CN108328911B - 一种波浪形钢化玻璃的生产设备 - Google Patents
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Abstract
一种波浪形钢化玻璃的生产设备，包括沿工艺走向依次设置的上片台、加热炉、初步成型段、辊压修正段、钢化段和下片台；初步成型段包括上下设置的上模组和下模组以及沿玻璃输送方向设置的多排成型辊轮，上模组中设有多个用以波浪形玻璃凹面部分成型的上模具，上模具与成型辊轮上下对应，下模组中设有多个用以波浪形玻璃凸面部分成型的下模具，成型辊轮的母线与玻璃成型后凹面部分的下表面型线相吻合；辊压修正段主要由沿玻璃输送方向排列的安装有多个纺锤形辊轮的辊道组成，纺锤形辊轮的母线和与之接触的波浪形玻璃的界面型线相吻合。本设备使生产波浪形的钢化玻璃的生产实现了可能，解决了波浪形曲面光伏太阳能电池板生产的瓶颈。
Description
技术领域
本发明属于钢化玻璃加工领域，具体是一种钢化玻璃生产设备，用以生产波浪形的钢化玻璃。
背景技术
随着太阳能光伏行业的发展，对制作太阳能电池单元的辅材——玻璃也提出了更高的要求。目前的太阳能光伏板面板都是平的，虽然能满足发电的功能，但是还是具备如下的缺点：
（1）表面接受阳光的面积有限；
（2）单位面积可以布置的发电单位受限；
（3）强度不高，单位面积承载能力有限；
（4）排水不畅，容易积存灰尘，影响发电功能；
（5）造成阳光反射，形成光污染。
基于上述缺点，光伏行业对玻璃的形状提出了更高的要求。随着太阳能发电薄膜的发明，一种波浪形的太阳能发电板应运而生，而它的主要组成是单片或两片波浪状的钢化玻璃贴合发电薄膜而成。
波浪形的太阳能发电板完全克服了上述的缺点，相对应的优点如下：
（1）由于做成了波浪形状，表面积至少增加20%，单位表面接受阳光的面积增加；
（2）波浪形的表面积要大于平面的表面积，因受光面积增加，单片发电功率增加；
（3）强度增加，单位面积承载能力大大增强，承重载荷能力提高；
（4）波浪形的玻璃形成屋脊和槽型，排水顺畅，利于自洁，大大提高发电效率；
（5）对直射的太阳光形成散射，不会造成光污染；
（6）波浪形的玻璃的波峰和波谷形成完美贴合，可以组成整面的太阳能发电屋面，使整体建筑非常美观。
但是，目前市面上的钢化设备是制作平面的建筑钢化玻璃（窗户玻璃和玻璃幕墙），单圆弧柱面弯曲玻璃（汽车侧窗玻璃，建筑单圆弧形玻璃），并没有专门制作波浪形钢化玻璃的设备。
发明内容
本发明的目的是提出一种波浪形钢化玻璃的生产设备，用以生产波浪形的钢化玻璃。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种波浪形钢化玻璃的生产设备，包括沿工艺走向依次设置的上片台、加热炉、初步成型段、辊压修正段、钢化段和下片台；所述的初步成型段包括上下设置的上模组和下模组以及沿玻璃输送方向设置的多排成型辊轮，上模组中设有多个用以波浪形玻璃凹面部分成型的上模具，上模具与成型辊轮上下对应，下模组中设有多个用以波浪形玻璃凸面部分成型的下模具，在垂直于玻璃输送方向上，下模具与成型辊轮交替布置，所述成型辊轮的母线与玻璃成型后凹面部分的下表面型线相吻合，上模组和下模组分别由升降机构带动进行升降对加热后的玻璃压制成型；所述的辊压修正段主要由沿玻璃输送方向排列的安装有多个纺锤形辊轮的辊道组成，且辊道上下成对布置，上、下辊道之间形成供波浪形玻璃通过的通道，纺锤形辊轮的母线和与之接触的波浪形玻璃的界面型线相吻合。
所述的初步成型段还设有修边机构，以将玻璃边部贴合在上模具或下模具上。
所述辊压修正段的任意一对辊道中，至少一根辊道的一端设有修边机构，修边机构和另一根棍道同一端的纺锤形辊轮相对设置，以将波浪形玻璃的边部贴合在该纺锤形辊道上。
所述的初步成型段还设有修边机构，以将玻璃边部贴合在上模具或下模具上；所述辊压修正段的任意一对辊道中，至少一根辊道的一端设有修边机构，修边机构和另一根棍道同一端的纺锤形辊轮相对设置，以将波浪形玻璃的边部贴合在该纺锤形辊道上。
所述修边机构具有和成型后波浪形玻璃的边部弧面相切的修边斜面。
所述上模具和下模具中设有补充加热装置，并在上模具和下模具上与玻璃相接触的表面包覆耐高温柔性材料层。
所述升降机构以伺服电机作为驱动装置。
所述辊压修正段的上辊道安装有压力调整装置，对成型后的波浪形玻璃与上下辊道之间的间隙进行调整。
所述的加热炉为同时对多片玻璃进行加热的连续式加热炉，多片玻璃在加热炉内沿一个方向匀速运动。
在钢化段和下片台之间还设有水冷热冲击段，水冷热冲击段具有向钢化后玻璃表面喷射冷却水的喷水装置。
本发明所述的钢化设备与现有技术中传统钢化设备相比，具有以下有益效果：
第一，本设备使生产波浪形的钢化玻璃的生产实现了可能，解决了波浪形曲面光伏太阳能电池板生产的瓶颈。由于生产出的玻璃达到GB15763.2-2005钢化玻璃标准的要求，满足建筑玻璃安全要求规范，同时使得单片光伏发电板发电能力大大提高，设备的产能得到飞跃式提高，相对普通钢化设备2-3分钟钢化一个批次的产能，本设备可以做到15秒左右一批次生产。
第二，传统加热炉中，玻璃为往复式运动，在任意方向的最终阶段需要减速并换向，由于玻璃惯性的存在，该阶段往往会造成玻璃表面的划伤，而且，由于玻璃需要在加热炉中往复运动，因此，加热炉内只能进入一片玻璃，待完成加热出炉后，才可以再进入下一片玻璃，因此，就会影响玻璃的产能；而本发明中钢化设备采用的连续式加热炉，具有较长的加温区，玻璃在加热炉中朝一个方向匀速运动，即可满足玻璃加热的要求，这样既可以避免传统加热炉中玻璃表面的划伤，又允许多片玻璃同时在加热炉内运动，只需保证玻璃之间留有安全距离即可，因此可以大大的提高钢化玻璃的产能。
第三，玻璃的初步成型段依靠上模具和下模具的相对挤压对玻璃进行波浪形的成型，而且上模具和下模具由伺服电机驱动升降，可以做到上下模具空行程阶段的快速运动，在接触到玻璃后按照工艺要求的速度对玻璃压制成型；所用成型的上模具和下模具上均设有补充加热装置，模具表面包覆耐高温的柔性材料，这样可以对上模具和下模具进行补充加热，以避免玻璃在热态成型过程中玻璃的破损和冷压裂纹的缺陷；为了避免玻璃边部出现破碎并保证玻璃边部的成型，还在上模组或下模组的一侧设置修边机构，修边机构通过修边斜面将玻璃的边部压在与修边机构相对的成型辊轮上，使得玻璃的边部能与成型辊轮贴合来实现以上目的。
第四，辊压修正段中成对设置的纺锤形辊轮可以进一步对成型后的波浪形玻璃进行钢化前的修正，以确保玻璃形状的精确度，而且上辊道还具有压力调整装置，可防止上下辊道之间间隙过小造成玻璃破碎或者间隙过大玻璃形面尺寸不达标的问题。
第五，由于波浪形玻璃进过钢化成型后容易造成边部暗裂纹的出现，存在自行爆裂的隐患，同时由于本设备所生产的波浪形玻璃需要用于太阳能发电板，因此需要模拟自然界冬夏温差对玻璃进行耐受检验，以确保玻璃在温差急剧变化的情况下不会出现爆裂的现象。因此，本设备在钢化后，对钢化玻璃表面喷射冷却水，存在缺陷的玻璃经受不住剧烈冷热冲击而破裂，这样就确保了合格玻璃在以后使用过程中，不会出现爆裂的情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中初步成型段的结构示意图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是本发明中辊压修正段的结构示意图；
图5是图4中上下辊道的配合关系图；
图中标记：1、上片台，2、加热炉，3、初步成型段，4、辊压修正段，5、钢化段，6、水冷热冲击段，7、下片台，8、上模组，9、下模组，10、波浪形玻璃，11、升降螺杆，12、伺服电机，13、上模具，14、下模具，15、成型辊轮，16、修边机构，17、上支架，18、下支架，19、纺锤形辊轮，20、辊道，21、耐高温柔性芳纶绳，22、动力机构，23、支板。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，通过具体的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图所示，一种波浪形钢化玻璃的生产设备，包括按照工艺路线依次设置的上片台1、加热炉2、初步成型段3、辊压修正段4、钢化段5、水冷热冲击段6和下片台7，其中上片台1和下片台7为常规设备，其具体结构不作详细说明。
所述的加热炉2为连续式加热炉，具有足够长度的加温区，加温区的长度一般根据玻璃的厚度设计为12-25米，使得玻璃一次通过加热炉2加热区的时间能够满足玻璃加热时对时间的要求，即玻璃在加热炉2朝出炉方向的一个方向匀速运动即可达到软化温度出炉，因此，在使用中，待加热的玻璃可以逐片保持一定的间隔进入加热炉2，这样可以有效提升加热炉2的效率，提高钢化设备的产能，并防止因玻璃换向造成的表面划伤，由于加热炉2内输送玻璃的输送机构可以采用常规机构，因此在本实施例中不作详细说明。
所述的初步成型段3用于将加热后的玻璃压制成所需要的波浪形，初步成型段3包括上下设置的上模组8和下模组9以及沿玻璃输送方向设置的多排成型辊轮15，多排成型辊轮15由动力装置驱动，上模组8中设有多个用以波浪形玻璃10凹面部分成型的上模具13，上模具13与成型辊轮15上下对应，下模组9中设有多个用以波浪形玻璃10凸面部分成型的下模具14，在垂直于玻璃输送方向上，下模具14与成型辊轮15交替布置，所述成型辊轮15的母线与玻璃成型后凹面部分的下表面型线相吻合，上模组8和下模组9分别由升降机构带动进行升降对加热后的玻璃压制成型，多排成型辊轮15负责玻璃的输送以及与配合上模具13对玻璃的压制成型。
所述的上模组8和下模组9中还具有用以安装上模具13的上支架17和用以安装下模具14的下支架18，所述的上模具13通过一对支板23安装在上支架17上，所述的下模具14通过一对支板23安装在下支架18上，安装下模具14的一对支板23之间的空间供成型辊轮15所在辊道轴穿过，从而避免辊道轴对下模具14的升降造成干涉，上支架17和下支架18分别与各自的升降机构连接，实现上模8中所有上模具13的同步升降以及下模组9中所有下模具14的同步升降，在本实施例中，所述的升降机构采用由伺服电机12驱动的升降螺杆11，当然升降机构也可采用其他结构形式。
优选的，在初步成型段3中还设有修边机构16，如图2、3所示，两个修边机构16分别安装在上模组8和下模组9的边部，并且修边机构16上设有修边斜面，在压制成型的过程中，设置于下模组9的修边机构16通过修边斜面与波浪形玻璃10边部的弧面以相切的形式接触，以保证玻璃边部可以与上方邻近上模具13的表面贴合，同时设置于下模组9的修边机构16通过修边斜面与玻璃的另一边部的弧面以相切的形式接触，以保证该边部可以与下方邻近的下模具14表面贴合，从而确保波浪形玻璃10的边部成型，所述玻璃的边部是指与波浪形玻璃10波浪线相垂直的直边部分。
优选的，所述上模具13或下模具14中埋设有补充加热装置，以保证上模具13、下模具14接触玻璃的部分的温度，避免热态成型过程中玻璃产生破损或冷压裂纹缺陷，进一步的，在上模具13和下模具14接触玻璃的表面设有耐高温的柔性材料层，耐高温柔性材料可以选择芳纶。
所述的辊压修正段4主要由沿玻璃输送方向排列的安装有多个纺锤形辊轮19的辊道20组成，且辊道20上下成对布置并由动力机构22驱动，上、下两辊道20之间形成供波浪形玻璃10通过的通道，纺锤形辊轮19依次间隔安装在辊道20上，并形成纺锤形辊轮19沿辊道20长度方向的交替布置，且纺锤形辊轮19的母线和与之接触的波浪形玻璃10的界面型线相吻合，并在纺锤形辊轮19表面与玻璃接触的部位缠绕耐高温柔性芳纶绳21。
优选的，所述辊压修正段4内也设有修边机构16，如图5所示，在本实施例中，修边机构16分别安装在上部辊道20和下部辊道20的端部，并且上部辊道20和下部辊道20中修边机构16不在同一端安装，该修边机构16也具有一个修边斜面，并且该修边斜面为锥面，在波浪形玻璃10进入辊压修正段4对其形状进行辊压修正时，位于上部辊道20的修边机构16通过修边斜面与玻璃边部的弧面以相切的形式接触，以保证玻璃边部可以与下方邻近的纺锤形辊轮19的表面贴合，同时，位于下部辊道20的修边机构16通过修边斜面与玻璃另一边部的弧面以相切的形式接触，以保证玻璃边部可以与上方邻近的纺锤形辊轮19的表面贴合，从而实现对其边部的修正，以避免玻璃边部的破碎。
进一步的，所述初步成型段3和辊压修正段4内的修边机构16的修边斜面上设有耐高温的柔性材料层，具体的可以选择芳纶材料。
进一步的，为了防止上下辊道20之间间隙过小造成玻璃破碎或者间隙过大玻璃形面尺寸不达标的问题，所述上部辊道20的两端分别设有压力调整装置，调节辊道20的下压程度，压力调整装置可以采用机械领域常规的机构来实现。
所述的钢化段5内用于输送玻璃的辊道与辊压修正段4内辊道20结构相同，均设有纺锤形辊轮19，钢化段5内其他结构与常规钢化设备相同。
由于波浪形玻璃10经过钢化成型后容易造成边部暗裂纹的出现，存在自行爆裂的隐患，同时要求模拟自然界冬夏温差对玻璃进行耐受检验。因此，本设备设计有水冷热冲击段6，玻璃成型钢化后保持200摄氏度左右的情况下，由所设置的喷水装置向玻璃表面喷射冷却水（水温为室温20~30摄氏），缺陷玻璃经受不住剧烈冷热冲击而破裂，保证了玻璃在使用过程中不会出现爆裂的情况（自然界极限最大温差在-40~+55摄氏度）。
利用本发明所述的波浪形钢化玻璃生产设备进行波浪形钢化玻璃的加工流程如下：
浮法玻璃原片按图纸尺寸切割、磨边、打孔清洗后放入上片,1，设备在PLC控制系统的控制下玻璃间隔一段距离进加热炉2，炉内布置有电加热丝，按多个温度分区进行PID智能精确控温，玻璃由进片段向后炉门方向匀速移动，同时接受电炉丝提供的热量进行加热，待运行至后炉门附近时玻璃的温度接近软化点温度，随后进入高速出炉段，高速出炉电机开启将玻璃快速送出至初步成型段3，玻璃经过模具压制初步成型后，快速进入辊压修正段4进行形状修正，随后进入钢化段5进行钢化作业。玻璃钢化完成后，表面温度保持在200摄氏度左右，经冷水热冲击段6喷射冷水进行热冲击检验，具有缺陷的玻璃耐不住瞬间激烈的冷热冲击在此段破碎，合格的玻璃进入下片台7进行检验和包装。
本设备的发明，使生产波浪形的钢化玻璃的生产实现了可能，解决了波浪形曲面光伏太阳能电池板生产的瓶颈。由于生产出的玻璃达到GB15763.2-2005钢化玻璃标准的要求，满足建筑玻璃安全要求规范，同时使得单片光伏发电板发电能力大大提高，设备的产能得到飞跃式提高（相对普通钢化设备2-3分钟钢化一个批次的产能，本设备可以做到15秒左右一批次生产）。如果投放市场，将会得到很大的收益和设备效益。
Claims (10)
1.一种波浪形钢化玻璃的生产设备，包括沿工艺走向依次设置的上片台（1）、加热炉（2）、初步成型段（3）、辊压修正段（4）、钢化段（5）和下片台（7），其特征在于：所述的初步成型段（3）包括上下设置的上模组（8）和下模组（9）以及沿玻璃输送方向设置的多排成型辊轮（15），上模组（8）中设有多个用以波浪形玻璃（10）凹面部分成型的上模具（13），上模具（13）与成型辊轮（15）上下对应，下模组（9）中设有多个用以波浪形玻璃（10）凸面部分成型的下模具（14），在垂直于玻璃输送方向上，下模具（14）与成型辊轮（15）交替布置，所述成型辊轮（15）的母线与玻璃成型后凹面部分的下表面型线相吻合，上模组（8）和下模组（9）分别由升降机构带动进行升降对加热后的玻璃压制成型；所述的辊压修正段（4）主要由沿玻璃输送方向排列的安装有多个纺锤形辊轮（19）的辊道（20）组成，且辊道（20）上下成对布置，上、下两辊道（20）之间形成供波浪形玻璃（10）通过的通道，纺锤形辊轮（19）的母线和与之接触的波浪形玻璃（10）的界面型线相吻合。
2.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述的初步成型段（3）还设有修边机构（16），以将玻璃边部贴合在上模具（13）或下模具（14）上。
3.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述辊压修正段（4）的任意一对辊道（20）中，至少一根辊道（20）的一端设有修边机构（16），修边机构（16）和另一根辊道（20）同一端的纺锤形辊轮（19）相对设置，以将波浪形玻璃（10）的边部贴合在该纺锤形辊轮（19）上。
4.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述的初步成型段（3）还设有修边机构（16），以将玻璃边部贴合在上模具（13）或下模具（14）上；所述辊压修正段（4）的任意一对辊道（20）中，至少一根辊道（20）的一端设有修边机构（16），修边机构（16）和另一根辊道（20）同一端的纺锤形辊轮（19）相对设置，以将波浪形玻璃（10）的边部贴合在该纺锤形辊轮（19）上。
5.根据权利要求2、3、4任一项所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述修边机构（16）具有和成型后波浪形玻璃（10）的边部弧面相切的修边斜面。
6.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述上模具（13）和下模具（14）中设有补充加热装置，并在上模具（13）和下模具（14）上与玻璃相接触的表面包覆耐高温柔性材料层。
7.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述升降机构以伺服电机（12）作为驱动装置。
8.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述辊压修正段（4）的上部辊道（20）安装有压力调整装置，对成型后的波浪形玻璃（10）与上下辊道（20）之间的间隙进行调整。
9.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：所述的加热炉（2）为同时对多片玻璃进行加热的连续式加热炉，多片玻璃在加热炉（2）内沿一个方向匀速运动。
10.根据权利要求1所述的一种波浪形钢化玻璃的生产设备，其特征在于：在钢化段（5）和下片台（7）之间还设有水冷热冲击段（6），水冷热冲击段（6）具有向钢化后玻璃表面喷射冷却水的喷水装置。
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