CN101792251A - 一种辐射式火焰加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明解决的是现有的螺旋灯弯管(成形)机的玻璃管电加热部分生产效率低、易损坏、维护成本高的问题，提供一种“辐射式火焰加热炉”，其对玻璃管加热的均匀性好，温度的稳定性高，炉膛能够快速升温与稳定，不易损坏，能够减少维修，减少电能消耗，提高生产率，降低使用成本。它包括相对间隔设置的前炉体、后炉体，前炉体与后炉体之间形成炉膛；在前炉体、后炉体上分别设置有火头体，火头体具有内凹成碗形的辐射面，前炉体、后炉体上火头体的碗形辐射面相对设置；碗底中心设置有平行于碗形辐射面中心轴线的、与燃气源相通的火孔；一个用于将从火孔喷出的火焰反射到碗底的挡板在靠近碗底部处，并在火孔的前端；它还包括用于夹持从炉膛穿过的玻璃管两端的玻璃管夹持机构。

Description

一种辐射式火焰加热炉

技术领域

本发明属于电光源制造和机械设备的技术领域，是一种新型辐射式火焰加热炉，用于制造螺旋荧光灯的螺旋形玻璃管。

技术背景

紧凑型荧光灯(俗称节能灯)发展至今，已成为电光源领域中的一个大家族：有U型、螺旋型、H型、荷花型、双C型、环型等系列荧光灯。在这些节能灯中，螺旋型节能灯最为优秀，和上述其它系列的同功率灯比，螺旋型荧光灯：光效高10％、寿命长15％、强度高、结构更紧凑、光分布曲线对称均匀等等优点，深受用户的喜爱。但其产量、规模与自动化程度，远远小于或低于U型系列节能灯。目前影响螺旋荧光灯快速发展的，仍是螺旋形玻璃管的成形(俗称弯管)和至今尚未攻克的弯脚两道工序。近年来虽然研制出了螺旋形玻璃管单工位自动弯管机，已能用于生产，其生产率为200～250只/小时。最近4～6工位自动弯管机也问世，生产率为400～420只/小时，还处在不断的改进中。目前现有的螺旋灯弯管(成形)机，其玻璃管加热部分，皆是采用电阻加热炉，但存在以下的主要缺陷：

1、目前电阻丝加热的螺旋荧光灯弯管机的生产率很难再获得提高。因为：

目前螺旋形玻璃管加热所用的电阻丝加热炉，由前后两块加热炉板组成，前加热板固定不动，因为玻璃管要进入炉内、加热、出炉(下料)，所以后加热板又要周期地前后移动，即炉子要周期性地关闭与打开，炉子则周期性地降温与升温等，皆需要时间。因此，目前螺旋形玻璃管电阻丝加热炉的生产率很难再获得提高。后加热板要周期地往复运动，会产生振动与冲击，对赤热的电阻丝是不利的。

2、电阻丝易烧断，并是随机；好的电阻丝可用3个月左右，一般的可用15～30天，差的则只能用几天，但又不是很稳定的，因受供电线路电压波动影响。

3、电阻丝加热炉升温时间长，一般要20分钟左右才能达到预设的温度，影响生产。

4、当电阻丝断了，需停机更换，最少要停机半天以上，影响生产。

5、电阻丝更换频繁，维修费用高。

6、成本高。

发明内容

本发明解决的是现有的螺旋灯弯管(成形)机的玻璃管电加热部分生产效率低、易损坏、维护成本高的问题，提供一种“辐射式火焰加热炉”，其对玻璃管加热的均匀性好，温度的稳定性高，炉膛能够快速升温与稳定，不易损坏，能够减少维修，减少电能消耗，提高生产率，降低使用成本。

本发明的辐射式火焰加热炉，包括相对间隔设置的前炉体、后炉体，前炉体与后炉体之间形成炉膛；在前炉体、后炉体上分别设置有火头体，火头体具有内凹成碗形的辐射面，前炉体、后炉体上的火头体碗形辐射面相对设置；碗底中心设置有平行于碗形辐射面中心轴线并与燃气源相通的火孔；一个用于将从火孔喷出的火焰反射到碗底的挡板在靠近碗底部处，并在火孔的前端；它还包括用于夹持从炉膛穿过的玻璃管两端的玻璃管夹持机构。

使用时，当混和好的燃气由供气系统(燃气源)通过火孔喷出时已成火焰，其火焰以一定的速度向前冲，而遇到前面的挡板时，而反射到辐射碗(碗形的辐射面)底部，并进一步扩散到辐射碗的其它各处，火焰再由各个辐射碗内表面辐射到炉膛内，而形成了均匀分布的火焰区。炉膛是由前后两个炉体的火焰辐射碗相向、互相平行、但保持一个适当的距离所组成。玻璃管夹持机构夹持住玻璃管的两端，使被加热的玻璃管能在炉膛内固定的位置上被火焰加热。

本发明是螺旋形玻璃管弯管机的关键核心部件，具有以下优点：

1、辐射碗(火头体)是用耐高温材料做的，不易损坏，能保持长期稳定工作，不会因经常损坏，而影响生产。

2、辐射式火焰温度高，升温快，温区均匀。

3、生产率高，800～1200只/时，是目前的2～3倍。

4、维护费用低。

5、以液化气或天然气等作为燃气源，使用成本低。

对于上述的辐射式火焰加热炉，它还包括用于封闭炉膛两侧的左门板和右门板，左门板和右门板在平行于碗形辐射面中心轴线的方向上滑动设置在前炉体两侧或者后炉体两侧；玻璃管夹持机构设置在左门板和右门板上；带动左门板和右门板沿平行于碗形辐射面中心轴线前后移动的门板前后运动机构与左门板和右门板相连。

当玻璃管需要进入炉膛内(进料)时，门板前后运动机构带动左门板和右门板后移，玻璃管从炉膛上部进入炉膛内。然后，玻璃管夹持机构夹持玻璃管的两端；接着，门板前后运动机构带动左门板和右门板前移，封住炉膛的两侧缝隙，以防止火焰从炉膛的两侧缝隙中向外窜，同时保证玻璃管加热尺寸的长度。出料时，门板前后运动机构再带动左门板和右门板后移，玻璃管从炉膛上部离开炉膛内。左门板和右门板在门板前后运动机构的驱动下，周期地作前后往复运动，关闭或打开左右门板，以便于被加热的玻璃管【在另外的运动机构(本发明中未提及)带动下】上下运行。

玻璃管夹持机构包括分别夹持玻璃管两端的左夹钳和右夹钳；左夹钳和右夹钳相对设置、结构相同，均包括成叉形铰接的一对夹爪、在常态时使得一对夹爪处于闭合状态的弹簧、与一对夹爪中的一个夹爪铰接的联杆、联杆与带动其移动以使得一对夹爪打开的夹爪打开动力机构相连。在前炉体、后炉体上的火头体均沿水平和垂直方向排列，数量根据生产需要而定；左夹钳和右夹钳的数量均与在垂直方向排列的火头体数量相同。

为了提高生产效率，上述的辐射式火焰加热炉，在前炉体、后炉体上的火头体均为两个以上，沿水平或垂直方向排列。

上述的对辐射式火焰加热炉，其碗形的辐射面是由三个以上的台阶辐射面组成。这种台阶辐射面生产容易，同时又具有较好的辐射效果。

上述的辐射式火焰加热炉，火孔为多个，最好火孔和挡板设置在一个火头上；火头的周向开有凹槽；轴线平行于火头轴线的多个火孔均布在火头的周向，各火孔的一端开口均在凹槽的一侧面上；凹槽的另一侧面即为挡板。

附图说明

图1为本发明实施例在使用时的正视图。

图2为图1中辐射式火焰加热炉K向视图。

图3为图5中辐射式火焰加热炉B-B剖视图。

图4为图5中辐射式火焰加热炉C-C剖视图。

图5图1的A-A剖视图。

图6是图5中的局部放大图。

具体实施方式

为让本发明的上述的目的、特征和优点能更明显易懂，特举以下实例，并配合附图，作详细说明如下。

本发明提出一种“辐射式火焰加热炉”(以下简称火焰加热炉)，该火焰加热炉主要包括前后两个炉体(前炉体100、后炉体500)、左右两组夹钳(即玻璃管夹持机构，包括右夹钳200、左夹钳400)、炉门300和联接用的紧固件。

从图1、图2、图3则可以看出，辐射式火焰加热炉包括相对间隔设置的前炉体100、后炉体500，前炉体100通过第一立柱107和第二立柱108固定在工作台01上，而后炉体500通过第一支承501和第二支承502与前炉体100相对应地固定在工作台01上，两炉体平行，但保持有适当的距离S。前炉体与后炉体之间形成炉膛。在前炉体、后炉体上分别设置有以耐高温材料制成的火头体101，在前炉体、后炉体上的火头体均为15个，成5行3列排列，在水平方向每行3个，在垂直方向每列5个。参见图6，火头体的辐射面是由多个的台阶辐射面109组成，多个的台阶辐射面109形成内凹的碗形(即碗形辐射面)。前炉体、后炉体上的碗形的辐射面相对设置。

碗底中心设置有联接管103，火头102末端用螺纹与联接管103头部联接，103尾端通过管接头105与紫铜管106联接，紫铜管106与燃气系统(即燃气源，图上未示出)联接。

火头102为轴线与碗形辐射面中心轴线重合的圆柱体，其末端做有螺纹孔111，在其圆柱面沿周向开有一环状凹槽(沟槽)110，轴线平行于火头轴线的多个火孔112均布在火头的周向，各火孔的前端开口均在凹槽110的一侧面113上，各火孔的后端开口与螺纹孔111相通(与燃气源相通的火孔)。凹槽的另一侧面形成挡板114。挡板在靠近碗底部处，用于将从火孔喷出的火焰反射到碗底。当燃气从火孔喷出时，遇到挡板，而反射到辐射碗101的底部，进一步地扩散到辐射碗101的各台阶面，由各个台阶面辐射到炉膛内，而形成均匀分布的火焰。

炉门300(见图1、图2)，用于阻挡火焰从炉膛两侧缝隙中向外窜。炉门300主要由右门板301、左门板304、联接板302、带动左门板和右门板沿平行于碗形辐射面中心轴线前后移动的门板前后运动机构(炉门驱动装置)303、支柱305组成。在后炉体500的左右两侧的上下装有门板导轨(图未标注出)，用于右门板和左门板的支承与导向。炉门300在炉门驱动装置的驱动下，周期地作前后往复运动，关闭与打开炉膛两侧，以便于被加热玻璃管02由上向下运行(打开炉膛两侧时)与阻挡火焰从炉体两侧向外窜(关闭炉膛两侧时)。

玻璃管夹持机构包括分别夹持玻璃管两端的左夹钳400和右夹钳200；左夹钳设置在左门板上，右夹钳设置在右门板上。左夹钳和右夹钳的数量均为5个(与在垂直方向排列的火头体数量相同)。左夹钳和右夹钳相对设置、结构相同，均包括成叉形铰接的一对夹爪(一副夹爪)202、在常态时使得一对夹爪处于闭合状态的弹簧201、与一对夹爪中的一个夹爪铰接的联杆203、联杆与带动其移动以使得一对夹爪打开的气缸(夹爪打开动力机构)204相连。

当玻璃管需要进入炉膛内(进料)时，门板前后运动机构带动左门板和右门板后移，5根玻璃管02在另外的运动机构从炉膛上部进入炉膛内。然后，气缸204动作，左夹钳和右夹钳打开，接着，门板前后运动机构带动左门板和右门板前移一段距离S，封住炉膛的两侧缝隙；同时，5根玻璃管分别进入相对的5个左夹钳和5个右夹钳的钳口内。气缸204动作，左夹钳和右夹钳关闭，左夹钳和右夹钳夹持5根玻璃管的两端。每根玻璃管分别通过排列在一行上的3个火头体10的碗形辐射面中心轴线。出料时，门板前后运动机构再带动左门板和右门板后移，玻璃管从炉膛上部离开炉膛内。左门板和右门板在门板前后运动机构的驱动下，周期地作前后往复运动，关闭或打开左右门板，以便于被加热的玻璃管上下运行，并阻挡火焰从炉体的两侧向外窜，保障玻璃管加热的长度。

前后两个炉体基本上相同，在炉体的框架内装有火焰辐射碗(亦称火头体，用高温耐火材料做的)101，并用隔热材料隔开，火焰辐射碗周边为方形，碗内做有许多台阶辐射面和中心通孔，在其中心通孔内装有火头102。火头为圆柱体，其末端做有螺纹孔，其上部的圆柱面上开有一沟槽，在沟槽靠近末端面上的一圆周上作有一些均布的小孔(火孔)，沟槽靠近首端的面为小孔的挡板。当混和好的燃气由供气系统(本发明未示出)通过紫铜管、管接头、联接管、从火头的小孔喷出时已成火焰，其火焰以一定的速度向前冲，而遇到前面的挡板时，而反射到辐射碗底部，并进一步扩散到辐射碗的各台阶面，火焰再由各个台阶面辐射到炉膛内，而形成了均匀分布的火焰区。炉膛是由前后两个炉体的火焰辐射碗相向、互相平行、但保持一个适当的距离所组成，在后炉体的左右两侧，设有炉门、左右夹钳，则构成了一个具有多个加热工位的，上没有盖的辐射式火焰加热炉。

为了使被加热的玻璃管能在固定的位置上加热，而在后炉体的左右两侧设有夹钳，固定在炉体的左右门板上，随同门板作前后往复运动。夹钳主要包括5个弹簧、5副夹爪、联杆、气缸和紧固联接件等。

为了火焰不从炉膛的两侧缝隙中向外窜，同时保证玻璃管加热尺寸的长度，在后炉体上装有炉门。炉门主要包括左右门板、联接板、炉门驱动装置、支柱等，并在后炉体的左右两侧的上下装有门板的导轨，用于门板的支承与导向。炉门在其驱动装置的驱动下，周期地作前后往复运动，关闭或打开左右炉门板，以便于被加热的玻璃管由上向下运行，并阻挡火焰从炉体的两侧向外窜，保障玻璃管加热的长度。

请同时参考图1至图6，辐射式火焰加热炉主要由前炉体100、右夹钳200、炉门300、左夹钳400、后炉体500、以及紧固件等构成。01是弯管机的工作台，02是玻璃管。

前炉体100用于产生不同温区的辐射式火焰，主要包括火焰辐射碗(火头体)101、火头102、联接管103、炉体框架104、管接头105、紫铜管106、第一立柱107、第二立柱108和紧固件等。其中辐射碗101有15个，装在炉体框架内，中间用隔热材料隔离(见图4)。火头102、联接管103也各是15个，分别装入各辐射碗101中心孔内，构成一个辐射式火焰加热炉炉体。

右夹钳200(如图2所示)和左夹钳400分别装在右门板301和左门板304上，随同门板作前后往复运动，用于分别夹持玻璃管02的左右两端，以便玻璃管02在不同的固定工位上加热。右夹钳(见图2)主要由弹簧201、夹爪202、联杆203、气缸204等组成。夹爪202共5副，用气缸204打开，由弹簧201闭合夹持玻璃管02。左夹钳400组成的零件与右夹钳200的基本相同。

炉门300(见图1、图2、图5)，用于阻挡火焰从炉膛两侧缝隙中向外窜。炉门300主要由右门板301、联接板302、炉门驱动装置303、左门板304、支柱305组成。在后炉体500的左右两侧的上下装有门板的导轨(图未标注出)，用于门的支承与导向。炉门300在其驱动装置的驱动下，周期地作前后往复运动，关闭与打开左、右炉门，以便于被加热玻璃管02由上向下运行与阻挡火焰从炉体两侧向外窜。

在后炉体500的左右两侧，设有炉门300、左夹钳400、右夹钳200，则构成了一个具有5个加热工位的，上没有盖的辐射式火焰加热炉。

本发明从加热方式彻底改变目前螺旋形玻璃管用电加热存在的缺陷，进一步地提高螺旋形玻璃管自动弯管机的生产率，使弯管机能够比较稳定地、以更高的速度进行自动化生产。本辐射式火焰加热炉能保持长期稳定地工作、升温快、温度高、生产率高、能耗低、维修费用低、成本低。

Claims (9)

1.一种辐射式火焰加热炉，其特征是：它包括相对间隔设置的前炉体、后炉体，前炉体与后炉体之间形成炉膛；在前炉体、后炉体上分别设置有火头体，火头体具有内凹成碗形的辐射面，前炉体、后炉体上的碗形辐射面相对设置；碗底中心设置有平行于碗形辐射面中心轴线的、与燃气源相通的火孔；一个用于将从火孔喷出的火焰反射到碗底的挡板在靠近碗底部处，并在火孔的前端；它还包括用于夹持从炉膛穿过的玻璃管两端的玻璃管夹持机构。

2.如权利要求1所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：它还包括用于封闭炉膛两侧的左门板和右门板，左门板和右门板在平行于碗形辐射面中心轴线的方向上滑动设置在前炉体两侧或者后炉体两侧；玻璃管夹持机构设置在左门板和右门板上；带动左门板和右门板沿平行于碗形辐射面中心轴线前后移动的门板前后运动机构与左门板和右门板相连。

3.如权利要求2所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：玻璃管夹持机构包括分别夹持玻璃管两端的左夹钳和右夹钳；左夹钳和右夹钳相对设置、结构相同，均包括成叉形铰接的一对夹爪、在常态时使得一对夹爪处于闭合状态的弹簧、与一对夹爪中的一个夹爪铰接的联杆、联杆与带动其移动以使得一对夹爪打开的夹爪打开动力机构相连。

4.如权利要求3所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：在前炉体、后炉体上的火头体均为四个以上，沿水平和垂直方向排列；左夹钳和右夹钳的数量均与在垂直方向排列的火头体数量相同。

5.如权利要求1所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：在前炉体、后炉体上的火头体均为两个以上，沿水平或垂直方向排列。

6.如权利要求1所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：碗形的辐射面是由三个以上的台阶辐射面组成。

7.如权利要求1所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：火头体以耐高温材料制成。

8.如权利要求1所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：火孔为多个，均布在以碗形辐射面中心轴线为轴线的圆周上。

9.如权利要求8所述的辐射式火焰加热炉，其特征是：火孔和挡板设置在一个火头上；火头的周向开有凹槽；轴线平行于火头轴线的多个火孔均布在火头的周向，各火孔的一端开口均在凹槽的一侧面上；凹槽的另一侧面即为挡板。

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