申请/专利权人：安徽欣尔特新材料科技有限公司

申请日：2017-11-09

公开（公告）日：2024-02-09

公开（公告）号：CN107641852B

主分类号：D01F9/32

分类号：D01F9/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.09#授权;2018.03.09#实质审查的生效;2018.01.30#公开

摘要：本发明涉及碳纤维生产装备领域，特别涉及一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，包括有炉体、两个对称分布在炉体两侧的门廊、两个热风循环机构和控制装置，每个门廊内设置有格栅板组，格栅板组包括有若干个格栅板，每个格栅板沿其长度方向的中心线设置有连接轴，所有连接轴的一端设置有驱动电机，所有门廊远离炉体的一侧均设置有若干个用于驱动纤维丝移动的驱动辊，所述热风循环机构包括有循环风机和循环管道，控制装置包括有控制器、两个温度传感器组和两个角度传感器组，本发明提高炉内不同高度位置温度分布的均匀性，克服抵消烟囱效应，门廊内部形成类似的梯度结构的空间，使得隔栅间风量均匀，避免局部温度过高纤维着火。

主权项：1.一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于：包括有炉体2、两个对称分布在炉体2两侧的门廊1、两个分别用以克服门廊1内烟囱效应的热风循环机构3和控制装置，两个门廊1和两个热风循环机构3一一对应连接，每个门廊1内设置有格栅板组，格栅板组包括有若干个格栅板1a，所有格栅板1a的长度方向水平设置且互相平行，所有格栅板1a自门廊1内侧顶部至门廊1内侧底部间隔且为梯型分布，每个格栅板1a沿其长度方向的中心线设置有连接轴1b，所有连接轴1b的一端设置有驱动电机1c，所有门廊1远离炉体2的一侧均设置有若干个用于驱动纤维丝移动的驱动辊，所述热风循环机构3包括有循环风机3a和循环管道3b，循环风机3a通过循环管道3b与门廊1连通，控制装置包括有控制器、两个温度传感器组和两个角度传感器组，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与控制器电性连接，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与两个门廊1一一对应连接；每个所述格栅板1a均能够以连接轴1b为轴线旋转，角度传感器组包括有若干个用以检测连接轴1b旋转角度的角度传感器4c，所有连接轴1b远离驱动电机1c的一端与所有角度传感器4c一一对应连接；控制器根据温度传感器组检测到门廊1顶部至底部的温差来通过每个驱动电机1c驱动格栅板1a旋转移动角度；所述温度传感器组包括有第一温度传感器4a和第二温度传感器4b，第一温度传感器4a设置在门廊1的顶部，第二温度传感器4b设置在门廊1的底部；控制器通过第一温度传感器4a和第二温度传感器4b传送来的温度信号来判断门廊1内的温差大小；所述门廊1设置有壳体1d，格栅板组设置壳体1d内，壳体1d远离炉体2的一侧设置有与长条形通孔2a形状相同的通槽1e，纤维丝6贯穿壳体1d的通槽1e和炉体2的长条形通孔2a缠绕在所有驱动辊5上；纤维丝6呈S型缠绕在驱动辊5上，纤维丝6多次进入炉体2内，保证纤维丝6氧化完全；所述循环管道3b包括有出风管道3b2和进风管道3b1，进风管道3b1的一端与循环风机3a的出风端连通且其另一端贯穿壳体1d顶部与壳体1d内部连通，出风管道3b2的一端与壳体1d底部连通且其另一端与循环风机3a的进风端连通；循环风机3a启动，使热风循环机构3和门廊1的气流形成循环，从而克服了门廊1内的烟囱效应，进风管道3b1设置有废弃排风口。

全文数据：一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉技术领域[0001]本发明涉及碳纤维生产装备领域，特别涉及一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉。背景技术[0002]在碳纤维生产中，预氧化是一个非常重要的中间过程，他起到承前启后将原丝转化为碳纤维的桥梁，是用PAN制造碳纤维的最核心的过程之一。预氧化在一定程度上决定了碳纤维的质量和产量。预氧化的核心设备就是氧化炉，碳纤维生产中理想的预氧化过程对氧化炉的要求是:一是温度场均匀。即氧化炉内走丝空间的温度，不同位置的点温差尽可能小，并且每一点温度尽可能一直保持较为恒定。二是要迅速及时带走反应热。预氧化反应是放热反应，如果不及时移走热量，预氧化过程的纤维温度就会升高而造成纤维过热，导致纤维表面的损伤和缺陷，甚至引起纤维起火。三是要及时带走预氧化的反应副产物。预氧化过程产生大量的反应副产物，如果不及时带走会在氧化炉中积聚，一方面影响氧化气氛的均匀性，也会附着在纤维表面影响氧化和传热，从而严重影响纤维的性能，甚至会导致纤维着火。四是要提供预氧化所需要的足够氧。[0003]氧化炉内循环风普遍存在烟囱效应。烟囱效应会给氧化炉带来不利影响。一是会导致炉内温度场不均匀，上部温度高，下部温度低。二是由于温度场的不均匀容易造成纤维局部过氧化热量积聚，甚至造成局部温度过高纤维着火。三是会影响氧化炉的有效热区长度，影响炉内气氛的均匀性。四是有可能造成有害气体外漏，影响环境安全和人身安全。发明内容[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉。[0005]为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：[0006]一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，包括有炉体、两个对称分布在炉体两侧的门廊、两个分别用以克服门廊内烟囱效应的热风循环机构和控制装置，两个门廊和两个热风循环机构一一对应连接，每个门廊内设置有格栅板组，格栅板组包括有若干个格栅板，所有格栅板的长度方向水平设置且互相平行，所有格栅板自门廊内侧顶部至门廊内侧底部间隔且为梯型分布，每个格栅板沿其长度方向的中心线设置有连接轴，所有连接轴的一端设置有驱动电机，所有门廊远离炉体的一侧均设置有若千个用于驱动纤维丝移动的驱动辊，所述热风循环机构包括有循环风机和循环管道，循环风机通过循环管道与门廊连通，控制装置包括有控制器、两个温度传感器组和两个角度传感器组，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与控制器电性连接，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与两个门廊一一对应连接。[0007]进一步的，每个所述格栅板均能够以连接轴为轴线旋转，角度传感器组包括有若干个用以检测连接轴旋转角度的角度传感器，所有连接轴远离驱动电机的一端与所有角度传感器一'一对应连接。[0008]进一步的，所述温度传感器组包括有第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器设置在门廊的顶部，第二温度传感器设置在门廊的底部。[0009]进一步的，所述门廊壳体设置有壳体，格栅板组设置壳体内，壳体远离炉体的一侧设置有与长条形通孔形状相同的通槽，纤纟隹丝贯穿壳体的通槽和1炉体的长条形通孔缠绕在所有驱动辊上。[0010]进一步的，所述循环管道包括有出风管道和进风管道，进风机的一端与循环风机的出风端连通且其另一端贯穿壳体顶部与壳体内部连通，出风管道的一端与壳体底部连通且其另一端与循环风机的进风端连通。[0011]进一步的，所有所述格栅板的所在平面均竖直设置，每个所述格栅板沿着其自身所在平面的法向设置有用以推动自身沿着自身所在平面的法向移动的推杆。[0012]进一步的，所述温度传感器组包括有若干个设置在门廊上的第三温度传感器，所有温度传感器与所有格栅板所在的高度一一对应。[0013]进一步的，每个所述推杆远离格栅板的一端设置有用于驱动推杆沿格栅板所在平面法向移动的驱动机构。[0014]进一步的，所有所述温度传感器设置在门廊位于格栅板靠近炉体的一侧。[0015]进一步的，所述门廊位于格栅板沿其长度方向的一端旁侧均水平间隔设置有若干个用以检测格栅板位置的位置传感器。[0016]有益效果:本发明的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，改变多层往复穿丝氧化炉门廊丝道进气顶部排气的方式，采用门廊底部排气，从门廊顶部进气，该结构使得门廊下层循环风温度高于上部循环风温度，烟_效应会使上下层温差变小，提高炉内不同高度位置温度分布的均匀性，隔栅板的角度和以及相邻隔栅板的间隔距离都可以调整，通过隔栅板来适当改变循环风方向，根据循环风上下层温差调节隔栅板的角度和间隔距离，以克服抵消烟肉效应，门廊内部形成类似的梯度结构的空间，使得循环风流动过程中格栅之间阻力均匀，从而隔栅间风量均匀，避免局部温度过高纤维着火，减少有害气体外漏，降低环境安全和人身安全隐患。附图说明[0017]图1为本发明的立体结构示意图一；[0018]图2为本发明的剖视图；[0019]图3为本发明的立体结构示意图二；[0020]图4为本发明的结构分解示意图一；[0021]图5为本发明的结构分解示意图二；[0022]附图标记说明：门廊1，格栅板la，连接轴化，驱动电机lc，壳体ld，通槽le，炉体2，长条形通孔2a，热风循环机构3，循环风机3a，循环管道3b，进风管道3bl，出风管道3b2，第一温度传感器4a，第二温度传感器处，角度传感器4c，驱动辊5，纤维丝6。具体实施方式[0023]下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：[0024]参照图1至图5所不的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，包括有炉体2、两个对称分布在炉体2两侧的门廊1、两个分别用以克服门廊1内烟囱效应的热风循环机构3和控制装置，两个门廊1和两个热风循环机构3—一对应连接，每个门廊1内设置有格栅板组，格栅板组包括有若千个格栅板la，所有格栅板la的长度方向水平设置且互相平行，所有格栅板la自门廊1内侧顶部至门廊1内侧底部间隔且为梯型分布，每个格栅板la沿其长度方向的中心线设置有连接轴lb，所有连接轴lb的一端设置有驱动电机1c，所有门廊1远离炉体2的一侧均设置有若干个用于驱动纤维丝移动的驱动辊，所述热风循环机构3包括有循环风机3a和循环管道3b，循环风机3a通过循环管道3b与门廊1连通，控制装置包括有控制器、两个温度传感器组和两个角度传感器组，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与控制器电性连接，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与两个门廊1一一对应连接。[0025]每个所述格栅板la均能够以连接轴lb为轴线旋转，角度传感器组包括有若干个用以检测连接轴lb旋转角度的角度传感器4c，所有连接轴lb远离驱动电机lc的一端与所有角度传感器4c一一对应连接，控制器根据温度传感器组检测到门廊1顶部至底部的温差来通过每个驱动电机lc驱动格栅板la旋转移动角度。[0026]所述温度传感器组包括有第一温度传感器4a和第二温度传感器4b，第一温度传感器4a设置在门廊1的顶部，第二温度传感器4b设置在门廊1的底部，控制器通过第一传感器和第二传感器传送来的温度信号来判断门廊1内的温差大小。[0027]所述门廊1设置有壳体ld，格栅板组设置壳体Id内，壳体Id远离炉体2的一侧设置有与长条形通孔2a形状相同的通槽le，纤维丝6贯穿壳体Id的通槽le和炉体2的长条形通孔2a缠绕在所有驱动辊5上，纤维丝6呈S型缠绕在驱动辊5上，纤维丝6多次进入炉体2内，保证纤维丝6氧化完全。[0028]所述循环管道3b包括有出风管道3b2和进风管道3bl，进风机的一端与循环风机3a的出风端连通且其另一端贯穿壳体Id顶部与壳体Id内部连通，出风管道3b2的一端与壳体Id底部连通且其另一端与循环风机3a的进风端连通，循环风机3a启动，使热风循环机构3和门廊1的气流形成循环，从而克服了门廊1内的烟囱效应，进风管道设置有废弃排风口。[0029]所有所述格栅板la的所在平面均竖直设置，每个所述格栅板la沿着其自身所在平面的法向设置有用以推动自身沿着自身所在平面的法向移动的推杆，自门廊1内侧顶部至门廊1内侧底部间隔且为梯型分布的所有格栅板la阻挡自上而下的气流，以使得所有长条形通孔2a的进风量自上而下依次增多。[0030]所述温度传感器组包括有若干个设置在门廊1上的第三温度传感器，所有温度传感器与所有格栅板la所在的高度一一对应，控制根据每个温度传感器传送来的电信1来控制相邻格栅板la在水平面上投影的距离，从而控制每个长条形通孔2a的进风量，提高循环风的均匀性，减少炉体2内进风对炉体2温度的影响。[0031]每个所述推杆远离格栅板la的一端设置有用于驱动推杆沿格栅板la所在平面法向移动的驱动机构，当需要更改格栅板la之间的距离，控制器控制驱动机构通过推杆推动带动格栅板la在推杆长度方向上移动。、、[0032]所有所述温度传感器设置在门廊1位于格栅板la靠近炉体2的一侧，控制器通过温度传感器传送来的电信号判断需要的进风量，使每个长条形通孔2的进风量对炉体2的影响均衡。L〇〇33」所述N瑯1位十格栅攸la沿其长度方向的一端旁侧均水平间隔设置有若干个用以检测格栅板la位置的位置传感器，控制器通过位置传感器来实时确定相邻格栅板la在水平面上投影距离。[0034]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

权利要求：1.一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:包括有炉体2、两个对称分布在炉体⑵两侧的门廊（1、两个分别用以克服门廊⑴内烟囱效应的热风循环机构⑶和控制装置，两个门廊（1和两个热风循环机构⑶一一对应连接，每个门廊⑴内设置有格栅板组，格栅板组包括有若干个格栅板（la，所有格栅板（la的长度方向水平设置且互相平行，所有格栅板la自门廊⑴内侧顶部至门廊⑴内侧底部间隔且为梯型分布，每个格栅板la沿其长度方向的中心线设置有连接轴lb，所有连接轴lb的一端设置有驱动电机lc，所有门廊（1远离炉体2的一侧均设置有若干个用于驱动纤维丝移动的驱动辊，所述热风循环机构（3包括有循环风机（3a和循环管道（3b，循环风机（3a通过循环管道3b与门廊（1连通，控制装置包括有控制器、两个温度传感器组和两个角度传感器组，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与控制器电性连接，两个温度传感器组和两个角度传感器组均与两个门廊（1一一对应连接。2.根据权利要求1所述的一种具有克服烟肉效应的门廊的氧化炉，其特征在于:每个所述格栅板la均能够以连接轴（lb为轴线旋转，角度传感器组包括有若干个用以检测连接轴lb旋转角度的角度传感器4c，所有连接轴lb远离驱动电机lc的一端与所有角度传感器4c对应连接。3.根据权利要求2所述的一种具有克服烟肉效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所述温度传感器组包括有第一温度传感器4a和第二温度传感器4b，第一温度传感器4a设置在门廊⑴的顶部，第二温度传感器4b设置在门廊⑴的底部。4.根据权利要求3所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所述门廊⑴设置有壳体（Id，格栅板组设置壳体（Id内，壳体Id远离炉体2的一侧设置有与长条形通孔2a形状相同的通槽（le，纤维丝⑹贯穿壳体Id的通槽le和炉体2的长条形通孔2a缠绕在所有驱动辊5上。5.根据权利要求4所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所述循环管道3b包括有出风管道3b2和进风管道3bl，进风机的一端与循环风机3a的出风端连通且其另一端贯穿壳体（Id顶部与壳体（Id内部连通，出风管道3b2的一端与壳体ld底部连通且其另一端与循环风机3a的进风端连通。6.根据权利要求1所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所有所述格栅板la的所在平面均竖直设置，每个所述格栅板la沿着其自身所在平面的法向设置有用以推动自身沿着自身所在平面的法向移动的推杆。7.根据权利要求6所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所述温度传感器组包括有若干个设置在门廊（1上的第三温度传感器，所有温度传感器与所有格栅板la所在的高度一一对应。8.根据权利要求7所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:每个所述推杆远离格栅板（la的一端设置有用于驱动推杆沿格栅板（la所在平面法向移动的驱动机构。9.根据权利要求8所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所有所述温度传感器设置在门廊1位于格栅板la靠近炉体2的一侧。10.根据权利要求9所述的一种具有克服烟囱效应的门廊的氧化炉，其特征在于:所述门廊（1位于格栅板（la沿其长度方向的一端旁侧均水平间隔设置有若干个用以检测格栅板la位置的位置传感器。

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