一種氣封裝置及使用該氣封裝置的碳纖維石墨化爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣封裝置及使用該氣封裝置的碳纖維石墨化爐。氣封裝置包括用于串接在爐體端部的進(jìn)絲口或出絲口上的主套筒，主套筒的內(nèi)壁上固定有布?xì)獍澹細(xì)獍搴椭魈淄仓g具有連通主套筒的內(nèi)腔的布?xì)饪p隙，并在主套筒的筒壁上設(shè)有一端連通布?xì)饪p隙、另一端用于連通主套筒外氣源的進(jìn)氣口。在使用時，從進(jìn)氣口進(jìn)入的氣體會通過布?xì)饪p隙進(jìn)入主套筒的內(nèi)腔中，再通過主套筒的內(nèi)腔進(jìn)入石墨管內(nèi)的爐腔中，使得纖維絲處于氣體氛圍中進(jìn)行反應(yīng)，從而利用布?xì)獍搴椭魈淄仓g的布?xì)饪p隙實現(xiàn)了向爐腔中充氣，簡化了氣封裝置的結(jié)構(gòu)，因此本實用新型中氣封裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和故障率低的優(yōu)點。
【專利說明】
一種氣封裝置及使用該氣封裝置的碳纖維石墨化爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種氣封裝置及使用該氣封裝置的碳纖維石墨化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]高模量碳纖維因其高模量、高導(dǎo)熱導(dǎo)電性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點在碳纖維領(lǐng)域有著不可取代的地位，高模量纖維必須經(jīng)過高溫石墨化設(shè)備處理后方可達(dá)到高模量的性能，石墨化設(shè)備運行過程中需通入惰性氣體保護(hù)，纖維連續(xù)運行時，爐體兩端需要氣封裝置防止環(huán)境中的空氣氣氛進(jìn)入石墨化設(shè)備內(nèi)部，以保護(hù)石墨部件處在惰性氣氛中，因此氣封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計對于石墨化設(shè)備及石墨化過程至關(guān)重要?，F(xiàn)有碳纖維石墨化爐如中國專利文獻(xiàn)CN1746345A公開的“一種生產(chǎn)石墨化纖維的方法及裝置”，包括爐體及其內(nèi)穿裝的石墨管，石墨管的兩端管口上分別裝配有迷宮板式的氣封裝置，以在石墨管加熱其內(nèi)穿過的石墨纖維的過程中，通過氣封裝置向石墨管內(nèi)的爐腔中加入惰性氣體，使得石墨纖維在爐腔內(nèi)的氣體氛圍中進(jìn)行變化。但現(xiàn)有的氣封裝置設(shè)計過于復(fù)雜，這樣的氣封裝置不但故障率較高，而且設(shè)計和制造成本高昂，致使石墨化生產(chǎn)爐的制造成本和使用成本提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的氣封裝置，同時還提供了一種使用該氣封裝置的碳纖維石墨化爐。
[0004]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型中氣封裝置的技術(shù)方案如下:
[0005]氣封裝置，包括用于串接在爐體端部的進(jìn)絲口或出絲口上的主套筒，主套筒的內(nèi)壁上固定有布?xì)獍?，布?xì)獍搴椭魈淄仓g具有連通主套筒的內(nèi)腔的布?xì)饪p隙，并在主套筒的筒壁上設(shè)有一端連通布?xì)饪p隙、另一端用于連通主套筒外氣源的進(jìn)氣口。
[0006]布?xì)獍鍨榕c主套筒同軸套配的套筒形板體，所述布?xì)饪p隙有兩個以上、并在布?xì)獍宓闹芟蛏祥g隔分布，各布?xì)饪p隙和進(jìn)氣口之間連通有處于布?xì)獍宓耐庵苊婧?或主套筒的內(nèi)壁上的引氣通道，引氣通道沿布?xì)獍宓闹芟蜓由臁⒉⒋舆B通各布?xì)饪p隙。
[0007]主套筒的內(nèi)壁上開設(shè)有供布?xì)獍逖b入的安裝槽，安裝槽為沿主套筒的周向延伸的環(huán)形凹槽，且布?xì)獍宓膬?nèi)壁面和主套筒的內(nèi)壁面處于同一內(nèi)圓柱面上，所述布?xì)饪p隙由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁中一個上開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽及另一個上的壁面圍成、或者由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁上對應(yīng)開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽對扣而成。
[0008]主套筒的兩端分別固定有環(huán)形的端蓋，兩端蓋之間固定有間隔套裝在主套筒的外周上的冷卻套筒，冷卻套筒、兩端蓋和主套筒圍成環(huán)形的冷卻腔室，并在冷卻套筒上開設(shè)有供冷卻液注入冷卻腔室中的注液口，在進(jìn)氣口上設(shè)有從冷卻套筒穿出的進(jìn)氣接頭。
[0009]兩端蓋均為法蘭盤，法蘭盤的邊緣從冷卻套筒的外周伸出，伸出部分上設(shè)有供螺栓穿裝的螺栓穿孔。
[0010]本實用新型中碳纖維石墨化爐的技術(shù)方案如下:[0011 ]碳纖維石墨化爐，包括爐體及其內(nèi)穿裝的石墨管，石墨管的兩端設(shè)有供纖維絲穿入的進(jìn)絲口和供纖維絲穿出的出絲口，進(jìn)絲口和出絲口上分別裝配有氣封裝置，氣封裝置包括串接在爐體端部的進(jìn)絲口或出絲口上的主套筒，主套筒的內(nèi)壁上固定有布?xì)獍?，布?xì)獍搴椭魈淄仓g具有連通主套筒的內(nèi)腔的布?xì)饪p隙，并在主套筒的筒壁上設(shè)有一端連通布?xì)饪p隙、另一端用于連通主套筒外氣源的進(jìn)氣口。
[0012]布?xì)獍鍨榕c主套筒同軸套配的套筒形板體，所述布?xì)饪p隙有兩個以上、并在布?xì)獍宓闹芟蛏祥g隔分布，各布?xì)饪p隙和進(jìn)氣口之間連通有處于布?xì)獍宓耐庵苊婧?或主套筒的內(nèi)壁上的引氣通道，引氣通道沿布?xì)獍宓闹芟蜓由?、并串接連通各布?xì)饪p隙。
[0013]主套筒的內(nèi)壁上開設(shè)有供布?xì)獍逖b入的安裝槽，安裝槽為沿主套筒的周向延伸的環(huán)形凹槽，且布?xì)獍宓膬?nèi)壁面和主套筒的內(nèi)壁面處于同一內(nèi)圓柱面上，所述布?xì)饪p隙由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁中一個上開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽及另一個上的壁面圍成、或者由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁上對應(yīng)開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽對扣而成。
[0014]主套筒的兩端分別固定有環(huán)形的端蓋，兩端蓋之間固定有間隔套裝在主套筒的外周上的冷卻套筒，冷卻套筒、兩端蓋和主套筒圍成環(huán)形的冷卻腔室，并在冷卻套筒上開設(shè)有供冷卻液注入冷卻腔室中的注液口，在進(jìn)氣口上設(shè)有從冷卻套筒穿出的進(jìn)氣接頭。
[0015]兩端蓋均為法蘭盤，法蘭盤的邊緣從冷卻套筒的外周伸出，伸出部分上設(shè)有供螺栓穿裝的螺栓穿孔。
[0016]本實用新型中氣封裝置通過主套筒和布?xì)獍逯g的布?xì)饪p隙進(jìn)行布?xì)?，即在使用時，從進(jìn)氣口進(jìn)入的氣體會通過布?xì)饪p隙進(jìn)入主套筒的內(nèi)腔中，再通過主套筒的內(nèi)腔進(jìn)入石墨管內(nèi)的爐腔中，使得纖維絲處于氣體氛圍中進(jìn)行反應(yīng)，從而利用布?xì)獍搴椭魈淄仓g的布?xì)饪p隙實現(xiàn)了向爐腔中充氣，簡化了氣封裝置的結(jié)構(gòu)，因此本實用新型中氣封裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和故障率低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的碳纖維石墨化爐的實施例中氣封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0019]本實用新型中碳纖維石墨化爐的實施例:如圖1和圖2所示，包括爐體及其內(nèi)穿裝的石墨管，石墨管的兩端從爐體伸出，兩伸出端的管口上分別串接有供纖維絲進(jìn)入的進(jìn)絲口和供纖維絲抽出的出絲口，進(jìn)絲口和出絲口上分別裝配有氣封裝置。氣封裝置包括串接在進(jìn)絲口或出絲口上的主套筒8，主套筒8的內(nèi)壁上開設(shè)有安裝槽，該安裝槽為沿主套筒8的周向延伸的環(huán)形凹槽，安裝槽內(nèi)固定有與主套筒8同軸設(shè)置的套筒形的布?xì)獍?，布?xì)獍?的內(nèi)壁面和主套筒8的內(nèi)壁面處于同一內(nèi)圓柱面上，并在布?xì)獍?的與安裝槽配合的表面上開設(shè)有沿環(huán)形凹槽的橫截面的邊沿延伸的U形凹槽，該U形凹槽的槽壁面和安裝槽的槽壁面圍成處于布?xì)獍?和主套筒8之間的布?xì)饪p隙，布?xì)饪p隙有若干個、并在布?xì)獍?的周向上間隔均布。主套筒8的內(nèi)壁上開設(shè)有處于安裝槽的槽底面上的引氣凹槽，該引氣凹槽的槽壁面與布?xì)獍?的外壁面圍成沿主套筒8的周向延伸的環(huán)形的引起通道，引起通道連通各個布?xì)饪p隙，并在主套筒8的筒壁上開設(shè)有沿徑向貫通的進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口上裝配有用于接通氣源的進(jìn)氣接頭5，出氣口上裝配有供氣體排出的出氣接頭6，進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6的內(nèi)端均焊接固定在主套筒8的筒壁上。
[0020]主套筒8的兩端分別同軸焊接固定有環(huán)形的端蓋，該端蓋為法蘭盤I，兩法蘭盤I之間還同軸焊接固定有間隔套裝在主套筒8外周上的冷卻套筒2，冷卻套筒2的內(nèi)壁面、兩法蘭盤I的相對環(huán)端面和主套筒8的外周面圍成環(huán)形的冷卻腔室，并在冷卻套筒2的筒壁上開設(shè)有供冷卻液注入冷卻腔室中的注液口 4和供冷卻液從冷卻腔室中排出的排液口 3，注液口 4處于冷卻套筒2的下側(cè)，排液口 3處于冷卻套筒2的上側(cè)。冷卻套筒2上還開設(shè)有分別供進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6穿過的穿孔，進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6的外端從對應(yīng)穿孔穿出后、焊接固定在冷卻套筒2上，且進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6對稱布置在主套筒8的左右兩側(cè)。法蘭盤I的邊緣從冷卻套筒2的外周伸出，伸出部分上開設(shè)有供螺栓穿過的螺栓穿孔。
[0021]本實施例中氣封裝置作為連續(xù)型高溫石墨化爐一個組件，在石墨化爐的入口位置處，將該氣封裝置的入口端與石墨化爐的入口冷卻段通過法蘭連接、出口端與爐體的入口端通過法蘭連接;在石墨化爐的出口位置處，氣封裝置的連接與入口端采用相同的連接方式。連續(xù)運行開始前，將惰性氣體接入石墨化爐的入口端氣封裝置與出口端氣封裝置的進(jìn)氣接頭5中，氣體依次流經(jīng)進(jìn)氣接頭5、進(jìn)氣口、引起通道、布?xì)饪p隙后，均勻流向氣封裝置內(nèi)部，形成兩道密封氣路，阻隔環(huán)境中的空氣氣氛進(jìn)入石墨化設(shè)備內(nèi)部，以保護(hù)石墨部件處在惰性氣氛中。
[0022]在上述實施例中，布?xì)饪p隙由布?xì)獍逋獗砻嫔隙薝形凹槽和安裝槽的槽壁面圍成，在其他實施例中，該布?xì)饪p隙也可以是安裝槽的槽壁面上開設(shè)的U形凹槽和布?xì)獍宓耐獗砻鎳?，或者由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁上對應(yīng)開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽對扣而成，或者是布?xì)獍宓耐獗砻婧桶惭b槽的槽壁面之間的配合間隙，即布?xì)獍鍛腋“惭b在安裝槽中，在向進(jìn)氣接頭中通氣后，密封氣體將布?xì)獍屙斊鸲纬蛇B續(xù)的布?xì)饪p隙。
[0023]在上述實施例中，布?xì)獍鍨樘淄残伟弩w，在其他實施例中，布?xì)獍逡部梢允枪潭ㄔ谥魈淄驳膬?nèi)壁面上的片狀板體，此時布?xì)獍蹇梢允且粋€，也可以是多個。
[0024]本實用新型中氣封裝置的實施例:本實施例中氣封裝置的結(jié)構(gòu)與上述實施例中氣封裝置的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。
【主權(quán)項】
1.氣封裝置，其特征在于，包括用于串接在爐體端部的進(jìn)絲口或出絲口上的主套筒，主套筒的內(nèi)壁上固定有布?xì)獍澹細(xì)獍搴椭魈淄仓g具有連通主套筒的內(nèi)腔的布?xì)饪p隙，并在主套筒的筒壁上設(shè)有一端連通布?xì)饪p隙、另一端用于連通主套筒外氣源的進(jìn)氣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣封裝置，其特征在于，布?xì)獍鍨榕c主套筒同軸套配的套筒形板體，所述布?xì)饪p隙有兩個以上、并在布?xì)獍宓闹芟蛏祥g隔分布，各布?xì)饪p隙和進(jìn)氣口之間連通有處于布?xì)獍宓耐庵苊婧?或主套筒的內(nèi)壁上的引氣通道，引氣通道沿布?xì)獍宓闹芟蜓由?、并串接連通各布?xì)饪p隙。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣封裝置，其特征在于，主套筒的內(nèi)壁上開設(shè)有供布?xì)獍逖b入的安裝槽，安裝槽為沿主套筒的周向延伸的環(huán)形凹槽，且布?xì)獍宓膬?nèi)壁面和主套筒的內(nèi)壁面處于同一內(nèi)圓柱面上，所述布?xì)饪p隙由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁中一個上開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽及另一個上的壁面圍成、或者由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁上對應(yīng)開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽對扣而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣封裝置，其特征在于，主套筒的兩端分別固定有環(huán)形的端蓋，兩端蓋之間固定有間隔套裝在主套筒的外周上的冷卻套筒，冷卻套筒、兩端蓋和主套筒圍成環(huán)形的冷卻腔室，并在冷卻套筒上開設(shè)有供冷卻液注入冷卻腔室中的注液口，在進(jìn)氣口上設(shè)有從冷卻套筒穿出的進(jìn)氣接頭。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣封裝置，其特征在于，兩端蓋均為法蘭盤，法蘭盤的邊緣從冷卻套筒的外周伸出，伸出部分上設(shè)有供螺栓穿裝的螺栓穿孔。6.碳纖維石墨化爐，包括爐體及其內(nèi)穿裝的石墨管，石墨管的兩端設(shè)有供纖維絲穿入的進(jìn)絲口和供纖維絲穿出的出絲口，進(jìn)絲口和出絲口上分別裝配有氣封裝置，其特征在于，氣封裝置包括串接在爐體端部的進(jìn)絲口或出絲口上的主套筒，主套筒的內(nèi)壁上固定有布?xì)獍?，布?xì)獍搴椭魈淄仓g具有連通主套筒的內(nèi)腔的布?xì)饪p隙，并在主套筒的筒壁上設(shè)有一端連通布?xì)饪p隙、另一端用于連通主套筒外氣源的進(jìn)氣口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維石墨化爐，其特征在于，布?xì)獍鍨榕c主套筒同軸套配的套筒形板體，所述布?xì)饪p隙有兩個以上、并在布?xì)獍宓闹芟蛏祥g隔分布，各布?xì)饪p隙和進(jìn)氣口之間連通有處于布?xì)獍宓耐庵苊婧?或主套筒的內(nèi)壁上的引氣通道，引氣通道沿布?xì)獍宓闹芟蜓由?、并串接連通各布?xì)饪p隙。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳纖維石墨化爐，其特征在于，主套筒的內(nèi)壁上開設(shè)有供布?xì)獍逖b入的安裝槽，安裝槽為沿主套筒的周向延伸的環(huán)形凹槽，且布?xì)獍宓膬?nèi)壁面和主套筒的內(nèi)壁面處于同一內(nèi)圓柱面上，所述布?xì)饪p隙由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁中一個上開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽及另一個上的壁面圍成、或者由布?xì)獍搴铜h(huán)形凹槽的槽壁上對應(yīng)開設(shè)的沿環(huán)形凹槽橫截面延伸的U形凹槽對扣而成。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的碳纖維石墨化爐，其特征在于，主套筒的兩端分別固定有環(huán)形的端蓋，兩端蓋之間固定有間隔套裝在主套筒的外周上的冷卻套筒，冷卻套筒、兩端蓋和主套筒圍成環(huán)形的冷卻腔室，并在冷卻套筒上開設(shè)有供冷卻液注入冷卻腔室中的注液口，在進(jìn)氣口上設(shè)有從冷卻套筒穿出的進(jìn)氣接頭。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的碳纖維石墨化爐，其特征在于，兩端蓋均為法蘭盤，法蘭盤的邊緣從冷卻套筒的外周伸出，伸出部分上設(shè)有供螺栓穿裝的螺栓穿孔。
【文檔編號】C01B31/04GK205527768SQ201620329095
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】耿麗, 韓友霞, 王麥, 王一麥, 張國峰, 賈進(jìn)盈, 宋前前, 喬月月, 王勝斌, 趙新強, 劉國庫
【申請人】鄭州四維特種材料有限責(zé)任公司