一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲—聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲——聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，所述裝置的主體為箱式不熔化爐(5)，主要由加熱部分、循環(huán)風(fēng)部分、進排風(fēng)部分、溫控裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、氣氛接入系統(tǒng)和裝置外殼部分組成，加熱部分主要由加熱器(11)構(gòu)成，循環(huán)風(fēng)部分主要由回風(fēng)腔(8)、回風(fēng)板(6)、循環(huán)風(fēng)機(10)和風(fēng)機變頻器(17)構(gòu)成，進排風(fēng)部分主要由上排氣孔(3)和下進風(fēng)孔(9)構(gòu)成，溫控裝置主要由氣氛溫度探頭(2)、電控箱(7)和溫控探頭(12)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)主要由電機(1)、吊籃(14)、多層絲盤(15)和轉(zhuǎn)盤(16)構(gòu)成，整流系統(tǒng)主要由整流器(13)構(gòu)成，氣氛接入系統(tǒng)主要由反應(yīng)與保護氣體進口(18)構(gòu)成；本發(fā)明的裝置特點：1.適用于先驅(qū)體法制備高性能SiC纖維及其它含異質(zhì)元素SiC、Si3N4、BN纖維；2.處理纖維量大，生產(chǎn)成本低；3.控制簡便，纖維性能穩(wěn)定。
【專利說明】一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于先驅(qū)體法制備碳化硅纖維的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種工業(yè)法制備連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置。
技術(shù)背景
[0002]國內(nèi)毛仙鶴，宋永才等研究了聚碳硅烷纖維在1-己炔氣氛中不熔化處理制備低氧含量SiC纖維(復(fù)合材料報，Vol.24N0.6December2007)，毛仙鶴，宋永才研究了聚碳硅烷纖維在環(huán)己烯氣氛中的不熔化處理(材料研究學(xué)報V01.21N0.2April2007)，薛金根等研究了熱處理爐的結(jié)構(gòu)對聚碳硅烷纖維不熔化均勻性的影響(國防科技大學(xué)學(xué)報，Vol.25N0.22003，1001-2486 (2003) 02-0034-04)，羅學(xué)濤等研究了熱化學(xué)交聯(lián)制備碳化硅纖維的方法及交聯(lián)裝置(專利號:CN101280474A)，汪萍等研究了不熔化爐結(jié)構(gòu)對聚碳硅烷纖維不熔化處理均勻性的影響(有機硅材料，2007，2U6):345-348)。以上方法均為實驗室小試方案，對于工業(yè)化實施來講，產(chǎn)量及性能穩(wěn)定性受限，不易實施工業(yè)化。本發(fā)明提出了一種工業(yè)法制備連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，能夠有效地進行工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明在于提供一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，以較低的生產(chǎn)成本制備高性能的SiC纖維及其他含異質(zhì)元素的SiC、Si3N4、BN纖維等。
[0004]一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，所述裝置的主體為箱式不熔化爐，主要由加熱部分、循環(huán)風(fēng)部分、進排風(fēng)部分、溫控裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、氣氛接入系統(tǒng)和裝置外殼部分組成，加熱部分主要由加熱器構(gòu)成，循環(huán)風(fēng)部分主要由回風(fēng)腔、回風(fēng)板、循環(huán)風(fēng)機和風(fēng)機變頻器構(gòu)成，進排風(fēng)部分主要由上排氣孔和下進風(fēng)孔構(gòu)成，溫控裝置主要由氣氛溫度探頭、電控箱和溫控探頭構(gòu)成，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)主要由電機、吊籃、絲盤和轉(zhuǎn)盤構(gòu)成，整流系統(tǒng)主要由整流器構(gòu)成，氣氛接入系統(tǒng)主要由反應(yīng)與保護氣體進口構(gòu)成，裝置外殼部分由保溫層構(gòu)成；
[0005]所述箱式不熔化爐的上部設(shè)置所述電機，所述電機通過穿過所述箱式不熔化爐頂部和所述保溫層的轉(zhuǎn)動軸承連接所述轉(zhuǎn)盤，并帶動所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤的下部設(shè)有所述吊籃，所述吊籃位于箱式不熔化爐的中央位置，所述整流器位于所述吊籃的一側(cè)，即位于吊籃與箱式不熔化爐壁面之間，在所述吊籃的另一側(cè)設(shè)有所述回風(fēng)板，所述回風(fēng)板所在的空間形成所述回風(fēng)腔，在所述吊籃的下部設(shè)有所述循環(huán)風(fēng)機和所述加熱器；所述吊籃內(nèi)設(shè)有8-20個所述的絲盤，所述回風(fēng)板上固定有三個氣氛溫度探頭；
[0006]所述箱式不熔化爐的上頂部設(shè)有所述的上排氣孔，所述箱式不熔化爐的下底部設(shè)有氣體進口和下進風(fēng)孔；[0007]所述箱式不熔化爐的一側(cè)外壁面固定有所述的電控箱，所述的電控箱中設(shè)有所述的風(fēng)機變頻器；
[0008]與所述加熱器同一水平高度處，且在所述加熱器與所述箱式不熔化爐壁面之間設(shè)有溫控探頭。
[0009]優(yōu)選箱式不熔化爐的容積為l_5m3。
[0010]本發(fā)明采用吊籃懸掛的方式，可有效避免風(fēng)機和吊籃轉(zhuǎn)動引起的振動而損傷絲條，同時旋轉(zhuǎn)的吊籃可以起到將不熔化爐內(nèi)氣氛攪動均勻，使多層的絲盤均質(zhì)化。本發(fā)明采用下加熱上排氣的方式，使熱量傳遞更加有效，一方面，熱量以循環(huán)風(fēng)為媒介，將熱量傳遞到待不熔化的絲條；另一方面，熱量也以輻射傳導(dǎo)的方式有效加熱爐底冷空氣，避免死角的產(chǎn)生。另外從流體場上看，進入不熔化爐的循環(huán)風(fēng)經(jīng)整流，以水平方式吹出，能很快帶走絲筒或絲盤表面的熱量，而隨著爐底部熱氣流的上升，能穿透絲盤，將絲盤內(nèi)部產(chǎn)生的熱量帶出，從而很好地起到了均質(zhì)化作用。本發(fā)明涉及的裝置不僅適用于空氣交聯(lián)、化學(xué)氣相交聯(lián)、熱交聯(lián)，也可實現(xiàn)分段組合的交聯(lián)方式，是一種一爐多用的不熔化設(shè)備。該設(shè)備具有不熔化氣氛控制均勻，溫度場控制均勻，工藝重復(fù)性好，操作簡單等優(yōu)點，適宜規(guī)模化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，主要由加熱部分、循環(huán)風(fēng)部分、進排風(fēng)部分、溫控裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、氣氛接入系統(tǒng)、裝置外殼等八部分組成，加熱部分由加熱器11構(gòu)成，循環(huán)風(fēng)部分由回風(fēng)腔8、回風(fēng)板6、循環(huán)風(fēng)機10、風(fēng)機變頻器17等構(gòu)成，進排風(fēng)部分由上排氣孔3、下進風(fēng)9構(gòu)成，溫控裝置由氣氛溫度探頭2、電控箱7、溫控探頭12構(gòu)成，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)由電機1、吊籃14、轉(zhuǎn)盤16構(gòu)成，整流系統(tǒng)由整流器13構(gòu)成，氣氛接入系統(tǒng)由反應(yīng)/保護氣體接入部分構(gòu)成，裝置外殼部分由保溫層4構(gòu)成。吊籃14與轉(zhuǎn)盤16連接，多層絲盤15直接放置在吊籃14上。
[0014]如圖1所示具體為:一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，所述裝置的主體為箱式不熔化爐5，主要由加熱部分、循環(huán)風(fēng)部分、進排風(fēng)部分、溫控裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、氣氛接入系統(tǒng)和裝置外殼部分組成，加熱部分主要由加熱器11構(gòu)成，循環(huán)風(fēng)部分主要由回風(fēng)腔8、回風(fēng)板6、循環(huán)風(fēng)機10和風(fēng)機變頻器17構(gòu)成，進排風(fēng)部分主要由上排氣孔3和下進風(fēng)孔9構(gòu)成，溫控裝置主要由氣氛溫度探頭2、電控箱7和溫控探頭12構(gòu)成，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)主要由電機1、吊籃14、多層絲盤15和轉(zhuǎn)盤16構(gòu)成，整流系統(tǒng)主要由整流器13構(gòu)成，氣氛接入系統(tǒng)主要由反應(yīng)與保護氣體進口 18構(gòu)成，裝置外殼部分由保溫層4構(gòu)成；
[0015]所述箱式不熔化爐5的上部設(shè)置所述電機1，所述電機I通過穿過所述箱式不熔化爐5頂部和所述保溫層4的轉(zhuǎn)動軸承連接所述轉(zhuǎn)盤16，并帶動所述轉(zhuǎn)盤16轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤16的下部設(shè)有所述吊籃14，所述吊籃14位于箱式不熔化爐5的中央位置，所述整流器13位于所述吊籃14的一側(cè)，即位于吊籃14與箱式不熔化爐5壁面之間，在所述吊籃14的另一側(cè)設(shè)有所述回風(fēng)板6，所述回風(fēng)板6所在的空間形成所述回風(fēng)腔8，在所述吊籃14的下部設(shè)有所述循環(huán)風(fēng)機10和所述加熱器11 ;所述吊籃14內(nèi)設(shè)有8個所述的多層絲盤15，所述回風(fēng)板6上固定有三個氣氛溫度探頭2 ;所述箱式不熔化爐5的上頂部設(shè)有所述的上排氣孔3，所述箱式不熔化爐5的下底部設(shè)有氣體進口 18和下進風(fēng)孔9 ;所述箱式不熔化爐5的一側(cè)外壁面固定有所述的電控箱7，所述的電控箱7中設(shè)有所述的風(fēng)機變頻器17 ;與所述加熱器11同一水平高度處，且在所述加熱器11與所述箱式不熔化爐5壁面之間設(shè)有溫控探頭12 ;箱式不熔化爐5的容積為3m3。
[0016]實施例2
[0017]所述箱式不熔化爐5的容積為5m3，所述吊籃14內(nèi)設(shè)有，20個所述的多層絲盤15，其他特征與實施例1相同。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)化連續(xù)碳化硅纖維先驅(qū)絲一聚碳硅烷纖維不熔化的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述生產(chǎn)裝置的主體為箱式不熔化爐(5)，主要由加熱部分、循環(huán)風(fēng)部分、進排風(fēng)部分、溫控裝置、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、氣氛接入系統(tǒng)和裝置外殼部分組成，加熱部分主要由加熱器(11)構(gòu)成，循環(huán)風(fēng)部分主要由回風(fēng)腔(8)、回風(fēng)板(6)、循環(huán)風(fēng)機(10)和風(fēng)機變頻器(17)構(gòu)成，進排風(fēng)部分主要由上排氣孔⑶和下進風(fēng)孔(9)構(gòu)成，溫控裝置主要由氣氛溫度探頭(2)、電控箱(7)和溫控探頭(12)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動系統(tǒng)主要由電機⑴、吊籃(14)、多層絲盤(15)和轉(zhuǎn)盤(16)構(gòu)成，整流系統(tǒng)主要由整流器(13)構(gòu)成，氣氛接入系統(tǒng)主要由反應(yīng)與保護氣體進口(18)構(gòu)成，裝置外殼部分由保溫層(4)構(gòu)成； 所述箱式不熔化爐(5)的上部設(shè)置有所述電機(I)，轉(zhuǎn)動軸承穿過所述箱式不熔化爐(5)頂部和所述保溫層(4)，所述電機(I)通過所述轉(zhuǎn)動軸承連接所述轉(zhuǎn)盤(16)，并帶動所述轉(zhuǎn)盤(16)轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)盤(16)的下部設(shè)有所述吊籃(14)，所述吊籃(14)位于箱式不熔化爐(5)的中央位置，所述整流器(13)位于所述吊籃(14)的一側(cè)，即位于吊籃(14)與箱式不熔化爐(5)壁面之間，在所述吊籃(14)的另一側(cè)設(shè)有所述回風(fēng)板(6)，所述回風(fēng)板(6)所在的空間形成所述回風(fēng)腔(8)，在所述吊籃(14)的下部設(shè)有所述循環(huán)風(fēng)機(10)和所述加熱器(11);所述吊籃(14)內(nèi)設(shè)有8-20個所述的絲盤(15)，所述回風(fēng)板(6)上固定有三個氣氛溫度探頭(2); 所述箱式不熔化爐(5)的 上頂部設(shè)有所述的上排氣孔(3)，所述箱式不熔化爐(5)的下底部設(shè)有氣體進口(18)和下進風(fēng)孔(9)； 所述箱式不熔化爐(5)的一側(cè)外壁面固定有所述的電控箱(7)，所述的電控箱(7)中設(shè)有所述的風(fēng)機變頻器(17)； 與所述加熱器(11)同一水平高度處，且在所述加熱器(11)與所述箱式不熔化爐(5)壁面之間設(shè)有溫控探頭(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)裝置，其特征在于:箱式不熔化爐(5)的容積為l-5m3。
【文檔編號】D01D10/02GK103643353SQ201310585886
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】董曉虎, 馬小民, 田秀梅, 張寅 , 陸仁, 李正通, 張博 申請人:宿遷澳鑫斯新材料有限公司