一种玻璃纤维窑炉投料机冷却系统及其冷却方法与流程

本发明涉及玻璃纤维生产设备技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维窑炉投料机冷却系统及其冷却方法。

背景技术：

目前，在玻璃纤维生产过程中，窑炉投料机冷却普遍采用自来水作为冷却液，这种冷却方式存在的主要缺点是，自来水中存在的各类杂志容易在冷却套里形成水垢，导致冷却效果变差，同时还会堵塞管路，进而缩短冷却套的使用寿命，使得冷却套更换频繁。在冷却套更换过程中，需要停工停产，对生产的负面影响较大，冷却套的频繁更换不仅增加了生产成本，而且大幅降低了生产效率，造成很大的经济损失。

另外，在使用过程中，目前冷却套中的漏水问题难以监测，不易及时发现，从而导致冷却液流入窑炉，其结果是，降低炉内温度、破坏窑炉结构、缩短窑炉的使用寿命、导致停工停产、甚至会导致安全事故，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统及其冷却方法。具体地，本发明提供能够有效预防堵塞、延长冷却套使用寿命、降低安全隐患、提升经济效益和生产效率的冷却系统及其冷却方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种玻璃纤维窑炉投料机冷却装置，所述冷却系统包括储罐、循环泵、供给管道、回流管道、过滤器以及布置在窑炉上的若干冷却套，其中，所述循环泵的进液口与所述储罐相连通，所述循环泵的出液口与所述过滤器的入口相连通，所述过滤器的出口通过所述供给管道与所述冷却套的入口相连通，所述冷却套的出口通过所述回流管道与所述储罐相连通；所述储罐内盛放易燃有机液体，且所述储罐内设置有液位仪。

其中，所述回流管道上设置有冷却器。

其中，所述冷却系统还包括应急冷却装置，所述应急冷却装置的冷却液出口与所述冷却套的入口相连通，所述应急冷却装置的冷却液回流口与所述冷却套的出口相连通，且所述应急冷却装置的入口和冷却液回流口均设置有第一阀门。

其中，所述冷却系统还包括中央控制器，所述循环泵、所述液位仪均与所述中央控制器信号连接。

其中，所述冷却套的出口处设置有流量计。

其中，所述供给管道上设置有温度变送器和压力变送器。

其中，所述循环泵的出液口、所述过滤器的入口和出口、所述冷却套的入口和出口各设置有一个控制阀。

其中，所述易燃有机液体包括导热油、丙二醇无水冷却液、硅油中的一种或几种。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种如上所述的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统的冷却方法，所述冷却方法包括如下步骤：

获取所述液位仪的探测结果；

当所述液位仪的探测结果在预设数值范围内时，启动所述循环泵，令所述储罐内的易燃有机液体通过所述过滤器过滤后经所述供给管道进入所述冷却套，再经所述回流管道回流至所述储罐内。

本发明的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统利用过滤器对冷却液进行过滤，有效避免管道堵塞，延长冷却套的使用寿命，降低安全隐患，并通过在冷却套的出口处设置流量计监测回流的冷却液流量，从而达到监测冷却套是否漏液的目的，以及时发现冷却套的故障并采取补救措施；同时，本方案采用易燃有机液体作为冷却液，即使冷却液泄漏进入窑炉，也会快速完全燃烧，不会降低炉内温度，避免对产品质量造成影响。另外，本发明采用冷却装置对回流管道内的冷却液进行冷却降温，实现冷却液的循环利用，减少损耗，提高冷却效率和冷却效果。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本发明的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统的结构示意图；

图2示例性地示出了本发明的冷却方法的流程图；

图3示例性地示出了本发明的冷却方法的一种具体实施流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

针对现有冷却系统中存在的各种问题，本发明提供了一种减少停工停产、能够及时发现冷却套故障、并避免管道堵塞的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统及其冷却方法。该冷却系统不同于现有的水冷系统，采用易燃有机液体作为冷却液，一方面，在冷却套发生泄漏时，泄漏到窑炉内的冷却液会在高温下快速完全燃烧，有效避免降低炉内温度，对窑炉内的生产环境造成不利影响，确保生产的正常进行；另一方面，可以节约工业用水，减少水分蒸发，实现节能减排；再者，在冷却系统的回流管道上设置了冷却器，对完成冷却作业的升温后的回流冷却液进行降温冷却，这种间接冷却的方式，不仅实现了冷却液的循环利用，有效降低损耗，而且提高冷却效率，保证冷却过程的有序稳定。在存放冷却液的储罐与冷却套之间的供给管道上设置过滤器，对冷却液内可能存在的固态悬浮物质等杂质进行过滤，有效避免管道和冷却套内产生污垢而堵塞。

在冷却套的出口处设置了流量计，以监测冷却套流出的回流冷却液流量，与循环泵供给的冷却液流量进行对比判断，进而达到监测冷却套是否有泄漏发生的目的，以便及时发现冷却套故障。为避免由于冷却套故障而停工停产，在窑炉上的若干冷却套并联设置，且在冷却套的入口与出口处各设置一独立控制的阀门，以便操控各冷却套是否工作，便于冷却套维护、更换。

另外，该冷却系统还设置了与供给管道和回流管道相连通的应急冷却装置，以便在此冷却系统的过滤器、循环泵、供给管道、回流管道、冷却器等任一结构发生故障而影响冷却过程时，可以通过调节相应位置上的阀门关闭或开启来令应急冷却装置进行冷却，保证生产的正常、有序进行，同时不影响对冷却系统中的故障设备的检修、维护，避免出现安全事故或产品质量问题，保证生产效率。

下面结合附图，对根据本发明所提供的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统及其冷却方法进行详细描述。

图1示出了本发明的玻璃纤维窑炉投料机冷却系统的一种具体实施例的结构示意图，参照图1所示，该冷却系统包括储罐1、循环泵2、供给管道3、回流管道4、过滤器5以及相互并联布置在窑炉上的若干冷却套6。其中，循环泵2的进液口与储罐1相连通，循环泵2的出液口与过滤器5的入口相连通，过滤器5的出口通过供给管道3与冷却套6的入口相连通，冷却套6的出口通过回流管道4与储罐1相连通。在循环泵2的作用下，储罐1内的冷却液经过滤器5过滤后由供给管道3流入冷却套6内进行冷却，然后再经回流管道4回流入储罐1内待循环利用。过滤器5能够有效滤除冷却液中的固态悬浮物等杂质，将冷却液净化，避免在管道和冷却套6内形成积垢而发生淤堵，保证冷却系统的稳定运行和冷却效果，延长冷却套6的使用寿命。

在本方案中，储罐1内盛放的冷却液为易燃有机液体，一方面在冷却套6发生泄漏时，泄漏进炉内的冷却液可以迅速完全燃烧，避免降低炉内温度，还能为窑炉提供热量，有效保证窑炉内的生产环境；另一方面，易燃有机液体不仅传热性能好，有效保证冷却效果，而且不会在长时间使用后对管道和冷却套6等造成损伤。

示例性地，该易燃有机液体可以包括导热油、丙二醇无水冷却液、硅油中的一种或几种，这种易燃有机液体，传热性能好，容易燃烧，尤其适用于对窑炉投料机进行冷却。

在储罐1内设置有液位仪11，用以实时监测储罐1内的冷却液存储量，以保证有足够的冷却液支持冷却系统的持续、稳定运行，又可以避免储罐1内的冷却液过量而溢出；还可以通过监测运行过程中储罐1内的液面变化情况来判断此冷却系统中是否有泄漏发生。示例性地，液位仪11可以选用雷达液位仪。

在一套冷却系统中，可以并联设置两台或两台以上、相互独立控制的循环泵2，以便在某台循环泵2出现故障时及时进行切换，以确保生产的持续进行，避免对生产造成不良影响。

在一个优选的实施例中，为提高冷却效率，在回流管道4上设置有冷却器7，用以对从冷却套6中回流的冷却液进行降温冷却，以确保流入储罐1内的冷却液保持低温状态，进一步保证冷却系统的持续、稳定运行，避免由于回流冷却液温度提高导致储罐1内的冷却液温度提升，进而保证冷却系统的冷却效果。其中，冷却器7的冷却介质可以为水、空气或有机流体等任一循环利用的介质，冷却器7通过冷却介质对回流管道4内的回流冷却液进行冷却降温，提高后续冷却液循环利用率以及持续对投料机的冷却效果。

另外，本发明的冷却系统还包括应急冷却装置8，以便在供给管道3、回流管道4或者冷却器7或者过滤器5等任一结构出现故障时启用，避免停产维修，确保在生产持续进行的同时可以对故障部件进行维修、更换等。具体地，应急冷却装置8的冷却液出口与冷却套6的入口相连通，应急冷却装置8的冷却液回流口与冷却套6的出口相连通，且应急冷却装置8的入口和冷却液回流口均设置有第一阀门81。当冷却系统正常运行时，两个第一阀门81均处于关闭状态；当冷却系统中的循环泵2、供给管道3、回流管道4或者冷却器7或者过滤器5出现故障时，关闭相应阀门、且令循环泵2、冷却器7和过滤器5均停止运行，并开启两个第一阀门81和应急冷却装置8，一方面可以排放冷却套6内的冷却液，另一方面，可以保证生产的持续稳定进行，保证生产效率，同时避免出现产品质量问题或安全事故。

需要指出的是，此处的应急冷却装置8可以是一套独立、完整的其它结构的冷却装置，也可以是与上述实施例结构相同的、包括存有冷却液的储罐、循环泵、过滤器等结构的冷却装置。

进一步的，在循环泵2的出液口、过滤器5的入口和出口、冷却套6的入口和出口等位置各设置有一个控制阀以便对各处均可独立控制，便于调节冷却液流量或者有针对性的进行检修。优选地，各控制阀可以选用电磁阀。

如图1所示，在每个循环泵2的出液口处设置有第一控制阀201，在过滤器5的入口和出口处各设置有一个第二控制阀501，在每个冷却套6的入口处和出口处各设置有一个第三控制阀601，在冷却器7的输出端、输入端分别与回流管道4相连通处各设置有一个第四控制阀701，在供给管道3上、与应急冷却装置8的入口相连通处设置有第五控制阀301，在回流管道4上、与应急冷却装置8的冷却液回流口相连通处设置有第六控制阀401。在正常运行情况下，第一阀门81处于关闭状态，各控制阀均处于开启状态，储罐1内的冷却液在循环泵2的驱动下经过滤器5过滤后进入供给管道3内，流入冷却套6中换热后经回流管道4回流至冷却器7进行冷却降温，然后再回流至储罐1内循环利用。当冷却系统的某处出现故障时，可以关闭各控制阀、开启第一阀门81和应急冷却装置8，在保证生产正常运行时，再对各相邻控制阀之间的部位进行逐一检修或者有针对性的对某一处或几处进行检修。

在一个优选的实施例中，在循环泵2的出液口与供给管道3之间、与过滤器5相并列地设置有供液通路30，并在该供液通路30上设置有第七控制阀302。正常运行状态下，第七控制阀302处于关闭状态，即供液通路30不流通，冷却液经过过滤器5过滤后进入供给管道3；但是当过滤器5故障时，为不影响生产的正常进行，避免停机停产，可以暂时打开第七控制阀302、关闭过滤器5以及第二控制阀501，令冷却液直接进入供给管道3内向冷却套6供液冷却，以便对过滤器5进行检修或更换元件。

相应的，在回流管道4上、与冷却器7相并列地设置有回流通路40，并在该回流通路40上设置有第八控制阀402。在正常运行状态或者需要高效冷却时，第八控制阀402关闭，即回流冷却液需优先经过冷却器7冷却后再回流至储罐1内；但当冷却器7需要检修时，可以临时打开第八控制阀402、同时关闭冷却器7和第四控制阀701，令回流冷却液直接通过回流通路40回流至储罐1内，有效避免停机停产，确保生产效率。

为提高冷却系统的自动化程度，包括自动、有序运行和自动监测运行状态，本发明的冷却系统还包括中央控制器9，循环泵2、液位仪11、冷却器7、应急冷却装置8等均与中央控制器9信号连接。上述的第一阀门81以及各控制阀也均可与中央控制器9连接或电连接。此处的中央控制器9包括可编程逻辑控制器，通过电缆以有线的方式与上述部件连接，或通过蓝牙等无线的方式进行信号连接，实现信息实时传递，达到控制、监控、报警等控制目的。

其中，液位仪11实时监测储罐1内的冷却液液面高度，并件探测结果数据实时发送至中央控制器9，当监测到储罐1内的液面位于预设数值范围内时，中央控制器9控制冷却系统正常运行；当监测到储罐1内的液面超出预设数值范围时，中央控制器9控制冷却系统停止运行或者控制储罐1底部的阀门10a开启，以向储罐1内补给冷却液或者将储罐1内的冷却液向外排放。另一方面，还可以通过在运行过程中实时监测储罐1内的液面变化情况，来判断冷却系统是否有故障或需要检修：若液面基本高度不变或在极小的范围内波动，说明冷却系统运行正常；若液面持续(缓慢或快速)升高，则说明冷却系统的某一处或某几处发生了堵塞；若液面持续下降，则说明冷却系统的某一处或某几处发生了泄漏。

为进一步对冷却系统的运行情况和泄漏情况进行实时监测以及便于及时、精确地发现问题和故障节点，在冷却套6的出口处或者回流管道4的入口处设置有与中央控制器9信号连接的流量计12，用以实时监测由冷却套6流出的液体流量，可以与循环泵2的供给冷却液流量进行对比，进而判断是否在供给管道3和冷却套6上发生了冷却液泄漏。

进一步的，还可以在供给管道3上设置有温度变送器13和压力变送器14，温度变送器13和压力变送器14均与中央控制器9信号连接或电连接，用以实时检测供给管道3内的冷却液温度和压力情况，以判断冷却系统的冷却液温度是否满足冷却条件以及该冷却系统是否稳定运行。

需要指出的是，在中央控制器9中设置有报警模块(图中未示出)，当冷却系统运行故障时，即当中央控制器9所监测的各参数有任一项超出预设范围或者预设阈值时，中央控制器9均可启动报警模块进行报警，提示工作人员进行检修。例如，当液位仪11的探测结果超出预设数值范围时，或者当流量计12的数值低于预设低值时，或者当温度变送器13的检测数值高于预设温度阈值时，或者压力变送器14的检测数值超出预设值时。其中，温度变送器13的检测数值过高，则可以判断冷却器7运行异常；若压力变送器14的数值异常时，则可以判断循环泵2运行异常。

相适应于上述玻璃纤维窑炉投料机冷却系统，本方案还提供了该冷却系统的冷却方法，图2示出了该冷却方法的流程图，该冷却方法包括：

s1：获取液位仪11的探测结果；

s2：当液位仪11的探测结果在预设数值范围内时，启动循环泵2，令储罐1内的易燃有机液体通过过滤器5过滤后经供给管道3进入冷却套6，再经回流管道4回流至储罐1内。

图3示出了该玻璃纤维窑炉投料机冷却系统的冷却方法的一种具体实施流程图，在本实施例中，在设备启动前，关闭应急冷却装置8和第一阀门81，关闭第七控制阀302和第八控制阀402，开启第一控制阀201、第二控制阀501、第三控制阀601、第四控制阀701、第五控制阀301和第六控制阀501，开启液位仪11、流量计12、温度变送器13、压力变送器14，上述开启和关闭操作可以由中央控制器9集中操作，也可以由工作人员现场逐一检查、操作。参照图3所示，生产开始后，该冷却方法包括以下步骤：

s1：中央控制器9实施获取液位仪11的探测结果；

s21：判断液位仪11的当前探测结果是否在预设数值范围内：若不在，则返回步骤s1；若当前探测结果在预设数值范围内，则执行步骤s22；

s22：中央控制器9控制循环泵2、过滤器5、冷却器7运行，并实时获取流量计12、温度变送器13、压力变送器14的检测数据；

s23：判断压力变送器14的检测数据是否超出预设值：若是，则执行步骤s20；若否，则执行步骤s24；

s24：判断流量计12的检测数据是否超出预设范围：若是，则执行步骤s20；若否，则执行步骤s25；

s25：判断温度变送器13的检测数据是否超出预设值：若是，则执行步骤s20；若否，则执行步骤s26；

s26：判断液位仪11的探测结果的波动范围是否超出预设值：若是，则执行步骤s20；若否，则执行步骤s21；

s20：中央控制器9控制报警模块启动，并开启第一阀门81和应急冷却装置8，同时关闭循环泵2、过滤器5、冷却器7以及各控制阀。

其中，步骤s23、s24、s25、s26的执行顺序可以同时进行，也可以逐一进行，并且其执行顺序可以相互交换顺序，上述执行顺序只是众多实施方式和实施顺序中的一种具体实施例。

在步骤s21中，若当前液位仪11的探测结果不在预设数值范围内时，继续判断当前探测结果低于预设数值范围的最小值时，说明储罐1内的冷却液不足，需要人工开启阀门10a并向储罐1内补充冷却液；若判断当前探测结果高于预设数值范围的最大值时，说明储罐1内的冷却液过多，需要人工开启阀门10a向外释放部分冷却液，至液面处于预设数值范围内。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。