一種碳纖維生產(chǎn)用高溫碳化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高溫加熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種碳纖維生產(chǎn)用高溫碳化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維及碳纖維制品具有重量輕、強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好和尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異性能，所以被廣泛用于宇宙飛行器及航天航空領(lǐng)域作為主要結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)材料。碳纖維生產(chǎn)過(guò)程中，高溫碳化設(shè)備極其關(guān)鍵。碳化爐因?yàn)榫哂泄ぷ鳒囟雀?，?duì)碳纖維的性能影響大，綜合技術(shù)水平要求高等特點(diǎn)，成為大型規(guī)?；a(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備。工業(yè)化、高模量碳纖維生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備國(guó)內(nèi)起步較晚，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于碳纖維設(shè)備對(duì)國(guó)內(nèi)的限制與制約，導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展的瓶頸。
[0003]目前碳纖維生產(chǎn)用高溫碳化爐中，隔熱保溫效果不佳，可靠性差，溫度均衡性不佳，直接影響纖維碳化的質(zhì)量，且加熱組件的相關(guān)固定件長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)，性能穩(wěn)定性受到影響，影響使用壽命，不能滿足連續(xù)制備碳纖維的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種碳纖維生產(chǎn)用高溫碳化爐，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種碳纖維生產(chǎn)用高溫碳化爐，包括爐殼、水夾套、保溫系統(tǒng)和爐腔，所述爐殼的內(nèi)側(cè)配合設(shè)有水夾套，爐殼的頂部與水夾套導(dǎo)通設(shè)有冷卻水入口，爐殼的底部與水夾套導(dǎo)通設(shè)有冷卻水出口，水夾套的內(nèi)側(cè)配合設(shè)有保溫系統(tǒng)，保溫系統(tǒng)從外到內(nèi)分別由陶瓷纖維氈、隔熱涂層、石墨硬氈和高溫紅外線反射涂層構(gòu)成，保溫系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)為爐腔，所述爐殼的左側(cè)中部設(shè)有絲束進(jìn)口，爐殼的右側(cè)中部設(shè)有絲束出口，絲束進(jìn)口和絲束出口的端部分別設(shè)有一號(hào)牽伸輥和二號(hào)牽伸輥，所述爐腔內(nèi)設(shè)有石墨板，石墨板的底部外圈設(shè)有用于對(duì)石墨板支撐固定的支撐腳，所述爐腔內(nèi)于石墨板的下側(cè)水平設(shè)有加熱管，加熱管的左右兩端均設(shè)有石墨電極，石墨電極的內(nèi)部設(shè)有紫銅盲管，紫銅盲管遠(yuǎn)離加熱管的一端通過(guò)進(jìn)水管與水夾套連接，紫銅盲管靠近加熱管的一端通過(guò)出水管與水夾套連接，所述爐殼的外側(cè)還設(shè)有帶抽頭變壓器。
[0007]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述冷卻水入口和冷卻水出口分別位于爐殼頂部和底部的中間位置。
[0008]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述絲束進(jìn)口和絲束出口上均設(shè)有氣簾密封裝置。
[0009]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述石墨板可拆卸設(shè)置。
[0010]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述石墨板、絲束進(jìn)口和絲束出口均位于同一水平線上。
[0011]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述出水管和進(jìn)水管均為管狀結(jié)構(gòu)，且進(jìn)水管水平設(shè)置，出水管豎直設(shè)置。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)在爐殼的內(nèi)側(cè)設(shè)置水夾套，可以對(duì)爐殼進(jìn)行恒溫保護(hù)，避免爐殼高溫?fù)p壞，通過(guò)保溫系統(tǒng)可以避免熱量散失，使得加熱溫度更加均勻穩(wěn)定，通過(guò)在絲束進(jìn)口和絲束出口上設(shè)置密封裝置，使碳化爐內(nèi)部氣氛和外部空氣隔絕，達(dá)到密封效果，設(shè)置可拆卸的石墨板，可以使得加熱管作用于纖維絲束的溫度均衡，并防止毛絲對(duì)加熱管和石墨電極的危害，通過(guò)出水管和進(jìn)水管配合對(duì)加熱管和石墨電極進(jìn)行支撐，且從進(jìn)水管引入水夾套內(nèi)的水體，通過(guò)紫銅盲管對(duì)石墨電極降溫后，從出水管引出到水夾套內(nèi)，可以避免石墨電極高溫?fù)p壞，保持裝置持久穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)帶抽頭變壓器控制加熱管由于氧化的進(jìn)行和橫斷表面的老化而引起的加熱電阻變大和石墨阻抗性變大所引起的電壓變化，保持加熱電壓的穩(wěn)定，綜上，裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，隔熱保溫效果好，可靠性高，溫度均衡性好，通過(guò)對(duì)加熱電極進(jìn)行水冷卻，可以保持裝置長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行，纖維碳化質(zhì)量得以提升。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1-一號(hào)牽伸輥，2-絲束進(jìn)口，3-密封裝置，4-爐殼，5-水夾套，6_陶瓷纖維氈，7-加熱管，8-冷卻水出口，9-帶抽頭變壓器，10-出水管，11-石墨電極，12-紫銅盲管，13-進(jìn)水管，14-支撐腳，15-二號(hào)牽伸輥，16-絲束出口，17-石墨板，18-爐腔，19-高溫紅外線反射涂層，20-石墨硬氈，21-冷卻水入口，22-隔熱涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0016]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種碳纖維生產(chǎn)用高溫碳化爐，包括爐殼4、水夾套5、保溫系統(tǒng)和爐腔18，所述爐殼4的內(nèi)側(cè)配合設(shè)有水夾套5，爐殼4的頂部與水夾套5導(dǎo)通設(shè)有冷卻水入口 21，爐殼4的底部與水夾套5導(dǎo)通設(shè)有冷卻水出口 8，所述冷卻水入口 21和冷卻水出口 8分別位于爐殼4頂部和底部的中間位置，通過(guò)從冷卻水入口 21注入冷卻水，經(jīng)過(guò)水夾套5后，從冷卻水出口 8排出，可以對(duì)爐殼4進(jìn)行恒溫保護(hù)，避免爐殼4高溫?fù)p壞，水夾套5的內(nèi)側(cè)配合設(shè)有保溫系統(tǒng)，保溫系統(tǒng)從外到內(nèi)分別由陶瓷纖維氈6、隔熱涂層22、石墨硬氈20和高溫紅外線反射涂層19構(gòu)成，高溫紅外線反射涂層19使攜帶了大量能量的紅外線在爐腔18內(nèi)能反射而防止能量逃逸，為了使紅外線反射更加充分和爐腔18加熱溫度穩(wěn)定均勻，石墨硬氈20和高溫紅外線反射涂層19截面的內(nèi)表面為圓角矩形，陶瓷纖維氈6和石墨硬氈20用于隔熱保溫，另外在陶瓷纖維氈6和石墨硬氈20之間涂覆一層復(fù)相硅聚合物隔熱涂層22，與陶瓷纖維氈6和石墨硬氈20形成良好的結(jié)合面，起更好的隔熱效果，保溫系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)為爐腔18，所述爐殼4的左側(cè)中部設(shè)有絲束進(jìn)口 2，爐殼4的