本發(fā)明涉及燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在玻璃窯爐或熱熔窯爐中使用的用于換向燃燒的控制閥、換向燃燒控制方法及使用該控制閥的玻璃窯爐或熱熔窯爐。

背景技術(shù)：

上個(gè)世紀(jì)末，英國hotworkdevelopment公司和britishgas公司合作開發(fā)推出了一種新型的蓄熱式燃燒技術(shù)——燃料換向蓄熱式燃燒技術(shù)，該技術(shù)近幾十年以來在玻璃窯爐，特別是浮法玻璃熔窯上廣泛應(yīng)用。

浮法玻璃熔窯屬于淺池橫焰池窯，主要包括投料端、長形窯池、熔窯煊體、兩側(cè)蓄熱室、流道等，其結(jié)構(gòu)為：熔窯煊體位于窯池上方、為燃料提供燃燒空間，投料端和流道分別位于窯池兩端，蓄熱室位于窯池兩側(cè)，蓄熱室采用耐火材料做成的格子磚作為蓄熱體。該燃料換向蓄熱式燃燒技術(shù)利用窯池兩側(cè)蓄熱室蓄熱，回收85％以上的煙氣廢熱，并用這些熱量加熱空氣、返回爐中助燃，極大減少了燃料消耗。浮法玻璃熔窯進(jìn)行換向燃燒的工作原理為：窯池相對(duì)的兩側(cè)均設(shè)置燃燒器和蓄熱室，一側(cè)的助燃空氣經(jīng)蓄熱室加熱后進(jìn)入熔窯，助燃同一側(cè)燃燒器噴射的燃料，使燃料在熔窯中燃燒，煙氣排至另一側(cè)蓄熱室，燃燒一定時(shí)間后，燃燒產(chǎn)生的煙氣攜帶的廢熱充分加熱了另一側(cè)的蓄熱室并排出，助燃空氣和燃料則分別從另一側(cè)的蓄熱室和燃燒器進(jìn)入窯池助燃和燃燒。如此以固定的時(shí)間為周期、兩側(cè)燃燒器輪流交替開啟，進(jìn)行有規(guī)律地?fù)Q向燃燒。由于燃料換向蓄熱式燃燒可以回收煙氣余熱、節(jié)約能源，因此，除應(yīng)用于玻璃制造外，還可廣泛應(yīng)用于水泥制造、冶煉鋁等行業(yè)中使用的熱熔窯爐。

為了實(shí)現(xiàn)換向燃燒，在生產(chǎn)線上靠近玻璃窯爐或熱熔窯爐的一端設(shè)置由換向控制室和換向控制閥門組成的換向控制閥組，換向控制閥組的核心是兩個(gè)換向控制閥門，通過生產(chǎn)線上的分布式控制系統(tǒng)控制兩個(gè)換向控制閥門按照一定時(shí)間間隔有規(guī)律的開啟或者關(guān)閉，從而控制燃料輸送管路的啟閉使窯爐兩側(cè)的燃燒器輪流點(diǎn)火，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)換向燃燒。換向控制閥組的數(shù)量根據(jù)窯爐中小爐的數(shù)量來決定，每一對(duì)小爐對(duì)應(yīng)設(shè)置兩套換向控制閥組。

由于每對(duì)小爐的燃燒控制系統(tǒng)上分設(shè)兩套換向控制閥組，即需要配置雙份換向控制閥門、管件，也需要兩個(gè)dcs控制節(jié)點(diǎn)，才能實(shí)現(xiàn)換向燃燒，增加了建設(shè)成本和系統(tǒng)復(fù)雜性。此外，換向控制閥門是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過閥桿向閥芯傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)斷，在正常工況下，換向控制閥門須頻繁進(jìn)行啟閉動(dòng)作，閥桿處的密封結(jié)構(gòu)長時(shí)間工作容易發(fā)生閉合不嚴(yán)，從而造成燃料泄露，嚴(yán)重影響換向燃燒效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單且不易發(fā)生泄漏的玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥，包括一中空的圓柱狀殼體，在殼體內(nèi)壁上設(shè)有燃料進(jìn)口、第一燃料出口和第二燃料出口；殼體內(nèi)套裝一嵌有若干塊內(nèi)部磁體的柱體，柱體內(nèi)設(shè)有一內(nèi)部通道，內(nèi)部通道可將燃料進(jìn)口、第一燃料出口和第二燃料出口中的任意兩個(gè)連通；殼體的兩端分別設(shè)有用來密封殼體內(nèi)部的密封盲板，密封盲板的中軸線上設(shè)有一軸承，密封盲板外側(cè)的軸承上設(shè)有一嵌有若干塊外部磁體的可沿軸承自由轉(zhuǎn)動(dòng)的外部驅(qū)動(dòng)盤，所述外部磁體與內(nèi)部磁體的磁極方向與殼體的軸線方向一致。

所述燃料進(jìn)口、第一燃料出口和第二燃料出口的截面積相等且在殼體上以軸對(duì)稱的方式設(shè)置。

所述內(nèi)部通道的兩個(gè)端面與燃料進(jìn)口、第一燃料出口和第二燃料出口的截面形狀和面積均相同。

所述柱體為實(shí)心，無縫套裝在殼體內(nèi)，內(nèi)部通道為設(shè)在柱體內(nèi)部的一通孔且通孔的兩端均在柱體的側(cè)面上；優(yōu)選的，內(nèi)部磁體與內(nèi)部通道在柱體內(nèi)沒有重疊。

所述外部驅(qū)動(dòng)盤與密封盲板相距0.5-1.0mm。

所述內(nèi)部磁體和外部磁體以密封盲板為對(duì)稱設(shè)置，均為釹鐵硼稀土磁鐵且大小相同。

第二方面，本發(fā)明還提供一種玻璃窯爐，包括窯池、設(shè)置在窯池兩側(cè)的小爐和蓄熱室，還包括上述換向燃燒控制閥。

第三方面，本發(fā)明還提供一種熱熔窯爐，包括窯池、設(shè)置在窯池兩側(cè)的小爐和蓄熱室，還包括上述換向燃燒控制閥。

第四方面，本發(fā)明提供一種玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制方法，使用上述玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥，外部驅(qū)動(dòng)盤繞軸承旋轉(zhuǎn)，外部磁體在磁力作用下使內(nèi)部磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)柱體旋轉(zhuǎn)，將燃料進(jìn)口與第一燃料出口連通；一定時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)外部驅(qū)動(dòng)盤，將第一燃料出口和第二燃料出口密封；一定時(shí)間后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)外部驅(qū)動(dòng)盤，將燃料進(jìn)口與第二燃料出口連通；一定時(shí)間后，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)外部驅(qū)動(dòng)盤，將第一燃料出口和第二燃料出口密封；一定時(shí)間后，繼續(xù)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)外部驅(qū)動(dòng)盤，將燃料進(jìn)口與第一燃料出口連通；循環(huán)往復(fù)，完成窯爐的換向燃燒。

包括以下步驟：

(1)、控制外部驅(qū)動(dòng)盤繞軸承旋轉(zhuǎn)，在外部磁體和內(nèi)部磁體的相互磁力作用下外部驅(qū)動(dòng)盤帶動(dòng)柱體旋轉(zhuǎn)，燃料進(jìn)口與第一燃料出口連通，同時(shí)將第二燃料出口密封，此位置為初始位置，此時(shí)只向與第一燃料出口連接的燃燒器供給燃料；

(2)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，外部驅(qū)動(dòng)盤帶動(dòng)柱體同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將第一燃料出口和第二燃料出口密封，切斷窯爐兩側(cè)燃燒器中的燃料供給；

(3)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)柱體同步旋轉(zhuǎn)，燃料進(jìn)口與第二燃料出口連通，同時(shí)將第一燃料出口密封，只向與第二燃料出口連接的燃燒器供給燃料；

(4)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)柱體同步旋轉(zhuǎn)，將第一燃料出口和第二燃料出口密封；

(5)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)柱體同步旋轉(zhuǎn)，回到步驟(1)的初始位置，循環(huán)往復(fù)，完成窯爐的換向燃燒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥可以減少工程中的閥門、管件數(shù)量，且可減少一半dcs控制節(jié)點(diǎn)數(shù)量；該換向燃燒控制閥可以實(shí)現(xiàn)換向控制機(jī)構(gòu)的輕量化、簡單化，能夠直接節(jié)約工程建設(shè)成本和空間，也能夠有效減少后續(xù)使用中的檢修工作量。本發(fā)明的換向燃燒控制閥還可減少燃燒系統(tǒng)的泄露點(diǎn)，提高安全性。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明換向燃燒控制閥的內(nèi)部剖面圖；

圖2所示為本發(fā)明換向燃燒控制閥的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容，并對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但這些實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。

本發(fā)明提供一種玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥包括：燃料進(jìn)口1、第一燃料出口2、第二燃料出口3、殼體4、柱體5、內(nèi)部通道6、內(nèi)部磁體7、密封盲板8、軸承9、外部磁體10和外部驅(qū)動(dòng)盤11。

其中，如圖1所示，殼體4是一中空的圓管，以其軸線為中心在管壁上以軸對(duì)稱方式開三個(gè)面積相等圓孔，分別為燃料進(jìn)口1、第一燃料出口2、第二燃料出口3。

殼體4的管腔內(nèi)設(shè)有一實(shí)心的柱體5，柱體5的其外輪廓呈圓柱體，并與殼體4管腔的內(nèi)輪廓相同，無縫套裝在殼體4內(nèi)。柱體5的圓柱體側(cè)面上設(shè)有一通孔，通孔的兩端均在圓柱體的側(cè)面上，并在柱體5內(nèi)部形成一條內(nèi)部通道6。通孔的橫截面(即殼體4的軸線所在平面)的形狀和面積均與燃料進(jìn)口1、第一燃料出口2、第二燃料出口3相同；通孔的兩端能夠同時(shí)與燃料進(jìn)口1、第一燃料出口2、第二燃料出口3中的任意兩個(gè)重合，使得隨著柱體5的旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部通道6連通燃料進(jìn)口1、第一燃料出口2和第二燃料出口3中的任意兩個(gè)。內(nèi)部通道6可以通過的機(jī)械加工的方式得到，為了使燃料流經(jīng)內(nèi)部通道的阻力最小，內(nèi)部通道6的縱剖面(即與殼體4的軸線垂直的平面)最好是弧形。柱體5以其軸線為中心在圓柱體內(nèi)以軸對(duì)稱方式加工出三個(gè)形狀相同的空間，用來鑲嵌三塊內(nèi)部磁體7，三塊內(nèi)部磁體7的磁極與殼體4的軸線平行，且磁極的方向均相同(即磁極方向沿殼體4的軸線均為n極至s極或均為s極至n極)。內(nèi)部磁體7與內(nèi)部通道6之間在空間位置上沒有重疊。

如圖2所示，殼體4的管體兩端安裝有兩片密封盲板8，殼體4被密封盲板8夾在中間，在殼體4的外側(cè)和密封盲板8的邊緣用螺栓固緊以達(dá)到密封的目的。密封盲板8和殼體4的內(nèi)部形成的空間即為換向燃燒控制閥的內(nèi)部，簡稱閥體內(nèi)部，同樣的，密封盲板8和殼體4外側(cè)的空間為換向燃燒控制閥的外部，簡稱閥體外部。

密封盲板8上固定設(shè)一軸承9，軸承9的軸線垂直于密封盲板8，且與殼體4的軸線重合。軸承9可為深溝球軸承。軸承9上固定一外部驅(qū)動(dòng)盤11。外部驅(qū)動(dòng)盤11與密封盲板8平行但不接觸，相距0.5-1.0mm，此間距即可滿足傳動(dòng)效率的要求、又能避免因加工精度上的誤差使外部驅(qū)動(dòng)盤11碰觸密封盲板8造成的磨損。由于密封盲板8固定不動(dòng)，外部驅(qū)動(dòng)盤11可通過軸承9相對(duì)密封盲板8自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在外部驅(qū)動(dòng)盤11的盤面內(nèi)鑲嵌三塊外部磁體10。三塊外部磁體10的磁極也與殼體4的軸線平行，磁極方向與內(nèi)部磁體7的磁極方向均相同，且與內(nèi)部磁體7的位置相對(duì)應(yīng)。內(nèi)部磁體7和外部磁體10均為釹鐵硼稀土磁鐵，規(guī)格相同，比如可為采用n40sh材料，加工成長100mm、寬60mm、厚20mm的長方體。

本發(fā)明提供的玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥的工作原理為：

柱體5和外部驅(qū)動(dòng)盤11在內(nèi)部磁體7與外部磁體10的磁力作用下，保持相對(duì)靜止。通過控制外部驅(qū)動(dòng)盤11繞軸承9旋轉(zhuǎn)，外部磁體10隨之發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在磁力作用下，內(nèi)部磁體7也跟著外部磁體10發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)柱體5旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)至圖1所示位置時(shí)，燃料進(jìn)口1與第一燃料出口2由內(nèi)部通道6連通，將第二燃料出口3密封，將燃料通過燃料出口2供給燃燒器(圖1和圖2中箭頭方向表示燃料的走向)。由于具有一定壓力的燃料流體在弧形的內(nèi)部通道6流動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)弧形通道的內(nèi)壁產(chǎn)生一個(gè)沖擊力，這個(gè)沖擊力把柱體5整體推向殼體4內(nèi)壁及第二燃料出口3，從而柱體5將第二燃料出口3進(jìn)一步密封；殼體4可以由金屬材料加工而成，柱體5為非金屬材料，如可以是韌性高、耐磨性好、力學(xué)性能優(yōu)的聚四氟乙烯。換向燃燒控制閥經(jīng)長時(shí)間使用后如達(dá)不到密封要求，更換柱體5即可。持續(xù)一定時(shí)間后，控制外部驅(qū)動(dòng)盤11順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，外部驅(qū)動(dòng)盤11通過外部磁體10和內(nèi)部磁體7的作用帶動(dòng)柱體5同步旋轉(zhuǎn)60°，此時(shí)第一燃料出口2和第二燃料出口3同時(shí)密封，切斷向窯爐兩側(cè)燃燒器的燃料供給。持續(xù)一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，柱體5同步旋轉(zhuǎn)60°，燃料進(jìn)口1與第二燃料出口3由內(nèi)部通道6連通，將第一燃料出口2。持續(xù)一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11帶動(dòng)柱體5同步逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，此時(shí)第一燃料出口2和第二燃料出口3同時(shí)密封，切斷向窯爐兩側(cè)燃燒器的燃料供給。持續(xù)一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11帶動(dòng)柱體5再同步逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，回到圖1所示狀態(tài)，完成一個(gè)換向燃燒周期。如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)窯爐的換向燃燒。

基于以上玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥，本發(fā)明還提供一種玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制方法，具體包括以下步驟：

(1)、控制外部驅(qū)動(dòng)盤11繞軸承9旋轉(zhuǎn)，在外部磁體10和內(nèi)部磁體7的相互磁力作用下外部驅(qū)動(dòng)盤11帶動(dòng)柱體5旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)至圖1所示位置(定義為初始位置)，燃料進(jìn)口1與第一燃料出口2連通，同時(shí)將第二燃料出口3密封，只向與第一燃料出口2連接的燃燒器供給燃料；

(2)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，外部驅(qū)動(dòng)盤11帶動(dòng)柱體5同步旋轉(zhuǎn)60°，同時(shí)將第一燃料出口2和第二燃料出口3密封，切斷窯爐兩側(cè)燃燒器中的燃料供給；

(3)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，并帶動(dòng)柱體5同步旋轉(zhuǎn)60°，燃料進(jìn)口1與第二燃料出口3連通，同時(shí)將第一燃料出口2密封，只向與第二燃料出口3連接的燃燒器供給燃料；

(4)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，帶動(dòng)柱體5同步旋轉(zhuǎn)，將第一燃料出口2和第二燃料出口3密封；

(5)、一定時(shí)間后，外部驅(qū)動(dòng)盤11繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，帶動(dòng)柱體5同步旋轉(zhuǎn)，回到步驟(1)的初始位置，如此循環(huán)，完成窯爐的換向燃燒。

本發(fā)明提供的玻璃窯爐或熱熔窯爐用換向燃燒控制閥通過磁力作用、無接觸地傳遞扭矩，完成外部驅(qū)動(dòng)盤11和閥體內(nèi)部的柱體5同步旋轉(zhuǎn)，使燃料封閉在殼體4內(nèi)部與密封盲板8組成的空間內(nèi)，即閥體內(nèi)部，從而達(dá)到無泄漏換向控制的目的，徹底解決閥桿的軸封泄漏問題。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的內(nèi)容。