CN114477794A - 玻璃纤维制品热定型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及玻璃纤维制备技术领域，具体涉及一种玻璃纤维制品热定型装置。一种玻璃纤维制品热定型装置包括：基体；载台，可转动地设置在基体上；多个纱架组件，间隔设置在载台上，纱架组件包括：支座，设置在载台上；第一驱动件，设置在支座上；纱架，设置在第一驱动件上，第一驱动件用以驱动纱架转动；玻璃纤维制品热定型装置还包括：炉体，设置在载台的上方，炉体内依次成型有烘干区、烧结区和冷却区；其中，纱架在载台的驱动下依次在烘干区、烧结区和冷却区间流转。本发明解决了因烘干区内温度不均匀，导致纱绳内层表面除水不彻底而导致的纱绳在后续的烧结过程中出现微孔和裂纹的问题，从而提高高硅氧产品的质量。

Description

玻璃纤维制品热定型装置

技术领域

本发明涉及玻璃纤维制备技术领域，具体涉及一种玻璃纤维制品热定型装置。

背景技术

高硅氧玻璃纤维是一种耐高温无机纤维，其具有软化点高、导热系数低、透波性好等的特点而日益受到广泛关注。随着科学技术的进步和发展，人们对耐高温透波高硅氧玻璃纤维材料的质量要求也在不断提高。

高硅氧玻璃纤维以无碱玻纤、二元玻璃纤维或者三元玻璃纤维为原料经过酸沥滤、水洗、烘干和热烧结制得，酸沥滤后的纤维是一种多孔的水合结构，水分以化合结构水、吸附水等形式存在于纤维的表面和多孔结构的孔隙中，烘干只能去除表面的吸附水，因此还需进行更高温度的热定型烧结，使结构水挥发、微孔闭合形成结构稳定的高硅氧纤维，满足后道制品加工应用。烘干及热烧结定型工艺对高硅氧制品会产生重要影响，因此研究合适的热定型烧结设备及其方法是高硅氧产品质量稳定性重要保障之一。

发明内容

因此，本公开所要解决的技术问题在于进一步提高现有高氧硅产品的质量。

为此，本公开的一个方面提供一种玻璃纤维制品热定型装置，包括：基体；载台，可转动地设置在所述基体上；多个纱架组件，间隔设置在所述载台上，所述纱架组件包括：支座，设置在所述载台上；第一驱动件，设置在所述支座上；纱架，设置在所述第一驱动件上，所述第一驱动件用以驱动所述纱架转动；所述玻璃纤维制品热定型装置还包括：炉体，设置在所述载台的上方，所述炉体内依次成型有烘干区、烧结区和冷却区；其中，所述纱架在所述载台的驱动下依次在所述烘干区、烧结区和冷却区间流转。

可选地，所述炉体被构造成扇环状，其两端部分别设置有入口和出口；所述载台被构造为圆台状，多个所述纱架组件沿所述载台的周向间隔布置在所述炉体的下方。

可选地，在所述炉体的两端部延周向分别外延有上纱区和下纱区。

可选地，所述纱架包括：耐热部，所述耐热部的一端与所述第一驱动件的驱动轴连接；耐火部，成型在所述耐热部的另一端，且适于伸入设置到所述炉体的炉腔内；悬挂部，成型在所述耐火部上，所述悬挂部上适于设置瓷筒或盆架，所述瓷筒和所述盆架均用于放置纱绳。

可选地，在所述纱架的转动方向上，所述炉体的底壁对应所述纱架处设置有环型的缝隙轨道，所述纱架经所述缝隙轨道导入到所述炉体内。

可选地，所述纱架的耐火部运动在所述缝隙轨道中，其中所述耐火部的外径尺寸与所述缝隙轨道的缝隙宽度相适配。

可选地，还包括：防散热护板，呈环型布置在所述缝隙轨道的下方，被多个所述纱架所支撑，且贴合设置在所述炉体的底板的下端面处。

可选地，所述防散热护板朝向所述底板的端面上间隔设置有若干筋条，所述筋条的上端面抵接在所述底板上。

可选地，所述烘干区和所述烧结区处，在所述炉体的炉顶和两侧壁上沿周向设置有若干加热部件；所述冷却区处，所述炉体内设置有冷却器。

可选地，在所述烧结区处，控制所述加热部件的温度，以将所述烧结区划分出不同的烧结温度区域。

可选地，于所述烘干区纱线入口处，在所述炉体的炉顶和两侧壁上设置有排气通道。

可选地，所述基体被构造为托架结构，多个所述托架沿周向间隔布置在所述载台的下方，用以承接所述载台。

可选地，还包括第二驱动件，所述第二驱动件上设置有驱动齿轮，所述载台的周面上设置有与所述驱动齿轮配合的齿部。

本发明提供的技术方案，具有如下优点：

1.本公开提供的玻璃纤维制品热定型装置包括：基体；载台，可转动地设置在所述基体上；多个纱架组件，间隔设置在所述载台上，所述纱架组件包括：支座，设置在所述载台上；第一驱动件，设置在所述支座上；纱架，设置在所述第一驱动件上，所述第一驱动件用以驱动所述纱架自转；所述玻璃纤维制品热定型装置还包括：炉体，设置在所述载台的上方，所述炉体内依次成型有烘干区、烧结区和冷却区；其中，所述纱架在所述载台的驱动下依次在所述烘干区、烧结区和冷却区间流转。

本公开中的玻璃纤维制品热定型装置通过将纱绳放置到纱架上，纱架在载台的驱动下依次完成对纱绳的烘干、烧结和冷却。进一步地，在纱架运行到烘干区和烧结区时，可控制纱架自身转动，实现放置在其上的纱绳的旋转。解决因烘干区内温度不均匀，导致纱绳内层表面除水不彻底而导致的纱绳在后续的烧结过程中出现微孔和裂纹的问题，从而提高高硅氧产品的质量。

2.本公开提供的玻璃纤维制品热定型装置中所述炉体被构造成扇环状，其两端部分别设置有入口和出口；所述载台被构造为圆台状，多个所述纱架组件沿所述载台的周向间隔布置在所述炉体的下方。炉体呈扇环状，载台对应设置成圆台状，沿载台周向对应炉体布置的纱架可在炉体内循环流动，实现了对纱绳烘干、烧结等工艺的自动化处理，相比于直线式的流水线，节省了在流水线末端时人工重新追放纱架的工序，提高了效率。进一步地，扇环式的炉体结构，在扇环的两端设置出口和入口，实现了在扇环结构的缺口处为工人操作取放纱绳提供了操作空间，且因是扇环结构，出口和入口的距离可设置的较近，减少对场地空间的占用。

3.本公开提供的玻璃纤维制品热定型装置中，于所述烘干区纱线入口处，在所述炉体的炉顶和两侧壁上设置有排气通道。

本公开中烘干区或者烧结区产生的热气，经过入口处设置的排气通道，统一进入到排气烟囱中，排出到外界，通过追加两侧壁排气通道，使烘干区或烧结区的排气及其气体流动更加合理，有利于保证烘干区和烧结区内热气流的合理分布，进而实现对其内的纱绳的均匀加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中所提供的玻璃纤维制品热定型装置的结构示意图；

图2为实施例中所提供的玻璃纤维制品热定型装置另一视角的局部结构示意图；

图3为实施例中所提供的玻璃纤维制品热定型装置再一视角的局部结构示意图；

图4为实施例中所提供的玻璃纤维制品热定型装置中基体的结构示意图；

图5为实施例中所提供的玻璃纤维制品热定型装置中纱架组件的结构示意图；

图6为实施例中所提供的玻璃纤维制品热定型装置中再一视角的局部结构示意图。

附图标记说明：

1-基体；11-本体；12-滚轮；

2-载台；21-齿部；

3-纱架组件；31-支座；32-第一驱动件；33-纱架；331-耐热部；332-耐火部；333-悬挂部；334-瓷筒；335-盆架；

4-炉体；41-烘干区；42-烧结区；43-冷却区；44-上纱区；45-下纱区；46-缝隙轨道；

5-防散热护板；51-筋条；

6-排气通道；

7-支柱。

具体实施方式

下面将结合附图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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本公开中提供了一种玻璃纤维制品热定型装置，包括：基体1；载台2，可转动地设置在基体1上；多个纱架组件3，间隔设置在载台2上，纱架组件3包括：支座31，设置在载台2上；第一驱动件32，设置在支座31上；纱架33，设置在第一驱动件32上，第一驱动件32用以驱动纱架33转动；玻璃纤维制品热定型装置还包括：炉体4，设置在载台2的上方，炉体4内依次成型有烘干区41、烧结区42和冷却区43；其中，纱架33在载台2的驱动下依次在烘干区41、烧结区42和冷却区43间流转。

本公开的玻璃纤维制品热定型装置应用于高氧硅玻璃纤维加工领域，以提高高氧硅产品的品质。

可以理解，基体1为本公开中玻璃纤维制品热定型装置的安装基础，负责承载载台2。基体1的结构形式存在多种，根据载台2的结构形式所确定，如框体式支架、支撑台、混凝土结构的浇筑基础等。

可以理解，第一驱动件32用于驱动纱架33转动，基于此，第一驱动件32的结构形式可为电机、气缸、油缸等驱动元件。

本公开的玻璃纤维制品热定型装置通过将纱绳放置到纱架上，纱架在载台的驱动下依次完成对纱绳的烘干、烧结和冷却。进一步地，在纱架运行到烘干区和烧结区时，可控制纱架自身转动，实现放置在其上的纱绳的旋转，进而保证对纱绳烘干、烧结等工艺的自动化处理，提高生产效率。

进一步地，发明人发现现有的玻璃纤维热定型装置中纱绳放置在纱架上，纱架沿轨道方向直线前进时，纱绳在纱架上固定不动，而炉体内的温度均匀性较差，导致纱线的烧结难以保证均匀一致，且在烘干区内存在因温度分布不均匀存在纱绳内表面水分去除不彻底，以上因素会导致纱绳在烧结后会产生大量微孔和裂纹，影响产品质量，而本公开中在纱绳进入到烘干区和烧结区时，纱架可自动旋转，使设置在纱架上的纱绳均匀受热，进而解决上述纱绳受热不均所导致的产品缺陷。

图1到图6示意出了本公开的玻璃纤维制品热定型装置的具体实施方式。

参见图1所示本公开的实施例包括有基体1、载台2、纱架组件3、炉体4。载台2可转动的安装在基体1上，纱架组件3安装在载台2上，在载台2发生转动时，纱架组件3在在炉体4的烘干区41、烧结区42、冷却区43间流转，完成对纱绳的加工工艺过程。

参见图3和图4所示，基体1包括本体11和滚轮12，本体11为凹状的支架，在本体11的凹槽中可转动地安装有滚轮12。在本实施例中的载台2被构造为圆台状的基础上，多个基体1沿载台2的周向间隔布置在载台2的下方，且滚轮12抵接在载台2的下端面上。

可以理解，载台2的中心处具有转轴，转轴安装在基体1上，载台2的外边缘处被滚轮12所支撑，在载台2绕转轴转动时，载台2的下端面与基体1间是滚动接触，以减少转动阻力和以及载台和基体1间的摩擦噪音。

参见图6所示，在载台2的周面上加工有齿部21，在基体1上安装有第二驱动件，第二驱动件可为电机，电机的输出轴上安装有驱动齿轮，驱动齿轮与载台2上的齿部21相互啮合，实现对载台2的驱动。

可以理解，根据电机负载以及载台2转速的要求，可在驱动齿轮和齿部21间连接中间齿，以改变传动比。

进一步地，本公开的实施例中可通过控制上述电机的转速，调节载台2的转速，进而控制纱绳在炉体内的加热时间，以控制纱绳的加工质量。

可以理解，还可通过判断纱绳在炉体4内的区域，如烘干区41、烧结区42或者冷却区43，针对纱绳在不同的区域，分别设定相应区域内对应的第二驱动件的转速，以更加细分的控制纱绳每一工艺步骤的质量。

参见图1和图3所示，本公开的实施例中炉体4被构造成扇环状，炉体4内部呈中空结构，其两端部分别设置有入口和出口。如上述，载台2被构造为圆台状，多个纱架组件3沿载台2的周向间隔布置在炉体4的下方。炉体4呈扇环状，载台2对应设置成圆台状，沿载台2周向对应炉体4布置的纱架33可在炉体内循环流动，实现了对纱绳烘干、烧结等工艺的自动化处理，相比于直线式的流水线，节省了在流水线末端时人工重新追放纱架的工序，提高了效率。进一步地，扇环式的炉体结构，在扇环的两端设置出口和入口，实现了在扇环结构的缺口处为工人操作取放纱绳提供了操作空间，且因是扇环结构，出口和入口的距离可设置的较近，减少对场地空间的占用。

需要说明的是，炉体4安装在基体1上，且置于载台2的上方。在炉体4的两个相对外侧壁上，沿周向间隔设置有支柱7，支柱7的一端安装在基体1上，进而实现对炉体4的支撑固定。

参见图1所示，在炉体4的两端部延周向分别外延有上纱区44和下纱区45，上纱区44用于工人将纱绳放置到纱架33上，下沙区45用于工人将加工处理好的纱绳从纱架33上取下。需要说明的是，上纱区44和下沙区45处可从炉体4的底面延伸处一定长度的平台结构，以方便工人作为操作平台使用，且上沙区44和下沙区45直接设置在炉体4的扇环结构的缺口处，不会对场地空间产生额外占用。

需要说明的是，本实施例中的纱绳被人工放置到纱架33上，参见图5所示，纱架33包括：耐热部331，耐热部331的一端与第一驱动件32的驱动轴连接，本实施例中的第一驱动件32为电机，耐热部331通过联轴器或轴套连接在第一驱动件32的转轴上，具体地，耐热部331的结构形式为耐热的钢管结构。第一驱动件32通过其自带的电机安装基座安装到支座31上，支座31呈L型，以螺钉锁付或者焊接的方式固定在载台2上。纱架33还包括耐火部332，成型在耐热部332的另一端，且适于伸入设置到炉体4的炉腔内，耐火部332的本体呈管状，但在其外周面上套装有耐火材料制成的套管，以减少炉体内热量向纱架33的传导。纱架33还包括悬挂部333，成型在耐火部332上，悬挂部333上适于设置瓷筒334或盆架335，瓷筒334和盆架335均用于放置纱绳，具体地，悬挂部333上设置有挂钩或者挂架结构，方便瓷筒334或者盆架335的挂装，提高人工上纱的效率。

可以理解，炉体4设置在载台2的上方，纱架33设置在炉体4的上方，在工作时，纱架33的悬挂部333需要进入到炉体4内，为了方便纱架33进入炉体4内且减少炉体4内热量从纱架33进入处的散失，本公开的实施例中在纱架33的转动方向上，炉体4的底壁对应纱架4处设置有环型的缝隙轨道46，纱架33经缝隙轨道46导入到炉体4内，具体地，在纱架33的耐热部331置于炉体4的底壁与载台2之间，纱架33的悬挂部333通过炉体入口进入到炉体4内，纱架的耐火部332运行在缝隙轨道中，通过缝隙轨道的设置，减小炉体4内部热量向外界的散失。

可以理解，纱架33的耐火部332运动在缝隙轨道46中，其中耐火部332的外径尺寸与缝隙轨道的缝隙宽度相适配，一方面可将缝隙轨道的宽度尺寸设计道最小，缝隙轨道的宽度尺寸越小，散失的热量越小，另一方面，可通过缝隙轨道对纱架33的转动运行提供约束，保证其转动的平稳性。

参见图3所示，本公开的实施例中还包括：防散热护板5，呈环型布置在缝隙轨道46的下方，被多个纱架33所支撑，且贴合设置在炉体4的底板的下端面处，防散热护板5可加强不同纱架33在载台2上安装的稳定性，同时，可对缝隙轨道造成一定的封堵，减缓缝隙轨道处热量的外流。

可以理解，防散热护板5朝向底板的端面上间隔设置有若干筋条51，筋条51的上端面抵接在底板上，通过筋条51的隔断，增加了炉体4内热量向外界散失的散热通道的长度，进一步减少炉体4内在缝隙轨道处的热量散失。

本公开的实施例中，炉体4的内壁采用耐火材料，包括但不限于粘土砖、高铝砖、莫来石砖等，外壁采用但不限于泡木砖或保温棉，炉膛尺寸、四壁厚度、材料依据工艺设定。在烘干区41和烧结区42处，在炉体4的炉顶和两侧壁上沿周向设置有若干加热部件，加热部件可为电阻丝或者硅碳棒等，在炉体和两侧壁沿炉体4的圆周方向等弧度布置，以形成热量均衡的温度场。进一步地，在冷却区43处，炉体4内设置有冷却器，用以对烧结后的纱绳进行冷却处理。

可以理解，在烧结区处，控制加热部件的温度，以将烧结区42划分出不同的烧结温度区域，具体的，可通过本装置中的控制器，控制不同烧结区中不同区域的加热部件的加热温度，进而形成不同的加热区，实现可控的热定型工艺曲线。

本公开的实施例中于烘干区41的纱线入口处，在所述炉体4的炉顶和两侧壁上设置有排气通道6本公开中烘干区或者烧结区产生的热气，经过两侧壁和炉顶的排气通道6，统一进入到排气烟囱7中，排出到外界，通过追加两侧壁排气通道6，使烘干区或烧结区的排气更加合理，有利于保证烘干区和烧结区内热气流的合理分布，进而实现对其内的纱绳的均匀加热。

经测试，采用本实施例生产的高硅氧玻璃纤维，纱绳的强度变异系数下降了15％-40％。由于可以连续不停的生产，产能提高了2倍以上，生产线工人劳动强度大大降低，所需操作人员数量低至1人，提高了生产的自动化程度，单位产品人工成本减低35％以上。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，包括：

基体(1)；

载台(2)，可转动地设置在所述基体(1)上；

多个纱架组件(3)，间隔设置在所述载台(2)上，所述纱架组件(3)包括：

支座(31)，设置在所述载台(2)上；

第一驱动件(32)，设置在所述支座(31)上；

纱架(33)，设置在所述第一驱动件(32)上，所述第一驱动件(32)用以驱动所述纱架(33)转动；

所述玻璃纤维制品热定型装置还包括：

炉体(4)，设置在所述载台(2)的上方，所述炉体(4)内依次成型有烘干区(41)、烧结区(42)和冷却区(43)；

其中，所述纱架(33)在所述载台(2)的驱动下依次在所述烘干区(41)、烧结区(42)和冷却区(43)间流转。

2.根据权利要求1所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，所述炉体(4)被构造成扇环状，其两端部分别设置有入口和出口；

所述载台(2)被构造为圆台状，多个所述纱架组件(3)沿所述载台(2)的周向间隔布置在所述炉体(4)的下方。

3.根据权利要求2所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，在所述炉体(4)的两端部延周向分别外延有上纱区(44)和下纱区(45)。

4.根据权利要求2所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，所述纱架(33)包括：

耐热部(331)，所述耐热部(331)的一端与所述第一驱动件(32)的驱动轴连接；

耐火部(332)，成型在所述耐热部(332)的另一端，且适于伸入设置到所述炉体(4)的炉腔内；

悬挂部(333)，成型在所述耐火部(332)上，所述悬挂部(333)上适于设置瓷筒(334)或盆架(335)，所述瓷筒(334)和所述盆架(335)均用于放置纱绳或棉毡制品。

5.根据权利要求4所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，在所述纱架的转动方向上，所述炉体(4)的底壁对应所述纱架(4)处设置有环型的缝隙轨道(46)，所述纱架(33)经所述缝隙轨道(46)导入到所述炉体(4)内。

6.根据权利要求5所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，所述纱架(33)的耐火部(332)运动在所述缝隙轨道(46)中，其中所述耐火部(332)的外径尺寸与所述缝隙轨道的缝隙宽度相适配。

7.根据权利要求5所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，还包括：

防散热护板(5)，呈环型布置在所述缝隙轨道(46)的下方，被多个所述纱架(33)所支撑，且贴合设置在所述炉体(4)的底板的下端面处。

8.根据权利要求7所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，所述防散热护板(5)朝向所述底板的端面上间隔设置有若干筋条(51)，所述筋条(51)的上端面抵接在所述底板上。

9.根据权利要求1所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，

所述烘干区(41)和所述烧结区(42)处，在所述炉体(4)的炉顶和两侧壁上沿周向设置有若干加热部件；

所述冷却区(43)处，所述炉体(4)内设置有冷却器。

10.根据权利要求9所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，在所述烧结区处，控制所述加热部件的温度，以将所述烧结区(42)划分出不同的烧结温度区域。

11.根据权利要求1所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，于所述烘干区(41)纱线入口处，在所述炉体(4)的炉顶和两侧壁上设置有排气通道(6)。

12.根据权利要求2所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，所述基体(1)被构造为托架结构，多个所述托架沿周向间隔布置在所述载台(2)的下方，用以承接所述载台(2)。

13.根据权利要求1所述的玻璃纤维制品热定型装置，其特征在于，还包括第二驱动件，所述第二驱动件上设置有驱动齿轮，所述载台(2)的周面上设置有与所述驱动齿轮配合的齿部(21)。

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