CN106277848A - 真空玻璃的连续式生产炉 - Google Patents

Abstract

一种真空玻璃的连续式生产炉，包括上料台、预热室、加热室、预抽室、真空室、预冷室、冷却室和下料台，以及加热系统、真空系统、传输系统和控制系统，真空室上有用于封闭真空玻璃抽气口的封口装置；本发明的真空玻璃的连续式生产炉其加热室不抽真空、真空室不加热，将真空玻璃的封边与抽真空工序连接在一起，一步法完成真空玻璃的封边、抽真空和封口，解决了连续式真空炉制作难度大、制作成本高和现有真空玻璃产能低、成本高等问题。

Description

真空玻璃的连续式生产炉

技术领域

本发明涉及设备制造领域，尤其涉及一种真空玻璃的连续式生产炉。

背景技术：

真空玻璃作为一种高性能的节能玻璃，越来越受到节能领域的重视；但是由于受到生产工艺和生产设备的限制，真空玻璃一直未能实现连续化、产业化生产；目前商品化生产的真空玻璃一般采用先高温封边、降温后安装抽气管路再加热抽真空最后封口的两步法、间歇式生产工艺，不但产能低，而且成本高、合格率低。真空玻璃的连续式生产设备也有许多研究和相关文献，如专利CN200510087373.8公开了一种连续式真空焊接炉，用于制备真空玻璃，所述真空玻璃焊接炉由放片台、真空预热室、真空焊接室、真空退火室、冷却室、取片台和中心控制系统等几个独立部分、积木式组合而成。连续式真空炉既要保证真空、又要保持高温，内部还有传输辊道等运动的部件，运动部件在高温、高真空下的密封、润滑，是一个十分困难的问题；让真空炉内长期保持高温状态，不但会带来密封和润滑方面的难题，而且需要增加许多冷却装置并浪费大量的能源；所以连续式真空焊接炉制作难度很大、制作成本很高，一条连续式真空焊接炉的造价高达数千万元。

发明内容：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种制作具有抽气口真空玻璃的连续式生产炉，本发明的真空玻璃的连续式生产炉其加热室不需要抽真空、其真空室不需要加热，将加热与真空分离开来、并使真空玻璃的封边与抽真空连在一起。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种真空玻璃的连续式生产炉，包括：上料台、预热室、加热室、预抽室、真空室、预冷室、冷却室和下料台，以及加热系统、真空系统、传输系统和控制系统；其特征在于加热室不抽真空、真空室不加热，亦即真空玻璃加热的时候不需要抽真空、抽真空时利用封边时的余热不需要再加热，将加热和抽真空分离开来，简化设备的制造工艺和降低设备的制造成本；将真空玻璃的封边与抽真空工序连接在一起，其特征还在于真空室上有用于封闭真空玻璃抽气口的封口装置，一步法完成真空玻璃的封边、抽真空和封口。

优选的，所述真空玻璃的连续式生产炉还可以具有加压室，所述加压室位于加热室与预抽室之间，所述加压室具有加压装置，所述加压装置使玻璃与封边焊料、玻璃与支撑物紧密结合和接触，所述加压室还可使真空玻璃初步降温、封边焊料初步凝固。

优选的，所述加压室和加热室可以合二为一，所述加热室、预抽室或真空室可以有加压装置，所述加热室的加压装置可以促进封边焊料的熔化，使玻璃与封边焊料、玻璃与支撑物紧密结合和接触；所述预抽室的加压装置可以使玻璃与封边焊料、玻璃与支撑物紧密结合和接触，使真空玻璃逐步降温、封边焊料逐步凝固，使真空玻璃在机械压力下抽真空，防止抽真空过程中真空玻璃真空腔的压力大于预抽室的压力(真空腔与预抽室的抽气速率不同)而使封边破坏或玻璃破碎；所述真空室的加压装置可以使封边焊料在外加压力状态下逐渐冷却直至完全凝固，防止玻璃的翘曲变形以及消除封边应力。

优选的，所述加压装置的加压方式为静态加压或动态加压的方式，所述静态加压是真空玻璃不动、采用机械加压或气压等方式将压力施加于真空玻璃的上、下玻璃上；所述机械加压时，真空玻璃可以通过辊道运行到加压位置，辊道下沉、使真空玻璃落在下压板上（下压板可采用花格板，辊道位于花格中，通过辊道的上、下移动，可使真空玻璃离开或落在下压板上），随之上压板向下移动，对真空玻璃进行加压；所述气压时，真空玻璃可以通过辊道运行到加压位置，通过定位系统将真空玻璃的抽气口定位在真空罩的下方，真空罩下移罩在抽气口上，抽真空使真空玻璃真空腔的压力小于真空玻璃所处环境的压力，利用外界气体的压力对真空玻璃进行加压；所述动态加压是采用上下辊道碾压的方式、在真空玻璃的传输过程中将压力施加于真空玻璃的上、下玻璃上，上层辊道的数量根据工艺要求，可以有一条至数条；所述加压的目的是使真空玻璃的上、下玻璃与焊料之间紧密结合，使真空玻璃的上、下玻璃与支撑物之间紧密接触，使焊料在外加压力的作用下逐渐冷却固化；所述加压方式优选采用上下辊道碾压的方式，既有利于连续操作、又有利于压力均匀可控。

优选的，所述加压室可以有冷却装置，如风冷装置，即上、下玻璃在加压前或加压后或加压过程中迅速进行风冷降温，使玻璃表面或其本体的温度在短时间内（一般为0.5-5分钟）降至280-370℃，以保持钢化玻璃的特性和缩短降温时间、提高生产效率。

优选的，所述预热室、加热室、预抽室、真空室和预冷室，每个室可以分别有一个外腔和零个至数个内腔；

优选的，所述外腔和内腔相互独立，外腔及每个内腔的温度或/和真空度可以不同，从内到外温度或/和真空度可依次降低，使各室的温度或/和真空度逐渐变化，解决了单一真空腔因内外温差或/和压差巨大而带来的密封困难。

优选的，所述真空系统可以包括多个真空机组，每个真空机组通过真空管与相应的真空腔连通；所述外腔和内腔可以分别通过各自的真空机组达到设定的真空度或气压。

优选的，所述预热室和加热室内设置有加热体，所述加热体可以对真空玻璃及炉腔进行加热和保温。

优选的，所述加热体为电加热管、加热带、加热丝、加热棒等，所述加热体均匀排列，设置在真空玻璃的下方或/和上方。

优选的，所述加热体采用跟踪加热的技术，即真空玻璃运动到哪里，哪里的加热体工作。

优选的，所述加热体为红外线加热体，包括近红外线加热体和远红外线加热体。红外线加热体安装方便，远红外线加热体对玻璃的加热效率高，近红外线加热体可选择性加热焊料和封边条框，即实现选择性局部加热。

优选的，所述预热室和加热室内有热风加热系统，所述热风加热系统可以对真空玻璃及炉腔进行加热和保温。

优选的，所述热风加热系统设置在真空玻璃的下方或/和上方。

优选的，所述热风加热系统采用内部循环、强制对流的加热方式，有利于提高加热速率和加热均匀性。

优选的，所述预抽室、真空室以及加压室中的一个或数个均可以安装真空玻璃、尤其是抽气口的探测装置和定位装置，所述探测装置包括图像识别系统、光电探测系统或机械触碰系统，所述定位装置包括自动升起的定位件和固定的限位件或对真空玻璃的纵向、横向分别进行调整定位的方正系统。

优选的，所述真空室可以安装一个至数个封闭真空玻璃抽气口的封口装置，所述封口装置的安装数量和位置与真空玻璃的规格和抽气口的数量相对应。

优选的，所述封口装置可以是固定式、活动式或是上部分固定、下部分活动。

优选的，所述封口装置在封闭真空玻璃的抽气口时可以是释放出焊料颗粒（或球），或是释放出焊料液滴，或是释放出封口片或件。

优选的，所述封边焊料和封口焊料包括玻璃焊料和金属焊料，即所述真空玻璃的连续式生产炉既可以加热玻璃焊料，也可以加热金属焊料。

优选的，所述封口装置可以由一个至数个工位，根据焊料和抽气口的种类和数量确定。

优选的，所述真空室可以安装一个至数个向真空玻璃抽气口装添吸气剂的添加装置，所述添加装置的安装数量和位置与真空玻璃的规格和抽气口的数量相对应。

优选的，所述添加装置可以是固定式、活动式或是上部分固定、下部分活动。

优选的，所述添加装置在装填吸气剂时可以是释放出吸气剂粉末、颗粒或小球，或是释放吸气剂条、片或块。

优选的，所述吸气剂可以在上、下玻璃合片前或合片时放置在上玻璃的上表面上，上玻璃的上表面上可以设置专门放置吸气剂的位置。

优选的，所述吸气剂包括蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂，所述吸气剂采用在线激活、即在所述真空玻璃的连续式生产炉内直接激活的方式，所述蒸散型吸气剂在真空玻璃封口后通过感应加热等方式局部加热、高温激活，所述非蒸散型吸气剂在真空玻璃封口前通过在添加装置或真空室内的高温、高真空下激活。

优选的，所述添加装置可以有一个至数个工位，根据吸气剂和抽气口的种类和数量确定。

优选的，所述添加装置与所述封口装置可以合二为一。

优选的，所述预抽室和真空室可以利用真空玻璃封边时的余热不需要加热系统，也可以有加热系统，所述加热系统不是加热玻璃，而是使各室保持恒定的温度、从而使每一片真空玻璃保持相同的生产工艺和参数、进而提高真空玻璃的合格率和保证产品的一致性，尤其是所述连续炉刚启动时，对各室进行预加热。

优选的，所述预抽室和真空室可以有各自的冷却系统，不但可以使真空玻璃快速冷却，而且使各室保持恒定的温度、从而使每一片真空玻璃保持相同的生产工艺和参数、进而提高真空玻璃的合格率和保证产品的一致性，尤其是所述连续炉长时间运行后时，对各室蓄积的热量进行疏散。

优选的，所述预抽室和预冷室可以是一个至数个，以实现真空度和温度的逐渐变化。

优选的，对于小型的连续炉，所述预热室、预抽室和预冷室中的一个或数个可以省去。

优选的，所述预热室、加热室、预抽室、真空室和预冷室，每个室可以分别有一个外腔和零个至数个内腔；

优选的，所述外腔或/和内腔的内表面为低辐射率表面或者表面镀有低辐射膜，可以进一步提高隔热保温性能。

优选的，所述外腔或/和内腔还可设置有一至数层隔热屏，隔热屏可以对外腔和内腔进行保温隔热。

优选的，所述隔热屏为表面光洁的金属板，或者表面镀有低辐射膜，可以进一步提高隔热保温性能。

优选的，所述外腔内的气压优选为1000Pa-0.1Pa，所述内腔内的气压优选为0.1Pa-0.0001Pa。

优选的，所述控制系统同时控制加热系统、真空系统和传输系统以及吸气剂的添加装置和封口装置。

本发明的有益效果是：

本发明的真空玻璃连续式生产炉采用加热和真空分离的方式，解决了现有真空炉既需要加热、又需要抽真空，导致真空炉制作难度大、制作成本高等问题。本发明的真空玻璃连续式生产炉将真空玻璃的封边与抽真空和封口连在一起，使现有的两步法生产工艺变为一步法，极大地提高了生产效率；本发明使真空玻璃在高温下（380-480℃）封边后直接抽真空，充分利用封边时的余热，既节省了能源和时间、大大降低了生产成本，又使真空排气的温度高达350-400℃，远远高于现有真空玻璃的排气温度150-250℃，真空玻璃的上、下玻璃经封边时的高温烘烤和高的真空排气温度可以使上、下玻璃表面吸附的气体迅速解吸，从而大大缩短抽真空的时间和提高真空玻璃的真空度，使真空玻璃有更好的隔热性能和更长的使用寿命。

本发明的真空玻璃的连续式生产炉，增加了加压室，或/和所述加热室、预抽室或真空室有加压装置，所述加压装置可使真空玻璃的上、下玻璃在焊料熔化、封接和凝固过程中以及在抽真空过程中始终受到外加压力的作用，不但能够促进封边焊料的熔化，使玻璃与封边焊料、玻璃与支撑物紧密结合和接触，焊接更加牢固可靠，而且能够防止抽真空过程中因压差而导致的封边破坏或玻璃破碎，还能防止玻璃的翘曲变形、消除封边应力。

本发明的真空玻璃的连续式生产炉，采用在真空下、通过抽气口在线添加吸气剂、在线激活吸气剂的方式，使吸气剂的添加、激活一步完成。

本发明的真空玻璃的连续式生产炉，实现了真空玻璃的一步法、连续式产业化生产，不但极大地增加了产能、降低了成本，而且大幅度提高了产品的合格率。

附图说明：

图1为本发明的真空玻璃的连续式生产炉纵截面结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明提供了一种真空玻璃的连续式生产炉，包括上料台、预热室、加热室、加压室、预抽室、真空室、预冷室、冷却室和下料台，以及用于对加热腔（预热室、加热室等）进行热处理的加热系统、用于对真空腔（预抽室、真空室、预冷室等）进行真空处理的真空系统、用于传送真空玻璃的传输系统、用于装填吸气剂的添加装置、用于封闭真空玻璃抽气口的封口装置和控制系统；所述真空腔和加热腔包括设置在最外层的外腔或/和依次设置在外腔内部的一个以上的内腔。所述外腔和内腔可相互独立，外腔和每个内腔的温度和真空度不同，从内到外温度和真空度依次降低；真空系统可包括多个真空机组，每个真空机组通过真空管与相应的真空腔连通；外腔和内腔可分别通过各自的真空机组达到设定的真空度（或气压）；各个加热腔内可以根据温度的要求设置电加热体或/和热风加热系统。

如图1所示，真空玻璃的连续式生产炉包括上料台1、预热室2、加热室3、加压室4、预抽室5、真空室6、预冷室7、冷却室8和下料台9，以及用于装填吸气剂的添加装置和用于封闭真空玻璃抽气口的封口装置14（合二为一），还包括加热系统、真空系统、传输系统和控制系统；真空腔（预抽室5、真空室6和预冷室7）的两端均设有炉门13，炉门13关闭后使预抽室5、真空室6和预冷室7成为独立的密封空间；真空系统由真空管和真空泵机组组成，用于调节真空腔内的真空度或气压。

各个加热腔（预热室2、加热室3等）可以根据需要设置加热体11，以此控制真空玻璃10的加热温度以及升温速率和降温速率，加热体11为加热丝、带、管或棒等形状，可以安装在辊道12的上侧、下侧或两侧，优选安装在下侧或两侧；各个加热体11可以根据要求单独开始加热或者停止加热，这样可以实现对真空玻璃10的跟踪加热；加热体11可以使用电阻加热、远红外加热等加热方式，优选红外线加热；为了进一步提高加热速率和加热均匀性，可以用循环热风加热系统代替加热体11。

预热室2、预抽室5和预冷室7可以有一个至数个，以实现温度和真空度的逐渐变化。

冷却室8始终处于常压状态下，内设出风管15，通过风机16对被加热的真空玻璃进行风冷降温。

真空玻璃的连续式生产炉的工作过程如下：

1 ）关闭所有炉门13，通过控制系统的计算机发出控制信号，控制真空系统中的真空泵机组以及加热体11对各个腔室进行加热升温和抽真空，使各个腔室达到所设定的基础温度和真空度，处于工作状态；

2 ）将预先处理好的真空玻璃10的上、下玻璃合片后通过人工或机械手置于上料台1上或真空玻璃10的上、下玻璃直接在上料台1上完成合片，启动上料台1和预热室2的辊道电机，将合片后的玻璃送入预热室2中，进行预加热，加热温度为150-300℃；

3）预加热温度或时间到达后，同时启动预热室2和加热室3的辊道电机，将玻璃送入加热室3中；关闭预热室2的辊道电机，将加热室3的辊道电机调整为慢速模式，玻璃缓慢前行、逐步加热至焊接温度300-450℃，再运行至加压室4中进行碾压和冷却至250-350℃；

4）焊料基本凝固后，打开预抽室5的进气开关，压力平衡后打开预抽室5的炉门，启动预抽室5的辊道电机，将封边后的玻璃送入预抽室5中；关闭进气开关、关闭炉门；打开真空管道开关、抽真空至1-100Pa；

5）预抽室5的真空度达到要求后关闭真空管道开关；打开真空室6的炉门13，同时启动预抽室5和真空室6的辊道电机，将玻璃送入真空室6中，关闭真空室6的炉门13；关闭预抽室5的辊道电机，将真空室6的辊道电机调整为慢速模式，在高真空10^-1-10^-3Pa下、玻璃缓慢前行，使真空玻璃10内的真空层达到与真空室6相同的真空度；同时继续降温，焊料凝固；

6）利用光电控制装置和机械定位系统或方正系统使真空玻璃10停止在吸气剂的添加装置和封口装置14的下方，封口装置14的下端中心正对于真空玻璃10抽气口的中心，误差一般为±0.5-1.5mm，依抽气口的大小而定，抽气口的直径一般为3-10mm；封口装置14可以有三个操作，第一个操作使在高温、高真空下激活的吸气剂颗粒通过抽气口进入真空玻璃10的真空腔内，第二个操作将抽气口的盖子盖上，第三个操作将金属焊料颗粒或液滴注入到抽气口的盖子上或周边；当吸气剂预先固定在盖子上时，封口装置14可以只有上述的后两个操作动作；当吸气剂（蒸散型）预先放置在真空玻璃10的真空腔内或盖子预先盖在抽气口上（也可不用盖子）时，封口装置14可以只有一个操作，即将金属或玻璃焊料颗粒或液滴注入到抽气口内，直接封堵抽气口；

7）封口焊料凝固后，打开预冷室7的炉门13，同时启动预冷室7和真空室6的辊道电机，将玻璃送入预冷室7中，关闭预冷室7的炉门；关闭真空室6的辊道电机，将预冷室7的辊道电机调整为慢速模式，在低真空下、玻璃缓慢前行、逐步降低温度和真空度，直至真空度降为零；打开冷却室8的炉门13，玻璃进入冷却室8中；

8）关闭预冷室7的炉门，将预冷室7抽真空至工作状态；关闭预冷室7的辊道电机，将冷却室8的辊道电机调整为慢速模式，打开风机16、将设定温度的冷却风通过风嘴15均匀吹拂在真空玻璃的上下表面上，在风冷状态下、玻璃缓慢前行、逐步降低温度，直至温度降至设定值后，真空玻璃进入下料台9，并进行在线隔声检测，将合格品与不合格品分别取走。

本发明的加热室、真空室都可以根据需要设置一个以上的内腔。

所述的预热室、预抽室和预冷室可以根据实际需要设置两个或者多个，以实现真空度和温度的逐渐变化。

本发明的真空玻璃的连续式生产炉，增加了加压室，通过上下辊道对玻璃的碾压，在焊料熔融软化情况下，使上下玻璃与焊料和支撑物紧密接触，达到与大气中相同的状态，在此状态下焊料逐渐凝固、焊接，从而减小或消除真空玻璃的封边应力。

本发明的真空玻璃的连续式生产炉，采用在真空室内在线装填吸气剂的方式，将吸气剂的激活和放置一步完成，不但工艺简单，而且可以利用吸气剂缩短真空玻璃抽真空的时间。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种真空玻璃的连续式生产炉，包括：上料台、预热室、加热室、预抽室、真空室、预冷室、冷却室和下料台，以及加热系统、真空系统、传输系统和控制系统；其特征在于加热室不抽真空、真空室不加热，将真空玻璃的封边与抽真空工序连接在一起，其特征还在于真空室上有用于封闭真空玻璃抽气口的封口装置，一步法完成真空玻璃的封边、抽真空和封口。

2.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于还具有加压室，所述加压室位于加热室与预抽室之间，所述加压室具有加压装置，所述加压装置使玻璃与封边焊料、玻璃与支撑物紧密结合和接触。

3.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述加热室、预抽室或真空室中的一个至三个室有加压装置，所述加压装置采用静态加压或动态加压的方式。

4.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述真空室或/和预抽室有真空玻璃或抽气口的探测装置和定位装置。

5.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述真空室安装由一个至数个封闭真空玻璃抽气口的封口装置，所述封口装置在封闭抽气口时释放出焊料颗粒（或球），或是释放出焊料液滴，或是释放出封口片或件。

6.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述加压室有冷却装置，用于对所述真空玻璃在加压前或加压后或加压过程中进行风冷降温。

7.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述真空室安装有一个至数个向真空玻璃抽气口装添吸气剂的添加装置，所述添加装置在装填吸气剂时释放出吸气剂粉末、颗粒或小球，或是释放吸气剂片、块或件。

8.如权利要求7所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述添加装置所装填的吸气剂包括蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂，所述吸气剂采用在线激活的方式。

9.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述预抽室、预冷室和预热室可以是一个至数个，以实现真空度和温度的逐渐变化。

10.如权利要求1所述的真空玻璃的连续式生产炉，其特征在于所述真空玻璃的封边、抽真空、装填吸气剂、激活吸气剂和封闭抽气口在所述真空玻璃的连续式生产炉内依次完成。