本发明涉及碳纤维生产，具体是涉及一种基于多规格丝束的预氧化炉及cnfs制备的预氧化方法。
背景技术：
1、碳纤维因其轻质、高比强度、高比模量以及卓越的抗疲劳和耐腐蚀性能，在军用和民用材料领域得到了广泛应用。而cnfs(碳纳米纤维)的制备更是碳纤维领域的一个重要研究方向。碳纤维按照丝束规格可分为小丝束和大丝束，两者面向不同的市场，生产工艺存在明显差异，特别是在生产设备中的预氧化炉方面。
2、现有技术中，预氧化炉通常针对特定规格的丝束设计，结构单一，无法适应多种规格的碳纤维生产。这样的设计限制了工艺参数的灵活性，增加了生产成本和设备占地面积。中国专利cn114351292b公开了一种多规格丝束适应型碳纤维预氧化炉，包括预氧化炉走丝通道、共用风道、中央风门、风机、循环风道、上部入口风门、下部回风腔和下部风门，通过共用风道、中央风门、上部入口风门、下部风门及循环风道的设计，实现了两种循环风模式(中央至两端、上到下)。这种结构能够节省成本，适应多种规格的碳纤维生产，并减少设备的数量和占地面积，然而，该专利也存在一些问题，在循环风运行的过程中，由于预氧化炉适用于不同规格的丝束，丝束在预氧化炉内部进行输送时会因为张力的差异而产生断裂或者撕裂，由此使得纤维丝容易在循环风的带动下在风道的滤网上残留，如果长时间不清洁，残留的纤维丝可能会因高温焦化并黏附在滤网上，造成清洁困难，现有的清洁机构一般通过设置刷毛对滤网上的纤维丝进行清洁，但是刷毛对于纤维丝的清洁效果不佳，由于纤维丝较为柔软，吸附在滤网上后，难以通过刷毛带动纤维丝运动对其清除，影响设备的正常运行，并可能导致设备长时间停机以进行彻底清洁。
技术实现思路
1、针对上述问题，提供一种基于多规格丝束的预氧化炉及cnfs制备的预氧化方法，本发明通过清洁箱与导风罩的同步移动，结合辊轴上的锯齿状刮板设计，实现了对滤网表面的高效清洁，清洁箱中的辊轴能够沿滤网滚动，刮板有效抓取并缠绕附着的纤维丝，导风罩与清洁箱的配合在清洁时对部分滤网区域进行遮挡，优化气流的反吹方向，增强了辊轴对纤维丝的抓取效果，确保清洁彻底，从而减少后续的维护需求并延长设备的正常运行时间。
2、为解决现有技术问题，本发明提供一种基于多规格丝束的预氧化炉，包括炉体和设置于炉体内用于对多规格的丝束进行传输的送丝机构，炉体内的顶部设置有用于排风的风道和设置于风道上的滤网，滤网上设置有对滤网上堆积的丝束进行清洁的清洁机构，清洁机构包括清洁箱和导风罩，清洁箱位于滤网的下方，清洁箱能沿滤网的长度方向进行滑动，清洁箱内设置有能对被吸附在滤网上的丝束进行抓取的辊轴，辊轴上设置有呈锯齿状的刮板；导风罩位于滤网的上方，导风罩位于滤网的上方，导风罩用于吸收进入风道的气流并将其导向滤网对滤网进行反吹，导风罩能随清洁箱同步的沿滤网的长度方向进行滑动。
3、优选的，辊轴上的刮板具有多个，多个刮板均等距的环绕于辊轴的轴线设置，刮板为具有弹性材料的材料制成，刮板沿辊轴的轴线呈螺旋状延伸。
4、优选的，清洁箱的中部设置有与外部清洁机构连接的清洁通道，刮板从辊轴的一端起沿螺旋线延伸至辊轴的中部，并在辊轴的中部处沿刮板的螺旋方向反转，使刮板的沿相反方向继续沿螺旋线延伸至辊轴的另一端。
5、优选的，清洁箱上位于辊轴的两侧均设置有用于勾断刮板上缠绕的纤维丝的梳齿，梳齿具有多个，多个梳齿等距沿清洁箱的长度方向延伸。
6、优选的，导风罩为长条状的罩体，导风罩沿滤网的宽度方向延伸，导风罩的底部设置有进风口和出风口，出风口与清洁箱相互匹配，导风罩内设置有呈弯曲状的气流通道，气流从底部的进风口沿弯曲的气流通道上升并导向出风口。
7、优选的，风道的底部两侧均设置有安装槽，辊轴的两端均设置有能在安装槽内进行滑动的滑块，两个安装槽内分别设置有沿滤网长度方向延伸的导向杆和丝杆，两个滑块分别套设于导向杆和丝杆上，丝杆与滑块螺纹配合，滑块与导向杆滑动配合。
8、优选的，辊轴能转动的设置于滑块内，辊轴的两端均设置有齿轮，安装槽内的顶部设置有沿滤网的长度方向延伸的齿条，齿条位于齿轮的上方并与其啮合连接。
9、优选的，导风罩的两端均设置有沿竖直方向延伸的滑槽，滑块的上设置有与其铰接的连接杆，连接杆的另一端与滑槽滑动配合，滑块的其中一侧设置有对连接杆进行限位的限位板，当滑块沿水平方向往远离限位板的一侧移动时，限位板对连接杆进行限位，滑块通过连接杆带动导风罩同步移动；当滑块沿相反方向移动时，连接杆失去限位，导风罩位于滑块的斜上方。
10、优选的，送丝机构包括分别设置于在炉体的两端且呈镜像对称的支撑架，两个支撑架上均设置有多个等距沿高度方向排列的导向辊，多规格丝束套设于两个支撑架的多个导向辊之间。
11、一种用于cnfs制备的预氧化方法，应用于上述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，包括以下步骤：
12、s1、通过送丝机构将丝束传输至炉体中进行加热处理，控制加热温度在150-250℃范围内，持续时间根据丝束的规格进行调整。
13、s2、通过安装在炉体风道中的滤网对预氧化炉内的废气进行过滤。
14、s3a、通过清洁机构对滤网上吸附的丝束进行清理，通过清洁箱沿滤网的长度方向滑动，通过清洁箱内部的辊轴在滤网上滚动，配合辊轴上锯齿状的刮板对于对滤网上残留的纤维素纳米纤维进行有效抓取清理。
15、s3b、导风罩同步的随清洁箱沿滤网的长度方向滑动，通过导风罩对于进入风道内的气流机箱内导向，使得气流能对滤网进行反吹清洁。
16、本发明相比较于现有技术的有益效果是：
17、1.本发明通过移动清洁箱与导风罩的设置，清洁箱内的辊轴可沿滤网表面滚动，锯齿状刮板能够有效抓取并缠绕附着在滤网上的纤维丝，此设计避免了传统清洁装置无法有效去除纤维丝的问题，并且大幅减少了滤网上的积灰和纤维堆积，从而减少了设备停机进行维护的次数，辊轴上螺旋状的刮板的设置能使得纤维丝在清理的过程中能从辊轴的两侧向中部集中，最大化地利用了清洁箱的清洁效果，提高清洁效率，减少了设备的维护频率。
18、2.本发明通过导风罩与清洁箱同步移动，通过两者的配合能够遮挡滤网部分区域并对气流的方向进行导向，使得气流能流向滤网的表面，实现局部区域的反吹清洁，导风罩的设置减少了气流在清洁过程中对纤维丝的干扰，同时导风罩对于滤网上的纤维丝的反吹增强了辊轴对于纤维丝的抓取效果，确保纤维丝能够顺利缠绕到辊轴上，从而提高清洁机构对于滤网的清洁效果，并降低后续的维护需求。
19、3.本发明通过滑块带动导风罩同步移动，并通过连接杆和限位板的设置，能够在清洁操作结束后灵活的调整导风罩的位置，减少其对滤网拆卸的干涉，当需要进行滤网的维护时，在导风罩被清洁箱移动至滤网的边缘后，导风罩与清洁箱之间具有位置差，使得清洁箱能对于滤网进行避让，使滤网有足够的空间进行拆卸和更换，便捷的结构设计显著提升了设备的操作灵活性，并减少了维护过程中的停机时间。
1.一种基于多规格丝束的预氧化炉，包括炉体(1)和设置于炉体(1)内用于对多规格的丝束进行传输的送丝机构(11)，炉体(1)内的顶部设置有用于排风的风道(12)和设置于风道(12)上的滤网(121)，其特征在于，滤网(121)上设置有对滤网(121)上堆积的丝束进行清洁的清洁机构(2)，清洁机构(2)包括清洁箱(21)和导风罩(24)；
2.根据权利要求1所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，辊轴(211)上的刮板(2111)具有多个，多个刮板(2111)均等距的环绕于辊轴(211)的轴线设置，刮板(2111)为具有弹性材料的材料制成，刮板(2111)沿辊轴(211)的轴线呈螺旋状延伸。
3.根据权利要求2所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，清洁箱(21)的中部设置有与外部清洁机构(2)连接的清洁通道(22)，刮板(2111)从辊轴(211)的一端起沿螺旋线延伸至辊轴(211)的中部，并在辊轴(211)的中部处沿刮板(2111)的螺旋方向反转，使刮板(2111)的沿相反方向继续沿螺旋线延伸至辊轴(211)的另一端。
4.根据权利要求1所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，清洁箱(21)上位于辊轴(211)的两侧均设置有用于勾断刮板(2111)上缠绕的纤维丝的梳齿(23)，梳齿(23)具有多个，多个梳齿(23)等距沿清洁箱(21)的长度方向延伸。
5.根据权利要求1所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，导风罩(24)为长条状的罩体，导风罩(24)沿滤网(121)的宽度方向延伸，导风罩(24)的底部设置有进风口(241)和出风口(242)，出风口(242)与清洁箱(21)相互匹配，导风罩(24)内设置有呈弯曲状的气流通道(243)，气流从底部的进风口(241)沿弯曲的气流通道(243)上升并导向出风口(242)。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，风道(12)的底部两侧均设置有安装槽(122)，辊轴(211)的两端均设置有能在安装槽(122)内进行滑动的滑块(1221)，两个安装槽(122)内分别设置有沿滤网(121)长度方向延伸的导向杆(1222)和丝杆(1223)，两个滑块(1221)分别套设于导向杆(1222)和丝杆(1223)上，丝杆(1223)与滑块(1221)螺纹配合，滑块(1221)与导向杆(1222)滑动配合。
7.根据权利要求6所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，辊轴(211)能转动的设置于滑块(1221)内，辊轴(211)的两端均设置有齿轮(2112)，安装槽(122)内的顶部设置有沿滤网(121)的长度方向延伸的齿条(1224)，齿条(1224)位于齿轮(2112)的上方并与其啮合连接。
8.根据权利要求6所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，导风罩(24)的两端均设置有沿竖直方向延伸的滑槽(244)，滑块(1221)的上设置有与其铰接的连接杆(12212)，连接杆(12212)的另一端与滑槽(244)滑动配合，滑块(1221)的其中一侧设置有对连接杆(12212)进行限位的限位板(12211)，当滑块(1221)沿水平方向往远离限位板(12211)一侧移动时，限位板(12211)对连接杆(12212)进行限位，滑块(1221)通过连接杆(12212)带动导风罩(24)同步移动；当滑块(1221)沿相反方向移动时，连接杆(12212)失去限位，导风罩(24)位于滑块(1221)的斜上方。
9.根据权利要求1所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，送丝机构(11)包括分别设置于炉体(1)的两端且呈镜像对称的支撑架(111)，两个支撑架(111)上均设置有多个等距沿高度方向排列的导向辊(112)，多规格丝束套设于两个支撑架(111)的多个导向辊(112)之间。
10.一种用于cnfs制备的预氧化方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的一种基于多规格丝束的预氧化炉，其特征在于，包括以下步骤：