CN101671112B - 一种热处理增强的玻璃气垫床装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热处理增强的玻璃气垫床装置，包括上吹风装置和气垫床，其中，上吹风装置与气垫床的内部为空腔，并各具有至少一进风口与风机的风管连接，上吹风装置与气垫床为上下平行设置，且上吹风装置的底面与气垫床的顶面平行相对，两个平面上均匀分布有若干出风口，两平面间保持一可供玻璃通过的间距。本发明可消除玻璃以传输式冷却方式形成的各种缺陷，实现水平钢化玻璃超平无斑的目的，大幅提高了钢化玻璃的表面质量。

Description

一种热处理增强的玻璃气垫床装置
技术领域
本发明涉及一种玻璃制品的热处理设备，尤其涉及一种热处理增强的玻璃气垫床装置。
背景技术
物理钢化玻璃是将玻璃加热到Tg温度以上的钢化温度范围，用冷却介质均匀强制冷却而成，形成一种预应力玻璃，由于玻璃表面的快速冷却，玻璃内部形成张应力，在玻璃表面形成压应力层，玻璃承受外力时首先要抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性、寒暑性、冲击性等。
物理钢化玻璃的主要优点有两条：一是强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的3～5倍，抗冲击强度是普通玻璃5～10倍，提高强度的同时亦提高了安全性；二是使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害极大地降低了。钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2～3倍的提高，一般可承受150℃以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果。
目前，对于水平辊道法生产的钢化玻璃，平整度不够好，而且不可避免的会有钢化彩虹风斑、光学畸变，光学质量有待提高。钢化彩虹风斑是在钢化“淬火”过程中形成的，急剧风冷过程是形成钢化彩虹风斑的罪魁祸首，这是以往钢化玻璃普遍存在的问题。尤其是钢化镀膜玻璃和厚板玻璃的风斑特别显眼。当玻璃经过620～740℃的温度加热，玻璃已经处于软化的时候，在短时间内突然承受较大的风压，玻璃的表面会存在风斑，同时玻璃的表面会存在凹凸不平现象。严重程度要根据设备的好坏来决定。传统钢化玻璃的表面平整度、光学质量欠佳，不能满足光学质量要求较高的场合需要。
过去的气垫钢化法是指玻璃板由加热气体或燃烧产物构成的气垫支承，在加热炉内加热到接近软化温度；由于燃烧产物容易引起爆炸或火灾，所以无法投入商业化应用。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种热处理增强的玻璃气垫床装置，以解决现有热处理增强玻璃存在的辊印、擦伤、应力斑、风斑、应力不均匀等导致碎片不合格、微观或宏观弯曲导致光学畸变的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种热处理增强的玻璃气垫床装置，包括上吹风装置和气垫床，其中，上吹风装置与气垫床的内部为空腔，并各具有至少一进风口与风机的风管连接，上吹风装置与气垫床为上下平行设置，且上吹风装置的底面与气垫床的顶面平行相对，两个平面上均匀分布有若干出风口，两平面间保持一可供玻璃通过的间距。
所述出风口可为直筒式、沉头式或双直筒重叠式，且所有出风口的面积大于或等于进风口面积的10％，其中，直筒式出风口的直径在1mm～10mm之间；沉头式出风口由空腔朝玻璃方向逐渐变大，以降低气流的速度和冲击力实现均匀的喷出，其第一部分直径在1～10mm，出口直径在2～40mm；双直筒重叠式出风口第一部分直径在1～10mm，出口直径在2～40mm。
所述气垫床和上吹风装置包括散风口，气垫床和上吹风装置分为若干具有出风口的风箱，散风口分布于相邻风箱的狭缝处。
所述气垫床的风箱之间在顶部设有支撑板。
所述气垫床的玻璃入口处和玻璃出口处设置强力鼓风的风机，在气垫床的前后形成风幕。
所述气垫床的顶面从玻璃入口处至玻璃出口处呈水平状，即与玻璃出炉的炉膛的平面保持平行，也可从玻璃入口处至玻璃出口处呈向下倾斜状，倾斜角≥1°，即与炉膛的水平面呈≥1°的倾斜角，以便玻璃片能在惯性下向前滑行输送玻璃。
所述气垫床的顶面左右两侧位于同一水平高度，左右两侧都设有限位装置；也可呈一侧高另一侧低的倾斜状，且左右方向与水平面呈≥5°的倾斜角，较低一侧设有限位装置。
所述气垫床表面铺有一层耐高温的不锈钢网布，网布的网孔在20～200目之间。
所述出风口和散风口呈狭缝式，出风的狭缝宽0.5～6mm，散风的狭缝间距在1～10mm之间。
所述气垫床和上吹风装置靠近玻璃入口处的出风口呈前倾斜的狭缝式出风口，以便玻璃片能在前倾斜的风力作用下向前滑行输送玻璃。
本发明主要利用气垫床表面的出气口喷出压缩空气，使玻璃在通过气垫床过程中保持悬浮而不与任何物体接触，该种装置可使玻璃形成零阻力，依靠在加热炉膛内转动的辊筒给出的前冲力及惯性作用，玻璃可以顺利地通过气垫床。加热后的玻璃在通过气垫床的过程中，减少了与下表面接触形成的质量差，同时又使玻璃得到了均匀的冷却，形成不同程度的应力(机械强度)，可消除玻璃以传输式冷却方式形成的各种缺陷。
附图说明
图1为本发明热处理增强的玻璃气垫装置运用于玻璃加工中的简意图；
图2a、图2b、图2c分别为三种出风口的纵截面示意图；
图3为气垫床俯视的平面示意图；
图4为气垫床的整体供气示意图(上吹风装置整体供气相同)；
图5为气垫床的独立供气示意图(上吹风装置相同)；
图6为气垫床左右两侧的限位装置俯视图；
图7为左右两侧位于同一水平高度的气垫床侧视图；
图8为左右两侧倾斜的气垫床侧视图；
图9为直筒式出风口实现方式示意图一；
图10为沉头式出风口实现方式示意图一；
图11为双直筒重叠式出风口实现方式示意图；
图12为直筒式出风口实现方式示意图二；
图13为沉头式出风口实现方式示意图二；
图14为前倾斜形出风口，分组进风实现方式示意图；
图15前端斜形出风口与沉头式出风口结合，集体进风实现方式；
图16前端斜形出风口与双直筒重叠出风口结合，集体进风实现方式。
具体实施方式
如图1和图7所示，在加热炉膛加热后出炉的炉膛外，安装一气垫装置。该气垫装置包括上吹风装置1与气垫床2，其中，上吹风装置1与气垫床2的内部为空腔，并各具有一进风口31与风机3的风管32连接，该风机3的风量可调；上吹风装置1与气垫床2为上下平行并呈一间距12设置，且上吹风装置1的底面与气垫床2的顶面平行相对，两个平面上均匀分布有若干出风口5，两平面间保持一可供玻璃6通过的间距12。
通过风机3输入气垫床2空腔的强大气流经密集的细小出风口5在上下两个平面形成对吹气流，从而使玻璃6在气垫床2上浮起，完成钢化的过程。在这个过程中，因玻璃6是以较快的速度从加热炉膛B中出来，在没有水平方向作用力的情况下，在惯性作用下，玻璃6可以顺利通过气垫床2完成钢化后进入后面的冷却段。
上述气垫床2或上吹风装置1可采用整体供气方式(如图4)，也可采用独立的供气方式(如图5)。
上述出风口5可为直筒式、沉头式或双直筒重叠式，如图2a、图2b、图2c所示，其中，气垫床2直筒式出风口51的直径在1mm～10mm之间，如图9、图12所示；沉头式出风口52由空腔朝玻璃6方向逐渐变大，以降低气流的速度和冲击力实现均匀的喷出，其第一部分直径在1～10mm，出口直径在2～40mm，如图10、图13所示；双直筒重叠式出风口53第一部分直径在1～10mm，出口直径在2～40mm，如图11所示；相应地，出风口51、52、53横截面为圆孔或方孔，也可是多棱角孔。出风口5可以是横向交错的分布方式(参阅图3至图6)，也可是均匀分布方式；此外，所有出风口5的面积不小于进风口31面积的10％。
上述气垫床2和上吹风装置1进一步包括散风口7，气垫床2和上吹风装置1分为若干具有出风口5的风箱，散风口7分布于相邻风箱的狭缝处，如图9至图11所示。其中，出风口5和散风口7也可是狭缝式的，出风的狭缝宽0.5～6mm，散风的狭缝间距在1～10mm之间。为了避免自散风口7排出的气体及气垫床2和上吹风装置1之外的空气回流至气垫床2影响钢化效果，气垫床2的玻璃入口处和玻璃出口处设置强力鼓风的风机，以在气垫床2的前后形成风幕。为了保证散风顺畅，上述气垫床2的风箱之间在顶部设有支撑板9(如图3所示)。
上述气垫床2的顶面从玻璃6入口处至玻璃6出口处呈水平状，或从玻璃6入口处至玻璃6出口处呈向下倾斜状，倾斜角≥1°，以便玻璃6能在惯性作用下向前滑行输送玻璃6。
上述气垫床2出风口5的供风温度为0℃～80℃，出风压力为200～20000Pa，具体可根据玻璃6的厚度和面积来进行调整，以形成气垫层将玻璃向上托起产生悬浮状态，气垫层厚度为0.1mm～50mm。
上述气垫床2的顶面左右两侧位于同一水平高度(如图7所示)，左右两侧都设有限位装置8(如图6)；或气垫床2的顶面左右呈一侧高另一侧低的倾斜状，且左右方向与水平面呈≥5°的倾斜角(如图8所示)，较低一侧设有限位装置8。当玻璃6在进入气垫床2的过程中，因玻璃6表面没有与气垫床2接触，所以气垫床2对玻璃6阻力为零，所以可选择玻璃6沿水平方向(如图7所示)滑行或在设置的倾斜角度范围(如图8所示)内滑行，在倾斜角度的滑行过程中可给玻璃低的边部安装支撑装置，该装置通过带有支撑与定位作用的链条或皮带传动模块保证玻璃在垂直方向出炉；也可是在气垫床2的左右两边设置轮状装置实现玻璃6在水平方向的出炉。
上述气垫床2表面铺有一层耐高温的不锈钢网布，网布的网孔在20～200目之间。用于稳定出气气流压力，形成均匀的温度场。
上述气垫床2和上吹风装置1靠近玻璃入口处的出风口5呈前倾斜的狭缝式出风口5(如图14至图16)，以便玻璃片能在前倾斜的风力作用下向前滑行输送玻璃。
上述气垫床2与上吹风装置设有独立的控制系统，控制气垫床可在玻璃出炉前提前吹风，当玻璃通过上吹风装置1与气垫床2后停止吹风，也可为连续式生产一直吹风。
本发明采用上述结构，可将加热后玻璃6悬浮在气体形成的气垫上，气垫床2与水平面形成一定的倾角，气体从气垫床2喷出，玻璃6被密布的出气口5喷出的气体形成的气垫支撑而平稳地托起，玻璃6在高温软化状态下不会与传统的陶瓷辊道接触，减少了变形的几率，从而达到消除钢化玻璃的风斑，使玻璃6在成形时各点共面，形成最终的纯平特性。实现水平钢化玻璃超平无斑的目的，大幅提高了钢化玻璃的表面质量。同时，将同样厚度、面积的玻璃6在常规的热处理增强设备与该方案的气垫床2装置中进行淬火(冷却)相比，此种气垫床装置在实现高质量的热处理增强玻璃的同时，还能大量减少风量，并可实现35％以上的节能，是一种可批量生产超平无斑增强玻璃的新方法。

Claims (8)

1.一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：包括上吹风装置和气垫床，其中，上吹风装置与气垫床的内部为空腔，并各具有至少一进风口与风机的风管连接，上吹风装置与气垫床为上下平行设置，且上吹风装置的底面与气垫床的顶面平行相对，两个平面上均匀分布有若干出风口，两平面间保持一可供玻璃通过的间距，以及，所述气垫床的顶面从玻璃入口处至玻璃出口处呈向下倾斜状，倾斜角≥1°，所述气垫床和上吹风装置靠近玻璃入口处的出风口呈前倾斜的狭缝式出风口，以便玻璃片能在前倾斜的风力作用下向前滑行输送玻璃。
2.如权利要求1所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述出风口为直筒式、沉头式或双直筒重叠式，且所有出风口的面积大于或等于进风口面积的10％，其中，直筒式出风口的直径在1mm～10mm之间；沉头式出风口由空腔朝玻璃方向逐渐变大，其第一部分直径在1～10mm，出口直径在2～40mm；双直筒重叠式出风口第一部分直径在1～10mm，出口直径在2～40mm。
3.如权利要求1所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述气垫床和上吹风装置包括散风口，气垫床和上吹风装置分为若干具有出风口的风箱，散风口分布于相邻风箱的狭缝处。
4.如权利要求3所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述气垫床的风箱之间在顶部设有支撑板。
5.如权利要求3所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述出风口和散风口呈狭缝式，出风的狭缝宽0.5～6mm，散风的狭缝间距在1～10mm之间。
6.如权利要求1所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述气垫床的玻璃入口处和玻璃出口处设置强力鼓风的风机，在气垫床的前后形成风幕。
7.如权利要求1所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述气垫床的顶面左右两侧位于同一水平高度，左右两侧都设有限位装置；或气垫床的顶面左右呈一侧高另一侧低的倾斜状，且左右方向与水平面呈≥5°的倾斜角，较低一侧设有限位装置。
8.如权利要求1所述的一种热处理增强的玻璃气垫床装置，其特征在于：所述气垫床表面铺有一层耐高温的不锈钢网布，网布的网孔在20～200目之间。
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