CN108328915B - 一种横向循环式钢化玻璃均质炉 - Google Patents
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Abstract
一种横向循环式钢化玻璃均质炉，包括炉体、位于炉体底部的轨道、沿轨道行走的料车以及固定在料车上用于放置玻璃的玻璃架，炉体的一侧安装有用以开合的炉门，所述炉体内玻璃架上方沿轨道的长度方向设有水平导流板，水平导流板的两端固定在炉体内壁上，玻璃架的两侧分别设有垂直于水平导流板的垂直导流板，垂直导流板上端与水平导流板的端部固定连接，垂直导流板的下端与炉体的内壁固定连接，水平导流板、垂直导流板和轨道共同构成一个包围玻璃架的导流加热腔。本发明有益效果：提供效率更高，炉温均匀性更好的均质炉，在最大限度满足工艺要求的同时，充分降低能耗，钢化玻璃板均质过程的成本最大限度的降低。
Description
技术领域
本发明涉及钢化玻璃加工技术领域，具体地说是一种横向循环式钢化玻璃均质炉。
背景技术
钢化玻璃由于玻璃本身带有的某些缺陷（含有硫化镍结石），使得安装在建筑上的钢化玻璃在一定的外界条件作用下（如冬夏季温差等，时间等），频频发生自爆现象，危害公共安全，统计表明，均质化处理的后钢化玻璃自爆率比不均质化处理的钢化玻璃自爆率减少98.5%，可见钢化玻璃进行均质化处理对公共安全的重要性。现有的钢化玻璃板均质炉通常设计是侧置风机或顶置风机，风机的流量不足，使得炉内气流循环不好，玻璃高温端和低温端温差大，处理时间长，不能很好解决等速率冷却问题，造成的结果是，经均质处理后的钢化玻璃，自爆率并没有明显下降，很难或勉强满足相关标准：EN14179-1:2005，或GB15763.4-2009，给建筑玻璃安全性造成隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种横向循环式钢化玻璃均质炉，解决现有钢化玻璃均质炉设计不足造成钢化玻璃自爆率较高等问题，提供效率更高，炉温均匀性更好的均质炉，在最大限度满足工艺要求的同时，充分降低能耗，钢化玻璃板均质过程的成本最大限度的降低。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种横向循环式钢化玻璃均质炉，包括炉体、位于炉体底部的轨道、沿轨道行走的料车以及固定在料车上用于放置玻璃的玻璃架，炉体的一侧安装有用以开合的炉门，轨道的一端延伸出炉门外，所述炉体内玻璃架上方沿轨道的长度方向设有水平导流板，水平导流板的两端固定在炉体内壁上，玻璃架的两侧分别设有垂直于水平导流板的垂直导流板，垂直导流板上端与水平导流板的端部固定连接，垂直导流板的下端与炉体的内壁固定连接，水平导流板、垂直导流板和轨道共同构成一个包围玻璃架的导流加热腔，炉体上方设有多个加热器，加热器垂直向下设置于垂直导向板和炉体内壁之间，炉体外设有助燃风机，助燃风机的出风口通过管道与加热器连接，炉体顶部设有排烟管道及多个可逆式轴流风机，可逆式轴流风机的进风口与水平导流板相连。
本发明所述炉体的顶部设有冷却***，冷却***包括冷却风机、气动蝶阀、冷风管路和位于炉体两侧壁上的气动进风口，冷却风机的出风口通过气动蝶阀和冷风管路与气动进气口连接。
本发明所述均质炉还包括控制***，该控制***包括多个测炉温热电偶、多个测料温热电偶、PLC控制器、气动进气阀门以及显示屏，测炉温热电偶和测料温热电偶设置在炉体内，气动进气阀门设置于气动进气口处，显示屏设置于炉体外的电控柜上，测炉温热电偶和测料温热电偶分别与PLC控制器连接，PLC控制器分别通过轴流风机变频器和冷却风机变频器与可逆式轴流风机和冷却风机连接，PLC控制器与气动进气阀门和显示屏连接，测炉温热电偶和测料温热电偶将测得的温度传送至PLC控制器，同时将温度显示在显示屏上，PLC控制器对接收到的温度分析后通过轴流风机变频器和冷却风机变频器控制加热斜率和冷却斜率；在加热和保温过程，PLC控制器控制气动进气阀门关闭，冷却过程开始时，PLC控制器控制气动进气阀门打开。
本发明所述相邻两个可逆式轴流风机之间设置隔板将导流加热腔分成多个气流循环区，每个气流循环区的可逆式轴流风机两侧均设有加热器。
本发明所述玻璃架采用A型玻璃架。
本发明所述炉体由外层钢板、内层耐热钢板及夹设在外层钢板和内层耐热钢板之间的炉衬构成，所述的炉衬为耐火纤维保温层。
本发明所述的加热器采用带预热器的节能烧嘴。
本发明所述炉体为矩形。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种全新的钢化玻璃均质炉，采用结构先进的水平导流板和垂直导流板构造新颖的横向循环导流***，结合大风量高风压可逆式轴流风机，使炉内加热器与炉气、炉气与玻璃的传热得到加强，玻璃的加热更加均匀、可控，温差更小，炉内的温度均匀性得到极大提高，从而使经本发明均质炉处理后的玻璃的自爆率极低，对钢化玻璃的安全性起到了至关重要的作用。良好的保温设计和最佳的炉内传热，使炉子的能耗指标更加优异，为客户运行成本的降低提供可靠的装备保障；由于可逆式轴流风机和冷却风机采用了变频控制技术，使炉子的加热速度和冷却速度得以很好控制，因此温度曲线与目标曲线拟合更好；加热器采用自身预热式节能烧嘴，可获得极高的换热效率，助燃风预热温度可达150℃左右，燃料可节约7.5%以上，可有效降低运行成本，通过设置烟气引射器可确保100%烟气从烧嘴排出，采用多级燃烧，频繁点火可靠，烟气中有害物质含量低；此外，本发明使用天然气作为燃料即可，而天然气为一次绿色能源，无有害气体排放，与二次能源的电加热相比，运行成本低，环保效果更好。
附图说明
图1为本发明整体主视图；
图2为本发明截面结构示意图；
图3为本发明俯视图；
图4为本发明控制***连接结构示意图。
图中标记：1、炉体，2、炉门，3、水平导流板，4、垂直导流板，5、加热器，6、冷却风机，7、助燃风机，8、玻璃架，9、料车，10、可逆式轴流风机，11、炉衬，12、轨道，13、测炉温热电偶，14、排烟管道，15、导流加热腔，16、隔板。
具体实施方式
如图所示，一种横向循环式钢化玻璃均质炉，包括矩形的炉体1、位于炉体1底部的轻型工字钢轨道12、沿轨道12行走的料车9以及固定在料车9上用于放置玻璃的玻璃架8，炉体1由三层构成，外层优质钢板焊接而成，中间填充隔热材料如耐火纤维保温层炉衬，内壁为耐热钢板，由此使炉体具有良好的保温性能，同时提高抗风蚀能力；炉体1的一侧安装有用以开合的炉门2，轨道12的一端延伸出炉门12外，玻璃架8上可摆放玻璃，每两片玻璃之间留适当的间距以确保热风的有效循环；所述炉体1内玻璃架8上方沿轨道12的长度方向设有水平导流板3，水平导流板3的两端固定在炉体1内壁上，玻璃架8的两侧分别设有垂直于水平导流板3的垂直导流板4，垂直导流板4上端与水平导流板3的端部固定连接，垂直导流板4的下端与炉体1的内壁固定连接，水平导流板3、垂直导流板4和轨道12共同构成一个包围玻璃架8的导流加热腔15，可使炉体内气流转向。炉体1上方设有多个加热器5，加热器5垂直向下设置于垂直导向板4和炉体1内壁之间，炉体1外设有助燃风机7，助燃风机的出风口通过管道与加热器连接，炉体1顶部设有排烟管道14及多个可逆式轴流风机10，大风量低风压可逆式轴流风机安装在炉子顶部，确保玻璃被气流均匀加热，可逆式轴流风机采用变频器控制，低温低转速，高温高转速，其目的是补偿温度升高密度变小，因而质量流量变小所造成的对流传热减弱带来的影响；可逆式轴流风机可以顺时旋转也可以逆时针转，使炉内玻璃冷热端相互交替，从而快速缩小玻璃温差可逆式轴流风机10的进风口与水平导流板3相连，保证炉内气流分布均匀。
进一步，所述炉体1的顶部设有冷却***，冷却***包括冷却风机6、气动蝶阀、冷风管路和位于炉体1两侧壁上的气动进风口，冷却风机6的出风口通过气动蝶阀和冷风管路与气动进气口连接。
进一步，所述均质炉还包括控制***，该控制***包括多个测炉温热电偶13、多个测料温热电偶、PLC控制器、气动进气阀门以及显示屏，测炉温热电偶和测料温热电偶设置在炉体内，气动进气阀门设置于气动进气口处，显示屏设置于炉体外的电控柜上，测炉温热电偶和测料温热电偶分别与PLC控制器连接，PLC控制器分别通过轴流风机变频器和冷却风机变频器与可逆式轴流风机和冷却风机连接，PLC控制器与气动进气阀门和显示屏连接，测炉温热电偶和测料温热电偶将测得的温度传送至PLC控制器，同时将温度显示在显示屏上，PLC控制器对接收到的温度分析后通过轴流风机变频器和冷却风机变频器控制加热斜率和冷却斜率；在加热和保温过程，PLC控制器控制气动进气阀门关闭，冷却过程开始时，PLC控制器控制气动进气阀门打开。
进一步，相邻两个可逆式轴流风机10之间设置隔板16将导流加热腔15分成多个气流循环区，每个气流循环区的可逆式轴流风机10两侧均设有加热器5，通过水平导流板3、垂直导流板4和隔板16将炉体1内的气流分多个区进行控制，可使气流转向，进而通过可逆式轴流风机10确保玻璃被气流均匀加热。
进一步，所述玻璃架8采用A型玻璃架。
进一步，所述炉体1由外层钢板、内层耐热钢板及夹设在外层钢板和内层耐热钢板之间的炉衬11构成，所述的炉衬11为耐火纤维保温层。
进一步，所述的加热器5采用带预热器的节能烧嘴，可获得极高的换热效率。助燃风预热温度可达150℃左右，燃料可节约7.5%以上。通过设置烟气引射器可确保100%烟气从烧嘴排出；采用多级燃烧，频繁点火可靠，烟气中有害物质含量低。
本发明设计原理及工作流程：炉门2打开，玻璃架8装玻璃片放到位后，将料车9沿轨道12送至炉体1内，关闭炉门8，加热器5进行加热，助燃风机7吹风助燃，同时可逆式轴流风机10打开使热气在导流加热腔15内进行循环，并周期性换向循环，使炉内温度更加均匀。玻璃在炉体1内加热完成后，关闭加热器5、助燃风机7和可逆式轴流风机10，保温一段时间后，开启冷却风机6和气动进气口使玻璃冷却至合适温度，冷却完成后打开炉门2，通过料车9将玻璃运出炉体1外，并卸掉玻璃，完成一个工作流程。
在均质炉工作过程中，受控制***的控制，测炉温热电偶和测料温热电偶将测得的温度传送至PLC控制器，同时将温度显示在显示屏上，PLC控制器对接收到的温度分析后通过轴流风机变频器和冷却风机变频器控制加热斜率和冷却斜率。
对均质炉关键部位设置了安全联锁，如风机、烧嘴和炉门可实现互锁以保证安全操作；炉子的冷却***装在炉顶，冷却风机出风口通过一个气动蝶阀和管道伸进炉内；在炉子的两个侧壁上，设置若干个气动进气阀门，加热和保温过程，这些阀门关闭；当冷却过程开始时，冷却风机启动，同时气动阀门打开，所有动作由控制***的PLC控制器控制，炉内设n个热电偶空气测温点（其数量与加热区数量相同）用于控制炉温，并设21个热电偶玻璃测温点，显示器可以显示和记录玻璃温度和空气温度，数据具有可追溯性；以温度为纵坐标，以时间为横坐标，加热过程中温度可按一定的斜率上升，保温过程斜率为0，冷却过程部温度沿设定的斜率下降。
基于对低温炉的传热特性的深度理解，合理的风机位置设置以及采用低风压、大流量、可逆式高温轴流风机，为炉体内的热风提供充沛的风量和动力，由横向导流板3和垂直导流板4构成的独特的横向循环式炉内导流***，使炉体内传热效率达到最佳，使炉体内的加热功率得到最好发挥。
PLC控制器采用西门子S7-300 PLC控制***，功能强大，可靠性高，稳定性好人性化的软件设计，对客户操作提供可视化的指导，软件强大的功能可使客户得到温度曲线、历史记录、功率消耗等便要的参数，并具有参数在线修改功能。
Claims (6)
1.一种横向循环式钢化玻璃均质炉，包括炉体（1）、位于炉体（1）底部的轨道（12）、沿轨道（12）行走的料车（9）以及固定在料车（9）上用于放置玻璃的玻璃架（8），炉体（1）的一侧安装有用以开合的炉门（2），轨道（12）的一端延伸出炉门（12）外，其特征在于：所述炉体（1）内玻璃架（8）上方沿轨道（12）的长度方向设有水平导流板（3），水平导流板（3）的两端固定在炉体（1）内壁上，玻璃架（8）的两侧分别设有垂直于水平导流板（3）的垂直导流板（4），垂直导流板（4）上端与水平导流板（3）的端部固定连接，垂直导流板（4）的下端与炉体（1）的内壁固定连接，水平导流板（3）、垂直导流板（4）和轨道（12）共同构成一个包围玻璃架（8）的导流加热腔（15），炉体（1）上方设有多个加热器（5），炉体（1）外设有助燃风机（7），助燃风机（7）的出风口通过与加热器（5）连接，炉体（1）顶部设有排烟管道（14）及多个可逆式轴流风机（10），可逆式轴流风机（10）的进风口与水平导流板（3）相连；
相邻两个可逆式轴流风机（10）之间设置隔板（16）将导流加热腔（15）分成多个独立的气流循环区，可逆式轴流风机（10）位于导流加热腔（15）上方，每个气流循环区的一个可逆式轴流风机（10）两侧均设有加热器（5）；加热器（5）垂直向下设置于垂直导流板（4）和炉体（1）内壁之间；
均质炉的控制***包括PLC控制器，PLC控制器通过轴流风机变频器与可逆式轴流风机连接，PLC控制器通过轴流风机变频器控制加热斜率，所述的可逆式轴流风机采用轴流风机变频器控制，气流低温低转速，高温高转速，以补偿温度升高引起的气流密度变小；可逆式轴流风机可以顺时旋转也可以逆时针转，周期性换向循环，使炉内玻璃冷热端相互交替；
所述炉体（1）的顶部设有冷却***，冷却***包括冷却风机（6）、气动蝶阀、冷风管路和位于炉体（1）两侧壁上的气动进气口，冷却风机（6）的出风口通过气动蝶阀和冷风管路与气动进气口连接。
2.根据权利要求1所述的一种横向循环式钢化玻璃均质炉，其特征在于：所述均质炉还包括控制***，该控制***包括多个测炉温热电偶（13）、多个测料温热电偶、PLC控制器、气动进气阀门以及显示屏，测炉温热电偶和测料温热电偶设置在炉体内，气动进气阀门设置于气动进气口处，显示屏设置于炉体外，测炉温热电偶和测料温热电偶分别与PLC控制器连接，PLC控制器分别通过轴流风机变频器和冷却风机变频器与可逆式轴流风机和冷却风机连接，PLC控制器与气动进气阀门和显示屏连接，测炉温热电偶和测料温热电偶将测得的温度传送至PLC控制器，同时将温度显示在显示屏上，PLC控制器对接收到的温度分析后通过轴流风机变频器和冷却风机变频器控制加热斜率和冷却斜率；在加热和保温过程，PLC控制器控制气动进气阀门关闭，冷却过程开始时，PLC控制器控制气动进气阀门打开。
3.根据权利要求1所述的一种横向循环式钢化玻璃均质炉，其特征在于：所述玻璃架（8）采用A型玻璃架。
4.根据权利要求1所述的一种横向循环式钢化玻璃均质炉，其特征在于：所述炉体（1）由外层钢板、内层耐热钢板及夹设在外层钢板和内层耐热钢板之间的炉衬（11）构成，所述的炉衬（11）为耐火纤维保温层。
5.根据权利要求1所述的一种横向循环式钢化玻璃均质炉，其特征在于：所述的加热器（5）采用带预热器的节能烧嘴。
6.根据权利要求1所述的一种横向循环式钢化玻璃均质炉，其特征在于：所述炉体（1）为矩形。
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