CN106698897B - 一种振动控温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃熔融设备技术领域，公开了一种振动控温装置，包括熔炉，熔炉经隔板分为振动发生室和熔融室，振动发生室有进气口和出气口，振动发生室顶部连接有转轴，转轴下端伸入下方的圆形振动发生箱中，圆形振动发生箱的外圆周有进风齿和出气通道，进风齿中有进气通道，出气通道处有与出气通道的截面圆直径相同的圆球，圆形振动发生箱中有太阳轮、行星轮和齿轮框架，行星轮同时与太阳轮和齿轮框架啮合，转轴下端经多根连接杆与太阳轮和齿轮框架连接，连接杆通过铰接在连接杆上的支杆与圆球连接，行星轮和太阳轮下端连接有耐高温导热的振动片。本发明能够均衡玻璃液的温度，提升玻璃熔液质量。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃熔融设备技术领域，具体涉及一种振动控温装置。
背景技术
玻璃瓶在生产制作时，主要以石英砂、纯碱、石灰石和长石等为原料，将以上原料按适当的比例配合后，投入到熔融炉中进行高温熔融，使原料变成熔融态，再将玻璃液导入至玻璃瓶成型模具中吹气，制成需要的形状，最后将成型的玻璃瓶放入退火炉中退火，以消除玻璃瓶内部的应力，增强玻璃瓶的坚硬度。
目前，现有的玻璃熔炉加热装置多采用外加热，即在熔炉下方设置加热装置，通过辐射传热对玻璃原料进行加热，使玻璃原料熔融成流体。由于加热源在熔炉下方，在加热过程中，玻璃液下部的温度较高，而上部的温度较低，造成炉内玻璃液温度不均匀，而由于低温玻璃液的流动性和延展性较高温玻璃液差，因此在用模具对温度不均的玻璃液吹制成型时，容易导致玻璃瓶瓶体的厚度不均匀，和玻璃瓶肩裂、肩薄等产品缺陷，从而生成次品，造成生产动力和劳动力的浪费，不利于生产。因此，我们需要一种能够均衡玻璃液温度的装置，以提升玻璃瓶的成品质量。
发明内容
本发明意在提供一种振动控温装置，以平衡熔炉中玻璃液的温度，提升玻璃液质量。
为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种振动控温装置，包括熔炉，熔炉为圆柱形，熔炉通过隔板分为上部的振动发生室和下部的熔融室，振动发生室的两端分别设有进气口和出气口，振动发生室顶部转动连接有转轴，转轴与隔板之间设有圆形振动发生箱，转轴下端延伸至圆形振动发生箱中，圆形振动发生箱与转轴固定连接，圆形振动发生箱的外圆周设有数个进风齿，数个进风齿中均设有进气通道，进气通道中均设有单向阀，圆形振动发生箱的外圆周还设有数个出气通道，数个出气通道处均设有圆球，圆球的直径均与出气通道的截面圆直径相同，圆形振动发生箱中设有行星齿轮机构，行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮和齿轮框架，太阳轮设置在齿轮框架中，行星轮同时与太阳轮和齿轮框架啮合设置，转轴下端连接有放射状的连接架，连接架具有中心杆和与圆球数量相同的连接杆，中心杆与太阳轮转动连接，多根连接杆均与齿轮框架固定连接，多根连接杆与齿轮框架连接的一端均铰接有支杆，支杆远离连接杆的一端均与圆球一一对应连接，行星轮和太阳轮下端均连接有耐高温导热的振动片，圆形振动发生箱的底部开有第一通槽，第一通槽中心设有第一挡板，第一挡板连接在太阳轮下端的振动片上，第一挡板与第一通槽的侧壁之间形成第一弧形槽，第一弧形槽的走向与行星轮绕太阳轮旋转时的轨迹的走向相同，隔板上设有第二挡板和第二弧形槽，第二挡板也连接在太阳轮下端的振动片上，第二弧形槽的走向与第一弧形槽的走向相同，振动片均伸入至隔板下方的熔融室中。
本方案的原理是：实际应用时，由进气口通入高温低压气体，高温低压气体吹送至圆形振动发生箱的进风齿之间，引起进风齿两侧的气流变化，在气压差作用下推动进风齿旋转，即推动圆形振动发生箱旋转。由于转轴与圆形振动发生箱固定连接，因此圆形振动发生箱将带动转轴旋转，而转轴与行星齿轮机构中的太阳轮和齿轮框架之间是通过连接架相连接的，并且太阳轮与连接架转动连接，齿轮框架与连接架固定连接，因此太阳轮将不跟随转动旋转，而齿轮框架跟随转轴旋转。行星轮被齿轮框架推动而自身旋转，同时围绕太阳轮转动，行星轮下端连接的振动片跟随行星轮运动。由于第一弧形槽和第二弧形槽的走向，即槽的延伸方向和槽的位置，与行星轮运动的方向和划过的位置相同，行星轮运动时，其下端连接的振动片将在第一弧形槽和第二弧形槽中滑动，行星轮不断与太阳轮和齿轮框架啮合，齿轮间的啮合将产生振动，并引起行星轮和太阳轮下端连接的振动片振动。并且，与连接架铰接的支杆跟随连接架旋转，与支杆连接的圆球也跟随支杆同步运动。此时，在低压气体作用下，圆形振动发生箱的旋转速度较慢，圆球跟随运动的速度较小，所受的离心力较小，圆球仅跟随支杆运动，圆球与出气通道的相对位置不变，出气通道处于关闭状态。同时，高温低压气体由进风齿中的进气通道处打开单向阀，而进入圆形振动发生箱中。由于圆形振动发生箱的进气口设置了单向阀，而出气通道处于关闭状态，高温低压气体在圆形振动发生箱中聚集，使箱内的温度升高，连接在行星轮和太阳轮下端的振动片将箱中的热量及时向下传导至玻璃液中，对玻璃液进行加热，提升玻璃熔融效率。行星轮下端的振动片的旋转对玻璃液进行搅拌，使玻璃液不断混合，均匀玻璃液的温度，同时，振动片均因行星轮与太阳轮不断啮合而产生振动，将热量以机械波的形式进行扩散传导，以调节玻璃液的温度变得均匀，利于玻璃液的熔融。此时，振动片对玻璃液进行加温与搅拌。
当圆形振动发生箱内的温度过高时，通入高压气体，高压气体使得圆形振动发生箱的旋转速度增快，由此，出气通道处的圆球获得较大的离心力，而在运动过程中发生漂移，并偏离出气通道，使出气通道打开，由此，圆形振动发生箱开始排气，防止温度过高损坏机械结构，此时的振动片仅对玻璃液进行搅拌。气压减小后，圆形振动发生箱旋转变慢，圆球运动所受离心力也变小，圆球逐渐回落至原位将出气通道关闭。
本方案的有益效果：本技术方案，通过气流的进入带动行星齿轮机构旋转，使行星轮下端的振动片自转的同时也整体旋转，从而对玻璃液进行全面搅拌，使玻璃液充分混合。同时利用行星齿轮机构之间不断啮合产生的振动，使振动片振动，利用振动片的振动将热量以机械波的形式扩散传导，加快玻璃液间温度的传递，使玻璃液温度变得均匀，有效解决了现有熔炉因结构缺陷导致的玻璃液温度不均匀的问题，提升了玻璃液的熔融质量。并且通过通入不同压强的气流，实现对玻璃液的自动加热与搅拌，和在温度较高时，圆形振动发生箱的自动排气与散热，防止机械结构因高温损坏，延长装置使用寿命。
优选的，作为一种改进，进气口和进气通道均沿圆形振动发生箱的外圆周的切线方向设置，由于圆形振动发生箱在转动时，将会在箱体周围形成空气环流层，当从直线方向或斜向方向进气时，气流与环流将发生碰撞，导致气体难以进入到圆形振动发生箱的内部，而采用切向方向进气，使气流与环流方向一致，气流就能跟随环流运动而十分容易进入到圆形振动箱内部。
优选的，作为一种改进，太阳轮为非圆齿轮，齿轮框架内侧壁的轮廓跟随太阳轮的外周轮廓变化。非圆齿轮是分度曲面不是旋转曲面的齿轮，它和另一个齿轮组成齿轮副以后，在啮合过程中，其瞬时角速度比按某种既定的运动规律而变化，非圆齿轮的外沿为不平滑曲线，具有凸起。在绕太阳轮旋转时，行星轮运动至太阳轮的凸出部位时，将受到太阳轮凸出部位给予的撞击力，从而产生更加强烈的振动，使振动片的振感增强，从而加快对玻璃液温度的传导。
优选的，作为一种改进，行星轮设有多个，多个行星轮的下端均连接有振动片，通过多个振动片的同时振动与温度传导，有效提升温度调节效率，加快玻璃液的均匀受热速度。
优选的，作为一种改进，振动发生室的进气口设有多个，通过多个进气口，能够从不同方向同时进气，从而加快对玻璃液的热传导和搅拌，提升玻璃液的熔融质量和熔融速度。
优选的，作为一种改进，出气口与进气口之间通过气泵连接，由圆形振动发生箱中排出的气体，经气泵又引回至进气口处，由此对气体进行重复利用，有效提高气体的热量利用率，降低生产成本。
优选的，作为一种改进，支杆上连接有复位弹簧，复位弹簧的另一端与连接杆连接。当圆球因较大离心力而发生漂移偏离出气通道后，在圆形振动发生箱降速后，圆球在弹簧的拉伸作用下实现快速自动复位，及时将出气通道关闭，避免圆形振动发生箱中不必要的热量散失。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例中行星齿轮机构的结构示意图。
图3和图4均为本发明实施例中连接杆与圆球连接结构图。
图5为本发明实施例中圆球发生漂移时的结构示意图。
图6为本发明实施例中太阳轮、圆形振动发生箱底部和隔板的连接结构图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：振动发生室1、熔融室2、圆形振动发生箱3、复位弹簧4、进风齿5、进气通道6、单向阀7、出气通道8、圆球9、太阳轮10、行星轮11、齿轮框架12、振动片13、隔板14、进气口15、出气口16、转轴17、气泵18、连接杆19、支杆20、第一通槽21、第一挡板22、第一弧形槽23、中心杆24、第二挡板25、第二弧形槽26、气管27。
实施例基本如图1和图2所示：一种振动控温装置，包括熔炉，熔炉为圆柱形，熔炉通过隔板14分为上部的振动发生室1和下部的熔融室2，振动发生室1左端设有进气口15，振动发生室1的右端设有出气口16，出气口16与进气口15通过气泵18和气管27连接，振动发生室1顶部转动连接有转轴17，转轴17下端延伸至下方的圆形振动发生箱3中，圆形振动发生箱3与转轴17固定连接，圆形振动发生箱3的外边沿设有九个进风齿5，九个进风齿5中均设有进气通道6，进气通道6中均设有单向阀7，进气口15和进气通道6均沿圆形振动发生箱3的外圆周的切线方向设置，圆形振动发生箱3的外边沿还设有九个出气通道8，九个出气通道8处均设有圆球9，圆球9的直径均与出气通道8的截面圆的直径相同，圆形振动发生箱3中设有行星齿轮机构，行星齿轮机构包括太阳轮10、三个行星轮11和齿轮框架12，太阳轮10设置在齿轮框架12中，三个行星轮11均同时与太阳轮10和齿轮框架12啮合设置，转轴17下端通过放射状的连接架与太阳轮10和齿轮框架12连接。如图2或图3所示，连接架具有中心杆24和九根连接杆19，中心杆24与太阳轮10转动连接，九根连接杆19与齿轮框架12焊接，如图4所示，九根连接杆19与齿轮框架12连接的一端均铰接有支杆20，连接杆19与对应的支杆20之间均设有复位弹簧4，支杆20的另一端均与圆球9一一对应连接，太阳轮10和三个行星轮11下端均固定连接有耐高温导热的振动片13，如图6所示，圆形振动发生箱3的底部开有第一通槽21，第一通槽21中心设有第一挡板22，第一挡板22与太阳轮10下端的振动片13焊接，第一挡板22与第一通槽21的侧壁之间形成第一弧形槽23，第一弧形槽23的走向与行星轮11绕太阳轮10旋转时的轨迹的走向相同，隔板14上设有第二挡板25和第二弧形槽26，第二挡板25也焊接在太阳轮10下端的振动片13上，第二弧形槽26的走向与第一弧形槽23的走向相同，四个振动片13均伸入至隔板14下方的熔融室2中。
本实施例中，实际应用时，由进气口15向圆形振动发生箱3中通入高温低压气体，高温低压气体推动进风齿5旋转，即推动圆形振动发生箱3旋转，从而带动转轴17旋转，由此齿轮框架12跟随转轴17旋转，太阳轮10不动，三个行星轮11开始自转，同时绕太阳轮10公转，三个行星轮11不断与太阳轮10和齿轮框架12啮合并产生振动，引起四个振动片13振动，并且支杆20跟随连接架旋转，圆球9也跟随支杆20同步旋转，此时圆球9所受的离心力较小，圆球9仅跟随支杆20运动，圆球9与出气通道8的相对位置不变，出气通道8处于关闭状态。高温低压气体由进风通道6进入圆形振动发生箱3中，在圆形振动发生箱3中聚集，使圆形振动发生箱3内的温度升高，四个振动片13将圆形振动发生箱3中的热量及时向下传导至玻璃液中，对玻璃液进行加热，提升玻璃熔融效率，同时行星轮下端的三个振动片13的旋转对玻璃液进行搅拌，使玻璃液不断混合，均匀玻璃液的温度。四个振动片13振动的同时，将热量以机械波的形式进行扩散传导，以调节玻璃液的温度变得均匀，利于玻璃液的熔融。此时，振动片13对玻璃液进行加温与搅拌。
当圆形振动发生箱3内的温度过高时，通入高压气体，高压气体使得圆形振动发生箱3的旋转速度增快，出气通道8处的圆球9由此获得较大的运动离心力，如图5所示，圆球9在较大的离心力作用下拉伸复位弹簧4并发生漂移，偏离出气通道8，使出气通道8打开。圆形振动发生箱3开始由出气通道8排气，防止温度过高损坏机械结构，此时的振动片13仅对玻璃液进行搅拌。气压减小后，圆形振动发生箱3旋转变慢，圆球9所受运动离心力减小，在复位弹簧4的作用下快速回位，从而将出气通道8关闭，通入高温低压气体，玻璃液再次进入加热状态。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.一种振动控温装置，包括熔炉，所述熔炉为圆柱形，熔炉通过隔板分为上部的振动发生室和下部的熔融室，其特征在于：所述振动发生室的两端分别设有进气口和出气口，振动发生室顶部转动连接有转轴，转轴与隔板之间设有圆形振动发生箱，转轴下端延伸至圆形振动发生箱中，圆形振动发生箱与转轴固定连接，圆形振动发生箱的外圆周设有数个进风齿，数个进风齿中均设有进气通道，进气通道中均设有单向阀，所述圆形振动发生箱的外圆周还设有数个出气通道，数个出气通道处均设有圆球，圆球的直径均与出气通道的截面圆直径相同，所述圆形振动发生箱中设有行星齿轮机构，行星齿轮机构包括太阳轮、行星轮和齿轮框架，太阳轮设置在齿轮框架中，行星轮同时与太阳轮和齿轮框架啮合设置，所述转轴下端连接有放射状的连接架，连接架具有中心杆和与所述圆球数量相同的连接杆，中心杆与所述太阳轮转动连接，多根连接杆均与齿轮框架固定连接，多根连接杆与齿轮框架连接的一端均铰接有支杆，支杆远离连接杆的一端均与所述圆球一一对应连接，所述行星轮和太阳轮下端均连接有耐高温导热的振动片，所述圆形振动发生箱的底部开有第一通槽，第一通槽中心设有第一挡板，第一挡板连接在太阳轮下端的振动片上，第一挡板与第一通槽的侧壁之间形成第一弧形槽，第一弧形槽的走向与行星轮绕太阳轮旋转时的轨迹的走向相同，所述隔板上设有第二挡板和第二弧形槽，所述第二挡板也连接在太阳轮下端的振动片上，第二弧形槽的走向与第一弧形槽的走向相同，振动片均伸入至隔板下方的熔融室中。
2.根据权利要求1所述的一种振动控温装置，其特征在于：所述进气口和进气通道均沿圆形振动发生箱的外圆周的切线方向设置。
3.根据权利要求2所述的一种振动控温装置，其特征在于：所述太阳轮为非圆齿轮，齿轮框架内侧壁的轮廓跟随太阳轮的外周轮廓变化。
4.根据权利要求3所述的一种振动控温装置，其特征在于：所述行星轮设有多个，多个行星轮的下端均连接有振动片。
5.根据权利要求1或2所述的一种振动控温装置，其特征在于：所述振动发生室的进气口设有多个。
6.根据权利要求5所述的一种振动控温装置，其特征在于：所述出气口与进气口之间通过气泵连接。
7.根据权利要求6所述的一种振动控温装置，其特征在于：所述支杆上连接有复位弹簧，复位弹簧的另一端与所述连接杆连接。
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