[发明专利]一种碳化炉气氛平衡系统

说明书

本发明涉及碳纤维生产工艺技术领域，具体涉及一种碳化炉气氛平衡系统，包括沿着丝束运行路径依次连接的用于将丝束入口处废气排出的入口紧急排气罩、用于防止气体随着丝束进入碳化炉内的入口密封腔、用于向碳化炉内补充惰性气体的入口工艺腔、用于对丝束进行碳化处理的碳化炉、用于对丝束进行冷却的出口冷却腔、用于防止碳化炉内气体随着丝束流出的出口密封腔、用于将丝束出口处废气排出的出口紧急排气罩；或者包括依次连接的入口紧急排气罩、入口密封腔、入口排废腔、碳化炉、出口冷却腔、出口密封腔、出口紧急排气罩。本发明使得丝束在碳化过程中气氛保持平衡，能有效排出丝束在碳化过程中产生的废气，防止废气泄漏，还能减少惰性气体的用量。

技术领域

本发明涉及碳纤维生产工艺技术领域，具体涉及一种碳化炉气氛平衡系统。

背景技术

碳纤维及其复合材料具有高强度、高模量、耐疲劳、能导电、传热性好、热膨胀系数小等优异性能，已在军事及民用的各个领域取得广泛应用。碳纤维作为发展尖端武器的必备原材料，特别是战略导弹、歼击机、核能设备所迫切需求的结构功能材料的主要增强材料；碳纤维增强的复合材料还广泛应用于卫星、航空航天、风力发电叶片等领域，以及用于制造火箭顶板、机动船、工业机器人、汽车板簧、驱动轴、球棒、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料等。碳纤维是典型的高科技领域中的新型工业材料。碳纤维在军事及民用的各个领域需求量都很大。

目前，在碳纤维生产过程中用到的低温炉、高温炉和超高温炉等碳化炉中，均存在气氛不平衡的现象，即碳化炉的炉体内和炉体外的气体压力不平衡；而碳化炉在运行时炉体内需要保持微正压，炉体内会有少部分气体往外流，炉体内保持微正压既能防止炉体外的气体进入炉内对炉膛造成损害，也能防止炉内的大量惰性气体和废气泄漏，因此，当碳化炉的气氛不平衡容易导致碳化炉内的大量气体外泄；碳化炉通常是在惰性气体的保护下完成化学反应的，惰性气体通常是用氮气或氩气，反应过程中会产生废气，要及时排出，否则废气容易损坏碳化炉炉体内腔；现有的碳化炉消耗的惰性气体过多，加大了生产成本，并且密封不完善，废气容易泄露到车间内。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种碳化炉气氛平衡系统，使得丝束在碳化过程中气氛保持平衡，能有效排出丝束在碳化过程中产生的废气，防止废气泄漏，还能减少惰性气体的用量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳化炉气氛平衡系统，包括沿着丝束运行路径依次连接的用于将丝束入口处废气排出的入口紧急排气罩、用于防止炉体外气体随着丝束进入碳化炉内的入口密封腔、用于向碳化炉内补充惰性气体的入口工艺腔、用于对丝束进行碳化处理的碳化炉、用于对丝束进行冷却的出口冷却腔、用于防止碳化炉内气体随着丝束流出的出口密封腔、用于将丝束出口处的废气排出的出口紧急排气罩；

或者包括沿着丝束运行路径依次连接的用于将丝束入口处废气排出的入口紧急排气罩、用于防止炉体外气体随着丝束进入碳化炉内的入口密封腔、用于将碳化炉内废气排出的入口排废腔、用于对丝束进行碳化处理的碳化炉、用于对丝束进行冷却的出口冷却腔、用于防止碳化炉内气体随着丝束流出的出口密封腔、用于将丝束出口处的废气排出的出口紧急排气罩。

进一步的，气氛平衡系统还包括用于向碳化炉内补充惰性气体的出口工艺腔，出口工艺腔连接在碳化炉和出口冷却腔之间；

进一步的，气氛平衡系统还包括用于将碳化炉内废气排出的出口排废腔，出口排废腔连接在碳化炉和出口冷却腔之间。

进一步的，入口紧急排气罩和出口紧急排气罩的结构相同；

入口紧急排气罩的顶部设有排气口，排气口底部设有过滤网，入口紧急排气罩的前端或两侧设有可向上翻起的盖板。

进一步的，入口密封腔和出口密封腔的结构相同；