CN110062483A - 一种浮法玻璃生产线上的电加热装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮法玻璃生产线上的电加热装置，其中，该电加热装置包括：电加热管、固定支架、绝缘板、方管、接线盒；所述电加热管内填充有绝缘物质，电加热管在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管内，所述主体段固定于方管外的固定支架上；所述绝缘板与固定支架接触；所述方管包括第一端口与第二端口，所述电加热管的补偿段的一端穿过方管的第一端口与电加热管的主体段连接；所述接线盒与方管的第二端口连接；所述接线盒内包含电缆连接柱和电连接端，所述电连接端在方管的第二端口处与电加热管的补偿段连接，所述电缆连接柱与所述电连接端连接。本发明还公开了上述电加热装置在浮法玻璃生产线上的应用。
Description
技术领域
本发明涉及浮法玻璃生产技术领域，尤其涉及一种浮法玻璃生产线上的电加热装置及其应用。
背景技术
浮法玻璃生产过程中，玻璃的成型过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。过渡辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品。在浮法玻璃生产线上，玻璃成型区域(例如锡槽0贝处、锡槽顶部、渣箱内)的温度稳定控制至关重要。
锡槽0贝处是玻璃液进入锡槽成型的咽喉，生产中，为保证进入锡槽的玻璃液温度，一般对锡槽0贝处进行电加热。
锡槽内部是玻璃成型的关键区域，其温度控制非常重要。锡槽的内部温度可以通过在锡槽顶部设置电加热器进行控制，以将热量供入锡槽中。
锡槽出口端的过渡辊台连接锡槽与退火窑，是玻璃由可塑自由状态渐变为弹性冻结状态的十分关键的阶段。在过渡辊台中传递玻璃板的过程中极易出现玻璃板弯曲的情况。为了保障玻璃产品质量，防止玻璃在锡槽的过渡辊台的渣箱内降温过快，电子玻璃生产线一般采取在渣箱内设置电加热的方法，来控制调整玻璃产品的翘曲品质等。
对于特种电子玻璃而言，在盖板玻璃日常生产中，玻璃产品品质及设备的损耗对运行成本起着至关重要的作用。设备的运行是否稳定，能够直接影响产品的质量。而玻璃成型区域的电加热装置的稳定运行能直接影响到玻璃产品的翘曲度、玻璃表面波纹度等品质，电加热装置的运行周期也直接影响到生产成本的投入。
在现有技术中，为了保证电加热丝与加热管之间的绝缘，在加热管里填充氧化镁为绝缘体，加热丝位于加热管中部，氧化镁用于隔绝加热丝与加热管接触而导致漏电，短路等情况。但是因为加热管结构形式复杂，并且需要将加热管弯曲成一定的形状后与固定支架进行焊接固定，易导致氧化镁在加热管内分布厚薄不均匀，焊接时极易击穿电加热管，使之绝缘性能下降，甚至出现接地漏电，同时更换电加热装置时，电加热管从室温直接进入700℃的高温下，由于加热管最先受热膨胀，加热管一般采用不锈钢材质，与填充物氧化镁膨胀系数差异巨大，造成填充氧化镁在管内疏松，使得电加热装置在使用过程中，加热丝经常与加热管接触，特别是弯曲位置，从而导致电路短路引起跳闸，例如，如果设置在渣箱内的电加热装置电路短路，会导致渣箱内温度急剧下降造成玻璃板面翘曲失控，造成严重的品质事故。另外电加热装置的使用不受控制，也会影响到使用周期，给生产成本带来严重的浪费。为此，需要对现有的电加热装置进行改良，考虑到生产的安全和品质的保障，避免对生产成本的浪费及减小对生产的影响。
发明内容
为解决现有技术中由于加热丝经常与加热管接触使得电路短路引起跳闸，而使玻璃成型区域温度不受控制，导致的玻璃品质下降、电加热装置运行周期短、投入成本增加等问题，本发明技术方案如下：
本发明提供一种浮法玻璃生产线上的电加热装置，其中，
该电加热装置包括：电加热管、固定支架、绝缘板、方管、接线盒；
所述电加热管内填充有绝缘物质，电加热管在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管内，所述主体段固定于方管外的固定支架上；
所述绝缘板与固定支架接触；
所述方管包括第一端口与第二端口，所述电加热管的补偿段的一端穿过方管的第一端口与电加热管的主体段连接；所述接线盒与方管的第二端口连接；
所述接线盒内包含电缆连接柱和电连接端，所述电连接端在方管的第二端口处与电加热管的补偿段连接，所述电缆连接柱与所述电连接端连接。
优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述电连接端外侧、以及所述主体段与补偿段的连接处的电加热管外侧均设置有陶瓷管。
优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述陶瓷管外还增设有外套管。
优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述电加热管的主体段包括一螺旋段，螺旋段的轴线与方管垂直；所述固定支架为板状，其位于螺旋段内侧并与螺旋段接触；所述绝缘板包括第一绝缘板和第二绝缘板，固定支架与电加热管接触处设置第一绝缘板，固定支架与电加热管的空隙处临近设置所述第二绝缘板；所述电加热装置还包括固定连接板，固定连接板的一端固定于固定支架上，另一端固定于方管上。
优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述电加热管的主体段在水平方向上可分为两段以上，每段的功率可以分别独立控制。
进一步优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，
所述电加热装置包括两个或以上电加热管，在所述电加热管的主体段上，每个电加热管都包括一螺旋段，所述螺旋段的轴线与方管平行，每个电加热管的螺旋段在水平方向上依次排列设置，
所述固定支架贯穿所有螺旋段；
通过分别控制每个电加热管的功率来控制主体段上每段的功率。
进一步优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述固定支架在水平方向上设有两个或以上挂钩。
进一步优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，在所述螺旋段的顶部与固定支架之间的空隙处，与固定支架接触设置所述绝缘板。
优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述方管内具有保温层，所述保温层材质选自岩棉、玻璃棉、泡沫塑料中的一种。
优选地，本发明的浮法玻璃生产线上的电加热装置，所述电加热装置还包括探温管。
本发明还提供一种如前所述的电加热装置在浮法玻璃生产线上的应用。发明的效果
使用本发明的电加热装置，在电连接端外侧使用陶瓷管，使电源路与固定支架绝缘；在主体段与补偿段的连接处的电加热管外侧使用陶瓷管，使电加热管与固定支架绝缘；绝缘板与固定支架接触设置，使得电加热管与固定支架有效绝缘，即使出现电加热丝与电加热管接触，或局部的绝缘物质等填充物过少，也不至于出现跳闸等情况发生。进一步地，在电加热管与固定支架临近但未接触的部位，与固定支架接触设置绝缘板，使得电加热装置在使用过程中，当电加热管与内部的电加热丝接触，并且由于重力作用或受热膨胀使得电加热管的某些部位发生弯曲变形，从而导致电加热管与固定支架接触时，也不会发生短路跳闸现象。
所述电加热装置可以根据生产工艺的需要，长期稳定的运行，并且具备在高温环境下长期工作的特性，保证玻璃品质。
附图说明
图1本发明一个具体实施方式的电加热装置的主视图
图2本发明一个具体实施方式的电加热装置的俯视图
图3本发明另一个具体实施方式的电加热装置的主视图
图4本发明另一个具体实施方式的电加热装置的俯视图
符号说明
1 电加热管
2 固定支架
3 绝缘板
31 第一绝缘板
32 第二绝缘板
4 方管
41 第一端口
42 第二端口
5 接线盒
51 电缆连接柱
52 电连接端
6 固定连接板
7 陶瓷管
8 保温层
9 探温管
10 挂钩
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
图1为本发明一个具体实施方式的电加热装置的主视图，图2为该具体实施方式的电加热装置的俯视图。如图1所示，所述浮法玻璃生产线上的电加热装置包括电加热管1、板状的固定支架2、方管4、接线盒5、第一绝缘板31、第二绝缘板32、固定连接板6、陶瓷管7、探温管9和保温层8。图2中，固定连接板6在图中不可见。
所述电加热管1内部具有电加热丝，电加热管1与电加热丝之间填充有绝缘物质；电加热管1在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管4内，电加热管1的补偿段为直线型，补偿段贯穿于方管4，所述主体段固定于方管4外的板状的固定支架2上，主体段为一螺旋段。如图1所示，方管4的延伸方向即为水平方向。
所述方管4包括第一端口41与第二端口42，所述补偿段的一端穿过方管4的第一端口41与主体段连接。
所述接线盒5与方管4的第二端口42连接，接线盒5内包含电缆连接柱51和两个电连接端52，所述电连接端52在方管4的第二端口42处与电加热管1的补偿段连接，所述电缆连接柱51与所述电连接端52连接，每个电连接端52外侧设有陶瓷管7，可以使电源路与固定支架2绝缘；所述主体段与补偿段连接处的电加热管1外侧同样设置有陶瓷管7，使电加热管1与固定支架2绝缘；所述陶瓷管7的厚度为1mm到1.9mm；陶瓷管7不但可以实现绝缘的作用，还具有耐高温的属性，长期使用不会损坏，可靠性强。
所述探温管9从方管4的第一端口41穿出，探温管9的末端延伸到螺旋段内侧；所述主体段通过固定连接板6固定在方管4上。通过探温管9可以实时观察电加热装置内部的温度，根据生产需求及时调整温度。
所述固定支架2顶部与电加热管1上部临近但不接触，所述固定支架2底部与电加热管1下部接触，第一绝缘板31设置在固定支架2底部与电加热管1接触处，第二绝缘板32临近固定支架2顶部与电加热管1的空隙处设置，第二绝缘板32同时接触固定支架2和电加热管1，使得当电加热装置使用时，电加热管1由于受热膨胀或电加热管1在自身重力的作用下下垂，导致固定支架2与电加热管1接触，这个时候也能使固定支架2与电加热管1有效绝缘，克服了现有技术中处于悬臂状态下的电加热管1下垂等情况的不足，从而使电加热装置的使用寿命大大增加。
图3为本发明另一个具体实施方式的电加热装置的主视图，图4为该具体实施方式的电加热装置的俯视图。如图3所示，所述浮法玻璃生产线上的电加热装置包括至少两个电加热管1(例如，可为2个、3个、4个、5个等电加热管1)、固定支架2、至少两个绝缘板3(例如，可为2个、3个、4个、5个等绝缘板3)、方管4、接线盒5、陶瓷管7、保温层8、至少两个挂钩10。图3中各组件在图4中皆可见。
所述电加热管1内部具有电加热丝，电加热管1与电加热丝之间填充有绝缘物质；所有电加热管1在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管4内，电加热管1的补偿段为直线型，补偿段贯穿于方管4，所述主体段焊接于方管4外的固定支架2上。
在所述主体段上，每个电加热管1各包括一螺旋段，所述螺旋段的轴线与方管4平行，每个螺旋段在水平方向上依次排列，所述固定支架2贯穿于所有螺旋段。如图3和图4所示，在一个具体的实施方式中，三个螺旋段的螺旋直径相同，每个螺旋段的轴线位于同一直线上，三个螺旋段互相不重合。
所述方管4包括第一端口41与第二端口42，所述补偿段的一端穿过方管4的第一端口41与主体段连接。
所述接线盒5与方管4的第二端口42连接，接线盒5内包含相等数量的电缆连接柱51和电连接端52，例如可为4个、6个、8个、10个等，所述电连接端52在方管4的第二端口42处与电加热管1的补偿段连接，所述电缆连接柱51与所述电连接端52连接，电连接端52外侧设有陶瓷管7，可以使电源路与固定支架2绝缘；所述主体段与补偿段连接处的电加热管1外侧同样设置有陶瓷管7，使电加热管1与固定支架2绝缘；所述陶瓷管7的厚度为2mm到3mm；
每个电加热管1的功率可分别控制，当玻璃液分别经过所述三个螺旋段的上方或下方时，通过分别控制各螺旋段所属的电加热管1的功率，可使得玻璃液经过主体段上不同位置的上方或下方时的加热功率不同。
所述固定支架2位于螺旋段内侧，其顶部设有两个或以上挂钩10，用来悬挂电加热装置，例如可为2个、3个、4个、5个等。
在一个优选的实施方式中，所述挂钩10设在固定支架2水平方向上的两端，在一个可选的实施方式中，所述挂钩10还可以设在每相邻两个螺旋段的间隔处的固定支架2上。
在一个优选的实施方式中，所述固定支架2为板状，其垂直于水平面，其顶部与电加热管1上部的螺旋段临近但不接触，其底部与电加热管1下部的螺旋段临近但不接触，所述绝缘板3与固定支架2接触，所述绝缘板3可临近固定支架2底部与电加热管1的空隙处设置。在一个可选的实施方式中，所述绝缘板3可临近固定支架2顶部与电加热管1的空隙处设置，也可在固定支架2与电加热管1焊接处设置。由于上述实施方式为包括多个电加热管1的电加热装置，因此电加热管1的主体段部分较长，用挂钩10悬挂起来之后，由于重力作用，相邻两个挂钩10之间的电加热管1容易下垂，导致固定支架2与电加热管1接触，此时在每个螺旋段顶部与固定支架2临近处设置绝缘板3，可以在电加热丝与电加热管1接触的情况下，也能使固定支架2与电加热管1有效绝缘。
在一个具体的实施方式中，所述陶瓷管7外还增设有外套管。外套管选用具有高机械强度和优良的耐腐蚀性能的材料，起到保护陶瓷管的作用。
在一个具体的实施方式中，所述电加热管1与电加热丝之间填充的绝缘物质可选自氧化镁或石英砂。
在一个具体的实施方式中，所述保温层8材质可选自岩棉、玻璃棉、泡沫塑料中的一种。
在一个具体的实施方式中，所述电缆连接柱51与功率调节器连接。
在一个具体的实施方式中，所述固定连接板6和固定支架2为耐高温不锈钢材质制造。
实施例
实施例1
本实施例为图1、2所示的电加热装置，其包括电加热管1、板状的固定支架2、第一绝缘板31、第二绝缘板32、方管4、接线盒5、固定连接板6、陶瓷管7、材质为岩棉的保温层8和探温管9。电加热管1内部具有电加热丝，电加热管1与电加热丝之间填充有氧化镁；电加热管1在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管4内，电加热管1的补偿段为直线型，补偿段贯穿于方管4，所述主体段固定于方管4外的板状的固定支架2上，主体段为一螺旋段。方管4的延伸方向即为水平方向。所述方管4包括第一端口41与第二端口42，所述补偿段的一端穿过方管4的第一端口41与主体段连接。所述接线盒5与方管4的第二端口42连接，接线盒5内包含电缆连接柱51和两个电连接端52，所述电连接端52在方管4的第二端口42处与电加热管1的补偿段连接，所述电缆连接柱51与所述电连接端52连接，每个电连接端52外侧设有陶瓷管7；所述主体段与补偿段连接处的电加热管1外侧同样设置有陶瓷管7；所述陶瓷管7的厚度为1.3mm；所述探温管9从方管4的第一端口41穿出，探温管9的末端延伸到螺旋段内侧；所述主体段通过固定连接板6固定在方管4上。所述固定支架2顶部与电加热管1上部临近但不接触，所述固定支架2底部与电加热管1下部接触，第一绝缘板31设置在固定支架2底部与电加热管1接触处，第二绝缘板32临近固定支架2顶部与电加热管1的空隙处设置，第二绝缘板32同时接触固定支架2和电加热管1。其中，电加热装置的冷态绝缘电阻为500MΩ。
实施例2
本实施例为图3、4所示的电加热装置，其包括3个电加热管1、固定支架2、3个绝缘板3、方管4、接线盒5、陶瓷管7、保温层8、4个挂钩10。所有电加热管1内部都具有电加热丝，电加热管1与电加热丝之间填充有氧化镁；所有电加热管1在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管4内，电加热管1的补偿段为直线型，补偿段贯穿于方管4，所述主体段焊接于方管4外的固定支架2上。在所述主体段上，每个电加热管1的各包括一螺旋段，所述螺旋段的轴线与方管4平行，每个螺旋段在水平方向上依次排列，所述固定支架2贯穿于所有螺旋段。三个螺旋段的螺旋直径相同，每个螺旋段的轴线位于同一直线上，三个螺旋段互相不重合。所述方管4包括第一端口41与第二端口42，所述补偿段的一端穿过方管4的第一端口41与主体段连接。所述接线盒5与方管4的第二端口42连接，接线盒5内包含6个电缆连接柱51和6个电连接端52，所述电连接端52在方管4的第二端口42处与电加热管1的补偿段连接，所述电缆连接柱51与所述电连接端52连接，电连接端52外侧设有陶瓷管7；所述主体段与补偿段连接处的电加热管1外侧同样设置有陶瓷管7，所述陶瓷管7的厚度为2.5mm；3个电加热管1的功率可分别控制，当玻璃液分别经过所述三个螺旋段的上方或下方时，通过分别控制各螺旋段所属的电加热管1的功率，可使得玻璃液经过主体段上不同位置的上方或下方时的加热功率不同。所述固定支架2位于螺旋段内侧，其顶部设有4个挂钩10，分别位于固定支架2两端以及每相邻两个螺旋段的间隔处的固定支架2上，挂钩10用来悬挂电加热装置。其中，电加热装置的冷态绝缘电阻为500MΩ。
对比例1
对比例1的电加热装置与实施例1的区别为：不包括第一绝缘板31、第二绝缘板32和陶瓷管7。
对比例2
对比例2的电加热装置与实施例2的区别为：不包括绝缘板3和陶瓷管7。
实验结果
1.在0贝处分别使用实施例1和对比例1的电加热装置进行加热，使0贝处温度达到生产所需温度。实施例1与对比例1的更换周期及两者分别测得的0贝处温度如下表1所示。表1中可以看出，采用本实施例的电加热装置进行加热，电加热装置运行更稳定，加热温度浮动范围小，电加热装置更换周期更长。
表1
| 序号 | 项目 | 实施例1 | 对比例1 |
| 1 | 温度 | 177±2℃ | 177±10℃ |
| 2 | 更换周期 | 8个月 | 3个月 |
2.在过渡辊部位分别使用实施例2和对比例2的电加热装置进行加热，使过渡辊部位温度达到生产所需温度。如图3或4所示，从左到右，控制三段功率分别为2.5kW、4kW、2.5kW。
选取使用实施例2的电加热装置而生产的0.33mm玻璃上的10个位置，记为位置1～10，测得玻璃翘曲度数据，如表2所示。对于对比例2的电加热装置而生产的玻璃，选取相同的位置1～10，测得玻璃翘曲度数据，如表2所示。
表2
实施例2与对比例2的更换周期、两者分别测得的过渡辊部位温度、以及使用两者进行加热最终生产的玻璃翘曲度如下表3所示。表3中可以看出，采用本实施例的电加热装置进行加热，电加热装置运行更稳定，加热温度浮动范围小，电加热装置更换周期更长，翘曲度更小。
表3
| 项目 | 实施例2 | 对比例2 |
| 温度 | 743±2℃ | 743±10℃ |
| 更换周期 | 12个月 | 6个月 |
| 翘曲度 | ≤0.3mm | ≤0.5mm |
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (11)
1.一种浮法玻璃生产线上的电加热装置，其中，
该电加热装置包括：
电加热管、固定支架、绝缘板、方管、接线盒；
所述电加热管内填充有绝缘物质，电加热管在水平方向上分为主体段与补偿段，所述补偿段位于方管内，所述主体段固定于方管外的固定支架上；
所述绝缘板与固定支架接触；
所述方管包括第一端口与第二端口，所述电加热管的补偿段的一端穿过方管的第一端口与电加热管的主体段连接；所述接线盒与方管的第二端口连接；
所述接线盒内包含电缆连接柱和电连接端，所述电连接端在方管的第二端口处与电加热管的补偿段连接，所述电缆连接柱与所述电连接端连接。
2.根据权利要求1所述的电加热装置，其中，所述电连接端外侧、以及所述主体段与补偿段的连接处的电加热管外侧均设置有陶瓷管。
3.根据权利要求2所述的电加热装置，其中，所述陶瓷管外还增设有外套管。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电加热装置，其中，
所述电加热管的主体段包括一螺旋段，螺旋段的轴线与方管垂直；
所述固定支架为板状，其位于螺旋段内侧并与螺旋段接触；
所述绝缘板包括第一绝缘板和第二绝缘板，固定支架与电加热管接触处设置第一绝缘板，固定支架与电加热管的空隙处临近设置所述第二绝缘板；
所述电加热装置还包括固定连接板，固定连接板的一端固定于固定支架上，另一端固定于方管上。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电加热装置，其中，所述电加热管的主体段在水平方向上可分为两段以上，每段的功率可以分别独立控制。
6.根据权利要求5所述的电加热装置，其中，
所述电加热装置包括两个或以上电加热管，在所述电加热管的主体段上，每个电加热管都包括一螺旋段，所述螺旋段的轴线与方管平行，每个电加热管的螺旋段在水平方向上依次排列设置，
所述固定支架贯穿所有螺旋段；
通过分别控制每个电加热管的功率来控制主体段上每段的功率。
7.根据权利要求6所述的电加热装置，其中，所述固定支架在水平方向上设有两个或以上挂钩。
8.根据权利要求6或7所述的电加热装置，其中，在所述螺旋段的顶部与固定支架之间的空隙处，与固定支架接触设置所述绝缘板。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的电加热装置，其中，所述方管内具有保温层，所述保温层材质选自岩棉、玻璃棉、泡沫塑料中的一种。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的电加热装置，其中，所述电加热装置还包括探温管。
11.一种如权利要求1～10中任一项所述的电加热装置在浮法玻璃生产线上的应用。
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