[发明专利]一种对PAN原丝接头进行预氧化的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维生产工艺中的预氧化装置，尤其是一种对原丝接头行预氧化处理的装置。

背景技术

用聚丙烯晴基（PAN）原丝生产碳纤维的工艺中，原丝的预氧化是很关键的一个工艺过程，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变为耐热梯形结构，不熔不燃，然后才能进入碳化炉进行高温碳化处理，从而得到高性能的碳纤维。但是预氧化过程中，因为预氧化过程是个放热过程，所以经常会发生因蓄积在原丝纤维中的热量来不及被带走而起火的事故。众所周知，原丝质量不过关造成的乱丝毛丝是起火的重要原因，经我们生产总结研究发现，原丝接头部位由于原丝相互重叠交织，预氧化过程中热量更不容易被带走，并且此处厚度也相应比正常部位厚一些，处理过程中由于与设备的摩擦，很容易产生毛丝乱丝，造成原丝接头部位比其他地方更容易起火。这带来的后果是，增加了原丝预氧化生产工序的不稳定性和不安全性，增加了工作量，降低了生产效率，增加了生产成本。

发明内容

为了解决上述原丝接头部位容易起火的问题，本发明的目的是提供一种对原丝接头进行预氧化的装置，从而解决正常生产中出现的上述问题，该装置的特点是：结构简单，上下炉体可分开，操作方便，利于生产化应用，适用于1K~320K不同规格原丝接头的预氧化处理。

本发明采用如下技术方案：一种对PAN原丝接头进行预氧化的装置，设有上炉体、下炉体，上炉体内部设有集风器，下炉体设有送风器，送风器下部气体进口直接和风机出口连接，内部上循环风管位于上炉体内部，内部下循环风管位于下炉体内部，所述内部上、下循环风管在炉内构成一个回路，内部下循环风管上设置废气排出系统、加热装置、新鲜空气补充风管和上述风机。

上炉体设有起吊装置，方便原丝接头部位随时放入炉体进行预氧化处理；上下炉体之间是由耐300℃高温硅橡胶或氟橡胶材质构成的弹性Z型结构炉体密封部件，该结构为可以有效的防止装置工作时炉内热气体的外泄；内部上下循环风管内侧设有密封部件，防止循环风通过上下炉体接缝向炉体内部泄露；上、下炉体两端头各设有炉口密封部件，炉口密封部件为耐300℃高温的软硅橡胶或氟橡胶材质，在起到密封作用的同时，不伤害原丝。

张力施加装置在炉口外将丝束固定并施加一定张力，送风器设置在下炉体，集风器设置在上炉体，通过设置在炉体内部的内部循环风管将送风器和集风器连接成为循环回路，双吸入循环风机安放在内部循环管的最下部，加热器安放在内部循环风管里，循环风管上设置有新鲜空气补充管，可以随时补充新鲜空气，循环风管上还设有废气排出系统接口，可定量排出废气， 8~10支热电偶均布在集风器侧炉体内腔截面上，温控装置根据热电偶所测温度对加热器进行温度控制，控制系统则控制循环风机风量、新鲜空气补充管和废气排出系统接口阀门的开度。

本发明的有益效果是：经过本装置预氧化处理后的原丝接头，在进入正常生产的预氧化炉中时，已经具备了不熔不燃的性能，从而降低了原丝在预氧化炉中起火燃烧的可能性，增强了原丝预氧化生产工序的稳定性和安全性，减少了工作量，提高了生产效率，降低了成本。

附图说明

图1为本发明对原丝接头进行预氧化的装置的结构图；

图2为本发明的装置的K向视图；

图3为发明中上下炉体间Z型密封结构的局部放大图；

图4为本发明中张力施加装置的局部放大图；

图5为本发明中内部上下循环风道间的密封结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

一种对原丝接头行预氧化处理的装置，设有上炉体8，下炉体3，上炉体设有保温层9，下炉体也设有同样的保温层，上炉体下部设有Z型弹性密封7，下炉体设有与之对应的Z型弹性密封5，上炉体内部设有集风器13，集风器顶端气体出口做成了可使气体平稳流动的对称喇叭口12，下炉体设有送风器18，送风器18下部气体进口直接和风机19出口连接，内部上循环风管10位于上炉体内部，内部下循环风管24位于下炉体内部，内部上、下循环风管10和24在炉内构成一个回路，内部上、下循环风管10和24之间的密封除借助了上述Z字形密封，还借助了由圆弧形密封条25和内部上循环风管10的向内折边构成的插接胀紧密封结构，具体结构见图5，内部下循环风管24上面由上而下依次设有废气排出系统接口阀16、加热器17、新鲜空气补充风管1、双吸入循环风机19，两束原丝通过接丝器接完接头后，用吊具通过吊耳11将上炉体8吊起，将原丝丝束14接头部位放入炉腔，放下上炉体8，待Z型弹性密封7和5吻合以及圆弧形密封条25和内部上循环风管10的向内折边插入胀紧后，用螺栓6将上炉体8和下炉体3把紧，同时上下炉体炉口的炉口密封部件15在螺栓把紧力作用下，将丝束紧紧的压合在一起，减少了炉内热气体以及风道内热气体的外泄，张力施加装置中的液压缸21将丝束14顶紧固定，弹簧23对丝束14施加一定张力，弹簧张紧力可调节，新鲜空气补充管1上的进气阀适当开启，开启双吸入循环风机19，开启加热器17，经过加热器17加热的热气体通过送风器18进入炉腔，垂直的吹向丝束接头部位，使丝束接头部位充分预氧化，变为不熔不燃的氧化纤维，然后热空气再由由集风器13收集到内部循环风管，操作过程中风机19风量、转速、阀门开度都是由控制系统27根据丝束接头的氧化处理状态进行调节，温控装置26根据测温用热电偶28测得的温度，随时调整控制加热器17的加热温度，使原丝接头达到不熔不燃状态后，加热器18停止加热，待炉体冷却后，双吸入循环风机19停止运转，吊起上炉体8，取出丝束即完成装置工作。