CN113387539A - 一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构及扁管加强方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构及扁管加强方法，包括若干个横向加强筋，所述横向加强筋为扁环形结构，若干个横向加强筋平行排列套装在冷却扁管的长度方向上，横向加强筋和冷却扁管固定连接，相邻横向加强筋之间为等间距排列，相邻横向加强筋之间连接有纵向加强筋，所述纵向加强的两端分别和相邻横向加强筋连接，所述纵向加强筋的杆体和冷却扁管连接。本发明预防了冷却扁管的顶部焊接式电偶受到扁管塌陷的拉伸和损坏，延长电偶使用寿命，实现温度的精准控制。
Description
技术领域
本发明属于基板玻璃制造技术领域，具体属于一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构及扁管加强方法。
背景技术
基板玻璃的关键制造装备铂金通道主要采用铂铑合金材料制成，其具备较为优良的耐高温和耐腐蚀性，且由于铂铑合金属于贵金属材料，成本昂贵，因此采用铂铑合金材料的设备常会设计为薄壁结构，厚度一般不超过2mm，在设计壁厚时需考虑成本与使用强度的合理性。冷却扁管是位于铂金通道后半部分的一段功能区，其采用宽截面薄壁扁管结构，其中的上下平面宽度较大且无支撑，仅靠扁管自身的厚度强度很难长久支撑，且在实际的制造过程存在一定难度，主要问题是截面周长较大，焊接距离较长且上下平面结构极易出现热变形，焊缝一致性较差，但由于其所承担的主要功能为散热冷却，而此结构是最为符合快速均匀散热标准的设计方案。随着铂金通道的安装完成，开始升温过程中，当温度达到1200℃以上时，扁管顶部会发生较大的蠕变甚至是塌陷，从焊接于其上表面的热电偶在此阶段出现部分损坏便可验证这一观点。扁管顶部的塌陷变形不仅对通道寿命具有一定的影响，同时引起表面热电偶的损坏，造成温度监控失常，这对于流量的精准控制具有很大影响，并且随着引出量设计的不断增大，对于大流量均匀控制技术的难度不断增加，温度所关联的粘度指标需要得到更为精密的控制才能实现，因此对于冷却扁管结构的设计，简单的从增加厚度上提升强度是不现实的，需要通过结构的优化来提升扁管整体特别是顶部上表面的耐高温强度。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构及扁管加强方法，解决目前高温情况下，扁管顶部易塌陷变形的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，包括若干个横向加强筋，所述横向加强筋为扁环形结构，若干个横向加强筋平行排列套装在冷却扁管的长度方向上，横向加强筋和冷却扁管固定连接，相邻横向加强筋之间为等间距排列，相邻横向加强筋之间连接有纵向加强筋，所述纵向加强筋的两端分别和相邻横向加强筋连接，所述纵向加强筋的杆体和冷却扁管连接。
进一步的，所述横向加强筋上一体化有第一翻边，第一翻边和横向加强筋的内圈连接，所述第一翻边和横向加强筋垂直，第一翻边和冷却扁管连接。
进一步的，所述纵向加强筋包括高度板，所述高度板的长度方向上一体成型有第二翻边，所述第二翻边和高度板垂直，所述纵向加强筋通过第二翻边和冷却扁管连接。
进一步的，所述高度板的两侧还分别一体成型有前对接板和后对接板，所述前对接板和后对接板均与第二翻边以及高度板垂直，所述前对接板和后对接板分别和相邻横向加强筋连接。
进一步的，前对接板连接在横向加强筋设有第一翻边的一面，靠近前对接板的高度板上设有三角缺口，当前对接板和横向加强筋连接时，高度板和第一翻边之间为三角缺口。
进一步的，所述横向加强筋和纵向加强筋均为铂铑合金材料，所述横向加强筋和纵向加强筋的壁厚为0.8～1.5mm。
进一步的，所述横向加强筋与冷却扁管之间以及纵向加强筋和冷却扁管之间均通过等间距多段焊接连接。
进一步的，横向加强筋和冷却扁管之间的焊缝长度在10～20mm之间，每段焊缝的距离为当前段焊缝长度的1.5倍，所述纵向加强筋和冷却扁管之间的焊缝长度在10～20mm之间，每段焊缝的距离为当前段焊缝长度的1.5倍。
进一步的，冷却扁管的两侧为开口侧，首个横向加强筋和冷却扁管开口侧之间的纵向距离为10mm。
本发明还提供一种防止通道冷却扁管变形的扁管加强方法，采用所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，包括以下步骤：
沿冷却扁管的长度方向，将若干个横向加强筋套设在冷却扁管上，每个横向加强筋的内圈和冷却扁管贴合，横向加强筋和冷却扁管采用等间距焊接连接；
相邻横向加强筋之间连接有纵向加强筋，横向加强筋和纵向加强筋通过焊接连接，纵向加强筋和冷却扁管通过等间距焊接连接。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，通过在冷却扁管上套设和冷却扁管一致形状的横向加强筋以及横向加强筋之间通过纵向加强筋进行连接，构成本发明加强筋的整体结构，在冷却扁管的基础上进行了匹配设计加强结构，对冷却扁管的整体结构进行了加固，抑制了重力原因导致的塌陷变形，横向加强筋防止最易发生的顶部塌陷问题，纵向加强筋提高直线度和多段连接的稳定性，最终使冷却扁管整体结构稳定性得到有效提升，使冷却扁管的状态持续处于原始稳定的结构状态，预防冷却扁管的顶部焊接式电偶受到扁管塌陷的拉伸和损坏，延长电偶使用寿命，实现温度的精准控制。
进一步的，横向加强筋上一体化有第一翻边，增加横向加强筋和冷却扁管的连接稳固性，确保了冷却扁管的整体稳定性能，横向加强筋的第一翻边与玻璃的流向方向垂直，主要发挥径向作用力，抑制最为薄弱的上下平面结构所发生的塌陷和扭曲变形。
进一步的，纵向加强筋的高度板上一体成型有第二翻边，增加了纵向加强筋和冷却扁管之间的接触面积，保证了冷却扁管和纵向加强筋的可靠连接，纵向加强筋以及第二翻边与玻璃的流向方向一致，主要发挥轴向拉伸力，且分为多段组装，与冷却扁管分段位置相匹配，横向加强筋的第一翻边和纵向加强筋的第二翻边垂直分布，使得整个冷却扁管构成一体式的加强结构，强化作用更为显著，进一步增加冷却扁管结构稳定性，防止扁管出现纵向和横向的不确定性变形，进一步抑制顶部热电偶的受力失效，实现对于流量的高效管控。
进一步的，高度板的两侧通过前对接板和后对接板连接，提升整体加强筋的稳固性。
更进一步的，靠近前对接板的高度板设有三角缺口，能够避免高度板和第一翻边干涉，保证纵向加强筋和横向加强筋的连接连贯性。
进一步的，横向加强筋和纵向加强筋均为铂铑合金材料，在保证加强筋的整体强度下，较目前增加冷却扁管的壁厚，还节约了铂铑合金材料，成本更低，经济性高。
进一步的，横向加强筋和冷却扁管之间以及纵向加强筋和冷却扁管之间均通过等间距多段焊接连接，不采用接触区全部焊接，不会因焊接时间及焊接点过多对于冷却扁管结构的热影响较大，易造成变形的问题出现。
进一步的，横向加强筋和冷却扁管之间的焊缝长度在10～20mm之间，每段焊缝的距离为当前段焊缝长度的1.5倍，纵向加强筋和冷却扁管之间的焊缝长度在10～20mm之间，每段焊缝的距离为当前段焊缝长度的1.5倍，有效避免连续的焊缝对于冷却扁管的焊接热应力。
进一步的，冷却扁管的开口侧均留有10mm的冷却扁管之间的对接焊接间距，使得冷却扁管对接的连接稳定性得到保障。
附图说明
图1为本发明的冷却扁管加强筋结构在冷却扁管上的整体分布图；
图2为横向加强筋和纵向加强筋对接俯视结构示意图；
图3为横向加强筋和纵向加强筋对接主视结构示意图；
图4为纵向加强筋的结构示意图；
附图中：1-冷却扁管上表面，2-冷却扁管下表面，3-冷却扁管侧部圆弧表面，4-横向加强筋，5-纵向加强筋，51-高度板，52-前对接板，53-后对接板，54-第二翻边，6-冷却扁管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，属于TFT-LCD基板玻璃行业，通过设计专用的加强筋结构，可以对通道冷却扁管径向截面和轴向直线度起到加强稳定作用，防止大截面扁管结构在制造加工以及升温生产过程中的塌陷变形，保护铂金通道本体结构完整性及预防附属的顶部热电偶损坏。
具体的，冷却扁管上表面1及与其对应的冷却扁管下表面2、冷却扁管侧部圆弧表面3构成冷却扁管6，横向加强筋4以及纵向加强筋5，纵向加强筋5两侧和横向加强筋4连接，两者分别通过径向和轴向对冷却扁管6进行加强，所有加强筋与冷却扁管6之间均采用焊接的方式连接，形成一个整体；
本实施例中，横向加强筋4呈扁环形，横向加强筋4的内圈和冷却扁管6的外径相同，横向加强筋4套装在冷却扁管6上，沿冷却扁管6的长度方向平行排列有若干个，横向加强筋4和冷却扁管6贴合，横向加强筋4采用与冷却扁管6外轮廓相同的圆环结构，或采用与冷却扁管6相同的上下和左右侧部圆弧四个加强筋零件组装为环状结构，横向加强筋4和冷却扁管6焊接处采用翻边，即横向加强筋4的内圈上一体成型有第一翻边，第一翻边和横向加强筋4垂直，横向加强筋4通过第一翻边和冷却扁管6进行焊接连接，即面对面接触的方式焊接，横向加强筋4的高度为10mm，第一翻边的宽度为5mm，横向加强筋4高度部分与翻边部分90°弯折，弯折角做R5圆角过渡；
优选的，冷却扁管6为两侧开口侧，首个横向加强筋4焊接位置位于冷却扁管6两端开口侧向内10mm处，避开两端端头区域，由于冷却扁管6的两端需分别与另外一段扁管零件对接焊，预留出焊缝位置，即横向加强筋4与冷却扁管6的焊缝需与扁管自身的对接焊缝保持10mm的间距；
如图2和图3和图4所示，在本实施例中，纵向加强筋5包括高度板51，高度板51的长度方向设有第二翻边54，高度板51的两侧分部一体成型有前对接板52和后对接板53，前对接板52和后对接板53均与第二翻边54以及高度板51垂直，纵向加强筋5包括三个面接触的焊接区，分别为第二翻边54、前对接板52和后对接板53；纵向加强筋5通过第二翻边54和冷却扁管6焊接，纵向加强筋5分别通过前对接板52和后对接板53将相邻的横向加强筋4连接起来，其中，纵向加强筋5的前对接板52和横向加强筋4上设有第二翻边54的一面焊接，优选的，靠近前对接板52的高度板51上开设有三角形缺口，用于放置横向加强筋4的第一翻边，根据横向加强筋4的第一翻边尺寸，此三角形缺口的直边可设计为7mm×5mm，或可根据横向加强筋4的翻边尺寸及形状进行匹配设计；纵向加强筋5的后对接板53相较前对接板52，取消三角形的缺口结构，即后对接板53所对应的位于横向加强筋4的第一翻边的另一侧，可完全与之接触，且前对接板52和后对接板53与类似于纵向加强筋4的第二翻边54结构一样，第二翻边54和第一翻边的结构相同，前对接板52和后对接板53为纵向加强筋5的高度板51两端的直角圆弧过渡的翻边结构，其分别与前后的两个横向加强筋4面接触焊接；
具体的，横向加强筋4和纵向加强筋5，两者与冷却扁管6均采用焊接的方式连接，并且焊缝为等间距的短距离等间距焊缝，不采用接触区全部焊接，主要考虑焊接时间及焊接点过多对于冷却扁管6结构的热影响较大，易造成变形；其中，横向加强筋4和纵向加强筋5，两者与冷却扁管6所采用的短距离多点焊接，每段焊缝长度控制在10mm至20mm之间，且每段焊缝的距离保持在焊缝自身长度的1.5倍，这样可有效避免连续的焊缝对于冷却扁管6的焊接热应力；
横向加强筋4和纵向加强筋5，两者之间同样采用焊接的方式连接，如图1所示，两者保持垂直分布，并且纵向加强筋5垂直接触于横向加强筋4的中点，保证整体加强结构的作用均匀性；
由于冷却扁管6采用等距的多段焊接组装而成，本发明横向加强筋4以及纵向加强筋5均与其保持对应，每段冷却扁管6零件上两端开口区均焊接横向加强筋4，冷却扁管6上表面和冷却扁管6下表面的中间区域均采用纵向加强筋5焊接，或只针对冷却扁管上表面1焊接纵向加强筋5，最后将多段结构组装焊接；
在本实施例中，横向加强筋4和纵向加强筋5，两者均采用与冷却扁管6相同组分的铂铑合金材料制成，主要设计以PtRh10为主，壁厚也与冷却扁管壁厚保持一致，主要设计为0.8mm至1.5mm的范围，根据不同扁管截面积匹配选择，主要为基础强度考虑；
在本实施例中，横向加强筋4和纵向加强筋5，可以单独使用，也可以结合使用，且根据扁管尺寸调整相对的间距和数量，保证符合结构整体的加强作用。
在本发明的另一实施例中还提供一种防止通道冷却扁管变形的扁管加强方法，采用上述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，包括以下步骤：
沿冷却扁管6的长度方向，将若干个横向加强筋4套设在冷却扁管6上，每个横向加强筋4的内圈和冷却扁管6贴合，横向加强筋4和冷却扁管6采用等间距焊接连接；
相邻横向加强筋4之间连接有纵向加强筋5，横向加强筋4和纵向加强筋5通过焊接连接，纵向加强筋5和冷却扁管6通过等间距焊接连接。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，包括若干个横向加强筋(4)，所述横向加强筋(4)为扁环形结构，若干个横向加强筋(4)平行排列套装在冷却扁管(6)的长度方向上，横向加强筋(4)和冷却扁管(6)固定连接，相邻横向加强筋(4)之间为等间距排列，相邻横向加强筋(4)之间连接有纵向加强筋(5)，所述纵向加强筋(5)的两端分别和相邻横向加强筋(4)连接，所述纵向加强筋(5)的杆体和冷却扁管(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，所述横向加强筋(4)上一体化有第一翻边，第一翻边和横向加强筋(4)的内圈连接，所述第一翻边和横向加强筋(4)垂直，第一翻边和冷却扁管(6)连接。
3.根据权利要求2所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，所述纵向加强筋(5)包括高度板(51)，所述高度板(51)的长度方向上一体成型有第二翻边(54)，所述第二翻边(54)和高度板(51)垂直，所述纵向加强筋(5)通过第二翻边(54)和冷却扁管(6)连接。
4.根据权利要求3所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，所述高度板(51)的两侧还分别一体成型有前对接板(52)和后对接板(53)，所述前对接板(52)和后对接板(53)均与第二翻边(54)以及高度板(51)垂直，所述前对接板(52)和后对接板(53)分别和相邻横向加强筋(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，前对接板(52)连接在横向加强筋(4)设有第一翻边的一面，靠近前对接板(52)的高度板(51)上设有三角缺口，当前对接板(52)和横向加强筋(4)连接时，高度板(51)和第一翻边之间为三角缺口。
6.根据权利要求1所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，所述横向加强筋(4)和纵向加强筋(5)均为铂铑合金材料，所述横向加强筋(4)和纵向加强筋(5)的壁厚为0.8～1.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，所述横向加强筋(4)与冷却扁管(6)之间以及纵向加强筋(5)和冷却扁管(6)之间均通过等间距多段焊接连接。
8.根据权利要求7所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，横向加强筋(4)和冷却扁管(6)之间的焊缝长度在10～20mm之间，每段焊缝的距离为当前段焊缝长度的1.5倍，所述纵向加强筋(5)和冷却扁管(6)之间的焊缝长度在10～20mm之间，每段焊缝的距离为当前段焊缝长度的1.5倍。
9.根据权利要求1所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，其特征在于，冷却扁管(6)的两侧为开口侧，首个横向加强筋(4)和冷却扁管(6)开口侧之间的纵向距离为10mm。
10.一种防止通道冷却扁管变形的扁管加强方法，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的一种防止通道冷却扁管变形的加强筋结构，包括以下步骤：
沿冷却扁管(6)的长度方向，将若干个横向加强筋(4)套设在冷却扁管(6)上，每个横向加强筋(4)的内圈和冷却扁管(6)贴合，横向加强筋(4)和冷却扁管(6)采用等间距焊接连接；
相邻横向加强筋(4)之间连接有纵向加强筋(5)，横向加强筋(4)和纵向加强筋(5)通过焊接连接，纵向加强筋(5)和冷却扁管(6)通过等间距焊接连接。
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