一种立式单相喷雾淬冷钢化装置论文和设计-高华栋

全文摘要

一种立式单相喷雾淬冷钢化装置，包括喷雾系统、玻璃输送系统、加热炉、夹紧固定机构、托举机构，所述喷雾系统包括气泵、水罐、气水分配器、雾化喷嘴，所述气水分配器内侧连接多个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴均匀分布在气水分配器上，所述水罐上部具有输气口，所述输气口通过气体管路依次连接输气调节阀、气水分配器上部，所述气泵连接水罐，所述气泵出口连接减压器，所述水罐下部具有输水口，所述输水口通过液体管路依次连接输水调节阀、气水分配器下部，所述输水口上部连接进水口。

主设计要求

1.一种立式单相喷雾淬冷钢化装置，其特征是:包括喷雾系统、玻璃输送系统、加热炉、夹紧固定机构、托举机构，所述喷雾系统包括气泵、水罐、气水分配器、雾化喷嘴，所述气水分配器内侧连接多个雾化喷嘴，所述雾化喷嘴均匀分布在气水分配器上，所述水罐上部具有输气口，所述输气口通过气体管路依次连接输气调节阀、气水分配器上部，所述气泵连接水罐，所述气泵出口连接减压器，所述水罐下部具有输水口，所述输水口通过液体管路依次连接输水调节阀、气水分配器下部，所述输水口上部连接进水口；所述玻璃输送系统包括下辊道、上辊道，所述下辊道内侧连接多个轴承，所述上辊道内侧连接多个轴承，所述下辊道、上辊道相互平行，所述下辊道、上辊道依次穿过加热炉、气水分配器。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种立式单相喷雾淬冷钢化装置，其特征是: 所述上辊道外侧连接多个夹紧固定机构，所述夹紧固定机构均匀分布在上辊道上，所述夹紧固定机构包括弹簧、滚珠、支架、钢管，所述支架分别连接上辊道、钢管，所述钢管内部依次连接弹簧、滚珠，所述钢管内端内径小于滚珠直径，所述滚珠内侧连接玻璃，所述下辊道外侧连接多个托举机构，所述托举机构包括托架、隔震垫，所述托架内侧连接隔震垫，所述隔震垫上侧连接玻璃。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及玻璃钢化领域，尤其涉及一种立式单相喷雾淬冷钢化装置。

背景技术

目前平板玻璃钢化设备中采用的都是气冷方式，厚度3-5mm平板玻璃的钢化设备中都会采用增压风栅，以满足玻璃在初始淬冷过程中急速冷却的要求。气冷方式使用的风机为大功率离心风机，为了满足在生产中不同玻璃厚度的要求，往往选型功率偏大，通过变频控制，因此实际生产过程中风机往往偏离最优工况点。实际生产过程中，冷却空气的温升很小，所以用气量很大，大量空气的输送所需的能量都由风机提供，所以风机能耗在钢化设备能耗中占据了很大比例，在某些薄玻璃钢化设备中需要增压风机，导致所有风机的能耗甚至要高于加热炉的能耗。而且气冷方式要求的空气流速很高，接近风栅喷嘴出口风速在夹紧固定机构100m\/s左右，产生的气动噪声极大，生产车间的噪音污染严重，为降低噪音污染，气冷风栅部分还要配备隔音罩，无形中增大了设备成本。

从根本上解决以上问题要从冷却介质入手。水的热容约是空气的4倍，密度约约是空气的夹紧固定机构1000倍，而且水在淬冷过程中会汽化，汽化过程中吸收的潜热水从0℃升高到夹紧固定机构100℃时吸收的显热。所以，采用水作为冷却介质的体积用量比空气大幅度减少，减少了冷却工质输送过程中的能耗。而且水是液体，喷射过程中几乎不会产生气动噪声，可以有效降低车间内的噪声污染。根据调研，实用新型CN2加热炉267滚珠14玻璃3U公布了一种在静压箱内加入水雾的方法；实用新型CN2上辊道4298242U 公布了一种在静压箱与风栅连接的管道内加入水雾的的方式；发明专利CN1进水口7气泵56玻璃36A 和CN1水罐6746549A分别公布了风栅内施加喷雾分的不同方法。上述方法是将水雾分布于空气中，形成以空气为载体的两相流动。但是这种两相流中，空气依然是主要载体，生产过程中缺少不了风机，同时水雾在复杂的通道内流动过程中会黏附在壁面上。一方面，这会导致两相流中的水雾量的减少；另一方面，黏附在壁面上的水雾会形成水滴并汇聚，尤其是风栅内汇聚的水滴流经风栅喷口时会被气流带出，被带出的水滴虽然会被气流的剪切作用雾化，但是雾化效果差，雾滴粒径较大，影响了水雾的均匀性，会导致玻璃在淬冷过程中炸裂。实用新型CN2玻璃3雾化喷嘴95866U公布了以气动雾化喷嘴为单元的风栅，但是该实用新型没有给出这种冷却方式所需的输送装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种均匀冷却的一种立式单相喷雾淬冷钢化装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

所述上辊道外侧连接多个夹紧固定机构，所述夹紧固定机构均匀分布在上辊道上，所述夹紧固定机构包括弹簧、滚珠、支架、钢管，所述支架分别连接上辊道、钢管，所述钢管内部依次连接弹簧、滚珠，所述钢管内端内径小于滚珠直径，所述滚珠内侧连接玻璃，所述下辊道外侧连接多个托举机构，所述托举机构包括托架、隔震垫，所述托架内侧连接隔震垫，所述隔震垫上侧连接玻璃。

有益效果：

喷雾系统取代基于风机、静压箱和风栅组成的喷气或其中加雾的冷却系统。喷雾系统的冷却介质为普通水，水通过气体管路、液体管路输送至雾化喷嘴阵列，雾化喷嘴阵列分两部分对称布置，以实现对玻璃的两面的均匀冷却。由于水的热熔和气化潜热远大于同体积的气体，所以用量少，采用0.8～1.0MP的气泵即可实现介质输送，单台气泵比单台风机的能耗低两级左右，能够极大降低能耗和噪音污染。玻璃输送系统为立式结构，包括上辊道和下辊道，上辊道外表面间隔布置夹紧固定机构，夹紧固定机构由弹簧、滚珠、支架、钢管组成，能够夹紧固定不同厚度的玻璃，方便玻璃上片。下辊道外表面间隔布置托举机构，托举机构包括托架、隔震垫，用于托住玻璃。托架装置数目可以根据玻璃的重量适当增减，保证玻璃被加热后不会因重力变形。下辊道、上辊道之间的距离可以调整，以适应不同高度的玻璃。对于喷雾淬冷钢化过程，立式布置优于水平布置。原因是水平布置时，玻璃下表面接触辊道，导致玻璃上、下表面冷却不均匀，而且水平布置的辊道会影响喷雾的均匀性。而立式布置时，玻璃两侧表附近没有障碍物，可以均匀接触喷雾，达到均匀冷却的目的。加热炉为立式布置，为适合玻璃的输送。

附图说明

图1为本实用新型所述的玻璃输送系统结构示意图。

图2为本实用新型所述的喷雾系统结构示意图。

图3为本实用新型所述的上辊道、夹紧固定机构结构示意图。

图4为本实用新型所述的下辊道、托举机构结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

一种立式单相喷雾淬冷钢化装置，包括喷雾系统、玻璃输送系统、加热炉2、夹紧固定机构10、托举机构11，所述喷雾系统包括气泵5、水罐6、气水分配器8、雾化喷嘴9，所述玻璃输送系统包括下辊道1、上辊道4，所述下辊道1内侧连接多个轴承12，所述上辊道4内侧连接多个轴承12，所述下辊道1、上辊道4相互平行，所述下辊道1、上辊道4依次穿过加热炉2、气水分配器8，所述气水分配器8内侧连接多个雾化喷嘴9，所述雾化喷嘴9均匀分布在气水分配器8上，所述水罐6上部具有输气口，所述输气口通过气体管路依次连接输气调节阀、气水分配器8上部，所述气泵5连接水罐6，所述气泵5出口连接减压器，所述水罐6下部具有输水口，所述输水口通过液体管路依次连接输水调节阀、气水分配器8下部，所述输水口上部连接进水口7。

所述上辊道4外侧连接多个夹紧固定机构10，所述夹紧固定机构10均匀分布在上辊道4上，所述夹紧固定机构10包括弹簧13、滚珠14、支架15、钢管16，所述支架15分别连接上辊道4、钢管16，所述钢管16内部依次连接弹簧13、滚珠14，所述钢管16内端内径小于滚珠14直径，所述滚珠14内侧连接玻璃3，所述下辊道1外侧连接多个托举机构11，所述托举机构11包括托架17、隔震垫18，所述托架17内侧连接隔震垫18，所述隔震垫18上侧连接玻璃3。

喷雾系统包括用气泵5、水罐6、气体管路、液体管路、雾化喷嘴阵列组成的，喷雾系统取代基于风机、静压箱和风栅组成的喷气或其中加雾的冷却系统。喷雾系统的冷却介质为普通水，水通过气体管路、液体管路输送至雾化喷嘴阵列，雾化喷嘴阵列分两部分对称布置，以实现对玻璃3的两面的均匀冷却。由于水的热熔和气化潜热远大于同体积的气体，所以用量少，采用0.8～1.0MP的气泵5即可实现介质输送，单台气泵5比单台风机的能耗低两级左右，能够极大降低能耗和噪音污染。玻璃输送系统为立式结构，包括上辊道4和下辊道1，上辊道4外表面间隔布置夹紧固定机构10，夹紧固定机构10由弹簧13、滚珠14、支架15、钢管16组成，能够夹紧固定不同厚度的玻璃3，方便玻璃3上片。下辊道1外表面间隔布置托举机构11，托举机构11包括托架17、隔震垫18，用于托住玻璃3。托架17装置数目可以根据玻璃3的重量适当增减，保证玻璃3被加热后不会因重力变形。下辊道1、上辊道4之间的距离可以调整，以适应不同高度的玻璃3。对于喷雾淬冷钢化过程，立式布置优于水平布置。原因是水平布置时，玻璃3下表面接触辊道，导致玻璃上、下表面冷却不均匀，而且水平布置的辊道会影响喷雾的均匀性。而立式布置时，玻璃两侧表附近没有障碍物，可以均匀接触喷雾，达到均匀冷却的目的。加热炉2为立式布置，为适合玻璃3的输送。

调整上辊道4、下辊道1之间的距离，以适应玻璃3高度。将玻璃3竖直放置，玻璃3前端下部置于托举机构11上，玻璃3上部卡入夹紧固定机构10内。启动上辊道4、下辊道1，玻璃3随下辊道1、上辊道4前进，上部夹紧固定机构10和下部托举机构11随上辊道4、下辊道1自动固定玻璃3。夹紧固定机构10由弹簧13、滚珠14、支架15、钢管16组成。将滚珠14和弹簧13装进钢管16，压紧弹簧13后固定于支架15上。钢管16一端收口直径略小于滚珠14直径，保证滚珠14不会被弹出。夹紧固定机构10在放置玻璃3的过程中，滚珠14在玻璃3的挤压作用下回缩入钢管16并顶紧玻璃3，保证玻璃3位于加热炉2、气水分配器8的正中。托举机构11由托架17和隔震垫18组成。托架17保证玻璃3在输运过程中不会掉落或跑偏，隔震垫18用于隔离玻璃3与金属，避免玻璃3在接触应力的作用下产生局部碎裂。隔震垫18为耐高温材料，耐受温度800℃左右。上辊道4、下辊道1将玻璃3输送至立式加热炉2内进行加热，玻璃3在加热炉2内加热接近软化温度，再由上辊道4、下辊道1输送至雾化喷嘴阵列处进行喷雾淬冷钢化。多个雾化喷嘴9按一定规律排布组成雾化喷嘴阵列，气水分配器8对称布置在位于加热炉2下游的上辊道4、下辊道1的两侧。雾化喷嘴9安装在气水分配器8上，气水分配器8为每个雾化喷嘴9提供流量均匀的水和空气，保证每个雾化喷嘴9都具有相同的雾化特性。气水分配器8的气体管路与水罐6顶部相连，气水分配器8液体管路与水罐6底部相连。水罐6上部又与一个气泵5相连。气泵5输出压力在1.0MPa左右，为气水分配器8提所需空气，同时为水罐6提供所需压力。气泵5出口安装有减压器，用于调节供应压力。水罐6上部输气口通过气体管路安装有输气调节阀，用于调节所需空气流量。水罐6下部输水口安装有输水调节阀，用于调剂所需水的流量。输气调节阀、输水调节阀配合可以调节气水比例，实现满足冷却需要的喷雾效果。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域技术人员而言,能够理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对本申请实施例进行多种变化、修改、替换和变型。本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。

一种立式单相喷雾淬冷钢化装置操作方法，包括以下步骤：

第1步，通过输气调节阀、输水调节阀调节气水比例，空气由水罐6上部通过气体管路进入气水分配器8上部，水由水罐6下部通过液体管路进入气水分配器8下部；

第2步，调整上辊道4、下辊道1之间的距离，以适应玻璃3高度,将玻璃3竖直放置，玻璃3前端下部置于托举机构11上，玻璃3上部卡入夹紧固定机构10内，启动上辊道4、下辊道1，玻璃3随下辊道1、上辊道4前进，上部夹紧固定机构10和下部托举机构11随上辊道4、下辊道1自动固定玻璃3,夹紧固定机构10由弹簧13、滚珠14、支架15、钢管16组成,将滚珠14和弹簧13装进钢管16，压紧弹簧13后固定于支架15上,钢管16一端收口直径略小于滚珠14直径，保证滚珠14不会被弹出,夹紧固定机构10在放置玻璃3的过程中，滚珠14在玻璃3的挤压作用下回缩入钢管16并顶紧玻璃3，保证玻璃3位于加热炉2、气水分配器8的正中,托举机构11由托架17和隔震垫18组成,托架17保证玻璃3在输运过程中不会掉落或跑偏，隔震垫18用于隔离玻璃3与金属，避免玻璃3在接触应力的作用下产生局部碎裂,隔震垫18为耐高温材料，耐受温度800℃左右；

第3步，上辊道4、下辊道1将玻璃3输送至立式加热炉2内进行加热，玻璃3在加热炉2内加热接近软化温度，再由上辊道4、下辊道1输送至雾化喷嘴阵列处进行喷雾淬冷钢化；

第4步，雾化喷嘴9对玻璃3进行喷雾淬冷，而后再由上辊道4、下辊道1将冷却后的玻璃3输送出雾化喷嘴9喷雾范围。

设计图

一种立式单相喷雾淬冷钢化装置论文和设计

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