CN215440166U - 一种通道澄清段法兰结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通道澄清段法兰结构，包括铂金澄清管、法兰和两个法兰连接件；铂金澄清管的外径小于法兰的内径，铂金澄清管穿过法兰；法兰连接件包括法兰连接段和铂金澄清管连接段，法兰连接段垂直于铂金澄清管连接段，两个法兰连接件对称设置在法兰的两侧，法兰连接件的法兰连接段与法兰进行连接，法兰连接件的铂金澄清管连接段与铂金澄清管相连接。通过在法兰的两侧设置法兰连接件与铂金澄清管进行固定连接，实现法兰根部两侧的力场和电场的均匀性分布，形成对称式分流结构，稳定结构和电场均匀性，延长法兰根部损耗时长，进而延长铂金通道运行寿命。

Description

一种通道澄清段法兰结构

技术领域

本实用新型属于基板玻璃制造技术领域，具体属于一种通道澄清段法兰结构。

背景技术

铂金通道澄清段主要负责对玻璃液进行高温澄清排泡的功能，其工作温度可达1630℃以上，另外通过两端的法兰结构持续向本体提供高达5000A以上的电流，在这种状态下通道需要长期稳定的运行，这对铂金结构来讲具有极大的挑战性，由于通道法兰结构的原因，且考虑到实际膨胀问题，针对法兰根部一段区域的本体需要在首次铂金升温膨胀完成以后再进行填充，而铂金澄清管主体的填充则在冷态下已经完成，因此在高温状态下所填充的法兰根部区域，其致密性相较主体更为薄弱，在后期线体正常运行过程中，伴随着电流和氧化挥发的共同作用，法兰根部区域极易发生损坏，由于当前的法兰与铂金本体的焊接采用整体一侧翻边直接焊接的结构，且根据多条线体的拆解可以发现，首先损耗区均在法兰前侧根部即法兰与铂金澄清管焊接焊缝的相反一侧，分析焊缝一层焊缝自身对主体具有一定的加强作用，而另一侧则主要为原始的本体厚度，因此在原本前后两侧均薄弱的情况下，前侧更易出现断裂问题。

另外法兰主要起到的是导流的作用，而法兰与铂金澄清管道本体的连接方式需考虑作用效果的一致性，而当前法兰根部是向一侧过渡后直接便于本体连接，这种方式没有实现电流的均匀缓慢的过渡，也是造成根部温度不均匀且铂金断裂的另一原因。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种通道澄清段法兰结构，结构简单，能够延长法兰根部损耗时长，延长铂金通道运行寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种通道澄清段法兰结构，包括铂金澄清管、法兰和两个法兰连接件；

所述铂金澄清管的外径小于法兰的内径，所述铂金澄清管穿过法兰；

所述法兰连接件包括法兰连接段和铂金澄清管连接段，所述法兰连接段垂直于铂金澄清管连接段，两个法兰连接件对称设置在法兰的两侧，法兰连接件的法兰连接段与法兰进行连接，法兰连接件的铂金澄清管连接段与铂金澄清管相连接。

优选的，所述法兰连接件与铂金澄清管采用翻边自熔焊进行连接形成对接焊缝，对接焊缝的宽度为5-7mm。

优选的，所述法兰连接件上法兰连接段和铂金澄清管连接段的连接部位呈圆弧过渡形成圆弧过渡区。

进一步的，所述圆弧过渡区的圆弧倒角半径为5mm至10mm。

优选的，所述法兰连接件上法兰连接段与法兰通过焊接形成分流焊接点进行固定连接。

优选的，所述分流焊接点通过填丝焊接形成，分流焊接点与法兰连接件上法兰连接段的连接长度为5mm至10mm。

优选的，所述铂金澄清管的厚度为1.0mm至1.5mm。

优选的，所述法兰连接件的厚度为铂金澄清管厚度的1.2至1.4倍，法兰连接件的长度范围为100mm至150mm。

优选的，所述铂金澄清管、法兰连接件和法兰均采用铂铑合金制成，所述铂铑合金中铑含量大于15％，小于25％。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供一种通道澄清段法兰结构，通过在法兰的两侧设置法兰连接件与铂金澄清管进行固定连接，实现法兰根部两侧的力场和电场的均匀性分布，形成对称式分流结构，稳定结构和电场均匀性，延长法兰根部损耗时长，进而延长铂金通道运行寿命。确保前后两侧的强度和电流场分布均匀，对通道法兰根部的寿命具有有效改善作用，延长铂金通道澄清段整体运行寿命，保证法兰根部温度的均匀性，这对稳定生产工艺具有重要作用。

进一步的，法兰连接件的厚度是铂金澄清管主体的1.2至1.4倍，增大法兰连接件的厚度可有效延长连接部位自身的强度寿命，最终保证整个法兰根部区域拥有更好的整体性和材料耐损耗性。

进一步的，通过采用翻边自熔焊将厚度不同的法兰连接件与铂金澄清管进行连接，保证了焊缝的均匀性，通过无损检测确保焊缝的完整性，提高了连接强度。

进一步的，通过在法兰连接件的法兰连接段和铂金澄清管连接段进行圆弧角连接，圆弧角提高了法兰连接件的使用寿命，降低膨胀变形可能引起的局部应力集中。

进一步的，通过铑含量需大于15％以上，使其具备1670℃高温环境持久不变形，且具有良好的焊接和抗氧化能力，同时铑的含量需小于25％，主要考虑加工能力，铑含量过高，材料硬度增加，加工能力降低；

附图说明

图1为本实用新型实施例一种通道澄清段法兰结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种通道澄清段法兰根部的剖面结构示意图；

附图中：1为铂金澄清管；2为法兰连接件；3为对接焊缝；4为法兰；5为圆弧过渡区；6为分流焊接点。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型一种通道澄清段法兰结构，包括铂金澄清管1、法兰4和两个法兰连接件2；铂金澄清管1的外径小于法兰4的内径，铂金澄清管1穿过法兰4。

法兰连接件2包括法兰连接段和铂金澄清管连接段，所述法兰连接段垂直于铂金澄清管连接段，两个法兰连接件2对称设置在法兰4的两侧，法兰连接件2的法兰连接段与法兰4进行连接，法兰连接件2的铂金澄清管连接段与铂金澄清管1相连接。

通过法兰与本体的连接方式的改变，提高法兰根部强度和均匀性，延长法兰根部运行寿命。

铂金澄清管1要求具备可承受1670℃的高温环境持久不变形，且具有良好的焊接和抗氧化能力，其为承载玻璃液的管体结构。

法兰连接件2采用不同于主体的热态填充技术，致密性相较主体1会相对薄弱，因此此段区域需要增加其结构强度，需要结合法兰与本体的过渡连接方式综合设计。

法兰连接件2上法兰连接段和铂金澄清管连接段的连接部位呈圆弧过渡形成圆弧过渡区5。圆弧过渡区5为通道最危险的区域，通道的断裂常发生于此位置，因此位置需要考虑电和结构的兼容，通过结构设计实现此区域的分流过渡。

实施例

如图1和图2所示，一种通道澄清段法兰结构，包括铂金澄清管1、法兰连接件2、对接焊缝3、法兰4、圆弧过渡区5和分流焊接点6，铂金澄清管1的外径小于法兰4的内径，铂金澄清管1穿过法兰4；法兰连接件2包括法兰连接段和铂金澄清管连接段，法兰连接段垂直于铂金澄清管连接段，两个法兰连接件2对称设置在法兰4的两侧，法兰连接件2的法兰连接段与法兰4进行连接，法兰连接件2的铂金澄清管连接段与铂金澄清管1相连接。法兰连接件2与铂金澄清管1采用翻边自熔焊进行连接形成对接焊缝3，法兰连接件2上法兰连接段和铂金澄清管连接段的连接部位呈圆弧过渡形成圆弧过渡区5。法兰连接件2上法兰连接段与法兰4通过焊接形成分流焊接点6进行固定连接。

通过设计法兰根部两侧的对称分流结构，采用厚度为主体厚度1.5倍的结构进行过渡至主体结构1上，再采用翻边焊接，为本实用新型的整体结构布局，如图2所示。

铂金澄清管1采用铂铑合金材料中的PtRh20制成，其材料纯度必须达到99.95％以上，可承受1670℃的高温持久不变形，厚度结合电流截面分布和高温损耗对应的寿命设计匹配设计为1.0至1.5mm之间；铑含量需大于15％以上，使其具备1670℃高温环境持久不变形，且具有良好的焊接和抗氧化能力，同时铑的含量需小于25％，主要考虑加工能力，铑含量过高，材料硬度增加，加工能力降低。

法兰连接件2采用对称式结构，材料与澄清管主体1保持一致，针对此区域为高温氧化挥发的最严重区，将厚度设计为铂金澄清管1的1.2至1.4倍左右，其主要是针对法兰根部铂金材料的挥发速率计算所得，一般情况下，法兰根部的挥发损耗速率为每月0.01mm左右，且根部的断裂极限厚度约为0.65mm左右，在此结构的使用下铂金通道寿命可延长至4年以上。另外根据线体拆解和法兰区域结构热态填充的范围可设定法兰连接件2的长度范围为100mm至150mm之间，厚度区域可有效覆盖热态填充区。

法兰连接件2的根部区域填充，其在热态下1300℃实施填充，此温度为铂金的膨胀到位温度，填充料主要材料为Zr02粉料，其中Zr02含量需大于85％，有效提升填充料自身的抗高温能力。

本实用新型主要解决的就是法兰根部的损坏问题，主要原因就是法兰根部区域填充相较主段大部分区域较为薄弱，易发生氧化挥发。由于铂金通道在升温过程中需要膨胀增长，铂金通道主体的大部分区域都可以正常增长，而法兰区域由于法兰4的结构，导致不能对其在常温下提前填充，否则升温膨胀过程就会由于填充料的烧结凝固，限制法兰4的位移，会出现受力甚至损坏重大问题，因此一般是在升温膨胀到位以后，再对法兰根部进行热态下的快速填充，此时温度较高，空间有限，无法像主段的大部分区域一样，在室温下缓慢细致的填充，因此法兰根部区域的填充相较在高温下的填充质量会衰减30％左右。

对接焊缝3为铂金澄清管1与法兰连接件2的焊接点，由于为不同厚度的过渡焊接，此区域可采用翻边自熔焊的方法，将两个不同厚度的管体焊接为一体，焊缝要求饱满均匀，焊缝宽度控制在5-7mm，优选6mm，均匀性必须控制在1mm的范围内，且需要通过无损检测确保焊缝的完整性。

法兰4采用纯Pt材质和铂铑合金材质的由外径及内径的多层过渡材料，主要与法兰的导电性能有关，采用不同材料不同厚度过渡主要是根据由外至内导电过程中电流均匀性分配的目的。

圆弧过渡区5为法兰连接件2上法兰连接段和铂金澄清管连接段的连接部位，将铂金由平行于法兰4平面的垂直结构过渡至平行于铂金澄清管1的水平结构，圆弧一次成型，倒角半径为5mm至10mm。

分流焊接点6主要将法兰根部前后两侧的对称式连接方式有效过渡至法兰主体4上，此焊点采用填丝焊接，焊接区域采用面接触的方式，接触重合区域为5mm至10mm，主要保持焊接的充分性和面接触的质量。电流从法兰4导入，经过分流焊接点6，分别传导至两侧，最终作用在铂金澄清管1上。

本实用新型所采用分流对称式结构，可通过厚度过渡的方式，将法兰根部两侧的本体厚度设计增加，且完整过渡，致使根部过渡区5做到无焊缝，保持法兰4与铂金澄清管1由垂直至水平的平滑过渡，降低膨胀变形可能引起的局部应力集中，再加上法兰连接件2原本的氧化挥发，厚度可有效延长此区域自身的强度寿命，最终保证整个法兰连接件拥有更好的整体性和材料耐损耗性。同时前后对称的分流结构也可使电流能够均匀的向两侧传导，且在两侧根部形成均匀的电场，保证法兰根部温度的均匀性，这对稳定生产工艺具有重要作用。

Claims (8)

1.一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，包括铂金澄清管(1)、法兰(4)和两个法兰连接件(2)；

所述铂金澄清管(1)的外径小于法兰(4)的内径，所述铂金澄清管(1)穿过法兰(4)；

所述法兰连接件(2)包括法兰连接段和铂金澄清管连接段，所述法兰连接段垂直于铂金澄清管连接段，两个法兰连接件(2)对称设置在法兰(4)的两侧，法兰连接件(2)的法兰连接段与法兰(4)进行连接，法兰连接件(2)的铂金澄清管连接段与铂金澄清管(1)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述法兰连接件(2)与铂金澄清管(1)采用翻边自熔焊进行连接形成对接焊缝(3)，对接焊缝(3)的宽度为5-7mm。

3.根据权利要求1所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述法兰连接件(2)上法兰连接段和铂金澄清管连接段的连接部位呈圆弧过渡形成圆弧过渡区(5)。

4.根据权利要求3所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述圆弧过渡区(5)的圆弧倒角半径为5mm至10mm。

5.根据权利要求1所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述法兰连接件(2)上法兰连接段与法兰(4)通过焊接形成分流焊接点(6)进行固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述分流焊接点(6)通过填丝焊接形成，分流焊接点(6)与法兰连接件(2)上法兰连接段的连接长度为5mm至10mm。

7.根据权利要求1所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述铂金澄清管(1)的厚度为1.0mm至1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种通道澄清段法兰结构，其特征在于，所述法兰连接件(2)的厚度为铂金澄清管(1)厚度的1.2至1.4倍，法兰连接件(2)的长度范围为100mm至150mm。

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