CN113636743B - 一种压延玻璃液流道温度的平衡方法及平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压延玻璃液流道温度的平衡方法及平衡装置，该平衡方法在玻璃液的流动路径上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，以提高玻璃液流道边部的玻璃液流量；该平衡装置包括在玻璃液流道内沿玻璃液的流动方向布置的多组竖向设置的柱形扰流组件，所述柱形扰流组件具有朝向玻璃液的迎流面。本发明能有效减小玻璃液流道中玻璃液的横向温差，大大降低玻璃液进入到压延机内进行成型处理时的温度差，进而提高玻璃板的生产质量，提高生产效益。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃窑炉技术领域，具体涉及一种压延玻璃液流道温度的平衡方法及平衡装置。
背景技术
在压延玻璃的生产制造中，符合成型要求的玻璃液从窑炉的流液洞中流出后进入玻璃液流道，玻璃液流过玻璃液流道后进入压延机进行成型。当玻璃液在玻璃液流道中流动时，位于玻璃液流道边部的玻璃液由于与玻璃液流道的边部进行热交换而导致该处的玻璃液降温速度快温度较低，而位于玻璃液流道中部的玻璃液由于热量不易散发而温度较高，这样就使得玻璃液通道中的玻璃液温度在横向上的分布不均匀，当这种横向上存在温度差的玻璃液进入道压延机内进行成型处理时，就会导致成型后的玻璃板厚度不均匀，进而影响到生产出的玻璃板的质量，因此，如何严格控制玻璃液流道内玻璃液温度分布的均匀性对提高玻璃板的质量具有重要的影响。
在现有技术中，主要有两种解决上述技术问题的技术方案，第一种方案通常是通过在玻璃液通道的边部增加加热设施，利用加热设施对流动到玻璃液通道边部位置的玻璃液进行加热，通过提高玻璃液流道边部玻璃液的温度来降低横向方向上不同位置处玻璃液的温度差，但是这种方式加热设施对边部玻璃液的温度控制精度不高，同时高温下的设备使用寿命不长且易带入杂质，因此不能有效地控制温度的平衡；第二种方案是改变玻璃液通道的池底结构，通过在玻璃液通道的池底设置阶梯式的爬坡结构，或将玻璃液通道内中部的砌筑砖材比玻璃液通道的边部高，这样使得流入玻璃液通道内边部的玻璃液多而中部的玻璃液少，以达到使玻璃液通道边部的温度升高来平衡横向方向上玻璃液的温度的目的，但在实际生产中，为适应不同生产情况需要对玻璃液面高度进行实时调整，而玻璃液通道池底的结构却不能随之改变，当玻璃液面高度发生变化时就会导致流入玻璃液通道边部和中部的玻璃液量发生变化，进而导致温度平衡的失控，另外，在玻璃液液面下降较多时甚至会导致玻璃液通道内中部位置砌筑较高的部分砖材露出玻璃液面，这样既容易造成砖材因剧烈温变而炸裂，又会形成不可控制的死玻璃液区域，进而影响玻璃板的质量和正常生产。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能有效减小玻璃液流道中玻璃液的横向温差，大大降低玻璃液进入到压延机内进行成型处理时的温度差，进而提高玻璃板的生产质量，提高生产效益的压延玻璃液流道温度的平衡方法及平衡装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种压延玻璃液流道温度的平衡方法，在玻璃液的流动路径上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，以提高玻璃液流道边部的玻璃液流量。
在本发明中，玻璃液流道的长度方向即玻璃液在玻璃液流道中的流动方向为纵向方向，且玻璃液流道的宽度方向为横向方向。
本发明的工作原理是：本发明当玻璃液从窑炉的流液洞中流出后进入玻璃液流道时，玻璃液的流动方向为水平纵向流动，当玻璃液进入道玻璃液流道后，在沿玻璃液流动的路径上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，且每次分流处理都将玻璃液向靠近玻璃液流道边部的方向进行引流，从而使得位于玻璃液流道中部位置的玻璃液不断的向玻璃液流道两侧的边部位置进行聚集，由此就使得流动到玻璃液流道边部的玻璃液的量大于玻璃液流道中部位置的玻璃液量，随着玻璃液流道边部的玻璃液量的不断增加，玻璃液流道边部的玻璃液的流动性也大大提高，从而使得玻璃液流道边部的玻璃液能够快速的流过，进而大大减少了玻璃液与玻璃液流道边部位置的热交换时间，同时由于聚集到玻璃液流道边部的玻璃液量的大大增加，玻璃液与玻璃液流道边部进行热交换的热量对玻璃液的温度变化影响大大减小，从而使得流经玻璃液流道边部位置的玻璃液温度变化较小，流经玻璃液流道边部位置的玻璃液温度和流经玻璃液流道中部位置的玻璃液的温度差也较小，由此实现玻璃液流道中横向方向温度均衡的效果；同时，玻璃液分流过程中还会产生扰动，该扰动能加强不同位置玻璃液的热交换，由此起到进一步提高玻璃液流道中横向方向温度均衡的效果。
综上，本方案能有效减小玻璃液流道中玻璃液的横向温差，大大降低玻璃液进入到压延机内进行成型处理时的温度差，进而提高玻璃板的生产质量，提高生产效益。
优选的，在每组柱形扰流组件位置处的分流方式为：玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导横向分散成两股呈设定的角度的玻璃液并分别向靠近对应侧玻璃液流道边部的方向进行流动。
这样，分流处理时通过将玻璃液分散呈两股呈设定角度的玻璃液，然后这两股玻璃液再分别向靠近对应侧玻璃液流道边部的方向进行流动，由此每次分流处理都将玻璃液进行两股分流，通过在玻璃液流动方向上进行多次的分流处理，使得玻璃液在流动过程中不断向玻璃液流道的边部方向聚集，进而实现增加玻璃液流道边部玻璃液流量的目的，并进一步提高玻璃液在横向方向上的温度均匀性。
优选的，在每组柱形扰流组件位置处的分流方式为：根据玻璃液流道内玻璃液的不同黏度将柱形扰流组件对应位置的玻璃液横向分散呈两股具有不同夹角的玻璃液。
这样，当玻璃液的黏度不同时，分流处理时形成的两股玻璃液的夹角也不相同，当玻璃液的黏度在一定范围时，随着两股玻璃液的夹角增大，分流处理对玻璃液在横向方向上温度均匀性的效果也越好，但当玻璃液的黏度超过一定值，两股玻璃液夹角的过大则会加快玻璃液流道边部位置玻璃液的降温速度，进而不利于降低横向方向上玻璃液的温度差，因此，根据玻璃液黏度对两股玻璃液的夹角进行限定，以更好的保障分流处理后对玻璃液在横向方向上温度均匀性的效果。
一种实现上述压延玻璃液流道温度的平衡方法的平衡装置，包括在玻璃液流道内沿玻璃液的流动方向布置的多组竖向设置的柱形扰流组件，以使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的所述柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，所述柱形扰流组件具有朝向玻璃液的迎流面，以使得玻璃液在经过所述柱形扰流组件时能够在所述迎流面的引导下向靠近玻璃液流道边部的方向流动。
这样，通过在玻璃液的流动方向上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，以使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，且柱形扰流组件具有迎流面，当玻璃液经过迎流面时，迎流面对玻璃液的流动方向进行引导，使得玻璃液在迎流面的作用下向靠近玻璃液流道边部的方向流动，由此利用柱形扰流组件实现对玻璃液的分流处理，设置在玻璃液流动方向上的多组柱形扰流组件就实现了对玻璃液的多次分流处理，多次的分流处理使得玻璃液流道边部的玻璃液的量大大增加，流动性也大大提高，从而使得玻璃液流道边部的玻璃液能够快速的流过，进而大大减少了玻璃液与玻璃液流道边部位置的热交换时间，同时由于聚集到玻璃液流道边部的玻璃液量的大大增加，玻璃液与玻璃液流道边部进行热交换的热量对玻璃液的温度变化影响大大减小，从而使得流经玻璃液流道边部位置的玻璃液温度变化较小，流经玻璃液流道边部位置的玻璃液温度和流经玻璃液流道中部位置的玻璃液的温度差也较小，由此实现玻璃液流道中横向方向温度均衡的效果；同时，柱形扰流组件在对玻璃液进行分流的过程中还会产生扰动，该扰动能加强不同位置玻璃液的热交换，由此起到进一步提高玻璃液流道中横向方向温度均衡的效果。
优选的，所述柱形扰流组件包括整体呈柱形结构的衡流砖体，所述衡流砖体呈朝向玻璃液来侧方向凸出以形成迎流面，以使得玻璃液在经过所述迎流面时能够被引导向靠近玻璃液流道边部的方向流动。
这样，将柱形扰流组件设置为柱形结构的衡流砖体，使得在玻璃液的深度方向上衡流砖体对玻璃液具有相同的分流效果，同时衡流砖体呈朝向玻璃液来侧方向凸出以形成迎流面，迎流面的设计可以使得玻璃液流动到此处时顺着弧形结构进行玻璃液的引导，从而提高对玻璃液的导流效果。
优选的，所述迎流面设有弧形结构，所述弧形结构的圆心位于玻璃液流道沿水平纵向方向的中心线上。
这样，迎流面弧形结构的圆心位于玻璃液流道沿水平纵向方向的中心线上，可以使得衡流砖体将玻璃液向玻璃液流道两侧的边部均匀进行引导，同时也避免了玻璃液在弧形结构处形成流动死区。
优选的，所述迎流面设有棱角。
这样，通过在迎流面上设置棱角，则当玻璃液流动到该迎流面时，迎流面的棱角能够使得玻璃液按一定的角度进行分流，进而使得玻璃液按既定的路线向靠近玻璃液流道边部的方向流动。
优选的，所述柱形扰流组件的上端面低于玻璃液流道内的玻璃液液面高度，且所述柱形扰流组件的上端面低于玻璃液流道内的玻璃液液面高度不小于30mm。
这样，柱形扰流组件的上端面低于玻璃液流道内的玻璃液液面高度不小于30mm，由此避免了外部空气对柱形扰流组件的腐蚀，进而保证整个玻璃液流道结构的安全性和生产过程中的工艺稳定性。
优选的，所述柱形扰流组件包括整体呈四棱柱结构的衡流砖体，所述衡流砖体包括迎流角、顺流角及两个挡流角，所述迎流角朝向玻璃液流动方向设置，所述顺流角背向玻璃液流动方向设置，两个所述挡流角的角度相等且相对设置。
这样，四棱柱结构的衡流砖体加工方便，生产工艺简单，同时当玻璃液流动道衡流砖体时，衡流砖体的迎流角将会先对玻璃液进行分流处理，然后玻璃液经过挡流角向顺流角方向移动，以便进行下一个衡流砖体的分流处理。
优选的，所述迎流角的角度为60°-150°，所述顺流角的角度为20°-80°。
这样，迎流角的角度过小会导致对玻璃液的分流效果不好，经过该迎流角分流后的玻璃液向玻璃液流道边部位置聚集的效果不明显，但迎流角的角度过大会导致迎流角边部的玻璃液温降速度加快，不利于降低玻璃液的横向温差，故本方案将迎流角的角度设置为60°-150°，而顺流角的角度过大则容易造成在顺流角和挡流角之间形成玻璃液的流动死区，故本方案将顺流角的角度设置为20°-80°。
优选的，所述迎流角的角度为90°-120°，所述顺流角的角度为30°-60°
优选的，所述柱形扰流组件包括间隔布置的多块所述衡流砖体，且所述衡流砖体的迎流角均朝向玻璃液的来侧方向。
这样，柱形扰流组件包括间隔布置的多块衡流砖体，则当玻璃液经过其中一个柱形扰流组件时，间隔布置的多块衡流砖体将会形成对玻璃液的多次分流，由此提高对玻璃液的分流次数和分流效果，进一步保证分流处理后流动到玻璃液流道边部位置的玻璃液量，达到进一步降低横向方向上玻璃液温度差的目的。
优选的，所述衡流砖体设有三块，且三块所述衡流砖体的布置形式整体呈三角形分布。
这样，三块衡流砖体整体呈三角形分布，则当玻璃液流过该柱形扰流组件时，三角形分布的结构形式使得三块衡流砖体能够在玻璃液的流动方向上对玻璃液进行多次分流处理，由此提高分流处理的效果。
优选的，所述柱形扰流组件中的三块所述衡流砖体的布置形式整体呈等腰三角形分布。
优选的，位于等腰三角形顶角位置的所述衡流砖体为头砖并设置在玻璃液流道的中部位置，位于等腰三角形底角位置的两个所述衡流砖体为尾砖并沿横向方向对称设置在所述头砖沿玻璃液流动方向的前侧。
这样，等腰三角形形式分布的头砖和尾砖在玻璃液流动过程中，头砖先对玻璃液进行分流处理，使得玻璃液分流呈两股玻璃液分别向两个尾砖的方向流动，然后两个尾砖再对对应位置的玻璃液再次进行分流处理，两个尾砖对称设置在头砖沿玻璃液流动方向的前侧，可以利用尾砖对玻璃液再次进行分流，同时保证两侧玻璃液流动的均匀性，以避免两侧玻璃液流动不均匀造成的温度差。
优选的，所述柱形扰流组件中两个所述尾砖的位置分别为所述头砖向玻璃液流道的两边平移设定的角度和位置，且所述头砖的顺流角的顶点和两个所述尾砖的迎流角的顶点处于同一横向线上，且所述头砖的顺流角的顶点到两个所述尾砖的迎流角的顶点的横向距离相等。
这样，柱形扰流组件中两个尾砖的位置分别由头砖向玻璃液流道的两边平移设定的角度和位置形成，这样可以使得每块衡流砖体对玻璃液的分流效果相同，且头砖的顺流角的顶点和两个尾砖的迎流角的顶点处于同一横向线上，且头砖的顺流角的顶点到两个尾砖的迎流角的顶点的横向距离相等，使得经过两个尾砖分流处理后靠近玻璃液流道中部位置的部分玻璃液能够相互聚集，以便聚集后通过下一级的柱形扰流组件结构继续进行分流处理。
优选的，同一所述柱形扰流组件中的所述头砖的挡流角的顶点到对应侧所述尾砖的迎流角的顶点之间的横向距离不小于30mm。
这样，同一柱形扰流组件中的头砖的挡流角的顶点到对应侧尾砖的迎流角的顶点之间的横向距离若是过小，则容易导致经过头砖分流处理后的玻璃液流动到尾砖位置时，玻璃液不能有效的作用在尾砖的迎流角处，进而使得尾砖对玻璃液的进一步分流处理效果变差；因此，本方案将同一柱形扰流组件中的头砖的挡流角的顶点到对应侧尾砖的迎流角的顶点之间的横向距离设计的大于30mm，这样可以使得当玻璃液经过头砖的分流处理后流动到尾砖位置时，玻璃液能够有效的流动到尾砖的迎流角位置，进而利用尾砖的迎流角对玻璃液进行进一步的分流处理。
优选的，所述尾砖中靠近玻璃液流道边部的挡流角的顶点到对应侧玻璃液流道边部之间的横向距离不大于400mm。
这样，尾砖中靠近玻璃液流道边部的挡流角的顶点到对应侧玻璃液流道边部之间的横向距离不大于400mm，这样可以使得玻璃液进一步经尾砖进行分流处理后能有效的聚集到玻璃液流道的边部，提高玻璃液流道边部位置玻璃液的聚集量，进一步保证玻璃液流道边部位置的玻璃液的温度，进而保证玻璃液在横向方向上温度的均匀性。
优选的，所述衡流砖体安装在玻璃液流道的底部。
这样，实现衡流砖体与玻璃液流道之间的安装效果。
优选的，所述衡流砖体的下端面嵌入玻璃液流道的底部，且所述衡流砖体的下端面嵌入玻璃液流道底部的深度不小于30mm。
这样，衡流砖体下端面嵌入道玻璃液流道的底部，且该嵌入深度不小于30mm，保证衡流砖体和玻璃液流道的底部具有足够的嵌入深度，进而确保衡流砖体的安装稳定性。
优选的，所述衡流砖体表面覆盖有金属材料制成的保护套，所述金属材料的熔点大于所述玻璃液的温度。
这样，通过在衡流砖体外套设金属材料制成的保护套，且采用的金属材料的熔点大于玻璃液的温度，以利用保护套对衡流砖体起到保护的作用，减少流动的玻璃液对衡流砖体造成的冲刷，另外，因生产工艺原因降低玻璃液流道的液面，进而导致衡流砖材露出玻璃液面时，保护套可以减少衡流砖材受到的空气和液流的侵蚀，进而有效保证玻璃液流道结构的安全性和工艺的稳定性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明所达到的效果是，在压延玻璃的生产制造中，通过在玻璃液流道上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，将玻璃液流道中部的高温玻璃液分流至玻璃液流道边部，从而有效的减小了玻璃液流道上玻璃液的横向温差，使进入压延机成型的玻璃液温度保持相对平衡，大大提高了玻璃的良品率和减少了后期加工的成本，提高了生产效益；同时衡流砖体使用αβ刚玉砖，使得衡流砖体抗温变和热震性能增强，并可适应玻璃液面的升降对衡流砖体造成的损坏；衡流砖体结构外层包裹铂金保护套，进一步提高衡流砖体抵抗玻璃液的冲刷侵蚀能力，进而保护工艺的稳定和生产的正常运行。
附图说明
图1为本发明压延玻璃液流道温度的平衡装置中布置两组柱形扰流组件时的示意图；
图2为本发明压延玻璃液流道温度的平衡装置中衡流砖体的结构示意图；
图3为本发明压延玻璃液流道温度的平衡装置中不同玻璃液黏度时衡流砖体迎流角的角度和玻璃液横向温差的曲线图；
图4为本发明压延玻璃液流道温度的平衡装置中玻璃液经过柱形扰流组件时的分流示意图；
图5为本发明压延玻璃液流道温度的平衡装置中衡流砖体在玻璃液流道内的安装示意图。
附图标记说明：衡流砖体1、保护套2、玻璃液流道3、玻璃液流道底部31、柱形扰流组件4、头砖5、尾砖6。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
在压延玻璃的生产制造中，符合成型要求的玻璃液从窑炉的流液洞中流出，然后再进入到玻璃液流道内，进入到玻璃液流道内的玻璃液再进一步沿玻璃液流道向前移动，并最终从玻璃液流道流出后进入道压延机中，压延机对进入的玻璃液进行成型处理以获得玻璃板。由于玻璃液在玻璃液流道中流动时，位于玻璃液流道边部的玻璃液由于与玻璃液流道的边部进行热交换而导致该处的玻璃液降温速度快温度较低，而位于玻璃液流道中部的玻璃液由于热量不易散发而温度较高，这样就使得玻璃液通道中的玻璃液温度在横向上的分布不均匀，当这种横向上存在温度差的玻璃液进入道压延机内进行成型处理时，就会导致成型后的玻璃板厚度不均匀，进而影响到生产出的玻璃板的质量，因此本方案针对玻璃液在玻璃液流道中流动时产生的温度不均匀情况提出了一种压延玻璃液流道温度的平衡方法及平衡装置。
其中，压延玻璃液流道温度的平衡方法，在玻璃液的流动路径上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，以提高玻璃液流道边部的玻璃液流量。
在本发明中，玻璃液流道的长度方向即玻璃液在玻璃液流道中的流动方向为纵向方向，且玻璃液流道的宽度方向为横向方向。
本发明的工作原理是：本发明当玻璃液从窑炉的流液洞中流出后进入玻璃液流道时，玻璃液的流动方向为水平纵向流动，当玻璃液进入道玻璃液流道后，在沿玻璃液流动的路径上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，且每次分流处理都将玻璃液向靠近玻璃液流道边部的方向进行引流，从而使得位于玻璃液流道中部位置的玻璃液不断的向玻璃液流道两侧的边部位置进行聚集，由此就使得流动到玻璃液流道边部的玻璃液的量大于玻璃液流道中部位置的玻璃液量，随着玻璃液流道边部的玻璃液量的不断增加，玻璃液流道边部的玻璃液的流动性也大大提高，从而使得玻璃液流道边部的玻璃液能够快速的流过，进而大大减少了玻璃液与玻璃液流道边部位置的热交换时间，同时由于聚集到玻璃液流道边部的玻璃液量的大大增加，玻璃液与玻璃液流道边部进行热交换的热量对玻璃液的温度变化影响大大减小，从而使得流经玻璃液流道边部位置的玻璃液温度变化较小，流经玻璃液流道边部位置的玻璃液温度和流经玻璃液流道中部位置的玻璃液的温度差也较小，由此实现玻璃液流道中横向方向温度均衡的效果；同时，玻璃液分流过程中还会产生扰动，该扰动能加强不同位置玻璃液的热交换，由此起到进一步提高玻璃液流道中横向方向温度均衡的效果。
综上，本方案能有效减小玻璃液流道中玻璃液的横向温差，大大降低玻璃液进入到压延机内进行成型处理时的温度差，进而提高玻璃板的生产质量，提高生产效益。
在本实施例中，在每组柱形扰流组件位置处的分流方式为：玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导横向分散成两股呈设定的角度的玻璃液并分别向靠近对应侧玻璃液流道边部的方向进行流动。
分流处理时通过将玻璃液分散呈两股呈设定角度的玻璃液，然后这两股玻璃液再分别向靠近对应侧玻璃液流道边部的方向进行流动，由此每次分流处理都将玻璃液进行两股分流，通过在玻璃液流动方向上进行多次的分流处理，使得玻璃液在流动过程中不断向玻璃液流道的边部方向聚集，进而实现增加玻璃液流道边部玻璃液流量的目的，并进一步提高玻璃液在横向方向上的温度均匀性。
在本实施例中，在每组柱形扰流组件位置处的分流方式为：根据玻璃液流道内玻璃液的不同黏度将柱形扰流组件对应位置的玻璃液横向分散呈两股具有不同夹角的玻璃液。
这样，当玻璃液的黏度不同时，分流处理时形成的两股玻璃液的夹角也不相同，当玻璃液的黏度在一定范围时，随着两股玻璃液的夹角增大，分流处理对玻璃液在横向方向上温度均匀性的效果也越好，但当玻璃液的黏度超过一定值，两股玻璃液夹角的过大则会加快玻璃液流道边部位置玻璃液的降温速度，进而不利于降低横向方向上玻璃液的温度差，因此，根据玻璃液黏度对两股玻璃液的夹角进行限定，以更好的保障分流处理后对玻璃液在横向方向上温度均匀性的效果。
如附图1所示，一种实现上述压延玻璃液流道温度的平衡方法的平衡装置，包括在玻璃液流道3内沿玻璃液的流动方向布置的多组竖向设置的柱形扰流组件4，以使得沿玻璃液流道3流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件4的引导而多次进行横向分流，柱形扰流组件4具有朝向玻璃液的迎流面，以使得玻璃液在经过柱形扰流组件4时能够在迎流面的引导下向靠近玻璃液流道3边部的方向流动。
这样，通过在玻璃液的流动方向上布置多组竖向设置的柱形扰流组件4，以使得沿玻璃液流道3流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件4的引导而多次进行横向分流，且柱形扰流组件4具有迎流面，当玻璃液经过迎流面时，迎流面对玻璃液的流动方向进行引导，使得玻璃液在迎流面的作用下向靠近玻璃液流道3边部的方向流动，由此利用柱形扰流组件4实现对玻璃液的分流处理，设置在玻璃液流动方向上的多组柱形扰流组件4就实现了对玻璃液的多次分流处理，多次的分流处理使得玻璃液流道3边部的玻璃液的量大大增加，流动性也大大提高，从而使得玻璃液流道3边部的玻璃液能够快速的流过，进而大大减少了玻璃液与玻璃液流道3边部位置的热交换时间，同时由于聚集到玻璃液流道3边部的玻璃液量的大大增加，玻璃液与玻璃液流道3边部进行热交换的热量对玻璃液的温度变化影响大大减小，从而使得流经玻璃液流道3边部位置的玻璃液温度变化较小，流经玻璃液流道3边部位置的玻璃液温度和流经玻璃液流道3中部位置的玻璃液的温度差也较小，由此实现玻璃液流道3中横向方向温度均衡的效果；同时，柱形扰流组件4在对玻璃液进行分流的过程中还会产生扰动，该扰动能加强不同位置玻璃液的热交换，由此起到进一步提高玻璃液流道3中横向方向温度均衡的效果。
在本实施例中，柱形扰流组件4包括整体呈柱形结构的衡流砖体1，衡流砖体1呈朝向玻璃液来侧方向凸出以形成迎流面，以使得玻璃液在经过衡流砖体1的迎流面时能够在该迎流面的弧形结构的引导下向靠近玻璃液流道3边部的方向流动。
这样，将柱形扰流组件4设置为柱形结构的衡流砖体1，使得在玻璃液的深度方向上衡流砖体1对玻璃液具有相同的分流效果，同时衡流砖体1呈朝向玻璃液来侧方向凸出以形成迎流面，迎流面的设计可以使得玻璃液流动到此处时顺着弧形结构进行玻璃液的引导，从而提高对玻璃液的导流效果。
在本实施例中，迎流面设有弧形结构，弧形结构的圆心位于玻璃液流道3沿水平纵向方向的中心线上。
这样，迎流面弧形结构的圆心位于玻璃液流道3沿水平纵向方向的中心线上，可以使得衡流砖体1将玻璃液向玻璃液流道3两侧的边部均匀进行引导，同时也避免了玻璃液在弧形结构处形成流动死区。
在本实施例中，迎流面设有棱角。
这样，通过在迎流面上设置棱角，当玻璃液流动到该迎流面时，弯折结构使得玻璃液按一定的角度进行分流，进而使得玻璃液按既定的路线向靠近玻璃液流道3边部的方向流动。
如附图2所示，在本实施例中，柱形扰流组件4包括整体呈四棱柱结构的衡流砖体1，衡流砖体1包括迎流角（附图2中的A）、顺流角（附图2中的B）及两个挡流角（附图2中的C），迎流角朝向玻璃液流动方向设置，顺流角背向玻璃液流动方向设置，两个挡流角的角度相等且相对设置。
这样，四棱柱结构的衡流砖体1加工方便，生产工艺简单，同时当玻璃液流动道衡流砖体1时，衡流砖体1的迎流角将会先对玻璃液进行分流处理，然后玻璃液经过挡流角向顺流角方向移动，以便进行下一个衡流砖体1的分流处理。
在本实施例中，迎流角的角度为60°-150°，顺流角的角度为20°-80°。具体的，迎流角的角度可以为60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°或150°，顺流角的角度可以为20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°等。
这样，迎流角的角度过小会导致对玻璃液的分流效果不好，经过该迎流角分流后的玻璃液向玻璃液流道3边部位置聚集的效果不明显，但迎流角的角度过大会导致迎流角边部的玻璃液温降速度加快，不利于降低玻璃液的横向温差，故本方案将迎流角的角度设置为60°-150°，而顺流角的角度过大则容易造成在顺流角和挡流角之间形成玻璃液的流动死区，故本方案将顺流角的角度设置为20°-80°。
具体实验时，选取玻璃液黏度η在101.5~104Pa·s区间范围，迎流角A角度范围为60°-150°，通过液流实验得到反馈数据曲线如附图2所示：通过具体实验可以知道，当玻璃液黏度η=10^3时，若迎流角A的设置角度越大（60°-120°范围），则越有利于减小横向温差ΔT（如附图3中的a图所示）；实验中同时发现当玻璃液黏度η=10^2时，若迎流角A设置超过120°，则容易导致衡流砖体1边部的玻璃液温降速度加快，不利于降低温差ΔT（如附图3中的b图所示），因此本技术方案迎流角的选择与玻璃液黏度具有十分重要的关系。
在本实施例中，迎流角的角度为90°-120°，顺流角的角度为30°-60°
又如附图1所示，在本实施例中，柱形扰流组件4包括间隔布置的多块衡流砖体1，,衡流砖体1的迎流角均朝向玻璃液的来侧方向。
这样，柱形扰流组件4包括间隔布置的多块衡流砖体1，则当玻璃液经过一个柱形扰流组件4时，柱形扰流组件4中的多块衡流砖体1将会形成对玻璃液的多次分流，由此提高对玻璃液的分流次数和分流效果，进一步保证分流处理后流动到玻璃液流道3边部位置的玻璃液量，达到进一步降低横向方向上玻璃液温度差的目的。
在本实施例中，衡流砖体1共三块，三块衡流砖体1的布置形式整体呈三角形分布。
这样，三块衡流砖体1整体呈三角形分布，则当玻璃液流过该柱形扰流组件4时，三角形分布的结构形式使得三块衡流砖体1能够在玻璃液的流动方向上对玻璃液进行多次分流处理，具体实施时，三块衡流砖体1可以采用三块相同大小的衡流砖体1，这样可以使得三块衡流砖体1对玻璃液具有相同的分流效果。
在本实施例中，柱形扰流组件4中的三块衡流砖体1的布置形式整体呈等腰三角形分布。
在本实施例中，位于等腰三角形顶角位置的衡流砖体1为头砖5并设置在玻璃液流道3的中部位置，位于等腰三角形底角位置的两个衡流砖体1为尾砖6并沿横向方向对称设置在头砖5沿玻璃液流动方向的前侧。
这样，等腰三角形形式分布的头砖5和尾砖6在玻璃液流动过程中，头砖5先对玻璃液进行分流处理，使得玻璃液分流呈两股玻璃液分别向两个尾砖6的方向流动，如附图4所示，玻璃液R经过头砖5后被分流为R1和R2，然后两个尾砖6再对对应位置的玻璃液再次进行分流处理，如附图4所示，玻璃液R1经过上侧的尾砖6后被分流为R3和R4，玻璃液R2经过下侧的尾砖6后被分流为R5和R6，两个尾砖6对称设置在头砖5沿玻璃液流动方向的前侧，可以利用尾砖6对玻璃液再次进行分流，同时保证两侧玻璃液流动的均匀性，以避免两侧玻璃液流动不均匀造成的温度差，这样，经过头砖5和尾砖6的分流处理后，玻璃液R1和R3由中部向玻璃液流道3的上边部流动，玻璃液R2和R6由中部向玻璃液流道3的下边部流动，而经过尾砖6处理后的玻璃液R5和R4则汇合成R7，在汇合过程中玻璃液发生相互交融，起到进一步均化玻璃液温度的效果，同时汇合后的玻璃液R7进一步流动到下一组的柱形扰流组件4处进行再次的分流处理，由此通过对玻璃液进行的多次分流处理，就可以大大提高流动到边部位置的玻璃液量，进而达到玻璃液横向温度均匀化的目的。
在本实施例中，柱形扰流组件4中两个尾砖6的位置分别由头砖5向玻璃液流道的两边平移设定的角度和位置形成，头砖5的顺流角的顶点和两个尾砖6的迎流角的顶点处于同一横向线上，且头砖5的顺流角的顶点到两个尾砖6的迎流角的顶点的横向距离相等。
这样，柱形扰流组件4中两个尾砖6的位置分别由头砖5向玻璃液流道3的两边平移设定的角度和位置形成，这样可以使得每块衡流砖体1对玻璃液的分流效果相同，且头砖5的顺流角的顶点和两个尾砖6的迎流角的顶点处于同一横向线上，且头砖5的顺流角的顶点到两个尾砖6的迎流角的顶点的横向距离相等，使得经过两个尾砖6分流处理后靠近玻璃液流道3中部位置的部分玻璃液能够相互聚集，以便聚集后通过下一级的柱形扰流组件4继续进行分流处理。
又如附图1所示，在本实施例中，同一柱形扰流组件4中的头砖5的挡流角的顶点到对应侧尾砖6的迎流角的顶点之间的横向距离（如附图1中的S）不小于30mm。
这样，同一柱形扰流组件4中的头砖5的挡流角的顶点到对应侧尾砖6的迎流角的顶点之间的横向距离若是过小，则容易导致经过头砖5分流处理后的玻璃液流动到尾砖6位置时，玻璃液不能有效的作用在尾砖6的迎流角处，进而使得尾砖6对玻璃液的进一步分流处理效果变差；因此，本方案将同一柱形扰流组件4中的头砖5的挡流角的顶点到对应侧尾砖6的迎流角的顶点之间的横向距离设计的大于30mm，这样可以使得当玻璃液经过头砖5的分流处理后流动到尾砖6位置时，玻璃液能够有效的流动到尾砖6的迎流角位置，进而利用尾砖6的迎流角对玻璃液进行进一步的分流处理。
在本实施例中，尾砖6靠近玻璃液流道3边部的挡流角的顶点与相邻柱形扰流组件4中的头砖5对应侧挡流角的顶点之间在该尾砖6中靠近玻璃液流道3边部的挡流角与顺流角之间共同边的切线方向上的距离（如附图1中的L）不小于30mm。
这样，通过对相邻两个柱形扰流组件4的位置关系进行限定，以更好的实现各级柱形扰流组件4对玻璃液的分流处理效果。
在本实施例中，尾砖6中靠近玻璃液流道3边部的挡流角的顶点到对应侧玻璃液流道3边部之间的横向距离（如附图1中的W）不大于400mm。
这样，尾砖6中靠近玻璃液流道3边部的挡流角的顶点到对应侧玻璃液流道3边部之间的横向距离不大于400mm，这样可以使得玻璃液进一步经尾砖6进行分流处理后能有效的聚集到玻璃液流道3的边部，提高玻璃液流道3边部位置玻璃液的聚集量，进一步保证玻璃液流道3边部位置的玻璃液的温度，进而保证玻璃液在横向方向上温度的均匀性。
如附图5所示，在本实施例中，衡流砖体1安装在玻璃液流道3的底部，具体的，衡流砖体1的下端面嵌入玻璃液流道底部31，且衡流砖体1的下端面嵌入玻璃液流道底部31的深度不小于30mm（如附图5中的P）。
这样，衡流砖体1下端面嵌入道玻璃液流道底部31，且该嵌入深度不小于30mm，保证衡流砖体1和玻璃液流道底部31具有足够的嵌入深度，进而确保衡流砖体1的安装稳定性。
具体实施时，柱形扰流组件4也可以向上延伸伸出玻璃液面，这样可以使得玻璃液受柱形扰流组件的引导实现完全的横向分流，横向分流效果更加的均衡；但这种结构在使用时，柱形扰流组件4的温度会与玻璃液的温度有温差，故当玻璃液流经柱形扰流组件4时速度会变慢，甚至造成析晶，另外，柱形扰流组件4露出液面的部分会加速柱形扰流组件4的侵蚀，影响玻璃液质量。
因此为了解决上述问题，作为一种更为优选的实施方式，柱形扰流组件4的上端面最好设计低于玻璃液流道3内的玻璃液液面高度，且柱形扰流组件4的上端面低于玻璃液流道3内的玻璃液液面高度不小于30mm（如附图5中的Q）。
这样，柱形扰流组件4的上端面低于玻璃液流道3内的玻璃液液面高度不小于30mm，这样既在一定程度上保证了玻璃液整体的横向分流处理效果，又避免柱形扰流组件因伸出玻璃液面造成的温差而引发玻璃液流经柱形扰流组件时产生析晶的问题，同时也避免了外部空气对柱形扰流组件的腐蚀，进而保证整个玻璃液流道结构的安全性和生产过程中的工艺稳定性。
在本实施例中，衡流砖体1与玻璃液流道底部31之间通过干砌方式进行连接。
在本实施例中，衡流砖体1外套设有金属材料制成的保护套2，金属材料的熔点大于玻璃液的温度；具体实施时，保护套2最好采用较为常用但熔点尽量高的金属材料，例如可以选用铂金、铂铑合金或者钼板材料等制成保护套2。
这样，通过在衡流砖体1外套设金属材料制成的保护套2，利用保护套2对衡流砖体1起到保护的作用，减少流动的玻璃液对衡流砖体1造成的冲刷，另外，因生产工艺原因降低玻璃液流道3的液面，进而导致衡流砖材露出玻璃液面时，保护套2可以减少衡流砖材受到的空气和液流的侵蚀，进而有效保证玻璃液流道3结构的安全性和工艺的稳定性。
在本实施例中，保护套2的厚度均匀，且保护套2的厚度大于2mm。
这样，保护套2的厚度均匀且厚度大于2mm，使得保护套2具有足够的保护厚度和保护强度，进而保证了对衡流砖体1的保护效果。
在本实施例中，衡流砖体1采用耐高温材料制成；具体的，衡流砖体1采用αβ刚玉砖材料制成。
这样，由于玻璃液的温度很高，故衡流砖体1采用耐高温材料制成，保证高温工作环境下的使用寿命。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明所达到的效果是，在压延玻璃的生产制造中，通过在玻璃液流道3上布置多组竖向设置的柱形扰流组件4，将玻璃液流道3中部的高温玻璃液分流至玻璃液流道3边部，从而有效的减小了玻璃液流道3上玻璃液的横向温差，使进入压延机成型的玻璃液温度保持相对平衡，大大提高了玻璃的良品率和减少了后期加工的成本，提高了生产效益；同时衡流砖体1使用αβ刚玉砖，使得衡流砖体1抗温变和热震性能增强，并可适应玻璃液面的升降对衡流砖体1造成的损坏；衡流砖体1结构外层包裹铂金保护套2，进一步提高衡流砖体1抵抗玻璃液的冲刷侵蚀能力，进而保护工艺的稳定和生产的正常运行。
下面以一个具体实施例来对本方案的平衡方法和平衡装置的效果进行说明：实施试验例反馈数据如下：
在本实施例中，玻璃液流道3的深度为100mm，长度1000mm，宽度100mm，玻璃液深度为80mm；
试验衡流砖体1为使用αβ刚玉砖打磨制成的四棱柱结构形式，其中迎流角A=90°顺流角B=60°，迎流角A和挡流角C之间的边长AC=180mm；
试验柱形扰流组件4中头砖5的挡流角的顶点到对应侧尾砖6的迎流角的顶点之间的横向距离S=60mm，尾砖6靠近玻璃液流道3边部的挡流角的顶点与相邻柱形扰流组件4中的头砖5对应侧挡流角的顶点之间在该尾砖6中靠近玻璃液流道3边部的挡流角与顺流角之间共同边的切线方向上的距离L=100mm，衡流砖体1的上端面低于玻璃液流道3内的玻璃液液面高度Q=30mm，衡流砖体1的下端面嵌入玻璃液流道3的底部的深度P=30mm；
试验玻璃液使用含铝量8%的中铝玻璃液，测温点为玻璃液流道3末端的横向温度。
试验中，分别对未安装衡流砖体1、安装4块衡流砖体1、安装一组柱形扰流组件4和安装两组柱形扰流组件4时的温度情况进行测试，得到的数据如下表所示：
根据上述表格的试验数据可以看出，与未安装衡流砖体1时玻璃液的横向温差相比，安装4块衡流砖体1能有效减少玻璃液流道3内的玻璃液横向温差13.8℃（32.3-18.5），安装一组柱形扰流组件4有效减少玻璃液流道3内的玻璃液横向温差19.3℃（32.3-13），安装两组柱形扰流组件4能有效减少玻璃液流道3内的玻璃液横向温差21.6℃（32.3-10.7），故本方案采用衡流砖体1对玻璃液进行分流处理的方式能有效的平衡玻璃液在横向上的温差，且采用多组柱形扰流组件4的形式对平衡玻璃液在横向上的温差的效果较好。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (20)
1.一种压延玻璃液流道温度的平衡方法，其特征在于，在玻璃液的流动路径上布置多组竖向设置的柱形扰流组件，使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，以提高玻璃液流道边部的玻璃液流量；
所述柱形扰流组件包括整体呈柱形结构的衡流砖体，所述衡流砖体安装在玻璃液流道的底部。
2.根据权利要求1所述的压延玻璃液流道温度的平衡方法，其特征在于，在每组柱形扰流组件位置处的分流方式为：玻璃液受竖向布置的柱形扰流组件的引导横向分散成两股呈设定的角度的玻璃液并分别向靠近对应侧玻璃液流道边部的方向进行流动。
3.根据权利要求2所述的压延玻璃液流道温度的平衡方法，其特征在于，在每组柱形扰流组件位置处的分流方式为：根据玻璃液流道内玻璃液的不同黏度将柱形扰流组件对应位置的玻璃液横向分散呈两股具有不同夹角的玻璃液。
4.一种实现如权利要求1所述的压延玻璃液流道温度的平衡方法的平衡装置，其特征在于，包括在玻璃液流道内沿玻璃液的流动方向布置的多组竖向设置的柱形扰流组件，以使得沿玻璃液流道流动的玻璃液受竖向布置的所述柱形扰流组件的引导而多次进行横向分流，所述柱形扰流组件具有朝向玻璃液的迎流面，以使得玻璃液在经过所述柱形扰流组件时能够在所述迎流面的引导下向靠近玻璃液流道边部的方向流动。
5.根据权利要求4所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述衡流砖体呈朝向玻璃液来侧方向凸出以形成迎流面，以使得玻璃液在经过所述迎流面时能够被引导向靠近玻璃液流道边部的方向流动。
6.根据权利要求5所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述迎流面设有弧形结构，所述弧形结构的圆心位于玻璃液流道沿水平纵向方向的中心线上。
7.根据权利要求5所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述迎流面设有棱角。
8.根据权利要求4所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述柱形扰流组件的上端面低于玻璃液流道内的玻璃液液面高度，且所述柱形扰流组件的上端面低于玻璃液流道内的玻璃液液面高度不小于30mm。
9.根据权利要求4所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述柱形扰流组件包括整体呈四棱柱结构的衡流砖体，所述衡流砖体包括迎流角、顺流角及两个挡流角，所述迎流角朝向玻璃液流动方向设置，所述顺流角背向玻璃液流动方向设置，两个所述挡流角的角度相等且相对设置。
10.根据权利要求9所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述迎流角的角度为60°-150°，所述顺流角的角度为20°-80°。
11.根据权利要求10所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述迎流角的角度为90°-120°，所述顺流角的角度为30°-60°。
12.根据权利要求9所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述柱形扰流组件包括间隔布置的多块所述衡流砖体，且所述衡流砖体的迎流角均朝向玻璃液的来侧方向。
13.根据权利要求12所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述衡流砖体设有三块，且三块所述衡流砖体的布置形式整体呈三角形分布。
14.根据权利要求13所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述柱形扰流组件中的三块所述衡流砖体的布置形式整体呈等腰三角形分布。
15.根据权利要求14所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，位于等腰三角形顶角位置的所述衡流砖体为头砖并设置在玻璃液流道的中部位置，位于等腰三角形底角位置的两个所述衡流砖体为尾砖并沿横向方向对称设置在所述头砖沿玻璃液流动方向的前侧。
16.根据权利要求15所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述柱形扰流组件中两个所述尾砖的位置分别为所述头砖向玻璃液流道的两边平移设定的角度和位置，且所述头砖的顺流角的顶点和两个所述尾砖的迎流角的顶点处于同一横向线上，且所述头砖的顺流角的顶点到两个所述尾砖的迎流角的顶点的横向距离相等。
17.根据权利要求15所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，同一所述柱形扰流组件中的所述头砖的挡流角的顶点到对应侧所述尾砖的迎流角的顶点之间的横向距离不小于30mm。
18.根据权利要求15所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述尾砖中靠近玻璃液流道边部的挡流角的顶点到对应侧玻璃液流道边部之间的横向距离不大于400mm。
19.根据权利要求18所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述衡流砖体的下端面嵌入玻璃液流道的底部，且所述衡流砖体的下端面嵌入玻璃液流道底部的深度不小于30mm。
20.根据权利要求5所述的压延玻璃液流道温度的平衡装置，其特征在于，所述衡流砖体表面覆盖有金属材料制成的保护套，所述金属材料的熔点大于所述玻璃液的温度。
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| CN113636743A (zh) | 2021-11-12 |
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