CN217127284U - 玻璃丝冷却装置 - Google Patents

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刘文渊
胡恒广
闫冬成
张广涛
王博
李亚迪
王俊峰
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Abstract

本实用新型涉及玻璃丝制造设备领域,公开了一种玻璃丝冷却装置,具有使所述玻璃丝通过的内腔(11)的冷却管(1);和连通所述内腔(11)的冷却单元,所述冷却单元包括盛放冷媒颗粒(32)的冷媒槽(3)和连通所述冷媒槽(3)底部且嵌设在所述冷却管(1)壁内用于使所述冷媒颗粒(32)流动的通道(31),所述通道(31)连通气体驱动单元,用于将所述冷媒颗粒(32)的温度引入所述内腔(11)冷却所述玻璃丝。本实用新型的冷却装置使玻璃丝具有更快的冷却速度,冷媒稳定且易得,通过加快冷却步骤从而从整体上提升玻璃丝的制造效率。

Description

玻璃丝冷却装置
技术领域
本实用新型涉及玻璃丝制造设备领域,具体地涉及一种玻璃丝的冷却装置。
背景技术
玻璃丝制成的玻璃绳具有绝缘性好、耐高温、不生锈等优点,在某些特定场合可用来替代钢索。将固态玻璃熔融成粘弹体并拉制成丝,同时快速将其冷却得到玻璃丝。充分且均匀的冷却对玻璃丝的成品质量起着至关重要的作用。现有技术中,由于玻璃丝细小,单位体积内带有的热量比较小,一般采用空冷的方式冷却,随着我国的工业发展,玻璃丝的需求量相应增大,生产者也相应的提高拉丝速度,基于这种生产前提,上述空冷方式冷却速度缓慢且难以控制,不适用于快速拉丝的工艺。也有的使用比热容较大的氦气和氢气进行冷却,但是氦气较难制得因而价格相对较高昂,氢气使用不当容易造成安全事故。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型提供一种玻璃丝冷却装置,具有冷却速度快,冷却成本低,安全等优点。
为了实现上述目的,本实用新型一方面提供玻璃丝冷却装置,所述冷却装置包含:具有使所述玻璃丝通过的内腔的冷却管;和连通所述内腔的冷却单元,所述冷却单元包括盛放冷媒颗粒的冷媒槽和连通所述冷媒槽底部且嵌设在所述冷却管壁内用于使所述冷媒颗粒流动的通道,所述通道连通气体驱动单元,用于将所述冷媒颗粒的温度引入所述内腔冷却所述玻璃丝。
优选地,还包括设置在所述冷却管壁内的布气单元,所述布气单元包括通气主管和阵列排布且一端连通所述通气主管的多个支管,所述支管另一端连通所述内腔,所述通气主管连通设置在所述通道一端的出气口,用于使所述冷媒颗粒的温度均匀分散在所述内腔冷却所述玻璃丝。
优选地,所述气体驱动单元包括风机,设置在所述通道另一端的进气口通过所述风机连通嵌设在所述冷却管壁内的接通所述内腔的导出管,所述导出管管路上设置三通调节阀,使得冷却所述玻璃丝后的气体一部分通过所述风机进入下一个冷却循环,另一部分流入回收装置制成所述冷媒颗粒。
优选地,所述风机的输入轴连接汽轮机,所述汽轮机连接蒸汽发生器,所述蒸汽发生器连接玻璃窑炉的废气出口,使熔融玻璃原料产生的废气的热量将水加热成驱动所述汽轮机的水蒸气。
优选地,所述冷媒槽和所述通道外包裹有保温层,所述保温层能够阻挡所述冷媒颗粒与外界发生热交换。
优选地,所述冷媒槽内壁为便于所述冷媒颗粒流动的倾斜面。
优选地,所述出气口和所述进气口设置滤网,用于阻挡所述冷媒颗粒流出所述通道。
优选地,所述冷媒颗粒的粒径为为0.2-2mm,优选0.5-1mm。
优选地,所述冷媒颗粒为干冰颗粒。
优选地,所述内腔沿高度方向设置多个温度检测器,用于检测所述内腔不同位置的温度。
与现有技术中空冷的方式相比,本实用新型设置冷却装置应用于快速拉丝工艺,能够提高玻璃丝的生产效率便于继续下一道制作工序;与现有技术中使用氦气和氢气作为冷却气体相比,本实用新型采用干冰作为冷媒颗粒,利用干冰的升华将热量带走,通过风机将升华后的二氧化碳引入冷却管内腔将玻璃丝冷却,通过回收装置将二氧化碳收集再次制成冷媒颗粒,本实用新型的冷媒性质稳定,来源广泛,价格低廉且能够回收利用,有利于安全生产和降低生产成本,提高玻璃丝的生产效率。
本实用新型的风机的动力来源非电力,而是利用玻璃熔窑熔融玻璃原料产生的废气的热量,将蒸汽发生器中的水加热成水蒸气,汽轮机将水蒸气的蒸汽热能转换为风机的旋转机械能,以此驱动冷却装置中的干冰冷却玻璃丝,本实用新型利用玻璃丝生产工艺中本会浪费掉的余热作为冷却装置的动力来源,合理利用资源,减少了能源消耗的同时还提升了玻璃丝的生产效率,节约了生产成本。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本实用新型中玻璃丝冷却装置的一种实施方式的示意图;
图2是本实用新型中玻璃丝冷却装置的另一种实施方式的示意图。
附图标记说明
1冷却管;11内腔;2风机;3冷媒槽;31通道;311出气口;312进气口;32冷媒;33保温层;34滤网;4通气主管;41支管;42导出管;421 三通调节阀;5回收装置;6汽轮机;7蒸汽发生器;8玻璃熔窑;9温度检测器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中所示的方位理解。“内、外”是指相对于各个部件本身轮廓的内外。
参阅图1所示,本实用新型一方面提供一种玻璃丝冷却装置,所述冷却装置包含:具有使所述玻璃丝通过的内腔11的冷却管1;和连通所述内腔 11的冷却单元,所述冷却单元包括盛放冷媒颗粒32的冷媒槽3和连通所述冷媒槽3底部且嵌设在所述冷却管1壁内用于使所述冷媒颗粒32流动的通道31,所述通道31连通气体驱动单元,用于将所述冷媒颗粒32的温度引入所述内腔11冷却所述玻璃丝。
需要说明的是,现有技术中由于玻璃丝单位体积携带的热量较小,一般采用放置在空气中自然冷却的空冷方式,但是随着玻璃丝行业的应用和发展,为满足市场需求,玻璃丝的生产速度越来越快,有时玻璃丝拉制作为中间工序,不能快速冷却的玻璃丝会阻碍下道工序的进行,由此可以理解的是,本实用新型的冷却装置通过设置装有冷媒颗粒32的冷媒槽3,气体驱动单元将冷媒颗粒32的温度引入内腔,使玻璃丝快速冷却,以提高生产效率。
为了使玻璃丝能够均匀的冷却,根据本实用新型的一种优选的实施方式,还包括设置在所述冷却管1壁内的布气单元,所述布气单元包括通气主管4 和阵列排布且一端连通所述通气主管4的多个支管41,所述支管41另一端连通所述内腔11,所述通气主管4连通设置在所述通道31一端的出气口311,用于使所述冷媒颗粒32的温度均匀分散在所述内腔11冷却所述玻璃丝。具体地,气体驱动单元驱动气体流经通道31与冷媒颗粒32发生热交换,并带上冷媒颗粒32的温度进入布气单元的通气主管4,通过设置在通气主管4 上的支管41均匀分布在内腔11,以达到均匀且充分冷却玻璃丝的效果,这样,能够使玻璃丝具有更快的冷却速度和均匀的冷却效果。
当然,本实用新型的布气单元不限于图1中所示的结构,所述布气单元还能够是填装有冷媒颗粒32的通道31沿高度方向螺旋缠绕玻璃丝通过的内腔11,所述通道31嵌设在冷却管1壁内,并直接在通道31上设置多个连通内腔11的支管41,用于将温度引入内腔11冷却玻璃丝;或者所述通道31 在其径向方向一部分嵌设在冷却管壁1内,余下的部分设置在内腔11,直接通过内腔11的空气将玻璃丝的热量传递给通道31,通道31再传递给冷媒颗粒32,以达到玻璃丝冷却的目的,当然,为了具有更好的冷却效果,可以在暴露在内腔11的通道31壁上开设气孔,将冷气引入内腔降温。
本实用新型的布气单元还能够是如图2所示,使玻璃丝通过的内腔11 设置在通道31内部,内腔11壁和通道31壁之间具有存放冷媒颗粒32的腔体,腔体连通冷媒槽3,用于使冷媒颗粒32流入腔体,内腔11壁上开设多个出气口311,所述出气口311使固态冷媒颗粒32(例如干冰)不通过而使升华后的温度气体(例如二氧化碳)或者带有冷媒颗粒32的温度气体(例如氮气)通过。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述气体驱动单元包括风机2,设置在所述通道31另一端的进气口312通过所述风机2连通嵌设在所述冷却管1壁内的接通所述内腔11的导出管42,所述导出管42管路上设置三通调节阀421,使得冷却所述玻璃丝后的气体一部分通过所述风机2进入下一个冷却循环,另一部分流入回收装置制成所述冷媒颗粒32。回收装置5包含干冰制造机,将干冰吸热升华而成的二氧化碳进行回收重新制成干冰颗粒,在冷却玻璃丝的同时实现了冷媒颗粒32的高效利用,降低了碳排放,另外,本实用新型还可以在回收装置5与冷媒槽3之间设置安装有阀门的管道,这样回收重制的干冰颗粒自动填充到冷媒槽3,无需人工填装,循环使用,省时省力。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述风机2的输入轴连接汽轮机6,所述汽轮机6连接蒸汽发生器7,所述蒸汽发生器7连接玻璃熔窑8 的废气出口,使熔融玻璃原料产生的废气的热量将水加热成驱动所述汽轮机 6的水蒸气。需要说明的是,熔融玻璃原料时,玻璃熔窑排出大量带有热量的废气,这些废气的温度一般在500℃左右,这些热量没有得到充分利用被排到大气中是一种浪费,鉴于此,本实用新型中驱动利用废气的热量将蒸汽发生器7中的水加热成能够驱动汽轮机6旋转的动力蒸汽,汽轮机6通过风机2的输入轴带动风机2旋转,以此驱动冷却装置中的冷媒颗粒32的温度冷却玻璃丝,本实用新型利用玻璃丝生产工艺中本会浪费掉的余热作为冷却装置的动力来源,合理利用资源,减少了能源消耗的同时还提升了玻璃丝的生产效率,节约了生产成本。当然可以理解的是,为了确保玻璃丝冷却装置的运行,本实用新型的风机2的输入轴可以设置为双输入轴,除了上述的蒸汽动力源之外,还能够接入电机,以电能作为备用动力源。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述冷媒槽3和所述通道31 外包裹有保温层33,所述保温层33能够阻挡所述冷媒颗粒32与外界发生热交换。当然,冷媒颗粒32与通道31内壁会有摩擦,会给通道31造成磨损不利于冷却装置的维护,鉴于此,本实用新型能够在通道31内壁设置一层薄金属板,定期更换,以达到减小通道磨损的目的。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述冷媒槽3内壁为便于所述冷媒颗粒32流动的倾斜面。
为避免冷媒颗粒32进入布气单元堵塞通气主管4和支管41,根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述出气口311和所述进气口312设置滤网 34,用于阻挡所述冷媒颗粒32流出所述通道31。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述内腔11沿高度方向设置多个温度检测器9,用于检测所述内腔11不同位置的温度。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述冷媒颗粒32的粒径为 0.2-2mm,优选0.5-1mm。更小的粒径之间具有更小的间隙,与冷气的接触面积更大,具有更快的升华速度,从某种角度来说,也可以通过改变冷媒颗粒32的粒径来改变接触面积从而调整冷却速度。
根据本实用新型的一种优选的实施方式,所述冷媒颗粒32为干冰颗粒。本实用新型利用干冰吸热升华的物理性质来冷却玻璃丝,与普通的冰块相比,干冰少了固体变成液体的过程直接变成气体,流经布气单元进入内腔冷却玻璃丝。
本实用新型中,所述气体为填充在所述内腔11的氮气、干冰吸热升华后的二氧化碳或二者的混合物。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变形均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再进行另行说明。
此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (11)

1.一种玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述冷却装置包含:
具有使所述玻璃丝通过的内腔(11)的冷却管(1);和
连通所述内腔(11)的冷却单元,所述冷却单元包括盛放冷媒颗粒(32)的冷媒槽(3)和连通所述冷媒槽(3)底部且嵌设在所述冷却管(1)壁内用于使所述冷媒颗粒(32)流动的通道(31),所述通道(31)连通气体驱动单元,用于将所述冷媒颗粒(32)的温度引入所述内腔(11)冷却所述玻璃丝。
2.根据权利要求1所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,还包括设置在所述冷却管(1)壁内的布气单元,所述布气单元包括通气主管(4)和阵列排布且一端连通所述通气主管(4)的多个支管(41),所述支管(41)另一端连通所述内腔(11),所述通气主管(4)连通设置在所述通道(31)一端的出气口(311),用于使所述冷媒颗粒(32)的温度均匀分散在所述内腔(11)冷却所述玻璃丝。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述气体驱动单元包括风机(2),设置在所述通道(31)另一端的进气口(312)通过所述风机(2)连通嵌设在所述冷却管(1)壁内的接通所述内腔(11)的导出管(42),所述导出管(42)管路上设置三通调节阀(421),使得冷却所述玻璃丝后的气体一部分通过所述风机(2)进入下一个冷却循环,另一部分流入回收装置(5)制成所述冷媒颗粒(32)。
4.根据权利要求3所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述风机(2)的输入轴连接汽轮机(6),所述汽轮机(6)连接蒸汽发生器(7),所述蒸汽发生器(7)连接玻璃熔窑(8)的废气出口,使熔融玻璃原料产生的废气的热量将水加热成驱动所述汽轮机(6)的水蒸气。
5.根据权利要求1所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述冷媒槽(3)和所述通道(31)外包裹有保温层(33),所述保温层(33)能够阻挡所述冷媒颗粒(32)与外界发生热交换。
6.根据权利要求1或5所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述冷媒槽(3)内壁为便于所述冷媒颗粒(32)流动的倾斜面。
7.根据权利要求3所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,出气口(311)和进气口(312)设置滤网(34),用于阻挡所述冷媒颗粒(32)流出通道(31)。
8.根据权利要求7所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述冷媒颗粒(32)的粒径为0.2-2mm。
9.根据权利要求1、2、5或8中任意一项所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述冷媒颗粒(32)为干冰颗粒。
10.根据权利要求1中所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述内腔(11)沿高度方向设置多个温度检测器(9),用于检测所述内腔(11)不同位置的温度。
11.根据权利要求7所述的玻璃丝冷却装置,其特征在于,所述冷媒颗粒(32)的粒径为0.5-1mm。
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