一种多风道碳纤维预氧化炉的制作方法

本实用新型涉及碳纤维生产装置领域，具体是一种多风道碳纤维预氧化炉。

背景技术：

碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。

目前的碳纤维预氧化炉的工作流程可简述为丝束通过炉体两端的入口进入炉膛内。新鲜的空气和循环的热风不断反复加热后，被循环风机吹到供风管道上，此管道上有许多挡板，通过控制挡板开口间的大小来控制热风水平吹到丝束上，热风经过丝束的反应热又被循环风机的吸风口带走，如此不停地循环。氧化反应产生大量有毒气体由炉体顶部的排气管道用风机排放至焚烧炉，最终排放到大气中。氧化反应还需要有充分的氧气与丝束接触，所以排气风机要让炉内稍微是负压，保证有氧气经送新风管道进入炉腔内。

现有设备循环热风温度均匀性差，碳纤维受热不均匀，对产品明显产生氧化效果不均，产品质量不一的情况。此外，现有设备的排气还存在着净化效果差的不足，对环境影响大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多风道碳纤维预氧化炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多风道碳纤维预氧化炉，包括炉体，所述炉体的侧壁内设有环形空腔，环形空腔内设有用于对空气加热的螺旋加热管，所述炉体的内腔为炉腔，炉腔的中部安装有轴向平行的罗拉辊轴，上下相邻的两支罗拉辊轴的轴中心错开，所述炉体的顶部和底部分别设有上气体分配器和下气体分配器，所述上气体分配器的总风口上连接有上循环管，上循环管上设有循环风机，上循环管的另一端连接于炉体的顶部左侧且与环形空腔连通，所述下气体分配器的总风口上连接有下循环管，下循环管的另一端连接于炉体的底部右侧且与环形空腔连通，所述上气体分配器和下气体分配器的各支风口上均连接有输风支管，炉体顶部和炉体底部的各个输风支管的另一端均延伸至炉腔内，所述炉腔内于输风支管的端部均通过多个支杆连接设有蓄热盘，所述炉腔内于罗拉辊轴上侧和下侧均设有均风网板，所述炉体的右侧上部设有与环形空腔连通的新风管，且新风管上设有新风阀，所述炉体的左侧下部设有环形空腔连通的排气管，排气管上分别设有排气风机和排气阀，排气管的端部还设有排气净化装置。

作为本实用新型进一步的方案：所述输风支管的内壁设有螺旋纹。

作为本实用新型进一步的方案：所述蓄热盘为圆形陶瓷蓄热板，且蓄热盘的直径为输风支管内径的2倍。

作为本实用新型进一步的方案：所述蓄热盘与输风支管端部相对面为中部弧形内凹结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述支杆周向均匀设有8根，支杆的一端固定于输风支管的端部外圈，支杆的另一端固定于蓄热盘的外圈。

作为本实用新型进一步的方案：所述排气净化装置为多层HEPA和活性炭过滤网层叠而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该预氧化炉结构紧凑，通过环形空腔及其内螺旋加热管的设置，可使得炉体维持一定的温度，保温效果好，且将环形空腔作为风循环的通路，既利于多通道的输风支管作用热风于炉腔内，又利于环形空腔的温度均匀，通过输风支管内壁设置的螺旋纹可提升热风排出和进入速率，输风支管排出或进入的热风可通过蓄热盘进行蓄热，降低温度差，使得炉腔顶部和底部的温度更均匀，通过均风网板可进一步的使得碳纤维受热均匀，通过罗拉辊轴可使得纤维丝束在炉腔内俯视为网状排布，受热更均匀，从而提高产品的质量及生产效率。此外，该预氧化炉还具有良好的排气净化功能，减少对环境的影响。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中输风支管和蓄热盘部分的结构示意图。

图中：1-排气净化装置，2-排气管，3-排气风机，4-排气阀，5-螺旋加热管，6-环形空腔，7-炉腔，8-循环风机，9-上循环管，10-上气体分配器，11-输风支管，111-螺旋纹，12-支杆，13-蓄热盘，14-新风阀，15-新风管，16-炉体，17-均风网板，18-罗拉辊轴，19-下循环管，20-下气体分配器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种多风道碳纤维预氧化炉，包括炉体16，所述炉体16的侧壁内设有环形空腔6，环形空腔6内设有用于对空气加热的螺旋加热管5，所述炉体16的内腔为炉腔7，炉腔7的中部安装有轴向平行的罗拉辊轴18，上下相邻的两支罗拉辊轴18的轴中心错开，可使得纤维丝束在炉腔7内俯视为网状排布，受热更均匀，所述炉体16的顶部和底部分别设有上气体分配器10和下气体分配器20，所述上气体分配器10的总风口上连接有上循环管9，上循环管9上设有循环风机8，上循环管9的另一端连接于炉体16的顶部左侧且与环形空腔6连通，所述下气体分配器20的总风口上连接有下循环管19，下循环管19的另一端连接于炉体16的底部右侧且与环形空腔6连通，所述上气体分配器10和下气体分配器20的各支风口上均连接有输风支管11，输风支管11的内壁设有螺旋纹111，炉体16顶部和炉体16底部的各个输风支管11的另一端均延伸至炉腔7内，所述炉腔7内于输风支管11的端部均通过多个支杆12连接设有蓄热盘13，所述蓄热盘13为圆形陶瓷蓄热板，且蓄热盘13的直径为输风支管11内径的2倍，所述蓄热盘13与输风支管11端部相对面为中部弧形内凹结构，所述支杆12周向均匀设有8根，支杆12的一端固定于输风支管11的端部外圈，支杆12的另一端固定于蓄热盘13的外圈，通过支杆12对蓄热盘13进行支撑，通过蓄热盘13可起到蓄热的作用，使得炉腔7内的温度更均恒稳定，所述炉腔7内于罗拉辊轴18上侧和下侧均设有均风网板17，通过均风网板17可进一步的使得碳纤维受热均匀。

所述炉体16的右侧上部设有与环形空腔6连通的新风管15，且新风管15上设有新风阀14，所述炉体16的左侧下部设有环形空腔6连通的排气管2，排气管2上分别设有排气风机3和排气阀4，排气管2的端部还设有排气净化装置1，所述排气净化装置1为多层HEPA和活性炭过滤网层叠而成，达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的微粒去除有效率达到99.7％，其特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过，通过活性炭过滤网可有效去除异味。

本实用新型中，所述上气体分配器10和下气体分配器20本领域的常规技术手段，只需要能对气体进行均匀分配即可，不再进行结构赘述。

该预氧化炉结构紧凑，通过环形空腔6及其内螺旋加热管5的设置，可使得炉体16维持一定的温度，保温效果好，且将环形空腔6作为风循环的通路，既利于多通道的输风支管11作用热风于炉腔7内，又利于环形空腔6的温度均匀，通过输风支管11内壁设置的螺旋纹111可提升热风排出和进入速率，输风支管11排出或进入的热风可通过蓄热盘13进行蓄热，降低温度差，使得炉腔7顶部和底部的温度更均匀，通过均风网板17可进一步的使得碳纤维受热均匀；此外，通过罗拉辊轴18可使得纤维丝束在炉腔7内俯视为网状排布，受热更均匀；通过新风管15和排气管2和配合可对环形空腔6和炉腔7进行换气，以使得碳纤维的氧化反应具有充足的氧气，通过排气风机3可排出废气，通过新风管15引入新空气，且排气净化装置1具有对排气充分净化的功能，减少对环境的影响。除此之外，该预氧化炉的循环风结构上下对称，通过周期性控制循环风机8正反转可起到较好的碳纤维加工效果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。