CN211946788U - 一种快速加热的曲面玻璃热弯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速加热的曲面玻璃热弯装置。该装置包括高频加热器、内炉、外炉以及石墨模具；所述高频加热器可产生并输出高频加热电流或中频加热电流；所述内炉外接有真空泵；所述内炉的炉体内部设置有环绕成匝的环形铜管；所述环形铜管的两端分别与高频加热器的出水水管和进水水管连接；所述石墨模具用于盛载平面玻璃，并送入至内炉的炉体内进行热弯成型；所述内炉设置在所述外炉内，并由所述外炉包裹；且所述内炉与所述外炉之间设置有隔热板。该装置可用于曲面玻璃的热弯成型，基于该装置的曲面玻璃热弯方法加热速度快，且生产效率高、生产成本低、良品率高、设备稳定性好、故障率低，从而能有效满足未来市场对曲面玻璃的生产需求。

Description

一种快速加热的曲面玻璃热弯装置

技术领域

本实用新型涉及曲面玻璃热弯技术领域，具体涉及一种快速加热的曲面玻璃热弯装置。

背景技术

在近年来，随着5G通讯信号的到来，柔性OLED屏幕的使用即将大范围的普及，3D曲面玻璃的加工生产将成为手机屏幕制造的重要产业链。

在3D曲面玻璃的加工生产中，3D曲面玻璃热弯是其中的一大难点，3D曲面玻璃热弯主要受限于设备产能、良率、模具以及工艺控制等，由于3D曲面玻璃热弯难点的存在，制约了3D曲面玻璃发展速度。

在传统的3D曲面玻璃热弯成型设备中，其加热装置都是靠电热管、红外灯管或局部高频辐射的方式进行加热石墨模具，从而达到曲面玻璃的热弯成型，加热装置的设计和制作，是影响设备生产效率的关键点。其中，电热管加热速度慢，结构复杂，故障率高，且稳定性差；而红外灯管加热虽然加热速度较快，但是温度难以把控，而且辐射温度容易损耗而导致温度稳定性差；而局部高频辐射加热的方式需要消耗大量氮气进行石墨模具的保护，且耗费较大电量，成本较高。

因此，从生产工艺和成本考量，目前的加热方式都大大影响了3D曲面玻璃热弯机的生产效率，无法有效满足未来市场的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种快速加热的曲面玻璃热弯装置。该装置可用于3D曲面玻璃的热弯成型，热弯成型时的加热速度快，且进行3D曲面玻璃热弯的生产效率高、生产成本低、生产良品率高、设备稳定性好、故障率低。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，包括高频加热器、内炉、外炉以及石墨模具；

所述高频加热器可产生并输出高频加热电流或中频加热电流；所述内炉的两端分别开设有进口和出口；所述内炉外接有真空泵；所述内炉的炉体内部设置有环绕成匝的环形铜管，且所述环形铜管的长度方向沿所述内炉的进口至出口方向；所述环形铜管的两端分别与高频加热器的出水水管和进水水管连接；所述石墨模具用于盛载平面玻璃，并送入至所述内炉的炉体内进行热弯成型；

所述内炉设置在所述外炉内，并由所述外炉包裹；且所述内炉与所述外炉之间设置有隔热板。

优选的，所述高频加热器可产生并输出3.75KW-50KW、500KHz~1000KHz的高频加热电流，或产生并输出50KW~200KW、20~100KHz的中频电流。

优选的，所述内炉的顶部设置有冷水管。

优选的，所述内炉的进口和出口均设置有门闸，所述门闸关闭后可使所述内炉的炉体形成密闭空间。

优选的，所述内炉上还设置有温度传感器；所述温度传感器通过PLC控制器与所述高频加热器连接。

更优选的，所述内炉上设置有玻璃视窗；所述温度传感器设置在所述内炉的外侧，且所述温度传感器的探测头透过所述玻璃视窗并深入至所述内炉的炉体内。

优选的，所述石墨模具包括上模具和下模具；所述上模具和所述下模具之间具有与曲面玻璃成型形状适配的凹凸面。

优选的，所述环形铜管包括并排设置的两个以上。

优选的，所述内炉包括并排设置的两个以上，且相邻的两个所述的内炉之间设置有隔热板。

一种快速加热的曲面玻璃热弯方法，采用上述任一项所述的装置进行加热，包括如下步骤：

（1）平面玻璃放置盛载在石墨模具上，将石墨模具推送至内炉的炉体内，关闭内炉的进口和出口，内炉抽真空保持负压；

（2）开启高频加热器，高频加热器产生的高频加热电流传输至环形铜管并产生感应磁场，使位于环形铜管内的石墨模具产生感应电流而发热；

（3）调整第一温度点，并控制调整过程的时间和真空压力；所述第一温度点通过调节高频加热器产生的加热电流频率进行调节；所述第一温度点的温度范围在700℃-800℃，比当前制作的玻璃的软化点温度低50℃-100℃；在所述第一温度点调节阶段，控制升温的时间范围为30s-40s，同时控制真空压力的真空度范围为50Kpa~20KPa；

（4）调节高频加热器产生的加热电流频率，达到第二温度点；第二温度点为当前制作的玻璃软化点温度或为接近于当前制作的玻璃软化点温度；所述第二温度点控制为750℃-900℃，温度调节时间为10s-20s；同时，在调节所述第二温度点过程中，控制真空负压为20Kpa~9Kpa；

（5）再调节高频加热器产生的加热电流频率，降温至第三温度点，第三温度点比当前制作的玻璃的退火点温度低100℃-200℃；所述第三温度点控制为200℃-300℃，降温调节时间为30s-40s；在调节所述第三温度点过程中，玻璃需要保型，开始进行减压，控制真空负压为9Kpa~20Kpa；

（6）再调节高频加热器产生的加热电流频率，达到第四温度点，完成产品的退火；所述第四温度点为当前制作的玻璃的退火点温度或者接近于当前制作的玻璃的退火点温度，所述第四温度点控制为300℃-400℃，温度调节时间为20s-30s；同时，在调节所述第四温度点过程中，控制真空负压为20Kpa~50Kpa；

（7）关闭高频加热器，内炉停止抽真空，降温达到第五温度点；所述第五温度点控制为室温，温度调节时间为40s-60s；同时，在调节所述第五温度点过程中，控制真空负压为50Kpa~101Kpa；

（8）打开内炉的进口和出口，推出石墨模具，取下成型的曲面玻璃。

优选的，在60秒内加热达到所述玻璃软化点温度，即在所述石墨模具送入至所述内炉内、开启高频加热器调节温度，在60内加热调节支第二温度点。

优选的，降温至第五温度点的调节过程中，采用循环冷却水降温。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

（1）本实用新型的曲面玻璃热弯装置，具有高频和中频混合的双频感应加热模式，可使石墨模具中心首先被加热，再到石墨模具的边缘被加热，使得石墨模具上对应玻璃的部分先被加热，玻璃更快的达到设定的软化点温度，进而快速加热玻璃，从而加快生产效率；而且，采用高频和中频混合的双频感应加热模式，功率小，节约能耗，有效节约成本。

（2）本实用新型的曲面玻璃热弯装置，采用全环绕式紫铜管感应加热，不需要接触石墨模具，不会使得石墨模具氧化，不会对模具造成任何影响，无需使用氮气进行保护石墨模具，从而有效降低模具保护成本，降低总体生产成本；而且，非接触式加热石墨模具及玻璃，使得制作的产品表面外观良好，无模印、无凹凸点等不良，可为后段扫光制程节约生产时间，进一步节约成本。

（3）本实用新型的曲面玻璃热弯装置，具有高频和中频混合的双频感应加热模式，并通过真空压力弯曲成型，装置无需安装上部升降机构和内部拨叉机构，简化了设备的机构，也大大减少了设备的故障率；而且不需要使用包括电加热管、红外灯管以及压型段均热板的消耗品，可大大节约生产制作成本。

（4）本实用新型的曲面玻璃热弯装置，具有高频和中频混合的双频感应加热模式，通过控制电流频率即可有效的控制石墨模具的加热温度；而在内炉外包裹有外炉，在外炉密闭的腔体内，由隔热板进行隔热保护，防止内部温度外扩，极好的保证了玻璃的温度平衡。

（5）本实用新型的曲面玻璃热弯装置，采用多工位的内炉独立加热方式，可使得装置可在不停机的情况下，持续工作，极大的发挥装置的生产效率。

附图说明

图1为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置的整体结构示意图；

图2为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置中高频加热器的结构示意图；

图3为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置中内炉的结构示意图；

图4为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置中外炉的结构示意图；

图5为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置中设置于内炉内的环形铜管的结构示意图；

图6a为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置中内炉包裹在外炉内的结构示意图；

图6b为图6a的剖视结构示意图；

图7为具体实施例中本实用新型的快速加热的曲面玻璃热弯装置中石墨模具工作时的结构示意图；

附图标注：1-高频加热器，100-高频加热器本体，101-高频加热器分体机，102-进水管，103-出水管，2-内炉，200-炉腔，201-内炉上盖，21-内炉进口，22-内炉出口，23-冷水管，24-玻璃视窗，25-门闸，3-外炉，300-外腔体，301-外炉开合盖，4-石墨模具，41-上模具，42-下模具，5-环形铜管，501-进水端真空绝缘法兰电极，502-出水端真空绝缘法兰电极，6-隔热板，7-温度传感器，8-曲面玻璃。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的顺序、以特定的顺序构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的快速加热的曲面玻璃热弯装置。该曲面玻璃热弯装置包括高频加热器1、内炉2、外炉3以及石墨模具4。其中，所述石墨模具4用于盛载平面玻璃，并送入至所述内炉2的炉体内进行热弯成型；外炉3用于包裹在内炉2外，避免温度损耗浪费；高频加热器1用于产生并输出交流电，对内炉2内的石墨模具4进行感应加热，进而对石墨模具4上的平面玻璃进行加热。

具体的，高频加热器1可产生并输出高频加热电流或中频加热电流。具体的，所述高频加热器1可产生并输出3.75KW-50KW、500KHz~1000KHz的高频加热电流，或产生并输出50KW~200KW、20~100KHz的中频电流。

参见图2所示，本实施例中的高频加热器1包括高频加热器本体100，以及与高频加热器本体100相连接的高频加热器分体机101；在高频加热器分体机101上设有导电的进水管102和出水管103。

参见图3所示，本实施例中，内炉2由炉腔200和内炉上盖201组成，其中，内炉上盖201盖合在炉腔200上端形成腔体。而由炉腔200和内炉上盖201盖合形成的内炉2的两端分别开设有进口21和出口22，分别用于容纳石墨模具4的推进和推出。而且，在可选的实施例中，在进口21和出口22可分别设置用于推送和接取石墨模具的推送机构和接取机构。所述内炉2的进口21和出口22均设置有门闸25，所述门闸25关闭后可使所述内炉2的炉体形成密闭空间。而且，所述内炉2外接有真空泵，通过真空泵工作抽吸，使内炉2内形成真空压力。

所述内炉2的炉体内部设置有环绕成匝的环形铜管5，且所述环形铜管5包括并排设置的两个以上，从而可同时进行多个曲面玻璃的热弯成型加工，提高生产效率。在本实施例中，内炉2的炉体内并排设置有三个环形铜管5。

参见图5所示，所述环形铜管5的长度方向沿所述内炉2的进口至出口方向。且在环形铜管5的进水端和出水端分别设置有进水端真空绝缘法兰电极501和出水端真空绝缘法兰电极502，所述环形铜管5的进水端和出水端分别与高频加热器1的出水水管和进水水管连接，在本实施例中，即进水端真空绝缘法兰电极501与高频加热器分体机101上的出水管103连接，出水端真空绝缘法兰电极502与高频加热器分体机101上的进水管102连接。

并且，所述内炉2的顶部设置有冷水管23，具体的，本实施例中，冷水管23设置在内炉上盖201上。在热弯作业时，冷水管23上可通入循环水，避免内炉上盖201温度过高而烧坏。

此外，所述内炉2上还设置有温度传感器7，具体的，本实施例中，温度传感器7为红外温度传感器。所述温度传感器7通过PLC控制器与所述高频加热器1连接。具体的，本实施例中，所述内炉2上设置有玻璃视窗24；所述温度传感器7设置在所述内炉2的外侧，且所述温度传感器7的探测头透过所述玻璃视窗24并深入至所述内炉2的炉体内，并通过电机驱动可调节的进行精准探测探测内炉2内的石墨模具4的温度。在热弯作业时，温度传感器7的探测头可深入至内炉2的炉体内，从而可精确探测石墨模具4的加热温度（即对玻璃的加热温度），通过温度传感器7与高频加热器1的实时反馈连接，可实时控制电流频率，从而有效的控制石墨模具4的加热温度。

进一步的，在本实施例中，沿内炉2的进口至出口方向，温度传感器7设置有两个，可对石墨模具4在内炉2内的加热情况进行实时密集的监测，提高对石墨模具4的加热温度的精准控制。

参见图7所示，所述石墨模具4包括上模具41和下模具42；所述上模具41和所述下模具42之间具有与曲面玻璃8的成型形状适配的凹凸面。

在工作时，将平面玻璃放置在石墨模具4上，将石墨模具4送入至内炉2内，高频加热器1输出高频加热电流或中频加热电流至环形铜管5，从而使石墨模具4感应环形铜管5产生的电磁场并形成涡流而发热，进而对平面玻璃加热；在真空环境中，加热达到软化点的平面玻璃在石墨模具4的上模具41的重力作用下，将弯曲形成曲面玻璃。其中，高频加热器2产生的交流电传输至高频加热器分体机101，再由高频加热器分体机101上的出水管103从环形铜管5上的进水端真空绝缘法兰电极501传输至环形铜管5上，电流在环形铜管5流通并由出水端真空绝缘法兰电极502输入至高频加热器分体机101上的进水管102，从而回流至高频加热器1上。在电流传输过程中，高频加热器分体机101的出水管103向环形铜管5注入循环水，并流经环形铜管5后由进水管102回流，循环水在环形铜管5内流通，可避免在环形铜管5通入高频电流对石墨模具4进行感应加热时被击穿，有效保护环形铜管5。

而且，高频加热器1可产生并输出高频加热电流或中频加热电流，使该装置进行曲面玻璃热弯成型时可采用高频和中频混合的双频感应加热模式。在初始加热阶段，可采用高频加热电流使石墨模具4的中心首先被加热后，再采用中频加热电流使石墨模具4的边缘被加热，使得石墨模具4上对应玻璃的部分先被加热，使玻璃更快得达到设定的软化点温度，进而快速加热玻璃，从而加快生产效率；而且，采用高频和中频混合的双频感应加热模式，功率小，节约能耗，有效节约成本。

而且，内炉2内还具有模具承载导轨，用于承载石墨模具行进，表面光洁度达到Ra=0.8μm，可有效的避免石墨模具在滑动过程产生掉粉的现象。

参见图6a和图6b所示，所述内炉2设置在所述外炉3内，并由所述外炉3包裹。参见图4所示，外炉3由外腔体300与外炉开合盖301组成，外腔体300为由不锈钢板搭构形成的腔体，外炉开合盖301盖合在外墙体300上；而且所述内炉2与所述外炉3之间设置有隔热板6，可有效防止内炉2内产生的热量散失。

所述内炉2包括并排设置的两个以上，两个以上的所述内炉2均包裹设置在外炉3内，且相邻的两个所述的内炉2之间设置有隔热板6，可有效避免相邻两个内炉2之间的温度相窜而影响产品品质。而且，内炉2包括两个以上，即热弯成型作业的加工工位为两个以上，使得装置可在不停机的情况下，持续工作，极大的发挥装置的生产效率。

本实施例中，内炉2为并排设置的两个，两个并排设置的内炉2均包裹设置在外炉3内。

实施例2

一种快速加热的曲面玻璃热弯方法，采用实施例1所述的装置进行加热，包括如下步骤：

（1）平面玻璃放置盛载在石墨模具上，将石墨模具推送至内炉的炉体内，关闭内炉的进口和出口，内炉抽真空保持负压；

（2）开启高频加热器，高频加热器产生的高频加热电流传输至环形铜管并产生感应磁场，使位于环形铜管内的石墨模具产生感应电流而发热；

（3）调整第一温度点，并控制调整过程的时间和真空压力；所述第一温度点通过调节高频加热器产生的加热电流频率进行调节；所述第一温度点的温度范围在700℃-800℃，比当前制作的玻璃的软化点温度低50℃-100℃；在所述第一温度点调节阶段，控制升温的时间范围为30s-40s，同时控制真空压力的真空度范围为50Kpa~20KPa；

（4）调节高频加热器产生的加热电流频率，达到第二温度点；第二温度点为当前制作的玻璃软化点温度或为接近于当前制作的玻璃软化点温度；所述第二温度点控制为750℃-900℃，温度调节时间为10s-20s；同时，在调节所述第二温度点过程中，控制真空负压为20Kpa~9Kpa；

在所述石墨模具送入至所述内炉内、开启高频加热器调节温度，需在60内加热调节支第二温度点。

（5）再调节高频加热器产生的加热电流频率，降温至第三温度点，第三温度点比当前制作的玻璃的退火点温度低100℃-200℃；所述第三温度点控制为200℃-300℃，降温调节时间为30s-40s；在调节所述第三温度点过程中，玻璃需要保型，开始进行减压，控制真空负压为9Kpa~20Kpa；

（6）再调节高频加热器产生的加热电流频率，达到第四温度点，完成产品的退火；所述第四温度点为当前制作的玻璃的退火点温度或者接近于当前制作的玻璃的退火点温度，所述第四温度点控制为300℃-400℃，温度调节时间为20s-30s；同时，在调节所述第四温度点过程中，控制真空负压为20Kpa~50Kpa；

（7）关闭高频加热器，内炉停止抽真空，降温达到第五温度点；所述第五温度点控制为室温，温度调节时间为40s-60s；同时，在调节所述第五温度点过程中，控制真空负压为50Kpa~101Kpa；且降温至第五温度点的调节过程中，采用循环冷却水降温；

（8）打开内炉的进口和出口，推出石墨模具，取下成型的曲面玻璃。

在本实施例中，第一温度点、第二温度点、第三温度点、第四温度点以及第五温度点的调节均由PLC控制程序进行控制调节，使调整精度更高，且调整后的温度更稳定。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，包括高频加热器（1）、内炉（2）、外炉（3）以及石墨模具（4）；

所述高频加热器（1）可产生并输出高频加热电流或中频加热电流；所述内炉（2）的两端分别开设有进口（21）和出口（22）；所述内炉（2）外接有真空泵；所述内炉（2）的炉体内部设置有环绕成匝的环形铜管（5），且所述环形铜管（5）的长度方向沿所述内炉（2）的进口至出口方向；所述环形铜管（5）的两端分别与高频加热器（1）的出水水管和进水水管连接；所述石墨模具（4）用于盛载平面玻璃，并送入至所述内炉（2）的炉体内进行热弯成型；

所述内炉（2）设置在所述外炉（3）内，并由所述外炉（3）包裹；且所述内炉（2）与所述外炉（3）之间设置有隔热板（6）。

2.根据权利要求1所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述内炉（2）的顶部设置有冷水管（23）。

3.根据权利要求1所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述内炉（2）的进口（21）和出口（22）均设置有门闸，所述门闸关闭后可使所述内炉（2）的炉体形成密闭空间。

4.根据权利要求1所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述内炉（2）上还设置有温度传感器（7）；所述温度传感器（7）通过PLC控制器与所述高频加热器（1）连接。

5.根据权利要求4所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述内炉（2）上设置有玻璃视窗（24）；所述温度传感器（7）设置在所述内炉（2）的外侧，且所述温度传感器（7）的探测头透过所述玻璃视窗（24）并深入至所述内炉（2）的炉体内。

6.根据权利要求1所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述石墨模具（4）包括上模具（41）和下模具（42）；所述上模具（41）和所述下模具（42）之间具有与曲面玻璃成型形状适配的凹凸面。

7.根据权利要求1所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述环形铜管（5）包括并排设置的两个以上。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种快速加热的曲面玻璃热弯装置，其特征在于，所述内炉（2）包括并排设置的两个以上，且相邻的两个所述的内炉（2）之间设置有隔热板（6）。

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