一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置，涉及碳纤维回收设备技术领域。用支撑隔板将碳纤维树脂复合材料固定在支架上，送入加热炉管。抽真空后通入氩气，开启微波发生器，加热物料使其裂解。裂解反应结束后，通入空气/氧气，启动电加热管，对裂解后的产物进行氧化除碳处理高效回收碳纤维。产生的液体收集在收集坩埚内，再流入液体收集装置，产生的高温气体通过排气口排出进入气体收集装置。采用阵列式微波发生器，使碳纤维树脂复合材料能快速且均匀加热裂解。在加热炉管上安装电加热管，能够在裂解处理后，对裂解产物进行均匀加热，氧化除表面残留碳，结合微波裂解两步法直接高效回收性能好、表面光洁的碳纤维。纤维。纤维。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置


[0001]本技术涉及碳纤维回收设备
，具体涉及一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置。

技术介绍

[0002]近年来，由于碳纤维具有高比强度、高比模量、高韧性和优异的X射线透过性能，其需求量逐年增加，在广泛运用于航天航空、汽车、医疗等领域时可达到减重、耐冲击、抗疲劳等应用效果。碳纤维树脂复合材料构件的广泛运用，会在其达到使用寿命后，带来大量碳纤维复合材料废弃物，导致资源严重浪费和环境污染。目前，市场中的碳纤维复合材料主要以碳纤维增强热固性树脂为主，由于热固性树脂基体固化后，发生分子间交联，形成网状结构，造成其回收利用困难。
[0003]高温热解法是工业上使用较为广泛的回收碳纤维树脂复合材料的技术。此回收技术是在惰性气体环境中，通过300℃～800℃高温使复合材料中的树脂基体分解，实现将纤维材料和其他材料分离回收。随后在大气气氛下加热裂解后的产物，氧化其表面的沉积碳，直接回收碳纤维。因微波加热法是在微波电磁场的作用下，通过物料的介质损耗产生热效应，将微波能转化为热能，具有穿透性加热、内部均匀加热、升温快等优势，因此将其用于裂解碳纤维树脂复合材料构件具有效率高的特点。但裂解完成后通常是关闭微波，通入氧化性气体，利用余热将表面残碳氧化后回收碳纤维，避免直接使用微波氧化造成局部过热导致物料燃烧的现象，结果是氧化过程效率低。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置，解决现有设备氧化效率低的问题。<br/>[0005]为解决上述的技术问题，本技术采用以下技术方案：一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置，其特征在于：包括加热器壳体、加热炉管、微波发生器、电加热管、支架、储气罐、真空泵、收集坩埚和控制系统，所述加热器壳体内设置有加热炉管，加热炉管外侧壁相对设置有微波发生器，电加热管沿加热炉管侧壁相对设置，加热炉管内活动设置有支架，支架上放置有碳纤维树脂复合材料，支架为网格状且内部设置有收集坩埚，加热炉管顶部设置有红外测温装置，加热炉管连接有真空泵，储气罐与加热炉管顶部的进气口连接，控制系统与微波发生器、电加热管、红外测温装置、真空泵电连接；收集坩埚底部设置有出液口，出液口与裂解物液体收集装置连接；加热炉管的排气口与裂解物气体收集装置连接。
[0006]更进一步的技术方案是所述微波发生器呈两行三列对称布置，电加热管一侧设置有两组，每组包括三根电加热管，红外测温装置测量每组位于中间位置的碳纤维树脂复合材料的表面温度，每组包括三块平行放置的碳纤维树脂复合材料。
[0007]更进一步的技术方案是所述加热炉管内侧下部设置有定位板，支架包括底板、支
撑隔板、滚轮，支撑隔板平行设置在底板上，底板底部设置有滚轮，底板设置有中空腔体且顶部均匀分布有通孔，中空腔体内放置有收集坩埚。
[0008]更进一步的技术方案是所述加热炉管一端密封，另一端铰接有开合门，开合门上设置有观察口。
[0009]更进一步的技术方案是所述加热炉管顶部的设置有进气管，进气管为环形且管壁上均匀分布有进气孔。
[0010]工作原理：使用时，用支撑隔板将碳纤维树脂复合材料固定在支架上，送入加热炉管。抽真空后通入氩气，开启微波发生器，加热物料使其裂解。裂解反应结束后，通入空气/氧气，启动电加热管，对裂解后的产物进行氧化除碳处理高效回收碳纤维。过程中产生的液体收集在支架下的收集坩埚内，再经收集坩埚底部的出液口收集到液体收集装置中进行处理，过程中产生的高温气体通过加热炉管的排气口排出，进入气体收集装置内进行再处理。
[0011]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0012]1.采用阵列式微波发生器，使碳纤维树脂复合材料能快速且均匀加热裂解。
[0013]2.在加热炉管上安装电加热管，能够在裂解处理后，对裂解产物进行均匀加热，氧化除表面残留碳，结合微波裂解两步法直接高效回收性能好、表面光洁的碳纤维。
附图说明
[0014]图1为本技术的结构示意图。
[0015]图2为本技术中加热器壳体的正面内部结构示意图。
[0016]图3为本技术中加热器壳体的侧面内部结构示意图。
[0017]图4为本技术中支架的结构示意图。
[0018]图中：1
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加热器壳体，2
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加热炉管，201
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定位板，3
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微波发生器，4
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电加热管，5
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支架，501
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底板，502
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支撑隔板，503
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滚轮，6
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储气罐，7
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真空泵，8
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收集坩埚，9
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碳纤维树脂复合材料，10
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红外测温装置，11
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开合门，12
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观察口。
具体实施方式
[0019]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0020]图1～3示出了一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置，包括加热器壳体1、加热炉管2、微波发生器3、电加热管4、支架5、储气罐6、真空泵7、收集坩埚8和控制系统，所述加热器壳体1内设置有加热炉管2，加热炉管2为直径为1.5
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2m，长度为2
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3m的圆柱形腔体。加热炉管2外侧壁相对设置有微波发生器3，电加热管4沿加热炉管2侧壁相对设置。为使得加热更加均匀，所述微波发生器3呈两行三列对称布置，沿加热炉管2长度方向设置有3列，沿加热炉管2高度方向设置有2排。电加热管4一侧设置有两组，每组包括三根电加热管。加热炉管2顶部设置有红外测温装置10，为使得测温更加精准，红外测温装置10测量每组位于中间位置的碳纤维树脂复合材料9的表面温度，每组包括三块平行放置的碳纤维树脂复合材料9。
[0021]加热炉管2连接有真空泵7，储气罐6与加热炉管2顶部的进气管连接，进气管为环
形且管壁上均匀分布有进气孔，控制系统与微波发生器3、电加热管4、红外测温装置10、真空泵7电连接。收集坩埚8底部设置有出液口，出液口与裂解物液体收集装置连接；加热炉管2的排气口与裂解物气体收集装置连接。为方便碳纤维树脂复合材料9的放入以及裂解氧化后碳纤维的回收，加热炉管2内活动设置有支架5，支架5上放置有碳纤维树脂复合材料9。如图4所示，所述加热炉管2内侧下部设置有定位板201，支架5包括底板501、支撑隔板502、滚轮503，支撑隔板502平行设置在底板501上，底板501底部设置有滚轮503，滚轮503沿定位板201进出加热炉管2。底板501为中空腔体且顶部均匀分布有通孔，中空腔体内放置有收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置，其特征在于：包括加热器壳体(1)、加热炉管(2)、微波发生器(3)、电加热管(4)、支架(5)、储气罐(6)、真空泵(7)、收集坩埚(8)和控制系统，所述加热器壳体(1)内设置有加热炉管(2)，加热炉管(2)外侧壁相对设置有微波发生器(3)，电加热管(4)沿加热炉管(2)侧壁相对设置，加热炉管(2)内活动设置有支架(5)，支架(5)上放置有碳纤维树脂复合材料(9)，支架(5)为网格状且内部设置有收集坩埚(8)，加热炉管(2)顶部设置有红外测温装置(10)，加热炉管(2)连接有真空泵(7)，储气罐(6)与加热炉管(2)顶部的进气口连接，控制系统与微波发生器(3)、电加热管(4)、红外测温装置(10)、真空泵(7)电连接；收集坩埚(8)底部设置有出液口，出液口与裂解物液体收集装置连接；加热炉管(2)的排气口与裂解物气体收集装置连接。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维树脂基复合材料微波辐射快速处理装置，其特征在于：所述微波发生器(3)呈两行三列...

【专利技术属性】
技术研发人员：许磊，郭利容，刘建华，韩朝辉，夏仡，魏群，张博川，厉轩，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：