玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置的製作方法
2023-05-29 04:02:06 1
專利名稱：玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於玻璃熔融技術，涉及各種玻璃熔融技術，尤其是在玻璃熔融中可進行精密控制的鼓泡裝置。
技術背景現有鼓泡裝置包括連續式鼓泡和電控系統採用時間繼電器的脈衝鼓泡。
連續式鼓泡氣體不間斷地經安裝於玻璃池爐爐底的成排鼓泡器，進入熔池內熔融的玻璃液中，形成連續不斷的上升氣泡，氣泡上升的推力加快玻璃液的對流速度，從而提高了玻璃液的熔化速率和均化度。這種鼓泡裝置鼓泡泡頻、泡徑調整範圍小，且不能形成穩定的鼓泡，鼓泡的泡頻、泡徑受爐溫——玻璃粘度的影響較大，而系統的調節範圍又無法滿足工藝的要求。
脈衝式鼓泡氣體間斷(或連續)地經安裝於玻璃池爐爐底的成排鼓泡器，進入熔池內熔融的玻璃液中，形成大小氣泡交替上升(或形成連續不斷的上升氣泡)。其中，間斷上升的大氣泡為脈衝氣泡，小氣泡為保護鼓泡器不堵塞的保護氣，該裝置的電控系統採用雙時間繼電器產生一個雙可調的時間脈衝信號，通過兩組固態繼電器控制電磁閥的開閉頻率而實現脈衝鼓泡和補氣的交替操作。
傳統脈衝式鼓泡裝置雖然優於傳統連續式鼓泡裝置，但仍然存在著諸多問題，具體表現在一、控制系統採用雙時間繼電器等分立器件，器件數量多，系統可靠性差，不便於維護和管理。
二、控制系統不能對鼓泡實現精確控制。每個鼓泡的泡頻不可調，泡徑調整範圍小，不能對每個鼓泡實現精密控制。
三、電控系統體積龐大，功能少，運行費用高。
四、無法對鼓泡器可能發生的堵塞、斷裂進行監控。
五、系統無自動調節功能，不能隨玻璃熔化工藝的變化進行自動的調控(爐溫—玻璃液粘度變化時不能自動調整鼓泡頻率及泡徑)。
六、系統沒有記憶功能，不能對系統工作過程及報警事件和其它異常事件等進行記錄和查詢。
七、不能與窯爐其他控制設備聯網或對多臺窯爐進行控制管理，不能進行遠程控制和管理。
八、沒有數據輸出和列印功能。
發明內容
本實用新型旨在針對傳統連續式鼓泡裝置和脈衝式鼓泡裝置存在的問題，提供一種玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，由於系統中帶有中央處理器，系統具有很強的記憶、邏輯判斷和運算處理功能，能實現多種複雜的控制，實現控制過程數位化、智能化和自動化，並通過控制系統，對各生產數據進行自動的分析整定，實現整過生產過程的控制的最佳，對鼓泡過程實施精密控制。本實用新型裝置具有通訊功能，能集中顯示和監督控制，並可實現多臺窯爐多參數的集中監控。
為達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，包括含有淨化氣體輸送管道、分氣缸、分控箱、鼓泡器的氣路單元，控制單元，執行機構，電源單元，其特徵在於所述控制單元包括程序運算處理單元、分別與程序運算處理單元中的數據輸入、輸出電路組件連接的輸入設備和輸出設備，所述分控箱內的分氣管道上設有執行氣路和旁通氣路，設在執行氣路上的執行機構與程序運算處理單元連接，程序運算處理單元中由存儲器儲存數據，由中央處理器進行數據交換和處理，其運算結果經數據輸出電路組件傳輸至輸出設備和/或區域網，並依據存儲或輸入的工藝參數經執行機構控制鼓泡的泡頻和泡徑。
所述分控箱內的執行單元為電磁閥DF，電磁閥DF經繼電器K與程序運算處理單元連接，繼電器K的開停受程序運算處理單元的控制信號控制，電磁閥DF的通斷由繼電器的開關控制。
所述分控箱內在每一分氣管道上設置一個執行氣路和一個旁通氣路，其上分別設置調壓閥P1和調壓閥P3，執行氣路上的電磁閥DF受程序運算處理單元的輸出的脈衝信號控制通斷，進行脈衝式鼓泡，或經旁通氣路進行連續式鼓泡。或者，在每一分控箱內分氣管道上設置兩個執行氣路和一個旁通氣路，兩個執行氣路分別是補氣通路和脈衝通路，兩個執行氣路上分別設置調壓閥P1和調壓閥P2，在旁通氣路上設置調壓閥P3，兩執行氣路均與電磁閥DF連接；由接收到控制信號的電磁閥DF控制兩個氣路的交替通斷進行脈衝式鼓泡，或控制補氣通路開通，進行連續式鼓泡。
在上述兩種分控箱的氣路設置基礎上，在氣路單元的過濾調壓器前接電接點壓力表，在分氣缸前接差動遠傳壓力表，在分控箱中電磁閥DF出口接電接點壓力表。
所述數據輸入電路組件連接有模數轉換器，該模數轉換器與設置在氣路和/或玻璃池爐的信號採集器、傳感器連接，信號輸入到程序運算處理單元，並與儲存在存儲器中的預設值進行比對運算處理。
所述玻璃池爐上設置有檢測玻璃爐內工況的溫度傳感器，該溫度傳感器自動檢測出的模擬信號經模數轉換器、程序運算處理單元處理，輸出的信號經數模轉換器傳輸到設置在進爐燃氣管道上的執行機構即電控閥，自動調整電控閥的開關度，對進入玻璃池爐的燃氣量進行調節。
所述分氣缸前端的氣路上設有壓力傳感器，該壓力傳感器經模數轉換器與程序運算處理單元的數據輸入電路組件連接，檢測輸氣壓力值。
所述玻璃池爐底部安設有溫度傳感器，與程序運算處理單元的數據輸入電路組件連接，檢測冷卻風機構的運行狀況，還對鼓泡器運行進行監測。
所述冷卻風機構包括冷卻風機、冷卻風管和風量控制閥。
所述電源單元包括供控制單元使用的隔離變壓器T、供分控箱使用的電源模塊TR1、供顯示屏使用的電源模塊TR2，以及進線自動開關QS0(10A)、隔離變壓器T進線自動開關QS1(6A)，電源模塊TR1控制開關QS3(6A)，電源模塊TR2進線自動開關QS5(6A)、盤內照明控制開關QS2(3A)、聲光報警器開關QS4(3A)。
本實用新型的優點表現在本實用新型的優點是通過智能控制系統與執行機構的配合，將淨化氣體向鼓泡器進行定時定量給氣，在玻璃液中形成工藝需要大小及數量的鼓泡。通過對檢測到的爐溫——玻璃液粘度變化，自動調整給氣量調整鼓泡頻率及泡徑的大小和進爐燃氣量大小，實現控制過程數位化、智能化、自動化。通過對生產過程中參數設定和運行的比較，對報警事件自動報警、自動記錄。通過檢測到的爐底鼓泡管附近的溫度變化，自動報警，可及時發現並防止鼓泡管堵塞或斷裂，提高運行的安全性和可靠性。通過智能控制系統與印表機、顯示器的聯接，輸出系統工作過程的記錄並顯示其狀況。通過對智能控制系統控制軟體的重新組態，改變控制方案容易。智能控制系統對各生產數據進行自動的分析整定，可實現整過生產過程的最佳控制。智能控制系統可實現多臺聯網控制管理，與遠程計算機聯網還可實現遠程控制管理。本系統採用當今先進的控制元氣件，具有集成化程度高、體積小、精度高、功能全，模塊化器件，並有自診斷功能，可靠性高，便於維護檢修，運行成本費用低等特點。
圖1本實用新型總體構造示意圖圖2本實用新型控制原理示意圖圖3本實用新型氣路單元構造示意圖，其中圖a採用一個執行氣路，圖b採用兩個執行氣路圖4本實用新型冷卻風機構結構示意圖具體實施方式
本實用新型的效果是通過其智能控制系統與執行機構的電磁閥DF配合，將淨化氣體向鼓泡管1進行定量給氣，在玻璃液內形成精密可控頻率、泡徑的鼓泡----精密脈衝式鼓泡。再輔以冷卻風保護系統，實現裝置運行安全可靠。本裝置通過自動檢測接收到的信號，經智能控制系統對信號進行轉換、運算、處理後自動(也可以手動)調節給氣量，精確、有效地調節鼓泡的頻率及泡徑的大小，結合玻璃池爐2內工況變化，自動調節進爐燃氣量大小，使鼓泡系統能自動靈活地配合池爐熔化作業，實現自動控制。根據總線數據傳輸和交換，並可實現遠程(包括網絡)多臺窯爐多參數的集中監控。通過冷卻風系統，鼓泡器附近溫度保持在合理範圍，保證池爐和鼓泡裝置運行安全。通過聲光控報警，實現多點多事件適時報警並能自動記錄，此外還可對生產控制過程進行實時查詢、列印、顯示。通過以上工作達到玻璃熔制的高效、優質、安全和自動控制，實現節省能源的目的。本裝置還可結合其他外輔設備及軟體，擴展功能，實現控制過程的更優化。本裝置也可以運用到除玻璃池爐外的其它的領域。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細闡述圖1是本裝置系統構造示意圖，本裝置包括控制系統、氣路系統、冷卻系統。
氣路系統從淨化壓縮氣體儲氣容器3開始，通過管道連接到過濾調壓器4，在過濾調壓器4的前後管道上各設置壓力傳感器、壓力表5。淨化氣體進入分氣缸6，由分氣缸6上的分管道7進入分控箱8進行給氣控制。分控箱8、冷卻系統中冷卻器風管數目根據玻璃池爐2所需的鼓泡器而定。
控制系統包括有程序運算處理單元(數據輸入輸出電路組件、中央處理器，存儲器、總線)、輸入輸出設備、電源、外接檢測傳感器、模數轉換器、數據交換總線、控制系統的執行機構。
輸入設備數據交換總線、終端智能顯示屏、鍵盤、編程器、網絡、其它設備。
輸出設備包括所選用的監視器、觸控螢幕、報警器、執行機構、印表機、網絡、其它設備。
圖2為本實用新型電控原理圖，圖中給出了控制單元與給氣執行機構(分控箱內的執行機構)以及傳感器、電源單元的連接關係及信號關係。
執行機構包括分控箱8中的電磁閥DF(1#-n#)和進爐燃氣的電控閥10。
電源一部由隔離變壓器T輸出電壓供智能控制器使用，變壓器T一次為220V，二次為220V，另一部由電源模塊TR1組成，輸入220V，二次輸出為24VDC，4.5A，供換氣執行機構使用，還有一部電源由電源模塊TR2組成，輸入為220V，輸出為24VDC，2.1A，供終端智能顯示屏使用。另外，本例中，QS0(10A)為進線自動開關，QS1(6A)為T進線自動開關，QS3(6A)為TR1控制開關，QS5(6A)為TR2進線自動開關，QS2(3A)為盤內照明控制開關，QS4(3A)為聲光報警器開關。
圖3是玻璃池爐精密脈衝鼓泡系統供氣系統圖，由氣源送來的淨化壓縮氣體經過濾調壓器4送至分氣缸6、再由分氣缸6和各分氣管7經各個分控箱8分配給池爐2的各個鼓泡器1。本系統分控箱8內有二種供氣氣路，依據需要選用其中一種方式，具體如下(1)分控箱內有兩個執行氣路和1個旁通氣路(圖3 b)。執行氣路中，經二個調壓閥P1、P2和給氣執行機構中的電磁閥DF，一為補氣通路，一為脈衝通路。由電磁閥DF控制兩個氣路的交替通斷而形成脈衝式鼓泡。如補氣通路連續開通，則形成連續式鼓泡，旁路氣路(由P3閥控)為系統檢修時的臨時氣路，以保證鼓泡器不間斷供氣。在過濾調壓器4前接1MPa量程的電接點壓力表，在分氣缸6前接1.6MPa差動遠傳壓力表，在分控箱8中電磁閥DF出口接量程為0.6MPa電接點壓力表。在分控箱8中脈衝通路的調壓閥P1、P2採用0.4MPa量程的調壓閥，補氣通路的調壓閥P3採用0.25MPa量程的調壓閥。
(2)分控箱8內只有一個執行氣路(P1)和1個旁通氣路P3(圖3a)。執行氣路中，由電磁閥DF按脈衝信號控制氣路的通斷而形成脈衝式鼓泡。如旁通氣路連續開通，則形成連續式鼓泡，旁路氣路為系統檢修時的臨時氣路，以保證鼓泡器不間斷供氣。在過濾調壓器4前接1MPa量程的電接點壓力表，在分氣缸6前接1.6MPa差動遠傳壓力表，在分控箱8中電磁閥DF出口接量程為0.6MPa電接點壓力表。脈衝通路的調壓閥P1採用0.4MPa量程的調壓閥，旁通氣路的調壓閥P3採用0.4MPa量程的調壓閥。
圖4為鼓泡冷卻風機構，包括冷卻風機、冷卻器(冷卻風管)。冷卻器由冷風支管、冷風總管組成。可調節風量大小的冷卻風支管接於總管上，總管與冷卻風機相連。
結合圖1、圖2、圖3和圖4，設在執行氣路上的執行機構與程序運算處理單元連接，程序運算處理單元中由存儲器儲存數據，由中央處理器進行數據交換和處理，其運算結果經數據輸出電路組件傳輸至輸出設備和/或區域網，並依據存儲或輸入的工藝參數經執行機構控制鼓泡的泡頻和泡徑。
分控箱8內的執行機構為電磁閥DF，電磁閥DF經繼電器K與程序運算處理單元連接，繼電器K的開停受程序運算處理單元的控制信號控制，電磁閥DF的通斷由繼電器的開關控制。
根據工藝需要在分控箱內可設置一個執行氣路，也可設置執行兩個執行氣路，其上分別設置調壓閥P1、P2和調壓閥P3，執行氣路上的電磁閥DF受程序運算處理單元的輸出的脈衝信號控制通斷，進行脈衝式鼓泡或連續式鼓泡。
所述數據輸入電路組件連接有模數轉換器，該模數轉換器與設置在氣路和/或玻璃池爐的信號器採集器、傳感器連接，信號輸入到程序運算處理單元，並與儲存在存儲器中的預設值進行比對運算處理。所述傳感器包括設置在玻璃池爐上的檢測玻璃爐內工況的溫度傳感器9，該溫度傳感器自動檢測出的模擬信號經模數轉換器、程序運算處理單元處理後，經處理後輸出的信號經數模轉換器傳輸到設置在進爐燃氣管道上的執行機構即電控閥10，自動調整電控閥10的開關度，對進入玻璃池爐的燃氣量進行調節。
設置在過濾調壓器4前後的壓力傳感器5，該壓力傳感器經模數轉換器與程序運算處理單元的數據輸入電路組件連接，檢測輸氣壓力值。
設置在玻璃池爐底部的溫度傳感器11，與程序運算處理單元的數據輸入電路組件連接，檢測冷卻風機構的運行狀況，還對鼓泡器1運行進行監測。
報警系統由溫度、壓力模塊信號和分控箱中電接點壓力表、補氣氣壓下限指示、脈衝氣壓下限指示信號在經模數轉換器後經程序處理單元處理後，報警信號由顯示屏顯示窗、顯示燈、聲光報警器進行報警。消音復位按扭由操作人員確認異常事件及報警事件後，並停止報警音響信號。
權利要求1.一種玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，包括含有淨化氣體輸送管道、分氣缸(6)、分控箱(8)、鼓泡器(1)的氣路單元，控制單元，執行機構，電源單元，其特徵在於所述控制單元包括程序運算處理單元、分別與程序處理單元中的數據輸入、輸出電路組件連接的輸入設備和輸出設備，所述分控箱(8)內的分氣管道上設有執行氣路和旁通氣路，設在執行氣路上的執行機構與程序運算處理單元連接，程序運算處理單元中由存儲器儲存數據，由中央處理器進行數據交換和處理，其運算結果經數據輸出電路組件傳輸至輸出設備和/或區域網，並依據存儲或輸入的工藝參數經執行機構控制鼓泡的泡頻和泡徑。
2.根據權利要求1所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述分控箱(8)內的執行機構為電磁閥DF，電磁閥DF經繼電器K與程序運算處理單元連接，繼電器K的開停受程序運算處理單元的控制信號控制，電磁閥DF的通斷由繼電器的開關控制。
3.根據權利要求1或2所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述分控箱(8)內在每一分氣管道上設置一個執行氣路和一個旁通氣路，其上分別設置調壓閥P1和調壓閥P3，執行氣路上的電磁閥DF受程序運算處理單元的輸出的脈衝信號控制通斷，進行脈衝式鼓泡，或經旁通氣路進行連續式鼓泡。
4.根據權利要求1或2所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於在每一分控箱(8)內分氣管道上設置兩個執行氣路和一個旁通氣路，兩個執行氣路分別是補氣通路和脈衝通路，兩個執行氣路上分別設置調壓閥P1和調壓閥P2，在旁通氣路上設置調壓閥P3，兩執行氣路均與電磁閥DF連接；由接收到控制信號的電磁閥DF控制兩個氣路的交替通斷進行脈衝式鼓泡，或控制補氣通路開通進行連續式鼓泡。
5.根據權利要求1或2所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於在氣路單元的過濾調壓器(4)前接電接點壓力表，在分氣缸(6)前接差動遠傳壓力表，在分控箱(8)中電磁閥DF出口接電接點壓力表。
6.根據權利要求1所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述數據輸入電路組件連接有模數轉換器，該模數轉換器與設置在氣路和/或玻璃池爐的信號採集器、傳感器連接，信號輸入到程序運算處理單元，並與儲存在存儲器中的預設值進行比對運算處理。
7.根據權利要求1或6所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述玻璃池爐(2)上設置有檢測玻璃爐內工況的溫度傳感器(9)，該溫度傳感器(9)自動檢測出的模擬信號經模數轉換器、程序運算處理單元處理，輸出的信號經數模轉換器傳輸到設置在進爐燃氣管道上的執行機構即電控閥(10)，自動調整電控閥(10)的開關度，對進入玻璃池爐(2)的燃氣量進行調節。
8.根據權利要求7所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述分氣缸(6)前端的氣路上設有壓力傳感器(5)，該壓力傳感器(5)經模數轉換器與程序運算處理單元的數據輸入電路組件連接，檢測輸氣壓力值。
9.根據權利要求7所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述玻璃池爐(2)底部安設有溫度傳感器(11)，與程序運算處理單元的數據輸入電路組件連接，檢測冷卻風機構的運行狀況，並對鼓泡器(1)運行進行監測。
10.根據權利要求1或9所述的玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，其特徵在於所述冷卻風機構包括冷卻風機、冷卻風管、風量控制閥，以及檢測鼓泡器工況的溫度傳感器(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種玻璃熔化池爐精密鼓泡裝置，主要在於克服傳統連續式鼓泡裝置和脈衝式鼓泡裝置存在的無法自動控制、精密控制、多點控制等問題。本實用新型採用中央處理器為核心部件，並結合傳感器、執行器對玻璃熔化池爐進行智能精密控制。由於系統中帶有中央處理器，系統具有很強的記憶、邏輯判斷和運算處理功能，能實現多種複雜的控制，實現控制過程數位化、智能化和自動化，並通過控制系統對各生產數據進行自動的分析整定，實現整個生產過程的最佳控制；更由於具有通訊功能，能集中顯示和監督控制，並可實現多臺窯爐多參數的集中監控。
文檔編號C03B5/00GK2702994SQ20042003453
公開日2005年6月1日 申請日期2004年4月26日 優先權日2004年4月26日
發明者梁勇 申請人:梁勇