一种高硼玻璃茶具应力消除设备论文和设计-张亚周

全文摘要

本实用新型涉及一种高硼玻璃茶具应力消除设备。包括主支架及壳体，壳体的内部形成中空的型腔，且壳体上设有与型腔连通的进料口和出料口，型腔的内部由进料口至出料口方向依次形成温度由低渐高、再由高渐低的多个温区，且型腔内的热量流向由进料口方向流向出料口方向，型腔内还设有与每个温区相对应的加热装置及温度传感器；该设备还包括残热回收再利用装置。由上述技术方案可知，本实用新型具有有效保护人身安全、应力消除彻底、节约有限电能资源、创造良好的工作环境、产能大等优点。

主设计要求

1.一种高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：包括框架结构的主支架(1)，所述主支架(1)的上平面设有沿主支架(1)长度方向布置的壳体(2)，所述壳体(2)的内部形成中空的型腔(21)，且壳体(2)上设有与型腔(21)连通的进料口(22)和出料口(23)，所述型腔(21)的内部由进料口(22)至出料口(23)方向依次形成温度由低渐高、再由高渐低的多个温区，且型腔(21)内的热量流向由进料口(22)方向流向出料口(23)方向，所述的型腔(21)内还设有与每个温区相对应的加热装置及温度传感器(3)；所述的主支架(1)上还设有传输机构(5)，传输机构(5)将物料由进料口(22)送入型腔(21)并依次经过各个温区后从出料口(23)流出；该设备还包括残热回收再利用装置(4)，所述的残热回收再利用装置(4)包括与型腔(21)连通且用于吸收型腔(21)内部热量的集热器(41)，所述的集热器(41)通过风管(42)与风机(43)相连，所述的残热回收再利用装置(4)还包括通过第一出水管(44)与集热器(41)相连的循环水泵(45)、通过第二出水管(46)与循环水泵(45)相连的翘片式热交换器(47)以及连通翘片式热交换器(47)与集热器(41)的进水管(48)，所述的集热器(41)、第一出水管(44)、循环水泵(45)、第二出水管(46)、翘片式热交换器(47)、进水管(48)依次连接且形成循环通路。

设计方案

2.根据权利要求1所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的壳体(2)整体呈方形且由钢板焊接而成，所述的进料口(22)与出料口(23)分别设置在壳体(2)的左右侧板上，所述壳体(2)的内壁上设有隔热层(24)，所述的隔热层(24)包括由外向内依次设置的外隔热层(241)、中隔热层(242)及内耐热层(243)；所述型腔(21)的内部沿其长度方向依次设有多个铅垂方向布置的温度分区板(25)，相邻两个温度分区板(25)之间形成一个温区，所述温度分区板(25)的顶部与内耐热层(243)相抵靠，所述温度分区板(25)的两侧嵌入壳体(2)的前后侧板中，所述温度分区板(25)的底部与传输机构的输送网带之间形成供物料通过的通道。

3.根据权利要求2所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的温度分区板(25)为刚玉板，且每个温区内的温度分区板(25)高度相异，进料口(22)端温度分区板的底部与输送网带(53)之间的距离小于出料口(23)端温度分区板的底部与输送网带(53)之间的间距，以使型腔(21)的热流方向始终从进料口(22)流向出料口(23)。

4.根据权利要求1所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的集热器(41)固定在壳体(2)的顶板上方，且集热器(41)与型腔(21)靠近出料口(23)处的末端温区连通，所述的翘片式热交换器(47)固定在壳体(2)的底板下方，且翘片式热交换器(47)位于型腔(21)内起始温区的下方。

5.根据权利要求1所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的传输机构(5)包括主动辊(51)、从动辊(52)以及连接主动辊(51)与从动辊(52)的输送网带(53)，所述的主动辊(51)及从动辊(52)分别与主支架(1)相固定且分别位于壳体(2)的左右两侧，所述的型腔(21)内还设有与输送网带(53)内表面形成滚动摩擦的传送辊(54)，所述的主支架(1)上还设有与输送网带(53)外表面形成涨紧配合的托辊(55)。

6.根据权利要求5所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的传送辊(54)包括贯穿壳体(2)前后侧板设置的刚玉辊(541)，所述刚玉辊(541)的两端分别依次连接有方管(542)及金属轴(543)，所述的金属轴(543)通过第一轴承与固定在主支架(1)上的第一轴承座(11)相连；所述的传送辊(54)均匀间隔布置多个，且传送辊(54)布置的位置与温度分区板(25)的位置相对应；所述托辊(55)的设置方向与传送辊(54)相同，且托辊(55)的两端分别通过第二轴承与主支架(1)上的第二轴承座(12)相连，所述的托辊(55)居中设置在传输机构(5)上。

7.根据权利要求5所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的传输机构(5)还包括与主动辊(51)相连的动力机构，所述的动力机构包括固定在主支架(1)上的变速电机(56)，所述变速电机(56)的输出轴上同轴设有主动链轮(57)，且输出轴与主动链轮(57)通过键连接，所述主动辊(51)的辊轴两端分别通过第三轴承与固定在主支架(1)上的第三轴承座(13)相连，所述主动辊(51)的辊轴上同轴设有从动链轮(58)，所述的主动链轮(57)与从动链轮(58)通过链条(59)连接。

8.根据权利要求1所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的加热装置包括贯穿壳体(2)前后侧板设置的加热棒(6)，所述的加热棒(6)与传送辊(54)间隔布置，所述加热棒(6)的两端分别通过陶瓷支架(61)与主支架(1)相固定，所述的陶瓷支架(61)为分体结构，包括对合用以夹持加热棒(6)的左右半体，所述加热棒(6)的端部套设有电极(62)。

9.根据权利要求1所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述的进料口(22)及出料口(23)处还分别设有闸门装置(7)，所述的闸门装置(7)包括垂直于壳体(2)左右侧板设置的支撑板(71)、呈铅垂方向布置且与壳体(2)的左右侧板形成滑动配合的闸门(72)、垂直连接在闸门(72)外侧面的推板(73)，所述的支撑板(71)位于进料口(22)及出料口(23)的上方，所述的推板(73)位于支撑板(71)的下方，且推板(73)与支撑板(71)之间通过丝杆螺母机构相连，丝杆螺母机构的一端设有便于操作的旋转手轮(74)。

10.根据权利要求1所述的高硼玻璃茶具应力消除设备，其特征在于：所述壳体(2)的前后侧板的外侧布置有电缆槽(8)，所述的电缆槽(8)沿壳体(2)的长度方向布置，所述的主支架(1)上还设有用于遮挡电缆槽(8)的防护罩(81)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及玻璃茶具制造领域，具体涉及一种高硼玻璃茶具应力消除设备。

背景技术

目前在高硼茶具行业，需要加温到560±10℃，应力消除的工序主要有把手焊接工序、拉嘴和水口成型工序，对于这三个工序的生产均是全手工操作。受全手工操作的影响，在把手焊接和水口成型过程中很多不可控因素造成应力过大，因此需要成型后的应力消除工序，以减少应力造成的近期破损以及客户使用过程中受冷热交替影响的破损，这里说的不可控因素主要是指成型时候最佳的温度、成型速度、产品成型前预热均匀度等。

目前高硼应力消除工序主要有以下两种方式：

一是利用燃气炉。这个炉子的外观与家用电炉的外观几乎等同，操作者在对高硼玻璃茶具完成焊接、成型工艺后，将成品或者半成品放在燃气炉上进行应力消除。这种方式存在很多缺点，例如：1)燃气炉工作时候是开放式的，会产生一氧化碳弥漫在工作环境中，对人身健康有一定的影响；2)燃气炉可利用面积较小，每次只能放1-2个高硼茶具，产能过低，在消除应力过程中还存在下热上冷、加热不均匀的问题，达不到真正意义上的应力消除，产品质量受到很大的影响；3)由于燃气炉是连续性工作，在燃气炉上用手持夹具拿下产品时候，操作者容易意外烫伤造成工伤，同时燃气炉一般距离人体很近，约70CM左右距离，夏天燃气炉对人体的热辐射很容易造成人员中暑情况；4)炉具始终是开放式燃烧，产生的热能大部分释放在空气中，能源利用率很低，浪费大，同时使工作环境变得恶劣。

二是利用面包炉。所谓的面包炉就是圆形的炉具，内部采用电加热，上部开口并有盖板，这种利用面包炉进行应力消除的方式，比用燃气炉先进些，对环境污染较小，但仍然存在以下缺点：1)面包炉每次放入和取出都要开启盖子一次，每开启盖子一次，面包炉储存的热能就会出来一次，这样会造成电能的浪费；2)人工放入取出的时候，很强的热浪辐射在人体的上半身，夏天中暑情况时有发生；3)由于高硼茶具半成品或者成品从环境温度进入面包炉内，或者从较高面包炉内温度进入环境温度，这个应力消除过程会导致很多高硼产品由于应力影响而造成破碎，其主要原因是由温度骤变造成的，不能够做到温度渐变(逐渐升高或者逐渐降低)，应力消除实际上并不理想；4)利用手工夹具从面包炉取出产品时候很容易烫伤。

除上述两种方式以外，类似的应力消除设备也有，但都是用于钠钙玻璃制品类，针对高硼玻璃茶具专用的应力消除设备目前还没有。钠钙玻璃制品应力消除设备的结构、温度渐变、主要部件、材料选型等远远满足不了高硼茶具的应力消除要求。

综合以上两种高硼茶具应力消除方式，主要存在以下缺点：1)产能低；2)人体安全得不到保证(工伤与中暑)；3)产品应力消除不彻底，达不到真正意义的应力消除要求，产品质量受到很大影响，破碎率较高，应力造成的破损率一般在1％～3％；4)能源浪费大；5)对工作环境造成污染，使工作环境变得恶劣。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高硼玻璃茶具应力消除设备，该设备能减少由于应力造成的破损，具有提高产能与质量的作用；同时还具有确保人身安全、节约有限的电能资源以及保持良好的工作环境等优点。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：包括框架结构的主支架，所述主支架的上平面设有沿主支架长度方向布置的壳体，所述壳体的内部形成中空的型腔，且壳体上设有与型腔连通的进料口和出料口，所述型腔的内部由进料口至出料口方向依次形成温度由低渐高、再由高渐低的多个温区，且型腔内的热量流向由进料口方向流向出料口方向，所述的型腔内还设有与每个温区相对应的加热装置及温度传感器；所述的主支架上还设有传输机构，传输机构将物料由进料口送入型腔并依次经过各个温区后从出料口流出；该设备还包括残热回收再利用装置，所述的残热回收再利用装置包括与型腔连通且用于吸收型腔内部热量的集热器，所述的集热器通过风管与风机相连，所述的残热回收再利用装置还包括通过第一出水管与集热器相连的循环水泵、通过第二出水管与循环水泵相连的翘片式热交换器以及连通翘片式热交换器与集热器的进水管，所述的集热器、第一出水管、循环水泵、第二出水管、翘片式热交换器、进水管依次连接且形成循环通路。

所述的壳体整体呈方形且由钢板焊接而成，所述的进料口与出料口分别设置在壳体的左右侧板上，所述壳体的内壁上设有隔热层，所述的隔热层包括由外向内依次设置的外隔热层、中隔热层及内耐热层；所述型腔的内部沿其长度方向依次设有多个铅垂方向布置的温度分区板，相邻两个温度分区板之间形成一个温区，所述温度分区板的顶部与内耐热层相抵靠，所述温度分区板的两侧嵌入壳体的前后侧板中，所述温度分区板的底部与传输机构的输送网带之间形成供物料通过的通道。

所述的温度分区板为刚玉板，且每个温区内的温度分区板高度相异，进料口端温度分区板的底部与输送网带之间的距离小于出料口端温度分区板的底部与输送网带之间的间距，以使型腔的热流方向始终从进料口流向出料口。

所述的集热器固定在壳体的顶板上方，且集热器与型腔靠近出料口处的末端温区连通，所述的翘片式热交换器固定在壳体的底板下方，且翘片式热交换器位于型腔内起始温区的下方。

所述的传输机构包括主动辊、从动辊以及连接主动辊与从动辊的输送网带，所述的主动辊及从动辊分别与主支架相固定且分别位于壳体的左右两侧，所述的型腔内还设有与输送网带内表面形成滚动摩擦的传送辊，所述的主支架上还设有与输送网带外表面形成涨紧配合的托辊。

所述的传送辊包括贯穿壳体前后侧板设置的刚玉辊，所述刚玉辊的两端分别依次连接有方管及金属轴，所述的金属轴通过第一轴承与固定在主支架上的第一轴承座相连；所述的传送辊均匀间隔布置多个，且传送辊布置的位置与温度分区板的位置相对应；所述托辊的设置方向与传送辊相同，且托辊的两端分别通过第二轴承与主支架上的第二轴承座相连，所述的托辊居中设置在传输机构上。

所述的传输机构还包括与主动辊相连的动力机构，所述的动力机构包括固定在主支架上的变速电机，所述变速电机的输出轴上同轴设有主动链轮，且输出轴与主动链轮通过键连接，所述主动辊的辊轴两端分别通过第三轴承与固定在主支架上的第三轴承座相连，所述主动辊的辊轴上同轴设有从动链轮，所述的主动链轮与从动链轮通过链条连接。

所述的加热装置包括贯穿壳体前后侧板设置的加热棒，所述的加热棒与传送辊间隔布置，所述加热棒的两端分别通过陶瓷支架与主支架相固定，所述的陶瓷支架为分体结构，包括对合用以夹持加热棒的左右半体，所述加热棒的端部套设有电极。

所述的进料口及出料口处还分别设有闸门装置，所述的闸门装置包括垂直于壳体左右侧板设置的支撑板、呈铅垂方向布置且与壳体的左右侧板形成滑动配合的闸门、垂直连接在闸门外侧面的推板，所述的支撑板位于进料口及出料口的上方，所述的推板位于支撑板的下方，且推板与支撑板之间通过丝杆螺母机构相连，丝杆螺母机构的一端设有便于操作的旋转手轮。

所述壳体的前后侧板的外侧布置有电缆槽，所述的电缆槽沿壳体的长度方向布置，所述的主支架上还设有用于遮挡电缆槽的防护罩。

由上述技术方案可知，本实用新型在壳体的型腔内通过温度分区板形成不同温度的温区，既实现热能储存与及时释放，又细致的划分了高硼玻璃茶具应力消除的最佳温度，让产品应力消除的更彻底；同时设置了残热回收再利用装置，结合腔体内部结构，热气流流向只有一个方向，既避免了操作人员受热辐射伤害，又最大程度上节约有限的电能资源，创造了良好的工作环境；并由于消除了连续性应力，使产能增大。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图一；

图2是本实用新型的立体结构示意图二；

图3是本实用新型去除防护罩和电缆槽后的立体结构示意图；

图4是图3的A部放大图；

图5是图3的B部放大图；

图6是本实用新型的主视图；

图7是图6的C-C剖面图；

图8是图6的D-D剖面图；

图9是图6的右视图；

图10是图9的E-E剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1～图10所示的一种高硼玻璃茶具应力消除设备，包括框架结构的主支架1，主支架1的上平面设有沿主支架1长度方向布置的壳体2，壳体2的内部形成中空的型腔21，且壳体2上设有与型腔21连通的进料口22和出料口23，型腔21的内部由进料口22至出料口23方向依次形成温度由低渐高、再由高渐低的多个温区，且型腔21内的热量流向由进料口22方向流向出料口23方向，型腔21内还设有与每个温区相对应的加热装置及温度传感器3，温度传感器3与壳体2螺纹连接，其一端伸入型腔内部，另一端悬伸在壳体外部；主支架1上还设有传输机构5，传输机构5将物料由进料口22送入型腔21并依次经过各个温区后从出料口23流出。

进一步的，该设备还包括残热回收再利用装置4，残热回收再利用装置4包括与型腔21连通且用于吸收型腔21内部热量的集热器41，集热器41通过风管42与风机43相连，残热回收再利用装置4还包括通过第一出水管44与集热器41相连的循环水泵45、通过第二出水管46与循环水泵45相连的翘片式热交换器47以及连通翘片式热交换器47与集热器41的进水管48，集热器41、第一出水管44、循环水泵45、第二出水管46、翘片式热交换器47、进水管48依次连接且形成循环通路。

具体地说，风机43与风管42通过螺栓螺母连接，风管42与集热器41通过螺栓螺母连接，第一出水管44分别与集热器41及循环水泵45螺纹连接，第二出水管46与循环水泵45及翘片式热交换器47螺纹连接，进水管48与翘片式热交换器47及集热器41螺纹连接。残热回收再利用装置4的输送媒介为超纯水，集热器41的主要作用是收集高硼玻璃产品自身带走的热量，收集热量后的集热器41通过第一出水管44进入循环水泵45对水进行加压输送，途经第二出水管46至翘片式热交换器47，翘片式热交换器47对水带来的热量进行自然散热，散发出来的热量以热对形式对需要预热的产品进行预热，需要注意的是，预热的温度应高于环境温度，冷却后的水又途经进水管48回到集热器41进行重新吸热，就这样不断循环。残热回收再利用装置能够有效地利用残热，从而达到节约电能、降低能耗的目的。该设备两头的温度，也就是进料口外端及出料口外端的温度与环境温度等同，这样彻底避免了残热对人体的辐射。

优选的，集热器41固定在壳体2的顶板上方，且集热器41与型腔21靠近出料口23处的末端温区连通，翘片式热交换器47固定在壳体2的底板下方，且翘片式热交换器47位于型腔21内起始温区的下方。也就是物料由进料口22刚进入型腔21时，就在翘片式热交换器47的作用下进行初始预热。

进一步的，壳体2整体呈方形且由钢板焊接而成，具体地说，壳体2是由顶板、底板、左侧板、右侧板、前侧板及后侧板焊接而成的密封壳体，进料口22与出料口23分别设置在壳体2的左右侧板上，即壳体的左侧板及右侧板上开设有进料口22及出料口23，壳体2的内壁上设有隔热层24，也可理解为型腔21与壳体2内壁之间填充有隔热层，隔热层24包括由外向内依次设置的外隔热层241、中隔热层242及内耐热层243；即隔热层24选用不同等级的两层隔热材料及一层耐热材料，这样可以有效减少腔体外部的热能损失。优选的，内耐热层243采用刚玉板。

进一步的，型腔21的内部沿其长度方向依次设有多个铅垂方向布置的温度分区板25，相邻两个温度分区板25之间形成一个温区，温度分区板25的顶部与内耐热层243相抵靠，温度分区板25的两侧嵌入壳体2的前后侧板中，温度分区板25的底部与传输机构的输送网带之间形成供物料通过的通道。

更进一步的，温度分区板25为刚玉板，且每个温区内的温度分区板25高度相异，其总体的设计思路为：进料口端的温度分区板低，出料口端的温度分区板高；具体的，进料口22端温度分区板的底部与输送网带53之间的距离小于出料口23端温度分区板的底部与输送网带53之间的间距，以使型腔21的热流方向始终从进料口22流向出料口23。也就是不同温区采用垂直长度不等的刚玉板，这样可以有效减少不同温区的较大的温差，从而达到应力消除所需的温度；同时温度分区板25还起到导流作用，由于有风机和集热器的作用，整体热气流会自进料口端向出料口端移动，也就是使型腔内的热气流在温度分区板的控制下始终由进料口端向出料口端流动，其目的是尽可能地减少热气流的热损速度，这样出来的产品应力消除更为彻底，同时在最大程度上让残热回收再利用。

进一步的，传输机构5包括主动辊51、从动辊52以及连接主动辊51与从动辊52的输送网带53，主动辊51及从动辊52分别与主支架1相固定且分别位于壳体2的左右两侧，型腔21内还设有与输送网带53内表面形成滚动摩擦的传送辊54，主支架1上还设有与输送网带53外表面形成涨紧配合的托辊55。更进一步的，传输机构5还包括与主动辊51相连的动力机构，动力机构包括固定在主支架1上的变速电机56，变速电机56的输出轴上同轴设有主动链轮57，且输出轴与主动链轮57通过键连接，主动辊51的辊轴两端分别通过第三轴承与固定在主支架1上的第三轴承座13相连，主动辊51的辊轴上同轴设有从动链轮58，主动链轮57与从动链轮58通过链条59连接。

进一步的，如图4所示，传送辊54包括贯穿壳体2前后侧板设置的刚玉辊541，刚玉辊541的两端分别依次连接有方管542及金属轴543，金属轴543通过第一轴承与固定在主支架1上的第一轴承座11相连；传送辊54均匀间隔布置多个，且传送辊54布置的位置与温度分区板25的位置相对应；方管542不仅起到金属轴543与刚玉辊541的连接作用，更重要的是阻隔了刚玉辊541对外的热传递，减少热损，旨在从结构上达到降耗的作用。

托辊55的设置方向与传送辊54相同，且托辊54的两端分别通过第二轴承与主支架1上的第二轴承座12相连，托辊55居中设置在传输机构5上，也就是托辊55设置在主动辊及从动辊的正中间位置，这样可以保证输送网带53在主动辊及从动辊上的包角一样，还可以使输送网带53匀速运动，减少非对称造成的网带变形。输送网带53相对于传送辊54是滚动摩擦转动，摩擦力极小，加上传送辊为刚玉辊，具有耐高温、变形小的特点，使得输送网带的寿命得到了保证。

进一步的，如图5所示，加热装置包括贯穿壳体2前后侧板设置的加热棒6，加热棒6与传送辊54间隔布置，加热棒6的两端分别通过陶瓷支架61与主支架1相固定，陶瓷支架61为分体结构，包括对合用以夹持加热棒6的左右半体，加热棒6的端部套设有电极62。本实施例中，起始温区及末端温区内未设置加热棒6，其余每个温区内设置一个加热棒6。起始温区通过翘片式热交换器47进行预加热，末端温区与集热器相连通，其余温区一一对应一个加热棒6，这样通过对不同温区的控制以及多温区的布置方式，更细致地划分了高硼玻璃茶具应力消除的最佳温度，可以让产品应力消除更彻底，减少由于温差较大造成的破碎。

进一步的，如图9所示，进料口22及出料口23处还分别设有闸门装置7，闸门装置7包括垂直于壳体2左右侧板设置的支撑板71、呈铅垂方向布置且与壳体2的左右侧板形成滑动配合的闸门72、垂直连接在闸门72外侧面的推板73，支撑板71位于进料口22及出料口23的上方，推板73位于支撑板71的下方，且推板73与支撑板71之间通过丝杆螺母机构相连，丝杆螺母机构的一端设有便于操作的旋转手轮74。具体的，壳体2的左右侧板上设有与闸门72相配合的插槽，使用时，转动旋转手轮74，旋转手轮74通过丝杆螺母机构带动推板73上下运动，从而带动闸门72沿插槽限定的方向上升或下降，以调整进料口22及出料口23的高度。这种结构主要是为了满足不同高度高硼产品应力消除作用，根据产品高度调节，所要调整的高度应略大于产品的高度；同时，闸门72还可以尽可能地减少热能从进料口或出料口流出，减少热损。

进一步的，壳体2的前后侧板的外侧布置有电缆槽8，电缆槽8沿壳体2的长度方向布置，主支架1上还设有用于遮挡电缆槽8的防护罩81。具体地说，即电缆槽8置于防护罩81内部，电缆槽8通过螺栓与主支架1相固定，防护罩81整体呈直角弯折状，其一端与壳体2的前侧板相固定，另一端与主支架相固定。这样可使缆线及接线电极都得到有效防护，避免了设备机械运转与电气对操作人员造成的潜在危险。

下面结合图10对本实用新型的实施例进行具体说明：

如图10所示，本实施例在型腔内共设置了10块温度分区板，即图10中的板251～260；10块温度分区板共形成11个温区，即温区设计图

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