CN102757171B

CN102757171B - 退火炉

Info

Publication number: CN102757171B
Application number: CN201210242111.4A
Authority: CN
Inventors: 李兢; 童莉莉; 黄为刚
Original assignee: Hubei New Huaguang Information Materials Co Ltd
Current assignee: Hubei New Huaguang Information Materials Co Ltd
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2032-07-12
Also published as: CN102757171A

Abstract

本发明提供一种退火炉，包括：炉体，用于支撑所述退火炉的其他部件，所述炉体的前端具有炉门；罩体，位于所述炉体内部，所述罩体的前端具有罩门；工作室，位于所述罩体内，在所述工作室与所述罩体之间形成供空气流通的空间；加热管，设置在所述炉体内部，位于所述工作室的外侧；以及双向进风轴流风扇，装于所述工作室内部后端，其轴向方向具有进风开口，所述双向进风轴流风扇用于通过所述进风开口从前后两端将所述工作室内的空气吸入，将所述空气形成气流并将所述气流向径向外侧排出，并使排出的所述气流沿所述工作室的内壁送出。本发明退火炉可有效提高工作室内温场的均匀性，也提高降温阶段的降温速度和降低了退火能耗。

Description

退火炉

技术领域

本发明涉及光学玻璃生产领域，尤其涉及一种光学玻璃生产中使用的退火炉。

背景技术

光学玻璃的生产工艺主要包括：熔炼、成型和冷却（粗退火）。冷却之后需要按照供货要求切割或压制成块料和型件，并且需要进一步进行精密退火，产品的光学性能、应力双折射等方面才能达到使用要求。因此，精密退火工艺对产品的最终性能有着重要影响。

目前，大部分高品质光学玻璃产品使用井式退火炉进行精密退火，该装置在退火降温阶段的冷却方式只能是自然冷却，导致生产周期较长，且单位产品退火能耗偏高。申请号为200910304940.9的发明提供的玻璃精密退火装置采用绝缘材料使玻璃处于等温体内，从而减少炉内温度不均匀，但其是针对直径达600～800mm，厚度达120～200mm的大尺寸玻璃块料所进行的精密退火，退火周期长达数月，并不适用于直径在360mm，厚度为40mm以下的常规尺寸的光学玻璃块料的精密退火。对于箱式精密退火炉，其退火工作仓内配置有鼠笼式风扇进行散热。这种鼠笼式风扇的扇页固定于一块圆形扇板上，因此只有扇叶一侧能够进风，使得箱式精密退火炉工作室内的热能循环为单向循环，导致其工作仓内温场达到均匀状态的速度较慢，温场均匀性也较差，影响生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高退火炉的工作室内温场的均匀性。

因此，本发明实施例提供的一种退火炉，包括：炉体，用于支撑所述退火炉的其他部件，所述炉体的前端具有炉门；

罩体，位于所述炉体内部，所述罩体的前端具有罩门；

工作室，位于所述罩体内，在所述工作室与所述罩体之间形成供空气流通的空间；

加热管，设置在所述炉体内部，位于所述工作室的外侧；以及

双向进风轴流风扇，装于所述工作室内部后端，其轴向方向具有进风开口，所述双向进风轴流风扇用于通过所述进风开口从前后两端将所述工作室内的空气吸入，将所述空气形成气流并将所述气流向径向外侧排出，并使排出的所述气流沿所述工作室的内壁送出。

本发明提供的退火炉能够形成加热封闭环境，使得温场达到均匀。在升温段和保温段用加热管加热工作室外的罩体，利用罩体的辐射热再加热工作室。罩体是用耐高温不锈钢制作的环形腔体，具有很好的热传导效果，其受热后能保持较好的热均匀性，因此其热辐射形成的温场均匀性也很好；工作室处于罩体热辐射形成的温场中央，双向进风轴流风扇的运转和导流罩使气流在工作室内和工作室与罩体之间形成两条循环流路，从而达到温场均衡的目的。

此外，在炉体上设置有烟囱的情况下，在自由降温段，为提高工作室降温速度，可打开冷风机和烟囱盖，冷风机抽入的冷风与炉腔内的热风通过双向进风轴流风扇搅拌后作用于工作室内的产品，使产品均匀、快速降温，炉体上方的烟囱还可以释放大量热量，达到缩短工作周期的目的。

附图说明

图1为本发明退火炉的结构示意图；

图2为本发明退火炉的双向进风轴流风扇的剖视图；

图3为本发明退火炉的双向进风轴流风扇的正视图。

附图标记说明

1：炉体；2：保温层；3：冷风机；4：驱动源；5：双向进风轴流风扇；6：导流罩；7：罩体；8：烟囱；9：加热管；10：工作室；11：罩门；12：炉门；51：轴套；52：后扇板支撑杆；53：平衡螺母；54：后扇板；55：扇叶；56：前扇板；57：前扇板支撑杆。

具体实施方式

如图1所示，本发明退火炉由炉体1、保温层2、冷风机3、双向进风轴流风扇5、导流罩6、罩体7、加热管9、工作室10以及炉门12等构成。炉体1用于支撑退火炉的其他部件，炉体1的前端具有炉门12（或以具有炉门12的一端为前端，以与前端相对的一端为后端）。罩体7位于炉体1的内部，其前端具有一可开合的罩门11；退火炉上的炉门12与罩门11对应。本实施例中的罩体7具体为马弗罩。加热管9位于炉体1内部，工作室10的外侧。工作室10位于罩体7内，工作室10与罩体7之间形成供空气流通的空间，工作室10的前端为敞开式结构。双向进风轴流风扇5装于工作室10内，并由位于工作室10外的驱动源4驱动，用于使空气在罩体7内沿既定的方向流动。此外，该驱动源4优选为电机。工作室10后壁由导流罩6构成，对从双向进风轴流风扇5径向流出的风进行导流，使其沿着工作室10的内壁以及工作室10与罩体7之间的空间循环流动。此外，还包括冷风机3，该冷风机的出风口位于工作室10和罩体7之间的空间里。在炉体1的顶部，设置有可开闭的烟囱8。

其中，工作室10包括上下左右四个方向上的四个侧壁以及由导流罩6构成的后壁。导流罩6与该四个侧壁连接的四个侧面中至少上下方向的侧面为斜面，以使得导流罩6突出于四个侧壁所在的空间，双向进风轴流风扇5位于该导流罩6中。

当退火炉开始工作时，即在退火工艺的升温段与保温段，冷风机3不通电，烟囱8的盖封闭，将需进行精密退火的产品码放在工作室10内，工作室10置于罩体7内，罩体7的罩门11关闭后，使罩体7内形成封闭的空腔。这时将加热管9通电加热，罩体7受热产生的辐射热再加热工作室10内的产品，驱动源4驱动双向进风轴流风扇5旋转，使风按照图1中箭头所指方向循环，双向进风轴流风扇5从前后两端吸入空气，然后将吸入的空气形成气流并向径向外侧排出，排出的气流沿导流罩6流动，并沿工作室10的内壁方向流向罩门11，在气流碰到罩门11后转向并分流，一部分沿工作室10和罩体7之间的空间流向工作室10的后方，并由双向进风轴流风扇5的后端吸入；另一部分沿着罩门11流到罩门11的中间并流回到工作室10，并由双向进风轴流风扇5的前端吸入。如此往复从双向进风轴流风扇5的前端和后端吸入热风形成双向循环，从而使工作室10内温场达到均衡。

当退火工艺处于自由降温段时，打开烟囱8的盖，启动冷风机3，利用双向进风轴流风扇5，对进入到退火炉内的冷风和炉内热风进行搅拌。此时，由于冷风的进入，使得炉内空气经由烟囱8排出，伴随着鼓入冷风，较冷的风可使产品降温速度加快，同时烟囱8也可散热，达到缩短退火周期、提高效率的目的。

本发明的炉体和罩体7之间，还设置有保温层2，用于减缓加热管9在升温段产生的热量的散发。

其中，加热管9可以位于罩体7外的上、下、左以及右方，罩体7也可以紧贴炉体1的内侧来安装，这种情况下可以将加热管9置于罩体7与工作室10之间，这样也能达到加热工作室10内的产品的效果。

通过在工作室10后端设置双向进风轴流风扇5，使得炉内空气从该双向进风轴流风扇5的前后两端吸入，并从径向外侧排出，能够形成图1中箭头所示的双向循环，从而有利于炉内温场快速达到均衡。该双向进风轴流风扇的结构详述如下。

如图2、图3所示，分别为本发明一个实施例提供的双向进风轴流风扇5的剖视图和正视图，该进风轴流风扇5包括：

轴套51，其轴向两端分别为前端和后端，其前端固定有前扇板支撑杆57，其后端固定有后扇板支撑杆52，前扇板支撑杆57和后扇板支撑杆52的另一端分别固定有前扇板56和后扇板54。前扇板56和后扇板54之间沿周向均匀布置有若干个扇叶55。轴套51的孔为双向进风轴流风扇5的两个进风开口，一个进风开口朝向罩门11，另一个进风开口朝向罩体7与工作室10之间。通过进风开口双向进风轴流风扇5能够从前后两端将工作室10内的空气吸入，将吸入的空气形成气流并将该气流向径向外侧排出，使排出的气流沿工作室10的内壁送出。

其中，后扇板支撑杆52沿轴套51的径向方向固定在轴套51的后端，当轴套51足够长，前扇板支撑杆52也可以沿轴套51的径向方向设置在轴套51的前端。但是轴套51太长重量就会增加，因此为了减轻整个风扇的重量，优选地，前扇板支撑杆57与轴套51的轴向方向之间具有一定的夹角，且前扇板支撑杆57以其径向外端比其径向内端远离后扇板支撑杆52的方式倾斜，在本实施例中，将前扇板支撑杆57、后扇板支撑杆52的与轴套51连接的一端称为径向内端，另一端称为径向外端。该夹角通常为50°～70°，优选地为60°，也可以根据扇叶55的长度、轴套51的长度等实际情况而定。相应地，将轴套51的前端加工成锥面，或者将轴套51前端的与前扇板支撑杆57相连接的部位加工成斜平面。

本实施例中，前扇板56和后扇板54均为不锈钢圆环形板，由于扇板过厚会增加整个风扇的重量，过薄又会容易在高温高速的环境下变形，经过实验测试，优选地其厚度范围为2mm～3mm。前扇板56和后扇板54同轴布置，且二者外半径相同。如图1所示，在本实施方式中，前扇板56和后扇板54是相同的形状、大小，但并不限于此，也可以是前扇板56和后扇板54具有不同的中央开口和尺寸。此时，只要根据前后扇板的中央开口的大小和外径的大小来调整前后扇板支撑杆的长短和角度即可。

扇叶55在与轴套51的轴线垂直的截面中与扇板的径向方向成15°～25°的夹角，优选地该角度为20°。扇叶55的数量通常为24～36片。

前扇板支撑杆57和后扇板支撑杆52只要是2根以上即可，通常各为3～4根，以保证支撑的牢固性。在图2所示的实施例中，前扇板支撑杆57和后扇板支撑杆52各设4根，这时其安装错位角为45°。若各采用3根，则安装错位角为60°。

此外，后扇板支撑杆52为全丝螺杆，为了增加后扇板支撑杆52与后扇板54的接触面积，增加牢固性，可以将后扇板支撑杆52的外端切除一部分以形成具有垂直于后扇板支撑杆52的轴向的径向平面以及沿后扇板支撑杆52的轴向的平面的台阶，以该台阶在对后扇板54定位的同时，实现后扇板支撑杆52与后扇板54的连接。

进一步地，每个后扇板支撑杆54上配装有两个相向安装的平衡螺母53，用于调节风扇的静平衡。

具体地，在完成各部分的焊接之后，在轴套51中穿入芯轴，并通过芯轴，将风扇整体固定于水平载置面上，然后调整平衡螺母53至轴套51的偏心距，直至风扇旋转在任何位置停住都能够达到静平衡状态，然后将每根后扇板支撑杆52上的两个平衡螺母53相向拧紧即可。此外，在两个平衡螺母53之间设有用于使两者不相对移动的机构（未示出）或者在两个平衡螺母53的相向的面上设置有防打滑结构（未示出）等，以确保两个平衡螺母3锁紧之后不会再次移动。

本实施例中前扇板支撑杆57和后扇板支撑杆52均焊接在轴套51上，前扇板56和前扇板支撑杆57、后扇板54和后扇板支撑杆52之间的连接均为焊接，这种牢固的连接方式使得本实施例的双向进风轴流风扇能够在高温的退火炉中使用。

本发明提供的退火炉由于在工作室内设置了双向进风轴流风扇，在该风扇高速旋转时，工作室前端和后端的空气能够从中空的轴套的两端吸入，并被扇叶从径向方向压出，当进风道被工作室和导流罩分隔成不同的空间时，就可以实现两个不同的循环风道。从而实现双循环。有利于工作室内的快速降温，并提高温场内达到均匀性的速度，从而提高生产效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种退火炉，其特征在于，包括：

炉体，用于支撑所述退火炉的其他部件，所述炉体的前端具有炉门；

罩体，位于所述炉体内部，所述罩体的前端具有罩门；

工作室，位于所述罩体内，在所述工作室与所述罩体之间形成供空气流通的空间，所述工作室包括由导流罩构成的后壁；

双向进风轴流风扇，装于所述工作室内部后端，其轴向方向两端分别具有进风开口，所述双向进风轴流风扇用于通过所述进风开口从前后两端将所述工作室内的空气吸入，将所述空气形成气流并将所述气流向径向外侧排出，并使排出的所述气流沿所述工作室的内壁送出。

2.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，所述工作室还包括位于除前后方向之外的四个方向上的四个侧壁，所述导流罩与所述四个侧壁连接的侧面中至少上下方向的两个侧面为斜面，使得所述导流罩突出于所述四个侧壁所在的空间，所述双向进风轴流风扇位于所述导流罩中，且所述双向进风轴流风扇的一个所述进风开口朝向所述罩门，另一所述进风开口朝向所述罩体与所述工作室之间。

3.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，所述双向进风轴流风扇包括：轴套，所述轴套的前端通过至少三个前扇板支撑杆固定圆环形的前扇板，所述轴套的后端通过至少三个后扇板支撑杆固定圆环形的后扇板，所述前扇板和所述后扇板之间沿周向均匀布置有若干个扇叶；所述轴套的孔为所述进风开口。

4.如权利要求3所述的退火炉，其特征在于，每个所述后扇板支撑杆上相向地设置有两个平衡螺母。

5.如权利要求4所述的退火炉，其特征在于，所述后扇板支撑杆为全丝螺杆。

6.如权利要求3所述的退火炉，其特征在于，所述前扇板和所述后扇板同轴且外圆周半径相同。

7.如权利要求3所述的退火炉，其特征在于，各所述后扇板支撑杆垂直于所述轴套的轴向方向；各所述前扇板支撑杆以其径向外端比其径向内端远离所述后扇板支撑杆的方式倾斜。

8.如权利要求7所述的退火炉，其特征在于，所述前扇板支撑杆与所述轴向方向的夹角为50°～70°。

9.如权利要求8所述的退火炉，其特征在于，所述前扇板支撑杆与所述轴向方向的夹角为60°。

10.如权利要求3所述的退火炉，其特征在于，所述前扇板支撑杆沿周向等间隔地位于所述前扇板所在的圆内，所述后扇板支撑杆沿周向等间隔地位于所述后扇板所在的圆内。

11.如权利要求3所述的退火炉，其特征在于，所述扇叶在垂直于所述轴套的轴线的截面中与所述轴套的径向方向的夹角为15°～25°。

12.如权利要求11所述的退火炉，其特征在于，所述扇叶在垂直于所述轴套的轴线的截面中与所述轴套的径向方向的夹角为20°。

13.如权利要求3所述的退火炉，其特征在于，所述前扇板和后扇板为厚度范围在2mm～3mm的不锈钢环形板。

14.如权利要求3-13任一项所述的退火炉，其特征在于，所述双向进风轴流风扇满足下列条件（1）～（3）中的至少一项：

（1）所述轴套与前扇板支撑杆、后扇板支撑杆之间，所述前扇板支撑杆与前扇板之间，所述后扇板支撑杆与后扇板之间均为焊接；

（2）所述扇叶的个数为24～36片；

（3）所述轴套的前端为锥面，或所述轴套的前端的与所述前扇板支撑杆连接的部位为斜平面。

15.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，还包括驱动源，设置在所述炉体外部，所述驱动源伸入进所述炉体内部以驱动所述双向进风轴流风扇。

16.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，还包括冷风机，所述冷风机的出风口伸入所述罩体内，且位于所述罩体与工作室之间。

17.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，还包括可开闭的烟囱，所述烟囱位于所述炉体的顶部。

18.如权利要求1-13、15-17中任意一项所述的退火炉，其特征在于，在所述罩体与所述炉体之间设置有保温层。