ПЕЧЬ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА Российский патент 2023 года по МПК D01F9/32 F27B9/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к печи для обработки материала, в частности для окислительной обработки волокнистого материала, в частности, для изготовления углеродных волокон, содержащей

а) корпус с внутренней полостью, которая является газонепроницаемой за исключением проходных областей для волокон;

б) рабочую камеру, расположенную во внутренней полости корпуса;

в) устройство обеспечения газообразной средой, с помощью которого предусмотрена возможность получения горячей технологической газообразной среды и которое содержит проточную систему с проточными каналами, которые расположены во внутренней полости, ограничивают проточные камеры и содержат проточные проходы, так что соответствующие проточные камеры соединены по текучей среде с рабочей камерой с возможностью подачи горячей технологической газообразной среды в рабочую камеру по меньшей мере в одном направлении основного потока и вывода ее из рабочей камеры.

Кроме того, изобретение относится к способу обработки материала.

Уровень техники

В известных на рынке печах вышеуказанного типа, которые используются для окислительной обработки углеродных волокон, проточные каналы выполнены, например, в виде нагнетательных коробов нагнетательного устройства и вытяжных коробов вытяжного устройства, по которым технологическая газообразная среда циркулирует через рабочую камеру.

Со временем проточные камеры проточных каналов загрязняются, при этом волокнистый материал осаждается в особенности в тех проточных каналах, по которым технологическая газообразная среда отсасывается из рабочей камеры. Волокнистый материал высвобождается в рабочей камере, захватывается циркулирующей технологической газообразной средой и выводится. Поэтому проточные каналы или их проточные камеры приходится проверять и очищать через регулярные интервалы времени в рамках периодического контроля.

В известных на рынке окислительных печах доступ к проточным камерам осуществляется только через проточные проходы, которые, в свою очередь, являются досягаемыми только из рабочей камеры. Для этого в таких печах предусмотрен доступ к рабочей камере, через который рабочий может войти в рабочую камеру и оттуда очистить вручную проточные камеры проточных каналов. Проточные проходы проточных каналов, как правило, оснащены проточными заслонками для установки направления и/или объемного расхода потока. Для выполнения процесса очистки эти проточные заслонки перемещают в позицию очистки, в которой проточные проходы открыты в максимально возможной степени, чтобы предоставить рабочему беспрепятственный доступ к проточным камерам проточных каналов. После выполнения очистки проточные заслонки снова перемещают в рабочее положение. При этом всегда существует опасность неправильной установки проточных заслонок.

Однако проточные проходы проточных каналов в большинстве случаев являются относительно узкими, поэтому доступ к проточным камерам проточных каналов, в целом, ограничен. К тому же свободное пространство в рабочей камере, как правило, является довольно стесненным, а видимость - весьма неблагоприятной, поэтому процесс очистки может быть трудоемким, а результат - лишь плохо контролируемым. При этом прежде чем начать очистку, рабочий вынужден ждать до тех пор, пока в рабочей камере не установится приемлемая температура, чтобы иметь возможность войти в камеру.

Раскрытие сущности изобретения

Задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить печь и способ обработки материала вышеуказанного типа, которые учитывают эти обстоятельства.

Указанная задача решена печью вышеуказанного типа за счет г) наличия ревизионной системы, с помощью которой обеспечен доступ к проточным камерам проточных каналов через корпус.

Согласно изобретению рабочему больше не требуется входить в рабочую камеру, чтобы получить доступ к проточным камерам проточных каналов. Выполняя очистку, рабочий находится за пределами корпуса, что значительно расширяет для него свободное пространство и улучшает видимость. Кроме того, очистка может быть начата, когда температура в рабочей камере является относительно высокой и была бы неприемлемой для рабочего. При этом можно также отказаться от перестановки проточных заслонок, поэтому исключается опасность неправильной установки проточных заслонок после очистки.

Предпочтительно, чтобы

а) проточные каналы содержали по меньшей мере один ревизионный доступ к проточной камере;

б) корпус содержал по меньшей мере один ревизионный вход, образующий внутреннюю сторону, обращенную к рабочей камере, на которой проточные каналы расположены таким образом, чтобы ревизионные доступы к ним были доступными через ревизионный вход.

В известных печах проточные каналы проходят между боковыми стенками корпуса. Поэтому особенно предпочтительно, чтобы соответствующий проточный канал имел продольную ось в направлении, поперечном направлению основного потока, а также первую торцевую сторону и противоположную вторую торцевую сторону, и чтобы при этом был предусмотрен ревизионный доступ на первой и/или на второй торцевой стороне. Таким образом, в этом случае обеспечивается доступ по меньшей мере на одной торцевой стороне проточного канала.

Соответствующий проточный канал на первой и/или на второй торцевой стороне предпочтительно имеет газонепроницаемое соединение с ревизионным входом корпуса.

Корпус предпочтительно содержит по меньшей мере один ревизионный вход в боковой стенке. Это учитывает вышеописанное расположение проточных каналов между боковыми стенками корпуса.

Для гибкого доступа предпочтительно, чтобы ревизионный вход содержал проход в корпусе и ревизионное затворное устройство, с помощью которого проход в корпусе может быть разблокирован или заблокирован.

При этом ревизионное затворное устройство предпочтительно содержит ревизионную дверь, установленную с помощью подшипникового устройства, которое выполнено таким образом, чтобы обеспечивать поворот ревизионной двери вокруг оси поворота, в частности, вокруг вертикальной оси поворота, и/или возможность горизонтального продольного перемещения в проход в корпусе и из прохода в корпусе.

На практике предпочтительно, чтобы проточные каналы, расположенные на внутренней стороне ревизионного входа, содержали канальные проходные отверстия, а ревизионная система - уплотнительное устройство, с помощью которого можно разблокировать или блокировать одно или несколько канальных проходных отверстий.

В качестве альтернативы предпочтительно, чтобы уплотнительное устройство было выполнено с возможностью разблокирования или блокирования проходных отверстий проточных каналов, расположенных на внутренней стороне ревизионного входа, либо только всех одновременно, либо по группам независимо друг от друга, либо по отдельности независимо друг от друга. На разных ревизионных входах корпуса могут быть предусмотрены различные уплотнительные устройства.

Если уплотнительное устройство перемещается вместе с ревизионной дверью, можно отказаться от его отдельного крепления. В этом случае не требуется специального съема уплотнительного устройства и его повторного крепления после выполнения очистки.

Если ревизионная система содержит автоматизированное устройство для очистки, качество очистки проточных камер может обеспечиваться автоматически.

Вышеуказанная задача также решена указанным вначале способом, согласно которому обработка волокон осуществляется в печи с некоторыми или всеми раскрытыми признаками.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено более подробное описание вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

ФИГ. 1 - вертикальный продольный разрез по линии I-I разреза, показанной на ФИГ. 2, окислительной печи, предназначенной для изготовления углеродных волокон и содержащей корпус, ограничивающий рабочую камеру, в которой горячая технологическая газообразная среда циркулирует по проточным каналам, проходящим между боковыми стенками корпуса;

ФИГ. 2 - горизонтальный разрез окислительной печи с ФИГ. 1 по линии II-II разреза, показанной на ФИГ. 1, при этом показана ревизионная система с ревизионными входами в корпусе и ревизионными доступами к проточным каналам, и при этом доступ к внутренним проточным камерам одного или нескольких проточных каналов осуществляется через корпус;

ФИГ. 3 - фрагмент вертикального разреза, обозначенный на ФИГ. 1 ссылочным номером III, в направлении стрелки III на ФИГ. 2 с показанной ревизионной системой с ревизионным затворным устройством в виде ревизионной двери, которая расположена в боковой стенке корпуса и показана прозрачной, и за которой можно видеть уплотнительное устройство и проточные каналы;

ФИГ. 4 - фрагмент горизонтального разреза, обозначенный на ФИГ. 2 ссылочным номером IV, на котором наглядно показано функционирование ревизионной двери ревизионной системы;

ФИГ. 5 - фрагмент, показанный на ФИГ. 3, с открытой ревизионной дверью ревизионной системы, при этом можно видеть уплотнительное устройство, которое одной крышкой блокирует канальные проходные отверстия, расположенные на торцевой стороне всех проточных каналов;

ФИГ. 6 - фрагмент с ФИГ. 3 и 5 с удаленной крышкой, поэтому видны проходные отверстия проточных каналов;

ФИГ. 7 - фрагмент, соответствующий ФИГ. 5, с открытой ревизионной дверью, при этом показана измененная ревизионная система с уплотнительным устройством, которая содержит отдельную крышку для каждой группы проточных каналов;

ФИГ. 8 - фрагмент, соответствующий ФИГ. 5, с открытой ревизионной дверью, при этом показана другая измененная ревизионная система с уплотнительным устройством, которая содержит отдельную крышку для каждого проточного канала;

ФИГ. 9 - фрагмент, соответствующий ФИГ. 4, при этом показана измененная ревизионная дверь;

ФИГ. 10 - фрагмент, соответствующий ФИГ. 4 и 9, при этом показано измененное ревизионное затворное устройство, в котором уплотнительное устройство присоединено к ревизионной двери;

ФИГ. 11 - фрагмент, соответствующий ФИГ. 4, 9 и 10, при этом, с одной стороны, показан доступ через обе торцевые стороны проточных каналов и, кроме того, показан процесс ручной очистки;

ФИГ. 12 - фрагмент, соответствующий ФИГ. 11 с измененной ревизионной системой, которая содержит автоматизированную систему очистки.

Осуществление изобретения

На ФИГ. 1 и 2 показан вертикальный продольный разрез и горизонтальный разрез печи для обработки материала, которая в качестве примера представлена в виде окислительной печи, применяемой для изготовления углеродных волокон, и в которой окисляется волокнистый материал. Окислительная печь 10 содержит корпус 12, который ограничивает проходную камеру, образованную внутренней полостью 14 окислительной печи 10, нижней стенкой 12а, верхней стенкой 12b и двумя боковыми стенками 12с и 12d.

Корпус 12, ограничивающий внутреннюю камеру 14 может также образовывать наружный кожух окислительной печи. В качестве альтернативы корпус 12 может образовывать внутреннюю оболочку и, в свою очередь, может быть окружен одной или несколькими наружными оболочками.

На торцах корпуса 12 расположены торцевые стенки 16а, 16b, при этом в торцевой стенке 16а снизу вверх, чередуясь, расположены проходные отверстия в виде горизонтальных входных пазов 18 и выходных пазов 20, а в противоположной торцевой стенке 16b снизу вверх, чередуясь, расположены проходные отверстия в виде горизонтальных выходных пазов 20 и входных пазов 18, однако, для наглядности не все из них обозначены ссылочными номерами. Через входные и выходные пазы 18, 20 волокна 22 вводятся во внутреннюю камеру 14 и выводятся из нее. Входные и выходные пазы 18, 20 совместно образуют проходные области корпуса 12 для углеродных волокон 22. За исключением этих сквозных отверстий корпус 12 окислительной печи 10 является газонепроницаемым.

Внутренняя камера 14, в свою очередь, разделена в продольном направлении на три части и содержит первую предкамеру 24, которая расположена непосредственно около торцевой стенки 16а и вторую предкамеру 26, которая расположена непосредственно около противоположной торцевой стенки 16b. Во внутренней полости 14 находится рабочая камера 28, которая в данном варианте осуществления расположена между предкамерами 24, 26.

Таким образом, предкамеры 24 и 26 образуют входной и выходной шлюз для волокон 22 относительно внутренней камеры 14 или рабочей камеры 28.

Подлежащие обработке углеродные волокна 22 подаются во внутреннюю камеру 14 окислительной печи 10, проходя параллельно в виде своего рода волокнистого ковра 30. При этом волокна 22 поступают с первого поворотного участка 32, который расположен около торцевой стенки 16а снаружи от корпуса 12, через самый верхний входной паз 18 в торцевой стенке 16а в предкамеру 24. Затем волокна 22 проходят через рабочую камеру 28 и через противоположную предкамеру 26 ко второму поворотному участку 34, который расположен около торцевой стенки 16b снаружи от корпуса 12, и снова возвращаются оттуда.

В результате волокна 22 серпантинообразно проходят через рабочую камеру 28 по поворотным роликам 36, которые следуют друг за другом сверху вниз, и только два из которых обозначены ссылочным номером. Между поворотными роликами 36 волокнистый ковер 30, который состоит из множества волокон 22, проходящих рядом друг с другом, образует натянутую плоскость 38. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 1, имеется шесть таких плоскостей 38. Волокна 22 можно также перемещать снизу вверх, при этом может быть также натянуто большее или меньшее количество плоскостей 38, чем показано на ФИГ. 1. На ФИГ. 2 можно видеть третью сверху плоскость 38.3, которая обозначена также на ФИГ. 1, при этом показано только несколько волокон 22, расположенных на большом расстоянии друг от друга, чтобы обрисовать волокнистый ковер 30; на практике волокна 22 проходят в плоскости 38 волокнистого ковра 30 близко друг к другу.

После полного прохождения через рабочую камеру 28 волокна 22 выходят из окислительной печи 10, в данном варианте осуществления -через самый нижний выходной паз 20 в торцевой стенке 16а. Перед поступлением в самый верхний входной паз 18 в торцевой стенке 16b и после выхода из окислительной печи 10 через самый нижний 10 выходной паз 20 в торцевой стенке 16b волокна 22 за пределами корпуса 12 направляются другими направляющими роликами, не показанными специально.

Через рабочую камеру 28 в режиме технологической обработки протекает горячая технологическая газообразная среда 40, которую создает устройство 42 обеспечения газообразной средой. В целом, устройство 42 обеспечения газообразной средой позволяет получать горячую технологическую газообразную среду 40 и пропускать ее через рабочую камеру 28, таким образом, осуществляется проток через рабочую камеру 28 в режиме технологической обработки. На практике технологическая газообразная среда представляет собой воздух, поэтому далее для обозначения всех газов, которые вносят вклад в состав технологической газообразной среды, выбран также термин «воздух», при этом речь идет о технологическом воздухе, циркулирующем воздухе, отработанном воздухе, приточном воздухе и т.п., однако, через рабочую камеру 28 могут пропускаться и другие газы.

В рабочей камере 28 поддерживаются два противоположных воздушных потока, каждый из которых имеет направление 44 основного потока. Для этого устройство 42 обеспечения газообразной средой содержит проточную систему 46 с проточными каналами 48, расположенными во внутренней полости 14 и образующими проточные камеры 50, которые служат для пропускания технологической газообразной среды 40 через рабочую камеру 28.

Для получения противоположных воздушных потоков проточная система 46 содержит в средней части рабочей камеры 28 два нагнетательных устройства 52, а в обеих концевых частях на торцевых сторонах рабочей камеры 28 - по одному вытяжному устройству 54. Вытяжные устройства 54 расположены рядом с предкамерами 24, 26. Нагнетательные устройства 52 содержат вышеуказанные проточные каналы 48 в виде нескольких нагнетательных каналов 56, а вытяжные устройства 54 содержат вышеуказанные проточные каналы 48 в виде нескольких вытяжных каналов 58. Проточные каналы 48, т.е. в данном случае нагнетательные каналы 56 и вытяжные каналы 58, расположены между плоскостями 38, натянутыми волокнистым ковром 30, и проходят поперечно к направлению 44 основного потока, при этом проточные каналы 48 в направлении, поперечном к направлению 44 основного потока, имеют продольную ось 48а, а также первую торцевую сторону 48b и противоположную ей торцевую сторону 48с, которые показаны на ФИГ. 2 только для одного проточного канала 48.

Термин «поперечно к направлению 44 основного потока» в данном описываемом варианте осуществления означает под прямым углом к направлению 44 основного потока. Однако в случае не показанных изменений проточные каналы 48 могут проходить также под углом, отличным от прямого угла, относительно направления 44 основного потока.

В данном варианте осуществления проточные каналы 48 проходят между боковыми стенками 12с и 12d корпуса 12. В этом направлении их продольной оси 48а проточные каналы 48 имеют соответствующие проточные проходы, которые не видны на чертежах вследствие разреза, при этом соответствующие проточные камеры 50 проточных каналов 48 соединены по текучей среде с рабочей камерой 28 с возможностью подачи технологической газообразной среды 40 в рабочую камеру 28 или вывода из рабочей камеры 28. Как указано вначале, в проточных проходах установлены проточные заслонки, управляемые известным образом.

Эти проточные проходы образуют в нагнетательных каналах 56 приточные отверстия, через которые технологический воздух поступает из соответствующей проточной камеры 50 нагнетательных каналов 56 в рабочую камеру 28. В вытяжных каналах 58 эти проточные проходы образуют соответствующим образом вытяжные отверстия, через которые газообразная среда из рабочей камеры 28 проходит в соответствующую проточную камеру 50 вытяжных каналов 58.

Нагнетательные каналы 56 и вытяжные каналы 58 в показанной окислительной печи 10 выполнены в виде нагнетательных коробов или вытяжных коробов и, таким образом, в виде коробчатых проточных каналов. Однако возможно использование других геометрических форм без каких-либо ограничений.

Для кондиционирования устройством 42 обеспечения газообразной средой технологическая газообразная среда 40 пропускается между вытяжными устройствами 54 и нагнетательными устройствами 52 по циркуляционному трубопроводу 60 с вентилятором 62 и при этом проходит через кондиционирующее устройство 64. Кондиционирующее устройство 64 в качестве примера показано в виде теплообменника 66, поскольку кондиционирование заключается, в частности, в настройке температуры технологической газообразной среды 40. Вверх по направлению потока от кондиционирующего устройства 64 от циркуляционного трубопровода 60 ответвляется трубопровод 68 для отработанного воздуха со специально не показанным вентилем, по которому может быть отведена часть циркуляционной технологической газообразной среды 40.

Для того чтобы поддерживать воздушный баланс в окислительной печи 10, пропорционально отводимый объем отработанного воздуха компенсируется устройством 70 подачи приточного воздуха, с помощью которого приточный воздух может подводиться к нагнетательным устройствам 52.

Таким образом, в целом, образуются два замкнутых контура циркуляции воздуха, при этом окислительная печь 10 аэродинамически работает по, так называемому, принципу «от центра до края». Однако при этом могут быть использованы также все остальные известные аэродинамические принципы, в частности, принцип "от края до центра" или "от края до края".

Как указано вначале, необходимо производить очистку через регулярные интервалы времени проточных камер 50 проточных каналов 48 проточной системы 46 и в особенности - проточных камер 50 вытяжных каналов 58 вытяжных устройств 54.

Для этой цели окислительная печь 10 содержит ревизионную систему 72, которая обеспечивает доступ к проточным камерам 50 проточных каналов 48 через корпус 12.

Для этого проточные каналы 48 содержат ревизионные доступы 74 к проточной камере 50, а корпус 12 - ревизионные входы 76, каждый из которых содержит внутреннюю сторону 76а, обращенную к внутренней полости 14 корпуса, и наружную сторону 76b, обращенную к окружающей среде корпуса 12. На внутренней стороне 76а ревизионного входа 76 корпуса 12 проточные каналы 48 расположены таким образом, чтобы ревизионные доступы 74 к ним были доступны через ревизионный вход 76.

Ревизионные доступы 74 проточных каналов 48 предусмотрены отдельно и дополнительно к непоказанным проточным проходам. Ревизионные доступы 74 проточных каналов 48 расположены на одной или на обеих торцевых сторонах 48а, 48b. В зависимости от наличия ревизионных доступов 74 проточных каналов 48 на одной или на обеих торцевых сторонах 48с, 48d корпус 12 содержит ревизионные входы 76 в одной или в обеих боковых стенках 12с, 12d, которые расположены на продолжении продольной оси 48а соответствующих проточных каналов 48 относительно их ревизионного доступа 74.

Вначале описываются варианты осуществления, в которых каждый проточный канал 48 содержит только один ревизионный доступ 74 на торцевой стороне 48с, обращенной к боковой стенке 12с, поэтому корпус 12, соответственно, содержит ревизионные входы 76, расположенные только в этой боковой стенке 12с. Однако на ФИГ. 2 ревизионные входы 76 корпуса 12 в противоположной боковой стенке 12d показаны заштрихованными.

Ревизионная система 72 для каждого ревизионного входа 76 корпуса 12 содержит проход 78 в корпусе 12 и ревизионное затворное устройство 80, с помощью которого этот проход 78 в корпусе может быть разблокирован или заблокирован. Кроме того, ревизионная система 72 для каждого ревизионного доступа 74 проточных каналов 48 содержит канальное проходное отверстие 82 и уплотнительное устройство 84, с помощью которого одно или несколько таких канальных проходных отверстий 82 могут быть разблокированы или заблокированы. Канальные проходные отверстия 82 можно видеть только на ФИГ. 6 при удаленном уплотнительном устройстве 84. Уплотнительное устройство 84 препятствует тому, чтобы технологический воздух мог выходить через ревизионный доступ 74 из проточной камеры 50 соответствующего проточного канала 48 в рабочую камеру 28 или входить из рабочей камеры 28 в проточную камеру 50, что приводило бы к нежелательным завихрениям и турбулентностям в рабочей камере 28.

Уплотнительное устройство 84 может быть, но не обязательно, выполнено таким образом, чтобы оно герметично запирало канальное проходное отверстие 82. В принципе, достаточно конструктивного закрытия соответствующего канального проходного отверстия 82.

На ФИГ. 3-6 показан вариант осуществления, в котором ревизионное затворное устройство 80 на ревизионном входе 76 корпуса 12 выполнено в виде ревизионной двери 86, которая с помощью подшипникового устройства 88 прикреплена к боковой стенке 12с корпуса 12. Подшипниковое устройство 88 позволяет поворачивать ревизионную дверь 86 вокруг оси 90 поворота. Для этого подшипниковое устройство 88 может быть выполнено, например, в виде простого поворотного шарнира. Ось 90 поворота направлена вертикально, однако, возможен также вариант осуществления, в котором ось 90 поворота имеет горизонтальное направление.

Проход 78 в корпусе имеет такие размеры, чтобы в направлении продольных осей 48а проточных каналов 48 он перекрывал все проточные каналы 48, которые расположены во внутренней полости 14 за ревизионной дверью 86 на внутренней стороне 76а ревизионного входа 76. Ревизионная дверь 86 термически изолирована и соответствует техническим требованиям к корпусу 12 окислительной печи 10.

Уплотнительное устройство 84 выполнено таким образом, чтобы все канальные проходные отверстия 82 могли быть только одновременно разблокированы или заблокированы. Для этого уплотнительное устройство 84 содержит крышку 92 в виде заглушки, которая перекрывает торцевые стороны 48b всех проточных каналов 48, расположенных на внутренней стороне 76а ревизионного входа 76, и закрывает имеющиеся проходные отверстия 82 проточных каналов 48.

Канальные проходные отверстия 82 окружены подшипниковой рамой 94, поэтому поперечное сечение канального проходного отверстия 82 канала меньше, чем поперечное сечение проточной камеры 50 соответствующего проточного канала 48. Уплотнительное устройство 84, т.е. в данном случае крышка 92, с помощью крепежных средств 96 прикреплено с возможностью отсоединения к одной или нескольким таким подшипниковым рамам 94. В данном варианте осуществления крепежные средства 96 показаны в виде винтов, однако, для подходящего разъемного крепления могут быть использованы любые другие известные крепежные средства, например, для получения защелкивающихся или зажимных соединений. Крышка, в свою очередь, может быть выполнена в виде поворотного элемента и устанавливаться на проточных каналах 48 с помощью соответствующего шарнира.

Можно также отказаться от использования подшипниковых рам 94. В этом случае канальное проходное отверстие 82 имеет такое же поперечное сечение, как и проточная камера 50 соответствующего проточного канала 48. При этом крепление уплотнительного устройства 84, т.е. в данном случае крышки 92, можно осуществить на наружной стороне проточных каналов 48, например, с помощью фланцевого соединения.

Если требуется произвести ревизию проточных каналов 48, т.е. нагнетательных каналов 56 и/или вытяжных каналов 58, открывается ревизионная дверь 86 соответствующего ревизионного входа 76 корпуса 12, за которой находятся проточные каналы 48, подлежащие очистке или техническому обслуживанию. Затем уплотнительное устройство 84 удаляется или перемещается таким образом, чтобы проточные камеры 50 проточных каналов 48 стали доступными и досягаемыми через открытые канальные проходные отверстия 82 с наружной стороны корпуса 10.

Теперь рабочий может произвести очистку или техническое обслуживание проточных камер 50, как это, по существу, хорошо известно. После окончания очистки или технического обслуживания уплотнительное устройство 84 снова закрепляется в позиции уплотнения, и ревизионная дверь 86 корпуса 12 запирается.

На ФИГ. 7 показано изменение, при котором уплотнительное устройство 84 выполнено с возможностью разблокирования или блокирования отдельных групп канальных проходных отверстий 82 независимо друг от друга. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 7, в целом, семь проточных каналов 48, расположенных за ревизионным входом 76, образуют первую группу 98а с тремя проточными каналами 48, а также вторую и третью группы 98b, 98с, содержащие по два проточных канала 48. Для этих групп 98а, 98b и 98с уплотнительное устройство 84 содержит три крышки 92а, 92b, 92с, которые перекрывают торцевые стороны 48b соответствующих групп 98а, 98b и 98с проточных каналов 48, расположенных на внутренней стороне 76а ревизионного входа 76, и закрывают канальные проходные отверстия 82 проточных каналов 48.

На ФИГ. 8 показано другое изменение, при котором уплотнительное устройство 84 выполнено с возможностью независимого разблокирования или блокирования отдельных канальных проходных отверстий 82. При этом для каждого канального проходного отверстия 82 предусмотрена отдельная крышка 92, прикрепленная к подшипниковой раме 94 соответствующего проточного канала 48.

В случае подшипникового устройства 88, показанного на ФИГ. 3-8, в котором ревизионная дверь 86 установлена только с возможностью поворота вокруг оси 90 поворота, указанная ревизионная дверь 86 должна сужаться на ее вертикальных продольных кромках в направлении рабочей камеры 28, чтобы обеспечить свободное пространство, необходимое для поворотного движения. Поэтому, когда ревизионная дверь 86 закрыта, между продольными кромками ревизионной двери 86 и боковой стенкой 12с остаются зазоры. Это можно видеть на ФИГ. 8, а также на ФИГ. 10, которая поясняется далее.

В области этих зазоров эффективность изоляции корпуса 12 снижается, при этом могут возникать наружные утечки. Хотя даже при такой конструкции двери, в принципе, можно обеспечить герметичность, измененное подшипниковое устройство 88, показанное на ФИГ. 9, предлагает альтернативное решение, которое может обеспечивать более высокую герметичность.

Это подшипниковое устройство 88 выполнено таким образом, чтобы ревизионная дверь 86 путем горизонтального продольного перемещения могла входить в проход 78 в корпусе и выходить из него. Когда ревизионная дверь 86 выдвигается из прохода 78 в корпусе, она может поворачиваться и, таким образом, выходить из прохода 78 в корпусе. При этом она может поворачиваться вокруг вертикальной оси поворота или перемещаться путем параллельного сдвига; последнее показано на ФИГ. 9. Подшипниковое устройство 88 показано на ФИГ. 9 в виде своего рода параллелограммной направляющей, с помощью которой может осуществляться описанный процесс движения.

На ФИГ. 10 показано подшипниковое устройство 88 согласно ФИГ. 3-8 в варианте осуществления, в котором уплотнительное устройство 84 перемещается вместе с ревизионной дверью 86. Это может быть реализовано независимо от конструкции опоры ревизионной двери 86.

В данном конкретном варианте осуществления крышка 92 согласно ФИГ. 3-6 соединена с внутренней стороной ревизионной двери 86, обращенной к проточным каналам 48. Когда ревизионная дверь 86 закрывает проход 78 в корпусе, крышка 92 закрывает проходные отверстия 82 проточных каналов 48. Когда ревизионная дверь 86 открывается, крышка 92 перемещается вместе с ревизионной дверью 86 и удаляется от проточных каналов 48, открывая доступ к их канальным проходным отверстиям 82.

На ФИГ. 11 и 12 показаны варианты примера осуществления, согласно которым проточные каналы 48 имеют канальное проходное отверстие 82 на обеих торцевых сторонах 48b и 48с, при этом корпус 12 окислительной печи 10 в соответствующих позициях на обеих боковых стенках 12с, 12d содержит ревизионные входы 76, ревизионные двери которых не показаны. В остальном сохраняется все сказанное для вышеописанных вариантов осуществления.

Как показано на ФИГ. 11, проточные камеры 50 с открытыми проходами 78 в корпусе и канальными проходными отверстиями 82 могут быть очищены ручными средствами 100 очистки ревизионной системы 72 силами одного или нескольких рабочих. При этом на ФИГ. 11 в качестве примера показаны две щетки, однако, на практике применяются также пылесосы, с помощью которых удаляется волокнистый материал.

В качестве альтернативы ревизионная система 72 может также содержать автоматизированное устройство 102 для очистки. На ФИГ. 12 такое устройство 102 для очистки в качестве примера показано в виде распылительно-вытяжного устройства 104. Оно содержит распылительную головку 106, которая расположена на первой торцевой стороне 48b проточного канала 48. К распылительной головке 106 через соединительный блок 108 могут быть подведены такие рабочие ресурсы, как электрическая энергия, сжатый воздух, чистящее средство и т.п.

С помощью распылительной головки 106 в качестве очищающей среды в проточную камеру 50 могут нагнетаться под высоким давлением чистящее средство, сжатый воздух или также смесь чистящего средства/сжатого воздуха, под действием которых загрязнения, имеющиеся на внутренних стенках проточной камеры 50, растворяются, захватываются очищающей средой и выводятся вместе с ней.

На противоположной торцевой стороне 48с соответствующего проточного канала 48 расположена вытяжная головка 110 распылительно-вытяжного устройства 104, которая обеспечивает вытяжку и отвод очищающей среды, загруженной загрязнениями, при этом для упрощения чертежа соответствующие трубопроводы не показаны.

На торцевых сторонах 48b, 48с проточных каналов 48 и/или на соответствующих участках прохода 78 в корпусе предусмотрены соответствующие крепежные средства для распылительной головки 106 или для вытяжной головки 110.

В вышеописанных вариантах осуществления, показанных на ФИГ. 3-12, подлежащие очистке проточные каналы 48 образованы вытяжными каналами 58. Загрязнения образуются в них главным образом за счет отделяющегося волокнистого материала, который высвобождается при прохождении волокон 22 через рабочую камеру 28.

При этом проточные каналы 48, которые служат в качестве нагнетательных каналов 56, также загрязняются с течением времени и поэтому тоже требуют очистки и/или технического обслуживания через регулярные интервалы времени.

В вышеописанных вариантах осуществления между торцевыми сторонами 48b, 48с и соответствующей противоположной боковой стенкой 12с, 12d корпуса 12 имеется узкий зазор. В этом случае рабочая камера 28 при открытой ревизионной двери 86 и разблокированном ревизионном входе 76 имеет проточное соединение с окружающей средой корпуса 12.

Однако, если технологическая газообразная среда является агрессивной и/или вредной для окружающей среды или здоровья, это может быть нежелательным. Поэтому в не показанном на чертежах измененном варианте осуществления проточные каналы 48 могут доходить до проходов 78 в корпусе или даже входить в них, при этом соответствующие переходные участки являются газонепроницаемыми. Иными словами, проточные каналы 48 на первой торцевой стороне 48b и/или на второй торцевой стороне 48с имеют газонепроницаемые соединения с ревизионным входом 76 корпуса 12.

При такой конструкции очистку или техническое обслуживание проточного канала 48 можно осуществлять даже в режиме непрерывной эксплуатации, по меньшей мере - нагнетательных каналов 56, а при необходимости и вытяжных каналов 58. Для выравнивания разности температур могут быть использованы дополнительные нагревательные устройства, которые временно устанавливаются в очищаемом проточном канале 48.

Кроме того, окислительная печь 10 может содержать систему отслеживания, которая оснащена сенсорным устройством и соответствующим блоком управления для отслеживания того, являются ли ревизионные входы 76 корпуса 12 открытыми или нет и разблокирован ли ревизионный вход 76. Чтобы предотвратить это разблокирование во время работы окислительной печи 10, на ревизионных входах 76 могут быть предусмотрены блокировочные устройства которые без предварительной авторизации блоком управления системы отслеживания препятствуют разблокированию соответствующего ревизионного входа 76.

Печь для обработки материала, в частности для окислительной обработки волокнистого материала, в частности для изготовления углеродных волокон, содержит корпус с внутренней полостью, которая является газонепроницаемой, за исключением проходных областей для волокон. Во внутренней полости корпуса расположена рабочая камера. С помощью устройства обеспечения газообразной средой предусмотрена возможность получения горячей технологической газообразной среды. Устройство обеспечения газообразной средой содержит проточную систему с проточными каналами, которые расположены во внутренней полости и ограничивают соответствующие проточные камеры, а также содержат проточные проходы, так что проточные камеры соединены по текучей среде с рабочей камерой с возможностью подачи горячей технологической газообразной среды в рабочую камеру по меньшей мере в одном направлении основного потока и вывода ее из рабочей камеры. При этом предусмотрена ревизионная система, с помощью которой обеспечен доступ к проточным камерам проточных каналов через корпус. Заявлен также способ обработки материала с использованием указанной печи. Группа изобретений обеспечивает повышение производительности процесса обработки материала. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Печь для обработки материала, в частности для окислительной обработки волокнистого материала, в частности для изготовления углеродных волокон, содержащая:

а) корпус (12) с внутренней полостью (14), которая является газонепроницаемой за исключением проходных областей (18, 20) для волокон (22);

б) рабочую камеру (28), которая находится во внутренней полости (14) корпуса (12);

в) устройство (42) обеспечения газообразной средой, с помощью которого предусмотрена возможность получения горячей технологической газообразной среды (40) и которое содержит проточную систему (46) с проточными каналами (48), которые расположены во внутренней полости (14), ограничивают соответствующие проточные камеры (50) и содержат проточные проходы, так что соответствующие проточные камеры (50) соединены по текучей среде с рабочей камерой (28) с возможностью подачи горячей технологической газообразной среды (40) в рабочую камеру (28) по меньшей мере в одном направлении (44) основного потока и вывода ее из рабочей камеры (28);

отличающаяся тем, что

г) предусмотрена ревизионная система (72), с помощью которой обеспечен доступ к проточным камерам (50) проточных каналов (48) через корпус (12);

д) проточные каналы (48) содержат по меньшей мере один ревизионный доступ (74) к проточной камере (50);

е) корпус (12) содержит по меньшей мере один ревизионный вход (76), образующий внутреннюю сторону (76a), которая обращена к рабочей камере (28), и на которой проточные каналы (48) расположены таким образом, чтобы ревизионные доступы к ним (74) были досягаемы через ревизионный вход (76).

2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что соответствующий проточный канал (48) имеет продольную ось (48a), проходящую в направлении, перпендикулярном направлению основного потока, (44), а также первую торцевую сторону (48b) и противоположную ей вторую торцевую сторону (48c), при этом на первой и/или второй торцевой стороне (48b, 48c) предусмотрен ревизионный доступ (74).

3. Печь по п. 2, отличающаяся тем, что соответствующий проточный канал (48) на первой торцевой стороне (48b) и/или на второй торцевой стороне (48c) имеет газонепроницаемое соединение с ревизионным входом (76) корпуса (12).

4. Печь по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что корпус (12) содержит по меньшей мере один ревизионный вход (76), выполненный в боковой стенке (12c, 12d).

5. Печь по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что ревизионный вход (76) содержит проход (78) в корпусе (12) и ревизионное затворное устройство (80), с помощью которого предусмотрена возможность разблокирования или блокирования прохода (78) в корпусе (78).

6. Печь по п. 5, отличающаяся тем, что ревизионное затворное устройство (80) содержит ревизионную дверь (86), установленную с помощью подшипникового устройства (90) с возможностью поворота вокруг вертикальной оси поворота (88) и/или с возможностью горизонтального продольного перемещения для ее ввода в проход (78) в корпусе и вывода из него.

7. Печь по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что проточные каналы (48), расположенные на внутренней стороне (76a) ревизионного входа (76), содержат канальное проходное отверстие (82), причем ревизионная система (72) содержит уплотнительное устройство (84), с помощью которого предусмотрена возможность разблокирования или блокирования одного или нескольких канальных проходных отверстий (82).

8. Печь по п. 7, отличающаяся тем, что уплотнительное устройство (84) выполнено таким образом, что предусмотрена возможность разблокирования или блокирования канальных проходных отверстий (82) проточных каналов (48), расположенных на внутренней стороне (76a) ревизионного входа (76), либо только всех одновременно, либо по группам независимо друг от друга, либо по отдельности независимо друг от друга.

9. Печь по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что ревизионная дверь (86) выполнена возможностью перемещения вместе с уплотнительным устройством (84).

10. Печь по одному из пп. 1-9, отличающаяся тем, что ревизионная система (72) содержит автоматизированное устройство (102) для очистки.

11. Способ обработки материала, в частности окислительной обработки волокнистого материала, в частности изготовления углеродных волокон, отличающийся тем, что волокна (22) обрабатывают в печи по одному из пп. 1-10.