專利名稱：氧化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氧化處理纖維，尤其是用于制造碳纖維的氧化爐，具有a)殼體，所述殼體除了用于纖維的入口和出口區(qū)域以外是氣密的；b)位于所述殼體的內(nèi)腔中的處理腔；c)布置在處理腔的中部區(qū)域中的鼓風(fēng)裝置，借助于所述鼓風(fēng)裝置可以將熱空氣在相互相反的方向上吹入所述處理腔中并且所述鼓風(fēng)裝置包括多個(gè)以垂直間距上下布置的鼓風(fēng)箱，所述鼓風(fēng)箱具有用于熱空氣的入口和在相互相對(duì)的側(cè)面上各用于熱空氣的出口 ；d)在所述處理腔的兩個(gè)相互相對(duì)的端部區(qū)域中各一個(gè)抽吸裝置，所述抽吸裝置從所述處理腔中抽吸熱空氣；e)至少一個(gè)通風(fēng)機(jī)，所述通風(fēng)機(jī)使熱空氣通過(guò)所述鼓風(fēng)裝置、所述處理腔和所述兩個(gè)抽吸裝置進(jìn)行循環(huán)；f)位于熱循環(huán)空氣的流動(dòng)路徑中的至少一個(gè)加熱裝置；g)導(dǎo)向輥，所述導(dǎo)向輥引導(dǎo)纖維蜿蜒迂回地通過(guò)在上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的空隙。
背景技術(shù)：
有各種不同的方式將用于處理纖維的熱空氣引導(dǎo)通過(guò)氧化爐。這種按照“中心至端部”原理引導(dǎo)空氣的氧化爐越來(lái)越得到認(rèn)可。在這種空氣引流下，在處理腔的中部區(qū)域中的熱空氣被在兩個(gè)方向上，即在處理腔的相對(duì)的端部的方向上吹出并且又由在處理腔的所述兩個(gè)端部處的抽吸裝置抽出。處理腔也可以被看作是在爐的縱向上針對(duì)不同的溫度和空氣流動(dòng)可以重復(fù)設(shè)置的區(qū)域。在開(kāi)頭所述類型的已知的氧化爐中，形成鼓風(fēng)裝置的鼓風(fēng)箱具有連續(xù)的頂面和底面并且只在相對(duì)的窄的端面上具有用于熱空氣的出口。這意味著，熱空氣沒(méi)有流過(guò)在上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的空隙或者至少?zèng)]有以限定的方式流過(guò)并且纖維在經(jīng)過(guò)該空隙期間沒(méi)有被氧化處理。由于出于空氣分布的原因鼓風(fēng)箱必須具有不容忽視的尺寸，因此，其中由于缺乏空氣流而沒(méi)有進(jìn)行纖維氧化處理的路段是絕不是不重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，如此設(shè)計(jì)開(kāi)頭所述類型的氧化爐，使得纖維的氧化處理所要求的路段可以布置在爐子的較小的容積中，尤其是該爐子可以具有較低地構(gòu)造。按照本發(fā)明，該目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即h)設(shè)置兩個(gè)鼓風(fēng)箱堆，鼓風(fēng)箱上下相間隔地布置，所述兩個(gè)鼓風(fēng)箱堆在纖維的運(yùn)動(dòng)方向上看前后相間隔地布置；和/或
i)在一個(gè)鼓風(fēng)箱堆中的所述上下布置的鼓風(fēng)箱在頂面和底面中具有至少一個(gè)用于熱空氣的附加的出口。
這兩個(gè)按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)備選方案原則上也可以在同一個(gè)爐子中實(shí)現(xiàn)，其基本構(gòu)思是相同的在第一備選方案中，鼓風(fēng)箱的尺寸在纖維的運(yùn)動(dòng)方向上看保持得較小，大致是這樣的程度，使得兩個(gè)前后相隨的鼓風(fēng)箱的體積對(duì)應(yīng)于常規(guī)結(jié)構(gòu)方式中的單個(gè)的鼓風(fēng)箱的總體積。通過(guò)在兩個(gè)鼓風(fēng)箱之間的間距，可以在相互上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的空隙中形成在現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有出現(xiàn)的熱空氣流。在相互上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的空隙因而可以主動(dòng)地參與纖維的氧化處理。在第二結(jié)構(gòu)備選方案中的情況是類似的，其中，各單個(gè)鼓風(fēng)箱的體積基本上可以與常規(guī)結(jié)構(gòu)方式中的相同。但是，通過(guò)在頂面和底面上設(shè)置的附加的空氣出口，進(jìn)而獲得這樣的可能性，即可以使熱空氣流過(guò)在相互上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的空隙，從而位于那里的纖維部段可以參與氧化處理過(guò)程?？傊赃@種方式可以將氧化爐建造得較小，因?yàn)橛衫w維通過(guò)的路程比在現(xiàn)有技術(shù)情況下被更好地利用。 特別有利的是，在相同爐長(zhǎng)的條件下，可以使?fàn)t子保持更低。與此相關(guān)聯(lián)的是一系列的優(yōu)點(diǎn)由于需要較少的由纖維通過(guò)處理腔的迂回式通道，因此可以節(jié)省用于絲線的導(dǎo)向輥和閘門裝置一閘門裝置防止在絲線進(jìn)入和離開(kāi)處理腔的區(qū)域中空氣的泄漏。此外，對(duì)于整個(gè)爐子來(lái)說(shuō)節(jié)省了重量，這在用于構(gòu)造爐子的鋼結(jié)構(gòu)的費(fèi)用方面是有利的。此外，處理腔中空氣更好地環(huán)繞絲線流動(dòng)使得所形成的產(chǎn)品的質(zhì)量提高。有利的是，在并排布置的鼓風(fēng)箱堆之間的水平間距等于在一個(gè)鼓風(fēng)箱堆中的鼓風(fēng)箱之間的垂直間距的兩倍并且最大等于一個(gè)鼓風(fēng)箱在爐子縱向上的尺寸。以這種方式在堆之間的區(qū)域中和在相互上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的區(qū)域中形成限定的流動(dòng)條件。在第二結(jié)構(gòu)備選方案中，有利的是，鼓風(fēng)箱在頂面和底面上沿著一中心線具有多個(gè)用于熱空氣的附加的出口。這種措施也用于以受控的方式引導(dǎo)熱空氣。


以下借助于附圖更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例，附圖中圖I顯示了按照?qǐng)D2的線I-I通過(guò)用于制造碳素纖維的氧化爐的垂直截面圖；圖2顯示了通過(guò)圖I的氧化爐的水平截面圖；圖3顯示了圖I中在鼓風(fēng)裝置區(qū)域中的細(xì)節(jié)放大圖；圖4顯示了按照?qǐng)D5的線IV-IV通過(guò)用于氧化爐的一個(gè)備選實(shí)施例中的一個(gè)鼓風(fēng)箱的俯視圖得到的截面；圖5顯示了圖4的鼓風(fēng)箱的俯視圖。
具體實(shí)施例方式首先參見(jiàn)圖I至3，其中示出一個(gè)氧化爐的第一實(shí)施例，該氧化爐整體上用附圖標(biāo)記I表示并且用于制造碳素纖維。氧化爐I包括殼體2，殼體本身由兩個(gè)垂直的側(cè)壁2a，2b、兩個(gè)垂直的端壁2c，2d、一個(gè)頂壁2e和一個(gè)底壁2f組成。除了在端壁2c和2d中的兩個(gè)區(qū)域3，4以外，殼體2是氣密的，在區(qū)域3，4中要處理的纖維20被導(dǎo)入和導(dǎo)出并且該區(qū)域配設(shè)有專門的閘門裝置。如尤其可以從圖2中獲知的那樣，殼體2的內(nèi)腔通過(guò)垂直的隔壁5被分成實(shí)際的處理腔6和位于該處理腔側(cè)面的空氣導(dǎo)流腔7，8，9，10，11，12?？傮w上，氧化爐I的內(nèi)部構(gòu)造成相對(duì)于在圖2中示出的垂直的中心平面S-S基本上是鏡像對(duì)稱的。在處理腔6的中間區(qū)域中設(shè)有總體上用附圖標(biāo)記13標(biāo)示的鼓風(fēng)裝置，該鼓風(fēng)裝置將在后面更詳細(xì)說(shuō)明。在處理腔6的兩個(gè)位于外側(cè)的端部區(qū)域中，分別與入口區(qū)域3和出口區(qū)域4相鄰地設(shè)置抽吸裝置14或15。在殼體2內(nèi)部維持兩個(gè)相互反向的空氣循環(huán)回路例如從抽吸裝置14，15出發(fā)，空氣沿著可在圖2中看見(jiàn)的箭頭的方向通過(guò)空氣導(dǎo)流腔7或12被引向過(guò)濾器16或17和然后通過(guò)加熱裝置18a或18b進(jìn)入空氣導(dǎo)流腔8或11中。被加熱的空氣由通風(fēng)機(jī)21a或21b從空氣導(dǎo)流腔8或11中抽出并且吹入空氣導(dǎo)流腔9或10中?？諝鈴哪抢锓謩e進(jìn)入到在更后面被更詳細(xì)說(shuō)明的鼓風(fēng)裝置13的一半部分中，從那里反向流動(dòng)進(jìn)入處理腔6并從那里到達(dá)抽吸裝置14或15，由此該兩個(gè)空氣循環(huán)回路閉合。 在殼體2的壁中設(shè)置兩個(gè)出口 30a，30b。通過(guò)該出口可以導(dǎo)出這些體積的氣體或空氣——該氣體或空氣或者在氧化處理期間產(chǎn)生或者作為新鮮空氣經(jīng)入口和出口區(qū)域3，4進(jìn)入處理腔6中——以維持氧化爐I中的空氣平衡。導(dǎo)出的氣體——該氣體也可能含有有毒成分——被供給用于進(jìn)行熱力二次燃燒處理。由此獲得的熱量可以至少用于預(yù)熱向氧化爐I供給的新鮮空氣。下面說(shuō)明鼓風(fēng)裝置13的詳細(xì)結(jié)構(gòu)它包括兩“堆”鼓風(fēng)箱18。其中的每個(gè)鼓風(fēng)箱18具有空心長(zhǎng)方體的形狀，其中較長(zhǎng)的尺寸在橫向于處理腔6縱向的方向上在處理腔的整個(gè)寬度上延伸。鼓風(fēng)箱18的各面向處理腔6的窄側(cè)面設(shè)計(jì)成穿孔板18a。每個(gè)鼓風(fēng)箱18的一個(gè)端面分別與空氣導(dǎo)流腔9或空氣導(dǎo)流腔10如此地連通，使得由通風(fēng)機(jī)20或21輸送的空氣被吹入對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)箱18的內(nèi)部并且可以從那里經(jīng)穿孔板18a流出。在兩堆的每堆中的各個(gè)鼓風(fēng)箱18以很小的間距相互上下地布置；在爐的縱向上或在絲線20的運(yùn)動(dòng)方向上看，該兩堆的鼓風(fēng)箱18也是相互間隔開(kāi)的。按照理想的方式(與圖I中示出的情況不同)，每堆中的兩個(gè)鼓風(fēng)箱18之間的垂直間距與兩個(gè)堆18在處理腔6的縱向上的間距是相同的。兩個(gè)抽吸裝置14，15基本上各由一堆的抽吸箱19形成，該抽吸箱以與鼓風(fēng)箱18類似的方式在橫向上延伸通過(guò)整個(gè)處理腔6并且在它們的在橫向于處理腔6的縱向延伸部的方向上延伸的窄側(cè)面處設(shè)計(jì)成穿孔板19a。穿孔板19a的孔在此情況下可以具有任何幾何形狀。抽吸裝置14，15中的抽吸箱19相互間具有與鼓風(fēng)裝置13中的鼓風(fēng)箱18相同的
垂直間距。要處理的纖維20經(jīng)導(dǎo)向輥21供入氧化爐I并且在此時(shí)穿過(guò)閘門裝置22，該閘門裝置在本文中并不是關(guān)注重點(diǎn)并且用于防止氣體從處理腔6中向外逸出。纖維20然后被引導(dǎo)通過(guò)在上下設(shè)置的抽吸箱19之間的空隙，通過(guò)處理腔6，通過(guò)在鼓風(fēng)裝置13中的上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱18之間的空隙，通過(guò)在處理腔6的相對(duì)的端部處的上下設(shè)置的抽吸箱19之間的空隙和通過(guò)另一個(gè)閘門裝置23。所描述的纖維20通過(guò)處理腔6的通路蜿蜒迂回地多次地重復(fù)，為此在氧化爐I的兩個(gè)端部區(qū)域中設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向輥24或25，其中導(dǎo)向輥24或25的軸線上下平行地設(shè)置。在通過(guò)處理腔6的最上面的通路之后，纖維20離開(kāi)氧化爐I并且在此時(shí)經(jīng)另一個(gè)導(dǎo)向輥26導(dǎo)向。在纖維20蜿蜒迂回地通過(guò)處理腔期間，纖維被含氧的熱空氣環(huán)繞沖刷并且在此期間被氧化。在從氧化爐I出來(lái)時(shí)至少一個(gè)氧化步驟基本上結(jié)束?？梢越又M(jìn)行另外的氧化步驟。圖3示出了空氣流在鼓風(fēng)裝置13的區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)。由于在鼓風(fēng)箱18的兩個(gè)窄的縱側(cè)面上設(shè)置有穿孔板18a，因此由相應(yīng)的通風(fēng)機(jī)20或21吹入到每個(gè)鼓風(fēng)箱18的內(nèi)部中的空氣可以在鼓風(fēng)箱18的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面處流出。在兩堆鼓風(fēng)箱18之間的間隙的區(qū)域中，如圖3中清楚所示的那樣，空氣流此時(shí)沿相對(duì)的方向相遇。其結(jié)果是，空氣在那里彎折并且通過(guò)在兩個(gè)堆的每堆中的相互上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱18之間的空隙朝著處理腔6的相對(duì)的端部區(qū)域的方向流動(dòng)并且由此朝著相應(yīng)的抽吸裝置14，15流動(dòng)。從鼓風(fēng)箱18出來(lái)的這部分空氣在此期間也在位于鼓風(fēng)箱18之間的路段區(qū)域中環(huán)繞纖維20流動(dòng)。因此這些路段區(qū)域?qū)ρ趸^(guò)程是起作用的。因此，與按照如在開(kāi)頭描述的現(xiàn)有技術(shù)的氧化爐相比，在相同爐長(zhǎng)的條件下，可以減小爐高。上面已經(jīng)指出了與此相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)。
圖4和5示出了鼓風(fēng)箱118，該鼓風(fēng)箱可以用于氧化爐的一個(gè)備選的實(shí)施例中并且可以分別取代圖I至3的一對(duì)鼓風(fēng)箱18—這對(duì)鼓風(fēng)箱在該實(shí)施例中在兩個(gè)不同的“堆”中并排地位于相同的高度上。代替兩個(gè)在處理腔6的縱向上看以一定的間距布置的鼓風(fēng)箱18，使用一個(gè)公共的鼓風(fēng)箱118，該鼓風(fēng)箱的尺寸在與處理腔6的縱向平行的方向上看對(duì)應(yīng)于圖I的兩個(gè)鼓風(fēng)箱18的相應(yīng)的尺寸之和。代替在兩個(gè)并排設(shè)置的鼓風(fēng)箱18之間的間隙，按照?qǐng)D4和5的鼓風(fēng)箱118在頂面和底面中分別具有多個(gè)空氣出口 130，因此空氣可以從(公共的)鼓風(fēng)箱118中在頂面和底面處逸出，如通過(guò)圖4和5中的箭頭表示的那樣。以這種方式可以實(shí)現(xiàn)一種流動(dòng)型態(tài)，該流動(dòng)型態(tài)類似于在圖3中示出的那個(gè)流動(dòng)型態(tài)在此處也可以沿著鼓風(fēng)箱118的底面或頂面與纖維的運(yùn)動(dòng)方向平行地形成空氣流，該空氣流環(huán)繞沖刷在鼓風(fēng)箱之間的纖維并且在那里觸發(fā)氧化過(guò)程。在圖4和5的情況下，圖2的空氣導(dǎo)流腔9和空氣導(dǎo)流腔10被集成一體并且一起向鼓風(fēng)箱118供應(yīng)空氣。
權(quán)利要求
1.一種用于氧化處理纖維，尤其是用于制造碳纖維的氧化爐，具有 a)殼體，所述殼體除了用于纖維的入口和出口區(qū)域以外是氣密的； b)位于所述殼體的內(nèi)部的處理腔； c)布置在所述處理腔的中部區(qū)域中的鼓風(fēng)裝置，借助于所述鼓風(fēng)裝置可以將熱空氣在相互相反的方向上吹入所述處理腔中并且所述鼓風(fēng)裝置包括多個(gè)以垂直間距上下布置的鼓風(fēng)箱，所述鼓風(fēng)箱具有用于熱空氣的入口和在相互相對(duì)的側(cè)面上各用于熱空氣的出ロ ； d)在所述處理腔的兩個(gè)相対的端部區(qū)域中各一個(gè)抽吸裝置，所述抽吸裝置從所述處理腔中抽吸熱空氣； e)至少ー個(gè)通風(fēng)機(jī)，所述通風(fēng)機(jī)使熱空氣通過(guò)所述鼓風(fēng)裝置、所述處理腔和兩個(gè)所述抽吸裝置進(jìn)行循環(huán)； f)位于熱循環(huán)空氣的流動(dòng)路徑中的至少ー個(gè)加熱裝置； g)導(dǎo)向輥，所述導(dǎo)向輥引導(dǎo)纖維蜿蜒迂回地通過(guò)在上下設(shè)置的鼓風(fēng)箱之間的空隙， 其特征在于， h)設(shè)置兩個(gè)鼓風(fēng)箱堆，鼓風(fēng)箱(18)上下相間隔地布置，所述兩個(gè)鼓風(fēng)箱堆在纖維(20)的運(yùn)動(dòng)方向上看前后相間隔地布置； 和/或 i)鼓風(fēng)箱堆中的所述鼓風(fēng)箱(118)在頂面和底面中具有至少ー個(gè)用于熱空氣的附加的出口(130)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化爐，其特征在于，在并排布置的鼓風(fēng)箱(18)堆之間的水平間距等于在ー個(gè)鼓風(fēng)箱堆中的鼓風(fēng)箱(18)之間的垂直間距的兩倍并且最大等于鼓風(fēng)箱(18)在氧化爐(I)的縱向上的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氧化爐，其特征在于，鼓風(fēng)箱(18)在頂面和底面上沿著一中心線具有多個(gè)用于熱空氣的附加的出口(130)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于氧化處理纖維(20)，尤其是用于制造碳素纖維的氧化爐(1)，它以已知的方式具有位于殼體(2)內(nèi)的處理腔(6)；布置在處理腔(6)的中部區(qū)域中的鼓風(fēng)裝置(13)；在處理腔(6)的兩個(gè)相對(duì)的端部區(qū)域中各一個(gè)抽吸裝置(14,15)；至少一個(gè)通風(fēng)機(jī)(21)，所述通風(fēng)機(jī)使熱空氣通過(guò)所述鼓風(fēng)裝置(13)、所述處理腔(6)和所述兩個(gè)抽吸裝置(14,15)進(jìn)行循環(huán)；和至少一個(gè)位于熱循環(huán)空氣的流動(dòng)路徑中的加熱裝置。鼓風(fēng)裝置(13)包括多個(gè)以垂直間距上下布置的鼓風(fēng)箱(18;118)，所述鼓風(fēng)箱具有用于熱空氣的入口和在相互相對(duì)的側(cè)面上各用于熱空氣的出口?？蛇x地，設(shè)置兩堆上下相間隔地布置的鼓風(fēng)箱(18),所述鼓風(fēng)箱在纖維(20)的運(yùn)動(dòng)方向上看是前后相間隔地布置和/或一堆中的鼓風(fēng)箱(118)在頂面和底面中具有至少一個(gè)用于熱空氣的附加的出口(130)。在這種結(jié)構(gòu)方式的情況下，與常規(guī)的結(jié)構(gòu)相比，用于對(duì)纖維進(jìn)行氧化處理的路段的有效長(zhǎng)度被延長(zhǎng)，從而爐子尤其可以保持得較低。
文檔編號(hào)D01F9/32GK102782198SQ201180008871
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者K·伯納 申請(qǐng)人:艾森曼股份公司