一种喷枪和双膛窑的制作方法

本申请涉及双膛窑技术领域，具体而言，涉及一种喷枪和双膛窑。

背景技术：

双膛窑是具有蓄热、并流式特点的工业窑炉，燃料以气体、固体和液体为主。双膛窑由二个窑膛组成，每个窑膛常见设置有33支喷枪，一座窑共有66支喷枪，以气体为燃料双膛窑的喷枪的作用是：在燃烧时向窑内喷送煤气，煤气与空顶压进的助燃风进行混合后燃烧，产生煅烧石灰石所需的热量将石灰石分解。双膛窑是属于正压操作，窑压约30kpa，所以要求喷枪密封性能要好。

双膛窑的喷枪由窑外部伸入窑内，通过喷枪箱支撑及保护，为了实现喷枪管与喷枪箱之间的密封，通常在喷枪箱的盖板上的密封填料座内填充密封填料(例如：石墨盘根)，通过石墨盘根压紧喷枪管来进行密封。

由于窑膛内的工作温度较高，石墨盘根在使用35天以后，石墨盘根与喷枪管的外壁接触的位置会出现漏风的现象。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种喷枪和双膛窑，可以改善密封填料长时间使用以后的漏风。

第一方面，本申请提供一种喷枪，包括喷枪箱、喷枪管和补偿管。喷枪箱具有盖板，盖板上具有安装孔。喷枪管具有第一端和第二端，第一端插设于安装孔，且第一端的外壁与盖板之间的缝隙设置了填充有密封填料的密封填料座，第二端位于喷枪箱外。补偿管套设于第二端外且与第二端的外壁之间具有缝隙，第二端的外壁与补偿管的内壁和密封填料座之间共同形成密封腔。

发明人研究发现，由于窑膛内的工作温度较高，所以，喷枪管的管壁的温度也较高，密封填料长时间使用后，较高的温度会使密封填料产生损坏，从而使密封填料与喷枪管的外壁接触的位置产生漏气的现象。所以，本申请中，在喷枪管的外壁套设补偿管，第二端的外壁与补偿管的内壁和密封填料座之间共同形成密封腔，在密封填料长时间使用以后漏气的时候，漏气处漏出的气体进入到密封腔内，并且在漏气一段时间以后，密封腔内的压力与喷枪箱内的压力一致，不再持续漏气，可以改善喷枪管与喷枪箱之间的漏气问题。

在一种可能的实施方式中，补偿管包括依次连接的第一水平段、波纹段和第二水平段，第一水平段和第二水平段间隔套设于第二端外，第一水平段与第一端和密封填料座密封连接，第二水平段与第二端密封连接，波纹段的凸出结构向外凸出第一水平段和第二水平段。

补偿管的两端为水平段，容易与喷枪管的第一端和第二端进行密封连接；在补偿管受热热胀冷缩的时候，中间的波纹段对补偿管的长度有一定的改变，从而可以使补偿管的长度有少量的变化，更加容易与喷枪管和密封填料之间形成密封。

在一种可能的实施方式中，补偿管的材质是不锈钢，第一水平段、波纹段和第二水平段的长度比为(0.8～1.2):1:(0.8～1.2)，波纹段的凸出高度与波纹段的长度之比为(0.2～0.4):1。

补偿管的材质为不锈钢，补偿管的强度较高，且不易发生变形，容易进行密封连接。补偿管的尺寸在上述范围，可以控制补偿管的受热变形量，不管补偿管是否承受高温，都能够使密封腔不漏气。

在一种可能的实施方式中，补偿管还包括第一连接环和第二连接环，第一连接环与第一水平段的远离波纹段的一端连接，第一连接环与密封填料座密封连接；第二连接环与第二水平段的远离波纹段的一端连接，第二连接环与第二端密封连接。

通过连接环的设置，方便补偿管、喷枪管以及密封填料座之间的密封连接。同时，由于连接环的作用，在连接环处实现密封，连接环对应的密封处与喷枪管的外壁之间具有一定的距离，能够在一定程度上避免高温对密封处的破坏，密封效果更好。

在一种可能的实施方式中，密封填料座设置于安装孔的孔壁上，使密封填料座与第一端的外壁形成环形槽，密封填料填充于环形槽内，第一连接环与密封填料座密封连接。

密封填料填充以后，密封填料的损坏导致漏气的地方为密封填料与喷枪管接触的位置，密封填料与密封填料座之间不会漏气，补偿管添加以后，可以使漏气处泄漏的气体进入到密封腔内，避免泄漏至外部空间。同时，第一连接环与密封填料座的密封处与喷枪管的外壁之间具有一定的距离，能够在一定程度上避免高温对密封处的破坏，密封效果更好。

在一种可能的实施方式中，第一连接环包括连接子环和环形的固定套，固定套设置于连接子环的靠近密封填料座的表面，固定套与密封填料座之间设置环形的第一密封件，第一固定件依次穿过连接子环和密封填料座。可以使第一连接环与密封填料座之间的密封效果更好。且环形的第一密封件不与喷枪管的外壁直接接触，密封效果能够长时间保持。

在一种可能的实施方式中，还包括第一固定环，第一固定环螺纹连接于第二端外，第二连接环与第一固定环之间设置环形的第二密封件。可以使第二端与第二连接环之间的密封效果更好。且第一固定环和第二连接环的配合，使第二密封件的密封处不与喷枪管的外壁直接接触，避免长时间接触高温对密封处的破坏，密封效果能够长时间保持。

在一种可能的实施方式中，第一固定环的内环壁与第二端的外壁点焊连接。

增加第一固定环和第二端的连接强度，以使环形的第二密封件可以起到长时间的密封效果。

在一种可能的实施方式中，还包括喷枪头，喷枪头的靠近第二端的位置套设有第二固定环，第二固定件依次穿过第二固定环、第一固定环和第二连接环。

使喷枪头与喷枪管之间的连接强度更高，避免喷枪头与喷枪管之间的连接变形，从而使第二端与补偿管之间的密封保持的时间更长。

第二方面，本申请提供一种双膛窑，包括窑壳和多个上述喷枪，窑壳内具有窑膛，喷枪箱设置于窑壳的内壁且与窑膛连通。

可以有效避免喷枪箱与喷枪管之间漏气，从而将密封填料处外漏的气流封闭在喷枪管外壁与窑壳、补偿管形成的密封腔内，保证了喷枪与窑壳处不漏风，减少处理漏风时检修强度，消除因漏风导致的噪声，解决了因漏风对窑煅烧工艺的影响，提高双膛窑设备功能精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例提供的喷枪的剖视图；

图2为本申请实施例提供的喷枪的部分剖视图；

图3为图2中ⅲ处的放大图；

图4为本申请实施例提供的补偿管的剖视图；

图5为图2中ⅴ处的放大图。

图标：110-喷枪箱；120-喷枪管；130-补偿管；111-盖板；112-箱体；121-第一端；122-第二端；1111-安装孔；140-密封填料；150-密封填料座；151-环形槽；152-第一环；153-第二环；154-第三环；155-第一固定件；156-第一密封件；131-第一水平段；132-波纹段；133-第二水平段；134-密封腔；135-连接子环；136-固定套；137-第二连接环；160-第一固定环；161-第二密封件；170-喷枪头；171-第二固定环；172-第二固定件；173-第三密封件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请提供一种双膛窑，包括窑壳和多个喷枪，窑壳内具有窑膛，喷枪固定在窑壳上。外部的燃气和助燃风通过喷枪进入到窑膛内进行燃烧使用。

双膛窑具有两个窑膛，每个窑膛的窑壳上安装有多个喷枪。可选地，每个窑膛的窑壳上安装有20～40个喷枪，本申请不做限定，可以根据窑膛的大小以及喷枪的流量调整喷枪的数量。

图1为本申请实施例提供的喷枪的剖视图；图2为本申请实施例提供的喷枪的部分剖视图。请参阅图1和图2，本申请实施例中，喷枪包括喷枪箱110、喷枪管120和补偿管130。喷枪箱110设置于窑壳的内壁且与窑膛连通。喷枪箱110具有盖板111和箱体112，箱体112焊接在窑壳的内壁，盖板111固定在窑壳的外壁。外部的燃气和助燃风通过喷枪管120进入到喷枪箱110内，然后进入窑膛进行燃烧使用。

可选地，盖板111上具有安装孔1111，喷枪管120具有第一端121和第二端122，第一端121插设于安装孔1111，且第一端121的外壁与盖板111之间的缝隙密封连接有密封填料140。喷枪管120的第一端121插入安装孔1111，第一端121的端口进入到喷枪箱110内，第一端121喷出的气体进入到喷枪箱110内，如果安装孔1111处的喷枪管120与盖板111的安装孔1111的孔壁之间的密封效果不好，则喷枪箱110内的气体可能会在安装孔1111处出现泄漏。

所以，在喷枪管120的第一端121的外壁与盖板111之间的缝隙设置了填充有密封填料140的密封填料座150(通过密封填料座150密封喷枪管120的第一端121的外壁和盖板111的安装孔1111的孔壁)。

为了实现密封填料140的安装，密封填料座150设置于安装孔1111的孔壁上，使密封填料座150与第一端121的外壁形成环形槽151，密封填料140填充于环形槽151内。

图3为图2中ⅲ处的放大图。请参阅图2和图3，本申请实施例中，密封填料座150为回转体结构，其包括依次连接的第一环152，第二环153和第三环154，如图3所示，第一环152竖向设置，第二环153横向设置，第三环154竖向设置，第一环152的一端和第三环154的一端分别连接第二环153的两端，第一环152的远离第二环153的一端朝向远离喷枪管120的轴线的方向延伸，第三环154的远离第二环153的一端朝向靠近喷枪管120的轴线的方向延伸。

将密封填料座150设置在安装孔1111内以后，第三环154位于盖板111的靠近箱体112的一侧，第一环152位于盖板111的背离箱体112的一侧，第二环153的两端分别位于盖板111的两侧。喷枪管120的第一端121穿过密封填料座150的孔内，使第二环153的内壁、第三环154的左表面和喷枪管120的第一端121的外壁共同形成环形槽151，密封填料140填充于环形槽151内，从而实现喷枪管120与盖板111之间的密封。本申请实施例中，密封填料座150与盖板111可以是两个分体的部件，也可以是一体成型的部件，本申请不做限定。

可选地，密封填料140为石墨盘根，双膛窑长时间使用以后，由于石墨盘根长时间在较高的环境下，会由于高温发生反应，遭到一定的破坏，从而会使喷枪管120与盖板111之间的连接处会产生漏气现象(喷枪管120与密封填料座150内的石墨盘根之间会漏气)。由于密封填料座150的第二环153的外壁固定在盖板111的安装孔1111的孔壁上，所以，在石墨盘根造到破坏的时候，容易出现漏气现象的位置是在石墨盘根与喷枪管120的第一端121的外壁接触的位置(石墨盘根与喷枪管120的外壁接触的位置)。

所以，第二端122位于喷枪箱110外，将补偿管130套设于第二端122外且与第二端122的外壁之间具有缝隙，第二端122的外壁与补偿管130的内壁和密封填料140之间共同形成密封腔134(补偿管130位于喷枪箱110外)。漏气处漏出的气体进入到密封腔134内，并且在漏气一段时间以后，密封腔134内的压力与喷枪箱110内的压力一致，不再持续漏气，可以改善喷枪管120与喷枪箱110之间的漏气问题。

图4为本申请实施例提供的补偿管130的剖视图。请参阅图2-图4，本申请实施例中，补偿管130包括依次连接的第一水平段131、波纹段132和第二水平段133，第一水平段131和第二水平段133间隔套设于第二端122外(第一水平段131与第二端122的外壁之间有缝隙，第二水平段133与第二端122的外壁之间有缝隙)，从而使补偿管130与喷枪管120的第二端122的外壁之间形成腔体，然后通过密封连接形成密封腔134。

可选地，波纹段132的凸出结构向外凸出第一水平段131和第二水平段133。波纹段132的设置，可以使补偿管130受热热胀冷缩的时候，补偿管130的长度有少量的变化，更加容易与喷枪管120和密封填料140之间形成密封连接。

请继续参阅图3，为了实现第一水平段131与第一端121和密封填料座150密封连接，补偿管130还包括第一连接环，第一连接环与第一水平段131的远离波纹段132的一端连接，第一连接环与石墨盘根密封连接。

可选地，第一连接环与密封填料座150密封连接，第一连接环与密封填料座150的第一环152相对设置，为了实现第一连接环与石墨盘根之间的密封连接，将第一连接环和第一环152固定连接，第一固定件155依次穿过第一连接环和密封填料座150的第一环152，实现补偿管130与密封填料座150之间的连接。

为了对更加容易实现第一连接环与密封填料座150之间的密封连接，第一连接环包括连接子环135和环形的固定套136，固定套136设置于连接子环135的靠近密封填料座150的表面，固定套136与密封填料座150之间设置环形的第一密封件156。

可选地，固定套136与连接子环135连接，固定套136可以和连接子环135一体成型，固定套136和连接子环135也可以是相互连接的两个分体部件，本申请不做限定。连接子环135和固定套136可以与第一水平段131的外壁焊接进行密封。

固定套136的外侧(图3的下侧)与第一环152的左表面抵靠，且固定套136的外侧与第一环152的左表面之间设置有环形的第一密封件156(例如：石棉垫)，以实现补偿管130与密封填料座150之间的密封连接，固定套136的内侧(图3的上侧)与环形槽151内的密封填料140抵靠，可以对填充的密封填料140形成一个抵靠的力，从而使密封填料140的安装更加牢固。可选地，固定套136与喷枪管120的外壁之间具有一定的距离，能够在一定程度上避免高温对密封处的破坏，密封效果更好。

可选地，连接子环135为活套法兰，第一固定件155为螺栓，螺栓穿过活套法兰的孔与密封填料座150的第一环152的孔，从而实现补偿管130和密封填料座150之间的连接，并通过螺母将螺栓固定上，且在螺母与活套法兰之间设置垫片，安装更加牢固。

图5为图2中ⅴ处的放大图。请参阅图2-图5，为了实现喷枪管120的第二端122与补偿管130之间的连接，实现第二水平段133与第二端122密封连接，补偿管130还包括第二连接环137，第二连接环137与第二水平段133的远离波纹段132的一端连接，第二连接环137与第二端122密封连接。

可选地，喷枪还包括第一固定环160，第一固定环160螺纹连接于喷枪管120的第二端122外，可以避免第一固定环160与喷枪管120的第二端122的外壁的连接处漏气，第二连接环137与第一固定环160之间设置环形的第二密封件161(例如：石棉垫)，可以避免第二连接环137与第一固定环160之间的缝隙处漏气，可以使第二端122与第二连接环137之间的密封效果更好，从而得到密封腔134。

可选地，第一固定环160的内环壁与第二端122的外壁点焊连接，从而使第一固定环160与喷枪管120的第二端122的外壁之间的连接更加牢固，螺纹不会发生松动，避免漏气。且第一固定环160和第二连接环137的配合，使第二密封件161的密封处不与喷枪管120的外壁直接接触，避免长时间接触高温对密封处的破坏，密封效果能够长时间保持。

可选地，第一固定环160为可拆卸法兰，可拆卸法兰设置有内螺纹，喷枪管120的第二端122的端部设置有外螺纹，可拆卸法兰与第二端122螺纹连接，从而实现可拆卸法兰与第二端122的牢固连接。

可选地，第一固定环160与喷枪管120的第二端122的外壁的连接处点焊四处焊点(沿圆周均匀形成四个焊点)，且设置的点焊，可以被破坏，在既保持牢固连接的同时，有可以破坏性地实现拆卸，方便部件的更换。

请继续参阅图2和图5，喷枪还包括喷枪头170，喷枪头170是一个三通管的形式，其中两个管口分别进燃气和助燃气，另一个管口与喷枪管120的第一端121的管口连通，从而使燃气和助燃气进入到喷枪管120内。

喷枪头170的靠近喷枪管120的第二端122的位置套设有第二固定环171，第二固定件172依次穿过第二固定环171、第一固定环160和第二连接环137。使喷枪头170与喷枪管120之间的连接强度更高，避免喷枪头170与喷枪管120之间的连接变形，从而使第二端122与补偿管130之间的密封保持的时间更长。

可选地，第二固定环171为固定法兰，第二固定件172为螺钉，螺钉依次穿过固定法兰、可拆卸法兰和第二连接环137，并且在螺钉外套设螺母，并且在螺母与法兰之间设置垫片，从而实现第二固定环171、第一固定环160和第二连接环137之间的牢固连接。

可选地，在第二固定环171与第一固定环160之间设置有环形的第三密封件173，实现喷枪头170和喷枪管120的第二端122通过外部的固定环与固定环之间的第三密封件173密封连接。

通过上述结构实现了补偿管130与喷枪管120之间的密封连接，从而在补偿管130与喷枪管120之间形成密封腔134，密封填料140处泄漏的气体进入到密封腔134内，不会发生外泄漏风。

本申请实施例中，补偿管130的材质是不锈钢，补偿管130的强度较高，且不易发生变形，容易进行密封连接。在其他实施例中，补偿管130的材质还可以是其他金属材料，本申请不做限定，只要能够具有一定的强度，并不易发生变形的补偿管130均在本申请的保护范围之内。

补偿管130在高温的时候，补偿管130热胀，连接子环135向右压密封填料座150，第二连接环137向左压第一固定环160，可以实现补偿管130与喷枪管120之间的密封连接；补偿管130在常温的时候，补偿管130冷缩，补偿管130的长度减小，但由于波纹段132的作用，波纹段132处的凸出高度发生变化，补偿管130的长度不产生变化，依然可以使补偿管130的连接子环135向右压密封填料座150，第二连接环137向左压第一固定环160，可以实现补偿管130与喷枪管120之间的密封连接。

可选地，第一水平段131、波纹段132和第二水平段133的长度比为(0.8～1.2):1:(0.8～1.2)，波纹段132的凸出高度与波纹段132的长度之比为(0.2～0.4):1。进一步地，第一水平段131、波纹段132和第二水平段133的长度比为1:1:1，波纹段132的凸出高度与波纹段132的长度之比为0.3:1。可以控制补偿管130的受热变形量，不管补偿管130是否承受高温，都能够使密封腔134不漏气。

上述喷枪安装在双膛窑内的方式包括：将喷枪箱110安装在窑膛内，是箱体112与窑壳焊接，盖板111位于窑壳外，将盖板111上的密封填料座150与喷枪管120的第一端121之间用密封填料140进行压紧密封，要求密封填料140压紧后不要超过密封填料座150的端面，该密封填料140安装后一般不再需要更换。将环形的第一密封件156，补偿管130和环形的第二密封件161依次从第二端122套入喷枪管120外，并且从喷枪管120的第二端122向第一端121的方向推动，然后使连接子环135处的固定套136与密封填料座150之间设置环形的第一密封件156，通过第一固定件155将连接子环135与密封填料座150的第一环152固定起来。将第一固定环160与喷枪管120的第二端122螺纹连接，使第一固定环160与第二连接环137之间设置有环形的第二密封件161，将第一固定环160与喷枪管120的第二端122锁紧后，第二固定环171与喷枪管120的第二端122的端面基本平齐，在该端面处二者相连接的地方进行4处点焊，焊点在360度内均分，焊点高小于5mm，4处点焊可保证第二固定环171与喷枪管120的第二端122之间的螺纹不松动，确保二者相对位置固定。在喷枪头170上的第二固定环171与喷枪管120外的第一固定环160之间放置环形的第三密封件173，第二固定件172依次穿过第二固定环171、第一固定环160和第二连接环137，从而实现补偿管130与喷枪管120之间的密封连接并形成密封腔134。

本申请实施例提供的喷枪以及双膛窑的有益效果包括：

(1)增加补偿管130，使补偿管130与喷枪管120之间形成密封腔134，即使密封填料140处漏气，泄漏的气体也是进入到密封腔134内，使喷枪与窑壳的连接不漏风，减少处理漏风时检修强度，消除因漏风导致的噪声，解决了因漏风对窑煅烧工艺的影响，提高双膛窑设备功能精度。

(2)、由于密封腔134的设置，不需要更换密封填料140，形成一定阻尼减少气流对流的热辐射传递。

(3)、补偿管130的波纹段132可以调节补偿管130的长度，使补偿管130与喷枪管120之间能够一直保持密封状态，密封腔134长时间保持密封状态。

(4)、喷枪头170与喷枪管120的连接的同时也固定了补偿管130的一端，连接结构更加紧凑。

(5)、通过第一固定件155依次穿过补偿管130的连接子环135和密封填料座150，并且在连接子环135和密封填料座150之间设置环形的第一密封件156，实现补偿管130的一端与密封填料座150之间的密封连接。且第一密封件156与喷枪管120的外壁之间具有一定的距离，能够在一定程度上避免高温对密封处的破坏，密封效果更好。

(6)、通过第二固定件172依次穿过第二固定环171、第一固定环160和第二连接环137，并且在第一固定环160与第二连接环137之间设置环形的第二密封件161，实现补偿管130的另一端与喷枪管120的第二端122之间的密封连接；在第二固定环171和第一固定环160之间设置环形的第三密封件173，从而实现喷枪头170与喷枪管120之间的密封连接，使喷枪不漏风。

以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

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