一种碳纤维的制造系统的制作方法

1.本发明属于碳纤维制造技术领域，尤其涉及一种碳纤维的制造系统。


背景技术：

2.碳纤维与其他纤维相比具有优异的比强度和比模量，利用其轻量性和优异的机械特性，可作为与树脂复合化的增强纤维等而在工业上广泛应用。
3.公开号为cn104246030b的一项中国专利公开了碳纤维制造方法，包括准备包含碳化合物与催化剂或催化剂的前体的原料液、以及具有被加热至900～1300℃的高温区域的反应器。将原料液导入反应器内，生成由含有碳源的气体与分散在该气体中的催化剂微粒子构成的混合物。然后，将载气呈脉冲状地导入反应器内，以将混合物挤出至高温区域。然后，在高温区域中，使混合物中所含的碳源与催化剂微粒子接触以使初始纤维成长，随后在滞留有载气的环境下使碳纤维成长。
4.但上述技术的碳纤维制造方法中，通过将原料液与载气先后呈脉冲状的导入反应管中，能够高效地制造沿长度方向及半径方向充分成长的碳纤维，但该方法中需要分别设置用于控制原料液与载气的阻断结构与控制设备，同时对原料液与载气的导入时间间隔要求较为严格，且由于原料液与载气的导入存在先后顺序，也会降低碳纤维的整体加工效率。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种碳纤维的制造系统，包括反应管；所述反应管的底端设置有排气口，所述反应管的外部套设有电炉，所述反应管的内部顶端设置有过滤器，所述反应管的顶端设置有圆柱状的进料壳，所述进料壳的中部顶端安装有第一电机，所述第一电机的输出端连接有延伸进料壳内部的转轴，所述转轴的底端连接有圆柱状的转柱，所述转柱的侧壁与进料壳的内壁相贴合，所述进料壳外部的侧壁上竖直排列的设置有一对进料管，且位于顶端的进料管用于载气的输送，位于底端的进料管用于原料液的输送，所述进料壳侧壁上开设有与进料管相连通的进料口，所述转柱与两进料口相对应的侧壁位置处分别开设有输送槽，且顶部输送槽的出气端与底部输送槽的进气端相连通，同时底部输送槽的出气端与反应管的顶端相连通；公开号为cn104246030b的碳纤维制造方法中，通过将原料液与载气先后呈脉冲状的导入反应管中，能够高效地制造沿长度方向及半径方向充分成长的碳纤维，但该方法中需要分别设置用于控制原料液与载气的阻断结构与控制设备，同时对原料液与载气的导入时间间隔要求较为严格，且由于原料液与载气的导入存在先后顺序，也会降低碳纤维的整体加工效率；本发明的碳纤维制造系统在工作时，第一电机通过转轴带动转柱在进料壳中转动，当转柱上的两输送槽端口运动至进料口位置时，此时两进料管处于打开状态，从而能够使原料液与载气能够通过输送槽同时导入反应管内部，当两输送槽端口远离进料口位置时，此时转柱侧壁能够对进料口进行封堵，从而能够使两进料管处于关闭状态，进而能够使原料液与载气呈
脉冲式的导入反应管中，并能提高碳纤维的加工质量，同时上述结构也能同时控制两进料管的开闭，无需设置多个阻断结构与控制设备，且由于原料液与载气同时从打开的进料管导入，减少两者之间的导入间隔，提高碳纤维的加工效率，且位于顶部输送槽中的载气，在导入时能够率先流入底部输送槽中，并能促进底部输送槽中原料液的流动，从而进一步提高原料液被快速挤出至高温区域，并与高温的过滤网接触后蒸发与热分解的效率，从而也能进一步提高碳纤维的生成效率。
7.优选的，位于底部的输送槽设置成弧形状，且其出气端位于反应管的顶端中部；通过设置输送槽的出料位置，使原料液与载气能够从反应管的轴心位置开始下落，最大化的使原料液和载气与反应管各个内壁保持均匀的距离，减少原料液与载气在转柱的作用下从流出处，因产生径向的离心力，而发生偏移后提前与反应管内壁相接触的情况，提高了碳纤维在加工时的稳定性。
8.优选的，位于顶部的输送槽进气端的宽度，大于底部输送槽进气端的宽度；通过设置上下两输送槽端口的宽度，使得用于载气输送的输送槽与进料管能够更长时间的连通，从而能够更持久的向输送原料液的输送槽导入，促进其内部原料液的充分排出。
9.优选的，所述过滤器由球形状的滤网材料组成，所述过滤器的侧壁与反应管的内壁相贴合；通过设置过滤器的结构，能够增大过滤器与原料液的接触面积与接触频率，使得一部分原料液从过滤器顶部穿过后，即使未被充分蒸发与热分解，也能在运动至过滤器底端后被分解，从而能够使原料充分反应。
10.优选的，所述电炉一侧与过滤器中部相对应的位置处设置有第二电机，所述第二电机的输出端通过转杆连接过滤器，且所述转杆贯穿过滤器内部并与反应管侧壁转动相连；当原料液导入反应管后，第二电机通过转杆带动过滤器进行旋转，一方面，过滤器能够将下落的原料液进行打散，并更大面积的分散在过滤器表面，促进原料液的蒸发，同时一部分原料液能够继续下落后流入转杆侧壁处，并在转杆的作用下向四周甩散至过滤器内表面，进一步促进原料液的蒸发与分解。
11.优选的，所述进料管靠近进料壳的一端内部设置有安装套，所述安装套内部设置有漏斗形腔，所述漏斗形腔远离进料壳的一端设置有活动的封堵球，所述封堵球与漏斗形腔的内壁之间连接有弹性绳，所述输送槽的进气端所对应的转柱侧壁处镶嵌安装有磁性块，所述封堵球由磁性材料制成，并能与靠近的磁性块相排斥；当输送槽远离进料管时，此时封堵球在弹性绳的拉力下紧贴漏斗形腔内壁，并能对漏斗形腔进行封堵，从而减少物料从进料管向进料壳中泄露的情况，当输送槽运动至进料管位置时，此时磁性块能够对封堵球进行排斥，使得封堵球向远离进料壳的一端运动，从而使得封堵球不再对漏斗形腔进行封堵，使得进料管中的物料能够有效的导出。
12.优选的，所述漏斗形腔与封堵球相贴合的侧壁位置处开设有凹槽，所述封堵球与凹槽相对应的位置处连接有密封囊，所述封堵球远离进料壳的一端开设有与密封囊相连通的导通槽；当封堵球在弹性绳的拉力下对漏斗形腔进行封堵时，进料管中物料能够穿过导通槽流入密封囊中，由于物料自身具有一定的压力，使得密封囊在充料鼓起后填充在凹槽内部，从而加强了漏斗形腔的封堵效果。
13.优选的，所述密封槽远离封堵球的一端开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有滑块，所述滑块与滑槽远离封堵球的一端通过弹性件相连，所述滑块由磁性材料制成，且所述
滑块能够与靠近的磁性块相排斥；当输送槽运动至进料管处时，此时磁性块对滑块施加的排斥力，使得滑块向凹槽内部滑动，并能将位于凹槽中的密封囊挤出，同时封堵球与滑块靠近的一端也呈异性相吸的状态，使得封堵球在远离进料壳时，能够通过对滑块的吸引，进一步促进滑块将密封囊从凹槽中压出，从而使得密封囊与凹槽顺利脱离后，供进料管中的物料稳定流出。
14.本发明的有益效果如下：
15.1.本发明提供的一种碳纤维的制造系统，能够使原料液与载气呈脉冲式的导入反应管中，提高碳纤维的加工质量，同时也能同时控制两进料管的开闭，无需设置多个阻断结构与控制设备，且位于顶部输送槽中的载气，在导入时能够率先流入底部输送槽中，并能促进底部输送槽中原料液的流动，从而进一步提高原料液被快速挤出至高温区域，并与高温的过滤网接触后蒸发与热分解的效率，进一步提高碳纤维的生成效率。
16.2.本发明提供的一种碳纤维的制造系统，当原料液导入反应管后，第二电机通过转杆带动过滤器进行旋转，一方面，过滤器能够将下落的原料液进行打散，并更大面积的分散在过滤器表面，促进原料液的蒸发，同时一部分原料液能够继续下落后流入转杆侧壁处，并在转杆的作用下向四周甩散至过滤器内表面，进一步促进原料液的蒸发与分解。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.图1是本发明的立体示意图；
20.图2是本发明的剖视图；
21.图3是图2中a处的放大图；
22.图4是本发明中转柱的主视图；
23.图5是本发明的局部结构示意图；
24.图6是图5中b处的放大图；
25.图中：反应管1、排气口2、电炉3、过滤器4、进料壳5、第一电机6、转柱7、进料管8、进料口9、输送槽10、第二电机11、转杆12、安装套13、漏斗形腔14、封堵球15、弹性绳16、磁性块17、凹槽18、密封囊19、导通槽20、滑槽21、滑块22、弹性件23。
具体实施方式
26.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.请参阅图1-图3所示，本发明实施例所述的一种碳纤维的制造系统，包括反应管1；
所述反应管1的底端设置有排气口2，所述反应管1的外部套设有电炉3，所述反应管1的内部顶端设置有过滤器4，所述反应管1的顶端设置有圆柱状的进料壳5，所述进料壳5的中部顶端安装有第一电机6，所述第一电机6的输出端连接有延伸进料壳5内部的转轴，所述转轴的底端连接有圆柱状的转柱7，所述转柱7的侧壁与进料壳5的内壁相贴合，所述进料壳5外部的侧壁上竖直排列的设置有一对进料管8，且位于顶端的进料管8用于载气的输送，位于底端的进料管8用于原料液的输送，所述进料壳5侧壁上开设有与进料管8相连通的进料口9，所述转柱7与两进料口9相对应的侧壁位置处分别开设有输送槽10，且顶部输送槽10的出气端与底部输送槽10的进气端相连通，同时底部输送槽10的出气端与反应管1的顶端相连通；公开号为cn104246030b的碳纤维制造方法中，通过将原料液与载气先后呈脉冲状的导入反应管1中，能够高效地制造沿长度方向及半径方向充分成长的碳纤维，但该方法中需要分别设置用于控制原料液与载气的阻断结构与控制设备，同时对原料液与载气的导入时间间隔要求较为严格，且由于原料液与载气的导入存在先后顺序，也会降低碳纤维的整体加工效率；本发明的碳纤维制造系统在工作时，第一电机6通过转轴带动转柱7在进料壳5中转动，当转柱7上的两输送槽10端口运动至进料口9位置时，此时两进料管8处于打开状态，从而能够使原料液与载气能够通过输送槽10同时导入反应管1内部，当两输送槽10端口远离进料口9位置时，此时转柱7侧壁能够对进料口9进行封堵，从而能够使两进料管8处于关闭状态，进而能够使原料液与载气呈脉冲式的导入反应管1中，并能提高碳纤维的加工质量，同时上述结构也能同时控制两进料管8的开闭，无需设置多个阻断结构与控制设备，且由于原料液与载气同时从打开的进料管8导入，减少两者之间的导入间隔，提高碳纤维的加工效率，且位于顶部输送槽10中的载气，在导入时能够率先流入底部输送槽10中，并能促进底部输送槽10中原料液的流动，从而进一步提高原料液被快速挤出至高温区域，并与高温的过滤网接触后蒸发与热分解的效率，从而也能进一步提高碳纤维的生成效率。
29.位于底部的输送槽10设置成弧形状，且其出气端位于反应管1的顶端中部；通过设置输送槽10的出料位置，使原料液与载气能够从反应管1的轴心位置开始下落，最大化的使原料液和载气与反应管1各个内壁保持均匀的距离，减少原料液与载气在转柱7的作用下从流出处，因产生径向的离心力，而发生偏移后提前与反应管1内壁相接触的情况，提高了碳纤维在加工时的稳定性。
30.如图4所示，位于顶部的输送槽10进气端的宽度，大于底部输送槽10进气端的宽度；通过设置上下两输送槽10端口的宽度，使得用于载气输送的输送槽10与进料管8能够更长时间的连通，从而能够更持久的向输送原料液的输送槽10导入，促进其内部原料液的充分排出。
31.如图1-图2所示，所述过滤器4由球形状的滤网材料组成，所述过滤器4的侧壁与反应管1的内壁相贴合；通过设置过滤器4的结构，能够增大过滤器4与原料液的接触面积与接触频率，使得一部分原料液从过滤器4顶部穿过后，即使未被充分蒸发与热分解，也能在运动至过滤器4底端后被分解，从而能够使原料充分反应。
32.所述电炉3一侧与过滤器4中部相对应的位置处设置有第二电机11，所述第二电机11的输出端通过转杆12连接过滤器4，且所述转杆12贯穿过滤器4内部并与反应管1侧壁转动相连；当原料液导入反应管1后，第二电机11通过转杆12带动过滤器4进行旋转，一方面，过滤器4能够将下落的原料液进行打散，并更大面积的分散在过滤器4表面，促进原料液的
蒸发，同时一部分原料液能够继续下落后流入转杆12侧壁处，并在转杆12的作用下向四周甩散至过滤器4内表面，进一步促进原料液的蒸发与分解。
33.实施例二：
34.如图2-图6所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述进料管8靠近进料壳5的一端内部设置有安装套13，所述安装套13内部设置有漏斗形腔14，所述漏斗形腔14远离进料壳5的一端设置有活动的封堵球15，所述封堵球15与漏斗形腔14的内壁之间连接有弹性绳16，所述输送槽10的进气端所对应的转柱7侧壁处镶嵌安装有磁性块17，所述封堵球15由磁性材料制成，并能与靠近的磁性块17相排斥；当输送槽10远离进料管8时，此时封堵球15在弹性绳16的拉力下紧贴漏斗形腔14内壁，并能对漏斗形腔14进行封堵，从而减少物料从进料管8向进料壳5中泄露的情况，当输送槽10运动至进料管8位置时，此时磁性块17能够对封堵球15进行排斥，使得封堵球15向远离进料壳5的一端运动，从而使得封堵球15不再对漏斗形腔14进行封堵，使得进料管8中的物料能够有效的导出。
35.所述漏斗形腔14与封堵球15相贴合的侧壁位置处开设有凹槽18，所述封堵球15与凹槽18相对应的位置处连接有密封囊19，所述封堵球15远离进料壳5的一端开设有与密封囊19相连通的导通槽20；当封堵球15在弹性绳16的拉力下对漏斗形腔14进行封堵时，进料管8中物料能够穿过导通槽20流入密封囊19中，由于物料自身具有一定的压力，使得密封囊19在充料鼓起后填充在凹槽18内部，从而加强了漏斗形腔14的封堵效果。
36.所述密封槽远离封堵球15的一端开设有滑槽21，所述滑槽21内部滑动连接有滑块22，所述滑块22与滑槽21远离封堵球15的一端通过弹性件23相连，所述滑块22由磁性材料制成，且所述滑块22能够与靠近的磁性块17相排斥；当输送槽10运动至进料管8处时，此时磁性块17对滑块22施加的排斥力，使得滑块22向凹槽18内部滑动，并能将位于凹槽18中的密封囊19挤出，同时封堵球15与滑块22靠近的一端也呈异性相吸的状态，使得封堵球15在远离进料壳5时，能够通过对滑块22的吸引，进一步促进滑块22将密封囊19从凹槽18中压出，从而使得密封囊19与凹槽18顺利脱离后，供进料管8中的物料稳定流出。
37.工作原理：本发明的碳纤维制造系统在工作时，第一电机6通过转轴带动转柱7在进料壳5中转动，当转柱7上的两输送槽10端口运动至进料口9位置时，此时两进料管8处于打开状态，从而能够使原料液与载气能够通过输送槽10同时导入反应管1内部，当两输送槽10端口远离进料口9位置时，此时转柱7侧壁能够对进料口9进行封堵，从而能够使两进料管8处于关闭状态，进而能够使原料液与载气呈脉冲式的导入反应管1中，并能提高碳纤维的加工质量，同时上述结构也能同时控制两进料管8的开闭，无需设置多个阻断结构与控制设备，且由于原料液与载气同时从打开的进料管8导入，减少两者之间的导入间隔，提高碳纤维的加工效率，且位于顶部输送槽10中的载气，在导入时能够率先流入底部输送槽10中，并能促进底部输送槽10中原料液的流动，从而进一步提高原料液被快速挤出至高温区域，并与高温的过滤网接触后蒸发与热分解的效率，从而也能进一步提高碳纤维的生成效率；通过设置输送槽10的出料位置，使原料液与载气能够从反应管1的轴心位置开始下落，最大化的使原料液和载气与反应管1各个内壁保持均匀的距离，减少原料液与载气在转柱7的作用下从流出处，因产生径向的离心力，而发生偏移后提前与反应管1内壁相接触的情况，提高了碳纤维在加工时的稳定性；通过设置上下两输送槽10端口的宽度，使得用于载气输送的输送槽10与进料管8能够更长时间的连通，从而能够更持久的向输送原料液的输送槽10导
入，促进其内部原料液的充分排出；通过设置过滤器4的结构，能够增大过滤器4与原料液的接触面积与接触频率，使得一部分原料液从过滤器4顶部穿过后，即使未被充分蒸发与热分解，也能在运动至过滤器4底端后被分解，从而能够使原料充分反应；当原料液导入反应管1后，第二电机11通过转杆12带动过滤器4进行旋转，一方面，过滤器4能够将下落的原料液进行打散，并更大面积的分散在过滤器4表面，促进原料液的蒸发，同时一部分原料液能够继续下落后流入转杆12侧壁处，并在转杆12的作用下向四周甩散至过滤器4内表面，进一步促进原料液的蒸发与分解；当输送槽10远离进料管8时，此时封堵球15在弹性绳16的拉力下紧贴漏斗形腔14内壁，并能对漏斗形腔14进行封堵，从而减少物料从进料管8向进料壳5中泄露的情况，当输送槽10运动至进料管8位置时，此时磁性块17能够对封堵球15进行排斥，使得封堵球15向远离进料壳5的一端运动，从而使得封堵球15不再对漏斗形腔14进行封堵，使得进料管8中的物料能够有效的导出；当封堵球15在弹性绳16的拉力下对漏斗形腔14进行封堵时，进料管8中物料能够穿过导通槽20流入密封囊19中，由于物料自身具有一定的压力，使得密封囊19在充料鼓起后填充在凹槽18内部，从而加强了漏斗形腔14的封堵效果；当输送槽10运动至进料管8处时，此时磁性块17对滑块22施加的排斥力，使得滑块22向凹槽18内部滑动，并能将位于凹槽18中的密封囊19挤出，同时封堵球15与滑块22靠近的一端也呈异性相吸的状态，使得封堵球15在远离进料壳5时，能够通过对滑块22的吸引，进一步促进滑块22将密封囊19从凹槽18中压出，从而使得密封囊19与凹槽18顺利脱离后，供进料管8中的物料稳定流出。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。