[发明专利]多功能单管式吹气液位测量装置和使用方法

权利要求书

1.一种多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于该装置包括吹气系统、水冷测量杆(6)和控制系统，所述的吹气系统由依次相连的气源(1)、减压阀(2)、流量计(3)和导气管(5)组成，所述的水冷测量杆(6)、进水腔(11)、出水腔(12)、水冷内管(13)、水冷外管(14)、末端导气口(15)、进水管路(16)和出水管路(16’)组成，所述的水冷内管(13)的一端与所述的进水腔(11)相通并包围在所述的导气管(5)外，所述的水冷外管(14)的上端与所述的出水腔(12)相连通，所述的水冷外管(14)包围在所述的水冷内管(13)外，且所述的水冷外管(14)的下端与所述的水冷内管(13)相通，所述的末端导气口(15)为紧贴水冷测量杆(6)的下端的金属结构，呈倒喇叭形，所述的进水腔(11)和出水腔(12)分别与所述的进水管路(16)、出水管路(16’)相通，所述的控制系统由依次的触摸屏(18)、可编程控制器(17)和压力变送器(4)组成，所述的导气管(5)的输入端与所述的流量计(3)的出口端相连，所述的压力变送器(4)的输出端与所述的导气管(5)相连，所述的导气管(5)的另一端与所述的水冷测量杆(6)的末端导气口(15)相连，所述的水冷测量杆(6)插入在玻璃液(10)内。

2.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，所述的出水腔(12)的容积大于进水腔(11)10～30％，最佳为20％，所述的导气管(5)的外径控制在10mm以内。

3.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，所述的水冷内管(13)、水冷外管(14)为冷却水流经的通道，材质为不锈钢304、316或690合金，冷却水由所述的进水腔(11)、导气管(5)与水冷内管(13)之间的腔体内流入，经所述的水冷内管(13)的下端流入所述的水冷外管(14)与水冷内管(13)之间的腔体，最后经过所述的出水腔(12)和出水管路(16’)流出。

4.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，所述的水冷外管(14)的外径一般不超过40mm，最佳为30mm以内。

5.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，所述末端导气口(15)的下端的喇叭口的角度为20～60°，最佳为20～30°，所述的末端导气口(15)的高度为10～40mm，最佳为20～30mm，所述末端导气口(15)的材质为690合金、不锈钢316或不锈钢310S，最佳为690合金。

6.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，所述的高温冷却水的进水水温为60～80℃，最佳为70～80℃。

7.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，所述的气源为压缩空气、氮气或氩气，根据工艺要求选择气体种类，需要弱还原气氛或者惰性气氛时，优选氮气或氩气，需要氧化气氛时优选压缩空气。

8.根据权利要求1所述的多功能单管式吹气液位测量装置，其特征在于，在扩熔和加料期间，液位测量装置的功能切换为玻璃液的鼓泡器，用于提高玻璃液的均化效率，减少贵金属沉积。

9.根据权利要求1～8任一项所述的多功能单管式吹气液位测量装置的使用方法，其特点在于：该方法包括如下步骤：

1)开启冷却水开关，确保水冷测量杆(6)的水流量在0.1～0.6m³/h，进出水压力差≥0.2MPa；

2)打开气源(1)，调整所述的减压阀(2)使压力维持在0.15～0.25MPa；

3)打开所述的气体流量计(3)，鼓泡扩熔和熔料期间气体流量范围设定在100～200L/h，液位测量期间气体流量流量范围设定在50～100L/h；

4)在所述的冷坩埚(7)内装好玻璃，完成引燃后，将所述的水冷测量杆(6)降至玻璃液面以下，并使其末端导气口(15)的下沿维持在离底部未熔化玻璃2～5cm处，进行鼓泡扩熔；

5)玻璃液完成扩熔后，将水冷测量杆(6)降至离所述的冷坩埚(7)的埚底3～6cm处，开始加料并进行鼓泡熔料；

6)完成熔料后，降低鼓泡流量至设定范围，进行液位测量，通过高温相机监测玻璃液面鼓泡速率；

7)可编程控制器(17)通过设置于冷坩埚(7)上部腔室的真空压力表(8)读取的压力信号和所述的压力变送器读取的压力信号，经过滤波处理后，根据预设程序计算出玻璃熔体的实时液位，达到上限液位后，开始漏料；

8)达到下限液位时，停止漏料，开始新一轮加料流程，提高鼓泡流量至设定范围，此时，液位测量装置的功能自动切换为鼓泡器。