CN217103558U - 一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置；其中氧气入口、氧气过滤器、氧气调压阀和气包顺序相连；鼓泡器的鼓泡管由窑炉下方的鼓泡器安装孔伸入窑炉内，鼓泡器由鼓泡管、鼓泡管内的冷却夹套结构、冷却水进水口、冷却水出水口、小泡进气口和大泡进气口组成，鼓泡管下部设有冷却水进水口和冷却水出水口，冷却夹套的下端安装有并联的小泡进气口和大泡进气口；供气系统的小泡进气口通过金属软管与小泡氧气铜球阀相连，大泡进气口通过金属软管与大泡氧气铜球阀相连，小泡氧气铜球阀和大泡氧气铜球阀均通过管道与调压系统相连，调压系统的入口与气包相连。本实用新型本装置实现了在窑底间断吹入两种鼓泡的配合。

Description

一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置

技术领域

本实用新型属于玻璃制造的辅助工艺技术领域，具体为一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置。

背景技术

硼硅药用玻璃熔化与普通钠钙玻璃不同，由于玻璃成分中Al₂O₃、B₂O₃含量高，具有熔化温度高、玻璃液易分层、氧化硼易挥发、电阻率随温度变化大、澄清相对困难等特点。

典型的硼硅药用玻璃的成分如下：SiO₂为75％、Al₂O₃为2％-7％、B₂O₃>8％、RO为5％、R2O为4％-8％；硼硅药用玻璃的这些特点，非常容易形成各种各样的玻璃产品缺陷。在窑炉熔化池底部，增加鼓泡器，能够使底部高Al₂O₃含量的变质玻璃及表面富硼玻璃，都充分参与到正常的玻璃液流中，在液流作用下实现变质玻璃的打散与均化。这是解决上述玻璃生产缺陷的有效方式之一。

玻璃熔窑增加鼓泡器以后，可以有效地提高玻璃质量，降低能耗。鼓泡有节能作用：一是，鼓泡气体带动玻璃液上升速度增加，相应增加了玻璃池窑内的玻璃液的对流速度，玻璃液从热点到投料口的回流量增加，加速了配合料底层化料速度。二是，鼓泡对玻璃体内气体的强烈吸收作用，可通过适当降低澄清温度，减少能耗。其澄清原理是：通过玻璃液泡沫区，原料熔化分解气体的剧烈排放，玻璃液中还残存着大量的未排放的小的气泡群，回流的玻璃液在二次升温后，也会析出，玻璃液在热点处形成含有高密度气体微泡的玻璃体，提高熔化澄清温度，可增加直径0.2mm以上气泡的上浮速度，促进气体排放，但对直径在0.2mm以下的气泡则很难通过上浮而消除，还有大量的小气泡需要玻璃液本身吸收来消除玻璃板上的可见气泡，但熔体吸收不了时，在成品上会以微泡的形式存在，造成玻璃质量缺陷。

在玻璃液降温过程中，由于玻璃体分子链的结合，玻璃体会争夺气泡中的氧气，进入玻璃的结构中，气泡内的氧分压降低，而其他气体的分压上升，破坏了原有的气—液态压力平衡，其他气体溶入玻璃液中，在降温时，气泡中的氧气再被争夺，其他气体分压在提高，溶入玻璃体，直至气泡消失。同时，在降温时，玻璃体还会较温度高时更硬，更容易堵住鼓泡器的孔。

玻璃液在澄清过程中，大气泡排出与小气泡吸收这两个阶段是必不可少的,前者要求必要的温度和持续时间，后者需要一定的温降梯度，如果采用鼓泡的形式，减少小气泡的数量，减少小气泡的吸收消除的数量，质量会有所提高。

因此急需一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，在热点窑底处，吹入间断的气体，利用吹入的气体与玻璃体内气体成分的不同，分压不同，迅速吸收玻璃体内的气体，减少玻璃残留气体含量，降低成品产生微气泡的机率，达到促进玻璃澄清的目的。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，包括：氧气入口、氧气过滤器、氧气调压阀、气包、窑炉、冷却水系统、至少一个鼓泡器和与鼓泡器数量对应的供气系统，其中氧气入口、氧气过滤器、氧气调压阀和气包顺序相连；鼓泡器的鼓泡管由窑炉下方的鼓泡器安装孔伸入窑炉内，鼓泡器由鼓泡管、鼓泡管内的冷却夹套结构、冷却水进水口、冷却水出水口、小泡进气口和大泡进气口组成，鼓泡管下部设有冷却水进水口和冷却水出水口，冷却夹套的下端安装有并联的小泡进气口和大泡进气口；

所述供气系统包括：调压系统、小泡氧气铜球阀和大泡氧气铜球阀，小泡进气口通过金属软管与小泡氧气铜球阀相连，大泡进气口通过金属软管与大泡氧气铜球阀相连，小泡氧气铜球阀和大泡氧气铜球阀均通过管道与调压系统相连，调压系统的入口与气包相连，调压系统内包括和主管路并联的氧气流量控制阀、以及流量计及配套调节阀。

所述氧气调压阀、氧气流量控制阀、流量计及配套调节阀、氧气压力表、小泡氧气铜球阀和大泡氧气铜球阀均与连接有质量流量控制器。

所述氧气调压阀的进出口分别安装有阀前氧气压力表和阀后氧气压力表。

所述调压系统的进出口外均设有氧气压力表。

所述冷却水系统包括：自来水口、软化水箱、水泵、调压阀、纯水器、冷却水箱和回水温度表，冷却水出水口通过管道顺序与回水温度表、冷却水箱、软化水箱、水泵、调压阀和冷却水入口相连形成冷却水回路；软化水箱的净水入口通过纯水器与自来水口相连；在冷却水入口和冷却水出水口附近的管路上，还安装有水压表。

当鼓泡器为多组时，多个鼓泡器的冷却水入口在调压阀后方分成多路，且在各路的回水温度表之后汇合。

所述调压阀上设有调压压力表。

本实用新型的有益效果在于：

1.本装置实现了在窑底间断吹入两种鼓泡频率和流量的配合；相互不干扰且达到了各自的效果。

2.在玻璃液中形成大的气泡，大的气泡有很大的浮力，在气泡上升的过程中，会强烈的搅动玻璃液，使玻璃液成分均匀一致；在其他时间等间隔吹入小的气泡，间歇性鼓小泡保证鼓泡器上端气路的通畅。

附图说明

图1为本实用新型一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中鼓泡器的结构示意图。

其中：1--氧气入口，2--氧气过滤器，3--氧气调压阀，4--阀前氧气压力表，5--阀后氧气压力表，6-3--小泡氧气铜球阀，6-4--大泡氧气铜球阀，7--氧气流量控制阀，8--流量计及配套调节阀，9--氧气压力表，10--自来水口，11--软化水箱，12--水泵，13--调压阀，14--调压压力表，15--纯水器，16--调压系统，17--鼓泡器，18--冷却水箱，19--水压表，20--回水温度表，21--气包，17-1--冷却水进水口，17-2--冷却水出水口，17-3--小泡进气口，17-4--大泡进气口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示的本实用新型实施例，包括：氧气入口1(气源)、氧气过滤器2、氧气调压阀3、气包21、窑炉(图中未示出)、冷却水系统、至少一个鼓泡器17和与鼓泡器数量对应的供气系统，其中氧气入口1、氧气过滤器2、氧气调压阀3和气包21顺序相连；冷却水系统中鼓泡管冷却水的运行、以及供气系统和中鼓泡管氧气的供应、分配和调节均通过对各自质量流量控制器(MFC)预设从而进行调节流量，指示和报警；鼓泡器的鼓泡管由窑炉下方的鼓泡器安装孔伸入窑炉内，鼓泡器17是由鼓泡管、鼓泡管内的冷却夹套结构、冷却水进水口17-1、冷却水出水口17-2、小泡进气口17-3和大泡进气口17-4组成，鼓泡管下部设有冷却水进水口17-1和冷却水出水口17-2，冷却夹套的下端安装有并联的小泡进气口17-3和大泡进气口17-4；氧气调压阀3与自己的质量流量控制相连；

冷却水系统包括：自来水口10、软化水箱11、水泵12、调压阀13、纯水器15、冷却水箱18和回水温度表20，冷却水出水口17-2通过管道顺序与回水温度表20、冷却水箱18、软化水箱11、水泵12、调压阀13和冷却水入口17-1相连形成冷却水回路；软化水箱11的净水入口通过纯水器15与自来水口10相连；在冷却水入口17-1和冷却水出水口17-2附近的管路上，还安装有水压表19；水泵12、调压阀13、水压表19和回水温度表20均与各自的水系统质量流量控制器相连以实现对冷却水系统的控制及监控，每个冷却水系统由单独的单组冷却水控制系统进行数据记录，各组水系统中的质量流量控制器均与单组冷却水控制系统相连。

供气系统包括：调压系统16、小泡氧气铜球阀6-3和大泡氧气铜球阀6-4，小泡进气口17-3通过金属软管与小泡氧气铜球阀6-3相连，大泡进气口17-4通过金属软管与大泡氧气铜球阀6-4相连，小泡氧气铜球阀6-3和大泡氧气铜球阀6-4均通过管道与调压系统16相连，调压系统16的入口与气包21相连，调压系统16内包括和主管路并联的氧气流量控制阀7、以及流量计及配套调节阀8，调压系统16的进出口外的管路上均设有氧气压力表9；氧气调压阀3的进出口处分别与阀前氧气压力表4和阀后氧气压力表5；

氧气调压阀3、阀前氧气压力表4、阀后氧气压力表5、氧气流量控制阀7、流量计及配套调节阀8、氧气压力表9、小泡氧气铜球阀6-3和大泡氧气铜球阀6-4均与各自的供气系统质量流量控制器相连以实现对供气系统的控制及监控，每个供气系统由单独的单组供气控制系统进行记录，各供气系统的质量流量控制器均与该组供气系统中的单组供气控制系统相连；

工作时，大泡氧气铜球阀6-4根据需求，设置每分钟内均匀生成6～8个大气泡；大泡进气口17-4的体积流量为不大于0.55Nm³/h，最小值根据具体玻璃溶液的情况以可以不间断生成大气泡为准；在大泡氧气铜球阀6-4不开启时(具体为大泡氧气铜球阀6-4每次关闭的8-12s时间段内)，小泡氧气铜球阀6-3打开，持续生成小气泡，小泡进气口17-3的体积流量为不小于0.02Nm³/h，最大值以持续生成不连续的小气泡为准；

当鼓泡器17为多组时，多个鼓泡器17的冷却水入口17-1在调压阀13后方分成多路，且在回水温度表20之后汇合；多个调压系统16在气包21上的不同的出口形成多路。

在本实施例中，窑炉底部呈单排设有7根鼓泡器，因此，气包21的出口分别与并联的7个调压系统16相连，各组的小泡氧气铜球阀6-3和大泡氧气铜球阀6-4外设有与金属软管相连的不锈钢管压缩接头(8*1mm)，各组小泡氧气铜球阀6-3和大泡氧气铜球阀6-4用于控制各鼓泡器的小泡进气口17-3和大泡进气口17-4的释放。该种用于玻璃窑炉的水冷式鼓泡系统将鼓泡器成排安装在热点附近区域，气泡上升过程中对玻熔液翻腾搅拌，提高配合料熔化效率，提高窑炉的澄清效率，加速玻璃的均化，提高玻璃产品质量，提高热效，降低能耗。

在本实施例中，氧气调压阀3的体积流量为0.14～4.00Nm³/h，具体的流量根据实际情况进行有效控制；氧气纯度＞99％；氧气鼓泡管使用的压力为5bar，调压系统16出口的氧气压力也为5bar；氧气入口1的氧气压力最大为8～18bar。

在本实施例中，水冷的鼓泡管由镍基合金制成，保证了鼓泡器的使用寿命。

在本实施例中，鼓泡管通过电绝缘固定方式固定在次梁上。

在本实施例中，鼓泡管的小泡进气口17-3、大泡进气口17-4与氧气管、以及冷却水入口17-1、冷却水出水口17-2与冷却水管都是以电绝缘方式分开的；通气体的不锈钢软管采用特殊绝缘件，冷却水管采用高电阻特殊软管；具体的，从鼓泡管到调压系统16的氧气管使用304无缝不锈钢管；外径

壁厚1mm。耐压值1.6Mpa；从而保证对鼓泡管的氧气供应维持不间断的持续供应。

在本实施例中，带电的鼓泡管通过橡胶软管与接地的冷却水管绝缘，其长度建议大于2m可以确保安全；考虑到窑炉的高热辐射，应注意橡胶软管与耐火材料之间至少保持50厘米的距离。而且，还必须提供足够的保温隔热材料，防止热辐射。选定如下硫化玻璃纤维护套加工用的冷却水管(技术指标)为：内径D＝13mm；壁厚＝6mm；工作压力为2Mpa；温度范围为10℃-100℃(水温)；耐热辐射温度℃高于400℃。

在本实施例中，质量流量控制器的电源由220V交流电供电，流量显示和设定等操作由与其配套的流量显示电源提供。

在本实施例中，调压阀13上设有调压压力表14。

Claims (7)

1.一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，包括：氧气入口（1）、氧气过滤器（2）、氧气调压阀（3）、气包（21）、窑炉、冷却水系统、至少一个鼓泡器（17）和与鼓泡器数量对应的供气系统，其中氧气入口（1）、氧气过滤器（2）、氧气调压阀（3）和气包（21）顺序相连；鼓泡器的鼓泡管由窑炉下方的鼓泡器安装孔伸入窑炉内，鼓泡器（17）由鼓泡管、鼓泡管内的冷却夹套结构、冷却水进水口（17-1）、冷却水出水口（17-2）、小泡进气口（17-3）和大泡进气口（17-4）组成，鼓泡管下部设有冷却水进水口（17-1）和冷却水出水口（17-2），冷却夹套的下端安装有并联的小泡进气口（17-3）和大泡进气口（17-4）；

所述供气系统包括：调压系统（16）、小泡氧气铜球阀（6-3）和大泡氧气铜球阀（6-4），小泡进气口（17-3）通过金属软管与小泡氧气铜球阀（6-3）相连，大泡进气口（17-4）通过金属软管与大泡氧气铜球阀（6-4）相连，小泡氧气铜球阀（6-3）和大泡氧气铜球阀（6-4）均通过管道与调压系统（16）相连，调压系统（16）的入口与气包（21）相连，调压系统（16）内包括和主管路并联的氧气流量控制阀（7）、以及流量计及配套调节阀（8）。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，所述氧气调压阀（3）、氧气流量控制阀（7）、流量计及配套调节阀（8）、小泡氧气铜球阀（6-3）和大泡氧气铜球阀（6-4）均与连接有质量流量控制器。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，所述氧气调压阀（3）的进出口分别安装有阀前氧气压力表（4）和阀后氧气压力表（5）。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，所述调压系统（16）的进出口外均设有氧气压力表（9）。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，所述冷却水系统包括：自来水口（10）、软化水箱（11）、水泵（12）、调压阀（13）、纯水器（15）、冷却水箱（18）和回水温度表（20），冷却水出水口（17-2）通过管道顺序与回水温度表（20）、冷却水箱（18）、软化水箱（11）、水泵（12）、调压阀（13）和冷却水进水口（17-1）相连形成冷却水回路；软化水箱（11）的净水入口通过纯水器（15）与自来水口（10）相连；在冷却水进水口（17-1）和冷却水出水口（17-2）附近的管路上，还安装有水压表（19）。

6.根据权利要求5所述的一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，当鼓泡器（17）为多组时，多个鼓泡器（17）的冷却水进水口（17-1）在调压阀（13）后方分成多路，且在各路的回水温度表（20）之后汇合。

7.根据权利要求5或6之一所述的一种玻璃窑炉炉底水冷式鼓泡装置，其特征在于，所述调压阀（13）上设有调压压力表（14）。

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