CN116625118B - 一种瓷砖烧制窑及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种瓷砖烧制窑及其使用方法，涉及烧制瓷砖窑炉技术领域，瓷砖烧制窑包括窑体、分隔组件、加热机构、烧制架、冷气输送管、升降机构和回收机构；分隔组件包括第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板将窑体的内部空间分隔为烧制室、进气室和储水室，烧制室的顶部连接有排气口；排气口、回收机构、储水室、进气室和烧制室依次连通后，共同构成供气体循环流动的气体循环通道。该方法是上述瓷砖烧制窑的使用方法，通过尽可能地避免冷气先与烧制室内温度很高的热气接触，以在保证进入窑炉内冷气的冷量的同时，降低进入气体循环通道的热气热能的损耗。

Description

一种瓷砖烧制窑及其使用方法

技术领域

本发明涉及烧制瓷砖窑炉技术领域，尤其是涉及一种瓷砖烧制窑及其使用方法。

背景技术

在烧制瓷砖的过程中，瓷砖产品需要在炉窑内进行高温烧结、冷却定型等工序；在使坯料冷却定型为瓷砖产品的过程中，为了提高冷却效率，常将冷气通入炉窑中使坯料冷却定型，并对炉窑内热气中的热能进行回收利用以达到节能的效果。

然而，在向窑炉内输送冷气时，冷气会先与窑炉内的热气混合再与坯料接触，这一方面会损耗热气的部分热量从而降低被回收热气热能的利用率，另一方面也会降低进入窑炉内冷气的冷量从而影响瓷砖产品冷却定型的效率。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种瓷砖烧制窑及其使用方法，旨在解决目前在向窑炉内输送冷气时，冷气会先与窑炉内的热气混合再与坯料接触，这一方面会损耗热气的部分热量从而降低被回收热气热能的利用率，另一方面也会降低进入窑炉内冷气的冷量从而影响瓷砖产品冷却定型效率的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种瓷砖烧制窑，其主要可以包括：

窑体；

设置在窑体内的分隔组件，分隔组件包括间隔设置的第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板将窑体的内部空间从上至下地分隔为烧制室、进气室和储水室，烧制室的顶部连接有排气口，第一隔板上设置有单向阀；

设置在烧制室内的加热机构；

设置在烧制室内的烧制架，烧制架的上端固定在烧制室的顶部；

冷气输送管，与进气室连通；

升降机构，用于纵向移动分隔组件；

回收机构，能够将排气口内的气体导入储水室中；

其中，排气口、储水室、进气室和烧制室依次直接或间接地连通后，共同构成供气体循环流动的气体循环通道。

在本发明的一些实施例中，回收机构包括：

透平膨胀机，其进气端与排气口连接、出气端与储水室连接；

过渡水箱；

气液分离组件；及

循环泵；

其中：

透平膨胀机的动力输出端与循环泵的动力输入端传动连接；

气液分离组件的气相出口与冷气输送管连通；

过渡水箱、气液分离组件的液相出口、循环泵的入口、循环泵的出口和储水室依次连通后共同构成供液体循环流动的液体循环通道；

气体循环通道由排气口、透平膨胀机的进气端、透平膨胀机的出气端、循环泵的出口、储水室、过渡水箱、气液分离组件、气液分离组件的气相出口、冷气输送管、进气室和烧制室依次直接或间接地连通后构成；

气液分离组件外和过渡水箱外设置有隔温罩。

在本发明的一些实施例中，升降机构包括竖向设置的第一升降杆，第一升降杆的上端贯穿储水室的底部后固定于第二隔板的底部。

在本发明的一些实施例中，第一升降杆的内部中空，第一升降杆的上端开设有气孔；

透平膨胀机的出气端和循环泵的出口均与第一升降杆的下部连通。

在本发明的一些实施例中，升降机构包括竖向设置且内部中空的第二升降杆，第二升降杆的上端贯穿储水室的底部后与第二隔板固定连接，第二升降杆的上端延伸至进气室内；

气液分离组件的气相出口和冷气输送管均与第二升降杆的下部连通；

第二升降杆的内侧或外侧设置有隔温层。

在本发明的一些实施例中，瓷砖烧制窑还包括：

直排阀，设置于排气口；

热气导通阀，设置在透平膨胀机的进气端和排气口之间；

第一热电偶，用于检测透平膨胀机的出气端的气体温度；

第二热电偶，用于检测储水室内的水温；及

PLC控制器，用于在透平膨胀机的出气端的气体温度小于储水室内的水温时，关闭热气导通阀并打开直排阀。

在本发明的一些实施例中，烧制架包括：

支架，上端固定在烧制室的顶部；及

承载板，其上分布有若干通孔，多个承载板呈一列分布在支架上，任意相邻两个承载板之间的垂直间距可调。

在本发明的一些实施例中，支架包括支板，多个支板呈一列设置，每个承载板的左右两端各连接有一个支板，任意相邻两个支板之间纵向滑动连接。

第二方面，本发明提供一种上述瓷砖烧制窑的使用方法，其主要可以包括如下步骤：

步骤S1、将坯料放置在烧制架上进行烧结；

步骤S2、使经过烧结后的坯料冷却定型；

在使经过高温烧结后的坯料冷却定型时，包括如下步骤：

步骤S21、使烧制室内的气体由排气口进入气体循环通道中；

步骤S22、通过升降机构下移分隔组件，以扩大烧制室的高度；

步骤S23、通过冷气输送管向进气室输送冷气，冷气先通过单向阀进入烧制室的下部，再向上流动与烧制架上的坯料进行热交换，随后与聚集在烧制室上部的热气一起由排气口进入气体循环通道中。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

1.由于排气口、回收机构、储水室、进气室和烧制室依次连通后，共同构成供气体循环流动的气体循环通道，因此进入储水室的热气能够与水进行热交换，以加热储水室内的水、使储水室内的水吸收热气的热能，后续可对储水室内水的热能加以利用，从而达到节能的效果。

2.在使坯料冷却定型的初段，烧制室内的气体的温度很高，可先使烧制室内的这部分气体由排气口进入气体循环通道中，再通过升降机构下移分隔组件，以扩大烧制室的高度，随着坯料的持续散热，烧制室内的热气会聚集在烧制室的上部，再通过冷气输送管向进气室输送冷气，冷气先通过单向阀进入烧制室的下部，再向上流动与烧制架上的坯料进行热交换，随后与聚集在烧制室上部的热气一起由排气口进入气体循环通道中，这样，就能够尽可能地避免冷气先与烧制室内温度很高的热气接触，以在保证进入窑炉内冷气的冷量的同时，降低进入气体循环通道的热气热能的损耗。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得明显，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的瓷砖烧制窑的结构示意图；

图2为图1中A位置的局部放大图；

图3为图1中B位置的局部放大图；

图4为图1中C位置的局部放大图。

图标：21-窑体，211-烧制室，212-进气室，213-储水室，214-排气口，221-第一隔板，222-第二隔板，223-连杆，224-单向阀，231-加热环，24-烧制架，241-支架，242-承载板，243-延伸部，244-防脱块，245-连接槽，246-支板，25-冷气输送管，261-第一升降杆，262-气孔，263-第二升降杆，264-隔温层，271-透平膨胀机，272-过渡水箱，273-气液分离组件，274-循环泵，275-隔温罩，276-透平膨胀机的进气端，277-透平膨胀机的出气端，278-透平膨胀机的动力输出端，279-气液分离组件的气相出口，281-气液分离组件的液相出口，282-循环泵的入口，283-循环泵的出口，284-直排阀，285-热气导通阀，286-第一热电偶，287-第二热电偶，288-PLC控制器。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1，第一方面，请参照图1～图3，本实施例提供一种瓷砖烧制窑，其主要可以包括：窑体21、分隔组件、加热机构、烧制架24、冷气输送管25、升降机构和回收机构。

分隔组件设置在窑体21内，分隔组件能够纵向移动；分隔组件主要可以包括间隔设置的第一隔板221和第二隔板222，第一隔板221位于第二隔板222的上方，第一隔板221和第二隔板222之间通过连杆223相连，第一隔板221和第二隔板222的侧壁均与窑体21内壁滑动密封配合，第一隔板221和第二隔板222将窑体21的内部空间从上至下地分隔为烧制室211、进气室212和储水室213，烧制室211的顶部连接有排气口214；在本实施例中，第一隔板221上设置有单向阀224，气体只能由进气室212进入烧制室211内。

加热机构设置在烧制室211内，加热机构主要可以包括加热环231，加热环231使用电能发热。

烧制架24设置在烧制室211内，烧制架24主要可以包括：支架241和承载板242；支架241的上端固定在烧制室211的顶部、下端可搁置在分隔组件上；承载板242上分布有若干通孔（图中未示出），多个平行的承载板242呈一列分布在支架241上。

冷气输送管25与进气室212连通，以在坯料冷却定型的过程中给烧制室211提供冷气。

回收机构用于将排气口214内的气体导入储水室213中。回收机构主要可以包括：透平膨胀机271、过渡水箱272、气液分离组件273和循环泵274，过渡水箱272和气液分离组件273置于一隔温罩275内，过渡水箱272与储水室213的下部侧壁通过管道和阀门连接；透平膨胀机的进气端276与排气口214连接，透平膨胀机的出气端277与储水室213连接，透平膨胀机的动力输出端278与循环泵274的动力输入端传动连接；气液分离组件的气相出口279与冷气输送管25连通；过渡水箱272、气液分离组件的液相出口281、循环泵的入口282、循环泵的出口283和储水室213依次连通后共同构成供液体循环流动的液体循环通道。

上述排气口214、透平膨胀机的进气端276、透平膨胀机的出气端277、循环泵的出口283、储水室213、过渡水箱272、气液分离组件273、气液分离组件的气相出口279、冷气输送管25、进气室212和烧制室211依次直接或间接地连通后，共同构成供气体循环流动的气体循环通道，气体循环通道内的热气与储水室213内的水进行热交换。在本实施例中，储水室和进气室间接连通。

结合上述内容可知，分隔组件能够纵向移动，在分隔组件向下移动的过程中，分隔组件能够将储水室213内的水压入过渡水箱272内，循环泵274可通过透平膨胀机271驱动以将过渡水箱272内的水导回至储水室213内，从而实现储水室213内的水在液体循环通道中的循环流动，这样设置的好处是：由循环泵的出口283进入储水室213内的热气能够与水一起流动，有助于提高水和热气的热交换效果，使水充分吸收热气的热能；热气被水吸收热能后，通过气液分离组件273与水分离并汇入冷气输送管25中与冷气一起再重新进入烧制室211对坯料进行冷却，从而实现气体在气体循环通道中的循环流动。

升降机构用于纵向移动分隔组件，以在坯料冷却定型的过程中扩大烧制室211的高度（图1所示状态下，烧制室211沿上下方向的尺寸）。升降机构主要可以包括竖向设置的第一升降杆261，第一升降杆261的上端密封贯穿储水室213的底部后固定于第二隔板222的底部；第一升降杆261的内部中空，第一升降杆261的上端开设有气孔262（如图2所示），气孔262内可以设置单向结构（图中未示出），以免水倒流而进入第一升降杆261内；透平膨胀机的出气端277和循环泵的出口283均与第一升降杆261的下部连通，以便于将烧制室211内的热气和过渡水箱272内的水导入至储水室213内。

升降机构还可以包括竖向设置且内部中空的第二升降杆263，第二升降杆263的内侧或外侧设置有隔温层264；第二升降杆263的上端密封贯穿储水室213的底部后与第二隔板222固定连接，第二升降杆263的上端延伸至进气室212内；气液分离组件的气相出口279和冷气输送管25均与第二升降杆263的下部连通，以便于将冷气导入进气室212内。

上述的瓷砖烧制窑还可以包括：直排阀284、热气导通阀285、第一热电偶286、第二热电偶287和PLC控制器288；直排阀284设置于排气口214；热气导通阀285设置在透平膨胀机的进气端276和排气口214之间；第一热电偶286用于检测透平膨胀机的出气端277的气体温度；第二热电偶287用于检测储水室213内的水温，PLC控制器288安装于隔温罩275；在开启热气导通阀285后，当透平膨胀机的出气端277的气体温度小于储水室213内的水温时，PLC控制器288关闭热气导通阀285并打开直排阀284，此时，烧制室211内的温度较低，可直接通过排气口214将烧制室211内的气体排至外界。

可以理解的是，透平膨胀机271的作用是将热气的内能转化为用于驱动循环泵274的机械能，第一升降杆261和过渡水箱272之间还可以设置有自带动力设备的备用泵（图中未示出），该备用泵可以与循环泵274并联设置，以保证在关闭热气导通阀285后，通过该备用泵能够直接将过渡水箱272内剩下的水导回至储水室213内。

第二方面，本实施例提供一种上述瓷砖烧制窑的使用方法，其主要可以包括如下步骤：

步骤S1、将坯料放置在烧制架24上进行高温烧结；

步骤S2、使经过高温烧结后的坯料冷却定型；

在使经过高温烧结后的坯料冷却定型时，主要可以包括如下步骤：

步骤S21、使烧制室211内的气体由排气口214进入气体循环通道中；

步骤S22、通过升降机构下移分隔组件，以扩大烧制室211的高度；

步骤S23、通过冷气输送管25向进气室212输送冷气，冷气先通过单向阀224进入烧制室211的下部，再向上流动与烧制架24上的坯料进行热交换，随后与聚集在烧制室211上部的热气一起由排气口214进入气体循环通道中；

步骤S24、在透平膨胀机的出气端277的气体温度小于储水室213内的水温时，PLC控制器288关闭热气导通阀285并打开直排阀284。

本实施例适用的场景：

1.进气室212的高度（图1所示状态下，进气室212沿上下方向的尺寸）不限，分隔组件在竖直方向上的行程不限，只要能够使进气室212扩大到合适的高度即可；

2.分隔组件的底部可以始终与储水室213内液面接触，或者说，储水室213内始终充满水。

由上述内容可知，本实施例至少有以下有益效果：

一、在气体循环通道内的气体循环流动的过程中，进入储水室213的热气能够与水进行热交换，以加热储水室213内的水、使储水室213内的水吸收热气的热能，后续可对储水室213内水的热能加以利用，从而达到节能的效果。

二、在使坯料冷却定型的初段，烧制室211内的气体的温度很高，可先使烧制室211内的这部分气体由排气口214进入气体循环通道中，再通过升降机构下移分隔组件，以扩大烧制室211的高度（图1所示状态下，烧制室211沿上下方向的尺寸），随着坯料的持续散热，烧制室211内的热气会聚集在烧制室211的上部，再通过冷气输送管25向进气室212输送冷气，冷气先通过单向阀224进入烧制室211的下部，再向上流动与烧制架24上的坯料进行热交换，随后与聚集在烧制室211上部的热气一起由排气口214进入气体循环通道中，这样，就能够尽可能地避免冷气先与烧制室211内温度很高的热气接触，以在保证进入窑炉内冷气的冷量的同时，降低进入气体循环通道的热气（即被回收的热气）热能的损耗。

三、储水室213内的水能够始终与分隔组件的底部接触；在分隔组件向下移动的过程中，分隔组件能够将储水室213内的水压入过渡水箱272内，循环泵274可通过透平膨胀机271驱动以将过渡水箱272内的水导回至储水室213内，从而实现储水室213内的水在液体循环通道中的循环流动，这样设置的好处是：进入储水室213内的热气能够与水一起流动，有助于提高水和热气的热交换效果，使水充分吸收热气的热能；热气被水吸收热能后，通过气液分离组件273与水分离并汇入冷气输送管25中与冷气一起再重新进入烧制室211对坯料进行冷却，从而实现气体在气体循环通道中的循环流动。

四、本实施例对进气室212的高度和分隔组件在竖直方向上的行程均不设限制，能够适用更多的场景。

五、水蒸气受热后容易产生水蒸气。通过气液分离组件273的设置，一方面能够分离气相和液相，另一方面通过延长气液分离组件的气相出口279的长度，能够延长气体在气液分离组件的气相出口279内移动的轨迹，从而有助于气体中少量水蒸气的冷凝，避免水蒸气与冷气输送管25中的冷气汇合而消耗冷气的冷量。

实施例2，本实施例是在实施例1的基础上所作出的进一步的改进。

请参照图1和图4，在本实施例中，支架241主要可以包括支板246，多个支板246呈一列设置，每个承载板242的左右两端各连接有一个支板246，任意相邻两个支板246之间纵向滑动连接，以使任意相邻两个承载板242之间的垂直间距可调。

具体的，任意相邻两个支板246之间纵向滑动连接通过如下方式实现：支板246的一端具有延伸部243，延伸部243的上端具有防脱块244，支板246的另一端具有与防脱块244匹配的连接槽245，防脱块244与连接槽245滑动连接。防脱块244的设置能够避免相邻两个支板246分离。

由上述内容可知，通过将任意相邻两个承载板242之间的垂直间距设置成可调的形式，能够在下移分隔组件以扩大烧制室211的高度后，分隔组件与支架241下端脱离，此时相邻两个承载板242之间的垂直间距在重力的作用下会自然地增大，这一方面有利于相邻两个承载板242上坯料的散热（扩大了坯料散热的空间或者在一定程度上降低了相邻两个承载板242上坯料之间的影响），另一方面也有利于在冷却定型后，方便操作者从烧制架24上取走成品。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种瓷砖烧制窑，包括窑体，其特征在于，还包括：

设置在所述窑体内的分隔组件，所述分隔组件包括间隔设置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板将所述窑体的内部空间从上至下地分隔为烧制室、进气室和储水室，所述烧制室的顶部连接有排气口，所述第一隔板上设置有单向阀；

设置在所述烧制室内的加热机构；

设置在所述烧制室内的烧制架，所述烧制架的上端固定在所述烧制室的顶部；

冷气输送管，与所述进气室连通；

升降机构，用于纵向移动所述分隔组件；

回收机构，能够将所述排气口内的气体导入所述储水室中；

其中，所述排气口、储水室、进气室和烧制室依次直接或间接地连通后，共同构成供气体循环流动的气体循环通道；

所述冷气输送管的一端直接与所述进气室的侧壁连通；

所述回收机构包括回收管，所述回收管的一端与所述储水室的下部侧壁连接；

所述第二隔板上也设置有单向阀；

所述回收机构包括：

透平膨胀机，其进气端与所述排气口连接、出气端与所述储水室连接；

过渡水箱；

气液分离组件；及

循环泵；

其中：

所述透平膨胀机的动力输出端与所述循环泵的动力输入端传动连接；

所述气液分离组件的气相出口与所述冷气输送管连通；

所述过渡水箱、气液分离组件的液相出口、循环泵的入口、循环泵的出口和储水室依次连通后共同构成供液体循环流动的液体循环通道；

所述气体循环通道由所述排气口、透平膨胀机的进气端、透平膨胀机的出气端、循环泵的出口、储水室、过渡水箱、气液分离组件、气液分离组件的气相出口、冷气输送管、进气室和烧制室依次直接或间接地连通后构成；

所述气液分离组件外和所述过渡水箱外设置有隔温罩；

所述升降机构包括竖向设置的第一升降杆，所述第一升降杆的上端贯穿所述储水室的底部后固定于所述第二隔板的底部；

所述第一升降杆的内部中空，所述第一升降杆的上端开设有气孔；

所述透平膨胀机的出气端和所述循环泵的出口均与所述第一升降杆的下部连通；

所述升降机构包括竖向设置且内部中空的第二升降杆，所述第二升降杆的上端贯穿所述储水室的底部后与所述第二隔板固定连接，所述第二升降杆的上端延伸至所述进气室内；

所述气液分离组件的气相出口和所述冷气输送管均与所述第二升降杆的下部连通；

所述第二升降杆的内侧或外侧设置有隔温层。

2.根据权利要求1所述的瓷砖烧制窑，其特征在于，所述瓷砖烧制窑还包括：

直排阀，设置于所述排气口；

热气导通阀，设置在所述透平膨胀机的进气端和所述排气口之间；

第一热电偶，用于检测所述透平膨胀机的出气端的气体温度；

第二热电偶，用于检测所述储水室内的水温；及

PLC控制器，用于在所述透平膨胀机的出气端的气体温度小于所述储水室内的水温时，关闭所述热气导通阀并打开所述直排阀。

3.根据权利要求1或2所述的瓷砖烧制窑，其特征在于，所述烧制架包括：

支架，上端固定在所述烧制室的顶部；及

承载板，其上分布有若干通孔，多个所述承载板呈一列分布在所述支架上，任意相邻两个所述承载板之间的垂直间距可调。

4.根据权利要求3所述的瓷砖烧制窑，其特征在于，所述支架包括支板，多个所述支板呈一列设置，每个所述承载板的左右两端各连接有一个所述支板，任意相邻两个所述支板之间纵向滑动连接。

5.一种如权利要求1～4任一项所述瓷砖烧制窑的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、将坯料放置在烧制架上进行烧结；

步骤S2、使经过烧结后的坯料冷却定型；

在使经过高温烧结后的坯料冷却定型时，包括如下步骤：

步骤S21、使烧制室内的气体由排气口进入气体循环通道中；

步骤S22、通过升降机构下移分隔组件，以扩大烧制室的高度；

步骤S23、通过冷气输送管向进气室输送冷气，冷气先通过单向阀进入烧制室的下部，再向上流动与烧制架上的坯料进行热交换，随后与聚集在烧制室上部的热气一起由排气口进入气体循环通道中。