一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法技术

本发明专利技术公开一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法，设备包括井式炉、加热组件和密封罐；井式炉的内侧壁设置有加热组件，密封罐包括罐体、罐盖、排气管和固定托盘，罐体内设置有固定托盘。本发明专利技术的技术方案中，采用井式炉型，由井式炉、加热组件和密封罐组成，结构简单，成本低；设置有固定托盘产品装、出炉更加方便，且以自然土壤作保温层，无需另作保温层，通过加热罐体实现升温，因此发热体采用了普通加热组件和电力控制装置，冷却时，余热直接传入地下土壤，降温时间缩短、产品装入封闭耐高温金属罐内，随升温挥发物和裂解物产生，会将罐内空气从排气管排出，形成无氧、微正压状态，从而解决了产品高温氧化问题。而解决了产品高温氧化问题。而解决了产品高温氧化问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法


[0001]本专利技术涉及硬质碳纤维产品微正压炭化生产
，具体涉及一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法。

技术介绍

[0002]硬质碳纤维产品微正压炭化是通过用树脂类原料浸渍碳纤维软毡，然后经过高温碳化得到的，现有硬质碳纤维产品炭化处理需要使用专业的真空炉，整个处理过程必须在炉内真空条件进行，真空炉通过石墨发热体加热升温，使浸渍树脂了的软碳纤维针刺毡中的有机物(树脂、醇类)挥发、裂解。在850℃及以上温度条件下，将有机物炭化处理干净，只剩下产品所需的残碳结构，与原有碳纤维形成稳定的网格结构，制作成硬质碳纤维产品(硬毡)，真空炉抽真空既可以防止产品氧化，又可以排出裂解的氧化物和挥发物。现有真空炉一般由带冷却水夹层的钢板质炉体、内碳纤维保温(隔热)层、石墨发热体、石墨物料平台、真空泵、电气控制系统六部分组成。过程为将物料放入炉内平台，然后关闭炉门抽真空，在真空达到要求后开始升温(真空始终开启)，在温度达到设定值(900度以上)、物料中有机成分充分挥发、裂解并碳化后，开始降温，整个降温阶段主要靠真空炉循环冷却水对炉壁进行冷却，冷传导使炉内温度逐渐降低，降温至工艺要求温度进行出炉，开启炉门，取出成品，真空条件热量传导较慢，升温时间约24h，整个生产周期大于72小时。现有专业真空炉造价高且能耗高；生产设备能耗较高；业真空炉结构复杂，配套设施较多，操作复杂，维修保养难度大，现有真空炉均属于卧式炉，炉膛长度较长(3.5米以上)，产品装、出炉需要大量的人力；且生产周期过长。
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技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提供一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法，旨在解决现有硬质碳纤维产品的炭化工程中通过真空炉碳化，真空炉造价高且能耗高，操作负杂且产品装、出炉需要大量的人力、生产周期长的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出的一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备，包括井式炉、加热组件和密封罐；所述井式炉的内侧壁设置有所述加热组件，所述密封罐可拆卸式设置在所述井式炉内，所述密封罐包括罐体、罐盖、排气管和固定托盘，所述罐盖用于盖设所述罐体且与所述井式炉的炉口卡接，所述排气管与罐盖连接，且所述排气管与所述罐体连通，所述罐体内设置有用于固定硬质碳纤维胚体的固定托盘。
[0005]优选地，所述井式炉包括加热井和冷却井，所述冷却井设置有至少有一个，所述加热井内设置有所述加热组件，所述冷却井内未设置所述加热组件。
[0006]优选地，还包括移动装置，所述移动装置用于移出或装入所述固定托盘，所述移动装置还用于移动所述密封罐在所述加热井和所述冷却井之间移动。
[0007]优选地，所述罐盖上设置有吊环，所述排气管上设置有控制阀。
[0008]优选地，所述井式炉包括炉体，所述炉体通过耐火材料制成。
[0009]优选地，所述加热组件包括设置在所述井式炉底部的底部电热排和设置在所述井式炉侧壁的侧面电热排。
[0010]本专利技术还提供一种硬质碳纤维产品微正压炭化方法，包括如下步骤：
[0011]将硬质碳纤维胚体固定到所述固定托盘内，并将所述固定托盘放入密封罐内；
[0012]开启加热组件进行升温碳化，其中，所述加热组件的功率为250
‑
350kw/h，升温时间为14
‑
18h；
[0013]关闭所述加热组件，等待所述硬质碳纤维胚体冷却至第一预设温度后取出所述固定托盘。
[0014]优选地，所述关闭所述加热组件，等待所述硬质碳纤维胚体冷却至第一预设温度后取出所述固定托盘的步骤，还包括
[0015]将硬质碳纤维胚体固定到所述固定托盘内，并将所述固定托盘放入密封罐内；
[0016]关闭所述加热组件，等待所述硬质碳纤维胚体冷却至400℃
‑
600℃后取出所述升温炉内的密封罐移至冷却井内，将另一个装有硬质碳纤维胚体的密封罐放入到所述升温炉内；
[0017]等待所述冷却井内的所述硬质碳纤维胚体冷却至120℃以下取出所述固定托盘。
[0018]本专利技术的技术方案中，采用井式炉型，由井式炉、加热组件和密封罐组成，结构简单，成本低；井式炉型在地下为立式炉，产品装、出炉更加方便，且以自然土壤作保温层，无需另作保温层，通过加热罐体实现升温，因此发热体不需要用昂贵的石墨材料，而采用了普通加热组件(例如：金属电热丝)并可以只使用简单的电力控制装置，冷却时，余热直接传入地下土壤，因此无需冷却水，降温时间缩短、产品装入封闭耐高温金属罐内，随升温挥发物和裂解物产生，会将罐内空气从排气管排出，形成无氧、微正压状态，从而解决了产品高温氧化问题，从而解决了现有通过硬质碳纤维产品炭化中真空炉造价高且能耗高，操作负杂且产品装、出炉需要大量的人力、生产周期长的问题。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备的结构示意图。
[0021]图2为使用本专利技术一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法的其中一个实施例的实验数据。
[0022]图3为使用本专利技术一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备及方法的另一个实施例的实验数据。
[0023]附图标号说明：
[0024]1、井式炉；2、加热组件；3、密封罐；4、罐体；5、罐盖；6、排气管；7、固定托盘；8、吊环；9、控制阀。
[0025]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0028]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0029]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备，其特征在于，包括井式炉、加热组件和密封罐；所述井式炉的内侧壁设置有所述加热组件，所述密封罐可拆卸式设置在所述井式炉内，所述密封罐包括罐体、罐盖、排气管和固定托盘，所述罐盖用于盖设所述罐体且与所述井式炉的炉口卡接，所述排气管与罐盖连接，且所述排气管与所述罐体连通，所述罐体内设置有用于固定硬质碳纤维胚体的固定托盘。2.如权利要求1所述的一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备，其特征在于，所述井式炉包括加热井和冷却井，所述冷却井设置有至少有一个，所述加热井内设置有所述加热组件，所述冷却井内未设置所述加热组件。3.如权利要求2所述的一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备，其特征在于，还包括移动装置，所述移动装置用于移出或装入所述固定托盘，所述移动装置还用于移动所述密封罐在所述加热井和所述冷却井之间移动。4.如权利要求2所述的一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备，其特征在于，所述罐盖上设置有吊环，所述排气管上设置有控制阀。5.如权利要求2所述的一种硬质碳纤维产品微正压炭化的设备，其特征在于，所述井式炉包括炉体，所述炉体通过耐火材料制成。6.如权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新华，路良，胡宏，段兴隆，李宏，
申请(专利权)人：湖南天雅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：