CN107166960B - 一种节能环保型浸塑加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保型浸塑加热炉，包括燃烧室、加热室加热烟道和排烟道，其特征在于：排烟道上方设置有烟气换热器，烟气换热器的冷介质出口通过废气管道与催化燃烧器的入口连通，废气管道的中段设置于燃烧室的内腔中；加热室朝向加热烟道一侧的侧壁设置辐照弧形板和半圆环形翅片；烟气换热器内设置有蓄热式换热体。本发明相比现有技术具有以下优点：设计了有机废气处理装置，同时进行并完成吸气、预热和催化燃烧三个过程，废气两级预热，保证有机废气达到催化燃烧所需的起燃温度，节能环保；加热烟道侧壁使用特殊结构的辐照弧形板，结合燃烧室和反馈调节装置的设计，使得炉内的温度均一稳定，保证模具的均匀受热，使产品的成品率大大提高。

Description

一种节能环保型浸塑加热炉

技术领域

本发明涉及浸塑生产设备技术领域，尤其涉及的是节能环保型浸塑加热炉。

背景技术

浸塑成型作为一种传统的PVC成型加工方法，对PVC的成型加工具有重要作用。相比于传统的注射成型、挤出成型等加工方法，浸塑成型具有加工工艺简单、成型周期短，材料内应力没有或较小、可采用多次浸塑技术制造，加工大的材料无需大的设备与模具投资费用等优点。但是因为现有的PVC成型设备缺乏处理PVC塑化成型过程中产生的有机废气工艺，所以不能大规模的推广，因此研制一种节能环保PVC成型加热炉是非常必要的。加热炉内温度的控制直接影响PVC制品质量及性能，因此合理控制塑化成型的温度是一个非常重要的环节，对节能环保PVC成型加热炉研究提出了更高的要求，在能够生产不同形状的PVC制品的同时还能兼顾处理工艺过程中产生的有机废气，防止大气污染；在运行功耗、噪声、排放方面也要求符合行业或国家提出的标准。

PVC浸渍成型技术普遍存在两个问题。一方面，使用燃气燃烧的PVC成型加热炉内温度很难控制，对于模具的加热很不均匀，导致塑化成型的PVC制品废品率很高；另一方面，浸塑工艺过程中产生的有机废气很难处理，一般都是直接排空，给环境带来了严重的污染。所以研制一种节能环保PVC成型加热炉对提高PVC制品质量和保护环境具有积极的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种节能环保型浸塑加热炉。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种节能环保型浸塑加热炉，包括燃烧室、加热室加热烟道和排烟道，加热室设置于燃烧室上方，在加热室两相对侧设置有加热烟道，加热烟道底部与燃烧室连通，加热烟道的顶部汇集于加热室顶部设置的排烟道，其特征在于：排烟道上方设置有烟气换热器，烟气换热器的热介质入口与排烟道连通，烟气换热器的冷介质入口通过废气风机与加热室内腔连通，烟气换热器的冷介质出口通过废气管道与催化燃烧器的入口连通，废气管道的中段设置于燃烧室的内腔中。

作为对上述方案的进一步改进，加热室朝向加热烟道一侧的侧壁由不少于两组的竖直并排设置的辐照弧形板组成，辐照弧形板呈截面为半圆形的槽状结构，辐照弧形板的内凹面朝向加热室的内腔，在辐照弧形板的内凹面还有呈水平设置的半圆环形翅片。

作为对上述方案的进一步改进，烟气换热器内设置有蓄热式换热体，在蓄热式换热体的首尾两端设置有集气室，蓄热式换热体呈蜂窝煤状，其内设置有热介质流道和冷介质流道，热介质流道和冷介质流道相邻间隔设置，热介质流道的两端通过支管分别于烟气换热器的热介质入口和热介质出口连通；冷介质流道的两端直接与集气室连通，在蓄热式换热体两端的集气室侧壁分别设置冷介质入口和冷介质出口；蓄热式换热体使用蓄热陶瓷或钢材制作。

作为对上述方案的进一步改进，在燃烧室底部设置有燃烧器，燃烧器包括空气管路、燃气管路、混合通道、分布腔和燃烧罩，空气管路和燃气管路汇集于混合通道，分布腔设置于混合通道上方，在分布腔的顶部设置有多于一个伸入燃烧室内腔的半球形的燃烧罩，燃烧罩上设置有多于一个喷焰孔。

作为对上述方案的进一步改进，在混合通道内设置有混合扇叶，混合扇叶通过转轴可转动的固定于混合通道内。

作为对上述方案的进一步改进，在燃烧室内设置有烟道氧气分析仪，在氧气管路上设置有第一自动调节阀，烟道氧气分析仪与第一自动调节阀电性连接；在加热室内设置有第一热电偶，在燃气管路上设置有第二自动调节阀，第一热电偶与第二自动调节阀电性连接；在催化燃烧器的催化剂床层的上游设置有第二热电偶，第二热电偶与废气风机电性连接。

作为对上述方案的进一步改进，所述废气管道的中段由燃烧室的一侧侧壁伸入燃烧室的内腔中，沿燃烧室的内壁环绕一周后再由同一侧壁伸出。

作为对上述方案的进一步改进，在燃烧室内还设置有传热辐射结构，所述传热辐射结构包括上导热网板和下导热网板，所述上导热网板焊接于燃烧室内的废气管道的顶部侧壁上，所述下导热网板焊接于燃烧室内的废气管道的底部侧壁上。

作为对上述方案的进一步改进，所述上导热网板和下导热网板上均设置有条形网孔，上导热网板上的条形网孔的轴线与下导热网板上的条形网孔的轴线相垂直。

本发明相比现有技术具有以下优点：设计了有机废气处理装置，同时进行并完成吸气、预热和催化燃烧三个过程，预热过程分为两级，一级预热是高温烟气通过蓄热式换热体与有机废气进行换热，二级预热是有机废气通过管道进入到燃烧室中，保证有机废气达到催化燃烧所需的起燃温度，该两级预热结构不仅有效利用了烟气中的余热，而且确保了有机废气的催化燃烧，达到了节能减排的效果；加热烟道侧壁使用特殊结构的辐照弧形板，结合燃烧室和反馈调节装置的设计，使得炉内的温度均一稳定，同时保证模具的均匀受热，使产品的成品率大大提高；上/下导热网板的设计不仅平衡了燃烧室内的温度场，还能够有效保证废气的温度提升，利于废气完全催化分解。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是烟气换热器结构放大图。

图3是燃烧室底部结构示意图。

图4是加热烟道侧壁立体结构图。

图5是上/下导热网板结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种节能环保型浸塑加热炉，包括燃烧室1、加热室2、加热烟道3和排烟道4，加热室2设置于燃烧室1上方，在加热室2两相对侧设置有加热烟道3，加热烟道3底部与燃烧室1连通，加热烟道3的顶部汇集于加热室2顶部设置的排烟道4，其特征在于：排烟道4上方设置有烟气换热器5，烟气换热器5的热介质入口51与排烟道4连通，烟气换热器5的冷介质入口53通过废气风机9与加热室2内腔连通，烟气换热器5的冷介质出口54通过废气管道55与催化燃烧器6的入口连通，废气管道55的中段设置于燃烧室1的内腔中。由于浸塑加工工艺过程中，需要对热塑性材料加热固化成型，在这一过程中会产生很多有机废气，现有的方案都是待其由加热室2内排除后再收集处理，容易造成对工作人员的健康威胁。本方案中使用废气风机9直接将有机废气抽出，经过与烟气换热后再送入催化燃烧器6中进行催化分解，有效解决了有机废气污染环境和危害健康的问题。催化燃烧对于气体的温度有一定的需求，通常情况在会在催化燃烧器6的入口处连接电加热装置使进入的气体达到点燃温度，本案中直接将连接烟气换热器5冷介质出口54和催化燃烧器6入口的废气管道55的中段设置于燃烧室1的内腔中，对废气进行再次加热，使其达到点燃温度，简化装置的同时，保证废气的处理更加高效和清洁。

加热室2朝向加热烟道3一侧的侧壁由不少于两组的竖直并排设置的辐照弧形板31组成，辐照弧形板31呈截面为半圆形的槽状结构，辐照弧形板31的内凹面朝向加热室2的内腔，在辐照弧形板31的内凹面还有呈水平设置的半圆环形翅片32。由于需要在加热室2上设置进出口供模具进出，加热烟道3只能设置于加热室2的两个相对侧面，这样使得模具的侧面受到的热辐射强度不均匀，通过设置由辐照弧形板31组成的侧壁，使得加热烟道3的热量能够朝向各个方向辐射，从而使模具的各个侧面和一些被遮挡的角落也能够获得辐射的能量，加热更加均匀，使得产品的成品率得到极大的提升。另外，通过设置半圆环形的翅片32，一方面改变了辐照弧形板31的圆弧内径，使得辐射方向更加丰富，加强均匀加热效果，另一方面增加了辐照换热的面积，热效率得到有效提高。

烟气换热器5内设置有蓄热式换热体56，在蓄热式换热体56的首尾两端设置有集气室57，蓄热式换热体56呈蜂窝煤状，其内设置有热介质流道561和冷介质流道562，热介质流道561和冷介质流道562相邻间隔设置，热介质流道561的两端通过支管511分别于烟气换热器5的热介质入口51和热介质出口52连通；冷介质流道562的两端直接与集气室57连通，在蓄热式换热体56两端的集气室57侧壁分别设置冷介质入口53和冷介质出口54；蓄热式换热体56使用蓄热陶瓷或钢材制作。使用蓄热式换热体56来加热加热室2内产生的废气能够保证其换热后废气温度的稳定。本方案打破了传统方案中在蓄热体中间歇式交替通入热介质和冷介质来进行换热的方法，通过设计支管511和集气室57，使冷热介质分别通过相邻的通道，实现蓄热体换热的连续化过程。

在燃烧室1底部设置有燃烧器，燃烧器包括空气管路71、燃气管路72、混合通道73、分布腔74和燃烧罩75，空气管路71和燃气管路72汇集于混合通道73，分布腔74设置于混合通道73上方，在分布腔74的顶部设置有多于一个伸入燃烧室1内腔的半球形的燃烧罩75，燃烧罩75上设置有多于一个喷焰孔751。气体燃烧放热时，其内焰温度低，外焰温度高，通过预先在混合通道73内混合空气和燃气使得由喷焰孔751喷出的火焰尽可能都是高温的外焰部分，从而使得燃烧室1内的温度均一化程度更高，保证对模具加热的均匀和稳定，半球形的燃烧罩75能够向多个角度喷出火焰，在燃烧室1底部形成更加均匀的温度场，从而有效提高加热的稳定性，提高成品率。

在混合通道73内设置有混合扇叶76，混合扇叶76通过转轴可转动的固定于混合通道73内。混合扇叶76依靠燃气和空气的输送动能进行转动，在转动的过程中对燃气和空气进行混合，同时快速转动的混合扇叶76能够打散淬灭火焰，有效的将火焰隔绝在分布腔74内，保证火焰的高温部分全部喷出燃烧罩75，防止混合通道73内温度过高。

在燃烧室1内设置有烟道氧气分析仪83，在氧气管路上设置有第一自动调节阀81，烟道氧气分析仪83与第一自动调节阀81电性连接；在加热室2内设置有第一热电偶84，在燃气管路72上设置有第二自动调节阀82，第一热电偶84与第二自动调节阀82电性连接；在催化燃烧器6的催化剂床层61的上游设置有第二热电偶85，第二热电偶85与废气风机9电性连接。通过烟道氧气分析仪83测量燃烧室1内氧气浓度，当氧气浓度过高或者过低时时，说明空气配送比例不合适，会造成燃烧室1内温度降低，造成热效率低下，影响生产效率，此时烟道氧气分析仪83会向第一自动调节阀81发送指令，调节空气的配送量，使之达到最优范围；在加热室2内设置第一热电偶84来测量加热室2内的温度，第一热电偶84与第二自动调节阀82电性连接，第一热电偶84采集的温度数据会发送给第二自动调节阀82，当温度超过预设范围时，第二自动东调节阀会调整燃气的配送量，保证加热室2处于合适温度环境下；第二热电偶85采集废气进入催化燃烧前的温度并发送给废气风机9，当温度过高时，废气风机9会加快电机转速，提高风量，从而使废气温度下降，温度过低时亦然。通过这样的分散式的反馈调节机制能够实现快速的调节响应，相比较于使用PLC集中控制的方案来说，结构简单，响应及时，且调节完全自动化，参数设计很少，通过长期的运行后，能够自动达到最优的参数配置范围。

所述废气管道55的中段由燃烧室1的一侧侧壁伸入燃烧室1的内腔中，沿燃烧室1的内壁环绕一周后再由同一侧壁伸出。在燃烧室1内还设置有传热辐射结构，所述传热辐射结构包括上导热网板11和下导热网板12，所述上导热网板11焊接于燃烧室1内的废气管道55的顶部侧壁上，所述下导热网板12焊接于燃烧室1内的废气管道55的底部侧壁上。废气通入燃烧室1内再热以利于其顺利达到催化燃烧的点燃温度，将废气管道55沿燃烧室1内壁设置，能够既保证废气温度能够达到催化燃烧的燃点，同时保证燃烧室1内空间的整体性，不影响温度场的分布。传热辐射结构通过上导热网板11和下导热网板12将与废气管道55的连接围合成一个盒装结构，能够有效平衡温度场使加热室2底部的温度分布均匀；同时上导热网板11和下导热网板12能够将热量传导至废气管道55的侧壁，同时大面积的上导热网板11和下导热网板12具有一定的蓄热功能，能够吸收火焰的不稳定热能后，稳定的释放，这样不仅燃烧室1上方温度能够保持稳定，废气管道55中废气的温度也能够稳定的达到400°以上，有效保证废气能够在催化燃烧过程中完全分解。上导热网板11与下导热网板12上轴线相垂直条形网孔13能够有效分散和阻挡火焰，同时使烟气能够顺畅通过，保证燃烧室1上方温度的均匀分布。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种节能环保型浸塑加热炉，包括燃烧室、加热室加热烟道和排烟道，所述加热室设置于燃烧室上方，在加热室两相对侧设置有加热烟道，所述加热烟道底部与燃烧室连通，所述加热烟道的顶部汇集于加热室顶部设置的排烟道，其特征在于：所述排烟道上方设置有烟气换热器，所述烟气换热器的热介质入口与排烟道连通，所述烟气换热器的冷介质入口通过废气风机与加热室内腔连通，所述烟气换热器的冷介质出口通过废气管道与催化燃烧器的入口连通，所述废气管道的中段设置于燃烧室的内腔中。

2.如权利要求1所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：所述加热室朝向加热烟道一侧的侧壁由不少于两组的竖直并排设置的辐照弧形板组成，所述辐照弧形板呈截面为半圆形的槽状结构，所述辐照弧形板的内凹面朝向加热室的内腔，在辐照弧形板的内凹面还有呈水平设置的半圆环形翅片。

3.如权利要求1所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：所述烟气换热器内设置有蓄热式换热体，在蓄热式换热体的首尾两端设置有集气室，所述蓄热式换热体呈蜂窝煤状，其内设置有热介质流道和冷介质流道，所述热介质流道和冷介质流道相邻间隔设置，所述热介质流道的两端通过支管分别于烟气换热器的热介质入口和热介质出口连通；所述冷介质流道的两端直接与集气室连通，在蓄热式换热体两端的集气室侧壁分别设置冷介质入口和冷介质出口；所述蓄热式换热体使用蓄热陶瓷或钢材制作。

4.如权利要求1所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：在燃烧室底部设置有燃烧器，所述燃烧器包括空气管路、燃气管路、混合通道、分布腔和燃烧罩，所述空气管路和燃气管路汇集于混合通道，所述分布腔设置于混合通道上方，在分布腔的顶部设置有多于一个伸入燃烧室内腔的半球形的燃烧罩，燃烧罩上设置有多于一个喷焰孔。

5.如权利要求4所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：在混合通道内设置有混合扇叶，所述混合扇叶通过转轴可转动的固定于混合通道内。

6.如权利要求1所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：在燃烧室内设置有烟道氧气分析仪，在氧气管路上设置有第一自动调节阀，所述烟道氧气分析仪与第一自动调节阀电性连接；在加热室内设置有第一热电偶，在燃气管路上设置有第二自动调节阀，所述第一热电偶与第二自动调节阀电性连接；在催化燃烧器的催化剂床层的上游设置有第二热电偶，所述第二热电偶与所述废气风机电性连接。

7.如权利要求1所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：所述废气管道的中段由燃烧室的一侧侧壁伸入燃烧室的内腔中，沿燃烧室的内壁环绕一周后再由同一侧壁伸出。

8.如权利要求7所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：在燃烧室内还设置有传热辐射结构，所述传热辐射结构包括上导热网板和下导热网板，所述上导热网板焊接于燃烧室内的废气导管的顶部侧壁上，所述下导热网板焊接于燃烧室内的废气管道的底部侧壁上。

9.如权利要求8所述一种节能环保型浸塑加热炉，其特征在于：所述上导热网板和下导热网板上均设置有条形网孔，上导热网板上的条形网孔的轴线与下导热网板上的条形网孔的轴线相垂直。