一种碳纤维生产用高温碳化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳和炉腔，所述炉壳的内侧配合设有水夹套，水夹套的内侧配合设有保温系统，保温系统的内侧为炉腔，炉腔内设有石墨板，炉腔内于石墨板的下侧水平设有加热管，加热管的左右两端均设有石墨电极，石墨电极的内部设有紫铜盲管，紫铜盲管远离加热管的一端通过进水管与水夹套连接，紫铜盲管靠近加热管的一端通过出水管与水夹套连接。本实用新型专利技术结构稳定，隔热保温效果好，可靠性高，温度均衡性好，通过对加热电极进行水冷却，可以保持装置长久稳定运行，纤维碳化质量得以提升。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高温加热设备
，具体是一种碳纤维生产用高温碳化炉。
技术介绍
碳纤维及碳纤维制品具有重量轻、强度高、热稳定性好和尺寸稳定等优异性能，所以被广泛用于宇宙飞行器及航天航空领域作为主要结构的增强材料。碳纤维生产过程中，高温碳化设备极其关键。碳化炉因为具有工作温度高，对碳纤维的性能影响大，综合技术水平要求高等特点，成为大型规模化生产线中的关键设备。工业化、高模量碳纤维生产技术及设备国内起步较晚，发达国家对于碳纤维设备对国内的限制与制约，导致了国内碳纤维发展的瓶颈。目前碳纤维生产用高温碳化炉中，隔热保温效果不佳，可靠性差，温度均衡性不佳，直接影响纤维碳化的质量，且加热组件的相关固定件长时间处于高温状态，性能稳定性受到影响，影响使用寿命，不能满足连续制备碳纤维的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种碳纤维生产用高温碳化炉，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、水夹套、保温系统和炉腔，所述炉壳的内侧配合设有水夹套，炉壳的顶部与水夹套导通设有冷却水入口，炉壳的底部与水夹套导通设有冷却水出口，水夹套的内侧配合设有保温系统，保温系统从外到内分别由陶瓷纤维毡、隔热涂层、石墨硬毡和高温红外线反射涂层构成，保温系统的内侧为炉腔，所述炉壳的左侧中部设有丝束进口，炉壳的右侧中部设有丝束出口，丝束进口和丝束出口的端部分别设有一号牵伸辊和二号牵伸辊，所述炉腔内设有石墨板，石墨板的底部外圈设有用于对石墨板支撑固定的支撑脚，所述炉腔内于石墨板的下侧水平设有加热管，加热管的左右两端均设有石墨电极，石墨电极的内部设有紫铜盲管，紫铜盲管远离加热管的一端通过进水管与水夹套连接，紫铜盲管靠近加热管的一端通过出水管与水夹套连接，所述炉壳的外侧还设有带抽头变压器。作为本技术进一步的方案：所述冷却水入口和冷却水出口分别位于炉壳顶部和底部的中间位置。作为本技术进一步的方案：所述丝束进口和丝束出口上均设有气帘密封装置。作为本技术进一步的方案：所述石墨板可拆卸设置。作为本技术进一步的方案：所述石墨板、丝束进口和丝束出口均位于同一水平线上。作为本技术进一步的方案：所述出水管和进水管均为管状结构，且进水管水平设置，出水管竖直设置。与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过在炉壳的内侧设置水夹套，可以对炉壳进行恒温保护，避免炉壳高温损坏，通过保温系统可以避免热量散失，使得加热温度更加均匀稳定，通过在丝束进口和丝束出口上设置密封装置，使碳化炉内部气氛和外部空气隔绝，达到密封效果，设置可拆卸的石墨板，可以使得加热管作用于纤维丝束的温度均衡，并防止毛丝对加热管和石墨电极的危害，通过出水管和进水管配合对加热管和石墨电极进行支撑，且从进水管引入水夹套内的水体，通过紫铜盲管对石墨电极降温后，从出水管引出到水夹套内，可以避免石墨电极高温损坏，保持装置持久稳定运行，通过带抽头变压器控制加热管由于氧化的进行和横断表面的老化而引起的加热电阻变大和石墨阻抗性变大所引起的电压变化，保持加热电压的稳定，综上，装置结构稳定，隔热保温效果好，可靠性高，温度均衡性好，通过对加热电极进行水冷却，可以保持装置长久稳定运行，纤维碳化质量得以提升。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：1-一号牵伸辊，2-丝束进口，3-密封装置，4-炉壳，5-水夹套，6-陶瓷纤维毡，7-加热管，8-冷却水出口，9-带抽头变压器，10-出水管，11-石墨电极，12-紫铜盲管，13-进水管，14-支撑脚，15-二号牵伸辊，16-丝束出口，17-石墨板，18-炉腔，19-高温红外线反射涂层，20-石墨硬毡，21-冷却水入口，22-隔热涂层。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术实施例中，一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳4、水夹套5、保温系统和炉腔18，所述炉壳4的内侧配合设有水夹套5，炉壳4的顶部与水夹套5导通设有冷却水入口21，炉壳4的底部与水夹套5导通设有冷却水出口8，所述冷却水入口21和冷却水出口8分别位于炉壳4顶部和底部的中间位置，通过从冷却水入口21注入冷却水，经过水夹套5后，从冷却水出口8排出，可以对炉壳4进行恒温保护，避免炉壳4高温损坏，水夹套5的内侧配合设有保温系统，保温系统从外到内分别由陶瓷纤维毡6、隔热涂层22、石墨硬毡20和高温红外线反射涂层19构成，高温红外线反射涂层19使携带了大量能量的红外线在炉腔18内能反射而防止能量逃逸，为了使红外线反射更加充分和炉腔18加热温度稳定均匀，石墨硬毡20和高温红外线反射涂层19截面的内表面为圆角矩形，陶瓷纤维毡6和石墨硬毡20用于隔热保温，另外在陶瓷纤维毡6和石墨硬毡20之间涂覆一层复相硅聚合物隔热涂层22，与陶瓷纤维毡6和石墨硬毡20形成良好的结合面，起更好的隔热效果，保温系统的内侧为炉腔18，所述炉壳4的左侧中部设有丝束进口2，炉壳4的右侧中部设有丝束出口16，且丝束进口2和丝束出口16上均设有密封装置3，密封装置3是气帘密封装置，在密封装置的上下端设置气帘碰头，高压工业氮气从喷头喷出产生气帘，使碳化炉内部气氛和外部空气隔绝，达到密封效果，所述丝束进口2和丝束出口16的端部分别设有一号牵伸辊1和二号牵伸辊15，通过一号牵伸辊1和二号牵伸辊15配合对纤维丝束进行牵伸。所述炉腔18内设有石墨板17，石墨板17可拆卸设置，石墨板17的底部外圈设有用于对石墨板17支撑固定的支撑脚14，石墨板17、丝束进口2和丝束出口16均位于同一水平线上，通过石墨板17可以使得温度均衡，并防止毛丝对石墨发热体的危害，所述炉腔18内于石墨板17的下侧水平设有加热管7，加热管7的左右两端均设有石墨电极11，石墨电极11的内部设有紫铜盲管12，所述紫铜盲管12远离加热管7的一端通过进水管13与水夹套5连接，紫铜盲管12靠近加热管7的一端通过出水管10与水夹套5连接，出水管10和进水管13均为管状结构，且进水管13水平设置，出水管10竖直设置，水夹套5内的水体从进水管13引入，经过紫铜盲管12后，从出水管10引回到水夹套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、水夹套、保温系统和炉腔，其特征在于，所述炉壳的内侧配合设有水夹套，炉壳的顶部与水夹套导通设有冷却水入口，炉壳的底部与水夹套导通设有冷却水出口，水夹套的内侧配合设有保温系统，保温系统从外到内分别由陶瓷纤维毡、隔热涂层、石墨硬毡和高温红外线反射涂层构成，保温系统的内侧为炉腔，所述炉壳的左侧中部设有丝束进口，炉壳的右侧中部设有丝束出口，丝束进口和丝束出口的端部分别设有一号牵伸辊和二号牵伸辊，所述炉腔内设有石墨板，石墨板的底部外圈设有用于对石墨板支撑固定的支撑脚，所述炉腔内于石墨板的下侧水平设有加热管，加热管的左右两端均设有石墨电极，石墨电极的内部设有紫铜盲管，紫铜盲管远离加热管的一端通过进水管与水夹套连接，紫铜盲管靠近加热管的一端通过出水管与水夹套连接，所述炉壳的外侧还设有带抽头变压器。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、水夹套、保温系统和炉腔，其特征在于，
所述炉壳的内侧配合设有水夹套，炉壳的顶部与水夹套导通设有冷却水入口，炉壳的底部
与水夹套导通设有冷却水出口，水夹套的内侧配合设有保温系统，保温系统从外到内分别
由陶瓷纤维毡、隔热涂层、石墨硬毡和高温红外线反射涂层构成，保温系统的内侧为炉腔，
所述炉壳的左侧中部设有丝束进口，炉壳的右侧中部设有丝束出口，丝束进口和丝束出口
的端部分别设有一号牵伸辊和二号牵伸辊，所述炉腔内设有石墨板，石墨板的底部外圈设
有用于对石墨板支撑固定的支撑脚，所述炉腔内于石墨板的下侧水平设有加热管，加热管
的左右两端均设有石墨电极，石墨电极的内部设有紫铜盲管，紫铜盲管远离加热管的一端
通过进水管与水夹套连接，紫铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖忠渊，
申请(专利权)人：荣成复合材料有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37