專利名稱：一種抽真空后充入氣體制造碳纖維的高溫碳化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳纖維制造設(shè)備，尤其涉及一種抽真空后充入氣體制造碳纖維的高溫碳化爐。
背景技術(shù)：
碳纖維是由不完全石墨結(jié)晶沿纖維軸向排列的一種多晶的新型無機(jī)非金屬材料，化學(xué)組成中碳元素含量達(dá)95%以上，碳纖維是先進(jìn)復(fù)合材料最常用的也是最重要的增強(qiáng)體。碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、浙青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制得；按狀態(tài) 分為長絲、短纖維和短切纖維；按力學(xué)性能分為通用型和高性能型。通用型碳纖維強(qiáng)度為1000兆帕(MPa)、模量為IOOGPa左右。高性能型碳纖維又分為高強(qiáng)型(強(qiáng)度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)，強(qiáng)度大于4000MPa的又稱為超高強(qiáng)型；模量大于450GPa的稱為超高模型。碳纖維制造工藝分為有機(jī)先驅(qū)體纖維法和氣相生長法。有機(jī)先驅(qū)體纖維法制得的碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)高溫固相反應(yīng)轉(zhuǎn)變而成。應(yīng)用的有機(jī)纖維主要有聚丙烯(PAN)纖維、人造絲和浙青纖維等。將有機(jī)母體纖維(例如粘膠絲、聚丙烯腈或浙青)采用高溫分解法在1000 3000度高溫的惰性氣體下制成的，其結(jié)果是除碳以外的所有元素都予以去除，氣相生長法制得的碳纖維稱氣相生長碳纖維。高溫碳化爐制備碳纖維時(shí)，通常需要在爐內(nèi)充入惰性氣體，這就需要對(duì)充氣結(jié)構(gòu)及充氣流程進(jìn)行優(yōu)化，以提高爐內(nèi)惰性氣體的含量，從而提高碳纖維的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高溫碳化爐，用于將爐內(nèi)抽真空后充入惰性氣體制造碳纖維。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，
一種抽真空后充入氣體制造碳纖維的高溫碳化爐，包括有爐體，所述爐體內(nèi)部具有爐管，該爐管的兩端伸出爐體外部，與外界連通，還包括有真空泵，該真空泵與爐管內(nèi)部連通，真空泵對(duì)爐管內(nèi)部進(jìn)行抽真空，爐管上設(shè)有供惰性氣體充入的充氣口，充氣口與氣源連通；
具體地，所述爐體具有保溫層，保溫層內(nèi)設(shè)有石墨爐膛，所述爐管設(shè)于石墨爐膛中，石墨爐膛外包覆有石墨發(fā)熱體，石墨發(fā)熱體對(duì)石墨爐膛及爐管進(jìn)行加熱；
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述爐管具有入口段和出口段，入口段和出口段位于爐體外部，入口段與出口段分別設(shè)有充氣口 ；所述真空管路伸入爐體內(nèi)，連接于爐管的中部。使用時(shí)，首先在冷爐狀態(tài)下向爐管內(nèi)充入惰性氣體，將爐管內(nèi)的空氣排出，然后將爐管內(nèi)抽真空，再次充入惰性氣體，如此反復(fù)進(jìn)行，直到爐內(nèi)氣氛達(dá)到碳纖維制備的工藝要求后，再升溫到設(shè)定溫度，進(jìn)行碳纖維制造流程。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，該高溫碳化爐在爐管兩端分別設(shè)置充氣口，方便向爐管內(nèi)部充入惰性氣體，配合真空泵，可提高爐內(nèi)惰性氣體的含量，從而提高碳纖維的質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明提出的高溫碳化爐的橫剖結(jié)構(gòu)示意 圖2是該高溫碳化爐的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(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)合圖示與具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā) 明。如圖I所示，本發(fā)明提出的高溫碳化爐包括有爐體，所述爐體內(nèi)部具有爐管110，該爐管110的兩端伸出爐體外部，與外界連通，還包括有真空泵200，該真空泵200通過真空管路210與爐管110內(nèi)部連通，真空泵200對(duì)爐管110內(nèi)部進(jìn)行抽真空，爐管110上設(shè)有供惰性氣體充入的充氣口，充氣口通過氣管300與氣源連通；所述爐體具有保溫層130，保溫層130內(nèi)設(shè)有石墨爐膛120，所述爐管110設(shè)于石墨爐膛120中，石墨爐膛120外包覆有石墨發(fā)熱體140，石墨發(fā)熱體140對(duì)石墨爐腔120及爐管110進(jìn)行加熱；
在本實(shí)施例中，所述爐管110具有入口段和出口段，入口段和出口段位于爐體外部，A口段與出口段分別設(shè)有充氣口 ；所述真空管路210伸入爐體內(nèi)，連接于爐管的中部。使用時(shí)，首先在冷爐狀態(tài)下向爐管內(nèi)充入惰性氣體，將爐管內(nèi)的空氣排出，然后將爐管內(nèi)抽真空，再次充入惰性氣體，如此反復(fù)進(jìn)行，直到爐內(nèi)氣氛達(dá)到碳纖維制備的工藝要求后，再升溫到設(shè)定溫度，進(jìn)行碳纖維制造流程。該高溫碳化爐在爐管兩端分別設(shè)置充氣口，方便向爐管內(nèi)部充入惰性氣體，配合真空泵，可提高爐內(nèi)惰性氣體的含量，從而提高碳纖維的質(zhì)量。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(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發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(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)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種抽真空后充入氣體制造碳纖維的高溫碳化爐，包括有爐體，其特征在于，所述爐體內(nèi)部具有爐管，該爐管的兩端伸出爐體外部，與外界連通，還包括有真空泵，該真空泵與爐管內(nèi)部連通，真空泵對(duì)爐管內(nèi)部進(jìn)行抽真空，爐管上設(shè)有供惰性氣體充入的充氣口，充氣口與氣源連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫碳化爐，其特征在于，所述爐體具有保溫層，保溫層內(nèi)設(shè)有石墨爐膛，所述爐管設(shè)于石墨爐膛中，石墨爐膛外包覆有石墨發(fā)熱體，石墨發(fā)熱體對(duì)石墨爐膛及爐管進(jìn)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫碳化爐，其特征在于，所述爐管具有入口段和出口段，入口段和出口段位于爐體外部，入口段與出口段分別設(shè)有充氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫碳化爐，其特征在于，所述真空管路伸入爐體內(nèi)，連接于爐管的中部。
全文摘要
本發(fā)明公開一種抽真空后充入氣體制造碳纖維的高溫碳化爐，包括有爐體，爐體內(nèi)部具有爐管，該爐管的兩端伸出爐體外部，與外界連通，還包括有真空泵，該真空泵與爐管內(nèi)部連通，真空泵對(duì)爐管內(nèi)部進(jìn)行抽真空，爐管上設(shè)有供惰性氣體充入的充氣口，充氣口通過氣管與氣源連通；爐體具有保溫層，保溫層內(nèi)設(shè)有石墨爐膛，爐管設(shè)于石墨爐膛中，石墨爐膛外包覆有石墨發(fā)熱體；爐管具有入口段和出口段，入口段和出口段位于爐體外部，入口段與出口段分別設(shè)有充氣口；真空管路伸入爐體內(nèi)，連接于爐管的中部。該高溫碳化爐在爐管兩端分別設(shè)置充氣口，方便向爐管內(nèi)部充入惰性氣體，配合真空泵，可提高爐內(nèi)惰性氣體的含量，從而提高碳纖維的質(zhì)量。
文檔編號(hào)D01F9/12GK102644132SQ20121012350
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25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