CN102153269A - 熔化玻璃用鼓泡装置 - Google Patents

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肖凯生
胡玉良
郑浩东
王鉴
张小良
包金金
刘国刚
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/193—Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers

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Abstract

一种具有冷却结构的多孔鼓泡装置，属于玻璃生产池窑熔化领域。该鼓泡装置由多孔气体管路和用于保护气体管路的冷却管路组成；冷却能使鼓泡装置位于玻璃液深度方向的任意位置，根据生产玻璃的不同而进行调节；多孔可以缩小鼓泡口(7)单气管出口的横截面积，结合进气口(4)上游供气管路的单向阀(或截止阀)与调压阀，达到防止玻璃液倒灌并能对泡频和泡径控制的目的。

Description

熔化玻璃用鼓泡装置
技术领域
本发明是一种具有冷却方式的多孔鼓泡装置，属于玻璃生产池窑熔化领域。
背景技术
玻璃池窑鼓泡技术是上世纪五十年代出现的一种强制熔化新技术，经过半个多世纪的发展和不断完善，已经成为现代化的玻璃池窑不可缺少的强制熔化的技术措施之一。
在玻璃池窑内部，火焰的辐射热量传给配合料和玻璃液、以及玻璃液在熔化池内的流动是池窑熔化与均化的基本原理。所有的强制熔化和提高玻璃液质量的技术措施都是为了以配合料获得最大的热量、提高玻璃液温度、强化玻璃液的流动和使玻璃液的热对流更为合理且稳定而进行的。
池窑鼓泡技术，是采用一组或多组鼓泡装置，从热点附近的池窑底部鼓入气体形成气泡，随着气泡的上升，周围的玻璃液向上流动形成机械循环流，玻璃液的热对流体系得到强化，增加了表面玻璃液的吸热能力，同时促进了玻璃液内部各层间的传热，使玻璃液的整体温度提高，玻璃液熔制质量得到根本保证。
鼓泡装置通常是由耐高温、抗热震、耐玻璃液侵蚀冲刷的金属、合金或无机非金属材料管与气路连接件组合而成，其上端插入玻璃液、下端通过连接件与供气系统相连。
按照气体鼓入玻璃液的调控方式分为连续式(或称自然式)和间歇脉冲式(或称精密式)两种。连续式是将净化的气体经过压力、流量的调节，通过窑底鼓泡装置连续不断地送入玻璃液；而间歇脉冲式是将净化的气体经过稳压调节后，在程序控制状态下定时通过鼓泡装置送入玻璃液。
在实际应用中，存在以下问题制约了鼓泡技术的发展，尤其是在大型池窑上的应用：一是鼓泡装置使用寿命远短于池窑的窑龄。鼓泡管在高温下受玻璃液化学侵蚀和物理磨损或气体出口堵塞，难于更换或不能更换，一组鼓泡装置中的一支出现问题造成系统报废；第二是鼓泡管周围玻璃液对流加强后，窑底玻璃液温度提高，对窑底耐火材料化学侵蚀和物理磨损加剧，没有冷却的固定位置的鼓泡装置导致池底结构提前毁损；第三是生产不同品种的玻璃，在玻璃液深度方向上鼓泡位置应予调整以达到最佳效果，而现有鼓泡装置难于调整或不能调整。
发明内容
本发明熔化玻璃用鼓泡装置目的在于：1.鼓泡装置可使用在玻璃液深度的任意位置；2.延长鼓泡装置和与之连接的耐火材料的使用寿命，并降低鼓泡装置材质的要求；3.实现泡频的泡径的调节，并具有防堵作用。
本发明熔化玻璃用鼓泡装置的技术特征是：由鼓泡用的多孔气体管路和用于保护气体管路的冷却管路组成；多孔气体管路由气管(6)和端盖(8)组成，端盖(8)与气管(6)连接处有鼓泡口(7)；鼓泡口(7)由2个以上圆孔与气管(6)连通，穿过端盖(8)鼓出气体；气管(6)下端由进气口(4)供气；冷却管路由外管(1)、内管(2)、进水管(3)和出水管(5)组成；端盖(8)与外管(1)连接，气管(6)与内管(2)连接；该鼓泡装置可使用在玻璃液深度的任意位置。
鼓泡口(7)圆孔直径为0.5-2.0mm；冷却管路可使用水、空气作为冷却介质。
进气口(4)与供气管路连接，在距进气口(4)3m内的供气管路上安装单向阀或截止阀，实现鼓泡频率自动调节。
采用具有冷却管路鼓泡装置结构有以下优点：一是使用人工或自动等方式调节鼓泡装置上端在玻璃液深度方向的位置变为可行，方便不同品种的玻璃进行工艺调整；二是鼓泡装置的人工更换可以实现，增加了系统可靠性，解决了与池窑窑龄不匹配的问题；三是形成对池底耐火材料的保护，增加了使用鼓泡装置的安全性，不会对窑龄造成影响；四是传统鼓泡装置气体管路材质的苛刻要求就降下来了，可以使用普通的耐热不锈钢制造，鼓泡装置的成本随之降低。
在大幅减小单孔尺寸的情况下，气体管路的多孔保证了气体通路截面积。减小气孔尺寸加大了玻璃液倒灌的阻力，并配合自动单向阀或截止阀的使用，实现间歇鼓泡方式的防堵作用。
附图说明
图1是本发明鼓泡装置示意图
图2是鼓泡装置布置示意图
图3是鼓泡口放大示意图
附图标记
1外管，2内管，3进水管，4进气口，5出水管，6多孔气体管路，7鼓泡口，8端盖，9池壁，10池底，11电动截止阀，12调压阀，13鼓泡装置固定器，14池底钢结构，15玻璃液，16多孔鼓泡装置
具体实施方式
一座日熔化400吨玻璃池窑，横断面如图2所示，池壁(9)与池底(10)构成矩形池窑，玻璃液(15)充满其中，池窑内宽10.3m，玻璃液深度1.15m。布置9只水冷式多孔鼓泡装置(16)，每只鼓泡装置通过固定器(13)与池底钢结构(14)连接固定。当需要调整鼓泡装置在玻璃液中的深度或更换时松开固定器(13)，正常状态时保持紧固。
水冷式多孔鼓泡装置如图1所示，冷却管路由外管(1)、内管(2)、进水管(3)和出水管(5)组成；材质为耐热不锈钢；外管(1)外径42mm，内管(2)、进水管(3)和出水管(5)外径27mm，进水管(3)供水，出水管(5)出水。冷却水采用循环软化水，水压大于0.2Mpa；每只鼓泡装置用水量50l/h。
多孔气体管路由气管(6)和端盖(8)组成，材质为耐热不锈钢。端盖(8)与气管(6)连接处有鼓泡口(7)，图3为鼓泡口(7)的放大示意图。端盖(8)的厚度为8mm，气管(6)的外径为8mm；鼓泡口(7)由5个圆孔与气管(6)连通，穿过端盖(8)鼓出气体；孔的直径为0.9mm；气管(6)下端由进气口(4)供气。
端盖(8)与外管(1)连接，气管(6)与内管(2)连接，组成独立的气体通路和水冷却管路。在水冷却管路的保护下，鼓泡口(7)安装到距高温玻璃液表面450mm的位置。
进气口(4)与供气管路连接，如图2所示。气源为净化稳压气源，压力大于0.25Mpa；在距进气口(4)3m内的供气管路上安装电动截止阀(11)；气源总管安装调压阀(12)。
调压阀(12)与电动截止阀(11)受编程程序自动控制，可设定鼓泡频率4～60个/分钟，泡径的大小150～600mm。

Claims (4)

1.一种熔化玻璃用鼓泡装置，其特征在于：由鼓泡用的多孔气体管路和用于保护气体管路的冷却管路组成；多孔气体管路由气管(6)和端盖(8)组成，端盖(8)与气管(6)连接处有鼓泡口(7)；鼓泡口(7)由2个以上圆孔与气管(6)连通，穿过端盖(8)鼓出气体；气管(6)下端由进气口(4)供气；冷却管路由外管(1)、内管(2)、进水管(3)和出水管(5)组成；端盖(8)与外管(1)连接，气管(6)与内管(2)连接；该鼓泡装置可使用在玻璃液深度的任意位置。
2.根据权利要求1所述的鼓泡装置，其特征在于：所述的鼓泡口(7)圆孔直径为0.5-2.0mm。
3.根据权利要求1所述的鼓泡装置，其特征在于：所述的冷却管路可使用水、空气作为冷却介质。
4.根据权利要求1所述的鼓泡装置，其特征在于：所述的进气口(4)与供气管路连接，在距进气口(4)3m内的供气管路上安装单向阀或截止阀，实现鼓泡频率自动调节。
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