[实用新型]一种碳纤维生产用高温碳化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温加热设备技术领域，具体是一种碳纤维生产用高温碳化炉。

背景技术

碳纤维及碳纤维制品具有重量轻、强度高、热稳定性好和尺寸稳定等优异性能，所以 被广泛用于宇宙飞行器及航天航空领域作为主要结构的增强材料。碳纤维生产过程中，高 温碳化设备极其关键。碳化炉因为具有工作温度高，对碳纤维的性能影响大，综合技术水 平要求高等特点，成为大型规模化生产线中的关键设备。工业化、高模量碳纤维生产技术 及设备国内起步较晚，发达国家对于碳纤维设备对国内的限制与制约，导致了国内碳纤维 发展的瓶颈。

目前碳纤维生产用高温碳化炉中，隔热保温效果不佳，可靠性差，温度均衡性不佳， 直接影响纤维碳化的质量，且加热组件的相关固定件长时间处于高温状态，性能稳定性受 到影响，影响使用寿命，不能满足连续制备碳纤维的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳纤维生产用高温碳化炉，以解决上述背景技术中提 出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种碳纤维生产用高温碳化炉，包括炉壳、水夹套、保温系统和炉腔，所述炉壳的内 侧配合设有水夹套，炉壳的顶部与水夹套导通设有冷却水入口，炉壳的底部与水夹套导通 设有冷却水出口，水夹套的内侧配合设有保温系统，保温系统从外到内分别由陶瓷纤维毡、 隔热涂层、石墨硬毡和高温红外线反射涂层构成，保温系统的内侧为炉腔，所述炉壳的左 侧中部设有丝束进口，炉壳的右侧中部设有丝束出口，丝束进口和丝束出口的端部分别设 有一号牵伸辊和二号牵伸辊，所述炉腔内设有石墨板，石墨板的底部外圈设有用于对石墨 板支撑固定的支撑脚，所述炉腔内于石墨板的下侧水平设有加热管，加热管的左右两端均 设有石墨电极，石墨电极的内部设有紫铜盲管，紫铜盲管远离加热管的一端通过进水管与 水夹套连接，紫铜盲管靠近加热管的一端通过出水管与水夹套连接，所述炉壳的外侧还设 有带抽头变压器。

作为本实用新型进一步的方案：所述冷却水入口和冷却水出口分别位于炉壳顶部和底 部的中间位置。

作为本实用新型进一步的方案：所述丝束进口和丝束出口上均设有气帘密封装置。

作为本实用新型进一步的方案：所述石墨板可拆卸设置。

作为本实用新型进一步的方案：所述石墨板、丝束进口和丝束出口均位于同一水平线 上。

作为本实用新型进一步的方案：所述出水管和进水管均为管状结构，且进水管水平设 置，出水管竖直设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在炉壳的内侧设置水夹套，可以对 炉壳进行恒温保护，避免炉壳高温损坏，通过保温系统可以避免热量散失，使得加热温度 更加均匀稳定，通过在丝束进口和丝束出口上设置密封装置，使碳化炉内部气氛和外部空 气隔绝，达到密封效果，设置可拆卸的石墨板，可以使得加热管作用于纤维丝束的温度均 衡，并防止毛丝对加热管和石墨电极的危害，通过出水管和进水管配合对加热管和石墨电 极进行支撑，且从进水管引入水夹套内的水体，通过紫铜盲管对石墨电极降温后，从出水 管引出到水夹套内，可以避免石墨电极高温损坏，保持装置持久稳定运行，通过带抽头变 压器控制加热管由于氧化的进行和横断表面的老化而引起的加热电阻变大和石墨阻抗性 变大所引起的电压变化，保持加热电压的稳定，综上，装置结构稳定，隔热保温效果好， 可靠性高，温度均衡性好，通过对加热电极进行水冷却，可以保持装置长久稳定运行，纤 维碳化质量得以提升。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-一号牵伸辊，2-丝束进口，3-密封装置，4-炉壳，5-水夹套，6-陶瓷纤维毡， 7-加热管，8-冷却水出口，9-带抽头变压器，10-出水管，11-石墨电极，12-紫铜盲管， 13-进水管，14-支撑脚，15-二号牵伸辊，16-丝束出口，17-石墨板，18-炉腔，19-高温 红外线反射涂层，20-石墨硬毡，21-冷却水入口，22-隔热涂层。

具体实施方式