[实用新型]垂直风路式碳纤维氧化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及碳纤维预氧化技术领域，尤其涉及一种垂直风路式碳纤维氧化炉。

背景技术

碳纤维源自于50年代东西两大集团之首-美国、苏俄为了太空竞赛，需要一种质轻而机械强度高的材料，碳纤维应运而生。碳纤维并非那时才开发出来，据文献记载早在1879年发明大王爱迪生为了寻找一种耐高温且可通电的灯丝，他利用竹子的纤维将它烧成碳纤维模样作为灯丝来用。但他所制造的碳纤维太脆，毫无强度可言，虽可用于通电发光。离真正实用的地步尚有一段距离，一旦钨丝被开发成功，以碳纤维作为灯丝的用途旋即被废除。聚丙烯腈(PAN)是制造碳纤维的主要原料，全世界生产碳纤维有百分之八、九十来自于聚丙烯腈，故聚丙烯腈的制造、抽丝及后续烧结过程-环化、碳化及石墨化等相当重要。碳纤维最优良的性能是比强度和比模量超过一般的增强纤维，它和树脂形成的复合材料比强度和比模量比钢和铝合金还高3倍左右。碳纤维复合材料应用在宇宙飞船、导弹和飞机上，可以显著减轻重量，提高有效载荷，改善性能，是航空工业的重要结构材料。由于成本降低，碳纤维已逐步扩大用在民用工业，如汽车工业和运动器材等方面。碳纤维是将原料纤维在一定的张力温度下，经过一定时间的预氧化、碳化和石墨化处理等过程制成的。预氧化的目的是使PAN原丝的线型大分子链经预氧化处理后转变为耐热梯型结构，不熔不燃，经得起高温碳化而保持纤维形态。实现这一转化的关键设备就是预氧化炉，研究表明，预氧化炉首先要满足工艺条件的需求：即加热系统的温度场均匀、温度梯度分布合理。

现有碳纤维丝氧化炉的风路方式，在碳纤维丝的上、下面横方向水平循环吹、排气，后基于前述方式，改良为于上、下碳纤维丝之间设一层导向浪板，以形成小吹气角度。但是，前述方式使碳纤维氧化炉由于热风以水平或小角度吹向碳纤维丝，不合乎处理技术要求，普遍具有：碳纤维丝内层换热不佳、换热速度慢，内层易因积热起燃，碳纤维丝的横、纵向均温性均差，且碳纤维丝滞留时间长、距离大，进而生产能力低。此即为现行已有技术存有最大的缺点，此缺点乃本领域亟待克服的难题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种垂直风路式碳纤维氧化炉。

一种垂直风路式碳纤维氧化炉，其主要在氧化炉内碳纤维丝的上、下两面设有密集且垂直的热风吹气孔及排气孔，利用密集的循环热风以垂直方向吹向碳纤维丝，使碳纤维丝受热均匀，合乎处理技术要求。

本实用新型碳纤维丝的行进方向，热风吹气方向为与其垂直且密集设置，故碳纤维丝的每个受风点的温度均相同，且垂直方向的热风可吹透碳纤维丝，故本实用新型具有碳纤维丝能快速换热、内层换热、不因内层积热起燃，且具有横向均温性、纵向均温性、碳纤维丝可自由放宽、低滞留时间、低滞留距离、高产量等功效。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图。

附图标记说明：

1碳纤维丝        2进气管

20吹气孔         3循环排气管

30排气孔         A循环吹气方向

B循环排气方向    C碳纤维丝行进方向

具体实施方式

为达到本实用新型前述目的的技术手段，列举以下实施例，并配合附图说明如后，本领域技术人员可由对本实用新型的结构、特征及所达到的功效，获得更好的了解。

请参阅图1所示，本实用新型主要在氧化炉内碳纤维丝1的上、下两面设有密集且垂直的热风吹气孔20及排气孔30，氧化炉循环热风经进气管2由吹气孔20吹出(请参阅附图循环吹气方向A)，废气则由排气孔30经循环排气管3排出(请参阅附图循环排气方向B)，利用密集的循环热风以垂直方向吹向碳纤维丝1，使碳纤维丝受热均匀，合乎处理技术要求(制程热表现为放热反应，故必须使碳纤维丝能快速换热、内层换热，采用直角或大角度吹气，可利用穿透界面层与强制换热两机制，有效达到碳纤维丝快速换热、内层换热)。本实用新型碳纤维丝1的行进方向C，热风吹气方向A为与其垂直且密集设置，故碳纤维丝1每个受风点的温度均相同，且垂直方向的热风可吹透碳纤维丝1，故本实用新型具有碳纤维丝能快速换热、内层换热、不因内层积热起燃，且具有横向均温性、纵向均温性、碳纤维丝可自由放宽、低滞留时间、低滞留距离、高产量等功效。

但以上所述，仅为本实用新型的一较佳可行实施例而已，并非用以限制本实用新型的范围，凡本领域技术人员运用本实用新型说明书及权利要求所做的等效结构变化，理应包括于本实用新型的保护范围内。