CN102583955A - 用于铂金通道的直接电加热法兰 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铂金通道的直接电加热法兰，它包括一个铂金环，在使用过程中该环与铂金通道的外壁相接，围绕铂金环是一钯金环，在钯金环的外周设置一个镍电极环，在镍电极环的外周边对称连接有两块镍导流板，镍导流板为电流的引入端。本发明解决了在难熔高铝硅玻璃的制造过程中对铂金通道实现均匀加热的技术问题。其优点是：镍电极环对称接受电流，加热更加均匀，有利于提高加热温度，能适应大流量铂金通道的澄清和均化，另外，设置冷却管对镍电极环进行冷却，延长了使用寿命。

Description

用于铂金通道的直接电加热法兰

技术领域：

本发明属于高铝硅难熔玻璃的制造领域，涉及到用于铂金通道的直接电加热法兰。

背景技术：

在难熔高铝硅玻璃的制造过程中，铂金通道位于熔炉末端，承担着玻璃液的高温澄清、均化、温度调节等功能，由于它在高温下能较好地抵抗玻璃液的侵蚀，对玻璃液的污染很低，避免了采用耐火材料通道所带来的各种玻璃缺陷，所以成为高端玻璃的首选通道材料，尤其是高铝硅难熔玻璃的制造。

铂金通道在通电时能够产生焦耳热，可以实现对通过铂金通道的玻璃液进行直接加热，一种引入加热电流的形式是采用导电法兰做为加热电极，根据工艺需要，可以在铂金通道上设置若干这样的加热电极，但是，众所周知，铂金是一种贵金属，价格非常昂贵，电极选用的材料和电流引入的方式不但决定着投资成本，也决定着生产效率。

发明内容：

本发明的目的是要解决在难熔高铝硅玻璃的制造过程中，提供一种对铂金通道进行均匀加热的导电法兰，以适应15吨/天以上流量高端玻璃（如液晶显示器玻璃、触控玻璃）的高温澄清和均化问题，另外，还要在满足工艺要求的同时能降低运行成本，尽可能地延长法兰的使用寿命，使之与铂金通道寿命相匹配。

本发明为实现发明目的所采用的技术方案是：一种用于铂金通道的直接电加热法兰，包括铂金环，围绕所述铂金环设置有钯金环，围绕所述钯金环设置有镍电极环，在镍电极环的外周边对称连接有两块镍导流板。

在镍电极环上一侧设置有冷却管。

所述冷却管由铜或者镍制成。

所述冷却管中通有冷却水或压缩空气。

所述铂金环与钯金环采用铂金焊条、钯金焊条或金镍焊条焊接。

所述钯金环与镍电极环采用钯金焊条、纯镍焊条或铜镍焊条焊接。

所述镍电极环与镍导流板采用纯镍焊条、铜镍焊条或银铜焊条焊接；所述镍电极环与冷却管采用纯镍焊条、纯铜焊条、铜镍焊条或银铜焊条焊接。

在镍导流板上位于连接孔和镍电极环之间对称布置有分流孔。

所述钯金环的厚度小于铂金环的厚度。

所述镍电极环与镍导流板的厚度为钯金环厚度的3～8倍。

本发明的有益效果是：采用本发明的电流导入方式，加热均匀，避免了澄清段铂金通道的开裂；提高了加热温度，利于玻璃液的高温澄清和均化，且能够满足大流量玻璃生产的需要；同时，用一个附加钯金环代替铂金环，减小了铂金的用量，由于钯的价格比铂低2～3倍，能降低投资成本，另外，采用镍电极做为加热电极，镍的价格比铂低400倍以上，能大大降低成本，由于附加有冷却系统，确保了法兰的安全使用。 

附图说明：

   图1是法兰加热铂金通道的结构示意图。

   图2是图1的一个法兰的结构示意图。

   图3是图2的半剖视图。

   图4是图2的镍导流板的另一种结构示意图。

   图5是图4的半剖视图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一：参见图1-图3。其中图1显示是两个法兰10组成一对加热电极，对铂金通道1（如澄清段）的壁2进行通电加热的示意图。虽然图中铂金通道示意为管状（如圆形或椭圆形），但不可否认，当采用其它截面形状（如方形、梯形）的铂金通道时，对应法兰的中心孔与铂金通道的截面形状应相一致，且紧紧围绕着铂金通道的外壁，这样能够保证引入电流；虽然示意为两个法兰，但是，根据工艺需要，任一法兰10可以与其它法兰（图中未显示）构成第二回路。

图2和图3详细地显示了图1中法兰10的结构。本发明的铂金通道直接电加热法兰，在铂金环3上设置钯金环4，钯金环4围绕在铂金环3上，围绕钯金环4设置镍电极环5，在镍电极环5的外周边对称连接有两块镍导流板6。需要说明的是，这里所说的铂金是指铂含量为80wt%以上的以铂为基体的铂系金属的统称，如Pt、PtRh20，也包括氧化物弥散铂金，如氧化锆弥散PtRh10，而钯金是指钯含量为50wt%以上的以钯为基的贵金属及其合金的统称，镍则是指纯度在99%以上的高纯低碳镍。

在镍导流板6上设置有连接孔7，连接孔7用于镍导流板与电源线连接，在镍导流板6上位于连接孔7和镍电极环5之间对称布置有长条形分流孔8，设置孔8的目的在一定程度上分隔了电流流向，使加热更加精细和均匀。

镍导流板6和镍电极环5可采用焊接方法连接在一起，可采用纯镍焊条、铜镍焊条或银铜焊条焊接，焊接要均匀，无毛刺和裂纹等，最好形成角焊缝，以避免阴角；镍电极环5和钯金环4也可采用焊接方法连接在一起，可采用钯金焊条、纯镍焊条或铜镍焊条焊接；钯金环4和铂金环3也可采用焊接方法连接在一起，可采用铂金焊条、钯金焊条或金镍焊条焊接。

为了降低镍电极环的使用温度，降低高温下镍对钯的腐蚀，最大限度地延长法兰的使用寿命，在镍电极环5的一侧还设置有冷却管9，冷却管9通有冷却水或冷却气体，采用冷却水时要用符合电阻率要求的软化水或纯水，采用气体时要用洁净压缩空气，冷却管9可采用镍或铜管，用纯镍焊条、纯铜焊条、铜镍焊条或银铜焊条和镍电极环5焊接在一起。

铂金环3的厚度要根据通过法兰上电加热回路的数量、电流的大小以及加热工艺要求，来选择合适的值，钯金环4的厚度要略小于铂金环3的厚度，这是因为对同种电阻率材料来说，电流密度会随着法兰半径的增大而径向减小，而钯与铂的电阻率又比较接近。对于镍电极环5和镍导流板6，其厚度设置为钯金环的3～8倍，这是由于镍的电阻率比钯和铂低，相对于相同的电流密度，镍的加热效率较小，同时加大镍的厚度也可以获得汇流排效应，另外，铂金通道1在运行时，外围有耐火材料包裹，由于散热的影响，沿铂金通道的表面向外温度逐渐降低，虽然镍的熔点与鈀和铂相比要低得多，把镍做厚有烧损的危险，但是附加上冷却管9可以很好地解决这一问题，同时由于采用不同位置导入电流，使得镍导流板6与镍电极环5相接处的发热量得到分散，有利于保护镍电极环6，冷却管9的厚度为2～4mm。镍导流板的宽度、法兰各环以及冷却管的直径根据铂金通道的设计加热能力和电流密度来设定。

实施例二：参见图4和图5，内容与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是：为了上述目的，本发明的法兰结构对导流板的形状还可以进一步的改变，以适应电流分布的进一步优化。在镍导流板6上长条形分流孔8和镍电极环5之间再设置环绕镍电极环5的燕尾形分流孔11，从而把镍导流板6导入镍电极环5的电流位置由对称的两个变为对称的四个，实现了进一步精细调节电流分布的目的，这对于铂金通道的均匀加热特别重要，尤其适用于铂金澄清段，因为玻璃液在澄清段是未充满的，由于玻璃液和气体的导热性存在差异，使得通道顶部的温度会比侧面和底部要低20～30℃，这对于实现铂金通道的均匀加热和高温澄清是不利的，甚至导致铂金通道的开裂和损毁，本实施例的镍导流板6的结构形状很好地解决了这一问题。

通过以上描述，凡依本发明构思所述的构造、特征所做的对本领域技术人员而言都是显而易见的多种修改，均应视为包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于铂金通道的直接电加热法兰，包括铂金环（3），其特征在于：围绕所述铂金环（3）设置有钯金环（4），围绕所述钯金环（4）设置有镍电极环（5），在镍电极环（5）的外周边对称连接有两块镍导流板（6）。

2.如权利要求1所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：在镍电极环（5）上一侧设置有冷却管（9）。

3.如权利要求2所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述冷却管（9）由铜或者镍制成。

4.如权利要求2或3所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述冷却管（9）中通有冷却水或压缩空气。

5.如权利要求1所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述铂金环（3）与钯金环（4）采用铂金焊条、钯金焊条或金镍焊条焊接。

6.如权利要求1所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述钯金环（4）与镍电极环（5）采用钯金焊条、纯镍焊条或铜镍焊条焊接。

7.如权利要求1或2所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述镍电极环（5）与镍导流板（6）采用纯镍焊条、铜镍焊条或银铜焊条焊接；所述镍电极环（5）与冷却管（9）采用纯镍焊条、纯铜焊条、铜镍焊条或银铜焊条焊接。

8.如权利要求1所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：在镍导流板（6）上位于连接孔（7）和镍电极环（5）之间对称布置有分流孔（8或11）。

 

9.如权利要求1所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述钯金环（4）的厚度小于铂金环（3）的厚度。

10.如权利要求1所述的用于铂金通道的直接电加热发兰，其特征在于：所述镍电极环（5）与镍导流板（6）的厚度为钯金环（4）厚度的3～8倍。

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