CN103603159A - 一种内循环式碳纤维干燥炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳纤维加工技术领域，尤其涉及一种内循环式碳纤维干燥炉。该碳纤维干燥炉包括炉体、风机、风道、加热器和导丝部件，炉体吹风侧的风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间，风机的出口朝向炉体内，风道设置在炉体内外壳之间，风道中设置加热器，风道的出风端与风机的进口连接，风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通，这样气体从风机的出口吹出后经过炉体内腔，然后经炉体出风口进入风道中，在风道中气体被加热后，经风机进口进入风机，在炉体中形成气体流通的内循环，结构紧凑，且可以减少炉体中气体热量的散失，降低了能耗，提高了干燥效率。

Description

一种内循环式碳纤维干燥炉

技术领域

本发明涉及碳纤维加工技术领域，尤其涉及一种内循环式碳纤维干燥炉。

背景技术

碳纤维是一种新型材料，具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀等优点，已广泛运用于航天航空、船舶、汽车等领域。碳纤维表面处理是碳纤维生产过程中的重要环节，其包括电解表面处理、水洗、干燥、上浆及干燥五个步骤，其中对上浆处理后的碳纤维束进行干燥处理是很重要的一步，可使其定型，然后收卷。干燥炉是对上浆后的碳纤维丝束进行干燥处理的重要设备，目前市场上的碳纤维干燥炉存在着许多缺点，主要表现在占地面积大，高能耗，干燥效率低等缺点。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种内循环式碳纤维干燥炉。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种结构紧凑、低能耗、干燥效率高的内循环式碳纤维干燥炉。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内循环式碳纤维干燥炉，其包括炉体、风机、风道、加热器和导丝部件，风机设置在炉体吹风侧的壳体中，风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间，风机的出口朝向炉体内，与炉体吹风侧相对的炉体出风侧的内壳上设有出风口，风道设置在炉体内外壳之间，风道的出风端与风机的进口连接，风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通，加热器设置在风道中，炉体进丝侧和炉体出丝侧相对，且炉体进丝侧和炉体出丝侧均与炉体吹风侧相邻，炉体进丝侧和炉体出丝侧均设置导丝部件。

其中，所述风机为双吸风机，所述风道包括上风道和下风道，双吸风机的上进口与上风道的出风端连通，双吸风机的下进口与下风道的出风端连通，上风道和下风道的进风端均与炉体出风侧的出风口连通。

其中，风机的出口连接有渐开式的吹风风罩，吹风风罩内依次设置有折流板和多孔板。

其中，炉体出风侧的出风口设置有中心开口的双向导风口，双向导风口的两侧呈喇叭状，双向导风口的内侧连接有渐开式的吸风风罩，吸风风罩中设置金属丝网。

其中，所述炉体的吹风侧设置有与炉体内部连通的补气管，炉体的出风侧设置有与风道连通的废气管，补气管和废气管上分别设置有插板阀。

其中，炉体内设置有测温热电偶。

其中，还包括控制器，加热器、测温热电偶及双吸风机均与控制器相连。

其中，炉体进丝侧的导丝部件和炉体出丝侧的导丝部件相对设置，所述导丝部件包括导向辊架和设置在导向辊架上的导向辊，碳纤维丝束穿过炉体连接在炉体进丝侧和炉体出丝侧的导向辊上。

其中，导向辊通过轴承设置在导向辊架上，导向辊架上设置有滑轨，轴承座安装在滑轨上。

其中，炉体进丝侧设置有一对挤压胶辊，碳纤维丝束的一端位于两个挤压胶辊之间，挤压胶辊的下方设置有接液盘。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的内循环式碳纤维干燥炉中，炉体吹风侧的风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间，风机的出口朝向炉体内，与吹风侧相对的炉体出风侧的内壳上设有出风口，风道设置在炉体内外壳之间，风道中设置加热器，风道的出风端与风机的进口连接，风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通，这样气体从风机的出口吹出后经过炉体内腔，然后经炉体出风侧的出风口进入设置在内外壳体之间的风道中，在风道中气体被加热后，经风机进口进入风机，在炉体中形成气体流通的内循环，结构紧凑，且可以减少炉体中气体热量的散失，降低了能耗，提高了干燥效率，同时，在炉体进丝侧和炉体出丝侧设置导丝部件，碳纤维丝束与炉腔中气体的流向相交叉，可以提高碳纤维丝束的干燥效率。

附图说明

图1是本发明实施例内循环式碳纤维干燥炉的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例内循环式碳纤维干燥炉的左视图；

图3是本发明实施例内循环式碳纤维干燥炉的俯视图。

图中，1：补气管；2：下风道；3：双吸风机；4：测温热电偶；5：折流板；6：电加热器；7：多孔板；8：吹风风罩；9：上风道；11：炉体；13：吊耳；14：吸风风罩；15：双向导风口；16：废气管；17：接液盘；18：挤压胶辊；19：导向辊；20：导向辊架；21：碳纤维丝束。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本发明提供的内循环式碳纤维干燥炉包括矩形炉体11、双吸风机3、上风道9、下风道2、电加热器6和导向辊19，双吸风机3设置在炉体11吹风侧（左侧）的壳体中，双吸风机3的进口位于炉体11的内壳和外壳之间，双吸风机3的出口朝向炉体11内，与炉体11吹风侧相对的炉体11出风侧（右侧）的内壳上设有出风口，上风道9和下风道2设置在炉体11内外壳之间，具体地，上风道9设置在炉体11的上侧，下风道2设置在炉体11的下侧，双吸风机3的上进口与上风道9的出风端连通，双吸风机3的下进口与下风道2的出风端连通，上风道9和下风道2的进风端位于炉体11出风侧内壳上的出风口处，且与该出风口连通，电加热器6设置在风道中，以给气体加热，炉体11进丝侧（前侧）和炉体11出丝侧（后侧）均设置有导向辊19，具体地，多个导向辊19设置在导向辊架20上，碳纤维丝束21穿过炉体11绕在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧的导向辊19上，炉体11进丝侧的导向辊19和炉体11出丝侧的导向辊19相对设置，碳纤维丝束21穿过炉体11连接在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧的导向辊19上。

当然，上述方案中也可以设置一个风道，相应地，也可以在炉体11吹风侧（左侧）的壳体中设置一单吸式风机。

本发明中，气体从双吸风机3的出口吹出后经过炉体11内腔，然后经炉体11出风侧的出风口进入内外壳体之间，形成两股气流，该两股气流风别经上风道9和下风道2，进入风机中，从而在炉体11中即形成气体流通的内循环，这样可使炉体11结构紧凑，且可以减少炉体11中气体热量的散失，同时，在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧设置导向辊19，碳纤维丝束21与炉腔中气体的流向相交叉，可以提高碳纤维丝束21的干燥效率，并且在导向辊架20上设置多个导向辊19，碳纤维丝束21呈S型绕在导向辊19上，可以多次进入炉体11被加热干燥，进而可提高干燥炉的干燥效率。

为了更好地疏导气流和使气体均匀地吹向碳纤维丝束21，在双吸风机3的出口连接有渐开式的吹风风罩8，在吹风风罩8内设置有折流板和竖向的多孔板7；同时为了更好地聚风和分风，炉体11出风侧的出风口设置有中心开口的双向导风口15，双向导风口15的两侧呈喇叭状，双向喇叭的内侧连接有渐开式吸风风罩14；若碳纤维丝束21上浆不均匀，未上浆的部分碳纤维丝束21会散开，这样在炉腔中产生一些废丝，这些废丝进入风道后一方面不易清理，另一方面吸风风罩14内设置有钢丝网，可以防止炉腔中产生的废丝进入风道。

进一步地，炉体11内设置有测温热电偶4，可测量炉腔内的温度；同时，本发明还包括一控制器，设置在炉体11一侧的控制柜中，电加热器6中安装有晶闸管，电加热器6、测温热电偶4均与控制器相连，通过控制器可监测炉体11内的温度，当温度偏低时，通过控制器控制风道中的电加热器6，调节温度；双吸风机3中设置有变频器，双吸风机3与控制器相连，通过控制器可控制风机的风量。

进一步，所述炉体11的吹风侧设置有与炉体11内部连通的补气管1，可相炉体11内补入新鲜空气，炉体11的出风侧设置有与风道连通的废气管16，可以将部分废气排出炉体11。其中，补气管1和废气管16上分别设置有插板阀。

具体地，导向辊19通过轴承设置在导向辊架20上，导向辊架20上设置有滑轨，轴承座安装在滑轨上，这样可以实现导向辊19位置的可调。

如图2和图3所示，为了防止上浆液浪费，避免环境污染，在炉体11进丝侧设置有一对挤压胶辊18，挤压胶辊18设置在一支架上，碳纤维丝束21的一端位于两个挤压胶辊18之间，挤压胶辊18的下方设置有接液盘17，挤压胶辊18挤压碳纤维丝束21产生的上浆液正好滴落在接液盘17中。

进一步地，炉体11顶部四角安装有吊耳13，方便炉体11的吊装和移动。

综上所述，本发明提供的内循环式碳纤维干燥炉中，通过将风道设置在炉体11内外壳之间，风道的出风端与风机的进口连接，风道的进风端与炉体11出风侧的出风口连通，在炉体11中形成气体流通的内循环，结构紧凑，且可以减少炉体11中气体热量的散失，降低了能耗；通过在炉体11进丝侧和炉体11出丝侧设置导丝部件，碳纤维丝束21与炉腔中气体的流向相交叉，可以提高碳纤维丝束21的干燥效率；通过在导向辊架20上设置多个导向辊19，碳纤维丝束21可呈S型绕在导向辊19上，从而碳纤维丝束21可以多次进入炉体11被加热干燥，可进一步提高干燥炉的干燥效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内循环式碳纤维干燥炉，其特征在于：其包括炉体、风机、风道、加热器和导丝部件，风机设置在炉体吹风侧的壳体中，风机的进口位于炉体的内壳和外壳之间，风机的出口朝向炉体内，与炉体吹风侧相对的炉体出风侧的内壳上设有出风口，风道设置在炉体内外壳之间，风道的出风端与风机的进口连接，风道的进风端与炉体出风侧的出风口连通，加热器设置在风道中，炉体进丝侧和炉体出丝侧相对，且炉体进丝侧和炉体出丝侧均与炉体吹风侧相邻，炉体进丝侧和炉体出丝侧均设置导丝部件。

2.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：所述风机为双吸风机，所述风道包括上风道和下风道，双吸风机的上进口与上风道的出风端连通，双吸风机的下进口与下风道的出风端连通，上风道和下风道的进风端均与炉体出风侧的出风口连通。

3.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：风机的出口连接有渐开式的吹风风罩，吹风风罩内依次设置有折流板和多孔板。

4.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：炉体出风侧的出风口设置有中心开口的双向导风口，双向导风口的两侧呈喇叭状，双向导风口的内侧连接有渐开式的吸风风罩，吸风风罩中设置金属丝网。

5.根据权利要求1所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：所述炉体的吹风侧设置有与炉体内部连通的补气管，炉体的出风侧设置有与风道连通的废气管，补气管和废气管上分别设置有插板阀。

6.根据权利要求2所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：炉体内设置有测温热电偶。

7.根据权利要求6所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：还包括控制器，加热器、测温热电偶及双吸风机均与控制器相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：炉体进丝侧的导丝部件和炉体出丝侧的导丝部件相对设置，所述导丝部件包括导向辊架和设置在导向辊架上的导向辊，碳纤维丝束穿过炉体连接在炉体进丝侧和炉体出丝侧的导向辊上。

9.根据权利要求8所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：导向辊通过轴承设置在导向辊架上，导向辊架上设置有滑轨，轴承座安装在滑轨上。

10.根据权利要求8所述的碳纤维干燥炉，其特征在于：炉体进丝侧设置有一对挤压胶辊，碳纤维丝束的一端位于两个挤压胶辊之间，挤压胶辊的下方设置有接液盘。

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