一种火焰喷吹设备的制作方法

1.本实用新型涉及玄武岩纤维拉丝设备技术领域，尤其涉及一种火焰喷吹设备。


背景技术：

2.采用火焰喷吹法生产超细玄武岩纤维的技术是将清洁的矿石加入熔化炉中熔化，经铂铑合金漏板流出，用拉丝胶辊拉伸成的100-200微米的一次纤维，并将其平行排列送到燃气喷嘴的喷出口吹细成二次纤维。现有应用火焰喷吹法进行二次纤维导丝技术通常采用离心喷吹机来实现，因为玄武岩不同于常规玻璃纤维原料成分可控，玄武岩是天然石头，成分不可控且粘度较高，所以需要更高的火焰喷吹速度、均匀度和平稳度来保证超细玄武岩纤维棉的产品性能。而常规的离心喷吹机通常用于玻璃纤维吹丝，对火焰喷吹速度、温度和平稳性要求不高，应用在玄武岩纤维导丝过程中容易产生粘粘、交叉和断丝。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种火焰喷吹设备，能够保证火焰高速且平稳传输。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供了一种火焰喷吹设备，包括沿吹气方向依次连通设置的空气混合室、燃烧室和喷嘴，所述燃烧室内沿吹气方向依次设有燃气腔和加速腔，所述空气混合室通过孔砖与所述燃气腔远离加速腔一端的开口侧壁密封连接，所述孔砖上设有多个分别与所述燃烧室和空气混合室连通的通孔；所述喷嘴与所述加速腔远离燃气腔一端的开口侧壁密封连接，且所述喷嘴设有与所述加速腔连通的喷气口，所述空气混合室沿远离所述燃烧室的方向呈缩径结构，所述加速腔和喷器口沿吹气方向均呈缩径结构。
5.进一步的，还包括风机，所述风机与空气混合室远离所述燃烧室的一端连接，且所述风机的风速范围为200m3/h-300m3/h，所述风机的风压范围为20kpa-30kpa。
6.进一步的，所述燃烧室的加热温度为1600℃。
7.进一步的，还包括设置在喷嘴远离燃烧室的一侧的拉丝组件，所述拉丝组件与所述喷气口间隔设置，所述拉丝组件包括两个相对滚动设置的拉丝对辊，所述拉丝对辊的轴向与吹气方向垂直。
8.进一步的，所述拉丝组件还包括转动手柄和两个相对设置在所述燃烧室的外侧壁上的固定块，所述拉丝对辊的两端分别与所述固定块转动连接，所述转动手柄的一端与所述拉丝对辊的转轴连接。
9.进一步的，还包括设置在喷嘴远离燃烧室的一侧并位于所述喷气口和拉丝组件之间的导丝辊，所述导丝辊与拉丝对辊平行，所述导丝辊的外侧壁沿轴向设有螺纹。
10.进一步的，所述导丝辊靠近所述喷气口的一表面与所述喷气口位于同一水平面上。
11.进一步的，还包括环绕所述燃烧室设置的壳体，所述壳体的内侧壁与所述燃烧室
的外侧壁之间共同形成供冷凝水进入的水冷腔。
12.本实用新型的有益效果在于：提供了一种火焰喷吹设备，空气混合室在吹气方向上空间逐渐变大能够保证空气与燃料气体在空气混合室内充分扩散和混合，空气混合室的混合燃料气体通过孔砖作用能够均匀且均速导流至燃烧室内，从而保证混合燃料气体流速的平稳性和燃烧过程的充分性；混合燃料气体经过燃气腔加热燃烧后形成高温火焰，加速腔沿吹气方向呈缩径结构能够增加高温火焰吹气过程的气压和流量，进而提高高温火焰的流速，在喷嘴的进一步作用下，能够保证高温火焰从喷气口快速喷射至外部，进而得到高速且平稳喷射的高温火焰，从而保证玄武岩纤维二次拉丝的质量。
附图说明
13.图1所示为本实用新型一种火焰喷吹设备的剖视图；
14.图2所示为本实用新型一种火焰喷吹设备的结构示意图；
15.图3所示为本实用新型一种火焰喷吹设备位于方向上的正视图；
16.图4所示为本实用新型一种火焰喷吹设备位于方向上的后视图；
17.标号说明：
18.1、空气混合室；2、燃烧室；21、燃气腔；22、加速腔；3、喷嘴；31、封板；32、喷气口；4、拉丝组件；41、固定块；42、拉丝对辊；5、导丝辊；6、孔砖；61、通孔；7、壳体；8、水冷腔。
具体实施方式
19.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
20.请参照图1至图4所示，本实用新型提供了一种火焰喷吹设备，包括沿吹气方向依次连通设置的空气混合室、燃烧室和喷嘴，所述燃烧室内沿吹气方向依次设有燃气腔和加速腔，所述空气混合室通过孔砖与所述燃气腔远离加速腔一端的开口侧壁密封连接，所述孔砖上设有多个分别与所述燃烧室和空气混合室连通的通孔；所述喷嘴与所述加速腔远离燃气腔一端的开口侧壁密封连接，且所述喷嘴设有与所述加速腔连通的喷气口，所述空气混合室沿远离所述燃烧室的方向呈缩径结构，所述加速腔和喷器口沿吹气方向均呈缩径结构。
21.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：提供了一种火焰喷吹设备，空气混合室在吹气方向上空间逐渐变大能够保证空气与燃料气体在空气混合室内充分扩散和混合，空气混合室的混合燃料气体通过孔砖作用能够均匀且均速导流至燃烧室内，从而保证混合燃料气体流速的平稳性和燃烧过程的充分性；混合燃料气体经过燃气腔加热燃烧后形成高温火焰，加速腔沿吹气方向呈缩径结构能够增加高温火焰吹气过程的气压和流量，进而提高高温火焰的流速，在喷嘴的进一步作用下，能够保证高温火焰从喷气口快速喷射至外部，进而得到高速且平稳喷射的高温火焰，从而保证玄武岩纤维二次拉丝的质量。
22.进一步的，还包括风机，所述风机与空气混合室远离所述燃烧室的一端连接，且所述风机的风速范围为200m3/h-300m3/h，所述风机的风压范围为20kpa-30kpa。
23.从上述描述可知，风机的风速和风压设置能够保证空气在空气混合室和燃烧室内充分混合燃烧，并能保证燃烧的高温火焰保持较高的流速。
24.进一步的，所述燃烧室的加热温度为1600℃。
25.从上述描述可知，燃烧室的加热温度为1600℃时得到的高温火焰的温度符合玄武岩限位的拉丝要求。
26.进一步的，还包括设置在喷嘴远离燃烧室的一侧的拉丝组件，所述拉丝组件与所述喷气口间隔设置，所述拉丝组件包括两个相对滚动设置的拉丝对辊，所述拉丝对辊的轴向与吹气方向垂直。
27.从上述描述可知，拉丝对辊的轴向与吹气方向垂直，玄武岩的一次纤维穿过两个拉丝对辊并沿与火焰的喷射方向垂直的方向抽拉玄武岩的一次纤维，使得玄武岩的一次纤维的端部能够受到高速高温火焰的加热软化，使得再次拉伸、吹细形成的二次纤维的直径范围可达到1μm-2μm。
28.进一步的，所述拉丝组件还包括转动手柄和两个相对设置在所述燃烧室的外侧壁上的固定块，所述拉丝对辊的两端分别与所述固定块转动连接，所述转动手柄的一端与所述拉丝对辊的转轴连接。
29.从上述描述可知，通过转动转动手柄能够驱动拉丝对辊转动从而带动玄武岩纤维在两个拉丝对辊之间拉伸。
30.进一步的，还包括设置在喷嘴远离燃烧室的一侧并位于所述喷气口和拉丝组件之间的导丝辊，所述导丝辊与拉丝对辊平行，所述导丝辊的外侧壁沿轴向设有螺纹。
31.从上述描述可知，通过设置导丝辊，能够将多根待拉伸的玄武岩的一次纤维分别均匀搭设在导丝辊的螺纹上，防止玄武岩纤维拉伸、吹细过程相互缠绕，保证玄武岩纤维传导过程的顺畅度。
32.进一步的，所述导丝辊靠近所述喷气口的一表面与所述喷气口位于同一水平面上。
33.从上述描述可知，导丝辊靠近所述喷气口的一表面与所述喷气口位于同一水平面上，使得火焰作用在每根玄武岩纤维上的压力和温度均匀。
34.进一步的，还包括环绕所述燃烧室设置的壳体，所述壳体的内侧壁与所述燃烧室的外侧壁之间共同形成供冷凝水进入的水冷腔。
35.从上述描述可知，通过设置水冷腔能够防止燃烧室外壁温度过高造成操作人员误探伤。
36.应用场景：
37.本实用新型提供的一种火焰喷吹设备主要应用在玄武岩纤维的二次拉伸操作中，且所述玄武岩纤维为经过铂铑合金漏板拉伸成的一次拉伸纤维。
38.请参照图1至图4所示，本实用新型的实施例一为：提供了一种火焰喷吹设备，包括沿吹气方向依次设置的漩涡风机、空气混合室1、燃烧室2和喷嘴3以及分别设置在喷嘴远离燃烧室一侧的拉丝组件4和导丝辊5。所述漩涡风机的最大风速为300m3/h，漩涡风机的最大风压为30kpa。所述空气混合室呈喇叭状，所述空气混合室对应喇叭状的小径端与漩涡风机的出风口连接，所述空气混合室对应喇叭状的大径端与燃烧室连接。所述风机能够将按照预设比例的空气和燃料气体引入空气混合室内进行充分扩散和混合得到混合燃料气体。
39.本实施例中，所述燃烧室由耐火钢浇筑成型，所述燃烧室内设有螺旋推进器，能够将进入燃烧室的混合燃料气体沿吹气方向推进。所述燃烧室内沿吹气方向依次设有燃气腔
21和加速腔22，所述空气混合室通过孔砖6与所述燃气腔远离加速腔一端的开口侧壁密封连接，所述孔砖上设有多个分别与所述燃烧室和空气混合室连通的通孔61，相邻的通孔之间间距相等。所述空气混合室内的混合燃料气体经过孔砖上通孔导流，能均匀且平稳传输至燃烧室内，从而保证混合燃料气体流速的平稳性和燃烧过程的充分性。所述燃气腔内设有燃烧器，所述燃烧器优选为加热铜管，能够用于点燃燃烧室内的混合燃料气体，且所述燃烧器的加热温度为1600℃，使得混合燃料气体能够燃烧形成高温火焰。所述加速腔沿吹气方向呈缩径结构，所述喷嘴包括与所述加速腔远离燃气腔一端的开口侧壁密封连接的封板31和设置在封板内并于所述加速腔连通的喷气口32，所述喷气口在垂直于吹气方向的截面上沿吹气方向呈缩径结构，且所述喷气口在吹气方向上的投影呈长方形。当高温火焰在经过喷气口时，喷器口的口径缩小能够进一步增加高温火焰的气压和流速形成快速的火焰气流，使得高温火焰通过喷气口向外输送时能够呈现出高速喷射状的火焰。
40.本实施例中，还包括外置的水冷循环器和环绕所述燃烧室设置的壳体7，所述壳体的内侧壁与所述燃烧室的外侧壁之间共同形成供水冷循环器的冷凝水进入的水冷腔8，水冷循环器的型号为yw-j789dc。
41.本实施例中，所述拉丝组件包括两个相对设置在所述燃烧室的外侧壁上的固定块41和相对滚动设置的拉丝对辊42。具体的，固定块内设有轴承和伺服电机，两个所述拉丝对辊的两端分别通过转轴与两个固定块上的轴承转动连接，所述伺服电机的驱动端与所述转轴传动连接，并带动所述转轴旋转。所述拉丝对辊的轴向与吹气方向垂直，且所述拉丝对辊的轴向与喷气口的长度方向平行，所述拉丝对辊的长度大于喷气口的长度。
42.本实施例中，所述导丝辊的由石墨棒加工制成，所述导丝辊的两端分别与所述封板远离燃烧室的一侧壁连接，且所述导丝辊位于所述喷气口和拉丝组件之间，且所述导丝辊与拉丝对辊平行，所述导丝辊靠近所述喷气口的一表面与所述喷气口位于同一水平面上，所述导丝辊的外侧壁沿轴向设有连接的螺纹。
43.工作原理：
44.1、漩涡风机启动，将一定比例的空气和燃料气体送入空气混合室，空气和燃料气体在空气混合室内充分扩散和混合，并将混合后的混合燃料气体通过孔砖均匀且平稳导流至燃烧室内，混合燃料气体经过燃气腔加热燃烧后形成1600℃的高温火焰，高温火焰在加速腔提高流速，形成高速高温火焰，高速高温火焰通过喷气口向外输送时能够呈现高速喷射状火焰；
45.2、玄武岩天然矿石放入熔化炉中熔化，经铂铑合金漏板流出，用拉丝胶辊拉伸成的直径范围为100μm-200μm的一次纤维，将多根一次纤维平行排列且均匀的搭设的导丝辊的螺纹上，并将一次纤维的一端穿过两个拉丝对辊之间，两个拉丝对辊在转动过程中沿一次纤维的长度方向慢慢带动一次纤维拉伸和行进，一次纤维的长度方向与高温火焰的喷吹方向垂直，使一次纤维端部受到高温高速火焰的加热软化，并吹细形成二次纤维，吹细形成的二次纤维的直径范围可达到1μm-2μm，最后将吹细的二次纤维收集成棉。
46.综上所述，本实用新型提供的一种火焰喷吹设备，空气混合室在吹气方向上空间逐渐变大能够保证空气与燃料气体在空气混合室内充分扩散和混合，空气混合室的混合燃料气体通过孔砖作用能够均匀且均速导流至燃烧室内，从而保证混合燃料气体流速的平稳性和燃烧过程的充分性；混合燃料气体经过燃气腔加热燃烧后形成高温火焰，加速腔沿吹
气方向呈缩径结构能够增加高温火焰吹气过程的气压和流量，进而提高高温火焰的流速，在喷嘴的进一步作用下，能够保证高温火焰从喷气口快速喷射至外部，进而得到高速且平稳喷射的高温火焰，从而保证玄武岩纤维二次拉丝的质量，从而能够准确控制玄武岩的二次纤维在吹细过程中的产品精度，保证产品一致性。
47.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。