CN212954845U - 一种玻璃熔体的温度调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种玻璃熔体的温度调节装置，包括测温装置、控制装置、加热电阻片和冷却管；加热电阻片周向设置在导管外侧；冷却管周向设置在加热电阻片外侧；冷却管的出入口与外界连通，冷却管中流通有冷却介质；导管和加热电阻片之间设置有测温装置，测温装置设置在导管的外表面；控制装置包括控制器、比较器和存储器；比较器数据连接存储器；测温装置连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器的输入端，控制器的控制端分别控制加热电阻片的加热功率和冷却管中冷却介质的流量来控制玻璃熔体的温度。对玻璃熔体的温度调节速度快，调节能力强，避免高温对玻璃熔体造成的控制不良影响。

Description

一种玻璃熔体的温度调节装置

技术领域

本实用新型涉及液晶平板玻璃制造领域，具体为一种玻璃熔体的温度调节装置。

背景技术

溢流下拉法生产液晶平板玻璃，等静压管在一端连接一个导管，此导管的作用是将垂直留下的玻璃熔体转换为水平流动，并同时使得玻璃熔体水平方向具有一定的运动速度，才可以保证等静压管的入口段的玻璃堆积，也保证玻璃熔体到达等静压管的远端。在导管中流动的过程中，是最后通过热传导调节玻璃熔体温度均匀性的唯一机会。从而可以得出导管截面的不同部位的玻璃熔体对应了玻璃板的不同位置。通过导管外部的加热器调整不同的加热功率可以直接调整玻璃熔体沿等静压管两侧向下流动的速率，直接影响到最后的板厚等成型质量。缺点在于，玻璃熔体离开供料管，进入导管、等静压管后，无法采用传导式加热，只能采用热辐射的方法对玻璃熔体进行保温。

但是玻璃熔体沿等静压管流动时对于温度要求较高，不但要求温度的均匀性，同时对于温度的稳定性及准确性也有较高的要求。如图1所示，传统意义上的导管周边覆盖有加热器，导管连同周边的加热器的绝大部分隐藏在保温材料内部加热器只能补偿热量的不足，但是如果来料温度过高，降温就只能依靠保温材料的散热，没有迅速降温的能力。且只依靠加热器的加热，对于温度的均匀性控制是可靠的，对于准确性而言，如果流入导管的玻璃熔体温度较高，无法对相应区域的玻璃熔体快速降温，就失去了调节能力。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种玻璃熔体的温度调节装置，对玻璃熔体的温度调节速度快，调节能力强，能准确的控制玻璃熔体的温度，提高玻璃熔体的溢流质量，避免高温对玻璃熔体造成的控制不良影响。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种玻璃熔体的温度调节装置，包括测温装置、控制装置、加热电阻片和冷却管；

所述加热电阻片周向设置在导管外侧；所述冷却管周向设置在加热电阻片外侧；所述冷却管的出入口与外界连通，冷却管中流通有冷却介质；

所述导管和加热电阻片之间设置有测温装置，所述测温装置设置在导管的外表面；

所述控制装置包括控制器、比较器和内置比较值的存储器；所述比较器数据连接存储器；

所述测温装置连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器的输入端，控制器的控制端分别控制加热电阻片的加热功率和冷却管中冷却介质的流量来控制玻璃熔体的温度。

优选的，所述加热电阻片为弧形，弧形加热电阻片在导管周向外侧不均匀分块设置，分块数量不少于两块且不超过十块。

进一步的，所述冷却管为蛇形管，相邻的蛇形管之间相切设置形成弧形管屏，多个弧形管屏周向设置在加热电阻片的外侧，弧形管屏的数量不少于两片且不超过十片。

进一步的，所述弧形管屏的分片数量等于加热电阻片的分块数量，弧形管屏和加热电阻片的弧形分块对应位置弯曲弧度相等。

优选的，所述测温装置为多个，周向设置在导管外表面，测温装置的数量不少于加热电阻片的分块数量。

优选的，所述冷却管的冷却管进口处设置有流量计、流量调节阀和温度检测装置。

优选的，所述导管外部周向设置保温层，测温装置、加热电阻片和冷却管均设置在保温层中。

优选的，所述冷却管中流通的冷却介质为压缩空气。

优选的，所述测温装置为热电偶。

进一步的，所述测温装置热电偶焊接固定在导管外表面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型一种玻璃熔体的温度调节装置，通过在加热电阻片外侧设置冷却管，冷却管安装在加热电阻片的外侧，可以优先保证加热电阻片的工作状态，同时兼顾冷却管的效率；弥补了仅只依靠加热电阻片调整温度的单一性和不及时性；通过测温装置和控制装置，能够提前在存储器中设置相应的温度范围，通过测温装置精准的测出导管的温度，通过比较器和控制器精确调整控制加热电阻片的加热功率和冷却管的降温功率，通过热传导影响导管内部玻璃熔体的温度，能够更为直接、可靠、准确的对玻璃熔体进行温度控制，控制导管内部的玻璃熔体温度，达到较高的温控精度，从而保证了高水平的溢流质量。

进一步的，加热电阻片为弧形，弧形加热电阻片在导管周向外侧分块设置，分块数量不少于两块且不超过十块。通过在导管周向外侧不均匀的加热，控制导管不同位置玻璃熔体的流速。

进一步的，冷却管为蛇形管，相邻的蛇形管之间相切设置形成弧形管屏，多个弧形管屏周向设置在加热电阻片的外侧，弧形管屏的数量不少于两片且不超过十片。通过在加热电阻片周向外侧不均匀的冷却，控制导管不同位置玻璃熔体的流速。

更进一步的，管屏弧形片的分片数量等于加热电阻片的分块数量，管屏弧形片和加热电阻片的弧形分块对应位置弯曲弧度相等。便于控制导管不同位置玻璃熔体的温度。

进一步的，测温装置为多个，周向设置在导管外表面，测温装置的数量不少于加热电阻片的分块数量。通过多个测温装置测量导管温度，保证导管温度控制的准确性。

进一步的，冷却管的冷却管进口处设置有流量计、流量调节阀和温度检测装置。通过设置流量计、流量调节阀和温度检测装置精准控制冷却管的冷却功率。

进一步的，导管外部周向设置保温层，测温装置、加热电阻片和冷却管均设置在保温层中。通过设置保温层减少外界温度对导管温度控制产生影响，减少干扰因素。

进一步的，冷却管中流通的冷却介质为压缩空气。避免其他冷却介质的降温能力过强，对导管产生较大影响，空气流速便于控制。

进一步的，测温装置热电偶焊接固定在导管外表面。焊接可以保证测温装置与导管紧密贴合，保证了测量数据的准确性。

附图说明

图1为传统导管玻璃熔体加热结构示意图；

图2为本实用新型温度调节装置示意图；

图3为本实用新型玻璃熔体流动示意图；

图4为本实用新型温度调节装置主视图；

图5为本实用新型温度调节装置俯视图；

图6为本实用新型温度调节装置控制结构图；

图中：11为供料管；12为导管；13为等静压管；14为基板玻璃；15为保温层；16为加热电阻片；17为冷却管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

如图2所示，本实用新型一种玻璃熔体的温度调节装置，包括测温装置、控制装置、加热电阻片16和冷却管17；加热电阻片16周向设置在导管12外侧；冷却管17周向设置在加热电阻片16外侧；冷却管17与外界连通，冷却管17中流通有冷却介质；导管12和加热电阻片16之间设置有测温装置，所述测温装置设置在导管12的外表面；

控制装置包括控制器、比较器和内置比较值的存储器；所述比较器数据连接数据存储器；测温装置连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端分别连接加热电阻片16和冷却管17。

本装置通过在加热电阻片16外侧设置冷却管17，冷却管17安装在加热电阻片16的外侧，可以优先保证加热电阻片16的工作状态，同时兼顾冷却管17的效率；弥补了仅只依靠加热电阻片16调整温度的单一性和不及时性，能够更为直接、可靠、准确的对玻璃熔体进行温度控制，控制导管内部的玻璃熔体温度，达到较高的温控精度。从而保证了高水平的溢流质量。通过测温装置和控制装置，能够提前在存储器中设置相应的温度范围，通过测温装置精准的测出导管的温度，通过比较器和控制器精确调整控制加热电阻片16的加热功率和冷却管17的降温功率，通过热传导影响导管12内部玻璃熔体的温度，进而达到准确的控制玻璃熔体温度，从而得到更好的溢流质量。

溢流下拉法即熔融下拉法是玻璃制备技术中生产玻璃板的一种方法。与其它工艺相比，例如，浮法和狭缝牵拉工艺，溢流下拉法生产出具有优异平整度和光滑度表面的玻璃板，且不需使用二次成形工艺如研磨、抛光等。

在一种示例性的熔融下拉工艺中，玻璃原料投入熔炉内进行熔解，由玻璃原料熔解为玻璃熔体，玻璃熔体经过导管12的传送，到达供料管11，玻璃熔体供应给形成在耐火材料等静压管13中的槽。熔融玻璃在等静压管13两边的槽的顶部溢出以形成两块半片玻璃板，玻璃板向下流动并随后沿着等静压管13的外表面向下流动。两块板在等静压管13的底部或根部汇合，在那里它们熔合在一起形成单块玻璃板。在下拉工艺中，最终玻璃板的外面的、面向外的表面将不会与溢流装置的外表面接触。更确切地，这些表面只接触了大气环境。形成最终玻璃板的两块半片玻璃板的内表面确实接触溢流装置，这些内表面在溢流装置的根部熔合，随后埋入最终玻璃板的主体内，并获得外表面性能优异的最终玻璃板。半凝固的玻璃熔体在向下运动的过程中，在成型设备内控制降温速度，最终生产出各种质量参数良好的玻璃板。在这一生产过程中，熔炉的作用是熔解按照要求配比好的玻璃原料并对玻璃熔体进行一定程度的处理；导管12的作用是输送玻璃熔体同时进一步处理；等静压管13的主要作用是提供一个良好的溢流玻璃熔体的附着体，达到控制溢流质量的作用；成型设备的主要作用是控制一个合理的降温速度，保证玻璃板具有合格的平面度、内应力等参数。

对于成型后的连续的玻璃板，在成型设备控制其降温速度，控制整板平面度、内应力等质量参数，在温度降到合理温度的情况下，对于连续的整张玻璃板进行切割等处理工作，生产出符合标准规格的玻璃板，并对其进行相应的处理。

经过多次的试验及流场模拟，在导管12中流动的玻璃熔体，与等静压管13堰部即长度方向的玻璃熔体具有对应关系，即：对应于导管12截面的不同部位，截面积的每一个部位的玻璃熔体必然流动到等静压管13的相同区域，向外流动。如图3所示，图3仅只是一个示意图，不表明导管12截面与等静压管13的具体对应关系。

实施例

一种玻璃熔体的温度调节装置，包括热电偶、控制装置、加热电阻片16和冷却管17；

如图4和图5所示，加热电阻片16为弧形，弧形加热电阻片在导管12周向外侧不均匀分块设置，分块数量不少于两块且不超过十块。冷却管17为蛇形管，相邻的蛇形管之间相切设置形成管屏，管屏周向设置在加热电阻片16外侧，管屏沿导管12周向不均匀的分割为管屏弧形片，相邻管屏弧形片之间的蛇形管间隔设置，管屏弧形片的数量不少于两片且不超过十片。管屏弧形片的分片数量等于加热电阻片16的分块数量，管屏弧形片和加热电阻片16的弧形分块对应位置弯曲弧度相等。冷却管与外界连通，冷却管中流通有压缩空气；冷却管17的冷却管进口处设置有流量计、流量调节阀和温度检测装置。导管12和加热电阻片16之间设置有多个测温热电偶，热电偶焊接固定在导管12的外表面；测温热电偶的数量不少于加热电阻片16的分块数量。导管12外部周向设置保温层15，测温装置、加热电阻片16和冷却管17均设置在保温层15中。

如图6所示，控制装置包括控制器、比较器和内置比较值的存储器；比较器数据连接数据存储器；测温装置连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端分别连接加热电阻片16和冷却管17。

通过对导管12进行周向不均匀的温度控制，控制装置独立控制加热电阻片16和冷却管17的每一分块的温度，实现不同位置玻璃熔体的温度和流速不同，保证玻璃熔体到达溢流槽的相应位置。通过这种玻璃熔体的温度调节装置，可以对相应部位导管12内的玻璃熔体在更大的范围内提供一定的温度调节能力，从而保证了高水平的溢流质量。

使用溢流下拉法生产液晶平板玻璃的过程中，玻璃原料在熔炉内融解为玻璃熔体，玻璃熔体经过导管12及供料管11的控制，向下进入等静压管13的槽内，经过等静压管13的作用后，在溢流槽两侧的溢流堰达到相等的向外流出的压力，沿等静压管13两侧的外壁向下流动，在等静压管13底部汇合向下流动，达到生产高质量液晶平板玻璃的要求。通过在导管12周向添加温度调节装置，在加热电阻片16的外侧设置冷却管17，联合调整加热电阻片16及冷却管17，控制导管12内部的玻璃熔体温度。使玻璃熔体的温度更加均匀，达到更好的溢流效果，更容易生产高质量液晶平板玻璃。

由于导管12的不同位置均安装有测温的热电偶，通过测温装置热电偶精准的测出导管12的温度，通过计算机模拟及实验、现场数据收集等手段，皆可以基本准确的得到导管12内部玻璃液的温度准确性信息。通过计算机精确调整控制加热电阻片16的加热功率及冷却管17中冷却介质的温度、流量等参数，通过热传导影响导管内部玻璃液的温度，进而达到较为准确的控制玻璃液温度，从而得到更好的溢流质量。冷却管17的控制部分如流量控制开关等安装在整体设备的外侧，可以避免高温造成的控制不良。

通过增加如上所述的整套装置，结合现场数据收集及计算机模拟分析，可以使得现场温度控制的精细目标得到保证。达到了更加准确、更加稳定的溢流质量，从而得到了更好的基板玻璃。

Claims (10)

1.一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，包括测温装置、控制装置、加热电阻片(16)和冷却管(17)；

所述加热电阻片(16)周向设置在导管(12)外侧；所述冷却管(17)周向设置在加热电阻片(16)外侧；所述冷却管(17)的出入口与外界连通，冷却管(17)中流通有冷却介质；

所述导管(12)和加热电阻片(16)之间设置有测温装置，所述测温装置设置在导管(12)的外表面；

所述控制装置包括控制器、比较器和内置比较值的存储器；所述比较器数据连接存储器；

所述测温装置连接信号转换器的输入端，信号转换器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器的输入端，控制器的控制端分别控制加热电阻片(16)的加热功率和冷却管(17)中冷却介质的流量来控制玻璃熔体的温度。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述加热电阻片(16)为弧形，弧形加热电阻片在导管(12)周向外侧不均匀分块设置，分块数量不少于两块且不超过十块。

3.根据权利要求2所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述冷却管(17)为蛇形管，相邻的蛇形管之间相切设置形成弧形管屏，多个弧形管屏周向设置在加热电阻片(16)的外侧，弧形管屏的数量不少于两片且不超过十片。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述弧形管屏的分片数量等于加热电阻片(16)的分块数量，弧形管屏和加热电阻片(16)的弧形分块对应位置弯曲弧度相等。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述测温装置为多个，周向设置在导管(12)外表面，测温装置的数量不少于加热电阻片(16)的分块数量。

6.根据权利要求1所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述冷却管(17)的冷却管进口处设置有流量计、流量调节阀和温度检测装置。

7.根据权利要求1所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述导管(12)外部周向设置保温层(15)，测温装置、加热电阻片(16)和冷却管(17)均设置在保温层(15)中。

8.根据权利要求1所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述冷却管(17)中流通的冷却介质为压缩空气。

9.根据权利要求1所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述测温装置为热电偶。

10.根据权利要求9所述的一种玻璃熔体的温度调节装置，其特征在于，所述测温装置热电偶焊接固定在导管(12)外表面。

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