申请/专利权人：中国核电工程有限公司

申请日：2019-05-15

公开（公告）日：2020-07-28

公开（公告）号：CN110030844B

主分类号：F27D27/00(20100101)

分类号：F27D27/00(20100101);F27D9/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.28#授权;2019.08.13#实质审查的生效;2019.07.19#公开

摘要：本发明公开一种鼓泡搅拌装置，包括导气管和冷却单元，所述导气管用于向熔融体内输送鼓泡所需的气体；所述冷却单元包括冷却管，所述冷却管套设于所述导气管外，用于放置冷却介质，使所述熔融体能够在与所述冷却管的接触处形成隔离层。本发明还公开一种熔炼设备，包括设备本体、以上所述的鼓泡搅拌装置，所述鼓泡搅拌装置的导气管穿过所述设备本体的底板伸入到所述设备本体内的熔融体中。本发明装置既可以耐高温、耐腐蚀，还可以有效提升鼓泡管使用寿命。

主权项：1.一种鼓泡搅拌装置，其特征在于，包括导气管1和冷却单元，所述导气管，用于向熔融体内输送鼓泡所需的气体；所述冷却单元包括冷却管2，所述冷却管套设于所述导气管外，用于放置冷却介质；所述冷却介质的温度低于熔融体的熔点，以使所述熔融体能够在与所述冷却管的接触处形成低温固态的隔离层。

全文数据：一种鼓泡搅拌装置及熔炼设备技术领域本发明涉及一种鼓泡搅拌装置及熔炼设备。背景技术流态熔融体熔液一般具有高温、强腐蚀性的特点，在高温熔炼工艺过程中，为了使熔融体及添加物实现均质化，需要用到各种搅拌装置，比如鼓泡管形式的搅拌装置，即结构上采用将管道直接插入熔炼物质内并通入压缩气体吹扫熔炼物质实现搅拌。由于鼓泡式搅拌装置的鼓泡管需要直接与熔炼物质接触，容易被腐蚀、烧灼，导致其使用寿命不长，对于一些鼓泡管难以更换或者无法更换的熔炼设备，鼓泡管的寿命等同于整个熔炼设备的寿命，鼓泡管损坏就意味着整个熔炼设备损毁，因此这类鼓泡管无法满足应用的需要。现阶段，解决鼓泡管易腐蚀、不耐高温的方式主要是采用耐高温、耐腐蚀的昂贵的合金材料来制作鼓泡管，然而，这种鼓泡管只能够稍微减缓对鼓泡管的腐蚀和烧灼，其对鼓泡管的使用寿命的提升有限，并且还会造成熔炼设备运行成本增加。发明内容本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种耐高温、耐腐蚀，并且还可以有效提升鼓泡管使用寿命的鼓泡搅拌装置及熔炼设备。本发明提供的一种鼓泡搅拌装置，其技术方案为：一种鼓泡搅拌装置，包括导气管和冷却单元，所述导气管用于向熔融体内输送鼓泡所需的气体；所述冷却单元包括冷却管，所述冷却管套设于所述导气管外，用于放置冷却介质，使所述熔融体能够在与所述冷却管的接触处形成隔离层。优选的，所述冷却管的温度低于所述熔融体的熔点。优选的，所述冷却管包括管体、上堵板和下堵板，所述上堵板、所述下堵板分别设置于所述管体的两端，用于密封所述管体的两个端部；所述上堵板、所述下堵板上均设置有通孔，所述通孔形状、大小与所述导气管相适应，以便所述导气管从中穿过。优选的，所述管体的长度小于等于所述导气管的长度，且所述管体的一端与所述导气管的输出端对齐。优选的，所述冷却介质为液体，所述冷却管还包括隔板，所述隔板设置于所述管体中，用于将所述管体的内部空间分隔为用于流通所述冷却介质的进液通道和出液通道，所述进液通道的出口端与所述出液通道的入口端连通。优选的，所述隔板的数量为两个，所述隔板的两侧分别与所述冷却管的管体的内壁、所述导气管的外壁连接，所述隔板的一端与所述下堵板连接，且隔板的长度小于所述管体的长度。优选的，所述冷却单元还包括冷却介质提供机构，所述冷却管的入口与所述冷却介质提供机构相连，所述冷却管的入口设置于所述进液通道上，所述冷却管的出口设置于所述出液通道上。优选的，所述导气管和所述冷却管均采用不锈钢材质。本发明提供的一种鼓泡搅拌装置，采用双层结构设计，内层为用于鼓泡的导气管，外层为放置有冷却介质的冷却管，通过冷却管可将导气管与外部熔融体完全隔开，且冷却管中的冷却介质不仅可以用于冷却导气管，使该装置能够在高温环境下使用，还能使熔融体在冷却管外表面上快速固化形成隔离层，以阻隔熔融体与冷却管接触，防止冷却管被熔融体腐蚀，从而能够大大延长所述装置的使用寿命；并且，由于在冷却管管外形成隔离层，使冷却管、导气管的材质可以采用不锈钢等普通的金属材质，大大降低了生产成本。本发明鼓泡搅拌装置既可以用于玻璃熔液的搅拌，还可以应用于硅酸盐等其它高温熔融态物质的搅拌。本发明还提供一种熔炼设备，其技术方案如下：一种熔炼设备，包括设备本体，还包括以上所述的鼓泡搅拌装置，所述导气管穿过所述设备本体的底板伸入到所述设备本体内的熔融体中。优选的，所述鼓泡搅拌装置的数量为两个以上，所述鼓泡搅拌装置伸入到所述设备本体内部的长度大于等于所述熔融体与所述底板接触处形成的隔离层的厚度。本发明提供的熔炼设备，由于具有上述鼓泡搅拌装置，可以使熔融体在鼓泡搅拌装置的接触处形成隔离层，避免鼓泡搅拌装置被腐蚀，可延长整个设备的使用寿命；当采用多个鼓泡搅拌装置时，通过将多个导气管均匀布置在底板上，可以鼓泡气体分散喷出均匀地吹起熔融体，使搅拌更均匀，还可以将熔融体中的难熔重金属或杂质吹起，避免沉积，可以提高熔融体的均质化水平；不仅适用于玻璃、硅酸盐等熔融体，还可以用于其它领域的熔融态物质的搅拌。附图说明图1为本发明实施例中鼓泡搅拌装置结构示意图；图2为图1中鼓泡搅拌装置的A-A剖面图；图3为图1中鼓泡搅拌装置的B-B剖面图；图4为图1中冷却管局部剖视图；图5为本发明实施例中熔炼设备的结构示意图。图中：1-导气管；11导气管入口；12-导气管出口；2-冷却管；21-冷却管的入口；22-冷却管的出口；3-上堵板；4-下堵板；5-隔板；6-底板；7-熔融体；8-隔离层；9-设备本体；10-搅拌孔。具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。针对现有技术中，熔炼设备中鼓泡搅拌装置易腐蚀等问题，本发明提供一种鼓泡搅拌装置，包括导气管和冷却单元，所述导气管向熔融体内输送鼓泡所需的气体；所述冷却单元包括冷却管，所述冷却管套设于所述导气管外，用于放置冷却介质，使所述熔融体能够在与所述冷却管的接触处形成隔离层。相应地，本发明还提供一种熔炼设备，包括设备本体、以及以上所述的鼓泡搅拌装置，所述导气管穿过所述设备本体的底板伸入到所述设备本体内的熔融体中。实施例1如图1所示，本实施例公开一种鼓泡搅拌装置，其用于对高温的熔融体进行搅拌。所述鼓泡搅拌装置采用双层结构设计，包括内层的导气管1和外层的冷却单元，其中：导气管1用于向熔融体内输送鼓泡所需的气体；冷却单元包括冷却管2，冷却管2套设于导气管1外，用于放置冷却介质，冷却介质可以对导气管1和冷却管2进行降温，使熔融体能够在与冷却管2的接触处形成隔离层，以保护导气管和冷却管。其中，熔融体可以是玻璃、硅酸盐或其它熔融态物质，在本实施例中，以玻璃熔液为例进行具体说明。具体的，导气管1上设有导气管入口11和导气管出口12，导气管入口11和导气管出口12分设于导气管的两端，导气管入口11可与供气系统的出口连接，导气管出口12伸入到熔融体内部，供气系统输送的气体经导气管入口11进入导气管，最终再经导气管出口12排出至玻璃熔液中，将玻璃熔液吹起，并形成对流，从而实现对熔融体整体的搅拌效果。本实施例中，供气系统优选空气压缩系统如空压机，空气压缩系统可以为鼓泡所需气体的输送提供推力，提高气体输送速度，使对流搅拌更剧烈，从而提高对玻璃熔液的搅拌效果；同时，被加速后的气体具有较大推力，可以吹带起玻璃熔液底部包含的难熔型重金属颗粒或杂质，减少对熔炼设备底部难熔型重金属或杂质沉积，提高玻璃熔液均质化水平。导气管1的数量可以为一个或多个，优选两个以上。多个导气管1喷出的气体更分散，可以更均匀的吹起玻璃熔液，提高搅拌效果，从而提升对玻璃熔液的均质化水平。导气管1优选圆形管，也可以是方形管等其它任意形状的管道，本实施例不作进一步限定。导气管的尺寸大小，可以根据实际情况进行选择，本实施例不作进一步限定。进一步的，冷却管2包括管体、上堵板3和下堵板4，上堵板3和下堵板4分别用于密封管体的两个端部。具体的，上堵板3、下堵板4分别设置于管体的两端，其尺寸大小和形状与冷却管2的内壁相适应，上堵板3和下堵板4上均设置有通孔，通孔的形状、尺寸大小均与导气管1的外壁的形状、尺寸大小相适应，以便导气管1穿过通孔。管体的长度应小于等于导气管1的长度，管体套设在导气管1的外部，导气管1穿过上堵板3的通孔和下堵板4的通孔，且管体的设置上堵板的一端与导气管1的输出端对齐，两者通过上堵板4连接，上堵板4可以将管体的该端部密封；同时，管体的设置下堵板的另一端和导气管1的外壁通过下堵板4连接，并将管体的另一个端部密封，由于管体的长度小于导气管1，导气管1从下堵板中伸出。上堵板3或下堵板4上的通孔的数量与同一个冷却管2内套装的导气管1的数量相同，本实施例优选一个导气管1套设一个冷却管2，如图1所示，冷却管2的形状优选圆形管，也可以是其它任意能够容纳上述导气管1的形状，对应地，冷却管2的尺寸可以是其它任意能够适应上述导气管1的尺寸，本实施例不作进一步限定。进一步的，冷却管2还包括隔板5，隔板5设置于冷却管2的管体中，用于将管体的内部空间分隔为用于流通冷却介质的进液通道和出液通道，进液通道的出口端与出液通道的入口端连通。具体的，隔板5的数量为两个或以上，本实施例中隔板5的数量优选为两块，如图2、图3、图4所示，隔板5的长度优选小于冷却管2的长度，每块隔板5的两侧边分别与冷却管2的内壁、导气管1的外壁连接，两块隔板5均有一端与冷却管2的下堵板4连接，使隔板5与上堵板3之间留有间隙以形成开口，进液通道的出口端和出液通道的入口端在此开口处连通。进一步的，冷却单元还包括冷却介质提供结构，冷却介质提供机构的出口与冷却管的入口连接，冷却管的入口21设置于进液通道上即冷却管的一侧侧壁上，冷却管的出口22设置于出液通道上即冷却管的另一侧侧壁上，且冷却管的入口21和冷却管的出口22均设置于管体上的靠近下堵板4的一端。冷却介质可以是水、油、或其它类型的任意温度低于熔融体熔点的冷却介质，本实施例不作进一步限定。本实施例中，冷却介质使冷却管2的温度保持低于熔融体的熔点，从而使熔融体在与冷却管2接触处形成低温固态的隔离层。如图5所示，在鼓泡搅拌装置工作时，冷却介质由冷却管的入口21进入冷却管2由进液通道进，由出液通道流出，在冷却介质在流经冷却管2时对导气管1、冷却管2进行冷却降温，使导气管1、冷却管2可以保持较低的温度，从而使该鼓泡搅拌装置可以在高温环境下使用；同时，由于冷却管2保持较低温度低于熔融体的熔点，使熔融体与冷却管2外壁接触时会快速固化，在两者的接触处形成一层低温固态隔离层8以下统称隔离层，该隔离层8将冷却管1、导气管2与熔融体隔离，可以起保护作用，避免冷却管1、导气管2与高温熔融体接触后被腐蚀，可以大大的增加鼓泡搅拌装置的使用寿命。进一步的，本实施例中鼓泡搅拌装置在工作时，由于在熔融体与冷却管2的接触处可以形成隔离层8，因此，本实施例中的导气管1、冷却管2可以采用不锈钢、有色金属等普通金属材质制成，避免了传统鼓泡装置中的导气管需要采用昂贵的耐高温、耐腐蚀的合金材料制备的弊端，可以大大降低生产成本。本发明公开的一种鼓泡搅拌装置，采用双层结构设计，内层为用于鼓泡的导气管，外层为放置有冷却介质的冷却管，通过冷却管可将导气管与外部熔融体完全隔开，且冷却管中的冷却介质不仅可以用于冷却导气管，使该装置能够在高温环境下使用，还能使熔融体在冷却管外表面上快速固化形成隔离层，以阻隔熔融体与冷却管接触，防止冷却管被熔融体腐蚀，从而能够大大延长所述装置的使用寿命；并且，由于在冷却管管外形成隔离层，使冷却管、导气管的材质可以采用不锈钢等普通的金属材质，大大降低了生产成本。本发明公开的鼓泡搅拌装置既可以用于玻璃熔液的搅拌，还可以应用于硅酸盐等其它高温熔融态物质的搅拌。实施例2本实施例公开一种熔炼设备，如图5所示，该熔炼设备包括设备本体9和实施例1中所述的鼓泡搅拌装置，鼓泡搅拌装置的导气管穿过设备本体9的底板6与设备本体9内的放置的熔融体中。进一步的，鼓泡搅拌装置的数量为两个以上，鼓泡搅拌装置伸入到设备本体9内部的长度大于等于熔融体与所述底板6接触处形成的隔离层的厚度。由于鼓泡搅拌装置的数量为两个以上，即意味着导气管1的数量为两个以上。具体的，在设备本体9的底板6上设置有与导气管外套设的冷却管的形状、尺寸大小相适应的搅拌孔10，搅拌孔10的数量优选两个以上，以便安装鼓泡搅拌装置的导气管。将各个搅拌孔10尽可能均匀分布在底板6上，各个导气管从底板6上各均匀分布的搅拌孔10中穿过，使导气管的出口可以处于设备本体9中盛放的熔融体7的包围中。均匀分布的多个导气管1，喷出的气体更分散，能够更均匀的吹起玻璃熔液，可以将被压缩的气体更均匀输送到设备本体的内部，将高温熔融体吹起，形成对流搅拌，使搅拌更均匀，提高搅拌效果，从而提升对玻璃熔液的均质化水平。具体的，在实际操作过程中，熔融体在与设备本体9的接触处也会形成低温固态隔离层，因此，鼓泡搅拌装置的导气管1伸入到设备本体9内的长度大于等于熔融体在与底板6接触处形成的隔离层的厚度，这样可以避免导气管1出口被形成的隔离层堵塞。同时，导气管1的伸入长度也不宜过长，以免低于导气管出口位置的熔融体得不到搅拌，影响搅拌效果。本实施例中对鼓泡管具体伸入长度不作进一步限定。本实施例公开的熔炼设备，可以使熔融体在鼓泡搅拌装置的接触处形成隔离层，避免鼓泡搅拌装置被腐蚀；多个导气管均匀布置在底板上，可以鼓泡气体分散喷出均匀地吹起熔融体，使搅拌更均匀，还可以将熔融体中的难融重金属或杂质吹起，避免沉积，可以提高熔融体的均质化水平；不仅适用于玻璃、硅酸盐等熔融体，还可以用于其它领域的熔融态物质的搅拌。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种鼓泡搅拌装置，其特征在于，包括导气管1和冷却单元，所述导气管，用于向熔融体内输送鼓泡所需的气体；所述冷却单元包括冷却管2，所述冷却管套设于所述导气管外，用于放置冷却介质，使所述熔融体能够在与所述冷却管的接触处形成隔离层。2.根据权利要求1所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述冷却管的温度低于所述熔融体的熔点。3.根据权利要求1所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述冷却管包括管体、上堵板3和下堵板4，所述上堵板、所述下堵板分别设置于所述管体的两端，用于密封所述管体的两个端部；所述上堵板、所述下堵板上均设置有通孔，所述通孔形状、大小与所述导气管相适应，以便所述导气管从中穿过。4.根据权利要求3所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述管体的长度小于等于所述导气管的长度，且所述管体的一端与所述导气管的输出端对齐。5.根据权利要求3所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述冷却介质为液体，所述冷却管还包括隔板5，所述隔板设置于所述管体中，用于将所述管体的内部空间分隔为用于流通所述冷却介质的进液通道和出液通道，所述进液通道的出口端与所述出液通道的入口端连通。6.根据权利要求5所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述隔板的数量为两个，所述隔板的两侧分别与所述冷却管的管体的内壁、所述导气管的外壁连接，所述隔板的一端与所述下堵板连接，且隔板的长度小于所述管体的长度。7.根据权利要求5所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述冷却单元还包括冷却介质提供机构，所述冷却管的入口与所述冷却介质提供机构相连，所述冷却管的入口设置于所述进液通道上，所述冷却管的出口设置于所述出液通道上。8.根据权利要求1-7任一项所述的鼓泡搅拌装置，其特征在于，所述导气管和所述冷却管均采用不锈钢材质。9.一种熔炼设备，包括设备本体9，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的鼓泡搅拌装置，所述导气管穿过所述设备本体的底板6伸入到所述设备本体9内的熔融体中。10.根据权利要求9所述的熔炼设备，其特征在于，所述鼓泡搅拌装置的数量为两个以上，所述鼓泡搅拌装置伸入到所述设备本体内部的长度大于等于所述熔融体与所述底板接触处形成的隔离层的厚度。

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