一种高温碳化炉炉膛气氛稳压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及了一种气氛稳压装置，尤其涉及一种高温碳化炉炉膛气氛稳压装置。
【背景技术】
[0002]近日来，高温碳化炉的应用越来越广泛的应用于化工领域。碳纤维生产过程中，高温碳化区气氛的稳定性直接影响到纤维的性能指标、炉温稳定性和石墨材质的安全性，只有合理的控制高温碳化区的气氛稳定性才能制成高性能的碳纤维，确保产品性能的稳定性和高温碳化炉的使用安全。气氛的稳定最直接的就是炉膛压力的反应，炉膛压力恒定则气氛也就稳定。
[0003]然而目前碳纤维生产过程中，对于高温碳化区气氛的控制技术特征:仅为通过流量计控制氮气的流量和废气风机的频率实现气氛达到一定的平衡，但当进气量或是排气量发生改变，炉内气氛场便无法稳定，从而一定程度上影响了纤维的性能指标和炉膛石墨材质的使用安全性。
[0004]例如参见图1，如公开号为CN200920064921.9的专利申请所示的高温碳化炉，包含炉头11、炉壳12，它是一种隧道型、舟皿推进式结构，其中，炉头11装在炉壳12的一端，炉壳12里面装有保温体13，保温体13内周边装有发热体14、17、18，分三组也可以任意组，通常在15组以内，炉膛管15处于中央横穿保温体13和炉壳12，装料舟皿16 —个挨一个串接位于炉膛管15里面，炉尾19装在炉壳12的另一端，装料舟皿16 —个挨一个串接位于炉膛管15里面，从炉头11推进入炉膛管15再从炉尾19推出。它的发热体分布在炉膛管的外面，保温体的里面，且可以分多个区独立控制加热。
[0005]又，参考图2，如公开号为CN201120156355.19的专利申请所示的高温碳化炉，包括:炉壁2102、炉胆2104、气体冷却装置2106、第一测温装置2110和第二测温装置2112。炉壁2102形成封闭的外腔2120，炉壁2102上开有气体入口 2122和气体出口 2124。该高温碳化炉是气冷设计，因此气体入口 2122和气体出口 2124的作用是进行气体的流通，实现冷却。在一个实施例中，气体入口 2122和气体出口 2124都安装有气体密封装置。本实用新型的高温碳化炉使用惰性气体或者氮气来作为冷却气体，惰性气体或者氮气同时也作为保护气体使用。
[0006]更进一步地，参照图3，如公开号为CN200820035545.6的专利申请所示的高温碳化炉炉膛，采用一个整体的炉膛外壳31，在炉膛内沿宽度方向设置若干个0.5m-1m宽的窄幅炉膛32。相邻炉膛32之间通过支撑墙33分隔。所述整体的炉膛外壳I采用碳化硅等耐高温、高导热系数的材料制作。
[0007]上述的三个本经技术文件中，均没有对炉膛气氛压力恒定控制进行任何提及。本高温碳化炉炉膛气氛稳压装置通过合理设计，实现在使用过程中对高温碳化炉炉膛气氛压力的稳定控制，确保了气氛的稳定性。【实用新型内容】
[0008]为达到上述目的，本申请提供了一种高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，在所述高温碳化炉炉的进气管线上开设一旁路管线与所述进气管线连通，所述气氛稳压装置包括:
[0009]压力传感器，设置在所述高温碳化炉炉膛内，用于测试所述高温碳化炉炉膛内的气压并产生一压力信号；
[0010]压力变送器，连接所述压力传感器，用于将所述压力信号转变为压力电信号；
[0011]DCS系统，连接所述压力变送器，用于接收所述压力变送器的压力电信号；
[0012]继电器，连接所述DCS系统并接收所述DCS系统传送的控制信号；
[0013]电磁阀，设置在所述旁路管线上，连接所述继电器，所述继电器根据所述DCS系统传送的控制信号控制所述电磁阀的开关，从而控制所述旁路管道的氮气，进而调节所述高温碳化炉炉膛内的气压。
[0014]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，该压力变送器的测量范围所对应输出4?20mA电流。
[0015]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，该压力变送器安置于该高温碳化炉的侧壁上。
[0016]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，该DCS系统和该继电器形成闭环控制，该DCS系统的显示画面实时显示该高温碳化炉炉膛内的气压及该电磁阀的开闭状态。
[0017]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，该压力变送器为一微压差压力变送器。
[0018]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，进一步包含报警装置，当该压力变送器检测到该高温碳化炉炉膛气氛压力值小于该第一预设值时或当该压力变送器检测到该高温碳化炉炉膛气氛压力值大于该第二预设值时发出报警信息。
[0019]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，该第一预设值为20mbar，该第二预设值为25mbar。
[0020]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，该电磁阀采用外置24V直流电源。
[0021]上述的高温碳化炉炉膛气氛稳压装置，所述进气管线上设有一总阀。
[0022]本实用新型目的在于通过合理设计，利用压力传感器、电磁阀通过一定的控制模式实现在使用过程中对高温碳化炉炉膛压力的控制。
[0023]本实用新型通过DCS发出两个信号分别通过继电器控制回路控制阀门开关，该阀门控制该高纯氮气进炉膛氮气管线的开关，将炉膛压力控制在20mbar-25mbar，当压力低于20mbar,阀门打开；当压力高于25mbar，阀门闭合，从而实现炉膛压差的控制。
[0024]与现有技术相比，本实用新型有益效果为:
[0025]1、采用高温碳化区气氛的稳压装置，使得炉膛气氛稳定，炉膛压力控制在20mbar-25mbar,碳纤维结构形成的环境稳定,形成碳纤维的性能更加稳定。
[0026]2、本实用新型能够很好的对炉膛压差的监测和控制，避免了压力过低，炉膛形成负压，空气侵入造成炉膛石墨材质的损害，提高了高温碳化炉使用安全性。
[0027]3、与为了保护石墨材质而通入过饱和惰性气体方式相比，本实用新型可以降低惰性气体使用量达5%以上。
【附图说明】
[0028]图1-图3为；现有技术中高温碳化炉示意图；
[0029]图4为高温碳化炉炉膛气氛稳压装置工作流程示意图；
[0030]图5为电磁阀实现开启和关闭的回路控制图。
[0031]其中，附图标记:
[0032]炉头11炉壳12
[0033]保温体13发热体14
[0034]炉膛管15装料舟皿16
[0035]炉尾19
[0036]炉壁2102炉胆 2104
[0037]气体冷却装置2106第一测温装置2110
[0038]第二测温装置2112外腔2120
[0039]气