玻璃液搅拌装置及玻璃液质量改进方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可以在1550℃以上长期稳定运行的搅拌装置，并解决玻璃液均化问题。玻璃液搅拌装置，包括搅拌器和搅拌室，搅拌室是由侧壁、底壁和顶壁构成的空心体结构，在搅拌室上设置有顶孔、玻璃液出口和玻璃液入口，搅拌器包括中心轴、左横杆、右横杆、左竖杆和右竖杆，中心轴分别与左横杆和右横杆连接，左横杆与左竖杆连接，右横杆与右竖杆连接。本发明专利技术通过搅拌器左横杆、右横杆、左竖杆、右竖杆以及底横杆的作用，玻璃液内部分子扩散、溶解及搅拌器混合效果得到显著改善，玻璃液的均匀性得到提升；搅拌器内层冷却系统使搅拌器整体温度得到控制，降低了搅拌器材料在高温下失效的风险，对保持搅拌器形状，延长搅拌器使用寿命具有显著改进。

Glass liquid agitator and improvement of glass liquid quality

【技术实现步骤摘要】
玻璃液搅拌装置及玻璃液质量改进方法
本专利技术涉及一种超高温玻璃生产过程中用于玻璃液均化的搅拌装置，以及利用该搅拌装置均化玻璃液中不均匀成分从而改善玻璃液质量的方法。
技术介绍
超高温玻璃生产通常是指由于组成特殊在生产过程中玻璃液熔化、澄清、均化三种工艺中有一种或是多种工艺的最高温度达到或是超过1550℃。在超高温玻璃生产中，由于工艺温度达到1550℃以上，因此对生产设备的耐温性提出了极高要求，同时由于超高温玻璃通常应用在一些特殊行业，如航空航天、武器装备、高精度设备等方面，因此对其产品质量也有着严苛要求。超高温玻璃的生产工艺与普通玻璃生产工艺流程相似，通常也包括熔窑玻璃液熔化、澄清、均化、成型、退火、包装等过程。在以上过程中均化工艺主要就是消除玻璃液中的不均匀成分，提高玻璃产品的光学性能，对生产具有极其重要的作用。在一般玻璃生产过程中，均化过程通常是采用不同形状的搅拌器以机械搅拌的方式增加玻璃液的均匀性。对于粘度随温度变化的玻璃液而言，机械搅拌将玻璃熔体中一个个的非均匀部分拉伸为薄的条纹，并通过垂直于主流动方向的搅拌器桨叶将拉薄的条纹切割为多个短的片段，同时通过搅拌旋转区域作用使上述短的条纹片段分散在玻璃液主体中，通过以上作用大幅增加了玻璃液内部均质玻璃液与非均质玻璃液之间的接触面，从而有利于两者之间成分相互溶解、扩散、混合，使玻璃液在经过均化工艺后成型成玻璃产品时达到所需均匀性指标要求。玻璃液均化效果的影响因素主要由搅拌器与搅拌室的均化效率、玻璃液性质与非均质玻璃液性质差异等因素来决定。搅拌器与搅拌室的均化效率提升通常是通过设计搅拌器为桨叶式、框式、盘式等形状及其与搅拌室壁面间距来提高搅拌效率。玻璃液均质与非均质之间的性质差异主要来源于前工序造成的玻璃液组成上的差异、流动造成的温度梯度影响等方面。在超高温玻璃的均化工艺中，通常面临搅拌室尺寸相比一般光学玻璃、显示平板玻璃等要更大，操作温度也更高，因此采用一般结构设计及材质的搅拌器由于材料高温蠕变力学强度会急剧下降，因此其使用寿命也会大幅降低；同时由于力学强度降低，难以维持原有设计形状，其搅拌效率也会大幅下降。另一方面由于均化过程中搅拌器使用温度大幅提高，还应注意机械搅拌过程中杂质缺陷的控制，防止对玻璃液的二次污染，影响产品质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种搅拌装置，该搅拌装置可以在1550℃以上长期稳定运行，并解决超高温玻璃生产过程中的玻璃液均化问题，改善玻璃液质量。本专利技术还提供一种玻璃液质量改进方法。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：玻璃液搅拌装置，包括搅拌器和搅拌室，所述搅拌室是由侧壁、底壁和顶壁构成的空心体结构，在所述搅拌室上设置有顶孔、玻璃液出口和玻璃液入口，所述搅拌器包括中心轴、左横杆、右横杆、左竖杆和右竖杆，所述中心轴分别与左横杆和右横杆连接，所述左横杆与左竖杆连接，所述右横杆与右竖杆连接。进一步的，所述搅拌器还设置底横杆，所述右竖杆和左竖杆分别与底横杆连接。进一步的，所述中心轴、左横杆、右横杆、左竖杆、右竖杆和底横杆均由外层、中间层和内层组成，且所述中心轴、左横杆、右横杆、左竖杆、右竖杆和底横杆上的内层是连通的。进一步的，所述外层采用贵金属材料制成，所述外层的厚度为0.5mm-1.8mm，最佳厚度为0.8mm-1.0mm。进一步的，所述外层采用铂金属制成；或采用铂铑合金或铂铑弥散材料制成，其中，所述铑的重量百分比含量为5％—15％，最佳含量为8％-12％；或采用铂金合金制成，其中，所述金的重量百分比含量为2％-12％，最佳含量为5％-8％。进一步的，所述中间层采用耐火材料制成，优选可使用温度上限大于1600℃的耐火材料，且所述耐火材料在常温下的密度小于2000kg/m3。进一步的，所述内层由冷却管和冷却介质组成。进一步的，所述内层采用大管套小管同心或偏心圆管设计的套管结构；或采用独立多管结构。进一步的，在所述内层外部每隔一定间距设置一个支点。进一步的，所述左横杆、右横杆、左竖杆、右竖杆和底横杆的外层表面上均匀设置有若干小棱柱体、圆柱体或圆锥体。进一步的，所述左竖杆和右竖杆的最大长度L为搅拌室内玻璃液液位线高度的0.3-0.8，优选为0.4-0.7。进一步的，所述左横杆和右横杆分别与左竖杆和右竖杆在最高点相连；或所述左横杆和右横杆分别与左竖杆和右竖杆在最低点相连；或所述左横杆和右横杆分别与左竖杆和右竖杆在长度方向上的中点位置相连。进一步的，所述左竖杆、右竖杆的外层表面与搅拌室的侧壁的最小距离w为搅拌室的侧壁所形成内接圆直径的0.11-0.25。进一步的，所述左竖杆、右竖杆的底面与搅拌室的底壁22的最小距离m为100mm以内；或所述底横杆外层表面与搅拌室的底壁的最小距离为100mm以内。进一步的，在所述搅拌器的左横杆、右横杆和底横杆的外层设置有由多个膨胀环组成的膨胀区域，所述膨胀环的波峰与波谷最大距离不超过12mm，优选为5-10mm。玻璃液质量改进方法，该方法包括以下步骤：1)搅拌器的内层通入冷却介质，并控制冷却介质进出温差达到要求；2)当采用连续熔化生产超高温玻璃时，玻璃液由玻璃液入口输入到搅拌室中，并达到工艺设计的稳定液位线；当采用非连续熔化生产中，通过玻璃液入口向搅拌室内输入玻璃组分的粉料、粉料与玻璃渣的混合物或玻璃液，待搅拌室中玻璃液具备搅拌条件时，将搅拌器放入玻璃液中，此时玻璃液位应达到工艺设计的稳定液位线；在搅拌均化过程中控制玻璃液温度使玻璃液处于可均化消除条纹的粘度范围内；3)搅拌器按照设计要求顺时针或逆时针方向以一定转速匀速旋转，借助搅拌器与玻璃液之间的速度差异，强制使搅拌室内的玻璃液出现水平旋转运动和局部竖直方向的上下对流，从而将玻璃液中不均质拉长、拉薄、切割，增加玻璃液内部均质与非均质玻璃液的接触面积，使均质主体玻璃液与非均质玻璃液之间相互溶解、扩散、混合；4)玻璃液在搅拌室中受搅拌循环的影响，停留时间大幅增加，使得非均质的玻璃液影响逐渐减小，当玻璃液均匀性达到产品技术要求时，玻璃液在搅拌室完成均化工艺，由玻璃液出口排出进入下一生产工序。进一步的，所述步骤3)为：搅拌器按照设计要求顺时针或逆时针方向以一定转速匀速旋转，使搅拌室内的玻璃液出现强制对流，此时搅拌室中的玻璃液随着搅拌器运动分为三种情况，第一种是在搅拌器外层表面附近的玻璃液呈现旋转运动，速度最大值区域出现在搅拌器外层表面的玻璃液粘附层；第二种是左横杆、右横杆和底横杆覆盖区域内在中心线附近部分玻璃液呈现上下对流的运动；第三种是左竖杆、右竖杆覆盖区域以外的玻璃液通过左竖杆、右竖杆与搅拌室侧壁相对运动时产生流体截面变化，形成挤压流体效果，使玻璃液呈现规则的上下对流运动；通过以上三种运动方式，使搅拌室中的玻璃液内部混合、扩散效果显著提高；进一步的，步骤3)中所述转速在0.5转每分钟到30转每分钟之间，优选为0.5转每分钟到15转每分钟。进一步的，当左横杆和右横本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玻璃液搅拌装置，包括搅拌器(1)和搅拌室(2)，其特征在于，所述搅拌室(2)是由侧壁(21)、底壁(22)和顶壁(23)构成的空心体结构，在所述搅拌室(2)上设置有顶孔(24)、玻璃液出口(25)和玻璃液入口(27)，所述搅拌器(1)包括中心轴(11)、左横杆(12)、右横杆(13)、左竖杆(14)和右竖杆(15)，所述中心轴(11)分别与左横杆(12)和右横杆(13)连接，所述左横杆(12)与左竖杆(14)连接，所述右横杆(13)与右竖杆(15)连接。/n

【技术特征摘要】
1.玻璃液搅拌装置，包括搅拌器(1)和搅拌室(2)，其特征在于，所述搅拌室(2)是由侧壁(21)、底壁(22)和顶壁(23)构成的空心体结构，在所述搅拌室(2)上设置有顶孔(24)、玻璃液出口(25)和玻璃液入口(27)，所述搅拌器(1)包括中心轴(11)、左横杆(12)、右横杆(13)、左竖杆(14)和右竖杆(15)，所述中心轴(11)分别与左横杆(12)和右横杆(13)连接，所述左横杆(12)与左竖杆(14)连接，所述右横杆(13)与右竖杆(15)连接。


2.如权利要求1所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述搅拌器(1)还设置底横杆(16)，所述右竖杆(15)和左竖杆(15)分别与底横杆(16)连接。


3.如权利要求1或2所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述中心轴(11)、左横杆(12)、右横杆(13)、左竖杆(14)、右竖杆(15)和底横杆(16)均由外层(17)、中间层(18)和内层(19)组成，且所述中心轴(11)、左横杆(12)、右横杆(13)、左竖杆(14)、右竖杆(15)和底横杆(16)上的内层(19)是连通的。


4.如权利要求3所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述外层(17)采用贵金属材料制成，所述外层(17)的厚度为0.5mm-1.8mm，最佳厚度为0.8mm-1.0mm。


5.如权利要求3所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述外层(17)采用铂金属制成；或采用铂铑合金或铂铑弥散材料制成，其中，所述铑的重量百分比含量为5％—15％，最佳含量为8％-12％；或采用铂金合金制成，其中，所述金的重量百分比含量为2％-12％，最佳含量为5％-8％。


6.如权利要求3所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述中间层(18)采用耐火材料制成，优选可使用温度上限大于1600℃的耐火材料，且所述耐火材料在常温下的密度小于2000kg/m3。


7.如权利要求3所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述内层(19)由冷却管和冷却介质组成。


8.如权利要求3所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述内层(19)采用大管套小管同心或偏心圆管设计的套管结构；或采用独立多管结构。


9.如权利要求3所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，在所述内层(19)外部每隔一定间距设置一个支点(20)。


10.如权利要求1或2所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述左横杆(12)、右横杆(13)、左竖杆(14)、右竖杆(15)和底横杆(16)的外层表面上均匀设置有若干小棱柱体、圆柱体或圆锥体。


11.如权利要求1或2所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述左竖杆(14)和右竖杆(15)的最大长度L为搅拌室(2)内玻璃液液位线(3)高度的0.3-0.8，优选为0.4-0.7。


12.如权利要求1或2所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述左横杆(12)和右横杆(13)分别与左竖杆(14)和右竖杆(15)在最高点相连；或所述左横杆(12)和右横杆(13)分别与左竖杆(14)和右竖杆(15)在最低点相连；或所述左横杆(12)和右横杆(13)分别与左竖杆(14)和右竖杆(15)在长度方向上的中点位置相连。


13.如权利要求1或2所述的玻璃液搅拌装置，其特征在于，所述左竖杆(14)、右竖杆(15)的外层表面与搅拌室(2)的侧壁(21)的最小距离w为搅拌室(2)的侧壁(21)所形成内接圆直径的0.11-0.25。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈筱丽，郭富强，周思宇，易平，刘小宁，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51