一种鼓泡装置及放射性玻璃熔炉的制作方法

1.本实用新型具体涉及一种鼓泡装置及包含所述鼓泡装置的放射性玻璃熔炉。


背景技术：

2.玻璃熔炉是高放射性废液玻璃固化技术中的核心装置，在运行过程中，由于玻璃熔炉内高温玻璃液受热不均匀、玻璃与核素混合不充分等原因，使得玻璃固化产品的组分不均匀、稳定性差，甚至产生不良的玻璃固态产品聚集在玻璃熔炉底部出口处，造成玻璃熔炉堵塞。
3.为了使玻璃液中受热均匀，现有技术中常采用带搅拌桨的机械搅拌和玻璃窑炉熔池底部鼓泡搅拌，对玻璃液进行搅拌。但是，现有技术中机械搅拌桨设于熔池的底部，其受限于炉内的高温玻璃液，因为高温玻璃液对于搅拌桨的侵蚀极大，寿期内搅拌桨更换频率高，且熔炉作为放射性介质的包容体，在更换搅拌桨时会造成大量放射性物质溢出等问题，使得其在玻璃熔炉内难以达到理想的搅拌效果。并且，采用熔池底部的鼓泡搅拌的方式容易堵塞熔池底部的出气孔，且堵塞后，不易更换，此外，在更换熔炉炉体内搅拌装置时，高放废液也存在底部废液溢出风险，增加设计负担。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种鼓泡装置及放射性玻璃熔炉，所述鼓泡装置能够对熔炉炉体内的料液进行鼓泡搅拌，且不易堵塞，便于清洁。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种鼓泡装置，包括鼓泡管、上法兰、下法兰和绝缘层，
7.所述绝缘层夹设在所述上法兰和所述下法兰之间；
8.所述鼓泡管依次穿过所述上法兰、所述绝缘层和所述下法兰，且所述鼓泡管固定在所述上法兰上；
9.所述鼓泡管的输入端用于输入压缩气体，其输出端伸入至熔炉的料液内。
10.优选的，所述鼓泡管采用带有夹层的单管单孔结构，所述夹层用于减少压缩空气在鼓泡管内流动时带走料液的热量；
11.所述鼓泡管外表面上还设置有涂层，所述涂层为石墨烯，用于防止所述料液中的杂质在所述鼓泡管外表面聚集。
12.优选的，所述鼓泡管采用镍基合金材料制成；
13.所述绝缘层采用氧化铝陶瓷制成。
14.优选的，所述鼓泡管包括竖直段和倾斜段，所述竖直段与所述倾斜段连通，所述倾斜段向所述熔炉的中心位置倾斜，其与竖直段的夹角范围为160
‑
170
°
，所述压缩空气从所述竖直段进入鼓泡管，并从所述倾斜段排出；
15.所述倾斜段的内孔孔径从距倾斜段的末端10
‑
30mm处至所述倾斜段的末端逐渐减
小，所述倾斜段的末端的内孔孔径为1
‑
3mm。
16.优选的，所述鼓泡装置还包括接头，所述接头设置在鼓泡管的输入端上，所述接头采用快速接头，用于将鼓泡管与压缩气体提供装置连接。
17.优选的，所述鼓泡装置还包括紧固组件，用于将所述上法兰、绝缘层和所述下法兰连为一体；
18.所述紧固组件的数量为多个，多个紧固组件均匀设置在所述鼓泡管的外侧；
19.所述紧固组件包括螺钉、防松件和垫圈；
20.其中，紧固组件的螺钉的头部设置在所述上法兰的豁口中，且螺钉依次穿过所述防松件、垫圈、绝缘层和所述下法兰，或，紧固组件的螺钉的头部设置在下法兰的豁口中，且螺钉依次穿过所述防松件、垫圈、绝缘层和所述上法兰；
21.所述防松件采用碟簧。
22.优选的，所述鼓泡装置还包括密封组件，所述密封组件包括耐火垫片和复合垫片，
23.所述耐火垫片设置在所述上法兰和所述绝缘层之间，和/或，设置在所述绝缘层与所述下法兰之间，所述鼓泡管穿过所述耐火垫片；
24.所述下法兰与熔炉炉体接触的下端面上设置有卡槽，所述复合垫片卡设在所述下法兰的卡槽内，所述鼓泡管穿过所述复合垫片；
25.所述耐火垫片采用耐火纤维纸制成；
26.所述复合垫片采用金属
‑
石墨缠绕垫片。
27.优选的，所述鼓泡装置还包括远距离操作组件，所述远距离操作组件包括定位销、吊耳、螺柱，
28.所述吊耳设置在所述下法兰的上端面上，用于吊运；
29.所述定位销设置在所述下法兰的下端面上；
30.所述下法兰上设有穿孔，所述螺柱穿过所述穿孔而与熔炉连接。
31.本实用新型还提供了一种放射性玻璃熔炉，包括熔炉炉体，还包括上述的鼓泡装置，所述鼓泡装置固定在所述熔炉炉体的上端面上，且所述鼓泡装置的鼓泡管的输出端伸入至所述熔炉炉体内料液液面的下方。
32.优选的，所述放射性玻璃熔炉还包括进料通道，所述进料通道设于所述熔炉炉体的中心位置，用于向所述熔炉炉体内输入料液；所述玻璃熔炉中的鼓泡装置的数量为多个，
33.所述进料通道内设置进料管或设置一个鼓泡装置，该鼓泡装置的鼓泡管包括竖直段，所述竖直段的出口与所述熔炉炉体的出料口的距离为100
‑
300mm，
34.其他的所述鼓泡装置围设在所述进料通道的外侧。
35.本实用新型的鼓泡装置，能够对熔炉炉体内的料液进行充分的搅拌，使得料液混合均匀，有利于提高产品的质量，且本实施例中的鼓泡装置不易堵塞，操作便捷。具体来说，其有益效果如下：
36.1.本实用新型的鼓泡装置，通过设置在熔炉顶部的鼓泡装置中的鼓泡管向熔炉炉体内充入气体，对熔炉炉体内的料液(即玻璃液)进行鼓泡搅拌，可以使玻璃液的成分均匀，不易发生堵塞，以提高产品质量；
37.2.本实用新型的鼓泡装置由于设置有绝缘层，绝缘层设置在上法兰和下法兰之间，能够实现鼓泡装置外接管路与熔炉炉体的绝缘，避免干扰或损坏相关仪器和设备；
38.3.作为一个优选实施例，本实施例的鼓泡装置还包括包括密封组件，通过采用耐火垫片和金属
‑
石墨缠绕垫片配合螺钉
‑
碟簧
‑
垫圈以及螺柱的紧固作用，可实现对熔炉炉体内部放射性介质和气氛的密封；
39.4.作为一个优选实施例，本实施例的鼓泡装置可以设置有远距离操作组件，能够远距离操作鼓泡装置，实现鼓泡装置整体的远距离更换和安装，减少放射性料液对操作人员的辐射。
40.本实用新型的放射性玻璃熔炉通过采用上述的鼓泡装置，不但能够解决玻璃产品质量问题，还能够在熔炉炉体的出口堵塞时，将熔炉炉体内的进料管替换为上述鼓泡装置，通过压缩空气鼓泡搅拌可以及时清理底部堵塞，有效的解决了玻璃熔炉出口堵塞问题。
附图说明
41.图1为本实用新型实施例中的一种鼓泡装置的结构示意图；
42.图2为另一种鼓泡装置的结构示意图；
43.图3为本实用新型实施例中的鼓泡装置上部的放大图；
44.图4为本实用新型实施例中的放射性玻璃熔炉的结构示意图。
45.图中：1
‑
第一鼓泡管；2
‑
上法兰；3
‑
绝缘层；4
‑
螺柱；5
‑
吊耳；6
‑
下法兰；7
‑
定位销；8
‑
第二鼓泡管；31
‑
耐火垫片；32
‑
紧固组件；41
‑
螺柱套；61
‑
复合垫片。
具体实施方式
46.下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型的范围。
47.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.本实用新型提供一种鼓泡装置，包括鼓泡管、上法兰、下法兰和绝缘层，所述绝缘层夹设在所述上法兰和所述下法兰之间；
51.所述鼓泡管依次穿过所述上法兰、所述绝缘层和所述下法兰，且所述鼓泡管固定在所述上法兰上；
52.所述鼓泡管的输入端用于输入压缩气体，其输出端伸入至熔炉的料液内。
53.本实用新型还提供一种放射性玻璃熔炉，包括熔炉炉体，还包括上述的鼓泡装置，所述鼓泡装置固定在所述熔炉炉体的上端面上，且所述鼓泡装置的鼓泡管的输出端伸入至所述熔炉炉体内料液液面的下方。
54.实施例1：
55.本实施例公开了一种鼓泡装置，如图1和图2所示，包括鼓泡管、上法兰2、下法兰6和绝缘层3，绝缘层3夹设在上法兰2和下法兰6之间，上法兰2、绝缘层3和下法兰6均设有中心孔，鼓泡管依次穿过上法兰2、绝缘层3和下法兰6的中心孔，且鼓泡管固定在上法兰2上，鼓泡管的输入端用于输入压缩气体，其输出端伸入至熔炉的料液内。
56.本实施例中，鼓泡装置设置在熔炉的顶部，能够从熔炉的上方对熔炉内的料液进行鼓泡搅拌，使得料液混合均匀，能够提高产品的质量，且不易堵塞，便于清洁，能够避免现有技术中采用设置在熔池底部的鼓泡搅拌由于堵塞造成的清洁不便和放射性物质污染的问题。
57.本实施例中，鼓泡管采用带有夹层的单管单孔结构，夹层用于减少压缩空气在鼓泡管内流动时带走料液的热量，维持鼓泡管外部的温度，并减少杂质在鼓泡管外表面聚集，从而避免聚集物脱离鼓泡管外表面后掉入熔炉底部而堵塞熔炉出料。鼓泡管外表面上还设置有涂层，涂层为石墨烯，用于进一步防止料液中的杂质在鼓泡管外表面聚集。
58.本实施例中，鼓泡管采用镍基合金材料制成，该材料耐高温、耐腐蚀性能好。绝缘层33采用氧化铝陶瓷制成，该材料具有良好的绝缘性能。
59.本实施例中，鼓泡管采用如图1所示的第一鼓泡管1，第一鼓泡管1包括竖直段和倾斜段，竖直段的末端与倾斜段连通，倾斜段向熔炉的中心位置倾斜，其与竖直段的夹角范围为160
‑
170
°
，其中，压缩空气从竖直段进入第一鼓泡管1，并从倾斜段排出。
60.本实施例中，第一鼓泡管1由于设置有竖直段和倾斜段，能够增加鼓泡装置在玻璃熔炉内的设置位置的范围，只需要调节倾斜段与竖直段之间的角度以及倾斜段的长度，使第一鼓泡管1的末端排出的气体靠近最优位置即可，其中，最优位置为靠近熔炉的中心位置。
61.本实施例中，倾斜段的内孔孔径从距倾斜段末端10
‑
30mm处至倾斜段的末端逐渐减小，倾斜段末端的内孔孔径为1
‑
3mm，该范围内倾斜段末端的内孔孔径能够增加排出的气体的湍流度，不但能够保持鼓泡管具有一个良好的鼓泡速率，而且还能够清除倾斜段出口的杂质，避免杂质堵塞鼓泡管出口。
62.本实施例中，鼓泡管还可以采用如图2所示的第二鼓泡管8，第二鼓泡管8仅设置有竖直段，该鼓泡装置可以用于进行鼓泡搅拌，其另外的一个作用是，可用于当熔炉的出口堵塞时，利用气泡对堵塞处进行清堵。
63.本实施例中，鼓泡装置还包括接头，接头设置在鼓泡管的输入端上，接头采用快速接头，用于将鼓泡管与压缩空气提供装置连接在一起。
64.本实施例中，鼓泡装置还包括紧固组件32，用于将上法兰2、绝缘层3和下法兰6连为一体，且上法兰2和下法兰6相应位置具有利于紧固组件进行紧固操作的豁口结构或空间和相应的用于紧固组件紧固的螺纹孔结构。
65.如图3所示，紧固组件32的数量为多个，多个紧固组件32均匀设置在鼓泡管的外侧，本实施例中，紧固组件32的数量为三个。紧固组件32包括螺钉、防松件和垫圈，其中，紧
固组件32的螺钉的头部设置在上法兰2的豁口中，且螺钉依次穿过防松件、垫圈、绝缘层3和下法兰6，或，紧固组件32的螺钉的头部设置在下法兰6的豁口中，且螺钉依次穿过防松件、垫圈、绝缘层3和上法兰2。本实施例中的紧固组件32能够使鼓泡装置各部分紧固为一个整体结构并密封鼓泡装置的内腔。优选的，防松件采用碟簧，能够有效补偿螺钉松动时的紧固力。
66.本实施例中，鼓泡装置还包括密封组件，密封组件包括耐火垫片31和复合垫片61，耐火垫片31设置在上法兰2和绝缘层3之间，和/或，设置在绝缘层3与下法兰6之间，且鼓泡管穿过耐火垫片。下法兰6与熔炉炉体接触的下端面上设置有卡槽，复合垫片61卡设在下法兰6的卡槽内，且鼓泡管穿过复合垫片61的中心孔。耐火垫片31和复合垫片61用于隔离熔炉炉体内外，满足玻璃熔炉高温运行环境下的密封。
67.本实施例中，耐火垫片31采用耐火纤维纸制成，复合垫片61采用金属
‑
石墨缠绕垫片，其中金属通常采用奥氏体不锈钢。
68.具体的，如图3所示，绝缘层3与上法兰2、下法兰6之间各设置一层耐火垫片31，并通过三组螺钉
‑
碟簧
‑
垫圈紧固，下法兰6与熔炉炉体接口法兰间设置一层金属
‑
石墨缠绕垫片，金属
‑
石墨缠绕垫片嵌入下法兰6内部卡槽中。
69.本实施例中，鼓泡装置还包括远距离操作组件，远距离操作组件包括定位销7、吊耳5、螺柱4，其中，吊耳5设置在下法兰6的上端面上，用于吊运；定位销7垂直设置在下法兰6的下端面上，下法兰6上设有穿孔，螺柱4穿过穿孔与熔炉连接。
70.优选的，远距离操作组件还包括螺柱套41，螺柱套41设置在下法兰6的上端面上，且套设在螺柱4外部。
71.本实施例中，定位销7的数量为一对，吊耳5的数量为一对，螺柱4和螺柱套41的数量为三组，且定位销7、吊耳5、螺柱4以及螺柱套41均采用不锈钢制成。
72.在通过远距离来更换鼓泡装置时，通过吊耳5进行吊装操作，由固定在下法兰6的定位销7实现导向定位，鼓泡装置就位后通过电动扳手旋转螺柱4实现鼓泡装置的下法兰与熔炉炉体的紧固和放松，旋转电动扳手时，通过螺柱4与下法兰6之间设置的螺柱套41可以抬高电动扳手操作面，用于增加电动扳手操作空间，同时，螺柱4与螺柱套41之间采用配合连接可以有效避免螺柱套41脱落，也利于实现螺柱4对中。反之，相应的流程则为鼓泡装置与熔炉炉体的远距离拆卸。
73.本实施例的鼓泡装置，能够对熔炉内的料液进行充分的搅拌，使得料液混合均匀，有利于提高产品的质量，且本实施例中的鼓泡装置不易堵塞，操作便捷。
74.实施例2：
75.本实施例还公开了一种放射性玻璃熔炉，包括熔炉炉体，还包括实施例1中的鼓泡装置，鼓泡装置固定在熔炉炉体的上端面上，且鼓泡装置的鼓泡管的输出端伸入至熔炉炉体内料液液面的下方。
76.本实施例中，玻璃熔炉还包括进料通道，进料通道设于熔炉炉体的中心位置，用于向熔炉炉体内输入料液，玻璃熔炉中的鼓泡装置的数量为多个。进料通道内设置进料管或设置一个鼓泡装置，该鼓泡装置的鼓泡管采用如图2所示的第二鼓泡管8，即包括竖直段，竖直段的出口与熔炉炉体的出料口的距离为100
‑
300mm。
77.如图4所示，其他的鼓泡装置围设在进料通道的外侧，其中，其他鼓泡装置的鼓泡
管采用如图1所述的第一鼓泡管1。进料通道中通常放置进料管，用于向熔炉炉体内输入料液，当熔炉炉体的出料口堵塞时，采用鼓泡装置将进料管进行替换，该鼓泡装置仅包含竖直段，用于对出料口进行清堵操作。
78.具体的，如图1和图2所示，将一根由耐蚀耐高温合金材料(如镍基合金材料)制成的鼓泡管焊接固定在上法兰2处，且焊缝位于上法兰2外表面，鼓泡管伸入料液液位以下，其中，搅拌鼓泡装置中的第一鼓泡管1向熔炉炉体中心方向弯曲一定角度，本实施例中将第一鼓泡管1设置有竖直段和倾斜段，竖直段延长线与倾斜段之间的夹角即为弯曲的角度，倾斜段末端的孔径为1.5mm，熔炉炉体上对称设置两组鼓泡装置。工作时，第一鼓泡管1上端通过快速接头接入压缩空气并对熔炉炉体内的料液进行鼓泡搅拌，以提高熔炉炉体内料液的搅拌效果。
79.当熔炉炉体的底部出料堵塞时，将熔炉炉体出口正上方的进料管通过远距离操作更换成鼓泡装置，该鼓泡装置的鼓泡管采用第二鼓泡管8，利用鼓泡装置的第二鼓泡管8对熔炉炉体出口进行清堵操作，此时第二鼓泡管8竖直伸入液面的深度为距离底部出料口上方的一定位置，本实施例中，该位置靠近底部熔炉炉体出口，通常距离熔炉炉体出口100mm～300mm，且第二鼓泡管8的孔径为6.0mm。
80.本实施例的放射性玻璃熔炉通过采用上述的鼓泡装置，不但能够解决玻璃产品质量问题，还能够在熔炉炉体的出口堵塞时，将熔炉炉体内的进料管替换为上述鼓泡装置，通过压缩空气鼓泡搅拌可以及时清理熔炉炉体底部堵塞，有效的解决了玻璃熔炉出口堵塞问题。
81.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。