[0001] 本发明涉及碳纤维加工技术领域，尤其是一种碳纤维预氧化加工装置。

[0002] 碳纤维预氧化加工是一个相当复杂且需要精细控制的过程，在此过程中，需要对碳纤维进行加热，并在特定的温度范围内通入氧气或含氧气体，然而，要实现理想的预氧化效果，远不止于此，还需对温度、氧气浓度、通气速率、处理时间以及纤维所受的张力等众多参数进行精确把控；

[0003] 温度的控制必须精准且稳定，只有这样才能保证反应得以均匀进行，氧气的浓度和通气速率会显著影响氧化反应的速度与程度，处理时间的长短对预氧化的成效同样有着关键作用，如果时间过短，可能会导致氧化不完全；若时间过长，则可能会对纤维的性能产生不利影响，与此同时，给纤维施加恰当的张力，有助于维持纤维的形态和结构的均匀性；

[0004] 公告号为“CN215668317U”的中国专利公开了一种碳纤维预氧化加工装置，其包括底板、预氧化加工装置、氧气进管、调节阀、外壳体、进料口、出料口、导向轮、隔热底板、电加热器组件、电加热板和冷却装置，上述装置结构简单，使用方便，可以有效的增加碳纤维线预氧化的效果，加热效果好，同时，可以更具需要调节外壳体内的氧气含量，保证其充分的预氧化；

[0005] 然而上述装置在具体应用期间，虽然能够达成一定程度的加热预氧化效果，但是在实际使用过程中仍然存在一些不可忽视的缺陷，首先，其氧化设备内部缺少张力调整结构，在使用期间无法依照具体的氧化需求对碳纤维的张力予以调整，这就使得在整个使用过程中，碳纤维极易出现松散的状况，从而无法更均匀、更稳定地与氧气接触，而且，在氧化过程中，整体加热方式只能进行单面加热，氧气的通入也是从一侧进行的，这种单面加热的模式会造成碳纤维顶部难以被均匀加热，而从一侧通入氧气的方式，会导致氧气无法均匀地覆盖到碳纤维上，极其容易引发氧化不均匀的问题，总体来说，该装置在整体使用加工方面存在一定的缺陷和不足，因而有必要对其加以改进。

[0030] 请参阅图1‑图8，本发明实施例中，一种碳纤维预氧化加工装置包括基座1，基座1的顶部四拐角处均固定安装有支撑腿2，支撑腿2的顶部固定安装有氧化箱5，氧化箱5的内部固定安装有供氧机构3，氧化箱5的内部等间距固定安装有张紧机构6，氧化箱5的两侧均固定安装有进出料框4，氧化箱5的一侧下端固定安装有冷却机构7，氧化箱5的内部一侧上端固定安装有温度传感器8，氧化箱5的内部另一侧上端固定安装有氧含量检测器9，氧化箱5内顶部和底部均固定安装有两个加热器组件10；

[0031] 张紧机构6包括调节组件61和安装架62，安装架62等间距转动连接于氧化箱5的两侧中部，安装架62的内侧之间活动安装有张紧组件63，调节组件61固定安装于氧化箱5的两侧中部，调节组件61和张紧组件63传动连接，基座1顶部四拐角处的支撑腿2为整个装置提供了坚实且稳定的支撑基础，支撑腿2顶部的氧化箱5作为核心部件，内部布局精心设计，其中，供氧机构3能够确保氧气均匀地分布在氧化箱5内部，为碳纤维与氧气的充分且稳定反应创造了优良条件，等间距固定安装的张紧机构6发挥着重要作用，安装架62精准地等间距转动连接于氧化箱5的两侧中部，其内侧之间活动安装的张紧组件63在调节组件61的传动下，能够根据实际需求极其精准地调整碳纤维的张力，这种设计有效保证了碳纤维在加工过程中的稳定性和均匀性，避免了因张力不均导致的加工质量问题，氧化箱5两侧的进出料框4使得物料的进出便捷流畅，一侧下端的冷却机构7能够及时且高效地对完成加工的碳纤维进行降温处理，有效避免了高温对碳纤维后续处理的不利影响，内部一侧上端的温度传感器8和另一侧上端的氧含量检测器9能够实时且精准地监测箱内的温度和氧气含量，配合氧化箱5内顶部和底部均固定安装的两个加热器组件10，实现了对加工环境参数的精确把控，从而最大程度地保障了碳纤维预氧化加工的高质量和高效率。

[0032] 请参阅图1‑图4，氧化箱5的正面上端两侧开设有滑槽11，滑槽11的内侧滑动连接有滑杆12，滑杆12的正面固定安装有箱门13，箱门13的正面上端中间开设有抠槽14，进出料框4的内顶部和底部均转动连接有导向轴体15，氧化箱5正面上端两侧开设的滑槽11以及与之滑动连接的滑杆12设计使得滑杆12能够在滑槽11内平稳滑动，从而带动正面固定安装的箱门13灵活开合，箱门13的滑动式设计节省了空间，操作便捷，而且在关闭状态时能够提供良好的密封性，有效防止外界因素对氧化箱5内部加工环境的干扰，箱门13正面上端中间开设的抠槽14则为人为操作提供了便利，便于轻松推拉箱门13，进出料框4内顶部和底部均转动连接的导向轴体15同样优势明显，它们能够在碳纤维进出时提供有效的导向作用，减少碳纤维与进出料框4之间的摩擦，避免碳纤维受损，保证碳纤维顺畅地进出氧化箱5，提高了加工过程的连贯性和效率，同时也降低了因碳纤维卡顿或摩擦造成的质量问题风险。

[0033] 请参阅图1‑图6，张紧组件63包括转盘631，转盘631转动连接于安装架62位于氧化箱5内侧的一端，转盘631的外侧固定安装有张力扭簧632，张力扭簧632的外侧固定安装有调节盘633，转盘631的内两侧均固定安装有张紧架634，张紧架634的外表面转动连接有张紧筒635，调节组件61包括侧部固定板611和传动蜗轮612，传动蜗轮612固定安装于调节盘633的外侧，侧部固定板611固定安装于氧化箱5的正面两端和背面两端，侧部固定板611的内侧之间转动连接有传动蜗杆613，传动蜗杆613和传动蜗轮612传动连接，传动蜗杆613的一端贯穿侧部固定板611固定安装有调节轮614，调节轮614的外侧一端转动连接有扶手摇把615，调节轮614的外侧远离扶手摇把615的一侧螺纹连接有调节螺杆616，调节螺杆616的端部贯穿调节轮614，调节螺杆616设置为手拧式螺杆，氧化箱5外侧靠近手拧式螺杆一端的侧部固定板611外侧等间距开设有限位孔，手拧式螺杆的端部插接于限位孔的内侧，转盘
631转动连接于安装架62内侧一端，为整个张紧结构提供了基础支撑，外侧固定安装的张力扭簧632和调节盘633相互配合，使得张紧力度具备一定的弹性调节范围，转盘631内两侧的张紧架634以及其外表面转动连接的张紧筒635，能够稳定地与碳纤维接触并提供张紧作用，而调节组件61中，传动蜗轮612固定在调节盘633外侧，侧部固定板611固定于氧化箱5的正面和背面两端，侧部固定板611内侧之间转动连接的传动蜗杆613与传动蜗轮612传动连接，这种结构使得转动传动蜗杆613能够精确地控制传动蜗轮612的转动，传动蜗杆613一端贯穿侧部固定板611固定安装的调节轮614，通过外侧一端转动连接的扶手摇把615进行操作，方便省力，调节轮614外侧远离扶手摇把615一侧螺纹连接的手拧式调节螺杆616，能够在调节到合适位置时，将端部插接于侧部固定板611外侧等间距开设的限位孔内侧，从而实现对调节轮614的固定，确保张紧力度的稳定，这样的设计使得张紧力度的调节既灵活又精确，能够满足不同碳纤维预氧化加工过程中的张力需求，保证了加工的稳定性和一致性，提高了产品质量，同时操作简单，易于控制和锁定，大幅提升了装置的实用性和可靠性。

[0034] 请参阅图5和图7，供氧机构3包括氧气外部连接管31和氧气管架32，氧气外部连接管31固定安装于氧化箱5的顶部一侧，氧气外部连接管31的输入端固定安装有连接法兰33，氧气外部连接管31的底部贯穿氧化箱5，氧气管架32固定安装于氧化箱5内顶部和底部，氧气管架32的内侧等间距固定安装有氧气排管34，氧气管架32的输入端和氧气外部连接管31的输出端相连通，加热器组件10包括安装座101，安装座101固定安装于氧化箱5内顶部两侧和底部两侧，安装座101的内侧开设有安装槽102，安装槽102的内侧等间距固定安装电加热丝103，氧气外部连接管31固定安装在氧化箱5的顶部一侧，其输入端的连接法兰33方便与外置供氧管道稳固连接，确保氧气的稳定输入，氧气外部连接管31底部贯穿氧化箱5，与内部固定安装的氧气管架32相连通，氧气管架32分布于氧化箱5内顶部和底部，内侧等间距的氧气排管34能够将氧气均匀地排放到氧化箱5的各个角落，使得氧气在箱内分布极为均匀，为碳纤维与氧气充分且均匀的反应创造了理想条件，加热器组件10的设计同样优势明显，安装座101固定在氧化箱5内顶部两侧和底部两侧，内侧开设的安装槽102为电加热丝103提供了安装位置，安装槽102内侧等间距固定安装的电加热丝103能够产生均匀的热量，对碳纤维进行全方位的加热，确保碳纤维表面的热量分布均匀，避免了局部过热或加热不足的情况，从而提高了碳纤维预氧化加工的质量和效率，为整个加工过程提供了稳定且均匀的加热环境。

[0035] 请参阅图1‑图5和图8，冷却机构7包括冷却箱71，冷却箱71固定安装于氧化箱5的底部一侧，冷却箱71的顶部远离氧化箱5的一侧开设有出口72，冷却箱71的内部靠近进出料框4的一侧转动连接有导向辊73，冷却箱71的出口72内远离氧化箱5的一侧固定安装有两组刮板74，冷却箱71的底部固定安装有半导体制冷器75，半导体制冷器75的制冷端设置于冷却箱71的内部，冷却箱71固定安装于氧化箱5的底部一侧，位置布局合理，为碳纤维的冷却提供了独立且有效的空间，冷却箱71顶部远离氧化箱5的一侧开设的出口72方便碳纤维顺利导出，内部靠近进出料框4一侧转动连接的导向辊73，能够让碳纤维充分浸没在冷却液中，实现全面且高效的冷却，冷却箱71出口72内远离氧化箱5一侧固定安装的两组刮板74，可以有效刮除碳纤维表面附着的冷却液，避免冷却液带出造成浪费和污染，而底部固定安装的半导体制冷器75，其制冷端设置于冷却箱71内部，能够快速且精准地降低冷却液的温度，确保冷却液始终保持良好的冷却效果，为碳纤维提供持续稳定的低温环境，从而有效地控制碳纤维的温度，保障其性能和质量不受高温影响，整个冷却过程高效、节能且稳定可靠。

[0036] 本发明的工作原理是：通过设置供氧机构3，使得本装置在实际应用期间，能够借助连接法兰33与外置供氧管道相连接，此时，氧气便能够通过氧气外部连接管31输送至氧气外部连接管31架的内部，再经由氧气管架32的辅助导送，通过氧气排管34将氧气均匀地排放至氧化箱5内的顶部和底部，如此一来，氧气便能均匀地充斥于氧化箱5内部，促使氧气可以均匀地与碳纤维发生反应，从而提高本设备整体反应加工的稳定性与均匀性，并且，在其使用过程中，加热器组件10设置于氧化箱5内的顶部和底部，当安装座101上安装槽102内部的电加热丝103运行时，就能够促使氧化箱5内的顶部和底部对碳纤维进行均匀加热，使得碳纤维表面的氧气和热量分布较为均匀，进而能够提升本装置整体生产加工预氧化的稳定性，而且，在生产加工过程中，当碳纤维从氧化箱5内部排出时，可以将碳纤维绕接到冷却箱71内部的导向辊73外表面，然后穿过刮板74，在碳纤维穿过刮板74时，刮板74能够将水液刮除，而导向辊73的设置能够让碳纤维浸没在冷却水中，从而起到良好的降温效果，避免碳纤维烫伤人体，此外，在冷却期间，通过启动半导体制冷器75运行，凭借半导体制冷器75的运行即可对冷却箱71内部的冷却液进行降温，能够增强本装置整体使用的便捷；

[0037] 通过设置张紧机构6，使得本装置在使用进程中，可以将碳纤维穿过张紧架634的张紧筒635所在之处，通过拉动扶手摇把615来带动调节轮614转动，调节轮614转动能够带动传动蜗杆613转动，由于传动蜗杆613和传动蜗轮612传动连接，所以能够通过传动蜗杆613来驱动传动蜗轮612转动，传动蜗轮612转动便可带动转盘631转动，在转盘631转动之初，能够带动张紧架634和张紧筒635转动，此时碳纤维会绕接于张紧筒635的外表面，随着张紧架634的转动就能促使碳纤维绷紧，而随着继续拉动扶手摇把615，会促使张力扭簧632缩紧，张力扭簧632缩紧时其弹力会上升，相应的张力扭簧632的弹力作用于碳纤维处，促使碳纤维能够更好地绷紧，通过调节拉动扶手摇把615带动传动蜗杆613进一步驱动，以及调节扶手摇把615带动调节轮614转动的幅度，能够提高张力扭簧632整体的弹力，其弹力的提升能够增强对碳纤维的张紧力度，使得本装置整体能够依据生产加工需求迅速调整氧化箱
5内部的张力力度，能够提升本设备整体生产加工的质量，并且，在张紧力度调节完成之后，只需扭动调节螺杆616插入到相应位置的限位孔内侧，此时便能够锁合固定调节轮614，这使得本装置整体在便于快速调节张力力度的同时，能够迅速锁合固定，能够提高本设备整体对于碳纤维生产加工的稳定。