[發明專利]一種制備玻璃微珠的裝置

無效

• 申請號: 201210000102.4
• 申請日: 2012-01-03
• 公開（公告）號: CN102515479A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 莊曉曦
• 申請（專利權）人: 莊曉曦
• 主分類號: C03B19/10
• 分類號: C03B19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及玻璃微珠的成型技術，具體地說，涉及一種制備玻璃微珠的裝置。

背景技術

????利用玻璃粉料生產玻璃微珠的方法一般采用隔離劑法和火焰漂浮法。隔離劑法的基本原理是，將玻璃破碎成小顆粒并與隔離劑（如石墨）按一定的比例混合后加熱，玻璃顆粒在表面張力的作用下成珠，冷卻后清洗、干燥為成品。由于隔離劑使用后難以清除干凈，影響到玻璃微珠的透光度，色澤等，工業化生產一般不用隔離解法?；鹧嫫》ǖ幕驹硎?，將玻璃破碎成一定粒度的顆粒，并以一定方式將玻璃顆粒送入火焰中，在火焰的作用下，玻璃顆粒軟化、熔融、珠化、冷卻固化即成為玻璃珠。目前國內玻璃微珠廠家大多采用這種方法生產。但火焰漂浮法不適合于多配方小批量的特種玻璃微珠生產，同時也不適合于易發生析晶的玻璃微珠生產。

美國專利U.S.P3361549介紹了一種制造玻璃微珠的方法和設備，其基本原理與火焰漂浮法相同。該設備主要由爐體、燃燒器、漏斗收集器等部分組成。燃燒器置于爐體底部的中心，噴嘴朝上，燃氣和玻璃料粉分別從兩個口進入燃燒器，玻璃料粉和火焰均為向上噴射。玻璃料粉在火焰中受熱熔融成珠，隨著氣流向上，到達爐頂后被氣流逼向四周擴散，繼而沿爐壁向下，在爐體下端落入漏斗后收集。該專利的主要缺陷有：爐壁溫度較高，料粉或微珠很難避免與爐壁發生粘連，且生產時間越長，這個問題越突出。同時，該專利設計方案未考慮到當微珠直徑分布不均勻時，較大的顆?？赡芪瓷仙巾敳烤烷_始下落，與繼續上升的小顆粒碰撞后，會發生變形或粘連；此外爐體內對流強烈，可能使玻璃料粉未來得及球化就脫離火焰，這部分料粉混在球化好的微珠一起被收集，影響產品的成珠率和合格率。

此外，美國格拉沃貝爾公司在中國申請了號碼為88104237.4的玻璃微珠球化方法專利，其原理同樣基于火焰漂浮法。該方法用助燃氣體氧氣做載體，將玻璃微粉吹入燃燒室，用一氧化碳為燃燒氣體，其燃燒時產生的高溫，將微粉熔融球化，收集冷卻后獲得成品玻璃微珠。該設備整體有4層樓高，燃燒室高達5米。這項專利技術的缺陷是，由于燃氣的選擇問題，火焰氣氛對產品影響較大，當火焰為還原性焰時，易使玻璃中的金屬離子發生還原反應；當火焰為氧化焰時，火焰氣流短而急，易使熔融的玻璃微珠被拉長為橢球形，圓整度不夠；且粉末只是簡單地用燃氣吹入燃燒室，粉末分散度不高，易發生粘連，成珠率合格率都不高。加上該設備過于龐大，只適合單一品種玻璃微珠的大規模生產，不適合多配方小批量的玻璃微珠品種生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能減少顆粒之間的粘連與變形，提高成珠率與合格率，適合于生產多配方小批量特種玻璃微珠的裝置。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種制備玻璃微珠的裝置，包括燃燒室和燃燒器，所述燃燒室為寬口向下、窄口向上的倒錐形燃燒室，倒錐形燃燒室的窄口與物料輸送噴管連接，所述燃燒器包括第一環縫式噴管和第二環縫式噴管，第一環縫式噴管連接燃料腔，第二環縫式噴管連接助燃氣腔，第一環縫式噴管和第二環縫式噴管分別設于燃燒室外表面，第一環縫式噴管在第二環縫式噴管上方；加壓的燃料進入燃料腔后能順著第一環縫式噴管噴入倒錐形燃燒室內，加壓的助燃氣體進入助燃氣腔后能順著第二環縫式噴管噴入倒錐形燃燒室內。

從第一環縫式噴管噴出的燃料在其幾何交叉點處“聚焦”發生激烈碰撞，從物料輸送噴管進入經倒錐形燃燒室的玻璃料粉掉落至該交叉點時，被正在激烈撞擊的燃料剪切分散，與燃料充分混合。此時由于玻璃料粉剛進入燃燒室，還未吸收到足夠的熱量發生熔融，因此這時候的碰撞還不會造成顆粒之間的粘連和變形。當從下方的助燃氣體從第二環縫式噴管中噴出的助燃氣體與燃燒室中的燃料充分混合燃燒后，形成一個噴射狀的高溫火焰區，可獲得平均溫度高于3000℃的高溫火焰，比傳統火焰漂浮塔內的溫度高得多。分散處于該溫度場中的玻璃料粉被熔融，在表面張力的作用下，形成玻璃微珠，隨后飛離該溫度場，冷卻為玻璃微珠。

在上述制備玻璃微珠的裝置中，所述第一環縫式噴管的燃料噴出方向與倒錐形燃燒室中心線形成夾角α，夾角α為30～60°；夾角α大小對燃燒火焰的形狀和長度有影響，α角減小，則火焰變細長；α角加大，則火焰變短粗。所述第二環縫式噴管的燃料噴出方向與倒錐形燃燒室中心線形成夾角β，夾角β為45～70°，夾角β的大小對燃燒火焰的形狀、長度及燃燒程度有影響。助燃氣體可為純氧氣，也可為氧氣與空氣的混合氣體。

在上述制備玻璃微珠的裝置中，所述第一環縫式噴管的環縫寬度為0.3～0.8mm；所述第二環縫式噴管的環縫寬度為0.2～0.5mm。