專利名稱：一種空冷型高溫碳化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及碳化爐領(lǐng)域，特 別涉及的是一種爐壁采用空氣制冷技術(shù)的空冷型 高溫炭化爐。
背景技術(shù)：
碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化經(jīng)石墨化處理而得到的微晶石墨材料，其微觀結(jié)構(gòu)類 似人造石墨，即亂層石墨結(jié)構(gòu)。碳纖維作為一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，在工程上有著廣闊 的應(yīng)用前景，綜觀多種新興的復(fù)合材料(如高分子復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合 材料)的優(yōu)異性能，不少人預(yù)料，人類在材料應(yīng)用上正從鋼鐵時(shí)代進(jìn)入到一個(gè)復(fù)合材料廣 泛應(yīng)用的時(shí)代。在碳纖維的整個(gè)制備過程中，高溫碳化爐為碳纖維碳化設(shè)備中控制最高溫的環(huán)節(jié) 的重要組成部分。在高溫炭化爐的使用過程中，如果爐內(nèi)需要得到較高的溫度，其爐壁的保 溫層的設(shè)計(jì)便有著重要的作用。比如，當(dāng)高溫碳化爐爐內(nèi)溫度高達(dá)一千八百度時(shí)，便必須消 耗大量的電能來轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的熱能，且如果光靠高溫碳化爐本身的保溫層，往往不能很好 的起到保溫隔熱的作用，從而容易使?fàn)t內(nèi)的溫度便泄漏，造成額外過量能源的不必要消耗； 且有不少高溫炭化爐為了使用安全的考慮，便往往在爐壁上添加了水包結(jié)構(gòu)的水冷降溫裝 置，來將多余的熱量帶走，使?fàn)t壁表面的溫度維持在身體可觸碰的安全溫度范圍內(nèi)，但由于 大量的熱能被水冷系統(tǒng)循環(huán)帶走，為此，加熱器必須不斷的以更大能耗做工來維持爐內(nèi)的 恒溫，這不但在節(jié)能環(huán)保上來說是一種資源的浪費(fèi)，也極大的增加了成本的支出。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種空冷型高 溫碳化爐，以解決現(xiàn)有高溫炭化爐所存在的諸多不足之處。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種空冷型高溫碳化爐，包括由內(nèi)部保溫層與加熱棒組合而成的高溫碳化爐腔 體，在所述高溫碳化爐腔體的外側(cè)，設(shè)置有一層采用空冷結(jié)構(gòu)的空冷保溫層；在所述內(nèi)部保 溫層與所述空冷保溫層之間設(shè)置有一層保溫腔；所述保溫腔的兩端具有碳絲出入口。所述空冷保溫層由兩半組合而成，每一半的空冷保溫層設(shè)置有把手。所述保溫腔為真空保溫腔或空氣保溫腔。本實(shí)用新型在現(xiàn)有高溫碳化爐的腔體外另外設(shè)置一空冷保溫層，在高溫碳化爐的 內(nèi)部保溫層與所述空冷保溫層之間設(shè)置有一層保溫腔，便可以以遞減方式避免高溫炭化爐 的熱散溢現(xiàn)象的發(fā)生，從而使最外層的爐壁降溫至安全溫度附近；且每層保溫層由石墨碳 氈、陶瓷纖維棉、陶瓷纖維磚等隔熱材質(zhì)，采取特殊形式的排列方法排列組成，更可以有效 率的在維持爐內(nèi)溫度之余，來防止高溫炭化爐額外的熱耗損，從而通過低能低耗的生產(chǎn)方 法來進(jìn)行碳纖維高溫碳化的生產(chǎn)，為此十分的節(jié)能環(huán)保，更可以利用所節(jié)約下來的能耗的 成本來填補(bǔ)較高的設(shè)備改進(jìn)的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)最大化的目的。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。


圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。圖2為
圖1中A-A位置處的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3為
圖1中B-B位置處的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施方式為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面 結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。一種空冷型高溫碳化爐主要用于大幅降低能源的耗損，從而避免傳統(tǒng)高溫碳化爐 采用水冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于大量的熱能被冷卻水所帶走，以至于加熱器不得不不斷的 以更大能的耗做工來維持爐內(nèi)的恒溫，從而在爐內(nèi)熱動(dòng)態(tài)平衡的情況下，消耗更多的能源 的問題。參考
圖1、2、3所示，本實(shí)用新型為一種空冷型的高溫碳化爐，該高溫炭化爐100為 一組傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的任意一款高溫碳化爐，該高溫碳化爐主要由內(nèi)部保溫層110與加熱棒120 組成的高溫炭化爐腔體100組成，在內(nèi)部保溫層110中央部位處，沿水平位置設(shè)置有一組碳 纖維絲300傳輸用的碳絲輸送通道130。為了對(duì)在碳絲輸送通道130中向前傳輸?shù)奶祭w維 絲300進(jìn)行均勻加熱，為此，復(fù)數(shù)根加熱棒120可以沿著碳絲輸送通道130的碳絲出入口方 向，依次設(shè)置在碳絲輸送通道130上下兩側(cè)的內(nèi)部保溫層110中。且在該高溫炭化爐腔體 100的兩側(cè)，還分別設(shè)置有一組便于操作者查看高溫炭化爐內(nèi)部工作情況的可視窗140。且 內(nèi)部保溫層110在設(shè)置時(shí)，可以根據(jù)相應(yīng)的工作環(huán)境與使用時(shí)的需要來進(jìn)行考慮，從而在 一定程度上進(jìn)行加厚與加大，使內(nèi)部保溫層110可以直接有效的對(duì)高溫炭化爐100腔體的 內(nèi)部進(jìn)行保溫與隔熱，來避免熱量向外流失。由于本實(shí)用新型采用空冷型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為此在高溫碳化爐腔體100的外 側(cè)，需額外設(shè)置上一層空冷保溫層200，該空冷保溫層200與內(nèi)部保溫層110相形成一條保 溫腔220 ；考慮到保溫腔220為本實(shí)用新型中非常重要的保溫組件，為此在設(shè)置時(shí)，可以在 保溫腔220形成一組密閉的空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過相關(guān)儀器抽取器內(nèi)部的空氣，從而形 成一組隔熱效率極其高的真空保溫層；也可以直接在空腔220內(nèi)部使用普通的空氣，從而 形成一組空氣保溫層，或者，填充如若干種具有較強(qiáng)保溫性能的氣體來取代其內(nèi)部的普通 空氣，從而形成一組具有較高保溫效率的氣體保溫層。且以上這些空腔220內(nèi)部保溫層的 設(shè)置，相關(guān)從業(yè)人員可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)效率的角度去進(jìn)行選擇，也可以使用其他方法 來形成其他類型的保溫層。為了便于碳纖維絲300的傳輸，為此可以在空冷保溫層200與碳絲輸送通道130 的相應(yīng)位置處，設(shè)置上一組碳絲出入口 230?？绽浔貙?00可以采用兩半的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣便于組裝。在每一半的空冷保溫 層200的兩側(cè)，還需分別對(duì)稱的設(shè)置上若干個(gè)手柄210，來便于操作者的使用。且由于內(nèi)部 保溫層110與空冷保溫層200，主要利用不同保溫程度的保溫棉，以遞減方式阻絕熱散溢， 為此包含在內(nèi)部保溫層110與空冷保溫層200中的石墨碳?xì)帧⑻沾衫w維棉、陶瓷纖維磚等隔熱保溫材料，采取特殊形式進(jìn)行排列組合，從而可以有效的實(shí)現(xiàn)保溫及防止熱耗損的功能。本實(shí)用新型與采用水冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的高溫炭化爐進(jìn)行比較，主要通過額外增添 的一層空冷保溫層進(jìn)行隔熱與保溫，從而既便于保持高溫炭化爐100腔體內(nèi)的溫度，也可 以有效降低在爐壁表面的接觸溫度，從而達(dá)到較為安全的接觸范圍內(nèi)；且整個(gè)碳纖維的生 產(chǎn)過程極為節(jié)能環(huán)保，所使用的能耗損失較水冷型相比可減少30%-40%，雖然設(shè)備成本較 高，但由于傳統(tǒng)高溫炭化爐工作時(shí)能源耗損的總支出往往遠(yuǎn)超于設(shè)備成本，這樣便可以有 效的較低成本支出，增進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也保證了碳纖維的低能低耗的生產(chǎn)。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種空冷型高溫碳化爐，包括由內(nèi)部保溫層與加熱棒組合而成的高溫碳化爐腔體，其特征在于，在所述高溫碳化爐腔體的外側(cè)，設(shè)置有一層采用空冷結(jié)構(gòu)的空冷保溫層；在所述內(nèi)部保溫層與所述空冷保溫層之間設(shè)置有一層保溫腔；所述保溫腔的兩端具有碳絲出入口。
2.如權(quán)利要求1所述的空冷型高溫碳化爐，其特征在于，所述空冷保溫層由兩半組合 而成，每一半的空冷保溫層設(shè)置有把手。
3.如權(quán)利要求1所述的空冷型高溫碳化爐，其特征在于，所述保溫腔為真空保溫腔或 空氣保溫腔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種空冷型高溫碳化爐，包括由內(nèi)部保溫層與加熱棒組合而成的高溫碳化爐腔體，在所述高溫碳化爐腔體的外側(cè)，設(shè)置有一層采用空冷結(jié)構(gòu)的空冷保溫層；在所述內(nèi)部保溫層與所述空冷保溫層之間設(shè)置有一層保溫腔；所述保溫腔的兩端具有碳絲出入口。本實(shí)用新型在現(xiàn)有高溫碳化爐的腔體外另外設(shè)置一空冷保溫層，在高溫碳化爐的內(nèi)部保溫層與所述空冷保溫層之間設(shè)置有一層保溫腔，便可以以遞減方式避免高溫炭化爐的熱散溢現(xiàn)象的發(fā)生，從而使最外層的爐壁降溫至安全溫度附近。本實(shí)用新型通過低能低耗的生產(chǎn)方法來進(jìn)行碳纖維高溫碳化的生產(chǎn)，為此十分的節(jié)能環(huán)保，更可以利用所節(jié)約下來的能耗的成本來填補(bǔ)較高的設(shè)備改進(jìn)的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)最大化的目的。
文檔編號(hào)D01F9/12GK201770806SQ20102026819
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者江金濤 申請(qǐng)人:上海聯(lián)川自動(dòng)化科技有限公司