CN105669021B - 一种超细玻璃棉离心机及其生产超细玻璃棉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超细玻璃棉离心机及其生产超细玻璃棉的方法，离心机包括主轴和安装在主轴上的离心盘，离心盘的侧壁上设置有玻璃液喷孔；还包括燃烧腔，燃烧腔的火焰气流喷口包括靠近所述主轴的内导向面和远离所述主轴的外导向面，所述外导向面朝向所述玻璃液喷孔倾斜。采用本发明的离心机能够生产出直径小于等于3微米的超细玻璃棉，可作为电池隔板、过滤材料和高档保温材料等的原材料使用。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，特别是一种超细玻璃棉离心机。
背景技术
离心玻璃棉是将处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料，再经过热固化深加工处理，可制成具有多种用途的系列产品。
已有的生产玻璃棉的设备是将熔融的玻璃液流经一个具有300多个直径5mm小孔的圆盘形成玻璃丝，然后经高温火焰气流将玻璃丝吹成微纤维。该设备每24小时消耗1700立方米天然气，可生产250kg微纤维，但该设备只能对单排玻璃丝进行吹拉，效率低下，能耗极高。
现有的采用离心法生产玻璃棉的设备是将熔融玻璃经漏斗流入离心圆盘，通过离心圆盘旋转甩出玻璃丝后经压缩空气拉伸后形成玻璃棉，该类设备的缺点是只能生产5微米以上的玻璃棉，并且燃烧器的形状对火焰气流的阻力很大，不能使火焰气流快速达到玻璃丝，生产效率低下。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种超细玻璃棉离心机，该离心机将具有高温的拉伸气流吹向玻璃液喷孔，使得热量得到充分的利用，能够拉伸出直径小于3微米的玻璃棉。
为了实现上述目的，本发明提供的一种超细玻璃棉离心机，包括主轴和安装在主轴上的离心盘，离心盘的侧壁上设置有玻璃液喷孔；其特征在于，还包括燃烧腔，燃烧腔的火焰气流喷口包括靠近所述主轴的内导向面和远离所述主轴的外导向面，所述外导向面朝向所述玻璃液喷孔倾斜。
优选地，所述外导向面与垂直面的夹角α为0.1°～8°；内导向面与离心盘外表面平行，内导向面与离心盘外表面在水平方向上的相对距离小于等于2mm。
优选地，在垂直方向上，所述外导向面的下边缘比所述内导向面的下边缘更靠近所述玻璃液喷孔。
优选地，所述燃烧腔下方设置有拉伸风盘，所述拉伸风盘底部开设有拉伸风口，所述拉伸风口包括第三导向面，所述第三导向面朝向所述玻璃液喷孔倾斜。
优选地，还包括切断风口，所述切断风口上具有出风小孔，出风小孔的直径为1-3mm，切断风口中心距主轴中心的距离为100-900mm。
优选地，切断风口以倾斜方式设置切断风腔上，切断风口的中心线与水平面的夹角为10°～89°。
优选地，所述燃烧腔的宽度为10-200mm。
优选地，所述火焰气流喷口的宽度为3-15mm。
优选地，所述拉伸风口上具有出风小孔，出风小孔的直径为0.5-3mm，拉伸风口中心距主轴中心的距离为100-900mm。
本发明还提供了采用上述离心机生产超细玻璃棉的方法，包括如下步骤：
(1)将温度为1150℃-1250℃的熔融玻璃液注入导料管中，注入量为100-300kg/h；内加热喷嘴的温度控制在950℃-1000℃；
(2)熔融玻璃液经过高速高温旋转的离心盘离心甩出形成玻璃丝，离心盘的转速为1800-4000转/分；玻璃液喷孔直径为0.5-0.7mm；
(3)火焰气流与拉伸风口喷出的压缩空气混合后形成高速高温的拉伸气流，玻璃丝经过拉伸气流进行拉丝处理，被处理成直径为3微米以下的玻璃态纤维，其中，燃烧腔的温度控制在1000℃-1400℃，压缩空气的压力为150-400N；
(4)经拉伸处理后形成的玻璃态纤维，再经过切断风口吹出的切断气流进行处理形成直径3微米以下的玻璃棉。
优选地，外导向面与垂直面的夹角α为0.1°-0.7°，切断风口上小孔轴线与水平面的夹角为30°-65°，离心盘的转速为2000-3500转/分，燃烧腔的温度控制在1400℃，内加热喷嘴的温度控制在990-1000℃，拉伸风口中喷出的压缩空气的压力为150-400N，切断风口中喷出的压缩空气的压力为15-200N，最终得到直径小于等于2微米的玻璃棉。
本发明提供的一种超细玻璃棉离心机，包括燃烧腔，燃烧腔的火焰气流喷口包括靠近所述主轴的内导向面和远离所述主轴的外导向面，所述外导向面朝向所述玻璃液喷孔倾斜。同时在紧邻燃烧腔的火焰气流喷口的下部设置带有导向拉伸风嘴的拉伸风盘，这样的设置可以确保火焰充分加热拉伸气流，并将具有高温的拉伸气流吹向玻璃液喷孔，使得热量得到充分的利用，给甩丝提供了足够的温度，能够拉伸出直径小于3微米的玻璃棉，并降低了能耗。
附图说明
图1为本发明所提供的一种超细玻璃棉离心机的结构示意图；
图2为超细玻璃棉离心机燃烧腔、火焰气流喷口以及离心盘部分的局部放大结构示意图；
图3为超细玻璃棉离心机火焰气流喷口的局部放大结构示意图；
图中：
1.主轴，2.机架，3.离心腔，4.导料管，5.天然气导管，6.内加热喷嘴，7.玻璃液喷孔，8.燃烧腔，9.天然气导入口，10.火焰气流喷口，11.内导向面，12.外导向面，13.风盘，14.拉伸风口，15.第三导向面，16.切断风口，31.离心盘。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1-2，本发明所提供的一种超细玻璃棉离心机，包括主轴1，主轴1设置在机架2的中央，在主轴1下方设置有离心腔3，离心腔3内形成离心盘31。机架2上自上而下地设置有导料管4道并连通至离心盘31内，用于导入玻璃物料。机架2上还设置有天然气导管5并连通至离心盘31内，并且，在离心盘31内设置有内加热喷嘴6，用于对离心盘31内的玻璃液加热，保证其熔融态的持续性，在离心盘31的侧壁上开设有多个小孔，以形成玻璃液喷孔7，在主轴1的带动下离心腔3做离心运动，玻璃液在离心力的作用下沿着玻璃液喷孔7从离心盘31内甩出。在机架2上还设置有燃烧腔8，用于燃烧天然气以形成火焰气流。在机架2侧面设置有天然气导入口9与燃烧腔8连通。燃烧腔8的宽度为10-200mm。在燃烧腔8位于离心腔3的上方，在其底部开设有火焰气流喷口10。火焰气流喷口10由靠近主轴1的内导向面11和远离主轴1的外导向面12围成。参考图3，外导向面12朝向玻璃液喷孔7，其与垂直面的夹角α优选为0.1°-8°，更优选为5°-7°。内导向面11垂直于水平面，且内导向面与离心盘外表面平行，内导向面与离心盘外表面在水平方向上的相对距离小于等于2mm。这样，可以将尽可能多火焰气流喷口10的火焰气流导向到玻璃液喷孔7处，增大受热面积，充分利用了火焰气流的热量，从而减少离心盘31内的天然气消耗，并且可以保证玻璃液喷孔7处保持较高的温度，使得甩丝过程顺利进行。进一步地，外导向面12的下边缘比所述内导向面11的下边缘更靠近玻璃液喷孔7，这样可以延长火焰气流的导向距离，更加充分地将火焰气流导向玻璃液喷孔7，增大了热量的利用率。内导向面11和所述外导向面12形成环形的火焰气流喷口，火焰气流喷口的宽度为3-15mm。
在燃烧腔8的下方设置有拉伸风盘13，在风盘13内鼓入有压缩空气，在风盘13底部开设有拉伸风口14，拉伸风口14包括第三导向面15，第三导向面15也朝向玻璃液喷孔7倾斜，其与垂直面的夹角α优选为7°-30°。这样，拉伸风口14吹出的拉伸风可以直接由燃烧8腔喷出的火焰气流加热并吹向玻璃液喷孔7，保证拉伸风有足够的温度，防止玻璃纤维接触到拉伸风后凝固，即可以使得玻璃纤维得到持续的高温拉伸，最终得到直径小于3微米的玻璃棉。拉伸风口14由多个小孔组成，小孔的直径为0.5-3mm。拉伸时使用压缩空气的压力为150-400N。
在机架2底部边缘还设置有切断风口16，用于对甩出的玻璃纤维进行切断。切断风口16由直径为1.5mm-3mm的小孔组成，小孔轴线与水平面的夹角为10°-89°。
采用上述离心机生产纤维棉时，首先，将温度为1150℃-1250℃的熔融玻璃液注入导料管中，注入量为100-300kg/h；内加热喷嘴的温度控制在950℃-1000℃。然后将熔融玻璃液经过高速旋转的离心盘离心甩出形成玻璃丝，离心盘的转速为2000-4000转/分。再次，火焰气流与拉伸风口喷出的压缩空气混合后形成高速高温拉伸气流，玻璃丝经过拉伸气流进行拉丝处理，其中，燃烧腔的温度控制在1000℃-1400℃。最后，经拉伸处理后形成的玻璃态纤维，再经过切断风口吹出的切断气流进行处理形成直径3微米以下玻璃棉。
最为一种优选的实施方式，将外导向面与垂直面的夹角为5°，切断风口上小孔轴线与水平面的夹角为30°，离心盘的转速为3500转/分，燃烧腔的温度控制在1300℃，内加热喷嘴的温度控制在970℃，拉伸风口中喷出的压缩空气的压力为400N，切断风口中喷出的压缩空气的压力为200N，最终能够制备得到直径小于2微米的玻璃棉。
以上对本发明所提供的一种超细玻璃棉离心机及其生产超细玻璃棉的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种超细玻璃棉离心机，包括主轴和安装在主轴上的离心盘，离心盘的侧壁上设置有玻璃液喷孔，其特征在于，还包括燃烧腔，燃烧腔的火焰气流喷口包括靠近所述主轴的内导向面和远离所述主轴的外导向面，所述外导向面朝向所述玻璃液喷孔倾斜，所述内导向面与水平面垂直；
所述外导向面与垂直面的夹角α为0.1°～8°；内导向面与离心盘外表面平行，内导向面与离心盘外表面在水平方向上的相对距离小于等于2mm；
所述外导向面的下边缘比所述内导向面的下边缘更靠近所述玻璃液喷孔。
2.根据权利要求1所述的超细玻璃棉离心机，其特征在于，所述燃烧腔下方设置有拉伸风盘，所述拉伸风盘底部开设有拉伸风口，所述拉伸风口包括第三导向面，所述第三导向面朝向所述玻璃液喷孔倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的超细玻璃棉离心机，其特征在于，还包括切断风口，所述切断风口上具有出风小孔，出风小孔的直径为1-3mm，切断风口中心距主轴中心的距离为100-900mm；切断风口以倾斜方式设置切断风腔上，切断风口上小孔轴线与水平面的夹角为10°～89°。
4.根据权利要求1或2所述的超细玻璃棉离心机，其特征在于，所述燃烧腔的宽度为优选10-200mm；所述火焰气流喷口的宽度为3-15mm。
5.根据权利要求2所述的超细玻璃棉离心机，其特征在于，所述拉伸风口上具有出风小孔，出风小孔的直径为0.5-3mm，拉伸风口中心距主轴中心的距离为100-900mm。
6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的超细玻璃棉离心机生产直径3微米以下玻璃棉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将温度为1150℃-1250℃的熔融玻璃液注入导料管中，注入量为100-300kg/h；内加热喷嘴的温度控制在950℃-1000℃；
(2)熔融玻璃液经过高速高温旋转的离心盘离心甩出形成玻璃丝，离心盘的转速为1800-4000转/分；玻璃液喷孔直径为0.5-0.7mm；
(3)火焰气流与拉伸风口喷出的压缩空气混合后形成高速高温的拉伸气流，玻璃丝经过拉伸气流进行拉丝处理，被处理成直径为3微米以下的玻璃态纤维，其中，燃烧腔的温度控制在1000℃-1400℃，压缩空气的压力为150-400N；
(4)经拉伸处理后形成的玻璃态纤维，再经过切断风口吹出的切断气流进行处理形成直径3微米以下的玻璃棉。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，外导向面与垂直面的夹角α为0.1°-0.7°，切断风口上小孔轴线与水平面的夹角为30°-65°，离心盘的转速为2000-3500转/分，燃烧腔的温度控制在1400℃，内加热喷嘴的温度控制在990-1000℃，拉伸风口中喷出的压缩空气的压力为150-400N，切断风口中喷出的压缩空气的压力为15-200N，最终得到直径小于等于2微米的玻璃棉。
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