用於熔制石英玻璃纖維的燃燒裝置的製作方法

2023-06-29 19:40:46

本實用新型涉及石英玻璃纖維的製造技術領域，具體涉及一種用於熔制石英玻璃纖維的燃燒裝置。

背景技術：

石英玻璃纖維作為一種電絕緣性、耐溫性、機械性能極優的高新技術產品，在航空、航天、軍工、半導體、高溫隔熱、高溫過濾方面有著廣泛的應用。石英玻璃高溫加熱形成石英玻璃熔體，石英玻璃熔體的高溫粘度非常高，纖維成型溫度高達2150℃，因此，現通常採用棒拉法生產石英玻璃纖維，棒拉法的主要步驟是將直徑均勻一致的多根石英玻璃棒同時進行加熱，待石英玻璃棒融化後再進行拉制。在石英玻璃棒的熔融過程中，需要採用專用的燃燒裝置，先將石英玻璃棒安放在燃燒裝置的火焰孔前端，通過火焰孔噴出的火焰燃燒使石英玻璃棒融化。

專利申請號為200820175365.8的中國專利文獻公開了一種熔拉石英纖維的燃燒器，具有多個進氣管道，燃氣流入比例適當，燃燒氣體混合均勻，燃燒徹底。但是其為單級混合，且為大容量腔體，混合時氣體濃度容易發生變化，導致回火閃爆，存在安全隱患。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種用於熔制石英玻璃纖維的燃燒裝置，該裝置採用兩級混合的氣體混合方式，能夠精確調整可燃性氣體與氧氣的流量配比，燃燒效率更高，有效防止回火閃爆，使石英玻璃纖維的熔制過程更安全。

本實用新型提供一種用於熔制石英玻璃纖維的燃燒裝置，該裝置包括第一氣體混合腔、連接管、第二氣體混合腔，所述第一氣體混合腔通過所述連接管與所述第二氣體混合腔連通；

所述第二氣體混合腔的頂端設置有用於噴出火焰的火頭；該裝置還包括第一進氣管、第二進氣管，第一進氣管與第一氣體混合腔的一側連通，第二進氣管與第一氣體混合腔的另一側連通；該裝置還包括第一穩壓閥、第一流量計、用於調節氣體流量的第一調節閥，所述第一穩壓閥、第一流量計、第一調節閥均與第一進氣管相連，所述第一流量計位於第一穩壓閥和第一調節閥之間，所述第一調節閥靠近第一氣體混合腔；該裝置還包括第二穩壓閥、第二流量計、用於調節氣體流量的第二調節閥，所述第二穩壓閥、第二流量計、第二調節閥均與第二進氣管相連，所述第二流量計位於第二穩壓閥和第二調節閥之間，所述第二調節閥靠近第一氣體混合腔。

在上述技術方案的基礎上，該裝置還包括第一安全閥，所述第一安全閥位於所述第一流量計與所述第一調節閥之間。

在上述技術方案的基礎上，該裝置還包括第二安全閥，所述第二安全閥位於所述第二流量計與所述第二調節閥之間。

在上述技術方案的基礎上，所述第二氣體混合腔的內部設置有氣體混合倉、用於容納冷卻水的水冷槽，氣體混合倉的頂部與所述火頭連通，氣體混合倉的底部與連接管連通；第二氣體混合腔的底端設置有一個用於通入冷卻水的進水管、一個用於排出冷卻水的出水管，所述水冷槽分別與進水管、出水管連通。

在上述技術方案的基礎上，所述火頭的端面開有多個火焰孔，所述火焰孔均與氣體混合倉連通。

在上述技術方案的基礎上，所述火焰孔的數量為20～200個。

在上述技術方案的基礎上，所述連接管與第一氣體混合腔之間的連接、所述連接管與第二氣體混合腔之間的連接均為密閉連接。

與現有技術相比，本實用新型的優點如下：

(1)本實用新型包括第一氣體混合腔、第二氣體混合腔，第一氣體混合腔設置有第一進氣管、第二進氣管。本實用新型採用兩級混合，且通過穩壓閥、流量計、流量調節閥精確控制可燃性氣體與氧氣的配比，使兩種氣體混合更均勻，燃燒效率更高；可燃性氣體與氧氣的濃度能夠保持穩定，有效防止回火閃爆，使石英玻璃纖維的熔制過程更安全。

(2)本實用新型裝有安全閥，當該裝置內部的壓力超過規定值時，安全閥打開，將該裝置中的一部分氣體排到外界環境，從而保證該裝置內部不因壓力過高而發生事故。

(3)本實用新型的第二氣體混合腔內部設置有水冷槽，為第二氣體混合腔進行降溫，防止局部過熱，使氣體能夠持續、穩定地燃燒。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中用於熔制石英玻璃纖維的燃燒裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例中第二氣體混合腔的橫截面示意圖；

圖3是本實用新型實施例中第二氣體混合腔的縱截面示意圖。

附圖標記：1-第一氣體混合腔，2-連接管，3-第二氣體混合腔，3a-火頭，3b-火焰孔，3c-氣體混合倉，3d-水冷槽，3e-進水管，3f-出水管，4-第一進氣管，5-第一穩壓閥，6-第一流量計，7-第一安全閥，8-第一調節閥，4'-第二進氣管，5'-第二穩壓閥，6'-第二流量計，7'-第二安全閥，8'-第二調節閥。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。

參見圖1所示，本實用新型實施例提供一種用於熔制石英玻璃纖維的燃燒裝置，該裝置與常規的點火器配合使用，該裝置用於通入可燃性氣體和氧氣，將其混合得到混合氣體；採用點火器點燃混合氣體，實現對石英玻璃纖維進行熔制的目的。

該裝置整體為左右對稱的結構，該裝置包括用於容納混合氣體的第一氣體混合腔1，以及連接管2、第二氣體混合腔3，第一氣體混合腔1通過連接管2與第二氣體混合腔3連通；連接管2採用軟質材料製成，具體可以為塑料軟管，連接管2與第一氣體混合腔1之間的連接、連接管2與第二氣體混合腔3之間的連接均為密閉連接。

第一氣體混合腔1為用於混合可燃性氣體和氧氣的空間，參見圖1所示，該裝置還包括第一進氣管4、第二進氣管4'，第一進氣管4與第一氣體混合腔1的一側連通，第二進氣管4'與第一氣體混合腔1的另一側連通；該裝置還包括第一穩壓閥5、第一流量計6、用於調節氣體流量的第一調節閥8，第一穩壓閥5、第一流量計6、第一調節閥8均與第一進氣管4相連，第一流量計6位於第一穩壓閥5和第一調節閥8之間，第一調節閥8靠近第一氣體混合腔1，第一穩壓閥5靠近第一進氣管4的管口；該裝置還包括第二穩壓閥5'、第二流量計6'、用於調節氣體流量的第二調節閥8'，第二穩壓閥5'、第二流量計6'、第二調節閥8'均與第二進氣管4'相連，第二流量計6'位於第二穩壓閥5'和第二調節閥8'之間，第二調節閥8'靠近第一氣體混合腔1，第二穩壓閥5'靠近第二進氣管4'的管口。該裝置還可以設置第一安全閥7、第二安全閥7'，第一安全閥7位於第一流量計6與所述第一調節閥8之間，第二安全閥7'位於第二流量計6'與第二調節閥8'之間。

第二氣體混合腔3的頂端設置有用於噴出火焰的火頭3a，火頭3a的端面開有多個火焰孔3b，火焰孔3b的數量可以為20～200個；第二氣體混合腔3的底端設置有一個用於通入冷卻水的進水管3e、一個用於排出冷卻水的出水管3f。

參見圖2、圖3所示，第二氣體混合腔3的內部設置有用於對可燃性氣體和氧氣進行再次混合的氣體混合倉3c、用於容納冷卻水的水冷槽3d，氣體混合倉3c的頂部與所有火焰孔3b均連通，氣體混合倉3c的底部與連接管2連通；水冷槽3d分別與進水管3e、出水管3f連通；水冷槽3d與氣體混合倉3c為互不相通的兩個獨立的空間。

本實用新型的工作原理如下：

本實用新型採用的可燃性氣體可以為丙烷氣、乙炔氣、天然氣、液化氣。工作時，將可燃性氣體通入第一進氣管4，將氧氣通入第二進氣管4'，可燃性氣體流經設置於第一進氣管4上的第一穩壓閥5、第一流量計6、第一安全閥7、第一調節閥8，氧氣流經設置於第二進氣管4'上的第二穩壓閥5'、第二流量計6'、第二安全閥7'、第二調節閥8'，進入第一氣體混合腔1混合，本實用新型中的穩壓閥、流量計、調節閥能夠使流入氣體比例更精確，混合更均勻，混合得到的混合氣體流經連接管2進入第二氣體混合腔3的氣體混合倉3c，再通過火頭3a端面的火焰孔3b流出燃燒。

本實用新型中的水冷槽3d主要起到冷卻作用，防止第二氣體混合腔3溫度過高。由於熔制石英玻璃需要的溫度很高，大致有2200℃以上，且第二氣體混合腔3是個密閉結構，不易散熱，同時，第二氣體混合腔3不是一體化結構，由不鏽鋼焊接而成，因此第二氣體混合腔3存在焊縫，火焰燃燒時，釋放大量的熱量，熱量傳導到第二氣體混合腔3，導致第二氣體混合腔3內氣體遇熱膨脹，第二氣體混合腔3的焊縫受熱脫落，容易發生變形或者爆炸。

本領域的技術人員可以對本實用新型實施例進行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則這些修改和變型也在本實用新型的保護範圍之內。

說明書中未詳細描述的內容為本領域技術人員公知的現有技術。