CN219869192U - 一种具有在线摄像机构的高温马弗炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有在线摄像机构的高温马弗炉，包括：炉体，所述炉体设有透明的摄像窗及至少一个照明窗；摄像机构，位于所述炉体外，所述摄像机构包括与所述摄像窗相对的摄像头及环绕所述摄像头设置向所述摄像头喷冷气的气冷套；光源，位于所述炉体外且与所述照明窗相对；监控装置，位于所述炉体外且与所述摄像机构通讯连接，接收所述摄像机构传来的视频并对其进行显示、保存或处理。本实用新型的具有在线摄像机构的高温马弗炉，可对马弗炉内样品的熔化的整个过程进行摄像并将数据传递至显示装置进行显示、保存或处理，从而使得实验人员可以观察样品融化的整个过程。

Description

一种具有在线摄像机构的高温马弗炉

技术领域

本实用新型涉及玻璃生产领域，具体为一种具有在线摄像机构的高温马弗炉。

背景技术

在玻璃和玻璃纤维生产领域，通常需要使用高温马弗炉进行配合料熔样实验，以验证配合料新配方熔样效果或不同配合料配方之间的熔化效果差异。熔样温度根据配合料的差异，大约在1200～1700℃。高温马弗炉常用样式有两种，一种是普通马弗炉，从实验样品放入炉内关上炉门开始，直到实验结束，并冷却至常温过程中，全程不可视，实验结果通过观察熔化结束并冷却后的熔体来判定配合料的熔化效果。另一种是带可视窗的马弗炉，在实验过程中，当固体温度稍高于500℃时，就会辐射暗红色的可见光，温度继续升高，随之出现黄色光，当温度超过1000℃时就会出现紫色光，这时炉内自然产生约占70％以上的红外线和大量可见光和紫外线。实验人员通过可视窗观察炉内状态，但低温阶段的光线弱，观察效果极差，高温阶段红外线对人眼有伤害，可佩戴高温护目镜观察炉内熔体状态。但由于护目镜过滤了对人眼睛有伤害的红外线，使观察到的结果模糊失真，且人眼只能短时间观察。一般情况下，可大致了解是否配合料是否熔化，用于在实验结束末端阶段判断是否还需要提高温度和延长时间，但对整个熔化过程各种反应状态是无法有效观察的。随着技术的进步及需求的进一步提高，本领域技术人员对玻璃或玻璃纤维新配合料的探索和研究，已经不满足于观察冷却后的玻璃熔体状态或者通过简单观察某一阶段的状态来判定实验结果，还需要观察整个熔化过程，包括硅酸盐形成、玻璃形成、澄清等，获得各过程变化数据，为工业化生产时工艺参数制定和调整提供更详细的参考依据。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有在线摄像机构的高温马弗炉，可对马弗炉内样品的熔化的整个过程进行摄像并将数据传递至显示装置进行显示、保存或处理，从而使得实验人员可以观察样品融化的整个过程。

本实用新型的具有在线摄像机构的高温马弗炉，包括：

炉体，所述炉体设有透明的摄像窗及至少一个照明窗；

摄像机构，位于所述炉体外，所述摄像机构包括与所述摄像窗相对的摄像头及环绕所述摄像头设置向所述摄像头喷冷气的气冷套；

光源，位于所述炉体外且与所述照明窗相对；

监控装置，位于所述炉体外且与所述摄像机构通讯连接，接收所述摄像机构传来的视频并对其进行显示、保存或处理。

作为优选，所述气冷套套在所述摄像头外部，在所述气冷套与所述摄像头之间形成冷气通道，所述气冷套远离所述炉体的一端设有进气孔，靠近所述炉体的一端开口暴露所述摄像头的镜头，并在开口的壁与镜头之间形成喷气口。

作为优选，所述喷气口呈锥形收缩。

作为优选，所述高温马弗炉还包括冷气发生装置，所述冷气发生装置通过管道与所述气冷套的进气孔连接。

作为优选，所述摄像窗包括开设在所述炉体顶壁的摄像孔和封住所述摄像孔的玻璃，所述照明窗包括开设在所述炉体的侧壁的照明孔及封住所述照明孔的玻璃，所述摄像窗的玻璃和照明窗的玻璃均采用耐高温石英玻璃。

作为优选，所述摄像头的镜头与所述摄像孔同轴，所述镜头距所述炉体的顶壁的上表面的距离为30～100mm。

作为优选，所述照明孔自所述炉体的侧壁的外壁向内壁且向下倾斜延伸，所述玻璃垂直于所述照明孔延伸的方向设置，所述光源倾斜设置且倾斜的角度与所述照明孔倾斜的角度一致，同时所述光源与所述照明孔同轴。

作为优选，所述炉体的底壁的内壁设有坩埚定位装置。

作为优选，所述坩埚定位装置为定位砖，所述定位砖朝上的一侧具有用于容纳坩埚的底部的定位槽，所述定位砖可与所述高温马弗炉的底壁脱离。

作为优选，所述高温马弗炉还设有对熔样加热的加热装置及检测炉体内温度的温度传感器，所述监控装置与加热装置和温度传感器分别连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、通过本实用新型的具有在线摄像机构的高温马弗炉，摄像机构在拍摄的过程中受到气冷套的冷却保护，可正常拍摄样品融化的整个过程，并将其显示在监控装置上，实验人员可在不损伤眼睛的情况下清楚地实时观察从常温到1700℃整个实验过程中炉内配合料的熔化情况，获得各个状态及其变化的相关数据，且可保存数据，随时进行观察。

2、气体从气冷套设有进气口的一端，即气冷套的顶端进入，从镜头一端喷出，从上往下过程中，使得冷气可以完整地包裹摄像头，冷却摄像头的整体。喷气口呈锥形收缩。锥形收缩使得喷出的冷气在朝向摄像窗流动的同时也流过镜头的表面，在镜头与摄像窗之间阻止热量向镜头的传递。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的具有在线摄像机构的高温马弗炉的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的具有在线摄像机构的高温马弗炉的摄像机构的仰视方向的结构示意图。

图3为应用本实用新型一实施例的具有在线摄像机构的高温马弗炉时坩埚的布置示意图。

附图标记

1炉体，11摄像孔，12照明孔，13玻璃，14炉门；

2摄像机构，21摄像头，211镜头，22气冷套，221喷气口，23摄像支架；

3补光机构，31光源，32补光支架；

4监控装置；

5定位砖，51定位槽；

6坩埚。

具体实施方式

本实用新型提供一种具有在线摄像机构的高温马弗炉，如图1所示，高温马弗炉包括炉体1、摄像机构、补光机构3和监控装置4。其中所述炉体1设有透明的摄像窗及至少一个照明窗，摄像机构位于所述炉体1外，在本实施例中位于炉体1的顶壁的上方且与摄像窗相对，摄像机构通过摄像支架23支撑，使得摄像机构与炉体1的顶壁具有一定距离。所述摄像机构包括与所述摄像窗相对的摄像头21及环绕所述摄像头21设置向所述摄像头21和摄像头21与所述摄像窗之间的空间喷冷气的气冷套22，用于对摄像头21和摄像头21与摄像窗之间的空气进行冷却，在实现冷却的同时不会影响摄像头21的摄像。光源31位于所述炉体1外且与所述照明窗相对，光源31优先选择亮度可调的灯。当炉体1内的温度低于1100℃时，可通过炉体1外的光源31对炉体1内实现补光，从而在光线充足的状态下完成低温阶段的拍摄。监控装置4位于所述炉体1外且与所述摄像机构通讯连接，接收所述摄像机构传来的视频并对其进行显示、保存或处理。

通过本实用新型的具有在线摄像机构的高温马弗炉，摄像机构在拍摄的过程中受到气冷套22的冷却保护，可正常拍摄样品融化的整个过程，并将其显示在监控装置4上，实验人员可在不损伤眼睛的情况下清楚地实时观察从常温到1700℃整个实验过程中炉内配合料的熔化情况，获得各个状态及其变化的相关数据，且可保存数据，随时进行观察。

如图1和图2所示，所述气冷套22套在所述摄像头21外部，在所述气冷套22与所述摄像头21之间形成冷气通道，所述气冷套22远离所述炉体1的一端设有进气孔，靠近所述炉体1的一端开口暴露所述摄像头21的镜头211，并在开口的壁与镜头211之间形成喷气口221。气体从气冷套22设有进气口的一端，即气冷套22的顶端进入，从镜头211一端喷出，从上往下过程中，使得冷气可以完整地包裹摄像头21，冷却摄像头21的整体。作为优选的方案，如图2所示，所述喷气口221呈锥形收缩。锥形收缩使得喷出的冷气在朝向摄像窗流动的同时也流过镜头211的表面，在镜头211与摄像窗之间阻止热量向镜头211的传递。所述高温马弗炉还包括冷气发生装置(图中未示出)，所述冷气发生装置通过管道与所述气冷套22的进气孔连接。冷气发生装置可采用现有的空气压缩装置来产生冷气。调节冷气发生装置产生的冷气的量，可将摄像机构的温升控制在摄像机构承受温度范围内。

如图1所示，所述摄像窗包括开设在所述炉体1顶壁的摄像孔11和封住所述摄像孔11的玻璃13，所述照明窗包括开设在所述炉体1的侧壁的照明孔12及封住所述照明孔12的玻璃13。摄像窗开设在顶壁使得摄像头21可在样品的正上方进行拍摄，该拍摄角度可使得拍摄不会失真，最大程度地呈现样品的真实状态。摄像孔11直径40～80mm，摄像头21的镜头211与摄像孔11同轴，镜头211距炉体1的顶壁的上表面的距离为30～100mm。在本实施例中，所述摄像窗的玻璃13和照明窗的玻璃13均采用耐高温石英玻璃，一方面保证摄像窗的照明窗的透明度及其耐热性能，另一方面可最大程度地减少热量向炉体1外传递。

所述照明孔12自所述炉体1的侧壁的外壁向内壁且向下倾斜延伸，所述玻璃13垂直于所述照明孔12延伸的方向设置，所述光源31倾斜设置且倾斜的角度与所述照明孔12倾斜的角度一致。照明孔12在炉体1一个侧壁的外壁的中部向上10～100mm处开设，直径40～60mm，照明孔12与水平面的夹角为20～60°。光源31固定在补光支架32上，补光支架32距离马弗炉500mm以上，无须使用冷却系统。

如图1所示，所述炉体1的底壁的内壁设有坩埚定位装置，在本实施例中，所述坩埚定位装置为定位砖5，所述定位砖5朝上的一侧具有用于容纳坩埚6的底部的定位槽51，所述定位砖5可与所述高温马弗炉的底壁脱离。

定位砖5的长宽高为：100～120mm*60～80*20～30mm，其材料为耐1800℃的高铝保温砖。定位槽51在长宽方向各大于坩埚1～2mm，深度为1～3mm。坩埚定位砖5有两种，可根据实验需要进行更换。一种是设有长定位槽51的定位砖5，长定位槽51位于定位砖5上表面中心位置，深度1～2mm，长度方向为两倍实验坩埚6底部长度+2～3mm，宽度方向为实验坩埚6底部直径+1～2mm。此定位砖5适于对两份样品进行同时测试，如此可获得更直观的对比效果。所述炉体1设有炉门14，设有炉门14的侧壁与设有照明窗的侧壁相对，且炉门14的竖直方向的中线与所述照明窗的竖直方向的中线相对，同时通过炉门14的中线与照明窗的中线之间的平面为对称面，将两个相同的坩埚6相关于所述对称面对称布置。如此布置可使得两个坩埚6分别与炉门14的距离相同，两个坩埚6分别与照明窗的距离相同，因此二者受热情况完全一样，可保持两个坩埚6内的样品在完全一致的条件下进行测试。在仅需要测试一份样品时，可采用具有一个短定位槽51的定位砖5。短定位槽51在定位砖5上表面中心位置，深度1～2mm，长宽比一个实验坩埚6底部长宽各大1～2mm。

所述高温马弗炉还设有对熔样加热的加热装置(图中未示出)及检测炉体1内温度的温度传感器(图中未示出)，所述监控装置4与加热装置和温度传感器分别连接。监控装置4可以设置升温时间和升温曲线，并通过温度传感器获取炉体1内温度，监控装置4可以按照升温曲线控制加热装置加热熔样。

以下通过本实施例的高温马弗炉以通用E玻璃纤维配方进行两种配合料熔化效果对比实验为例进行介绍：

1、按通用E玻璃纤维成分，配置两种不同配合料，如下：

2、将1#配合料置于1#坩埚，2#配合料置于2#坩埚内，配合料重量均为100g。

3、选择带长定位槽51的定位砖5，放置于炉体1内的底壁上使两个坩埚相关于对称面对称布置。

4、开启摄像机构，包括开启冷气发生装置、摄像头21和监控装置4。

5、开启马弗炉的加热装置。

6、开启光源31，调节亮度至适合清晰度。

7、实验人员观察监控装置4对过程状态进行记录和分析，或实验完成后查看视频对过程状态进行记录和分析。

8、在常温到1100℃过程中，约每升高100℃调节一次光源31的亮度，保证摄像清晰度。

9、按监控装置4内置的升温曲线升温和停机。

10、实验结束对冷却后的熔体进行分析，对过程状态进行分析，得到实验结论。

本实施例实验结果(部分)如下：

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出的各种修改或等同替换也落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有在线摄像机构的高温马弗炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体设有透明的摄像窗及至少一个照明窗；

摄像机构，位于所述炉体外，所述摄像机构包括与所述摄像窗相对的摄像头及环绕所述摄像头设置向所述摄像头喷冷气的气冷套；

光源，位于所述炉体外且与所述照明窗相对；

监控装置，位于所述炉体外且与所述摄像机构通讯连接，接收所述摄像机构传来的视频并对其进行显示、保存或处理。

2.根据权利要求1所述的高温马弗炉，其特征在于，所述气冷套套在所述摄像头外部，在所述气冷套与所述摄像头之间形成冷气通道，所述气冷套远离所述炉体的一端设有进气孔，靠近所述炉体的一端开口暴露所述摄像头的镜头，并在开口的壁与镜头之间形成喷气口。

3.根据权利要求2所述的高温马弗炉，其特征在于，所述喷气口呈锥形收缩。

4.根据权利要求2所述的高温马弗炉，其特征在于，所述高温马弗炉还包括冷气发生装置，所述冷气发生装置通过管道与所述气冷套的进气孔连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高温马弗炉，其特征在于，所述摄像窗包括开设在所述炉体顶壁的摄像孔和封住所述摄像孔的玻璃，所述照明窗包括开设在所述炉体的侧壁的照明孔及封住所述照明孔的玻璃，所述摄像窗的玻璃和照明窗的玻璃均采用耐高温石英玻璃。

6.根据权利要求5所述的高温马弗炉，其特征在于，所述摄像头的镜头与所述摄像孔同轴，所述镜头距所述炉体的顶壁的上表面的距离为30～100mm。

7.根据权利要求5所述的高温马弗炉，其特征在于，所述照明孔自所述炉体的侧壁的外壁向内壁且向下倾斜延伸，所述玻璃垂直于所述照明孔延伸的方向设置，所述光源倾斜设置且倾斜的角度与所述照明孔倾斜的角度一致，同时所述光源与所述照明孔同轴。

8.根据权利要求5所述的高温马弗炉，其特征在于，所述炉体的底壁的内壁设有坩埚定位装置。

9.根据权利要求8所述的高温马弗炉，其特征在于，所述坩埚定位装置为定位砖，所述定位砖朝上的一侧具有用于容纳坩埚的底部的定位槽，所述定位砖可与所述高温马弗炉的底壁脱离。

10.根据权利要求9所述的高温马弗炉，其特征在于，所述高温马弗炉还设有对熔样加热的加热装置及检测炉体内温度的温度传感器，所述监控装置与加热装置和温度传感器分别连接。