多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构及其方法与流程

本发明涉及玻璃窑炉，具体涉及一种多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构及其方法。

背景技术：

1、在玻璃生产的精密工艺中，窑炉池壁作为承受极端高温与巨大重量的核心组件，其稳固性和耐久性直接关联着生产流程的效率与作业环境的安全性。鉴于这一关键挑战，本领域的技术专家不断致力于寻求创新解决方案，以优化窑炉池壁的性能。例如，中国专利cn102344241a所披露的玻璃化学强化炉系统及其强化方法，通过引入多个强化主炉实现对玻璃的分级强化处理，有效整合预热、强化及冷却环节，显著提升能源利用效率与设备整体运行效能。然而，尽管上述技术进展为玻璃加工带来显著优势，传统窑炉池壁结构仍面临不容忽视的局限：长期暴露于高温环境下，热应力集中和材料疲劳问题日益凸显，导致池壁寿命缩短，进而增加维护工作的复杂性与成本，同时也为生产过程埋下安全隐患。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构及其方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构，包括如下部分：

4、基础支撑体系，位于玻璃窑炉的底部，包括基础层，以及垂直间隔设置于基础层内的加固件，加固件呈倒t形设置；基础层位于玻璃窑炉池壁底部处设置有池底加固层；

5、多层强化池壁体系，位于基础支撑体系上方，包括梯形设置的池壁层，池壁层内倾斜间隔设置有应力斜撑件，每个应力斜撑件的侧部均安装有池壁层叠层，池壁层叠层通过多层叠加覆盖于池壁层的侧面形成池壁；池壁层叠层的外表面覆盖一层蜂窝网格，蜂窝网格形成的空隙内加固有耐高温层。具体地，通过位于玻璃窑炉底部的基础层以及垂直间隔设置的倒t形加固件，形成一个稳固的支撑结构；倒t形加固件的设计增加与基础层的接触面积，提高整体的承载能力和稳定性；池底加固层的设置则增强池底区域的强度，防止因高温和重量导致的变形或破裂；多层强化池壁体系采用梯形设置的池壁层，结合倾斜间隔的应力斜撑件，形成一个能够有效分散应力的结构；应力斜撑件根据窑炉池壁的实际受力情况进行调整，以最优角度分散并传递应力，减少因温度梯度变化而产生的热应力集中现象，用于保持池壁结构的完整性和稳定性，延长使用寿命；池壁层叠层通过多层叠加覆盖于池壁层侧面，增加池壁的厚度和强度；层叠层之间的结合采用耐火粘合剂，增强层间粘结强度，防止因热应力引起的层间剥离；蜂窝网格覆盖在池壁层叠层外表面，不仅提供额外的支撑，还通过其独特的结构优化热传导路径，减少热量在池壁中的积聚；蜂窝网格形成的空隙内加固有耐高温层，采用相变材料或隔热纤维等耐高温材料制成，具有良好的耐高温性能和隔热性能，能够有效阻挡高温玻璃液对池壁的直接热辐射和传导，保护池壁结构免受高温损害。整个加固结构通过基础支撑体系、多层强化池壁体系、蜂窝网格与耐高温层的协同作用，形成一个高效、稳定的窑炉池壁加固系统，不仅提高窑炉池壁的承载能力和稳定性，还通过应力分散、热应力缓解、耐高温与隔热等多种机制，有效延长窑炉的使用寿命，提高生产效率和安全性。

6、本技术方案通过构建一种多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构，旨在提高池壁的承载能力和稳定性，同时分散并减少因温度梯度变化产生的热应力集中现象，延长窑炉的使用寿命。

7、另外，根据本发明上述提出多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构及其方法还具有如下附加技术特征：

8、根据本发明的一个实施例，所述加固件采用高强度耐热合金材料制成，加固件的顶部翼翅增加与基础层的接触面积。

9、本技术方案通过采用高强度耐热合金材料制作加固件，并增加加固件顶部翼翅与基础层的接触面积，以增强加固件的稳定性和整体支撑效果。

10、根据本发明的一个实施例，所述应力斜撑件为可调节角度的构件，根据窑炉池壁的实际受力情况进行调整，以最优角度分散并传递应力，减少池壁因温度梯度变化而产生的热应力集中现象。

11、本技术方案通过可调节角度的应力斜撑件，并根据窑炉池壁的实际受力情况进行调整，以最优角度分散并传递应力，减少池壁因温度变化而产生的热应力集中现象，保护池壁结构。

12、根据本发明的一个实施例，所述层叠层之间的结合采用耐火粘合剂，以增强层间粘结强度，防止因热应力引起的层间剥离。

13、本技术方案通过采用耐火粘合剂结合层叠层，以增强层间粘结强度，防止因热应力引起的层间剥离，提高池壁结构的整体稳定性和耐久性。

14、根据本发明的一个实施例，所述池壁层集成有监控系统，监控系统实时监测池壁的温度分布、应力状态；一旦监控系统检测到异常情况，立即向操作人员发出警报。

15、本技术方案通过在池壁层中集成监控系统，实时监测池壁的温度分布和应力状态，并在检测到异常情况时立即发出警报，以确保窑炉的安全运行并及时采取应对措施。

16、根据本发明的一个实施例，所述蜂窝网格的孔径和形状根据需要进行选择，蜂窝网格优化热传导路径；网格内部填充的耐高温层采用相变材料或隔热纤维。

17、本技术方案通过选择适当的蜂窝网格孔径和形状，并填充耐高温层(如相变材料或隔热纤维)，以优化热传导路径并提高池壁的隔热性能，减少热量损失并保护池壁免受高温损害。

18、根据本发明的一个实施例，所述池壁层与基础层之间铺设有隔震垫，隔震垫用于吸收玻璃液经过时产生的震动以保护池壁结构免受外部冲击。

19、本技术方案通过在池壁层与基础层之间铺设隔震垫，吸收玻璃液经过时产生的震动，以保护池壁结构免受外部冲击和振动的损害，提高窑炉的运行稳定性和安全性。

20、为实现上述目的，本发明还提供一种多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构方法。

21、一种多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构方法，包括如下步骤：

22、s1、基础支撑体系构建：在玻璃窑炉的底部构建基础层，并在基础层内垂直间隔设置高强度耐热合金材料制成的加固件，加固件呈倒t形设置，以增加与基础层的接触面积；在基础层位于玻璃窑炉池壁底部的位置设置池底加固层；

23、s2、多层强化池壁体系安装：在基础支撑体系上方，按照梯形结构设置池壁层，池壁层内部倾斜间隔安装可调节角度的应力斜撑件；根据窑炉池壁的实际受力情况，调整应力斜撑件的角度，以最优角度分散并传递应力；在每个应力斜撑件的侧部安装池壁层叠层，通过多层叠加覆盖于池壁层的侧面，形成坚固的池壁结构；层叠层之间采用耐火粘合剂进行结合，以增强层间粘结强度；

24、s3、蜂窝网格与耐高温层加固：在池壁层叠层的外表面覆盖一层蜂窝网格，根据需要选择蜂窝网格的孔径和形状，以优化热传导路径；在蜂窝网格形成的空隙内加固耐高温层，采用相变材料或隔热纤维等耐高温材料，以提高池壁的隔热性能；

25、s4、监控系统安装：在池壁层中集成监控系统，实时监测池壁的温度分布；一旦监控系统检测到池壁温度异常，立即向操作人员发出警报；

26、s5、隔震垫铺设：在池壁层与基础层之间铺设隔震垫，用于吸收玻璃液经过时产生的震动；

27、s6、整体运行维护：窑炉在正常运行过程中，多层复合与应力分散的池壁加固结构有效分散，减少热应力集中现象，保护池壁结构免受高温损害。

28、本技术方案从基础支撑体系构建到整体运行维护，旨在通过系统化的操作流程，确保加固结构的正确安装和有效运行，从而延长窑炉的使用寿命并提高其运行效率。具体地，在s1阶段，通过构建基础支撑体系，利用高强度耐热合金材料的加固件以倒t形设置增加与基础层的接触面积，并设置池底加固层，为整个加固结构提供稳固的基础支撑，确保结构在承受高温和重量时的稳定性；在s2阶段，通过安装多层强化池壁体系，采用梯形结构的池壁层与可调节角度的应力斜撑件相结合，实现应力的有效分散和传递；通过多层叠加的池壁层叠层及耐火粘合剂的使用，增强池壁的强度和层间粘结力，提升结构的整体稳定性和耐久性；在s3阶段，通过覆盖蜂窝网格并加固耐高温层，优化热传导路径并提高池壁的隔热性能，不仅减少热量在池壁中的积聚，还保护池壁结构免受高温的直接损害；在s4阶段，通过集成监控系统实时监测池壁的温度分布，并在检测到异常情况时立即发出警报，为窑炉的安全运行提供重要保障；在s5阶段，铺设隔震垫以吸收玻璃液经过时产生的震动，保护池壁结构免受外部冲击和振动的损害；在s6阶段，通过整体运行维护，确保多层复合与应力分散的池壁加固结构在窑炉的正常运行过程中持续有效，分散热应力集中现象，从而延长窑炉的使用寿命并提高其运行效率，相互关联、层层递进，共同构成该技术方案的核心逻辑。

29、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

30、(1)显著提升窑炉池壁的承载能力和稳定性：通过构建多层复合与应力分散的窑炉池壁加固结构，显著提升池壁的承载能力和稳定性；基础支撑体系采用高强度耐热合金材料的加固件，并以倒t形设置增加与基础层的接触面积，结合池底加固层，为整个结构提供稳固的基础；多层强化池壁体系则通过梯形池壁层与可调节角度的应力斜撑件，实现应力的有效分散和传递，减少热应力集中现象，不仅增强池壁的强度，还延长窑炉的使用寿命；

31、(2)优化热传导路径，提高隔热性能：在池壁层叠层外表面覆盖一层蜂窝网格，并在网格空隙内加固耐高温层；蜂窝网格的独特结构优化热传导路径，减少热量在池壁中的积聚；同时，耐高温层采用相变材料或隔热纤维等高性能材料，有效阻挡高温玻璃液对池壁的直接热辐射和传导，显著提高池壁的隔热性能，保护池壁结构免受高温损害，提升窑炉的运行效率；

32、(3)实时监控与预警，保障窑炉安全运行：在池壁层中集成监控系统，实时监测池壁的温度分布和应力状态；一旦检测到异常情况，立即向操作人员发出警报，为窑炉的安全运行提供重要保障，使操作人员能够及时发现并处理潜在问题，避免事故的发生，也提高窑炉的维护效率。