高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及玻璃微珠成形設(shè)備，具體涉及一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t。
【背景技術(shù)】
[0002]高性能空心玻璃微珠是一種中空的圓球粉末狀超輕質(zhì)無(wú)機(jī)非金屬材料，是近年發(fā)展起來(lái)的一種用途廣泛、性能優(yōu)異的新型輕質(zhì)材料，其真密度在0.25-0.60g/cm3,粒徑在2-130μπι之間，具有重量輕、體積大、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高、流動(dòng)性好的特點(diǎn)，以其優(yōu)良的性能作為一種特殊功能材料，既可作為復(fù)合材料的關(guān)鍵原料，用于航空航天、海洋探測(cè)、化工等軍事、民用及其它高科技領(lǐng)域，尤其是廣泛應(yīng)用于石油氣井注水泥作業(yè)用油井水泥減輕劑，作為輕質(zhì)骨料，可提高砂漿的易流動(dòng)性和自抗強(qiáng)度，減少材料收縮率，提高產(chǎn)品綜合性能，其對(duì)降低綜合生產(chǎn)成本起到重要的作用。
[0003]專利號(hào)ZL201420160180.5介紹了一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠成珠爐，其加熱方式是用電加熱元件對(duì)產(chǎn)品原料進(jìn)行加熱，只適用于天然氣資源缺乏的地區(qū)。而在天然氣資源豐富的地區(qū)，如果能夠充分利用天然氣資源進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到高成珠率和連續(xù)生產(chǎn)的目的，則具有節(jié)約能源經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，該成珠爐可有效利用天然氣資源實(shí)現(xiàn)高性能空心玻璃微珠的生產(chǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，包括成珠爐爐體，在所述成珠爐爐體下端設(shè)成珠燃燒器，在成珠爐爐體上端設(shè)成珠輸出管路，成珠燃燒器、成珠爐爐體、成珠輸出管路的內(nèi)腔相貫通；所述成珠燃燒器由內(nèi)到外依次設(shè)粉料輸送管、燃?xì)廨斔凸芎透谎趸旌蠚廨斔凸?；在所述成珠爐爐體內(nèi)設(shè)多層導(dǎo)流旋流裝置，導(dǎo)流旋流裝置由呈環(huán)狀均布的導(dǎo)流空氣輸入管道、導(dǎo)流管、旋流空氣輸入管道、旋流葉片組成，成珠爐爐體外壁為空心狀，在成珠爐爐體的下部設(shè)冷卻水管進(jìn)口，在上部設(shè)熱水管出口，成珠爐爐體頂部的成珠輸出管路與引流風(fēng)機(jī)連接。
[0006]所述成珠爐爐體采用耐熱金屬材料制造，內(nèi)腔呈圓柱形，爐壁由雙層同心金屬管組合而成。
[0007]所述富氧混合氣輸送管內(nèi)的富氧混合氣體中氧氣的含量控制在30— 40%范圍內(nèi)。
[0008]所述成珠燃燒器與成珠爐爐體螺栓連接，連接部位密封材料密封。
[0009]所述成珠爐采用的燃燒加熱介質(zhì)為天然氣。
[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案所設(shè)計(jì)的高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，通過(guò)粉料輸送管、燃?xì)廨斔凸芎透谎趸旌蠚廨斔凸軐⒎哿?、天然氣、富氧混合氣在燃燒室?nèi)充分燃燒，在導(dǎo)流旋流裝置的作用，可將整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程控制在所要求的范圍和空間內(nèi)，空心球化的玻璃微珠在成型過(guò)程中的自轉(zhuǎn)和滾動(dòng)，使每個(gè)空心玻璃微珠的壁厚較均勻，有效地提高了玻璃原料微粉的球化率和成珠率，還顯著提高了產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度；同時(shí)由于導(dǎo)流旋流裝置的作用，很好的避免熔融的玻璃微珠與成珠爐內(nèi)的爐壁和其它元器件碰撞，有效地減少了結(jié)爐和粘連現(xiàn)象的產(chǎn)生。本實(shí)用新型利用豐富廉價(jià)的天然氣作燃料提供熱源，燃燒室燃燒充分，并通過(guò)控制氣流和氣量的大小，控制簡(jiǎn)單方便，易于實(shí)現(xiàn)程控自動(dòng)化，適用于各種粒徑的空心玻璃微珠的生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1表示是本實(shí)用新型高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2表示本實(shí)用新型成珠爐下端的燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3表示圖2中沿A-A向放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4表示圖1中導(dǎo)流旋流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t的結(jié)構(gòu)作具體說(shuō)明。
[0016]參見(jiàn)圖1至圖4，本實(shí)用新型高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，包括成珠爐爐體11，成珠爐體采用耐熱金屬材料制造，內(nèi)腔呈圓柱形，爐壁由雙層同心金屬管組合而成。在成珠爐爐體11的下端設(shè)成珠燃燒器5，在成珠爐爐體11的上端設(shè)成珠輸出管路8，成珠燃燒器5、成珠爐爐體11、成珠輸出管路8的內(nèi)腔相貫通。其中，成珠燃燒器5是設(shè)置在成珠爐爐體11底部的同心管路輸送裝置，成珠燃燒器5與成珠爐爐體11通過(guò)連接法蘭4螺栓連接，連接部位密封材料密封，成珠燃燒器5由內(nèi)到外依次設(shè)玻璃微粉輸送管1、天燃?xì)廨斔凸?和富氧混合氣輸送管3，富氧混合氣輸送管3內(nèi)的富氧混合氣體中氧氣的含量控制在30— 40%范圍內(nèi)，成珠燃燒器5的燃燒室13外為燃燒管12，成珠爐采用的燃燒加熱介質(zhì)為天然氣。在成珠爐爐體11內(nèi)設(shè)多層導(dǎo)流旋流裝置6，導(dǎo)流旋流裝置6由呈環(huán)狀均布的導(dǎo)流空氣輸入管道9、導(dǎo)流管14、旋流空氣輸入管道16、旋流葉片17組成，導(dǎo)流空氣輸入管道9在導(dǎo)流旋流裝置6上環(huán)繞成環(huán)形氣管15。導(dǎo)流空氣輸入管道9從成珠爐爐體11的爐底接入，導(dǎo)流管14平均分布在導(dǎo)流旋流裝置內(nèi)，當(dāng)空氣從主氣管送入導(dǎo)流旋流裝置時(shí)，可以產(chǎn)生向上并同時(shí)按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)的氣流，可帶動(dòng)加熱后的空心玻璃微粉熔融微粒向上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并促進(jìn)其球化，同時(shí)對(duì)空心玻璃微粉熔融粒進(jìn)行冷卻。成珠爐爐體11的外壁為空心狀，在成珠爐爐體11的下部設(shè)冷卻水管進(jìn)口 10，在成珠爐爐體11的上部設(shè)熱水管出口 7，這樣能充分地提高冷卻水的冷卻作用，有效地對(duì)高溫的成珠進(jìn)行冷卻。成珠爐爐體11頂部的成珠輸出管路8出口端與引流風(fēng)機(jī)(圖中未示)連接，與成珠爐爐體11形成了一個(gè)封閉的通道，引流風(fēng)機(jī)帶動(dòng)冷卻成珠后的空心玻璃微珠隨空氣一起排出成珠爐爐爐體11，進(jìn)入規(guī)定的收集區(qū)域。
[0017]本實(shí)用新型在送入玻璃原料微粉前首先要關(guān)閉玻璃微粉輸送管I的閥門(mén)，先向成珠爐內(nèi)輸入天然氣和混合富氧空氣，天然氣通過(guò)成珠燃燒器5上燃?xì)廨斔凸艿娜細(xì)鈬娮?4進(jìn)入燃燒室13，天然氣和混合富氧空氣在燃燒室內(nèi)混合并燃燒。通過(guò)調(diào)整天然氣和混合富氧空氣的送氣閥門(mén)大小，可使燃燒器火焰達(dá)到生產(chǎn)時(shí)需要的最佳狀態(tài)。此時(shí)開(kāi)啟送料鼓風(fēng)機(jī)、導(dǎo)流空氣閥門(mén)、旋風(fēng)分離器和軸流風(fēng)機(jī)，使送料空氣帶動(dòng)玻璃微粉進(jìn)入燃燒室13并在燃燒火焰中加熱。玻璃微粉、天然氣和富氧混合氣體通過(guò)輸送管垂直向上輸送到成珠燃燒器5的燃燒室13內(nèi)，并在燃燒室內(nèi)得到混合和燃燒，使其中的玻璃微粉得到瞬時(shí)高溫加熱，玻璃微粉中的氣體受熱膨脹得到空心玻璃熔融微粒。跟隨軸流風(fēng)機(jī)上升空氣流向上運(yùn)動(dòng)，空心玻璃熔融微粒進(jìn)入爐腔后，空氣依次從導(dǎo)流旋流裝置6的導(dǎo)流空氣輸入管道9、環(huán)形氣管15、分別從導(dǎo)流管14進(jìn)入導(dǎo)流旋流裝置6的導(dǎo)流腔中，導(dǎo)流旋流裝置6產(chǎn)生穩(wěn)定的螺旋上升氣流，空心玻璃熔融微粒在狀態(tài)轉(zhuǎn)變的同時(shí)，由于氣流的帶動(dòng)自身也在自轉(zhuǎn)或翻滾，更有效地達(dá)到球化的目的。由于爐體冷卻水和空氣氣流的冷卻作用，空心玻璃熔融微粒隨著上升的高度外表面逐漸冷卻，最后形成空心玻璃微珠。空心玻璃熔融微粒在冷卻過(guò)程中球化成形，其球化時(shí)間一般不超過(guò)I秒。本實(shí)用新型以加熱火焰溫度的高低和燃?xì)饬縼?lái)控制空心玻璃微珠粒徑的大小?？招牟Ａ⒅槌芍楹笤诔芍闋t內(nèi)得以冷卻，微珠表面溫度下降到一定的溫度后被軸流風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離器抽走收集，完成了一個(gè)工作流程。本實(shí)用新型通過(guò)引流風(fēng)機(jī)和導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)裝置6的作用避免了空心玻璃微珠與爐體和其它器件發(fā)生接觸或碰撞，不但提高了成珠率，也減少了成珠粘連和結(jié)爐的機(jī)率。
[0018]生產(chǎn)結(jié)束時(shí)先關(guān)閉送料鼓風(fēng)機(jī)、送料閥門(mén)停止送料，一分鐘后再關(guān)閉燃?xì)忾y門(mén)和混合富氧氣體閥門(mén)停止送氣，五分鐘后關(guān)閉導(dǎo)流空氣閥門(mén)、軸流風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器，檢查設(shè)備確認(rèn)安全后停止生產(chǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，包括成珠爐爐體，其特征是在所述成珠爐爐體下端設(shè)成珠燃燒器，在成珠爐爐體上端設(shè)成珠輸出管路，成珠燃燒器、成珠爐爐體、成珠輸出管路的內(nèi)腔相貫通；所述成珠燃燒器由內(nèi)到外依次設(shè)粉料輸送管、燃?xì)廨斔凸芎透谎趸旌蠚廨斔凸?；在所述成珠爐爐體內(nèi)設(shè)多層導(dǎo)流旋流裝置，導(dǎo)流旋流裝置由呈環(huán)狀均布的導(dǎo)流空氣輸入管道、導(dǎo)流管、旋流空氣輸入管道、旋流葉片組成，成珠爐爐體外壁為空心狀，在成珠爐爐體的下部設(shè)冷卻水管進(jìn)口，在上部設(shè)熱水管出口，成珠爐爐體頂部的成珠輸出管路與引流風(fēng)機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，其特征是所述成珠爐爐體采用耐熱金屬材料制造，內(nèi)腔呈圓柱形，爐壁由雙層同心金屬管組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，其特征是所述富氧混合氣輸送管內(nèi)的富氧混合氣體中氧氣的含量控制在30— 40%范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，其特征是所述成珠燃燒器與成珠爐爐體螺栓連接，連接部位密封材料密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，其特征是所述成珠爐采用的燃燒加熱介質(zhì)為天然氣。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種高強(qiáng)度低密度閉孔空心玻璃微珠燃?xì)獬芍闋t，其在成珠爐爐體下端設(shè)成珠燃燒器，在成珠爐爐體上端設(shè)成珠輸出管路，成珠燃燒器由內(nèi)到外依次設(shè)粉料輸送管、燃?xì)廨斔凸芎透谎趸旌蠚廨斔凸?，在成珠爐爐體內(nèi)設(shè)多層導(dǎo)流旋流裝置，導(dǎo)流旋流裝置由呈環(huán)狀均布的導(dǎo)流空氣輸入管道、導(dǎo)流管、旋流空氣輸入管道、旋流葉片組成，在成珠爐爐體的下部設(shè)冷卻水管進(jìn)口，在上部設(shè)熱水管出口。本實(shí)用新型制得的空心玻璃微珠壁厚均勻，提高了球化率和成珠率，減少了結(jié)爐和粘連現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)控制簡(jiǎn)單方便，易于實(shí)現(xiàn)程控自動(dòng)化，適用于各種粒徑的空心玻璃微珠的生產(chǎn)。
【IPC分類】C03B19-10
【公開(kāi)號(hào)】CN204400807
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520004441
【發(fā)明人】高巍, 吳夫可, 劉升平, 劉國(guó)生, 何承濤, 唐國(guó)勝, 崔榮輝, 李衛(wèi)國(guó), 沈魯洲
【申請(qǐng)人】南陽(yáng)市鯤鵬石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月6日