阅读说明：本技术 一种高强度玻璃制作用速冷装置 (Fast cold charge is used in high strength glass preparation ) 是由 任红兵 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高强度玻璃制作用速冷装置,包括保温外壳、上端速冷板、下端速冷板、液氮制备系统、传送辊、驱动箱。上端速冷板、传送辊、下端速冷板布置于保温外壳内部,驱动箱设置于保温外壳外部。保温外壳前后两端分别设有玻璃入口以及玻璃出口,传送辊两端设有转轴,其中转轴一端固定有设于驱动箱内的从动皮带轮。驱动箱内部设有与从动皮带轮通过皮带转动连接的主动皮带轮,驱动箱上设有至少一个升降装置,升降装置固定在保温外壳外壁上。上端速冷板、下端速冷板连接有液氮供给管以及氮气回收管,液氮供给管以及氮气回收管与液氮制备系统连接。本发明采用液氮气化制冷,玻璃表面温度下降块,降温幅度大,且降温均匀。(The invention relates to a quick cooling device for manufacturing high-strength glass, which comprises a heat-insulating shell, an upper quick cooling plate, a lower quick cooling plate, a liquid nitrogen preparation system, a conveying roller and a driving box. The upper-end quick cooling plate, the conveying roller and the lower-end quick cooling plate are arranged inside the heat preservation shell, and the driving box is arranged outside the heat preservation shell. The front end and the rear end of the heat preservation shell are respectively provided with a glass inlet and a glass outlet, the two ends of the conveying roller are provided with rotating shafts, and one end of each rotating shaft is fixed with a driven belt pulley arranged in the driving box. The driving box is internally provided with a driving belt pulley which is rotatably connected with the driven belt pulley through a belt, the driving box is provided with at least one lifting device, and the lifting device is fixed on the outer wall of the heat insulation shell. The upper end rapid cooling plate and the lower end rapid cooling plate are connected with a liquid nitrogen supply pipe and a nitrogen recovery pipe, and the liquid nitrogen supply pipe and the nitrogen recovery pipe are connected with a liquid nitrogen preparation system. The invention adopts liquid nitrogen gasification refrigeration, the temperature of the glass surface is reduced, the cooling amplitude is large, and the cooling is uniform.)

一种高强度玻璃制作用速冷装置

技术领域

本发明属于玻璃制造技术领域，具体涉及为一种高强度玻璃制作用速冷装置。

背景技术

玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的，它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物，广泛应用于建筑物、交通工具，用来隔风透光。

在一些特殊领域，利用阳光房的屋顶、家用玻璃餐具等，对玻璃的强度由一定要求，需要采用高强度玻璃。高强度玻璃在制造过程中，需要对玻璃进行加热，然后快速降温冷却，提高玻璃的强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高强度玻璃制作用速冷装置，本发明采用液氮气化制冷，玻璃表面温度下降块，降温幅度大，且降温均匀。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

一种高强度玻璃制作用速冷装置，包括保温外壳、上端速冷板、下端速冷板、液氮制备系统、传送辊、驱动箱。

上端速冷板、若干个传送辊、下端速冷板依次由上到下布置于保温外壳内部，驱动箱设置于保温外壳外部。

保温外壳前后两端分别设有玻璃入口以及玻璃出口，上端速冷板顶面与保温外壳顶面固定连接，下端速冷板底面与保温外壳底面固定连接，传送辊两端设有转轴，保温外壳左右两侧侧壁上设有腰型孔，转轴插设于腰型孔内部，其中转轴一端固定有设于驱动箱内的从动皮带轮。

驱动箱内部设有与从动皮带轮通过皮带转动连接的主动皮带轮，主动皮带轮与驱动装置输出轴连接，驱动箱上方或下方设有至少一个升降装置，升降装置固定在保温外壳外壁上，升降装置的活塞杆末端与驱动箱固定连接。

上端速冷板、下端速冷板内部空腔贯通连接有液氮供给管以及氮气回收管，液氮供给管以及氮气回收管与液氮制备系统连接。

优选的，传送辊背离驱动箱一端的转轴穿设至保温外壳外部，并共同连接有连接板。

保温外壳外壁位于驱动箱以及连接板的两侧均设有限位块，所述的限位块上设有腰型滑孔，驱动箱两端设有第一滑杆，连接板两端设有第二滑杆，第一滑杆、第二滑杆均上下滑动设于限位块的腰型滑孔内部。

优选的，所述的上端速冷板下端设有若干条上端散热条，上端散热条内部腔室与上端速冷板内部腔室贯通连接；

所述的下端速冷板上端设有若干条下端散热条，下端散热条内部腔室与下端速冷板内部腔室贯通连接；

传送辊位于下端散热条之间，传送辊上移至最高点时其顶面高于下端散热条顶面，传送辊下移至最低点时其顶面低于下端散热条顶面。

优选的，液氮供给管末端设有上端液氮支管以及下端液氮支管，上端液氮支管、下端液氮支管分别穿设至上端速冷板、下端速冷板内部。

位于上端速冷板内部的上端液氮支管上贯通连接有若干根喷液管，喷液管的喷孔朝下布置。

氮气回收管末端设有上端氮气回收支管以及下端氮气回收支管，上端氮气回收支管、下端氮气回收支管分别穿设至上端速冷板、下端速冷板内部，氮气回收管上设有第一管道抽气泵。

优选的，所述的液氮制备系统包括气态氮气回收箱、氮气液化装置、液氮存储装置，气态氮气回收箱、氮气液化装置、液氮存储装置依次通过管路进行连接。

气态氮气回收箱与氮气回收管贯通连接，液氮存储装置通过高压泵与液氮供给管连接。

优选的，所述的保温外壳前端设有进料顶板，进料顶板下方设有进料通道，进料通道与玻璃入口贯通连接。

进料通道与玻璃入***界处上方设有进料端上部风幕条，下方设有进料端下部风幕条，进料端上部风幕条底面内凹有进料端上部风幕通道，进料端下部风幕条顶面内凹有进料端下部风幕集气道。

保温外壳后端设有出料托板，出料托板顶面与玻璃出口底面平齐，出料托板与玻璃出***界处上方设有出料端上部风幕条，下方设有出料端下部风幕条，出料端上部风幕条底面内凹有出料端上部风幕通道，出料端下部风幕条顶面内凹有出料端下部风幕集气道。

风幕进气总管通过两条风幕进气支管分别与进料端上部风幕通道、出料端上部风幕通道贯通连接，风幕进气总管上设有第二管道抽气泵。

风幕出气总管通过两条风幕出气支管分别与进料端下部风幕集气道、出料端下部风幕集气道贯通连接。

优选的，保温外壳左右两侧内壁分别内凹有冷风入口以及冷风出口，保温外壳外部的冷风进气管与冷风入口贯通连接，保温外壳外部的冷风出风管与冷风出口贯通连接。

冷风进气管末端设有至少两根螺旋管，相邻两根螺旋管之间通过检测调温管贯通连接，末端螺旋管通过检测调温管与气箱内部的风机出风口贯通连接。

所述的检测调温管上沿气流方向依次设有温度传感器以及液氮添加管，所述的液氮添加管与液氮存储装置贯通连接。

所述的冷风出风管末端与风箱贯通连接，冷风出风管上设有第三管道抽气泵。

优选的，冷风进气管与冷风入口贯通连接部位以及冷风出风管与冷风出口贯通连接部位均位于保温外壳上方。

冷风出风管与冷风出口贯通连接处设有锥形的导风罩，冷风出风管与冷风出口贯通连接处设有锥形的集风罩。

优选的，还包括控制装置。保温外壳玻璃入口以及玻璃出口处均设有光电对射传感器组，进料顶板上设有至少一个厚度传感器，液氮添加管上设有电控调节阀。光电对射传感器组、厚度传感器、液氮制备系统、第一管道抽气泵、升降装置、驱动装置、第二管道抽气泵、温度传感器、电控调节阀、风机、第三管道抽气泵分别与控制装置电性连接。

一种高强度玻璃生产用速冷方法，包括以下步骤：

A、进料顶板罩设在玻璃生产的加热炉末端传送带上，传送带末端与保温外壳接触，将加热后的玻璃通过玻璃入口传送到保温外壳内部，保温外壳内部的传送辊接力，将玻璃完全移动到保温外壳内部；

玻璃刚进入到玻璃入口时，将玻璃入口上的光电对射传感器组信号遮挡，玻璃完全通过玻璃入口进入到保温外壳内部后，光电对射传感器组信号连通，通过光电对射传感器组信号转变可知玻璃是否完全进入到保温外壳内部；

B、玻璃完全进入到保温外壳内部后，升降装置通过驱动箱带动传送辊下移，玻璃底面与下端散热条顶面接触；

C、风幕进气总管向进料端上部风幕通道以及出料端上部风幕通道内部通入高压风，在玻璃入口以及玻璃出口外部形成风幕，通过风幕将保温外壳内部封闭；

D、液氮供给管向上端速冷板以及下端速冷板内部喷射液氮，液氮吸收热量气化后通过氮气回收管排出，

液氮气化带走大量热量，使保温外壳内部温度急速下降，起到对玻璃急速冷却的作用；

E、风机将气箱内部气体通过冷气进气管通入到保温外壳内部，然后通过冷风出风管重新回流至气箱，温度传感器检测气流温度，液氮添加管向气流内部添加液氮，降低气流温度，螺旋管便于液氮与气流混合；

F、不同厚度的玻璃需要冷却的时间不同，后端传感器检测玻璃厚度，根据玻璃的厚度设定玻璃在保温外壳内部的停留时间，达到停留时间后，传送辊抬起，将玻璃传送至出料托板上。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：

(1)通过液氮气化降低保温外壳内部的温度，降温速度快，可达到的最低温度更低，同时保温外壳内部的温度场一致性更高。

(2)保温外壳玻璃入口以及玻璃出口处可通过风幕进行密封，确保保温外壳内部温度稳定。

(3)液氮气化后可通过液氮制备装置回收在液化利用。

(4)可通过对即将冷却的玻璃厚度进行检测，控制装置通过其厚度自动调整玻璃的冷却温度以及冷却时间。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一种高强度玻璃制作用速冷装置系统图，

图2为本发明第一外形图，

图3为本发明第二外形图，

图4为本发明横向中心剖视图，

图5为本发明连接板处剖视图，

图6为本发明纵向中心剖视图，

图7为本发明速冷板局部剖视图，

图8为本发明玻璃移动系统结构图，

图9为本发明气箱端结构图，

图10为本发明气箱局部剖视图，

图11为本发明螺旋管处局部放大图，

图12为本发明A处局部放大图。

图中：1-保温外壳、101-光电对射传感器组、102-限位块、103-玻璃入口、104-玻璃出口、105-冷风入口、106-冷风出口；

2-进料顶板、201-进料通道、202-厚度传感器、203-导向辊、2031-支撑杆、204-进料端上部风幕条、2041-进料端上部风幕通道、205-进料端下部风幕条、2051-进料端下部风幕集气道；

3-出料托板、301-出料端上部风幕条、3011-出料端上部风幕通道、302-出料端下部风幕条、3021-出料端下部风幕集气道；

4-上端速冷板、401-上端散热条；

5-下端速冷板、501-下端散热条；

6-液氮制备系统、6a-气态氮气回收箱、6b-氮气液化装置、6c-液氮存储装置、601-液氮供给管、6011-上端液氮支管、60111-喷液管、6012-下端液氮支管、602-氮气回收管、6021-上端氮气回收支管、6022-下端氮气回收支管、603-第一管道抽气泵；

7-传送辊、701-转轴、702-从动皮带轮；

8-驱动箱、801-升降装置、802-驱动装置、8021-主动皮带轮、803-第一滑杆、804-皮带、805-胀紧轮；

9-连接板、901-第二滑杆；

10-风幕进气总管、1001-风幕进气支管、1002-第二管道抽气泵；

11-风幕出气总管、1101-风幕出气支管；

12-冷风进气管、1201-导风罩、1202-螺旋管、1203-检测调温管、1204-温度传感器、1205-液氮添加管、12051-电控调节阀、1206-风机；

13-冷风出风管、1301-第三管道抽气泵、1302-集气罩；

14-气箱；

15-控制装置。

具体实施方式

附图为该一种高强度玻璃制作用速冷装置的最佳实施例，下面结合附图对本发明进一步详细的说明。

由附图1至附图6所示，一种高强度玻璃制作用速冷装置，包括保温外壳1、上端速冷板4、下端速冷板5、液氮制备系统6、传送辊7、驱动箱8、控制装置15。

上端速冷板4、若干个传送辊7、下端速冷板5依次由上到下布置于保温外壳1内部，

所述的上端速冷板4下端设有若干条上端散热条401，上端散热条401内部腔室与上端速冷板4内部腔室贯通连接。所述的下端速冷板5上端设有若干条下端散热条501，下端散热条501内部腔室与下端速冷板5内部腔室贯通连接。上端散热条401以及下端散热条501工作原理相同，均为增加热交换面积，使保温外壳1内部快速降温。

传送辊7位于下端散热条501之间，传送辊7上移至最高点时其顶面高于下端散热条501顶面，传送辊7下移至最低点时其顶面低于下端散热条501顶面。

驱动箱8设置于保温外壳1外部，保温外壳1的内壁与外壁之间可填充保温材料，有利于保温外壳1内部温度场的稳定。

保温外壳1前后两端分别设有玻璃入口103以及玻璃出口104，保温外壳1玻璃入口103以及玻璃出口104处均设有光电对射传感器组101。光电对射传感器组101可检测是否有玻璃是否完全进入到保温外壳1内部或完全移出保温外壳1。

上端速冷板4顶面与保温外壳1顶面固定连接，下端速冷板5底面与保温外壳1底面固定连接。传送辊7两端设有转轴701，保温外壳1左右两侧侧壁上设有腰型孔，转轴701插设于腰型孔内部，转轴701可于腰型孔内部上下移动。

由附图8所示，转轴701一端固定有设于驱动箱8内的从动皮带轮702，驱动箱8内部设有与从动皮带轮702通过皮带804转动连接的主动皮带轮8021，主动皮带轮8021与驱动装置802输出轴连接，驱动装置802设置于驱动箱8内部或外部，驱动装置802才用带有减速箱的伺服电机或直接采用减速电机，驱动装置802带动主动皮带轮8021旋转。为了主动皮带轮8021可通过皮带804带动从动皮带轮702旋转，皮带804还套设有胀紧轮805，主动皮带轮8021、从动皮带轮702、胀紧轮805共同将皮带804胀紧。

驱动箱8上方或下方设有至少一个升降装置801，本实施例升降装置801位于驱动箱8上方。升降装置801固定在保温外壳1外壁上，升降装置801的活塞杆末端与驱动箱8固定连接，升降装置8采用电缸，通过驱动其活塞杆伸缩控制驱动箱8上下移动。

由附图5及附图12所示，传送辊7背离驱动箱8一端的转轴701穿设至保温外壳1外部，并共同连接有连接板9。

保温外壳1外壁位于驱动箱8以及连接板9的两侧均设有限位块102，所述的限位块102上设有腰型滑孔，驱动箱8两端设有第一滑杆803，连接板9两端设有第二滑杆901，第一滑杆803、第二滑杆901均上下滑动设于限位块102的腰型滑孔内部。

由附图7所示，上端速冷板4、下端速冷板5内部空腔贯通连接有液氮供给管601以及氮气回收管602，液氮供给管601以及氮气回收管602与液氮制备系统6连接。

液氮供给管601末端设有上端液氮支管6011以及下端液氮支管6012，上端液氮支管6011、下端液氮支管6012分别穿设至上端速冷板4、下端速冷板5内部，

位于上端速冷板4内部的上端液氮支管6011上贯通连接有若干根喷液管60111，喷液管60111的喷孔朝下布置，即喷孔可将液氮直接喷射至上端散热条401内部，便于液氮快速吸收热量后气化，对保温外壳1内部进行降温。

下端液氮支管6012同样有若干根喷液管位于下端速冷板5内部，喷液管的喷孔布置方式与液管60111的喷孔布置方式相同。

氮气回收管602末端设有上端氮气回收支管6021以及下端氮气回收支管6022，上端氮气回收支管6021、下端氮气回收支管6022分别穿设至上端速冷板4、下端速冷板5内部，氮气回收管602上设有第一管道抽气泵603。

所述的液氮制备系统6采用现有技术，包括气态氮气回收箱6a、氮气液化装置6b、液氮存储装置6c，气态氮气回收箱6a、氮气液化装置6b、液氮存储装置6c依次通过管路进行连接。气态氮气回收箱6a与氮气回收管602贯通连接，液氮存储装置6c通过高压泵与液氮供给管601连接。

所述的保温外壳1前端设有进料顶板2，进料顶板2下方设有进料通道201，进料通道201与玻璃入口103贯通连接。进料顶板2上设有至少一个厚度传感器202，本实施例采用三个厚度传感器2020，厚度传感器202检测即将进入到保温外壳1内部玻璃的厚度，将检测数据传送给控制装置15，不同玻璃厚度所对应的冷却时间以及冷却温度有所不同。

进料顶板2罩设在玻璃加热炉的传送带上，为了便于玻璃进入到进料通道201内部，在进料通道201入口两侧各设有一个垂直布置的导向辊203，导向辊203围绕其中心的支撑杆2031转动，支撑杆2031与进料顶板2固定连接。

进料通道201与玻璃入口103交界处上方设有进料端上部风幕条204，下方设有进料端下部风幕条205，进料端上部风幕条204底面内凹有进料端上部风幕通道2041，进料端下部风幕条205顶面内凹有进料端下部风幕集气道2051。由附图4所示，为了便于进料端上部风幕通道2041排下的风完全吹入到进料端下部风幕集气道2051内部，进料端下部风幕集气道2051上端口两侧设有斜面，使其开口大于进料端上部风幕通道2041开口。

保温外壳1后端设有出料托板3，出料托板3顶面与玻璃出口104底面平齐，出料托板3与玻璃出口104交界处上方设有出料端上部风幕条301，下方设有出料端下部风幕条302，出料端上部风幕条301底面内凹有出料端上部风幕通道3011，出料端下部风幕条302顶面内凹有出料端下部风幕集气道3021。与进料端相同，出料端下部风幕集气道3021开口大于出料端上部风幕通道3011开口。

风幕进气总管10通过两条风幕进气支管1001分别与进料端上部风幕通道2041、出料端上部风幕通道3011贯通连接，风幕进气总管10上设有第二管道抽气泵1002，

风幕出气总管11通过两条风幕出气支管1101分别与进料端下部风幕集气道2051、出料端下部风幕集气道3021贯通连接。

为了加快保温外壳1内部的温度冷却速度，保温外壳1左右两侧内壁分别内凹有冷风入口105以及冷风出口106，保温外壳1外部的冷风进气管12与冷风入口105贯通连接，保温外壳1外部的冷风出风管13与冷风出口106贯通连接。

冷风进气管12与冷风入口105贯通连接部位以及冷风出风管13与冷风出口106贯通连接部位均位于保温外壳1上方。冷风出风管13与冷风出口106贯通连接处设有锥形的导风罩1201，冷风出风管13与冷风出口106贯通连接处设有锥形的集风罩1302。导风罩1201、集风罩1302为圆台形，可降低风阻。

由附图9至附图11所示，冷风进气管12末端设有至少两根螺旋管1202，本实施例采用三根螺旋管1202。相邻两根螺旋管1202之间通过检测调温管1203贯通连接，末端螺旋管1202通过检测调温管1203与气箱14内部的风机1206出风口贯通连接。

所述的检测调温管1203上沿气流方向依次设有温度传感器1204以及液氮添加管1205，所述的液氮添加管1205与液氮存储装置6c贯通连接，液氮添加管1205上设有电控调节阀12051，液氮添加管1205位于检测条纹管1203内部的一端设有雾化喷头。

所述的冷风出风管13末端与风箱14贯通连接，冷风出风管13上设有第三管道抽气泵1301。

光电对射传感器组101、厚度传感器202、液氮制备系统6、第一管道抽气泵603、升降装置801、驱动装置802、第二管道抽气泵1002、温度传感器1204、电控调节阀12051、风机1206、第三管道抽气泵1301分别与控制装置15电性连接。

一种高强度玻璃生产用速冷方法，包括以下步骤：

A、进料顶板2罩设在玻璃生产的加热炉末端传送带上，传送带末端与保温外壳1接触，将加热后的玻璃通过玻璃入口103传送到保温外壳1内部，保温外壳1内部的传送辊7接力，将玻璃完全移动到保温外壳1内部；

玻璃刚进入到玻璃入口103时，将玻璃入口103上的光电对射传感器组101信号遮挡，玻璃完全通过玻璃入口103进入到保温外壳1内部后，光电对射传感器组101信号连通，通过光电对射传感器组101信号转变可知玻璃是否完全进入到保温外壳1内部；

B、玻璃完全进入到保温外壳1内部后，升降装置801通过驱动箱8带动传送辊7下移，玻璃底面与下端散热条501顶面接触；

C、风幕进气总管10向进料端上部风幕通道2041以及出料端上部风幕通道3011内部通入高压风，在玻璃入口103以及玻璃出口104外部形成风幕，通过风幕将保温外壳1内部封闭；

D、液氮供给管601向上端速冷板4以及下端速冷板5内部喷射液氮，液氮吸收热量气化后通过氮气回收管602排出。

液氮气化带走大量热量，使保温外壳1内部温度急速下降，起到对玻璃急速冷却的作用；

E、风机1206将气箱14内部气体通过冷气进气管12通入到保温外壳1内部，然后通过冷风出风管13重新回流至气箱14，温度传感器1204检测气流温度，液氮添加管1205向气流内部添加液氮，降低气流温度，螺旋管1202便于液氮与气流混合；

F、不同厚度的玻璃需要冷却的时间不同，后端传感器202检测玻璃厚度，根据玻璃的厚度设定玻璃在保温外壳1内部的停留时间，达到停留时间后，传送辊7抬起，将玻璃传送至出料托板3上。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。