CN112460794A - 一种高温陶瓷面板换热箱 - Google Patents

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廖伟东
韩德刚
张红明
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Abstract

本发明提供了一种高温陶瓷面板换热箱，置于加热对象的下方，其包括耐高温陶瓷面板、金属箱体、波纹管组件和电加热模组；该耐高温陶瓷面板密封连接在金属箱体上的开口端，波纹管组件和电加热模组置于金属箱体内，且电加热模组置于金属箱体进风口的上方；耐高温陶瓷面板包括作为出气孔的高温陶瓷面板小孔和作为气体分流孔的高温陶瓷面板大孔；波纹管组件的一端与耐高温陶瓷面板大孔相通，另一端贯穿金属箱体的壁与外界相通。本发明提供的高温陶瓷面板换热箱可适用于1000℃以下、相对压力小于5000Pa的高温压力环境，对普通钠钙硅玻璃、高硼玻璃等大尺寸薄片工件进行快速加热。

Description

一种高温陶瓷面板换热箱
技术领域
本发明涉及玻璃深加工设备领域，尤其涉及一种高温陶瓷面板换热箱。
背景技术
近年来，我国的玻璃深加工产业得到了长足的发展，新的功能玻璃也不断涌现，如超薄玻璃、太阳能玻璃、高硼玻璃等，同时玻璃尺寸变大、厚度减薄的趋势也越来越明显。大尺寸玻璃减薄后，加热的难度越来越高。当玻璃薄到一定程度时，辊道加热炉已经不能满足要求，必须采用新型空气对流加热炉。目前，国外有一至两家供应商能提供新型空气对流加热设备，各供应商对空气对流加热炉也有自己的解决方案，但未能达到量产水平。
此外，国外厂商对气浮加热炉的专利保护十分严格，而且在实际安装、使用过程中存在很多问题，制造成本高昂等。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种高温陶瓷面板换热箱，该换热箱作为气浮加热炉的核心部件，能够实现5000Pa以下的气压密封功能，并能补偿加热升温过程中的热膨胀。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种高温陶瓷面板换热箱，置于加热对象的下方，其包括耐高温陶瓷面板、金属箱体、波纹管组件和电加热模组；该耐高温陶瓷面板密封连接在金属箱体上的开口端，波纹管组件和电加热模组置于金属箱体内，且电加热模组置于金属箱体进风口的上方；
其中，耐高温陶瓷面板包括作为出气孔的高温陶瓷面板小孔和作为气体分流孔的高温陶瓷面板大孔；波纹管组件的一端与耐高温陶瓷面板大孔相通，另一端贯穿金属箱体的壁与外界相通。
进一步地，高温陶瓷面板换热箱还包括方形环状陶瓷纤维垫片，设置于耐高温陶瓷面板和金属箱体的连接处。
进一步地，波纹管组件包括自制耐高温不锈钢螺母、圆环形陶瓷纤维垫片和耐高温不锈钢波纹管；
其中，耐高温不锈钢波纹管通过自制耐高温不锈钢螺母和圆环形陶瓷纤维垫片的配合，保证在与高温陶瓷面板的连接处的密封。
进一步地，波纹管组件还包括圆环形陶瓷纤维垫片、国标不锈钢平垫、国标不锈钢弹垫和国标碳钢螺母；
在远离金属箱体的方向上，圆环形陶瓷纤维垫片依次由国标不锈钢平垫、国标不锈钢弹垫和国标碳钢螺母压紧在金属箱体的外壁上，使耐高温不锈钢波纹管固定并贯穿金属箱体的壁。
进一步地，自制耐高温不锈钢螺母设有防松舌片；耐高温不锈钢波纹管的上端设有与防松舌片匹配的防松卡槽。
进一步地，自制耐高温不锈钢螺母还设有扳手卡槽。
进一步地，耐高温不锈钢波纹管的材质为超薄钢板。
进一步地，金属箱体由耐高温不锈钢板焊接制成。
进一步地，进风口与风机相连。
进一步地，耐高温陶瓷面板采用耐高温、零膨胀系数的材料制作。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
1.经济可行的制造、装配结构方案：利用耐高温陶瓷面板、金属箱体、陶瓷纤维垫片、波纹管组件装配成换热箱，实现气浮加热功能的同时，各单一组件在生产制造上均不存在较大困难，与国外厂商一体成型的全陶瓷换热箱结构相比，制造工艺上通用可行，制造成本也大幅下降，成品率更高。
2.可形成良好的密封环境：该换热箱采用陶瓷纤维垫片作为密封材料，质地柔软，能耐1000℃以上的高温，适应性好，在适当的压紧状态下，能承受5000Pa以下的气压。
3.可适应金属箱体各个方向上的热膨胀：在实际应用中，一般将耐高温陶瓷面板固定，允许金属箱体随温度自由膨胀，波纹管组件自身具备良好的伸缩性能，能适应金属箱体的各向热膨胀；同时，方形环状陶瓷纤维垫片嵌在金属箱体上表面的沟槽中，金属箱体加热膨胀时，该垫片与高温陶瓷面板表面能相互滑移。
4.从耐高温陶瓷面板的小孔吹出的气流一部分从四周散去，一部分气流需从波纹管组件分流，避免加热对象因中间气压高四周气压低而产生塑性变形。
综上，本发明提供的高温陶瓷面板换热箱可适用于1000℃以下、相对压力小于5000Pa的高温压力环境，对普通钠钙硅玻璃、高硼玻璃等大尺寸薄片工件进行快速加热。
附图说明
图1是本发明一种高温陶瓷面板换热箱的结构示意图；
图2是本发明波纹管组件4的装配示意图(取自图1的一部分)；
图3是本发明高温陶瓷面板的纵向截面图；
图4是本发明高温陶瓷面板的俯视图；
图5是本发明自制耐高温不锈钢螺母的结构轴测示意图；
图6是本发明耐高温不锈钢波纹管的结构轴测示意图；
其中，1-耐高温陶瓷面板；11-高温陶瓷面板小孔；12-高温陶瓷面板大孔；2-方形环状陶瓷纤维垫片；3-金属箱体；4-波纹管组件；41-自制耐高温不锈钢螺母；411-防松舌片；412-扳手卡槽；42-圆环形陶瓷纤维垫片；43-耐高温不锈钢波纹管；431-防松卡槽；44-圆环形陶瓷纤维垫片；45-国标不锈钢平垫；46-国标不锈钢弹垫；47-国标碳钢螺母；5-电加热模组；6-加热对象。
具体实施方式
本发明提供了下面通过结合附图对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
如图1-6所示，一种高温陶瓷面板换热箱，置于加热对象6的下方，其包括耐高温陶瓷面板1、金属箱体3、波纹管组件4和电加热模组5；该耐高温陶瓷面板1密封连接在金属箱体3上的开口端，波纹管组件4和电加热模组5置于金属箱体3内，且电加热模组5置于金属箱体3进风口的上方；
其中，耐高温陶瓷面板1包括作为出气孔的高温陶瓷面板小孔11和作为气体分流孔的高温陶瓷面板大孔12；如图3-4可知，该高温陶瓷面板小孔11的直径小于高温陶瓷面板大孔12的直径，并且高温陶瓷面板小孔11围绕高温陶瓷面板大孔12，分布较为规律。波纹管组件4的一端与高温陶瓷面板大孔12相通，另一端贯穿金属箱体3的壁与外界相通。
高温陶瓷面板换热箱还包括方形环状陶瓷纤维垫片2，设置于耐高温陶瓷面板1和金属箱体3的连接处，依靠高温陶瓷面板1的重力作用，压在金属箱体3的上法兰表面，达到密封效果。在密封状态下，气体只能从金属箱体进风口进，从耐高温陶瓷面板小孔11出；使得加热对象6与耐高温陶瓷面板1之间中心部位的大部分气体从波纹管组件4排出。
在本发明一优选的实施例中，波纹管组件4由自制耐高温不锈钢螺母41、圆环形陶瓷纤维垫片42、耐高温不锈钢波纹管43、圆环形陶瓷纤维垫片44、国标不锈钢平垫45、国标不锈钢弹垫46和国标碳钢螺母47组成；
其中，耐高温不锈钢波纹管43通过自制耐高温不锈钢螺母41将圆环形陶瓷纤维垫片42压紧在高温陶瓷面板大孔12两侧的凹槽底表面上，保证在与耐高温陶瓷面板1的连接处的密封；
在远离金属箱体3的方向上，圆环形陶瓷纤维垫片44依次由国标不锈钢平垫45、国标不锈钢弹垫46和国标碳钢螺母47压紧在金属箱体3的外壁上，使耐高温不锈钢波纹管43固定并贯穿金属箱体3的壁。
在本发明一优选的实施例中，自制耐高温不锈钢螺母41设有防松舌片411；耐高温不锈钢波纹管43的上端设有与防松舌片411匹配的防松卡槽431。自制耐高温不锈钢螺母41拧紧到一定程度时，将防松舌片411拨入耐高温不锈钢波纹管43的防松卡槽431中，起到防松作用。
在本发明一优选的实施例中，自制耐高温不锈钢螺母41还设有扳手卡槽412。因为高温陶瓷面1上的大孔12外径尺寸较小，导致自制耐高温不锈钢螺母41没有扳手空间，所以开设扳手卡槽，设计专用扳手来拧紧。
在本发明一优选的实施例中，耐高温不锈钢波纹管43的材质为超薄钢板，具备良好的伸缩性能，能够适应升温过程中的膨胀。
在本发明一优选的实施例中，金属箱体3由耐高温不锈钢板焊接制成，在密封效果较好的情况下，允许金属箱体随温度自由膨胀。
在本发明一优选的实施例中，耐高温陶瓷面板1采用耐高温、零膨胀系数的材料制作。
工作状态下，风机将常温空气通入金属箱体3的进风口，经过电加热模组5后，形成高温气体，后从耐高温陶瓷面板1的高温陶瓷面板小孔11吹出，到达加热对象6的表面，达到加热目的。同时，从高温陶瓷面板小孔11小孔吹出的气流一部分从四周散去，一部分气流需从波纹管组件4分流，避免加热对象因中间气压高四周气压低而产生塑性变形。该换热箱可适用于1000℃以下、相对压力小于5000Pa的高温压力环境，对普通钠钙硅玻璃、高硼玻璃等大尺寸薄片工件进行快速加热。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种高温陶瓷面板换热箱，置于加热对象(6)的下方，其特征在于，包括耐高温陶瓷面板(1)、金属箱体(3)、波纹管组件(4)和电加热模组(5)；所述耐高温陶瓷面板(1)密封连接在所述金属箱体(3)上的开口端，所述波纹管组件(4)和电加热模组(5)置于所述金属箱体(3)内，且所述电加热模组(5)置于所述金属箱体(3)进风口的上方；
其中，所述耐高温陶瓷面板(1)包括作为出气孔的高温陶瓷面板小孔(11)和作为气体分流孔的高温陶瓷面板大孔(12)；所述波纹管组件(4)的一端与所述高温陶瓷面板大孔(12)相通，另一端贯穿所述金属箱体(3)的壁与外界相通。
2.根据权利要求1所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述高温陶瓷面板换热箱还包括方形环状陶瓷纤维垫片(2)，设置于所述耐高温陶瓷面板(1)和所述金属箱体(3)的连接处。
3.根据权利要求1所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述波纹管组件(4)包括自制耐高温不锈钢螺母(41)、圆环形陶瓷纤维垫片(42)和耐高温不锈钢波纹管(43)；
其中，所述耐高温不锈钢波纹管(43)通过所述自制耐高温不锈钢螺母(41)和圆环形陶瓷纤维垫片(42)的配合，保证在与所述耐高温陶瓷面板(1)的连接处的密封。
4.根据权利要求3所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述波纹管组件(4)还包括圆环形陶瓷纤维垫片(44)、国标不锈钢平垫(45)、国标不锈钢弹垫(46)和国标碳钢螺母(47)；
在远离所述金属箱体(3)的方向上，所述圆环形陶瓷纤维垫片(44)依次由所述国标不锈钢平垫(45)、国标不锈钢弹垫(46)和国标碳钢螺母(47)压紧在所述金属箱体(3)的外壁上，使所述耐高温不锈钢波纹管(43)固定并贯穿所述金属箱体(3)的壁。
5.根据权利要求3所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述自制耐高温不锈钢螺母(41)设有防松舌片(411)；
所述耐高温不锈钢波纹管(43)的上端设有与所述防松舌片(411)匹配的防松卡槽(431)。
6.根据权利要求3所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述自制耐高温不锈钢螺母(41)还设有扳手卡槽(412)。
7.根据权利要求3所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述耐高温不锈钢波纹管(43)的材质为超薄钢板。
8.根据权利要求1所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述金属箱体(3)由耐高温不锈钢板焊接制成。
9.根据权利要求1所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述进风口与风机相连。
10.根据权利要求1所述的高温陶瓷面板换热箱，其特征在于，所述耐高温陶瓷面板(1)采用耐高温、零膨胀系数的材料制作。
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