Horno de oxidación.

Horno de oxidación para el tratamiento oxidativo de fibras, en particular para la producción de fibras de carbono, con

a) una carcasa

(12), que a excepción de zonas (18a, 18b) de paso para las fibras (20) de carbono es estanca al gas;

b) una cámara (28) de proceso situada en el espacio (14) interior de la carcasa (12);

c) al menos un dispositivo (36, 38) de alimentación de aire, con el que puede inyectarse aire caliente en la cámara (28) de proceso;

d) poleas (32) de inversión, que flanquean la cámara (28) de proceso y guían las fibras (20), situadas unas junto a otras a modo de alfombra, de manera serpenteante a través de la cámara (28) de proceso, formando la alfombra de fibras entre poleas (32) de inversión opuestas en cada caso un plano, caracterizado porque

e) el dispositivo (36, 38) de alimentación de aire está configurado de manera que puede conducirse aire caliente hacia el lado (58) de las poleas (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso, de modo que en el mismo fluya aire caliente por la respectiva polea (32) de inversión y las fibras (20), antes de entrar en la cámara (28) de proceso.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/000116.

Solicitante: Eisenmann AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: TÜBINGER STRASSE 81 71032 BÖBLINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: BERNER,Karl, MEINECKE,LARS, BALZER,MARKUS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FIBRAS O HILOS NATURALES O FABRICADOS POR EL HOMBRE;... > PARTE QUIMICA DE LA FABRICACION DE FILAMENTOS, HILOS,... > Filamentos o similares, fabricados por el hombre,... > D01F9/32 (Aparatos a este efecto)

PDF original: ES-2531246_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Horno de oxidación

La invención se refiere a un horno de oxidación para el tratamiento oxidativo de fibras, en particular para la producción de fibras de carbono, con

a) una carcasa, que a excepción de zonas de paso para las fibras de carbono es estanca al gas;

b) una cámara de proceso situada en el espacio interior de la carcasa;

c) al menos un dispositivo de alimentación de aire, con el que puede inyectarse aire caliente en la cámara de proceso;

d) poleas de inversión, que flanquean la cámara (28) de proceso y guían las fibras, situadas unas junto a otras a modo de alfombra, de manera serpenteante a través de la cámara de proceso, formando la alfombra de fibras entre poleas de inversión opuestas en cada caso un plano.

En los hornos de oxidación de este tipo conocidos, las poleas de inversión pueden estar dispuestas o bien en el espacio interior de la carcasa o bien fuera de la carcasa. A este respecto, el dispositivo de alimentación de aire está configurado de modo que se emite aire caliente a una zona entre las poleas de inversión y la cámara de proceso en dirección hacia la cámara de proceso. De este modo resulta que las fibras de carbono se enfrían un poco en su trayectoria por una polea de inversión, ya que han abandonado la cámara de proceso y tampoco se les aplica ya más aire caliente emitido por el dispositivo de alimentación de aire.

Una vez que las fibras se han invertido por una polea de inversión y entran de nuevo en la cámara de proceso, debe emplearse por tanto inicialmente una parte de la energía del horno para calentar de nuevo las fibras hasta la temperatura necesaria para la operación de oxidación.

En particular, cuando las poleas de inversión se encuentran fuera de la carcasa del horno en la atmósfera del entorno del horno de oxidación, puede consumirse por tanto un alto porcentaje, que en el caso extremo puede ascender hasta el 8%, de la energía necesaria para el funcionamiento del horno de oxidación sólo para volver a calentar las fibras hasta la temperatura de oxidación requerida.

Por tanto el objetivo de la invención es crear un horno de oxidación del tipo mencionado al principio en el que el balance energético resulte más positivo.

Este objetivo se consigue con un horno de oxidación del tipo mencionado al principio porque

e) el dispositivo de alimentación de aire está configurado de modo que se conduce aire caliente hacia el lado de las poleas de inversión alejado de la cámara de proceso, de modo que en el mismo fluya aire caliente por la respectiva polea de inversión y las fibras, antes de entrar en la cámara de proceso.

Mediante este flujo dirigido de aire caliente se mantiene la temperatura de las poleas de inversión y de las fibras guiadas por las mismas en un valor más alto, hasta que las fibras vuelven a entrar en la cámara de proceso. En el caso ideal, las fibras permanecen también en su trayectoria por las poleas de inversión a una temperatura de proceso a la que puede desarrollarse la oxidación.

A este respecto es conveniente que las poleas de inversión estén dispuestas en una zona de inversión de la carcasa que, al menos desde el punto de vista de la mecánica de fluidos, esté separada de la cámara de proceso. De esta manera puede proporcionarse, independientemente del flujo en la cámara de proceso, una temperatura constante en las poleas de inversión.

Durante el proceso de oxidación se evacúa aire de escape de la cámara de proceso. El aire caliente puede aprovecharse adicionalmente, por un lado, para compensar el volumen evacuado. Por lado, el aire caliente contribuye a conservar la temperatura de proceso en la cámara de proceso con eficiencia energética, ya que la zona de la cámara de proceso por la que el aire caliente entra en la misma, no se enfría. Cuando entre la zona de inversión y la cámara de proceso están presentes medios de conducción de flujo, el aire caliente puede conducirse desde el dispositivo de alimentación de aire de manera controlada hacia la cámara de proceso y los distintos planos de la alfombra de fibras.

Cuando las poleas de inversión pueden protegerse mediante un elemento de carcasa frente a la atmósfera del entorno del horno de oxidación, no se produce ningún intercambio de calor, o sólo uno reducido, con el entorno del horno de oxidación. De este modo puede aumentarse la eficacia.

Es conveniente que el elemento de carcasa esté dispuesto en el lado de las poleas de inversión alejado de la cámara de proceso de manera que entre el elemento de carcasa y la polea de inversión esté formado un canal de

flujo para aire caliente.

Cuando el elemento de carcasa está fabricado de vidrio, puede verse desde fuera la zona de inversión y siempre puede comprobarse visualmente si las fibras avanzan o no correctamente sobre las poleas de inversión.

Es especialmente ventajoso que, por medio del elemento de carcasa pueda liberarse un acceso desde fuera a al menos una polea de inversión. Esto considera el hecho de que fibras de carbono individuales pueden romperse durante su paso por el horno de oxidación. Normalmente, el extremo suelto de una fibra rota se ata en la zona de las poleas de inversión con una fibra que avanza junto a la misma, que arrastra consigo la fibra rota por el horno. Sin embargo, para ello es necesario que las poleas de inversión sean accesibles desde fuera.

Para ello ha resultado ser ventajoso que al menos un elemento de carcasa sea una placa montada de manera que puede pivotar alrededor de un eje horizontal.

Alternativa o adicionalmente, al menos un elemento de carcasa puede ser una placa retirable fijada de manera desmontable.

De nuevo alternativa o adicionalmente, al menos un elemento de carcasa puede ser un elemento de cubierta que cubre la polea de inversión por el lado de la polea de inversión alejado de la cámara de proceso.

Además, puede ser ventajoso que al menos un elemento de carcasa sea un elemento de lámina montado de manera que puede girar alrededor de un eje vertical.

Cuando una persona de mantenimiento tiene que coger un extremo suelto de una fibra rota y atarlo con otra fibra, la temperatura en la zona de las poleas de inversión y también la temperatura de las propias poleas de inversión y de las fibras que avanzan sobre las mismas no debe ser tan alta que la persona de mantenimiento pueda dañarse. Por este motivo es conveniente que el dispositivo de alimentación de aire esté configurado de manera que pueda conducirse o no aire caliente opcionalmente hacia el lado de una de las poleas de inversión alejado de la cámara de proceso, o en lugar de aire caliente, pueda conducirse aire frío hacia el lado de una de las poleas de inversión alejado de la cámara de proceso. Cuando el flujo de aire puede interrumpirse o alimentando aire frío al mismo, la zona a la que debe acceder la persona de mantenimiento puede enfriarse y es posible, sin riesgo, un acceso desde fuera.

Para ello es conveniente que el dispositivo de alimentación de aire comprenda varias cajas de alimentación de aire, que están dispuestas entre los planos de la alfombra de fibras y se alimentan por una fuente de aire fresco.

Este tipo de cajas de alimentación de aire pueden desplazarse entonces en dirección horizontal entre una posición operativa, en la que emiten aire caliente hacia el lado de las poleas de inversión alejado de la cámara de proceso, y una posición de mantenimiento diferente de la misma.

Alternativamente, las cajas de alimentación de aire pueden actuar conjuntamente con cajas de guiado de aire que pueden retirarse de la zona de inversión. Sólo se conduce aire caliente hacia las poleas de inversión cuando están presentes las cajas de guiado de aire.

En... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Horno de oxidación para el tratamiento oxidativo de fibras, en particular para la producción de fibras de carbono, con

a) una carcasa (12), que a excepción de zonas (18a, 18b) de paso para las fibras (2) de carbono es estanca al gas;

b) una cámara (28) de proceso situada en el espacio (14) interior de la carcasa (12);

c) al menos un dispositivo (36, 38) de alimentación de aire, con el que puede inyectarse aire caliente en la cámara (28) de proceso;

d) poleas (32) de inversión, que flanquean la cámara (28) de proceso y guían las fibras (2), situadas unas junto a otras a modo de alfombra, de manera serpenteante a través de la cámara (28) de proceso, formando la alfombra de fibras entre poleas (32) de inversión opuestas en cada caso un plano,

caracterizado porque

e) el dispositivo (36, 38) de alimentación de aire está configurado de manera que puede conducirse aire caliente hacia el lado (58) de las poleas (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso, de modo que en el mismo fluya aire caliente por la respectiva polea (32) de inversión y las fibras (2), antes de entrar en la cámara (28) de proceso.

2.- Horno de oxidación según la reivindicación 1, caracterizado porque las poleas (32) de inversión están dispuestas en una zona (24, 26) de inversión de la carcasa (12), que al menos desde el punto de vista de la mecánica de fluidos está separada de la cámara (28) de proceso.

3.- Horno de oxidación según la reivindicación 2, caracterizado porque entre la zona (24, 26) de inversión y la cámara (28) de proceso están previstos medios (4) de conducción de flujo.

4.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las poleas (32) de inversión pueden protegerse mediante un elemento (62, 66, 74, 76, 84) de carcasa frente a la atmósfera del entorno del horno (1) de oxidación.

5.- Horno de oxidación según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento (62, 66, 74, 76, 84) de carcasa está dispuesto en el lado (58) de las poleas (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso de tal manera que entre el elemento (62, 66, 74, 76, 84) de carcasa y la polea de inversión está formado un canal de flujo para aire caliente.

6.- Horno de oxidación según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el elemento (62, 66, 74, 76, 84) de carcasa está fabricado de vidrio.

7.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque por medio del elemento (62, 66, 74, 76, 84) de carcasa puede liberarse un acceso desde el exterior hacia al menos una polea (32) de inversión.

8.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque al menos un elemento (62) de carcasa es una placa montada de manera que puede pivotar alrededor de un eje (6) horizontal.

9.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque al menos un elemento (66, 74) de carcasa es una placa retirable que puede fijarse de manera desmontable.

1.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque al menos un elemento (76) de carcasa es un elemento de cubierta que cubre la polea (32) de inversión por el lado (58) de la polea (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso.

11.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque al menos un elemento (84) de carcasa es un elemento de lámina montado de manera que puede girar alrededor de un eje (82) vertical.

12.- Horno de oxidación según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el dispositivo (36, 38) de alimentación de aire está configurado de manera que puede conducirse o no aire caliente opcionalmente hacia el lado (58) de una de las poleas (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso, o en lugar de aire caliente, puede conducirse aire frío hacia el lado (58) de una de las poleas (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso.

13.- Horno de oxidación según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo (36, 38) de alimentación de aire comprende varias cajas (5) de alimentación de aire, que están dispuestas entre los planos de la alfombra (2)

de fibras y se alimentan por una fuente (54) de aire fresco.

14.- Horno de oxidación según la reivindicación 13, caracterizado porque las cajas (5) de alimentación de aire pueden desplazarse en dirección horizontal entre una posición operativa, en la que emiten aire caliente hacia el lado (58) de las poleas (32) de inversión alejado de la cámara (28) de proceso, y una posición de mantenimiento diferente de la misma.

15.- Horno de oxidación según la reivindicación 13, caracterizado porque las cajas (5) de alimentación de aire actúan conjuntamente con cajas (72) de guiado de aire que pueden retirarse de la zona (24, 26) de inversión.

16.- Horno de oxidación según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo (36, 38) de alimentación de aire comprende varios elementos (8) de chapaleta, que están dispuestos entre los planos de la alfombra (2) de fibras y se alimentan por una fuente (54) de aire fresco y emiten aire caliente por una ranura (8a) de salida, pudiendo pivotar los elementos (8) de chapaleta entre una posición operativa, en la que la ranura (8a) de salida está dispuesta cerca de un plano de la alfombra (2) de fibras, y una posición de mantenimiento, en la que la ranura (8a) de salida está más alejada de este plano, alrededor de un eje horizontal.