一种PAN基碳纤维制品加工用碳化炉的制作方法

本发明涉及碳纤维生产，具体为一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉。

背景技术：

1、pan基碳纤维是一种由聚丙烯腈作为主要原料制备而成的碳纤维材料，pan是一种合成纤维，由聚合丙烯腈单体通过聚合反应制备而成，在制备碳纤维的过程中，pan纤维首先被拉伸成细丝，然后通过高温碳化和石墨化过程，将其转化为具有高强度和高模量的碳纤维。

2、碳化炉在对碳纤维碳化过程中，需要保持炉内呈无氧状态，确保纤维质量的稳定性，通常采用气氛控制系统引入惰性气体，用于创建和维持碳化过程所需的无氧环境，现有的碳化炉在运行过程中，需要将炉内的废气通过排气管向外排出，由于碳化炉的排气管将炉外环境和炉内环境连通，氧气容易从排气管渗入到碳化炉内，容易导致纤维中的碳元素被氧气氧化并脱离，从而使纤维失去一部分碳元素，降低纤维的结构强度和热稳定性。

3、所以我们提出了一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，以解决上述背景技术提出的碳化炉的排气管将炉外环境和炉内环境连通，氧气容易从排气管渗入到碳化炉内，容易导致纤维中的碳元素被氧气氧化并脱离，从而使纤维失去一部分碳元素，降低纤维的结构强度和热稳定性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，包括炉体，所述炉体的左右两侧均设有导料组件，所述炉体的左右两侧外表面均贯穿开设有料口，所述炉体的内顶部固定安装有导流罩，所述炉体的顶部靠近中间的位置固定安装有出气管，所述炉体的顶部靠近右侧的位置固定安装有水箱，所述出气管的外表面贯穿水箱的顶部并延伸至内部，所述炉体的顶部靠近左侧的位置固定安装有水罐，所述水罐的顶部靠近边缘的位置设置有注水口，所述水罐的顶部靠近后侧的位置固定安装有过滤仓，所述过滤仓的内部对称设置有两组限位槽，其中一个所述限位槽的内部嵌设有网格过滤层，其中另一个所述限位槽的内部嵌设有活性炭过滤层。

3、优选的，两个所述导料组件均包括壳体，所述壳体固定安装在炉体的外表面，所述壳体的前后两侧均对称固定连接有支撑块，所述支撑块的外表面贯穿设置有螺纹柱，所述螺纹柱的顶端固定连接有转柄。

4、优选的，所述壳体的前后两侧外表面均对称开设有滑槽，所述螺纹柱的外表面螺纹连接有滑动块，所述滑动块的一侧外表面固定连接有连接套，所述连接套滑动设置在滑槽的内部。

5、优选的，所述壳体的内部对称设置有上导料辊，所述上导料辊的轴承端转动设置在连接套的内部，所述上导料辊的外表面设置有第一c形板，两个所述第一c形板的外表面对称固定连接有l形支板，所述l形支板的顶部排列固定安装有多个弹簧，所述弹簧的顶端和壳体的内顶部固定连接，两个所述l形支板的相对侧外表面之间紧密贴合有第一固定板，所述第一固定板的顶部和壳体的内顶部固定连接，所述壳体的内壁之间位于上导料辊的下方通过轴承转动连接有下导料辊，所述下导料辊的外表面设置有第二c形板，所述第二c形板的外表面固定连接有第二固定板，所述第二固定板的底部固定安装在壳体的内底部。

6、优选的，所述炉体的内壁对称固定连接有框架，所述框架的内壁之间设置有多个加热棒。

7、优选的，其中一个所述壳体的顶部开设有槽口，其中一个所述壳体的顶部固定安装有制冷机，所述制冷机的外表面贯穿槽口的内部并延伸至另一侧。

8、优选的，所述水箱的顶部靠近后侧的位置设置有加水口，所述水箱的顶部靠近前侧的位置设置有第一承接气管，所述第一承接气管的一端贯穿水罐的外表面并延伸至内部，所述第一承接气管的一端连通有螺旋气管，所述螺旋气管的一端连通有第二承接气管，所述第二承接气管的一端贯穿水罐的内顶部，并且和过滤仓相连通。

9、优选的，所述过滤仓的左表面设置有排气管，所述过滤仓的顶部通过螺栓固定连接有盖板，所述盖板的顶部固定安装有把手。

10、优选的，所述炉体的顶部位于水罐左侧的位置固定安装有气氛发生器，所述气氛发生器的出气端连通有第一连接管，所述第一连接管的外部配套设置有电磁开关，所述第一连接管的一端贯穿水罐的外表面并延伸至内部，所述第一连接管的一端连通有螺旋进气管，所述螺旋进气管的一端连通有第二连接管，所述第二连接管的一端贯穿水罐的内壁并延伸至外部，所述第二连接管的一端连通有u形管，所述u形管的外表面对称设置有两个支管，所述支管的外表面贯穿炉体的外表面并延伸至内部，所述支管的一端连通有第三连接管，所述第三连接管的外表面排列开设有多个出气孔。

11、优选的，所述炉体的前表面靠近右侧的位置配套设置有控制柜，所述炉体的前表面靠近中间的位置配套设置有气氛检测器，所述气氛检测器的检测端贯穿炉体的前表面并延伸至内部，所述炉体的前表面位于气氛检测器下方的位置配套设置有温度传感器，温度传感器的检测端贯穿炉体的前表面并延伸至内部。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、碳化过程中产生的废气在炉体内向上漂浮并通过导流罩的引导进入至出气管内，从而进入到水箱内，当废气在通过出气管进入到水箱内时，由于水箱内注有水，并且水位高于出气管末端的管口，从而隔绝了出气管内部与外部的气体流通提高了对炉体内环境的密闭效果，废气进入到过滤仓内时，通过网格过滤层可以将废气中的颗粒物拦截和捕获，减少颗粒物的排放，活性炭过滤层可以有效地去除废气中的挥发性有机物等有害物质。

14、2、当废气在通过螺旋气管时，可以和水罐内的水进行热交换，从而将水进行升温，当气氛通过螺旋进气管时，水又将螺旋进气管内的气氛进行加热，加热气氛有助于控制碳化炉内的温度和气氛成分，以确保碳化过程的稳定性和纤维质量的一致性，同时，废气中的热能得到了充分利用，更加节能环保。

15、3、在螺纹柱的作用下，导料辊和下导料辊保持较小的极限间距，在壳体内部两组的上导料辊和下导料辊区域之间形成一个相对封闭的缓冲区域，可以有效的降低外部氧气进入到壳体的内部，从而极大减缓氧气从料口进入炉体的内部，提高了炉体内的密闭条件，进而提升了纤维的碳化质量，在弹簧产生向下的推力作用下，将第一c形板和上导料辊相抵，并通过l形支板和第一固定板之间的相互配合，从而填补了上导料辊和壳体之间的缝隙，同时，第二c形板和下导料辊相抵，可以填补下导料辊和壳体之间的缝隙，从而提高了壳体内部的密闭效果。

技术特征：

1.一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，包括炉体(1)，其特征在于：所述炉体(1)的左右两侧均设有导料组件(2)，所述炉体(1)的左右两侧外表面均贯穿开设有料口(16)，所述炉体(1)的内顶部固定安装有导流罩(17)，所述炉体(1)的顶部靠近中间的位置固定安装有出气管(42)，所述炉体(1)的顶部靠近右侧的位置固定安装有水箱(4)，所述出气管(42)的外表面贯穿水箱(4)的顶部并延伸至内部，所述炉体(1)的顶部靠近左侧的位置固定安装有水罐(3)，所述水罐(3)的顶部靠近边缘的位置设置有注水口(31)，所述水罐(3)的顶部靠近后侧的位置固定安装有过滤仓(53)，所述过滤仓(53)的内部对称设置有两组限位槽(54)，其中一个所述限位槽(54)的内部嵌设有网格过滤层(56)，其中另一个所述限位槽(54)的内部嵌设有活性炭过滤层(55)。

2.根据权利要求1所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：两个所述导料组件(2)均包括壳体(201)，所述壳体(201)固定安装在炉体(1)的外表面，所述壳体(201)的前后两侧均对称固定连接有支撑块(202)，所述支撑块(202)的外表面贯穿设置有螺纹柱(203)，所述螺纹柱(203)的顶端固定连接有转柄(204)。

3.根据权利要求2所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述壳体(201)的前后两侧外表面均对称开设有滑槽(207)，所述螺纹柱(203)的外表面螺纹连接有滑动块(205)，所述滑动块(205)的一侧外表面固定连接有连接套(206)，所述连接套(206)滑动设置在滑槽(207)的内部。

4.根据权利要求2所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述壳体(201)的内部对称设置有上导料辊(208)，所述上导料辊(208)的轴承端转动设置在连接套(206)的内部，所述上导料辊(208)的外表面设置有第一c形板(209)，两个所述第一c形板(209)的外表面对称固定连接有l形支板(210)，所述l形支板(210)的顶部排列固定安装有多个弹簧(211)，所述弹簧(211)的顶端和壳体(201)的内顶部固定连接，两个所述l形支板(210)的相对侧外表面之间紧密贴合有第一固定板(212)，所述第一固定板(212)的顶部和壳体(201)的内顶部固定连接，所述壳体(201)的内壁之间位于上导料辊(208)的下方通过轴承转动连接有下导料辊(213)，所述下导料辊(213)的外表面设置有第二c形板(214)，所述第二c形板(214)的外表面固定连接有第二固定板(215)，所述第二固定板(215)的底部固定安装在壳体(201)的内底部。

5.根据权利要求1所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述炉体(1)的内壁对称固定连接有框架(14)，所述框架(14)的内壁之间设置有多个加热棒(15)。

6.根据权利要求2所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：其中一个所述壳体(201)的顶部开设有槽口(216)，其中一个所述壳体(201)的顶部固定安装有制冷机(7)，所述制冷机(7)的外表面贯穿槽口(216)的内部并延伸至另一侧。

7.根据权利要求1所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述水箱(4)的顶部靠近后侧的位置设置有加水口(41)，所述水箱(4)的顶部靠近前侧的位置设置有第一承接气管(5)，所述第一承接气管(5)的一端贯穿水罐(3)的外表面并延伸至内部，所述第一承接气管(5)的一端连通有螺旋气管(51)，所述螺旋气管(51)的一端连通有第二承接气管(52)，所述第二承接气管(52)的一端贯穿水罐(3)的内顶部，并且和过滤仓(53)相连通。

8.根据权利要求1所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述过滤仓(53)的左表面设置有排气管(59)，所述过滤仓(53)的顶部通过螺栓固定连接有盖板(57)，所述盖板(57)的顶部固定安装有把手(58)。

9.根据权利要求1所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述炉体(1)的顶部位于水罐(3)左侧的位置固定安装有气氛发生器(6)，所述气氛发生器(6)的出气端连通有第一连接管(61)，所述第一连接管(61)的外部配套设置有电磁开关(62)，所述第一连接管(61)的一端贯穿水罐(3)的外表面并延伸至内部，所述第一连接管(61)的一端连通有螺旋进气管(63)，所述螺旋进气管(63)的一端连通有第二连接管(64)，所述第二连接管(64)的一端贯穿水罐(3)的内壁并延伸至外部，所述第二连接管(64)的一端连通有u形管(65)，所述u形管(65)的外表面对称设置有两个支管(66)，所述支管(66)的外表面贯穿炉体(1)的外表面并延伸至内部，所述支管(66)的一端连通有第三连接管(67)，所述第三连接管(67)的外表面排列开设有多个出气孔(68)。

10.根据权利要求1所述的一种pan基碳纤维制品加工用碳化炉，其特征在于：所述炉体(1)的前表面靠近右侧的位置配套设置有控制柜(11)，所述炉体(1)的前表面靠近中间的位置配套设置有气氛检测器(12)，所述气氛检测器(12)的检测端贯穿炉体(1)的前表面并延伸至内部，所述炉体(1)的前表面位于气氛检测器(12)下方的位置配套设置有温度传感器(13)，温度传感器(13)的检测端贯穿炉体(1)的前表面并延伸至内部。

技术总结
本发明公开了一种PAN基碳纤维制品加工用碳化炉，涉及碳纤维生产技术领域，包括炉体，所述炉体的左右两侧均设有导料组件，所述炉体的左右两侧外表面均贯穿开设有料口。该一种PAN基碳纤维制品加工用碳化炉，碳化过程中产生的废气在炉体内向上漂浮并通过导流罩的引导进入至出气管内，从而进入到水箱内，当废气在通过出气管进入到水箱内时，由于水箱内注有水，并且水位高于出气管末端的管口，从而隔绝了出气管内部与外部的气体流通提高了对炉体内环境的密闭效果，废气进入到过滤仓内时，通过网格过滤层可以将废气中的颗粒物拦截和捕获，减少颗粒物的排放，活性炭过滤层可以有效地去除废气中的挥发性有机物等有害物质。

技术研发人员：王芬,刘亮,金亮,时向利,邵佶,顾阿敏
受保护的技术使用者：中复神鹰碳纤维股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22