本發(fā)明涉及碳纖維生產，具體是涉及一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐及cnfs制備的預氧化方法。
背景技術：
1、碳纖維因其輕質、高比強度、高比模量以及卓越的抗疲勞和耐腐蝕性能，在軍用和民用材料領域得到了廣泛應用。而cnfs(碳納米纖維)的制備更是碳纖維領域的一個重要研究方向。碳纖維按照絲束規(guī)格可分為小絲束和大絲束，兩者面向不同的市場，生產工藝存在明顯差異，特別是在生產設備中的預氧化爐方面。
2、現(xiàn)有技術中，預氧化爐通常針對特定規(guī)格的絲束設計，結構單一，無法適應多種規(guī)格的碳纖維生產。這樣的設計限制了工藝參數(shù)的靈活性，增加了生產成本和設備占地面積。中國專利cn114351292b公開了一種多規(guī)格絲束適應型碳纖維預氧化爐，包括預氧化爐走絲通道、共用風道、中央風門、風機、循環(huán)風道、上部入口風門、下部回風腔和下部風門，通過共用風道、中央風門、上部入口風門、下部風門及循環(huán)風道的設計，實現(xiàn)了兩種循環(huán)風模式(中央至兩端、上到下)。這種結構能夠節(jié)省成本，適應多種規(guī)格的碳纖維生產，并減少設備的數(shù)量和占地面積，然而，該專利也存在一些問題，在循環(huán)風運行的過程中，由于預氧化爐適用于不同規(guī)格的絲束，絲束在預氧化爐內部進行輸送時會因為張力的差異而產生斷裂或者撕裂，由此使得纖維絲容易在循環(huán)風的帶動下在風道的濾網上殘留，如果長時間不清潔，殘留的纖維絲可能會因高溫焦化并黏附在濾網上，造成清潔困難，現(xiàn)有的清潔機構一般通過設置刷毛對濾網上的纖維絲進行清潔，但是刷毛對于纖維絲的清潔效果不佳，由于纖維絲較為柔軟，吸附在濾網上后，難以通過刷毛帶動纖維絲運動對其清除，影響設備的正常運行，并可能導致設備長時間停機以進行徹底清潔。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述問題，提供一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐及cnfs制備的預氧化方法，本發(fā)明通過清潔箱與導風罩的同步移動，結合輥軸上的鋸齒狀刮板設計，實現(xiàn)了對濾網表面的高效清潔，清潔箱中的輥軸能夠沿濾網滾動，刮板有效抓取并纏繞附著的纖維絲，導風罩與清潔箱的配合在清潔時對部分濾網區(qū)域進行遮擋，優(yōu)化氣流的反吹方向，增強了輥軸對纖維絲的抓取效果，確保清潔徹底，從而減少后續(xù)的維護需求并延長設備的正常運行時間。
2、為解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明提供一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，包括爐體和設置于爐體內用于對多規(guī)格的絲束進行傳輸?shù)乃徒z機構，爐體內的頂部設置有用于排風的風道和設置于風道上的濾網，濾網上設置有對濾網上堆積的絲束進行清潔的清潔機構，清潔機構包括清潔箱和導風罩，清潔箱位于濾網的下方，清潔箱能沿濾網的長度方向進行滑動，清潔箱內設置有能對被吸附在濾網上的絲束進行抓取的輥軸，輥軸上設置有呈鋸齒狀的刮板；導風罩位于濾網的上方，導風罩位于濾網的上方，導風罩用于吸收進入風道的氣流并將其導向濾網對濾網進行反吹，導風罩能隨清潔箱同步的沿濾網的長度方向進行滑動。
3、優(yōu)選的，輥軸上的刮板具有多個，多個刮板均等距的環(huán)繞于輥軸的軸線設置，刮板為具有彈性材料的材料制成，刮板沿輥軸的軸線呈螺旋狀延伸。
4、優(yōu)選的，清潔箱的中部設置有與外部清潔機構連接的清潔通道，刮板從輥軸的一端起沿螺旋線延伸至輥軸的中部，并在輥軸的中部處沿刮板的螺旋方向反轉，使刮板的沿相反方向繼續(xù)沿螺旋線延伸至輥軸的另一端。
5、優(yōu)選的，清潔箱上位于輥軸的兩側均設置有用于勾斷刮板上纏繞的纖維絲的梳齒，梳齒具有多個，多個梳齒等距沿清潔箱的長度方向延伸。
6、優(yōu)選的，導風罩為長條狀的罩體，導風罩沿濾網的寬度方向延伸，導風罩的底部設置有進風口和出風口，出風口與清潔箱相互匹配，導風罩內設置有呈彎曲狀的氣流通道，氣流從底部的進風口沿彎曲的氣流通道上升并導向出風口。
7、優(yōu)選的，風道的底部兩側均設置有安裝槽，輥軸的兩端均設置有能在安裝槽內進行滑動的滑塊，兩個安裝槽內分別設置有沿濾網長度方向延伸的導向桿和絲桿，兩個滑塊分別套設于導向桿和絲桿上，絲桿與滑塊螺紋配合，滑塊與導向桿滑動配合。
8、優(yōu)選的，輥軸能轉動的設置于滑塊內，輥軸的兩端均設置有齒輪，安裝槽內的頂部設置有沿濾網的長度方向延伸的齒條，齒條位于齒輪的上方并與其嚙合連接。
9、優(yōu)選的，導風罩的兩端均設置有沿豎直方向延伸的滑槽，滑塊的上設置有與其鉸接的連接桿，連接桿的另一端與滑槽滑動配合，滑塊的其中一側設置有對連接桿進行限位的限位板，當滑塊沿水平方向往遠離限位板的一側移動時，限位板對連接桿進行限位，滑塊通過連接桿帶動導風罩同步移動；當滑塊沿相反方向移動時，連接桿失去限位，導風罩位于滑塊的斜上方。
10、優(yōu)選的，送絲機構包括分別設置于在爐體的兩端且呈鏡像對稱的支撐架，兩個支撐架上均設置有多個等距沿高度方向排列的導向輥，多規(guī)格絲束套設于兩個支撐架的多個導向輥之間。
11、一種用于cnfs制備的預氧化方法，應用于上述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，包括以下步驟：
12、s1、通過送絲機構將絲束傳輸至爐體中進行加熱處理，控制加熱溫度在150-250℃范圍內，持續(xù)時間根據絲束的規(guī)格進行調整。
13、s2、通過安裝在爐體風道中的濾網對預氧化爐內的廢氣進行過濾。
14、s3a、通過清潔機構對濾網上吸附的絲束進行清理，通過清潔箱沿濾網的長度方向滑動，通過清潔箱內部的輥軸在濾網上滾動，配合輥軸上鋸齒狀的刮板對于對濾網上殘留的纖維素納米纖維進行有效抓取清理。
15、s3b、導風罩同步的隨清潔箱沿濾網的長度方向滑動，通過導風罩對于進入風道內的氣流機箱內導向，使得氣流能對濾網進行反吹清潔。
16、本發(fā)明相比較于現(xiàn)有技術的有益效果是：
17、1.本發(fā)明通過移動清潔箱與導風罩的設置，清潔箱內的輥軸可沿濾網表面滾動，鋸齒狀刮板能夠有效抓取并纏繞附著在濾網上的纖維絲，此設計避免了傳統(tǒng)清潔裝置無法有效去除纖維絲的問題，并且大幅減少了濾網上的積灰和纖維堆積，從而減少了設備停機進行維護的次數(shù)，輥軸上螺旋狀的刮板的設置能使得纖維絲在清理的過程中能從輥軸的兩側向中部集中，最大化地利用了清潔箱的清潔效果，提高清潔效率，減少了設備的維護頻率。
18、2.本發(fā)明通過導風罩與清潔箱同步移動，通過兩者的配合能夠遮擋濾網部分區(qū)域并對氣流的方向進行導向，使得氣流能流向濾網的表面，實現(xiàn)局部區(qū)域的反吹清潔，導風罩的設置減少了氣流在清潔過程中對纖維絲的干擾，同時導風罩對于濾網上的纖維絲的反吹增強了輥軸對于纖維絲的抓取效果，確保纖維絲能夠順利纏繞到輥軸上，從而提高清潔機構對于濾網的清潔效果，并降低后續(xù)的維護需求。
19、3.本發(fā)明通過滑塊帶動導風罩同步移動，并通過連接桿和限位板的設置，能夠在清潔操作結束后靈活的調整導風罩的位置，減少其對濾網拆卸的干涉，當需要進行濾網的維護時，在導風罩被清潔箱移動至濾網的邊緣后，導風罩與清潔箱之間具有位置差，使得清潔箱能對于濾網進行避讓，使濾網有足夠的空間進行拆卸和更換，便捷的結構設計顯著提升了設備的操作靈活性，并減少了維護過程中的停機時間。
1.一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，包括爐體(1)和設置于爐體(1)內用于對多規(guī)格的絲束進行傳輸?shù)乃徒z機構(11)，爐體(1)內的頂部設置有用于排風的風道(12)和設置于風道(12)上的濾網(121)，其特征在于，濾網(121)上設置有對濾網(121)上堆積的絲束進行清潔的清潔機構(2)，清潔機構(2)包括清潔箱(21)和導風罩(24)；
2.根據權利要求1所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，輥軸(211)上的刮板(2111)具有多個，多個刮板(2111)均等距的環(huán)繞于輥軸(211)的軸線設置，刮板(2111)為具有彈性材料的材料制成，刮板(2111)沿輥軸(211)的軸線呈螺旋狀延伸。
3.根據權利要求2所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，清潔箱(21)的中部設置有與外部清潔機構(2)連接的清潔通道(22)，刮板(2111)從輥軸(211)的一端起沿螺旋線延伸至輥軸(211)的中部，并在輥軸(211)的中部處沿刮板(2111)的螺旋方向反轉，使刮板(2111)的沿相反方向繼續(xù)沿螺旋線延伸至輥軸(211)的另一端。
4.根據權利要求1所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，清潔箱(21)上位于輥軸(211)的兩側均設置有用于勾斷刮板(2111)上纏繞的纖維絲的梳齒(23)，梳齒(23)具有多個，多個梳齒(23)等距沿清潔箱(21)的長度方向延伸。
5.根據權利要求1所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，導風罩(24)為長條狀的罩體，導風罩(24)沿濾網(121)的寬度方向延伸，導風罩(24)的底部設置有進風口(241)和出風口(242)，出風口(242)與清潔箱(21)相互匹配，導風罩(24)內設置有呈彎曲狀的氣流通道(243)，氣流從底部的進風口(241)沿彎曲的氣流通道(243)上升并導向出風口(242)。
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，風道(12)的底部兩側均設置有安裝槽(122)，輥軸(211)的兩端均設置有能在安裝槽(122)內進行滑動的滑塊(1221)，兩個安裝槽(122)內分別設置有沿濾網(121)長度方向延伸的導向桿(1222)和絲桿(1223)，兩個滑塊(1221)分別套設于導向桿(1222)和絲桿(1223)上，絲桿(1223)與滑塊(1221)螺紋配合，滑塊(1221)與導向桿(1222)滑動配合。
7.根據權利要求6所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，輥軸(211)能轉動的設置于滑塊(1221)內，輥軸(211)的兩端均設置有齒輪(2112)，安裝槽(122)內的頂部設置有沿濾網(121)的長度方向延伸的齒條(1224)，齒條(1224)位于齒輪(2112)的上方并與其嚙合連接。
8.根據權利要求6所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，導風罩(24)的兩端均設置有沿豎直方向延伸的滑槽(244)，滑塊(1221)的上設置有與其鉸接的連接桿(12212)，連接桿(12212)的另一端與滑槽(244)滑動配合，滑塊(1221)的其中一側設置有對連接桿(12212)進行限位的限位板(12211)，當滑塊(1221)沿水平方向往遠離限位板(12211)一側移動時，限位板(12211)對連接桿(12212)進行限位，滑塊(1221)通過連接桿(12212)帶動導風罩(24)同步移動；當滑塊(1221)沿相反方向移動時，連接桿(12212)失去限位，導風罩(24)位于滑塊(1221)的斜上方。
9.根據權利要求1所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，送絲機構(11)包括分別設置于爐體(1)的兩端且呈鏡像對稱的支撐架(111)，兩個支撐架(111)上均設置有多個等距沿高度方向排列的導向輥(112)，多規(guī)格絲束套設于兩個支撐架(111)的多個導向輥(112)之間。
10.一種用于cnfs制備的預氧化方法，應用于權利要求1-9中任意一項所述的一種基于多規(guī)格絲束的預氧化爐，其特征在于，包括以下步驟：