21的间距时，第一布风孔11的直径等于第二布风孔21的直径时，可以通过调整第二布风孔21与第一布风孔11重合的数量，实现风量和风速的调整；第一布风孔11的直径不等于第二布风孔21的直径时；通过调整第一布风孔11与第二布风孔21重合的面积以及第二布风孔21与第一布风孔11重合的数量，实现风量和风速的调节。

本发明提供的布风器及预氧化炉热风循环系统，安装时内套管1固定，外套管2可转动，且外套管2相对内套管1不能轴向移动，气流从内套管1的开口端进入内套管1中，经内套管1与外套管2重合的第一布风孔11和第二布风孔21出来，通过调节内套管1、外套管2的相对角度，改变出风通道(彼此重叠的第一布风孔11与第二布风孔21分布)的截面积，从而实现调节进风量的大小，调节到需要的风速之后，通过缩紧装置3将内套管1、外套管2之间的相对角度固定；相对于通过阀板调节管道流量的调节方式，本布风器各布风孔同时调节，在风量较低时，不会出现尾部布风孔流量小于头部风孔的情况，在布风宽度方向风速更加均匀；锁紧装置3可设置于炉体外，实现了在线调整工艺参数，简化了调风操作，提高了调整效率。

优选地，所述内套管1与所述外套管2之间通过旋转装置转动连接。旋转装置用于实现内套管1与外套管2之间的转动连接以及轴向移动的限定。

在本发明一实施例中，所述旋转装置包括沿所述内套管1或外套管2轴向间隔设置的两个轴承(图未示)。轴承内圈套设于内套管1上，且过盈配合；外套管2套设于轴承外圈上，也过盈配合。结构简单。

在本发明另一实施例中，参见图3，所述旋转装置包括第一凸起12、第二凸起13、第一周向凹槽22、第二周向凹槽23和轴向凹槽24：

第一凸起12、第二凸起13沿轴向间隔排列于所述内套管1的外侧面上；

第一周向凹槽22、第二周向凹槽23和轴向凹槽24均设置于所述外套管2内侧面上；第一周向凹槽22、第二周向凹槽23之间的轴向间距等于第一凸起12、第二凸起13之间的轴向间距；轴向凹槽24自所述外套管2左端沿轴向延伸至靠近所述外套管2右端设置的第二周向凹槽23；所述轴向凹槽24的宽度方向的尺寸与第一凸起12、第二凸起13的宽度方向的尺寸相适配，第一周向凹槽22、第二周向凹槽23的宽度方向的尺寸与第一凸起12、第二凸起13轴向上的尺寸相适配。

具体安装过程如下：

首先将内套管1的第一凸起12、第二凸起13正对外套管2的轴向凹槽24从其一端插入外套管2内，此时第一凸起12、第二凸起13均位于轴向凹槽24内，待第二凸起13移动到轴向凹槽24端部时，旋转内套管1，此时第一凸起12在第一周向凹槽22内移动，第二凸起13在第二周向凹槽23内移动，通过凸起与周向槽的配合从而起到轴向定位的功能，这种结构安装方便，结构简单，成本较低。

此外由于内套管1和外套管2的轴向长度较长，为了保证内外套管之间的平衡性，设置两个凸起和两个周向槽；内套管1转动的角度小于360度时，第一凸起12、第二凸起13不会与轴向凹槽24重合，起到轴向定位作用，当需要调整外套管2的转动角度时，直接旋转外套管2即可，最后通过锁紧装置3固定外套管2就完成了风量和风向调节操作。

优选地，再次参见图3，所述锁紧装置3包括丝套31和丝母32；丝套31固定在所述内套管1一端，且具有外螺纹；丝母32具有与所述外螺纹配合的内螺纹，朝向所述外套管2的端面上具有用于在外力作用下随所述丝母32动作而与所述外套管2端面抵触的制动端。

在本发明一实施例中丝套31焊接在内套管1上，本实施例中，丝套31与内套管1一体设置而成，外螺纹直接设置在内套管1上；丝母32套设于丝套31上，彼此螺纹连接，旋转丝母32使得丝母32靠近外套管2的端面，通过丝母32的端面与外套管2的端面之间的摩擦力锁紧外套管2，从而限制外套管2的转动，结构简单，易于操作，在炉体10的外部即可实现在线调节风量。

优选地，为进一步增强锁紧效果，增加摩擦力，所述制动端沿所述丝母32的端面径向延伸，所述外套管2靠近所述丝母32的端面沿径向延伸；所述制动端和/或所述外套管延伸的端面上设置有若干摩擦凸点33。凸点33的设置增加了两个接触端面之间的摩擦系数，在通过丝母32施加在外套管2上的预紧力不变的情况下，增加了丝母32与外套管2之间的摩擦力，进而增强了锁紧效果。

优选地，为进一步增加调整精度，参见图2，所述第一布风孔11的中心轴线沿所述内套管1的径向设置；所述第二布风孔21的中心轴线沿所述外套管2的径向设置；所述内套管1与所述外套管2同心设置；所述第一布风孔11的直径等于所述第二布风孔21的直径。此外，也能有效减小风阻力，减小过程损失。

优选地，所述外套管2的外侧面上具有布风区，所述第二布风孔21分布于所述布风区上，所述布风区呈矩形、弧形或螺旋形。图1和图2中的布风区呈矩形，此外，为了满足不同区域的布风要求，还可以是弧形或螺旋形。

为实现上述目的，请再次参见图1，本发明还提供一种预氧化炉热风循环系统，包括炉体10和设置在所述炉体10内的热风循环通道，所述热风循环通道内设置有至少一个所述布风器；所述布风器的内套管1固定在所述炉体10的侧墙上，并贯穿所述热风循环通道的宽度方向；且所述内套管1开口的一端位于所述炉体10外；所述布风器的外套管2与所述炉体10旋转连接；所述外套管2靠近所述锁紧装置3的一端位于所述炉体10外；所述布风器的锁紧装置3位于所述炉体10外。

布风器安装在炉体10进风端，预先在侧墙开孔，布风器支撑在开孔上，内套管1与侧墙板之间密封固定，确保气密性，通过在炉体10外分别调节进风端的若干个布风器，提高预氧化炉炉膛的风速与温度均匀性；实现了在线调整工艺参数，简化了调风操作，提高了调整效率。

优选地，所述布风器的外套管2位于所述炉体10外的部位上设置有用于操作所述外套管2转动的手柄5，所述手柄5沿所述外套管2的径向设置。握住手柄5带动外套管2转动，增加了转动力臂，操作时更为省力，手柄5还可以设置呈环形，通过径向杆固定到外套管2上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。