[發明專利]一種用于連續化生產碳纖維的高溫爐密封裝置有效

申請號：	201010285254.4	申請日：	2010-09-17
公開（公告）號：	CN101956251A	公開（公告）日：	2011-01-26
發明（設計）人：	王浩靜;范立東;劉福杰;王紅飛;李福平;程璐	申請（專利權）人：	西安航科等離子體科技有限公司
主分類號：	D01F9/12	分類號：	D01F9/12
代理公司：	西安智邦專利商標代理有限公司 61211	代理人：	王少文
地址：	710119 陜西省西***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種用于連續化生碳纖維高溫密封裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于新型材料生產領域，涉及一種密封裝置，具體地說是一種用于連續化生產碳纖維的高溫爐密封裝置。

背景技術

碳纖維是一種新型非金屬材料，具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、抗蠕變、低熱膨脹、高導電和導熱、自潤滑等一系列優異性能；而且作為纖維還具有柔軟性和可編、可紡織性，被廣泛應用于航天航空、國防軍事等尖端領域以及高級體育用品、醫療器械等民用工業，成為先進復合材料的主要增強體之一，被譽為21世紀中最有生命力的新型材料。

碳纖維是利用有機纖維先在200-300℃氧化氣氛中進行預氧化制得預氧絲，然后將預氧絲在300-1800℃氮氣、氬氣等惰性氣氛中進行碳化制得其含碳量在90％以上的新型碳材料；進而將上述纖維在2000-3000℃惰性氣氛中進行石墨化而制得高模量碳纖維(也稱石墨纖維)。在本發明中，為了便于描述，將上述碳化和石墨化工藝統稱為碳化工藝，其相應的碳化爐和石墨化爐統稱為高溫爐。為了提高生產效率、節約能耗，在上述碳化工藝過程中，需要同時將多束預氧絲纖維排成具有一定絲束間距的帶狀連續通過高溫爐進行處理，因此高溫爐必須敞口(即具有進絲口和出絲口)，且具有一定的寬度，但是高溫爐的兩端爐口必須密封。關于高溫爐口必須密封的原因如下：一是抑制高溫爐爐外室內空氣中的氧擴散至爐內，造成纖維高溫氧化產生大量毛絲，影響纖維質量，嚴重時將纖維燒斷，使碳化工藝失效；二是防止碳化過程中產生的廢氣由爐內排放至爐外室內空間，污染周圍環境；三是由于碳化爐，尤其是高溫碳化爐和高溫石墨化爐內部的加熱元件、保溫材料、支撐等均由石墨材料制成，微量空氣的滲入會使其高溫氧化，縮短碳化爐的使用壽命。關于碳化爐密封裝置的結構形式多種多樣，按照密封介質分為液體密封(如文獻：特開昭62-162021、特開平10-251922等)和氣體密封(如文獻：昭61-97461、昭62-243831、特開2001-98428、特開2004-19053等)，其中使用液體密封時必須考慮防止液體蒸發產生的蒸汽擴散至爐內的措施，為此密封裝置的結構相對比較復雜；使用氣體密封時必須考慮密封裝置不得磨損預氧絲，其結構形式主要有閘板式、鴨嘴式、非接觸型迷宮式等。目前，典型的氣體密封裝置代表為非接觸型迷宮式密封結構，此種密封裝置形成的爐內正壓只有1-2mm水柱，并且耗氣量大，密封效果不夠理想，爐內氣氛易受周圍環境的影響；另外，此種密封裝置清理、維護等日常操作還存在不足，而且結構也相對復雜。

發明內容

為了解決現有的用于連續化生產碳纖維的高溫爐密封裝置的結構復雜、密封效果不好、耗氣量大、清理與維護不方便的技術問題，本發明提供一種用于連續化生產碳纖維的高溫爐密封裝置。

本發明的技術解決方案：

一種用于連續化生產碳纖維的高溫爐密封裝置，其特殊之處在于：其包括密封室3以及垂直設置在密封室3外壁上的多個進氣組件2；所述密封室3的一端設置有可供纖維絲束7進出的間隙6、另一端與高溫爐8連通；所述密封室3與每個進氣組件2之間均設置有進氣口14。

上述進氣組件2包括依次貫通的進氣管9、膨脹室10和整流室11；所述膨脹室10的最大橫截面積為進氣管9橫截面積的50～200倍，所述整流室11的橫截面積為進氣管9橫截面積的50～200倍。

上述膨脹室10和整流室11之間設置有整流板12，所述整流板12上設置有多個通孔15。

上述整流板12上的通孔15的形狀為圓形或方形，通孔15的總面積為導流板12面積的30～60％。

上述整流室11內垂直于整流板12設置有多個導流板13。

上述導流板13的間距為整流室橫截面寬度的0.2～0.5倍。

上述密封室3的間隙6處設置有用于調節間隙6寬度的上閘板4和下閘板5。

上述的進氣組件的數量為2～10個。

上述的進氣組件對稱分布于密封室3的上下兩側或四周。