CN101993192B - 上下一体式钢化炉 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种上下一体式钢化炉，其包含：一槽体、一物料架以及一风循环系统。该槽体包含一调温区及一化学钢化区，其中，调温区设置于化学钢化区上方，调温区与化学钢化区不仅皆与外界热隔绝，且调温区与化学钢化区的温度可分别独立调整。物料架可作一维方向的垂直移动，在调温区或化学钢化区之间来回移动。风循环系统设置于调温区的上方，用以使槽体成为一密闭空间且可调整调温区的温度。本发明构造简单，成本较低，产品与外界空气隔绝，不但可保证预热效果，而且不会受到冷热冲击，不仅可以适用于一般手机视窗玻璃镜片，也可以应用于大尺寸玻璃强化，非常适于实用。

Description

上下一体式钢化炉

技术领域

本发明涉及一种钢化炉，特别是涉及一种构造简单，成本较低，产品与外界空气隔绝，不但可保证预热效果，而且不会受到冷热冲击，不仅适用于一般手机视窗玻璃镜片，也可应用于大尺寸玻璃强化的上下一体式钢化炉。

背景技术

由于手机的视窗大量采用轻薄型的玻璃镜片，为提高此类型玻璃镜片的强度，业界普遍采用化学钢化制程对玻璃镜片进行强化。化学钢化制程一般可分为三个阶段，首先，对玻璃镜片进行预热；接着，将玻璃镜片浸入高温的化学药剂(例如：硝酸钾熔盐)进行化学钢化；最后，对玻璃镜片进行冷却。

现有习知的上下一体式钢化炉，可分为单槽强化炉、三槽一体式强化炉、三槽“品”字型强化炉以及密闭式连续钢化炉生产线。单槽强化炉，是将预热炉、钢化炉、冷却炉各自独立，藉由人工将物料按顺序在预热炉、钢化炉、冷却炉之间传递，因此，单槽强化炉的产量较小。三槽一体式强化炉，是将预热槽、钢化槽、冷却槽按顺序设计在同一机台内，通过机械传动将物料按顺序经过预热槽、钢化槽、冷却槽，可以减少作业员操作，同时三槽一体式强化炉的产量较大。三槽“品”字型强化炉，为倒“品”字结构，预热槽以及冷却槽在强化槽上方，通过预热槽以及冷却槽在强化槽上方移动，达到预热以及冷却的目的。密闭式连续钢化炉生产线是将预热、钢化、冷却设计为流水线形式，且全过程为密闭结构，可避免高温产品与空气接触，产量非常大。

然而由于手机视窗玻璃镜片具有产品小、数量多、规格多样、厚度薄的特点，对上下一体式钢化炉有独特的要求，现有习知的上下一体式钢化炉存在着诸多缺点，例如，使用单槽强化炉时，产品在整个工艺过程中需要与空气接触，受冷热冲击严重，而且全部过程是由人工完成，不可控因素较多。另外，由于受冷热冲击严重，无法进行大尺寸玻璃镜片的化学钢化，而且具有人员安全性的疑虑、单机产量小的缺点，并不适合进行大量生产。三槽一体式强化炉是以机械操作代替人员操作，虽然可减少人员安全隐患，且产量较大，然而产品在整个工艺过程中仍需与空气接触而受冷热冲击，且三槽一体容易受各槽串温影响，温度体不够完善，无法进行大尺寸玻璃镜片的化学钢化。三槽“品”字型强化炉结构为二维运动，在高温下二维运动结构稳定性较差，尤其是转向传动时较容易有震动，会使产品的优良率下降。密闭式连续钢化炉生产线具有操作容易、安全性高、温度体合理、产能大等优点，然而，密闭式连续钢化炉生产线的投资成本非常高，仅适合做大尺寸的玻璃强化，同时，密闭式连续钢化炉生产线的维修复杂，不适合中小企业的应用。

另外，如中国专利CN1157804及CN2271175公开了一种适用于普通眼镜店的玻璃钢化处理装置，首先，将一定比例配方的药品倒入内桶中，并加热熔化至恒温；然后，将载有眼镜片的中间架设置在内桶上，使镜片预热升温至100℃以上；然后让眼镜片浸泡在内桶的恒温药品熔融液中，浸泡12小时，使眼镜片发生钢化反应，藉以制得钢化镜片；最后，提起中间架重新设置在内桶上降温半小时，然后取出自然冷却至常温。

前述的玻璃钢化处理装置具有体积小，适用于普通眼镜店的优点，然而应用前述的玻璃钢化处理装置时，产品在预热过程中无法避免与外界空气接触，其预热的效果无法保证，另外在降温过程中与外界空气接触，受冷热冲击严重，而且全部过程是采人工完成，不可控因素较多，而且存在有人员安全性的疑虑。

由此可见，上述现有的上下一体式钢化炉在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的上下一体式钢化炉，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的上下一体式钢化炉存在的缺陷，而提供一种新型结构的上下一体式钢化炉，所要解决的技术问题是使其构造简单，成本较低，产品与外界空气隔绝，不但可以保证预热效果，而且不会受到冷热冲击，不仅可以适用于一般手机视窗玻璃镜片，也可以应用于大尺寸玻璃强化，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种上下一体式钢化炉，其包含：一槽体，该槽体包含一调温区及一化学钢化区，其中，该调温区设置于该化学钢化区的上方，该调温区与该化学钢化区皆与外界热隔绝，且该调温区与该化学钢化区的温度可分别独立调整；一物料架，该物料架可作一维方向的垂直移动，在该调温区或该化学钢化区之间来回移动；以及一风循环系统，该风循环系统设置于该调温区上方，用以使该槽体成为一密闭空间且可调整该调温区的温度。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的上下一体式钢化炉，其更包括一隔热板，该隔热板设置于该物料架的下方，用以隔绝该调温区与该化学钢化区之间的热传递。

前述的上下一体式钢化炉，其更包括一隔热网板，该隔热网板设置于该物料架的下方，用以部分隔绝该调温区与该化学钢化区之间的热传递。

前述的上下一体式钢化炉，其更包括一隔热结构，该槽体的外侧由该隔热结构整体包覆，用以使该调温区及该化学钢化区与外界热隔绝。

前述的上下一体式钢化炉，其中所述的风循环系统包含：至少一可开闭式排气口；至少一风扇；至少一气流导引结构；以及一可开闭式进气口；其中，预热时，关闭该可开闭式排气口与该可开闭式进气口，使得该调温区与外界隔开，用以使该槽体成为该密闭空间，并开启该风扇，以增加该调温区内的热风循环，使得一产品预热至与该化学钢化区接近的温度；以及冷却时，开启该可开闭式排气口与该可开闭式进气口，该气流导引结构导引由该可开闭式进气口进入的外部空气，以调整该调温区的温度下降，并且开启该风扇将该调温区内的热空气藉由该可开闭式排气口排至外界。

前述的上下一体式钢化炉，其中所述的调温区与该化学钢化区分别具有至少一发热管，以分别独立调整该调温区与该化学钢化区的温度。

前述的上下一体式钢化炉，其更包含一传送装置，藉以使该物料架在该调温区与该化学钢化区之间以一维方式垂直移动。

前述的上下一体式钢化炉，其中所述的传送装置包含一传动电机、一缆绳以及至少一滑轮，该缆绳的一端连接至该传动电机，另一端绕过设置于该物料架上方的该滑轮连接至该物料架的上部。

前述的上下一体式钢化炉，其中所述的调温区与该化学钢化区分别具有一第一温度感应线以及一第二温度感应线，该第一温度感应线与该第二温度感应线可分别侦测该调温区与该化学钢化区的温度，使得该调温区与该化学钢化区的温度可分别藉由该发热管调整。

前述的上下一体式钢化炉，其中所述的调温区的内壁与该化学钢化区的内壁是以不锈钢制成，该调温区具有一侧门，一产品可藉由该侧门放置于该物料架。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明上下一体式钢化炉至少具有下列优点及有益效果：由于本发明揭露的上下一体式钢化炉的调温区与化学钢化区设置于同一槽体的密闭空间中，且调温区设置于化学钢化区上方，调温区既可作为预热炉使用，也可作为冷却炉用，使得一产品与外界空气隔绝，预热、钢化、冷却在同一槽体内完成，并且以机械传动在一维方向缓慢移动产品来完成产品的预热、钢化、冷却，因此，能够最大程度地减少人员操作，同时可以避免产品在化学钢化过程中，物料传递时与空气接触导致的冷热冲击，本发明的上下一体式钢化炉具有结构简单，受环境温差影响小的特点，对于提升产品品质有显著的作用。

综上所述，本发明构造简单，成本较低，产品与外界空气隔绝，不但可以保证预热效果，而且不会受到冷热冲击，不仅可以适用于一般手机视窗玻璃镜片，也可以应用于大尺寸玻璃强化，非常适于实用。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明一较佳实施例的上下一体式钢化炉的侧视示意图。

图2是图1中，物料架移至化学钢化区进行化学钢化制程的示意图。

图3是图1中，物料架移至调温区进行降温的示意图。

200：上下一体式钢化炉            210：槽体

211：调温区                      212：化学钢化区

213：调温区的内壁                214：化学钢化区的内壁

220：物料架                      221：隔热板

230：风循环系统                  231：可开闭式排气口

232：风扇                        233：气流导引结构

234：可开闭式进气口              240：发热管

243：第一温度感应线              244：第二温度感应线

250：侧门                        260：传送装置

261：传动电机                    262：缆绳

263：滑轮                        290：隔热结构

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的上下一体式钢化炉其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以权利要求的专利保护范围为准。再者，为了提供更清楚的描述及更容易理解本发明，图示内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。

请参阅图1所示，是根据本发明一较佳实施例的上下一体式钢化炉200的侧视示意图。本发明一较佳实施例的上下一体式钢化炉200，包含：一槽体210、一物料架220以及一风循环系统230。

上述的槽体210，包含一调温区211及一化学钢化区212，该化学钢化区212内具有高温的硝酸钾熔盐，调温区211设置于化学钢化区212的上方，要进行化学钢化的产品可在调温区211进行预热及冷却，调温区211与化学钢化区212均与外界热隔绝；其中，调温区211的内壁213与化学钢化区212的内壁214是以不锈钢制成，且槽体210外侧由一隔热结构290整体包覆，以加强调温区211及化学钢化区212与外界热隔绝，在本实施例中，隔热结构290是为炉体保温棉，但本发明并不以此为限，其他可以达到相同功能的隔热方式均可使用。

该调温区211，具有一侧门250，例如一般烤箱的门片设计，要进行化学钢化的产品可藉由侧门250放置于物料架220。调温区211与化学钢化区212分别设置有发热管240，藉以分别独立提供热源，以各自独立进行温度的调整；另外，调温区211与化学钢化区212分别具有第一温度感应线243以及第二温度感应线244，该第一温度感应线243与第二温度感应线244分别连接至独立的温度控制器(图中未绘出)并可各自侦测调温区211与化学钢化区212的温度，使得调温区211与化学钢化区212的温度可以分别藉由发热管240进行调整。第一温度感应线243以及第二温度感应线244分别具有一不锈钢套管，藉以保护前述的第一温度感应线243以及第二温度感应线244。在本实施例中，前述的温度控制器为一种可编程逻辑控制器(Programmable logic Controller：简称PLC)，是采用比例积分微分(Proportion Integration Differentiation：PID)控制方法进行温度的控制，根据使用者预先设置的加热时间及升温速度进行加热，而能达到使用者指定的加热时间-温度曲线。

上述的物料架220，是用以承载要进行化学钢化的产品(例如玻璃)，物料架220可作一维方向的垂直移动，在调温区211或化学钢化区212之间来回移动，移至调温区211进行预热或冷却，或者移至化学钢化区212进行化学钢化。在本实施例中，物料架220是藉由一传送装置260使得物料架220在调温区211与化学钢化区212之间缓慢地垂直移动。

该传送装置260，其包括一传动电机261、一缆绳262以及至少一滑轮263，缆绳262的一端连接至传动电机261，另一端绕过设置于物料架220上方的滑轮263连接至物料架220的上部。前述的传动电机261是以一可编程逻辑控制器(Programmable logic Controller：简称PLC)进行控制，可编程逻辑控制器为目前工业上广泛使用的一种微电脑控制器，其控制原理是根据使用者预先设置完成的程序，当有信号输入时，输出不同的信号以进行自动化的传动控制。

另外，物料架220的下方配置有一隔热板221，用以隔绝调温区211与化学钢化区212之间的热传递，在进行预热时，隔热板221在硝酸钾熔盐上方，且具有隔热效果；进行化学钢化时，隔热板221随物料架220浸入硝酸钾熔盐。

为应用于高温环境，本实施例中，隔热板221是以不锈钢制成，但并不以此为限，隔热板221也可以使用其他可耐高温的材质制作。另外，在另一实施例中，上述隔热板221可设置复数的孔洞以形成隔热网板，提供硝酸钾熔盐通过，隔热板221位于调温区211与化学钢化区212之间时可部分隔绝调温区211与化学钢化区212之间的热传递，在化学钢化区时，可加强产物与销酸钾熔盐的接触，在此实施例中，隔热板221可采用网状不锈钢制成，网状的目数可介于20-320之间。

风循环系统230设置于调温区211上方，用以使槽体成为一密闭空间且可调整调温区211的温度，本实施例中，风循环系统230包含至少一可开闭式排气口231、至少一风扇232、至少一气流导引结构233以及可开闭式进气口234，藉以使调温区211的温度均衡。

请参阅图1至图3所示，下面说明进行化学钢化的方法。首先，请参阅图1所示，将要进行化学钢化的一产品藉由侧门250放置于物料架220，开始进行预热。进行预热时，开启调温区211的发热管240，通过第一温度感应线243的温度侦测与温度控制器控制调温区211的温度，同时关闭可开闭式排气口231与可开闭式进气口234，以及藉由隔热结构290包覆槽体的结构设计，使得调温区211与外界隔开，藉以达到隔绝外界空气的效果。另外，开启风扇232增加调温区211内热风循环，藉以达到调温区211内热气流循环的效果，使得产品预热至与化学钢化区212接近的温度。在本实施例中，预热是由常温渐渐加热至约400℃左右，并持续2小时，使得产品可充分预热。

接着，请参阅图2所示，是图1中物料架移至化学钢化区进行化学钢化制程的示意图。化学钢化区212的发热管240持续开启，藉由第二温度感应线244与温度控制器的控制，使得化学钢化区212的温度维持于所需的温度，例如化学钢化区212的温度可维持于400℃，在此温度下，硝酸钾熔盐呈现液态。然后，将物料架220垂直移至化学钢化区212进行化学钢化，使得产品浸入400℃的硝酸钾熔盐，进行硝酸钾离子交换的钢化过程，持续时间约为8小时。

请参阅图3所示，是图1中物料架移至调温区进行降温的示意图。化学钢化完成后，将物料架220垂直移至调温区211进行冷却。在进行冷却时，关闭调温区211的发热管240，适度开启可开闭式排气口231与可开闭式进气口234，以及利用气流导引结构233导引由可开闭式进气口234进入的外部空气，藉以使该调温区的温度均衡。另外，开启风扇232将调温区211内的热空气藉由可开闭式排气口231排至外界，藉以达到指定的温度下降曲线，避免产品完成化学钢化后，在冷却过程中受冷热冲击而破裂，造成优良率降低。本实施例中，冷却是由400℃渐渐降温至200℃，再由200℃渐渐冷却至常温，冷却时间约为1小时，此时，产品不会受到过大冷热冲击而破裂。

本发明的上下一体式钢化炉，不仅构造简单，成本较低，产品与外界空气隔绝，而且密闭式的调温区211的温度可以依据使用者的需求自由调整，而达到较佳的升温/降温曲线，因此能够有效地消除化学钢化过程中受外界环境温差引起的冷热冲击，提升产品的优良率，不但可以适用于一般手机视窗玻璃镜片，也可以应用大尺寸玻璃强化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种上下一体式钢化炉，其特征在于其包含：

一槽体，该槽体包含一调温区及一化学钢化区，其中，该调温区设置于该化学钢化区的上方，该调温区与该化学钢化区皆与外界热隔绝，且该调温区与该化学钢化区的温度可分别独立调整；

一物料架，该物料架可作一维方向的垂直移动，在该调温区或该化学钢化区之间来回移动；以及

一风循环系统，包含至少一可开闭式排气口、至少一风扇、至少一气流导引结构以及一可开闭式进气口，该风循环系统设置于该调温区上方，用以使该槽体成为一密闭空间且可调整该调温区的温度；

其中，预热时，关闭该可开闭式排气口与该可开闭式进气口，使得该调温区与外界隔开，用以使该槽体成为该密闭空间，并开启该风扇，以增加该调温区内的热风循环；以及

冷却时，开启该可开闭式排气口与该可开闭式进气口，该气流导引结构导引由该可开闭式进气口进入的外部空气，以调整该调温区的温度下降，并且开启该风扇将该调温区内的热空气藉由该可开闭式排气口排至外界。

2.根据权利要求1所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其更包括一隔热板，该隔热板设置于该物料架的下方，用以隔绝该调温区与该化学钢化区之间的热传递。

3.根据权利要求1所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其更包括一隔热网板，该隔热网板设置于该物料架的下方，用以部分隔绝该调温区与该化学钢化区之间的热传递。

4.根据权利要求1所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其更包括一隔热结构，该槽体的外侧由该隔热结构整体包覆，用以使该调温区及该化学钢化区与外界热隔绝。

5.根据权利要求1所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其中所述的调温区与该化学钢化区分别具有至少一发热管，以分别独立调整该调温区与该化学钢化区的温度。

6.根据权利要求1所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其更包含一传送装置，藉以使该物料架在该调温区与该化学钢化区之间以一维方式垂直移动。

7.根据权利要求6所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其中所述的传送装置包含一传动电机、一缆绳以及至少一滑轮，该缆绳的一端连接至该传动电机，另一端绕过设置于该物料架上方的该滑轮连接至该物料架的上部。

8.根据权利要求5所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其中所述的调温区与该化学钢化区分别具有一第一温度感应线以及一第二温度感应线，该第一温度感应线与该第二温度感应线可分别侦测该调温区与该化学钢化区的温度，使得该调温区与该化学钢化区的温度可分别藉由该发热管调整。

9.根据权利要求1所述的上下一体式钢化炉，其特征在于其中所述的调温区的内壁与该化学钢化区的内壁是以不锈钢制成，该调温区具有一侧门，一产品可藉由该侧门放置于该物料架。

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