[发明专利]氧化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于纤维的氧化处理、特别是用于加工碳纤维的氧化炉，该氧化炉具有：

a）壳体，其除了用于碳纤维的穿通区域以外是气密的；

b）位于该壳体内部的处理室；

c）至少一个吹气装置，通过该至少一个吹气装置可以将热空气吹入所述处理室；

d）至少一个抽吸装置，其从所述处理室抽吸热空气；

e）至少一个鼓风机，其使热空气穿过所述吹气装置、所述处理室和所述抽吸装置进行循环；

f）至少一个位于热循环空气的流动路径中的加热装置；

g）转向辊，其使纤维并排地以毯的形式蛇形地穿过处理室，其中纤维毯在相对的转向辊之间相应展开成平面。

背景技术

在已知的这种形式的氧化炉中，纤维毯的不同的、上下布置的平面水平地延伸并且平行于热的含氧空气的流动方向。其结果是，空气流只在与纤维毯相邻的边缘层中参与对纤维的加热和冷却。由于平行流动而在纤维的表面处形成边界层，这减少了热传递。空气流的芯部由于平行流动不参与热传递。因此在靠近纤维的空气进入温度与空气排出温度之间产生高的温度差，这又导致在纤维毯内部产生高的温度差。通过提高空气速度来增加热传递的原理上的可行性有限，因为通过增加纤维运动、例如由于彼此撞击可导致纤维损伤。

在上述的已知氧化炉的替代构形中，整个空气流被竖直地引导穿过上下布置的纤维毯的不同平面。这改进了热传递。但是，由于空气输入系统和空气抽吸系统而增加了（炉的）总体高度。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述形式的氧化炉，其中通过低的总体高度改善了空气与纤维之间的热传递并且使纤维在处理室中的温度进一步均匀化。

该目的按照本发明如此实现：

h）设有确保空气在处理室中以不同于0°和90°的角度与由纤维毯展开的平面相交的机构。

以这种方式实现的空气相对于纤维毯的平面的倾斜流动获得了改进的温度均匀性，因为纤维毯在介于吹气装置与抽吸装置之间的整个长度上以相同的温度被作用。这意味着获得具有更好的处理结果的更好的处理控制。全部循环空气用于热量吸收或热量供给；在纤维毯的平面之间没有未参与的空气流。较小的体积流量即足以实现相同的结果。这不仅意味着节省能量，而且也能够使氧化炉尺寸更小。

在本发明的有利实施例中，所述机构包括至少两个空气导板。特别有利的是具有多个空气导板，它们分别在介于吹气装置与抽吸装置之间的蛇形的纤维毯的平面区域之间的间隙中延伸。这些空气导板不仅给出所期望的空气流方向，而且还起到有助于加热纤维和耗散在氧化时产生的放热热量的辐射面的作用。通过这种方式也减小了循环空气与纤维之间的温度差。所述空气导板同时具有纤维引导轮廓的功能，其之前已用于防止纤维在纤维断开时的接触或卷绕。

作为用于实现所期望的空气流与纤维毯平面的相对取向的机构，可以替代地或附加地设有附加的空气流，该附加的空气流具有竖直的方向分量并且在处理室中叠加在在吹气装置与抽吸装置之间延伸的第一空气流上。在本发明的这个实施例中，可以通过两股流的流速之比来控制通过叠加产生的“有效”空气流与由纤维毯展开的平面相交的角度；因此，该实施方案与使用空气导板操作的实施方案相比更加灵活。

所提到的机构也可以替代地或附加地由转向辊构成，所述转向辊相对于竖直面倾斜，使得在其间延伸的纤维毯所展开的平面相对于水平面倾斜。

根据本发明的方案不仅能够在空气的主流动方向为氧化炉的位于入口与出口之间的纵向方向的情况下使用，而且也能够在空气的主流动方向垂直于氧化炉的纵向方向的情况下使用。在第一种情况下，空气与纤维毯的平面相交的角度介于0.8°和2°之间，优选为1°，在第二种情况下，该角度介于2°和20°之间，优选为4°。

附图说明

下面参考附图详细说明本发明的实施例。附图中：

图1示出用于加工碳纤维的氧化炉在炉的纵向上的竖直截面图；

图2示出沿图1的氧化炉的剖视线II-II的水平截面图（未示出纤维毯）；

图3示出图1和图2的氧化炉的沿图1的剖视线III-III的竖直截面图；

图4示出氧化炉的由图1中的左侧的圆圈圈出的区域的变化实施例；

图5示出与图1类似的竖直截面图，其具有穿过氧化炉的横向空气流；

图6示出沿图5的氧化炉的剖视线VI-VI的水平截面图（未示出纤维毯和转向辊）；

图7示出沿图5的氧化炉的剖视线VII-VII的竖直截面图；