一種高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及了一種氣氛穩(wěn)壓裝置，尤其涉及一種高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置。
【背景技術】
[0002]近日來，高溫碳化爐的應用越來越廣泛的應用于化工領域。碳纖維生產過程中，高溫碳化區(qū)氣氛的穩(wěn)定性直接影響到纖維的性能指標、爐溫穩(wěn)定性和石墨材質的安全性，只有合理的控制高溫碳化區(qū)的氣氛穩(wěn)定性才能制成高性能的碳纖維，確保產品性能的穩(wěn)定性和高溫碳化爐的使用安全。氣氛的穩(wěn)定最直接的就是爐膛壓力的反應，爐膛壓力恒定則氣氛也就穩(wěn)定。
[0003]然而目前碳纖維生產過程中，對于高溫碳化區(qū)氣氛的控制技術特征:僅為通過流量計控制氮氣的流量和廢氣風機的頻率實現氣氛達到一定的平衡，但當進氣量或是排氣量發(fā)生改變，爐內氣氛場便無法穩(wěn)定，從而一定程度上影響了纖維的性能指標和爐膛石墨材質的使用安全性。
[0004]例如參見圖1，如公開號為CN200920064921.9的專利申請所示的高溫碳化爐，包含爐頭11、爐殼12，它是一種隧道型、舟皿推進式結構，其中，爐頭11裝在爐殼12的一端，爐殼12里面裝有保溫體13，保溫體13內周邊裝有發(fā)熱體14、17、18，分三組也可以任意組，通常在15組以內，爐膛管15處于中央橫穿保溫體13和爐殼12，裝料舟皿16 —個挨一個串接位于爐膛管15里面，爐尾19裝在爐殼12的另一端，裝料舟皿16 —個挨一個串接位于爐膛管15里面，從爐頭11推進入爐膛管15再從爐尾19推出。它的發(fā)熱體分布在爐膛管的外面，保溫體的里面，且可以分多個區(qū)獨立控制加熱。
[0005]又，參考圖2，如公開號為CN201120156355.19的專利申請所示的高溫碳化爐，包括:爐壁2102、爐膽2104、氣體冷卻裝置2106、第一測溫裝置2110和第二測溫裝置2112。爐壁2102形成封閉的外腔2120，爐壁2102上開有氣體入口 2122和氣體出口 2124。該高溫碳化爐是氣冷設計，因此氣體入口 2122和氣體出口 2124的作用是進行氣體的流通，實現冷卻。在一個實施例中，氣體入口 2122和氣體出口 2124都安裝有氣體密封裝置。本實用新型的高溫碳化爐使用惰性氣體或者氮氣來作為冷卻氣體，惰性氣體或者氮氣同時也作為保護氣體使用。
[0006]更進一步地，參照圖3，如公開號為CN200820035545.6的專利申請所示的高溫碳化爐爐膛，采用一個整體的爐膛外殼31，在爐膛內沿寬度方向設置若干個0.5m-1m寬的窄幅爐膛32。相鄰爐膛32之間通過支撐墻33分隔。所述整體的爐膛外殼I采用碳化硅等耐高溫、高導熱系數的材料制作。
[0007]上述的三個本經技術文件中，均沒有對爐膛氣氛壓力恒定控制進行任何提及。本高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置通過合理設計，實現在使用過程中對高溫碳化爐爐膛氣氛壓力的穩(wěn)定控制，確保了氣氛的穩(wěn)定性?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0008]為達到上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，在所述高溫碳化爐爐的進氣管線上開設一旁路管線與所述進氣管線連通，所述氣氛穩(wěn)壓裝置包括:
[0009]壓力傳感器，設置在所述高溫碳化爐爐膛內，用于測試所述高溫碳化爐爐膛內的氣壓并產生一壓力信號；
[0010]壓力變送器，連接所述壓力傳感器，用于將所述壓力信號轉變?yōu)閴毫﹄娦盘枺?br>[0011]DCS系統(tǒng)，連接所述壓力變送器，用于接收所述壓力變送器的壓力電信號；
[0012]繼電器，連接所述DCS系統(tǒng)并接收所述DCS系統(tǒng)傳送的控制信號；
[0013]電磁閥，設置在所述旁路管線上，連接所述繼電器，所述繼電器根據所述DCS系統(tǒng)傳送的控制信號控制所述電磁閥的開關，從而控制所述旁路管道的氮氣，進而調節(jié)所述高溫碳化爐爐膛內的氣壓。
[0014]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該壓力變送器的測量范圍所對應輸出4?20mA電流。
[0015]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該壓力變送器安置于該高溫碳化爐的側壁上。
[0016]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該DCS系統(tǒng)和該繼電器形成閉環(huán)控制，該DCS系統(tǒng)的顯示畫面實時顯示該高溫碳化爐爐膛內的氣壓及該電磁閥的開閉狀態(tài)。
[0017]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該壓力變送器為一微壓差壓力變送器。
[0018]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，進一步包含報警裝置，當該壓力變送器檢測到該高溫碳化爐爐膛氣氛壓力值小于該第一預設值時或當該壓力變送器檢測到該高溫碳化爐爐膛氣氛壓力值大于該第二預設值時發(fā)出報警信息。
[0019]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該第一預設值為20mbar，該第二預設值為25mbar。
[0020]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，該電磁閥采用外置24V直流電源。
[0021]上述的高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置，所述進氣管線上設有一總閥。
[0022]本實用新型目的在于通過合理設計，利用壓力傳感器、電磁閥通過一定的控制模式實現在使用過程中對高溫碳化爐爐膛壓力的控制。
[0023]本實用新型通過DCS發(fā)出兩個信號分別通過繼電器控制回路控制閥門開關，該閥門控制該高純氮氣進爐膛氮氣管線的開關，將爐膛壓力控制在20mbar-25mbar，當壓力低于20mbar,閥門打開；當壓力高于25mbar，閥門閉合，從而實現爐膛壓差的控制。
[0024]與現有技術相比，本實用新型有益效果為:
[0025]1、采用高溫碳化區(qū)氣氛的穩(wěn)壓裝置，使得爐膛氣氛穩(wěn)定，爐膛壓力控制在20mbar-25mbar,碳纖維結構形成的環(huán)境穩(wěn)定,形成碳纖維的性能更加穩(wěn)定。
[0026]2、本實用新型能夠很好的對爐膛壓差的監(jiān)測和控制，避免了壓力過低，爐膛形成負壓，空氣侵入造成爐膛石墨材質的損害，提高了高溫碳化爐使用安全性。
[0027]3、與為了保護石墨材質而通入過飽和惰性氣體方式相比，本實用新型可以降低惰性氣體使用量達5%以上。
【附圖說明】
[0028]圖1-圖3為；現有技術中高溫碳化爐示意圖；
[0029]圖4為高溫碳化爐爐膛氣氛穩(wěn)壓裝置工作流程示意圖；
[0030]圖5為電磁閥實現開啟和關閉的回路控制圖。
[0031]其中，附圖標記:
[0032]爐頭11爐殼12
[0033]保溫體13發(fā)熱體14
[0034]爐膛管15裝料舟皿16
[0035]爐尾19
[0036]爐壁2102爐膽 2104
[0037]氣體冷卻裝置2106第一測溫裝置2110
[0038]第二測溫裝置2112外腔2120
[0039]氣