CN205642056U - 一种窥视镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种窥视镜，其包括视镜组件(3)和与所述视镜组件(3)相连的管件(4)，所述窥视镜用于从所述视镜组件(3)处对炉膛(6)内工艺介质状况进行观察，所述窥视镜还包括扩视锥管(2)，由彼此不同的材质制成的所述扩视锥管(2)和所述管件(4)以内套方式连接并以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层(5)内，使得所述扩视锥管(2)形成为从与所述管件(4)内套连接处到所述炉膛(6)处直径逐渐增大的锥形结构。本实用新型的窥视镜通过从视镜组件处可清晰地观察到高温工作状态下炉窑内部的情况，并且本实用新型的窥视镜具有观察范围宽、不会引起安全和环境问题等优势。

Description

一种窥视镜

技术领域

本实用新型涉及一种窥视镜装置，尤其涉及一种用于负压/常压高温炉的宽视野窥视镜。

背景技术

在各种高温炉窑装置中，由于设备内的高温环境及物料的特性，人们要了解物料的工艺状态，现有技术大多采取的是在冷态环境下模拟原定的操作条件，在打开的人孔、手孔或观火孔处进行观察，并以观察的结果来预定和/或修改工艺操作条件。现有技术中也有为了观察高温炉窑在工作状态下的炉内情况而冒险反复打开观火孔来观察的情况，该种做法存在极大的安全隐患，而且容易产生粉尘、扬尘，造成环境污染的问题。由于高温炉窑装置苛刻的使用条件，使得正确判断设备在高温下是否烧损、物料在高温下是否如预期流动、物料是否堵塞、物料是否融化以及正确判断工艺过程是否会带来过高的能耗或环境污染等现象成为一个难题。

目前的标准玻璃视镜，大多只能在≤300℃的设备上使用。这就使人们希望通过视镜观察来了解高温工业炉窑内部情况受到了极大的限制。但是，窥视镜是一种可用于直接观察物料工作状态的装置，主要用于石油、化工及其它工业设备中。为了能够清晰的观察到设备内部物料的工作状态，窥视镜所选用的视镜片一般为石英玻璃或者其它具有一定透光性的材料，然而这些材料在受压不均匀时容易碎裂，如此，当设备处于负压，设备外部空气等可能进入到设备内部而使正常生产被迫停止，严重时甚至会造成泄漏污染或者爆炸等重大安全事故。

中国专利(公布号为CN102565988A)公布了一种窥视镜。该专利的窥视镜包括视镜座、视镜片及压盖，视镜座固定安装于其使用设备上，且视镜座开设有一收容腔，收容腔的前端具有开口，视镜片安装于收容腔的后端，压盖固定安装于视镜座的前端，且覆盖于开口上，并与收容腔的后端面配合以使收容腔为一封闭的空间，其中，窥视镜还包括一韧性压环，韧性压环固定安装于收容腔内，且韧性压环的两端面分别抵接于压盖与视镜片上。该专利提供的窥视镜可使视镜片受力均匀，视镜片不会因受力不均匀而破碎，提高了窥视镜使用的安全性及使用寿命，但是，该专利的窥视镜水平地安装于使用设备上，加之该窥视镜缺乏扩视锥管的结构设计，使得从视镜片处观察到设备内的视野范围有限；另一方面，该专利的窥视镜缺乏减小设备与窥视镜间热对流和热传递的有效措施，使得窥视镜不能用于高温设备内工艺介质状况的观察。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种窥视镜，其包括视镜组件和与所述视镜组件相连的管件，所述窥视镜用于从所述视镜组件处对炉膛内工艺介质状况进行观察，所述窥视镜还包括扩视锥管，由彼此不同的材质制成的所述扩视锥管和所述管件以内套方式连接并以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层内，使得所述扩视锥管形成为从与所述管件内套连接处到所述炉膛处直径逐渐增大的锥形结构。

根据一个优选实施方式，所述扩视锥管和所述管件为中空结构，并且所述扩视锥管的下端部与所述耐火材料层的内壁平齐或内圆切。

根据一个优选实施方式，所述管件的下端部内套于所述扩视锥管的上端部以形成同轴并同斜度的结构，并且所述扩视锥管和所述管件向下倾斜的角度为15～60°。

根据一个优选实施方式，所述扩视锥管形成的圆锥角为15～60°。

根据一个优选实施方式，由耐高温刚玉材料制成的所述扩视锥管的外壁沿经、纬方向设置有多根筋条，所述筋条使用与所述扩视锥管相同的材料。

根据一个优选实施方式，所述视镜组件至少包括用于与所述管件的上端部焊接的视镜短节、用于观察所述炉膛内工艺介质状况的玻璃视镜片以及用于起压紧固定作用的压紧板和压紧旋盖。

根据一个优选实施方式，所述视镜组件还包括用于起连接和/或紧固作用的第一法兰、铰链、第二法兰、第三法兰、内六角螺栓以及压紧铰链，在所述炉膛内为负压或常压的条件下，通过所述压紧铰链进入的外部空气在所述玻璃视镜片和法兰内腔间形成一层气体隔离层以降低所述窥视镜的温度。优选地，通过所述压紧铰链进入的少量外部空气在所述玻璃视镜片和法兰内腔间形成一层微流的较低温度的气体隔离层。

根据一个优选实施方式，所述视镜组件还包括用于密封所述玻璃视镜片的第一垫片以及用于密封所述第一法兰和所述第二法兰之间缝隙的第二垫片。

根据一个优选实施方式，由石英玻璃片形成的所述玻璃视镜片的直径为100～150mm、厚度为10～15mm。

根据一个优选实施方式，所述视镜组件连接于所述管件的上端部，所述管件与炉窑壳体接触的部位以焊接方式连接，所述炉膛内的温度为1350℃及以下，压力为负压或常压。

本实用新型的窥视镜通过从玻璃视镜片处可清晰地观察到高温工作状态下炉窑内部的情况，避免了现有技术中需要反复打开观火孔引起的环境污染问题，并且本实用新型的窥视镜通过设置扩视锥管并将扩视锥管以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层内，可扩大窥视镜的观察范围；另一方面，由于扩视锥管的隔热性以及其与管件内气体的非流动性，使得炉窑内部的热传导、热对流被隔离，管件在炉窑外部的部分不会出现烫伤工作人员的温度。

附图说明

图1是本实用新型窥视镜的结构示意图；和

图2是本实用新型窥视镜的视镜法兰座的结构示意图。

附图标记列表

1：炉窑壳体 2：扩视锥管 3：视镜组件

4：管件 5：耐火材料层 6：炉膛

α：向下倾斜的角度 β：圆锥角 301：视镜短节

302：第一法兰 303：铰链 304：第二法兰

305：第三法兰 306：内六角螺栓 307：玻璃视镜片

308：压板 309：压紧旋盖 310：压紧铰链

311：第一垫片 312：第二垫片

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的窥视镜至少包括扩视锥管2、视镜组件3和管件4。视镜组件3焊接于管件4的上端部。扩视锥管2的上端部与管件4下端部以内套方式连接。扩视锥管2和管件4以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层5内。扩视锥管2形成为从与管件4内套连接处到炉膛6处直径逐渐增大的锥形结构。即：扩视锥管2朝向炉膛6的直径大于扩视锥管2与管件4内套连接处的直径。优选地，管件4是由耐高温钢材制成的。例如：2520不锈钢。管件4与炉窑壳体1接触的部位以焊接方式连接以使管件4固定于炉窑壳体1上。本实用新型提供的窥视镜通过设置扩视锥管2并将扩视锥管2以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层5内，不仅可以扩大窥视镜的观察范围，还可以减少辐射热，使窥视镜的温度低于炉膛6内的温度。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2和管件4为中空结构。扩视锥管2的下端与耐火材料层5的内壁平齐或内圆切以使窥视镜与炉膛6连通。本实用新型的窥视镜与炉膛6直接相通，可以在炉窑密闭的情况下从炉窑外部直观、安全地观察炉窑内的工艺过程，避免了现有技术中为观察炉窑内工艺情况需要反复打开观火孔，引起粉尘、扬尘而造成环境污染的问题；也可以避免现有技术中仅凭想象炉窑内的工艺状况而进行的盲目操作带来的安全、环保等问题。另一方面，在炉窑密闭的情况下，通过本实用新型的窥视镜直观、安全地观察炉窑内的工艺过程，避免了现有技术中因反复打开观火孔而使炉外气体进入炉窑，使得炉窑内的能耗增加、不利于优化工艺流程的问题。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2和管件4以内套方式形成同轴并同斜度的结构。扩视锥管2和管件4向下倾斜的角度α为15～60°。优选地，管件4的下端部内套于扩视锥管2的上端部，即：扩视锥管2与管件4内套连接处的直径为扩视锥管2的直径大于管件4的直径。扩视锥管2和管件4以内套方式形成同轴并同斜度的结构时，扩视锥管2和管件4的尺寸需要根据二者所用金属材料和非金属材料各自不同的膨胀系数来确定，以减小不必要的间隙。扩视锥管2和管件4采用不同的材质制成，也可以减少热传递，从而使窥视镜的温度低于炉膛6内的温度。优选地，扩视锥管2和管件4向下倾斜的角度为15°、30°或45°。更优选地，扩视锥管2和管件4向下倾斜的角度为45°。该倾斜角度α是指窥视镜的中轴线与炉窑壳体1形成的夹角。与水平方向放置的窥视镜相比，本实用新型的窥视镜以向下倾斜的方式设置以便于对准观察对象，扩大观察范围。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2形成为圆锥角β为15～60°的结构以扩展窥视镜的观察范围。优选地，扩视锥管2形成的圆锥角为15°、30°或45°。扩视锥管2以适当的圆锥角实现了视野扩展的功能。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2是由耐高温刚玉材料制成的。优选地，耐高温刚玉材料为耐高温铬刚玉材料。扩视锥管2的外壁沿经、纬方向设置有多根筋条。筋条使用与扩视锥管2相同的材料。通过在扩视锥管2的外壁沿经、纬方向布置尺寸适当的筋条，不仅可以加强扩视锥管2的刚度和强度，而且还可以使扩视锥管2与炉窑的耐火材料层5实现紧密地契合连接。本实用新型提供的窥视镜鉴于耐高温刚玉扩视锥管2的隔热性以及其与管件4内气体的非流动性，高温炉窑内部的热传导、热对流被隔离，管件4在炉窑外部的部分不会出现烫伤工作人员的温度。

如图2所示，视镜组件3至少包括用于与管件4的上端部焊接的视镜短节301、用于观察炉膛6内工艺介质状况的玻璃视镜片307以及用于起压紧固定作用的压紧板308和压紧旋盖309。其中，视镜短节301、压紧板308和压紧旋盖309是由耐高温钢材制成的。例如：2520不锈钢。2520不锈钢由于具有较高的铬含量和镍含量，使得其拥有高温蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性。2520不锈钢适合于1000℃及以下的耐热部件。玻璃视镜片307是由耐高温的石英玻璃预制而成。石英玻璃具有极低的热膨胀系数和高的耐温性。石英玻璃可承受的温度高达1450℃。

再次参见图2，视镜组件3还包括第一法兰302、铰链303、第二法兰304、第三法兰305、内六角螺栓306以及压紧铰链310。第一法兰302、铰链303、第二法兰304、第三法兰305、内六角螺栓306以及压紧铰链310用于起连接和/或紧固作用。在炉膛6内为负压或常压的条件下，通过压紧铰链310有少量的外部空气进入，进而在玻璃视镜片与法兰内腔之间形成一层微流的较低温度的气体隔离层。气体隔离层可减少窥视镜与炉膛6的对流传热，从而使窥视镜的温度低于炉膛6内的温度。优选地，气体隔离层的温度低于炉膛6内的温度。优选地，第一法兰302、第二法兰304、第三法兰305对称设置于视镜短节301和/或玻璃视镜片307的四周。第一法兰302、第二法兰304、第三法兰305和内六角螺栓306也是由耐高温钢材制成的。例如：2520不锈钢或316L不锈钢。本实用新型提供的窥视镜，鉴于快开法兰的快速性，在负压或常压的工艺条件下，可以绕铰链轴旋转翻开法兰对炉窑内进行某些操作。具体的，可通过调节压紧板308、压紧旋盖309和/或压紧铰链310从而翻开法兰对炉窑内进行某些操作。

继续参见图2，视镜组件3还包括第一垫片311和第二垫片312。第一垫片311用于密封玻璃视镜片307。第二垫片312用于密封第一法兰302和第二法兰304之间的缝隙。第一垫片311和第二垫片312是由柔性材料制成的。例如：柔性石墨。相较于石棉、纤维素及其复合材料等传统密封材料，由柔性石墨制成的第一垫片311和第二垫片312具有宽泛的使用温度，并且热膨胀系数小。由柔性石墨制成的第一垫片311和第二垫片312在高温下不软化、不蠕动。

根据一个优选实施方式，由石英玻璃片形成的玻璃视镜片307的直径为100～150mm、厚度为10～15mm。优选地，玻璃视镜片307的直径为120mm、厚度为12mm。本实用新型窥视镜所用的玻璃视镜片307可在需要时进行更换。更换时只需拆下紧固的第三法兰305上的内六角螺栓306并取下第三法兰305，然后将需要替换的玻璃视镜片307取下。安装替换后的玻璃视镜片307时，需要检查第二法兰304、第三法兰305的密封面是否完好以及第一垫片311和第二垫片312是否完好、平整。

根据一个优选实施方式，窥视镜用于从视镜组件3处对炉膛6内的工艺介质状况进行观察。炉膛6内的温度为1350℃及以下，压力为负压或常压。优选地，负压是指压力为0～－500Pa的微负压。本实用新型的窥视镜能够在炉窑的操作温度低于1350℃、压力为负压或常压的工艺条件下清晰、安全、环保地观察炉内工艺状况，可正确判断设备在高温下是否烧损、物料在高温下是否如预期流动、是否发生堵塞、融化等现象。

本实用新型的窥视镜通过将扩视锥管2和管件4以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层5内，以减少炉膛6对窥视镜的热辐射，同时，扩视锥管2和管件4由不同的材质制成套管的结构，也可以减少二者间的热传递，加之在炉膛6内为负压或常压的条件下，通过压紧铰链310有少量的外部空气进入，进而在玻璃视镜片与法兰内腔之间形成一层微流的较低温度的气体隔离层，可进一步减少窥视镜与炉膛6的对流传热，从而使得本实用新型的窥视镜不会出现烫伤工作人员的温度，实现了从玻璃视镜片307处清晰直观地观察炉窑内的工艺过程。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的窥视镜固定于高温流化床反应器上。高温流化床反应器至少包括炉窑壳体1、耐火材料层5和炉膛6。其中，炉膛6内的工艺温度为1350℃，压力为负压或常压。耐火材料层5是由耐火成型料和耐火浇注料组合而成的。耐火材料层5内衬于炉窑壳体1。耐火材料层5的厚度为500～700mm。耐火材料层5也可称作为保温层。在炉膛6内温度为1350℃左右时，通过耐火材料层5，使得炉窑壳体1外的温度降低为50℃左右。

本实施例的窥视镜至少包括扩视锥管2、视镜组件3和管件4。视镜组件3焊接于管件4的上端部。扩视锥管2的上端部与管件4的下端部以内套方式连接。扩视锥管2和管件4以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层5内。扩视锥管2朝向炉膛6的直径大于扩视锥管2与管件4内套连接处的直径。扩视锥管2为锥形结构。管件4与炉窑壳体1接触的部位以焊接方式连接以使管件内4固定于炉窑壳体1上。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2投影在水平方向上的长度为耐火材料层5厚度的一半。

根据一个优选实施方式，管件4在炉窑壳体1外部的长度为150～220mm，管件4在耐火材料层5内的长度投影在水平方向上的长度也为耐火材料层5厚度的一半。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2与管件4向下倾斜的角度α为45°。

根据一个优选实施方式，扩视锥管2的圆锥角β为20°。

根据一个优选实施方式，管件4与扩视锥管2内套连接处的直径为管件4的直径小于扩视锥管2的直径。具体地，管件4的内径为100mm，与管件4下端部内套的扩视锥管2的内径为110mm。

本实施例的窥视镜能够用于炉膛内温度为1350℃及以下并且炉膛6内为负压或常压的高温炉窑中，通过本实施例提供的窥视镜，可清晰而安全地观察到高温炉窑内物料的工作状况。另一方面，本实施例的窥视镜通过以适当角度将管件4和扩视锥管2插入高温炉窑的耐火材料层5内，可实现宽视野地观察高温炉窑内物料工作过程，有利于正确的工艺操作，对优化工艺条件、节能降耗、防止环境污染起到重要作用。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种窥视镜，其包括视镜组件(3)和与所述视镜组件(3)相连的管件(4)，所述窥视镜用于从所述视镜组件(3)处对炉膛(6)内工艺介质状况进行观察，

其特征在于，

所述窥视镜还包括扩视锥管(2)，

由彼此不同的材质制成的所述扩视锥管(2)和所述管件(4)以内套方式连接并以向下斜插方式设置于炉窑的耐火材料层(5)内，使得所述扩视锥管(2)形成为从与所述管件(4)内套连接处到所述炉膛(6)处直径逐渐增大的锥形结构。

2.如权利要求1所述的窥视镜，其特征在于，所述扩视锥管(2)和所述管件(4)为中空结构，并且所述扩视锥管(2)的下端部与所述耐火材料层(5)的内壁平齐或内圆切。

3.如权利要求2所述的窥视镜，其特征在于，所述管件(4)的下端部内套于所述扩视锥管(2)的上端部以形成同轴并同斜度的结构，并且所述扩视锥管(2)和所述管件(4)向下倾斜的角度(α)为15～60°。

4.如权利要求3所述的窥视镜，其特征在于，所述扩视锥管(2)形成的圆锥角(β)为15～60°。

5.如权利要求4所述的窥视镜，其特征在于，由耐高温刚玉材料制成的所述扩视锥管(2)的外壁沿经、纬方向设置有多根筋条，所述筋条使用与所述扩视锥管(2)相同的材料。

6.如权利要求1所述的窥视镜，其特征在于，所述视镜组件(3)至少包括用于与所述管件(4)的上端部焊接的视镜短节(301)、用于观察所述炉膛(6)内工艺介质状况的玻璃视镜片(307)以及用于起压紧固定作用的压紧板(308)和压紧旋盖(309)。

7.如权利要求6所述的窥视镜，其特征在于，所述视镜组件(3)还包括用于起连接和/或紧固作用的第一法兰(302)、铰链(303)、第二法兰(304)、第三法兰(305)、内六角螺栓(306)以及压紧铰链(310)，在所述炉膛(6)内为负压或常压的条件下，通过所述压紧铰链(310)进入的外部空气在所述玻璃视镜片(307)和法兰内腔间形成一层气体隔离层以降低所述窥视镜的温度。

8.如权利要求7所述的窥视镜，其特征在于，所述视镜组件(3)还包括用于密封所述玻璃视镜片(307)的第一垫片(311)以及用于密封所述第一法兰(302)和所述第二法兰(304)之间缝隙的第二垫片(312)。

9.如权利要求8所述的窥视镜，其特征在于，由石英玻璃片形成的所述玻璃视镜片(307)的直径为100～150mm、厚度为10～15mm。

10.如权利要求1至9之一所述的窥视镜，其特征在于，

所述视镜组件(3)连接于所述管件(4)的上端部，所述管件(4)与炉窑壳体(1)接触的部位以焊接方式连接，

所述炉膛(6)内的温度为1350℃及以下，压力为负压或常压。