氧化炉的制作方法

本发明涉及一种用于氧化处理纤维、特别是用于制造碳纤维的氧化炉，包括：

a)壳体，所述壳体除了主要用于纤维的通孔之外是气体密封的；

b)处于壳体的内腔中的处理室；

c)导向辊，所述导向辊引导作为纤维毯的纤维并排地曲折状地穿过处理室，其中，纤维毯在对置的导向辊之间分别撑开一平面；

d)气体产生装置，利用所述气体产生装置能产生热工作气体，并且所述气体产生装置包括带有至少一个排气窗口的吹气装置，热工作气体能经由所述至少一个排气窗口在纤维毯的两个相邻的平面之间被吹入处理室中；

其中，

e)工作气体通过导流装置进入到处理室中。

背景技术：

在这种由市场已知的氧化炉中，吹气装置例如包括多个吹气箱，工作气体由该吹气箱进入到处理室中。排气窗口在那里通过各个吹气箱的排气壁形成，其具有多个流动通道。这些流动通道相应地定义了导流装置；工作气体的流动通过其布置和几何尺寸来影响。

在氧化炉运行的过程中，在流动通道上沉积污物，特别是形式为二氧化硅和纤维的纤维磨粒。出于这种原因，必须至少以规则的时间间隔对流动开口进行清洁，以便能重复地保持工作气体的流动。

吹气箱被固定地安装在炉子中，并且其流动通道大多难以触及。此外，纤维必须经常至少在导向辊上移动或者部分地以及完全地从处理室中去除，以便能实施充分的清洁。

总之，清洁过程由此非常浪费时间且劳动强度高，并且由此非常昂贵。

技术实现要素：

因此本发明的目的是，提供一种氧化炉，其考虑这些问题。

所述目的关于开头所述类型的氧化炉通过下述方式来实现：

f)导流装置包括带有流动通道的、能更换的导流元件，所述导流元件能以可松开和/或可移动的方式在排气窗口之前安置在吹气装置上。

根据本发明已经认识到，在此外固定安装的吹气装置中至少可以提供穿过可更换的导流元件的流动通道，为了在给定的时间进行清洁可以从处理室中去除导流元件，并且可以用未负载的导流元件进行更换。被弄脏的且被取出的导流元件然后可以在不同于处理室的另外的地点进行清洁。由此特别是取消了在炉子内部的工作。

下述情况是有利的：排气窗口基本上从第一纵向壁延伸至壳体的对置的第二纵向壁。从而可以覆盖氧化炉的整个宽度，并且优选从氧化炉的纵向侧进入。

导流元件优选能安置在保持装置中。

在实践中下述情况被证明是有利的：保持装置包括用于导流元件的导轨，所述导轨沿着排气窗口的上边缘和下边缘延伸。从而确保了即使当仅从氧化炉的纵向侧开始操纵导流元件时也可靠地引导该导流元件。

为了避免在处理室中工作，优选地设置有进入部件，通过所述进入部件能从处理室的外部触及导流元件。

在此下述情况是特别有利的：进入部件通过在壳体的纵向壁中的通孔或者通过在壳体的两个彼此对置的纵向壁中的两个彼此对置的通孔构成。上述情况能在构造方面特别简单地实施。

优选地，所述导流元件设计成长形板，通过该长形板能完全覆盖吹气装置的排气窗口。该长形板优选例如可以是钢板。在这种情况下，例如在氧化炉的仅一个纵向壁中的相应的通孔足以用于更换导流元件。

替选地或补充地，两个或更多个导流元件还能以导流模块的形式存在，所述导流模块中的两个或更多个覆盖排气窗口。它们然后例如与在氧化炉的纵向壁中的对置的通孔共同工作，从而导流模块中的分别至少一个被引导穿过相应的通孔。

同样替选地或补充地，导流元件可以通过卷绕带构成，所述卷绕带能在源辊和接纳辊之间沿着排气窗口被展开并且能运动，使得卷绕带的部段覆盖排气窗口。这种卷绕带可以被间歇性地或连续地引导经过排气窗口。

如果所述辊被布置在壳体外部，并且卷绕带被引导穿过在壳体的两个彼此对置的纵向壁中的两个彼此对置的通孔，则可以有利地操纵所述辊，而不必进入到处理室中。

有利地，可以设置有清洁装置，卷绕带在离开处理室之后被引导穿过所述清洁装置。以这种方式可以在炉子周围环境中进行清洁，并且被清洁的卷绕带必要时被再次在更直接的循环中使用。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中示出了：

图1示出了用于沿炉纵向方向制造碳纤维的氧化炉的竖直截面，包括：气体产生装置，热工作气体能利用该气体产生装置产生并且能被吹入到处理室中；以及用于使气体流均匀化的导流装置；

图2示出了透视细节截面图，其中示出了气体产生装置的吹气装置和导流装置的所属的导流元件；

图3示出了氧化炉横截面的局部，其中示出了具有根据第一实施例的导流装置的吹气装置；

图4示出了相应于图3的局部，具有根据第二实施例的导流装置；

图5示出了相应于图3和图4的局部，具有根据第三实施例的导流装置；

图6示出了类似于图3至图5的局部，具有根据第四实施例的导流装置；

图7示出了图1的截面的局部，其中，从上面示出了根据图6的导流装置；

图8示出了相应于图7的局部，具有再次变型的导流装置。

具体实施方式

首先参考图1，其示出了氧化炉的竖直截面，该氧化炉被用于制造碳纤维并且总体上用10来标注。

氧化炉10包括壳体12，该壳体通过盖壁12a和底壁12b以及两个竖直的纵向壁12c、12d来界定形成氧化炉10的内腔14的通道室，其中，在图1中仅能看到位于截面之后的纵向壁12d。

在其端部上，壳体12分别具有端壁16a、16b，其中，在端壁16a中从上向下交替地存在形式为水平的入口缝隙18和出口缝隙20的通孔，并且在端壁16b中从上向下交替地存在形式为水平的出口缝隙20和入口缝隙18的通孔，该通孔出于清晰的原因未全都具有附图标记。经由入口缝隙18和出口缝隙20，纤维22被引入到内腔14中并且又从其中引出。入口缝隙18和出口缝隙20通常形成了壳体12的用于碳纤维22的穿通区域。除了所述且下面进一步阐述的通孔之外，氧化炉10的壳体12是气密的。

内腔14本身沿纵向方向分成三个区域并且包括：第一前腔24，其直接布置在端壁16a旁；第二前腔26，其直接布置在对置的端壁16b旁；以及定位在前腔24、26之间的处理室28。

前腔24和26因此同时形成了用于使纤维22进入内腔14或者说处理室28中的进入炉口和排出炉口。

待处理的纤维22以纤维毯22a的形式平行延伸地被输送至氧化炉10的内腔14。为此，纤维22从第一导向区域30——该第一导向区域在端壁16a旁位于炉壳体12外部——经由端壁16a中的最上部的入口缝隙18进入到第一前腔24。然后，纤维22穿过处理室28并且穿过第二前腔26被引导至第二导向区域32——该第二导向区域在端壁16b旁位于炉壳体12外部——并且从那里又被引回。

总之，纤维22曲折状地通过从上向下连续的导向辊34经过处理室28，其中仅两个带有附图标记。在导向辊34之间，通过多根并排延伸的纤维22形成的纤维毯22a分别撑开一平面。纤维的延伸还可以由下向上实现，并且还能撑开多于或少于图1中示出的平面。

在整体穿过处理室28之后，纤维22在本发明的实施例中穿过端壁16a中最下面的出口缝隙20离开氧化炉10。在到达端壁16a中最上部的入口缝隙18之前并且在穿过端壁16a中最下部的出口缝隙20离开氧化炉之后，纤维22在炉壳体12外部通过其它引导辊36来引导。

处理室28在处理条件下由热工作气体38流经，该热工作气体通过气体产生装置40产生。一般来说，热工作气体38可以利用气体产生装置40产生并且被吹入处理室28中，该热工作气体在处理条件下流经处理室28。

在本实施例中存在两个对向的、分别具有分别通过箭头示出的主流动方向的热空气流38a、38b，由此处理室28在流动技术方面分成两个处理室部段28a、28b。在处理室28的中间区域中布置有吹气装置42，并且在处理室28的两个位于外部的端部区域中分别布置有抽气装置44，其分别相邻于前腔24、26。

基于抽气装置44，空气被输送到图1中在附图平面之后的导气室46中，其中，空气以在此未进一步感兴趣的方式被加工和处理，其中，特别是其温度通过未特意示出的加热设备来调节。

此外在导气室46的区域中设置有两个排出口48。下述气体体积或者说空气体积可以通过该排出口导出：该气体体积或者说空气体积要么在氧化过程中形成要么作为新鲜空气通过未特意示出的空气供应装置/进气装置进入到处理室28中，以便因此保持氧化炉10中的空气预算。还可能包含有毒成分的、排出的气体被输送至热再燃系统。在此可能重新获得的热量可以被至少用于对输送至氧化炉10的新鲜空气进行预加热。

空气分别从导气室46到达吹气装置42。该吹气装置将现在循环的且受控的空气排出到处理室28中。在纤维22曲折状地穿过处理室28期间，所述纤维现在由含氧的热空气冲刷并且同时进行氧化。

为了使工作气体38尽可能均匀地流经处理室28，工作气体通过导流装置50进入到处理室28中，对此下面还将详细探讨。导流装置50引起了，工作气体38在各个相邻的纤维毯22a之间尽可能相同地流经炉横截面，从而在不同的平面中、尤其在流动速度方面且在处理室28的温度分布方面不存在显著的差别。

在本实施例中，工作气体38被反向流动地朝向导向区域30和32排出到处理室部段28a、28b中。在其中空气流38a、38b反向地流动至各个抽气装置44，上述情况在图1中通过相应的箭头示出。总之，因此两个循环-空气回路闭合，并且氧化炉10在流动技术方面根据上述”中心-至-末端”原理来运行。然而还可以使用所有其它已知的流动原理。

吹气装置40包括多个吹气箱52，该吹气箱分别定义了吹气装置40的在流动技术方面敞开的排气窗口54，该排气窗口分别横向于炉纵向方向延伸。排气窗口54朝向与其对置的抽气装置44的方向。抽气装置44本身分别包括多个抽气箱56，该抽气箱预先给定了抽气装置54的在流动技术方面敞开的进气窗口58，该进气窗口朝向分别对置的吹气装置42。

“在流动技术方面敞开地”意味着，气体流通过每个窗口54或58可以从吹气装置40流出或者说可以流入到抽气装置44中。为此，窗口54、58例如可以设计成，在吹气箱52或者说抽气箱56中取下相应的壁。必要时，吹气箱52或者说抽气箱56的那里的壁然而还可以具有流动通道。

如在图2中可以看出，导流装置50包括带有流动通道62的导流元件60，其中，分别至少一个导流元件60被布置在吹气装置42的排气窗口54之前，即在本实施例中被布置在所属的吹气箱52的排气窗口54之前。仅一个导流元件60且其中的仅一个流动通道62具有附图标记。

至少导流装置50的流动开口62现在必须以规则的时间间隔进行清洁，以便能重复地保持工作气体38的流动。对此，开头所述的、在氧化炉10运行的过程中沉积在流动通道62上的污物被去除。

为此目的，导流元件60分别可更换地构成并且可松开地和/或可移动地在各个排气窗口54之前安置在吹气装置42上。为此，导流装置50包括保持装置64，借助该保持装置能以可松开和/或可移动的方式安置流动元件60。

工作气体38在其进入处理室28中之前流经导流元件60的流动通道62，其中，该流动通道影响工作气体38的排出方向、排出速度并且由此影响工作气体的流动压力。导流元件60的流动通道62以下述方式确定尺寸和布置：使得工作气体38在炉横截面上的总体流动均匀。流动通道62可以是相同的，但也可以在其几何形状、尺寸和布置方面不同。

在图3中示出了导流装置50的第一实施例。在那里，导流元件60设计成带有流动通道62的长形板66，该长形板如此确定尺寸，使得该长形板可以完全覆盖吹气装置40的排气窗口54。保持装置64通过用于导流元件60的成对的导轨68a、68b构成，其中，分别一个导轨68a在上边缘并且一个导轨68b在下边缘沿着吹气装置42的排气窗口54延伸；每一个导轨对68a、68b可以接纳导流元件60。在图3至图6中分别仅在最上面的吹气箱52处的导轨对68a、68b具有附图标记。

导轨68a、68b延伸穿过炉壳体12的纵向壁、在本实例中穿过炉壳体的第一纵向壁12c，在其中分别以每个吹气箱52的高度设置形式为通道缝隙70的通孔，从而导流元件60可以穿过纵向壁12c插入到导轨68a、68b中并且在所属的排气窗口54之前插入到氧化炉10的内腔14中，并且又可以被从其中取出。

一般来说，通道缝隙70是用于进入部件的实例，导流元件60可以通过该进入部件从处理室的外部进入。在未特意示出的变型例中，在纵向壁12c或12d中还可以设置门，该门延伸经过氧化炉10的所需要的高度，从而能在打开门时触及所有导流元件60。

在图3中示出了最上部的导流元件60，其处于最上部吹气箱52的排气窗口54之前的工作位置中。中间的导流元件60占据中间位置，在该中间位置中，大致插入至导轨68a、68b的一半并且在此大致覆盖排气窗口54的一半。该导流元件不仅在插入导流元件60时而且在取出导流元件时都穿过中间位置。在图3中位于下部的导流元件60从氧化炉10的内腔14中去除并且在那里可以用未被弄脏的导流元件60进行更换，该导流元件然后可以被插入到在图3中位于下部的吹气箱52的排气窗口54之前的工作位置中，被弄脏的导流元件60由此用未被弄脏的导流元件60来替换。

为了能由维护人员手动地从氧化炉10的内腔14中取出导流元件60并且又能将其插入到其内腔14中，导流元件60在一个端部上具有手柄72。在那里还设置有未特意具有附图标记的密封部件，在插入导流元件60时通过该密封部件来密封通道缝隙70，从而炉内气体不能向外逸出。

图4示出了导流装置50的第二实施例。在那里设置形式为具有流动通道62的板状导流模块74的导流元件60，其中的每两个并排覆盖排气窗口54，并且在其手柄72上同样设置又未特意具有附图标记的密封部件。在附图中且随后，导流模块称为导流模块74a和74b。通道缝隙70不仅在氧化炉10的第一纵向壁12c中而且还在与其对置的第二纵向壁12d中并且在那里以相同的高度设置。以这种方式，第一导流模块74a可以通过壳体12的第一纵向壁12c中的通道缝隙70并且第二导流模块74b可以通过壳体的第二纵向壁12d中的通道缝隙70插入，从而由导流模块74a、74b组成的对作为导流元件60覆盖吹气装置42的各个排气窗口54。导轨68a、68b如在纵向壁12c中那样也延伸穿过纵向壁12d中的通道缝隙70。

在图4中示出了在最上面的吹气箱52中的两个导流模块74a、74b，其处于吹气箱的排气窗口54之前的工作位置中，其中，两个导流模块共同形成导流元件60。导流模块74a、74b在中间的吹气箱中分别占据中间位置，其中，导流模块分别穿过通道缝隙70。在图4中下部的导流模块74a、74b被从氧化炉10的内腔14中去除并且在那里可以分别用未被弄脏的导流模块74a或74b更换，其然后可以被插入到在图4中下部的吹气箱52的排气窗口54之前的工作位置中。

图5示出了导流装置50的第三实施例，其中，导流元件60以导流模块74的形式形成，其中的两个以上的导流模块覆盖了排气窗口54。在本实施例中，为此分别需要四个板状的导流模块74，其中，仅几个导流模块74具有附图标记。多个导流模块74在运行中被周期性地更换，为此导流模块在间歇性的通过过程中从纵向壁12d朝向纵向壁12c沿导轨68a、68b移动。为此，在图5中在中间吹气箱52的情况下示出的第一变型例中在纵向壁12d的侧面上，导流模块74可以在通道缝隙70处装配并且插入到导轨68a、68b中。由此，处于纵向壁12c上的对置的端部处的导流模块74穿过那里的通道缝隙70从导轨68a、68b中被推出并且可以由维护人员取下。

在图5中在下部吹气箱52的情况下示出的第二变型例中，所有导流模块74同时利用工具76从导轨68a、68b中被推出并且成组地用未弄脏的导流模块74更换。

缝隙70在这个实施例中通过形式为可运动的活门78的密封部件来覆盖，该活门还可以设置在所有另外描述的实施例中。替代活门78还可以设置其它密封部件，其形式例如为刷密封部、薄片密封部等。这种密封部还可以设置在根据图3和图4的实施例中。还可以使用可替换的塞子。

图6和图7示出了导流装置50的第四实施例。在那里，吹气箱52的排气窗口54分别通过带有流动通道62的卷绕带82的部段80覆盖，该卷绕带因此定义了导流元件60。卷绕带82在其尺寸方面与吹气装置42的排气窗口54互补并且分别被引导穿过在炉壳体12的纵向壁12c、12d中的两个对置的通道缝隙70。因此，在纵向壁12d中的通道缝隙70分别形成了用于所属的卷绕带82的进入开口，且在对置的纵向壁12c中的通道缝隙70分别形成了引出开口。

在炉壳体12外部设置能旋转地支承的源辊84，在其上预先固定卷绕带82，并且卷绕带82由该源辊穿过处理室28朝向炉壳体12的对置侧被引导至接纳辊86，该接纳辊同样支承在壳体12外部。各个源辊84和接纳辊86的竖直旋转轴在图6中利用84a和86a标注。因此，该卷绕带82能在两个辊84、86之间沿着排气窗口54撑开和运动。

如果卷绕带82之一的流动通道62被弄脏至如此程度，使得需要更换导流元件60，则从源辊84展开卷绕带82，从而部段80从处理室28运动出并且卷到接纳辊86上。卷绕带82的后面的、干净的部段80然后定义了更换的导流元件60，该导流元件被以先前的卷绕带部段80的形式置于先前的导流元件60的位置处。

在图6中与在其上延伸的、最上部的卷绕带82相比，例如在下部卷绕带82中已经从源辊84展开了更多的卷绕带82。图7示出了该下部卷绕带82。

在这个变型例中，卷绕带82间歇性地运动。替选地，卷绕带82还可以连续地运动，只要通过流动通道62在此进行的运动未以不希望的方式影响工作气体38的流动形成。

为了使卷绕带82运动，源辊84和接纳辊86能分别以马达的方式或通过维护人员手动的方式来驱动。

如果卷绕带82已经完全从源辊84展开，则现在空的源辊84用装有干净的卷绕带82的源辊84更换，并且现在满的接纳辊86用空的接纳辊86更换。

图8示出了一种变型例，其中，卷绕带82在离开处理室28之后被引导经由炉纵向壁12d穿过清洁装置88，该清洁装置布置在通道缝隙12d和接纳辊86之间。

在此，卷绕带82通过导向辊90导向至清洁装置88。卷绕带82还可以在没有导向辊90的情况下直接进入到清洁装置88中。

在清洁装置88中，卷绕带82在连续的间歇性的通过过程中被除去污物和沉积物，从而接纳辊86在下述情况下转变成源辊84：卷绕带82完全从原本的源辊84上展开。

导流元件60在实践中由钢板制成，钢板能承受炉内气体。卷绕带82例如可以由相应柔性的弹簧钢制成。

在抽气装置44的进气窗口58处还会出现沉积物，该沉积物随着时间的推移日益限制流动路径，并且该沉积物必须以规则的间隔去除。

因此针对吹气装置42的上面的阐述按照意义还相应地适用于抽气装置44。而是在那里随着时间的推移沉积污物，该污物必须以规则的时间间隔去除。每个抽气装置44配备有抽气引导装置92，该抽气引导装置仅在图1中具有附图标记，并且工作气体经由该抽气引导装置流入到相应的抽气装置44中。在抽气装置44的其进气窗口58之前，现在能以类似的方式设置相应的可更换的流动元件，该流动元件能以给定的时间更换和清洁。

在导流装置50中还可以使用导流元件60的多种实施例，其中，在纤维毯22a的每两个平面之间使用不同的导流元件60。