一种调节烧成气氛的装置及方法
【专利摘要】一种调节烧成气氛的装置及方法，当产品在烧制过程中全程仅需要氧化气氛、中性气氛、还原气氛中的一种时，通过比例阀准确调节控制空气与燃气的比例，燃气进入窑炉后，充分燃烧达到产品烧成所需气氛，在烧制过程中，又因比例阀的稳定性，不会造成空气或燃气的通入比例不稳定进而影响产品的烧制；当产品在烧制过程中需要氧化气氛、中性气氛、还原气氛中的两种或三种或其交替时，首先通过比例阀准确调节控制空气与燃气的比例，使其通入窑炉后充分燃烧达到氧化气氛，之后通过调节阀调节燃气的通过量，使空气与燃气以需要比例进入窑炉内达到产品所需的烧成气氛，直至产品烧制完成，具有结构简单、操作方便的优点。
【专利说明】一种调节烧成气氛的装置及方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及一种调节装置，具体涉及一种调节烧成气氛的装置及方法。
【【背景技术】】
[0002]现如今，烧制产品的烧制是将陶瓷坯体放置于窑炉内烧制，窑炉一般包括窑体、燃烧系统、控制系统等，而燃烧系统中空气与燃气比例输入通过比例阀来控制，燃烧系统选用比例阀可以保证空气与燃气按照设定的比例进行有效调节，它不仅可以保证温度的自动控制，而且也保证了窑内气氛稳定的自动控制。通常情况下，比例阀的空燃比(即空气与燃料输入比例)确定之后，很难对空燃比进行调节改变。
[0003]在实际生产过程中，烧制产品在烧制过程中采用何种烧成气氛，会根据烧成产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段的物化反应情况来确定。若烧制产品在烧制过程中仅需要一种烧成气氛时，窑炉燃烧系统采用比例阀完全可以达到要求。然而若烧制产品在烧制过程中需要对烧成气氛做出改变的话，因比例阀空燃比的难以调节改变，无法对烧成气氛进行调节改变，这将会给烧制过程带来很多不便，影响产品的烧制。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明的主要目的在于解上述问题，提供一种可以在烧制过程中调节改变烧成气氛的装置及方法，该调节烧成气氛的装置具有结构简单、操作方便的优点。
[0005]本发明提供的一种调节烧成气氛的装置，包括:燃气管道、空气管道、旁路管道，
[0006]所述燃气管道沿燃气输入方向依次设有电磁阀、比例阀、支路手动阀，
[0007]所述空气管道与比例阀通过导压管连接，
[0008]所述旁路管道设于所述燃气管道上，该旁路管道的一端固定于电磁阀与比例阀之间，另一端固定于所述比例阀与支路手动阀之间，且所述旁路管道上设有调节阀。
[0009]特别的，所述比例阀为比例压力控制阀。
[0010]特别的，所述调节阀为电动调节阀。
[0011]特别的，所述调节阀为手动调节阀，且该手动调节阀上设有用于控制调节燃气输入的刻度。
[0012]本发明还提供一种调节烧成气氛的方法，包括以下步骤:
[0013]310:根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断所需要的烧成气氛，若判断结果为工作过程中始终需要氧化气氛或中性气氛或还原气氛中的一种时，则进入步骤320，若判断结果为工作过程中需要氧化气氛、中性气氛、还原气氛中的两种或三种或其交替时，则进入步骤330 ；
[0014]320:根据判断结果设定比例阀空气与燃气通过比例，为所需烧成气氛，此时比例阀与调节阀处于关闭状态，所述空气与天然气燃气比例为7:1?13:1 ；
[0015]821:比例阀设定为所需烧成气氛后，首先打开窑炉风机电源开关，然后打开支路手动阀，导压管将空气压力导入比例阀，比例阀在空气压力的作用下开启，之后打开电磁阀，此时空气与燃气以设定比例通过烧嘴进入窑炉内，直至产品烧制完成，在此烧制过程中氧化气氛的空气过剩系数为1.05?1.15 ；
[0016]322:当产品烧制完成后，首先关闭窑炉风机电源开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀在没有空气压力的作用下关闭，工作结束；
[0017]330:根据判断结果设定比例阀空气与燃气通过比例为第一所需烧成气氛，此时比例阀与调节阀处于关闭状态，待比例阀设定为所需第一烧成气氛后，打开窑炉风机电源开关，导压管将空气压力导入比例阀，比例阀在空气压力的作用下开启，然后打开电磁阀，此时空气与燃气以第一设定比例通过燃气管道进入窑炉内，直至第一烧成气氛阶段完成，所述空气与天然气燃气比例为7:1?13:1，在此烧制过程中氧化气氛的空气过剩系数为1.05 ?1.15 ；
[0018]831:当第一烧成气氛阶段完成后，打开调节阀，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，此时空气与燃气以第二比例通过燃气管道进入窑炉内，直至第二烧成气氛阶段完成，当第二烧成气氛阶段完成后，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，之后空气与燃气以第三比例通过燃气管道进入窑炉内，直至产品烧制完成为止，所述空气与天然气燃气比例为6:1?11:1，在此烧制过程中还原气氛的空气过剩系数为0.85?0.95 ；
[0019]832:当产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀关闭，最后关闭调节阀，工作结束。
[0020]特别的，所述燃气为天然气。
[0021〕 特别的，所述比例阀为比例压力控制阀。
[0022]特别的，所述调节阀为手动调节阀或电动调节阀，所述手动调节阀上设有刻度。
[0023]相较于现有技术，本发明所提供的一种调节烧成气氛的装置及方法，当产品在烧制过程中全程仅需要氧化气氛、中性气氛、还原气氛中的一种时，通过比例阀准确调节控制空气与燃气的比例，燃气进入窑炉后，充分燃烧达到产品烧成所需气氛，在烧制过程中，又因比例阀的稳定性，不会造成空气或燃气的通入比例不稳定而影响产品的烧制；当产品在烧制过程中需要氧化气氛、中性气氛、还原气氛中的两种或三种或其交替时，首先通过比例阀准确调节控制空气与燃气的比例，使其通入窑炉后充分燃烧达到氧化气氛，之后通过调节阀调节燃气的通过量，使空气与燃气以需要比例进入窑炉内达到产品所需的烧成气氛，直至产品烧制完成，具有结构简单、操作方便的优点。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0024]图1为本发明一种调节烧成气氛的装置的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。
[0026]请参阅图1，本发明所述的一种调节烧成气氛的装置，包括:燃气管道10、空气管道30、旁路管道20，
[0027]所述燃气管道10沿燃气输入方向依次设有电磁阀11、比例阀12、支路手动阀13，
[0028]所述空气管道30与比例阀12通过导压管31连接，且所述空气管道30内部产生的气体压力通过导压管31传递给比例阀12，
[0029]所述旁路管道20设于所述燃气管道10上，该旁路管道20的一端固定于电磁阀11与比例阀12之间，另一端固定于所述比例阀12与支路手动阀13之间，且所述旁路管道20上设有调节阀21。
[0030]特别的，所述空气管道30始终保持开启状态。
[0031]特别的，比例阀12采用比例压力控制阀，空气管道30通过风机与外界空气连通，窑炉不工作时，风机处于关闭状态，且支路手动阀13关闭，使空气管道30中空气压力为零压，同时比例阀12处于关闭状态；反之，风机启动，则空气管道30内形成空气压力，此时比例阀12在空气压力的作用下可以实现自动开启，打开支路手动阀13后，燃气与空气进入烧嘴自动燃烧。
[0032]特别的，所述调节阀21采用电动调节阀，于工作时，窑炉的控制系统发出信号，电动调节阀接收到控制系统发出的信号后，进入工作状态，调节旁路管道30燃气的通入量，工作结束后，控制体统发出信号给电动调节阀，电动调节阀接收到信号后关闭，阻止了旁路管道30燃气的通入量。
[0033]特别的，所述调节阀21为带有刻度的手动调节阀，于工作时，开启手动调节阀，通过手动调节阀上的刻度控制旁路管道30燃气的通入量，工作结束后，关闭手动调节阀。
[0034]本发明还提供一种调节烧成气氛的方法，下面通过具体实施例对本方法进行详细说明。
[0035]首先对氧化气氛、中性气氛、还原气氛进行解释说明。
[0036]游离氧含量在4%以上的称为氧化气氛(其中游离氧含量在8%以上的称为强氧化气氛，游离氧含量在4%?5%的称为普通氧化气氛)；游离氧含量1%?1.5%的称为中性气氛；游离氧的含量小于1%，并且一氧化碳含量在1%以上时，称为还原气氛，(其中游离氧的含量小于1 %，并且一氧化碳含量在3 %以下时，称为弱还原气氛，一氧化碳含量在5%以上的称为强还原气氛产品在烧制过程中，若需要通入不同的燃烧气氛，一般情况下起始阶段需要的是氧化气氛，下面通过具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例燃气采用天然气进行解释说明。
[0037]实施例1:
[0038]首先根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断出产品烧制过程中全程选用氧化气氛；判断出结果后，根据判断结果设定比例阀空气与天燃气通过的比例为13:1 ；之后打开窑炉总开关与支路手动阀，此时空气形成压强差，在空气压力的作用下比例阀自动开启，比例阀开启后电动打开电磁阀，空气与天燃气以13:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为1.1 ；当产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀在缺少空气推力的作用下关闭，工作结束。
[0039]实施例2:
[0040]首先根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断出产品烧制过程中全程选用还原气氛；判断出结果后，根据判断结果设定比例阀空气与天燃气通过的比例为7:1 ；之后打开窑炉总开关与支路手动阀，此时空气形成压强差，在空气压力的作用下比例阀自动开启，比例阀开启后电动打开电磁阀，空气与天燃气以7:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为1.05 ；当产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀在缺少空气推力的作用下关闭，工作结束。
[0041]实施例3:
[0042]首先根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断出产品烧制过程中全程选用中性气氛；判断出结果后，根据判断结果设定比例阀空气与天燃气通过的比例为10:1 ；之后打开窑炉总开关与支路手动阀，此时空气形成压强差，在空气压力的作用下比例阀自动开启，比例阀开启后电动打开电磁阀，空气与天燃气以10:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为1.15 ；当产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀在缺少空气推力的作用下关闭，工作结束。
[0043]实施例4:
[0044]首先根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断出产品烧制过程中第一阶段选用氧化气氛，第二阶段选用还原气氛；判断出结果后，根据判断结果设定比例阀空气与天燃气通过的比例为第一阶段氧化气氛12:1 ；之后打开窑炉总开关与支路手动阀，此时比例阀入口与出口之间形成压强差，在空气压力的作用下比例阀开启，比例阀开启后电动打开电磁阀，空气与天燃气以12:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为1.08 ；待第一阶段烧制完成后，打开调节阀，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，此时空气与天燃气以为6:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为0.85 ；当产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀关闭，最后关闭调节阀，工作结束。
[0045]实施例5:
[0046]首先根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断出产品烧制过程中第一阶段选用氧化气氛，第二阶段选用中性气氛，第三阶段选用氧化气氛；判断出结果后，根据判断结果设定比例阀空气与天燃气通过的比例为第一阶段氧化气氛8:1 ；之后打开窑炉总开关与支路手动阀，此时比例阀入口与出口之间形成压强差，在空气压力的作用下比例阀开启，比例阀开启后电动打开电磁阀，空气与天燃气以8:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为1.12 ；待第一阶段烧制完成后，打开调节阀，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，此时空气与天燃气以为8:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内天燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为0.95；带第二阶段烧制完成后，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，之后空气与天然气以燃气以11:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内天然气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为0.9 ；产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀关闭，最后关闭调节阀，工作结束。
[0047]实施例6:
[0048]首先根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断出产品烧制过程中第一阶段选用氧化气氛，第二阶段选用中性气氛，第三阶段选用还原气氛，第四阶段选用中性气氛；判断出结果后，根据判断结果设定比例阀空气与天燃气通过的比例为第一阶段氧化气氛9:1 ；之后打开窑炉总开关与支路手动阀，此时比例阀入口与出口之间形成压强差，在空气压力的作用下比例阀开启，比例阀开启后电动打开电磁阀，空气与天燃气以9:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内燃气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为1.15 ；待第一阶段烧制完成后，打开调节阀，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，此时空气与天燃气以为7:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内天燃气经过充分燃烧，经窑8炉中探测器计算得出空气过剩系数为0.92；待第二阶段烧制完成后，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，之后空气与天然气以6:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内天然气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为0.9 ；待第三阶段烧制完成后，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，空气与天然气以6:1的比例通过燃气管道进入窑炉内，在窑炉内天然气经过充分燃烧，经窑炉中探测器计算得出空气过剩系数为0.88 ；产品烧制完成后，首先关闭窑炉总开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀关闭，最后关闭调节阀，工作结束。
[0049]经过以上实施例可以总结出，采用本发明所述装置可以实现燃烧气氛的精准控制，并且可以精准监测出空气过剩系数，进而提高烧制产品的质量，具有结构简单、操作方便的优点。
[0050]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有的这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种调节烧成气氛的装置，其特征在于，包括:燃气管道(10)、空气管道(30)、旁路管道(20)， 所述燃气管道(10)沿燃气输入方向依次设有电磁阀(11)、比例阀(12)、支路手动阀(13)， 所述空气管道(30)与比例阀(12)通过导压管(31)连接， 所述旁路管道(20)设于所述燃气管道(10)上，该旁路管道(20)的一端固定于电磁阀(11)与比例阀(12)之间，另一端固定于所述比例阀(12)与支路手动阀(13)之间，且所述旁路管道(20)上设有调节阀(21)。
2.根据权利要求1所述的一种调节烧成气氛的装置，其特征在于，所述比例阀(12)为比例压力控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种调节烧成气氛的装置，其特征在于，所述调节阀(21)为电动调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种调节烧成气氛的装置，其特征在于，所述调节阀(21)为手动调节阀，且该手动调节阀上设有用于控制调节燃气输入的刻度。
5.一种调节烧成气氛的方法，其特征在于，包括以下步骤: SlO:根据产品配方中原料的组成及烧制过程中各阶段预测的物化反应判断所需要的烧成气氛，若判断结果为工作过程中始终需要氧化气氛或中性气氛或还原气氛中的一种时，则进入步骤S20，若判断结果为工作过程中需要氧化气氛、中性气氛、还原气氛中的两种或三种或其交替时，则进入步骤S30 ； S20:根据判断结果设定比例阀空气与燃气通过比例为所需烧成气氛，此时比例阀与调节阀处于关闭状态； 521:比例阀设定为所需烧成气氛后，首先打开窑炉电源开关，启动风机，然后打开支路手动阀，导压管将空气压力导入比例阀，比例阀在空气压力的作用下开启，之后打开电磁阀，此时空气与燃气以设定比例通过燃气管道进入窑炉内，直至产品烧制完成，在此烧制过程中空气过剩系数为1.05?1.15 ; 522:当产品烧制完成后，首先关闭窑炉电源开关，关闭风机，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀在没有空气压力的作用下关闭，工作结束； S30:根据判断结果设定比例阀空气与燃气通过比例为第一所需烧成气氛，此时比例阀与调节阀处于关闭状态，待比例阀设定为所需第一烧成气氛后，打开窑炉风机电源开关，导压管将空气压力导入比例阀，比例阀在空气压力的作用下开启，然后打开电磁阀，此时空气与燃气以第一设定比例通过燃气管道进入窑炉内，直至第一烧成气氛阶段完成，在此烧制过程中空气过剩系数为1.05?1.15 ; 531:当第一烧成气氛阶段完成后，打开调节阀，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，此时空气与燃气以第二比例通过燃气管道进入窑炉内，直至第二烧成气氛阶段完成，当第二烧成气氛阶段完成后，通过调节阀调节控制旁路管道燃气的通入量，之后空气与燃气以第三比例通过燃气管道进入窑炉内，直至产品烧制完成为止，在此烧制过程中还原气氛的空气过剩系数控制为0.85?0.95 ; 532:当产品烧制完成后，首先关闭窑炉风机电源开关，然后关闭电磁阀，电磁阀关闭后，关闭支路手动阀，由于支路手动阀的关闭，切断了空气的输入，此时比例阀关闭，最后关闭调节阀，工作结束。
6.根据权利要求5所述的一种调节烧成气氛的方法，其特征在于，所述燃气为天然气、氢气、液化气或煤气等气体燃料。
7.根据权利要求5所述的一种调节烧成气氛的方法，其特征在于，所述比例阀为比例压力控制阀。
8.根据权利要求5所述的一种调节烧成气氛的方法，其特征在于，所述调节阀为手动调节阀或电动调节阀，所述手动调节阀上设有刻度。
【文档编号】F27D7/06GK104296159SQ201410527439
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】罗民华, 黄亮, 胡杏乐 申请人:景德镇陶瓷学院