一种多层式底插电极结构的制作方法

本实用新型属于玻璃窑炉技术领域，具体涉及一种多层式底插电极结构。

背景技术：

玄武岩纤维是一种新型的环保材料，制备玄武岩纤维的主要原料是玄武岩矿石，通过将玄武岩矿石熔融、拉丝，得到玄武岩纤维丝，玄武岩纤维具有高强度、高弹性模量、耐高温、耐低温、耐久性等优点，被广泛的应用于建筑、管道、交通道路、航天航空、汽车船舶等领域。

玄武岩纤维制备过程中，通常是采用池窑来熔融玄武岩，池窑的加热温度需达到1500℃左右。池窑的加热方式有燃气加热和全电熔加热以及电气混合加热，燃气加热易产生大量的硫化物、氮氧化物以及粉尘，造成环境污染。全电熔加热和电气混合加热可大幅度降低烟气排放造成的污染，并且适用于类似玄武岩等深色玻璃的生产。

专利201410130881.9公开了一种用于连续玄武岩纤维大规模生产的池窑及加热方法，在该专利文件中，公开了一种电极结构，该电极结构采用侧插式布置，电极组水平状态，且在高度方向上呈多层分布。并且在同一水平面上，相邻的电极的间距在400-500mm，在竖直方向上，相邻的电极的距离为150-250mm。

在该专利文献中，虽然在竖直方向设置多层高度不同的电极组，解决了池窑内上下温度不均匀的温度，但采用侧插式的电极结构，电极不能设置过长，如果电极过长时，在使用过程中，高温会降低电极的强度，导致电极易弯曲，严重的降低了电极的使用寿命。并且，为保证电极的正常使用，同一水平上相对的电极的间距不能过大，这就导致了侧插式的电极结构不能适用于较宽的池窑，在一定程度上限制了电极结构的使用范围。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种多层式底插电极结构，通过设置不同高度的电极组，使得池窑内上下温度均一，可实现深层次加热，提高池窑的单产量，同时采用底插式，避免电极发生弯曲，延长电极的使用寿命，同时也解决了大型池窑宽度受限的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括至少两层高度不同的电极组，每个所述电极组包括至少包括两套不同相位的电极组件，所述电极组件设于池窑底部。

进一步的，同一所述电极组中的相邻所述电极组件的间距为600-2000mm。

进一步的，所述电极组件包括电极和冷却水套，所述池窑的底壁设有安插孔，所述冷却水套套设于所述电极的外壁，所述电极插设于所述安插孔，且所述冷却水套与所述安插孔的外壁抵接。

进一步的，同一电极组中的电极组件，至少有两个的电极组件的相位不同，电极组件中的电极所述单相变压器连接。

进一步的，当同一相位电极组件还可采用三相变压器，所述电极组件中的电极与三相变压器连接。

进一步的，还可采用隔离式变压器，电极组件中的电极与隔离式变压器与连接。

在同一电极组中，同一相位的电极组件为多个，多个相位相同的电极组件与变压器并联连接。电极与变压器的连接为现有的连接方式。

进一步的，所述电极的顶部与所述池窑内玻璃液面的间距为100mm-600mm。在本实用新型中，将电极的顶部的间距设置为100mm-600mm，当电极顶部与玻璃液面的间距小于100mm时，由于在液面上设置有火焰加热，会导致玻璃液面处的温度局部偏高，致使玻璃液的温度分布不均，影响玻璃的熔化均匀性。通过合理的布置电极顶部与玻璃液面的间距，以及相邻电极组件的间距，使得池窑内玻璃液的温度均一，减少加热死角，避免玻璃液在池窑底部析晶。

进一步的，同一电极组中有多个电极组件，相位相反的电极组件相对设置，同一相位的多个电极组件沿所述池窑内玻璃液的流动方向呈线性或矩形阵列排布。

具体的，所述电极组包括第一电极组和第二电极组，所述第一电极组的高度大于所述第二电极组的高度；所述第一电极组包括多个第一电极组件，所述第二电极组包括多个第二电极组件，相位相反的电极组件相对设置，多个相位相同所述第一电极组件和多个相位相同所述第二电极组件沿所述池窑内玻璃液的流动方向交叉排列。

进一步的，所述第一电极组件的电极和所述第二电极组件中的电极的高度差为10-30cm。将第一电极组件和第二电极组件的高度差设在10-30cm，使得温度调节和电极组件在池窑底部的排列方式达到均衡，降低材料成本的同时，还能实现玻璃液加热均匀的作用，以提高电极的加热效率。

进一步的，电极的材质为钼或氧化锡，或者其他可用作电极的金属。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的多层式底插电极结构，采用底插的方式，在池窑的底部插设多层高度不同的电极组，在高度方向上，形成具有一定高度差的加热区，以减小上下玻璃液的温差，减少加热死角，提高池窑内玻璃液的均一性。

与现有技术中的侧插式电极结构相比，侧插式电极结构在使用的过程中，为了避免电极过长，导致了侧插式的应用范围较窄，仅能应用于较窄的池窑，本实用新型的电极结构具有高度不同的电极组，电极竖直设置，在加热的过程中，池窑内的玻璃液对电极的作用力较小，电极不易弯曲，且本实用新型的电极结构可应用于较宽的池窑中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是个范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的池窑沿宽度方向的剖视示意图；

图2为本实用新型的池窑沿长度方向的剖视示意图；

图3为本实用新型的电极组的排布示意图一；

图4为本实用新型的电极组的排布示意图二；

图5为本实用新型的电极组的排布示意图三；

图6为本实用新型的电极组的排布示意图四；

附图标记：1-池窑，21-第一电极组，22-第二电极组，23-第三电极组，3-电极组件，31-电极，32-冷却水套。

具体实施方式

结合附图1-6，具体说明本实用新型的实施方式；

实施例：一种多层式底插电极结构，包括两组高度不同的电极组2，分别为第一电极组21和第二电极组22，所述第一电极组21的电极31高度大于所述第二电极组22的电极31的高度；电极31均插设于池窑1的底壁，所述第一电极组21包括多个相位不同的第一电极组件，所述第二电极组22包括多个第二电极组件，具体的，电极组件3包括电极31和冷却水套32，所述池窑1的底壁设有安插孔，所述冷却水套32套设于所述电极31的外壁，所述电极31插设于所述安插孔内，且所述冷却水套32与所述安插孔的外壁抵接。还设置有控制系统及变压器，电极与变压器连接，控制系统用于控制电极31的加热功率、时间等。

如附图1和图2所示，在本实施例中，第一电极组21的一电极31与第二电极组22的一电极31并列设置，同样的，第一电极组21的另一电极31与第二电极组22的另一电极31并列设置，并且同一电极组的两电极31的连线与玻璃液的流动方向(玻璃液在水平面从进料口流向出料口的整体流动方向，忽略玻璃液的局部流动)垂直，并且沿玻璃液的流动方向，多个相位相同的第一电极组件呈线性阵列排布同样的，沿玻璃液的流动方向，多个相位相同第二电极组件呈线性阵列排布。需说明的是，同一电极组中，不同相位的电极组件相对设置。

在其他实施例中，多个第一电极组件和多个第二电极组件叉间隔设置，如附图4所示。

在本实用新型的其他实施例中，同一电极组中可包括三个电极组件3，或者是四个电极组件3，电极与变压器的连接为现有的连接方式。

较优选的，在本实施例中，第一电极组21的中相位相反的电极组件3的距离为600mm。第二电极组22的中相位相反的电极组件3间距也为600mm。在本实用新型的其他实施例中，同一电极组中的相位相反的电极组件的间距还可以是700mm，800mm，900mm，2000mm等，具体的可根据池窑1的长宽比进行设计。

较优选的，所述第一电极组22的电极31的顶部和所述第二电极组22的电极31的顶部高度差为10cm。第一电极组21的电极31的顶部与池窑1内玻璃液面的高度差为100mm。第二电极组22的电极31的顶部与玻璃液面的高度差为300mm，池窑内玻璃液面的高度为400mm。

需说明的是，在本实用新型中，高度最低的一电极组中的电极的顶部与池窑底部的间距为100mm-200mm，以使池窑下部的玻璃液也能得到充分的加热，池窑整体的温度均一。

在本实用新型的其他实施例中，当池窑1较宽时，所述高度不同的电极组还可以沿所述池窑1内玻璃液的流动方向呈矩形阵列排布，如图6所示。

在本实用新型的其他实施例中，还可以设置三组高度不同的电极组，三组不同的高度的电极组的电极组交叉间隔设置。如附图5所示。

在本实用新型的其他实施例中，多个电极组的排列方式并不局限于在本说明书中列举的情况，还可以是规则的或不规则的其他排列方式，还可采用三角形排列。