TWI577652B - 成型爐 - Google Patents

Description

成型爐

本發明涉及一種成型爐。

具有升溫速度快、溫度均勻性高的特點的玻璃成型爐被廣泛應用於玻璃成型製程中。然，習知的成型爐內部一般沒有冷卻系統，導致玻璃製品成型後降溫時間較長。

有鑑於此，有必要提供一種可快速降溫的成型爐。

一種成型爐，用於將玻璃坯料成型為玻璃製品，該成型爐包括爐體，該爐體包括用於對玻璃坯料進行加熱的加熱腔及設置於該加熱腔內的用於對加熱後的玻璃坯料進行成型的至少一成型模具，該爐體還包括設置於加熱腔下方的用於對成型模具進行冷卻的冷卻腔、裝設於該冷卻腔內的至少一冷卻機構、以及活動地設置於所述加熱腔和冷卻腔之間用於將所述加熱腔和冷卻腔間隔開的隔離機構該冷卻機構包括升降組件以及固設於所述升降組件的冷卻件，該升降組件用於當該間隔塊打開使所述加熱腔和冷卻腔相連通時抬升所述冷卻件，使冷卻件接觸成型模具以對成型模具內已成型的玻璃坯料進行冷卻。

本發明的成型爐在同一爐體同時具有藉由隔離機構間隔開的加熱腔和冷卻腔，冷卻腔內設置有包括冷卻件和升降組件的冷卻機構 ，在需要對成型後的玻璃坯料進行冷卻的時候，該隔離機構打開，升降組件將冷卻件抬升，使冷卻件接觸成型模具，從而實現對裝有已成型的玻璃坯料的成型模具進行冷卻降溫，如此，有效的提高了冷卻速度，節約製程時間。

100‧‧‧成型爐

10‧‧‧爐體

11‧‧‧加熱腔

111‧‧‧加熱器

112‧‧‧溫度測量儀

12‧‧‧冷卻腔

13‧‧‧閘門

14‧‧‧容置腔

141‧‧‧第一開口

15‧‧‧支撐件

20‧‧‧進出料室

21‧‧‧交換腔

22‧‧‧進出料門

23‧‧‧真空抽氣裝置

24‧‧‧氣體回填裝置

30‧‧‧成型模具

31‧‧‧表面

32‧‧‧通孔

33‧‧‧安裝部

331‧‧‧第二開口

332‧‧‧卡合面

40‧‧‧載具

50‧‧‧運送組件

60‧‧‧隔離機構

61‧‧‧間隔塊

70‧‧‧冷卻機構

71‧‧‧冷卻件

72‧‧‧升降組件

80‧‧‧隔熱材料層

91‧‧‧真空吸管

92‧‧‧連接部

921‧‧‧通氣孔

圖1為本發明較佳實施方式的成型爐的正面剖視示意圖。

圖2為圖1所示的成型爐的側面剖視示意圖。

圖3為圖2所示的成型爐對玻璃坯料進行成型時的示意圖。

圖4為圖1所示的成型爐的隔離機構打開使冷卻機構升高的示意圖。

圖5為圖1所示的成型模具的安裝部與真空吸管的示意圖。

請參閱圖1~2，本發明一較佳實施方式的成型爐100，其用於將玻璃坯料成型為玻璃製品(圖未示)。該成型爐100包括爐體10及設置於該爐體10一側的進出料室20(請參圖2)。該爐體10包括一用於對玻璃坯料進行加熱的加熱腔11和一設置於加熱腔11下方的冷卻腔12。該加熱腔11的內壁上設置有隔熱材料層80，以對加熱腔11進行隔熱保溫。所述隔熱材料層80可採用石墨接合板、玻璃纖維、石棉以及矽酸鹽材料等製成。該進出料室20具有一交換腔21(參圖2)。

所述成型爐100還包括至少一成型模具30、用於承載所述成型模具30的至少一載盤40、用於在所述加熱腔11和進出料室20之間運送載盤40的運送組件50、活動地設置於所述加熱腔11和冷卻腔12 之間用於將所述加熱腔11和冷卻腔12間隔開來的隔離機構60、及可活動地裝設於冷卻腔12內的用於冷卻成型模具30的冷卻機構70。

所述成型模具30為常規使用的玻璃成型模具，其用於對加熱後軟化或熔融的玻璃坯料進行成型。該成型模具30的模仁(圖未示)形狀與所需製備的玻璃製品的形狀相匹配。

所述載盤40由耐高溫材料製成，其可以為任意的結構，只要可盛放成型模具30即可。本實施例中，該載盤40為一平板狀結構。

請結合參閱圖2~3，該運送組件50可包括輸送帶、滑輪等常規應用於運送組件的結構(圖未示)，所述加熱腔11和交換腔21內可相應設置滑軌，使得該運送組件50可沿滑軌相對於所述加熱腔11和交換腔21運動。該運送組件50用於在運動時將放置有玻璃坯料的成型模具30由交換腔21運送至加熱腔11(參圖2)，使成型模具30在加熱腔11加熱時升溫，從而使成型模具30中的玻璃坯料軟化並成型。該運送組件50還用於將放置有冷卻後的玻璃製品的成型模具30由加熱腔11運送至交換腔21以便於取放料(即從成型模具30中取出玻璃製品以及向成型模具30內放置新的玻璃坯料)。

請結合參閱圖1和圖4，所述隔離機構60包括兩個可相對開合的間隔塊61。在玻璃坯料的軟化和成型階段，兩個間隔塊61處於閉合狀態，從而將加熱腔11和冷卻腔12間隔開來。在對成型的玻璃坯料進行冷卻的時候，該隔離機構60的間隔塊61處於打開的狀態，以便於冷卻機構70移動至與成型模具30接觸以對成型模具30進行冷卻。其中，所述間隔塊61中可設置隔熱材料，從而使加熱腔11和冷卻腔12相互隔熱。

具體的，所述冷卻機構70包括冷卻件71及用於升降該冷卻件71的升降組件72。該冷卻件71固設於該升降組件72上，且該冷卻件71和升降組件72容置於所述冷卻腔12內(如圖1所示)。在需冷卻成型後的玻璃坯料時，該冷卻件71在該升降組件72的作用下朝向該成型模具30移動直至與所述載具40接觸(如圖2所示)。其中，該冷卻件71的內部設置有常規使用的用於進行冷卻的水路系統(圖未示)，該水路系統內具有循環流動的冷卻水，從而對載具40進行降溫，進而對放置於該載具40上的成型模具30及置於該成型模具30內的成型後的玻璃坯料進行降溫，即可得到玻璃製品。

其中，所述升降組件72為常規使用的升降組件，其可為一具有活塞杆的氣缸，所述氣缸的活塞杆的末端與冷卻件71以一萬向軸承(圖未示)相接，以確保冷卻件71與載具40水準接觸而無空隙，以達到平均降溫的目的，從而在氣缸啟動時驅動冷卻件71升高。

請進一步參閱圖5，本實施例中，所述成型爐100對玻璃坯料進行成型的方法為真空吸附成型。所述成型爐100還包括一真空吸附裝置(圖未示)，該真空吸附裝置用於提供對玻璃進行真空吸附成型的吸附力。該真空吸附裝置具有一伸入加熱腔11內的真空吸管91及位於該真空吸管91一端部的連接部92，該連接部92上設置有與真空吸管91相連通且用於供氣體通過的若干通氣孔921。優選的，該真空吸附裝置除真空吸管91和連接部92以外的組件(如馬達、開關等)設置於該成型爐100的外部。所述成型模具30具有一表面31，該表面31上開設有一與成型模具30的成型腔(圖未示)相連通的通孔32，該通孔32用於插設所述真空吸管91，以對成型模具30的成型腔內的玻璃坯料進行真空吸附成型。該表面31 上還設置有一用於安裝所述連接部92的安裝部33，該安裝部33具有一與所述通孔32相連通且用於容置所述連接部92的第二開口331、及與所述連接部92相配合的卡合面332。該第二開口331的形狀與所述連接部92的形狀相匹配，以便於所述連接部卡合於該第二開口331內。在需對成型模具30內的玻璃坯料進行真空吸附成型時，所述連接部92卡合在安裝部內，所述真空吸管91通過通孔32及連接部92表面的通氣孔921與成型模具30的內部相連通，即實現對成型模具30內軟化的玻璃坯料進行真空吸附成型。該連接部92和真空吸管91可以在玻璃坯料冷卻後離開成型模具30。在非玻璃成型階段，所述連接部92和真空吸管91位於遠離成型模具30的位置，即所述連接部92與成型模具30不連接。

當所述連接部92安裝於第二開口331內時，所述連接部92的部分通氣孔921與所述卡合面332相接觸，在真空吸附裝置進行真空吸附的時候，有利於增強連接部92與安裝部33之間的結合。

所述連接部92上還可以僅具有一個通氣孔(圖未示)，該通氣孔的開口(圖未示)位於連接部92與真空吸管91相對的底部，該通氣孔與所述真空吸管91相連通。在該連接部92安裝於所述安裝部33的時候，該通氣孔的開口與所述通孔32相對，從而使真空吸管91、連接部92的通氣孔、通孔32及成型模具30的成型腔相連通，以便於氣體的流通。

本實施例中，所述連接部92為半球形，所述與該連接部92相配合的卡合面332為球面。可以理解的，在其它實施方式中，所述連接部92可以為任意的形狀，所述卡合面332為與所述連接部92相配合的面。

請進一步參閱圖3，所述爐體10上還可設置有一閘門13，其設置於加熱腔11和交換腔21之間。該閘門13可在需要將放置有玻璃坯料的成型模具30運送至加熱腔11內時打開，使所述運送組件50能夠將成型模具30輸送至加熱腔11內。該閘門13還可在所述玻璃坯料軟化成型的過程中閉合，從而將該加熱腔11與交換腔21間隔開來。該閘門13的朝向加熱腔11的表面同樣設置有隔熱材料層80，以對加熱腔11進行保溫，並避免加熱腔11的熱量經由該閘門13傳至交換腔21而引起的熱量流失。

所述爐體10上還可設置有分別用於容置所述兩間隔塊61的兩個容置腔14，所述兩個容置腔14位於進出料室20的兩側。具體的，該爐體10相對的兩側壁在位於加熱腔11和冷卻腔12的連接處各開設有一第一開口141。每一容置腔14連接於其中一側壁，藉由該側壁上的第一開口141與該爐體10相連通，且與兩間隔塊61大致位於同一水平面上。在兩間隔塊61需要打開的時候，兩間隔塊61藉由所述第一開口141進入並容置於該容置腔14內，從而便於所述升降組件72升降所述冷卻件71。

可以理解，在其它實施例中，所述隔離機構60可以僅包括一間隔塊61，對應的，所述爐體10上僅設置一個用於容置間隔塊61的容置腔14。所述隔離機構60還可以包括兩個以上的可相對開合的間隔塊61，對應的，所述爐體10上設置兩個以上用於容置間隔塊61的容置腔14。

所述加熱腔11內還可設置有用於支撐所述載盤40的至少二支撐件15。所述運送組件50將載盤40從交換腔21內運送至加熱腔11後放置於所述支撐件15上，然後運送組件50即可返回至交換腔21內。 具體的，所述支撐件15的數量為兩個，分別固設於所述加熱腔11連接有容置腔14的兩側壁。所述載盤40的橫截尺寸大於所述兩支撐件15之間的距離。所述運送組件50可在一定範圍內升降。當將載盤40運送至兩支撐件15之間時，所述運送組件50下降，從而將載盤40放置於兩支撐件15上。該支撐件15可由耐高溫材料製成。

所述爐體10的加熱腔11內還可設置有至少一加熱器111和至少一溫度測量儀112。該加熱器111固設於爐體10的內壁上，用於對爐體10的加熱腔11進行加熱以使加熱腔11內的溫度達到預設溫度(包括玻璃軟化溫度以及冷卻溫度)。該溫度測量儀112固設於爐體10的內壁上，用於測量加熱腔11的溫度是否達到所述預設溫度。該加熱器111可為常規使用的電阻式加熱器、IR加熱器(遠紅外加熱器)等中的至少一種。該溫度測量儀112可為常規使用的溫度測量儀。

所述進出料室20還可設置有一可開合的進出料門22，在需要將玻璃坯料放進交換腔21中的成型模具30內或者將成型後的玻璃製品從交換腔21的成型模具30內取出的時候，該進出料門22打開，其它時間均為閉合狀態。所述取放料均在交換腔21內進行。本實施例中，該進出料門22設置在進出料室20的側壁上(參圖2)。可以理解，在其它實施例中，該進出料門22還可以設置在進出料室20的上壁上。

所述進出料室20內還可設置有真空抽氣裝置23和氣體回填裝置24。該真空抽氣裝置23用於對進出料室20的交換腔21進行抽真空，該氣體回填裝置24用於向該進出料室20的交換腔21內充填工作氣體。其中，真空抽氣裝置23可為一真空泵，該氣體回填裝置24可 為一充氣機，該工作氣體為常規用於玻璃成型的氮氣、氬氣等惰性氣體。所述加熱腔11和交換腔21內還裝設有氣壓測量儀(圖未示)，分別用於測量加熱腔11和交換腔21內的氣壓。在打開進出料門22以將玻璃坯料放入進出料室20的成型模具30內後，需要關閉閘門13和進出料門22，此時，該真空抽氣裝置23對交換腔21抽真空，以將因打開進出料門22而進入交換腔21內的空氣抽出。抽真空後，所述氣體回填裝置24向該交換腔21內填充工作氣體，直至氣壓測量儀測量該交換腔21的氣壓與加熱腔11的氣壓平衡。在該交換腔21的氣壓與加熱腔11的氣壓平衡後即可打開所述閘門13，如此即可避免在交換腔21的氣壓與加熱腔11的氣壓不同時打開閘門13所產生的氣流擾動對玻璃製品的品質的影響。此外，可根據需要設置所述交換腔21的容積小於所述加熱腔11的容積。由於在取放料過程中僅需要將交換腔21內的空氣交換為工作氣體，因此可有效縮短氣體交換的時間。

下面結合圖1~5對本發明的成型爐100的工作原理進行說明。

所述成型爐100在工作的時候，首先打開所述進出料室20的進出料門22，將玻璃坯料放進成型模具30內，並將成型模具30放置在運送組件50上的載具40上，關閉所述進出料門22，開啟真空抽氣裝置23對交換腔21進行抽真空，以將因打開進出料門22而進入交換腔21內的空氣抽出，避免空氣進入加熱腔11內，影響成型後玻璃製品的品質。接著，氣體回填裝置24啟動並向交換腔21內填充工作氣體，以使交換腔21和加熱腔11的氣壓平衡。在交換腔21的氣壓與加熱腔22的氣壓平衡後，開啟閘門13，並啟動運送組件50，運送組件50即可將裝有玻璃坯料的成型模具30運進加熱腔11內 的支撐件15上，接著運送組件50返回至交換腔21內，所述閘門13關閉。接著，所述加熱器111開啟並對加熱腔11進行加熱直至所述溫度測量儀112測量加熱腔11內的溫度達到玻璃軟化溫度。此時玻璃坯料軟化，所述真空吸附裝置啟動並驅動連接部92下降並卡合在所述安裝部33的第二開口331內，使真空吸管91與成型模具30的內部相連通，接著真空吸附裝置通過真空吸管91和連接部92上的通氣孔921對成型模具30內軟化的玻璃坯料進行真空吸附成型。玻璃坯料成型後，所述加熱器111關閉，所述隔離機構60的兩間隔塊61相對打開並進入容置腔14內，待加熱腔11的溫度降低至玻璃冷卻溫度的時候，所述升降組件72驅動所述冷卻件71升高以使冷卻件71接觸承載有成型模具30的載盤40，從而使冷卻件71對載盤40、成型模具30和放置於該成型模具30內已成型的玻璃坯料進行冷卻，從而得到所述玻璃製品，成型的玻璃坯料冷卻後，所述真空吸附裝置即可解除對玻璃坯料的吸附，並驅動真空吸管91和連接部92脫離成型模具30。待加熱腔11的溫度降低至室溫左右時，所述真空抽氣裝置23或氣體回填裝置24再次啟動，使加熱腔11與交換腔21的壓力達到平衡。接著，所述閘門13打開，所述運送組件50啟動並進入加熱腔11內，並將所述放置有成型模具30的載具40運送至交換腔21內。接著，閘門13關閉。最後，所述進出料門22打開，即可將玻璃製品從成型模具30內取出，並將新的玻璃坯料放置在成型模具30內，進行新一輪的玻璃成型製程。

本發明的成型爐100在同一爐體10內同時具有加熱腔11和冷卻腔12，藉由設置具有兩個可相對開合的間隔塊61的隔離機構60將加熱腔11和冷卻腔12間隔開來，並在冷卻腔12內設置冷卻機構70，在對玻璃坯料進行加熱成型的時候，該隔離機構60的間隔塊61相 對閉合，在需要對成型後的玻璃坯料進行冷卻的時候，該隔離機構60的間隔塊61相對打開，升降組件72將冷卻件71抬升並接觸承載有成型模具30的載具40進行冷卻，從而實現將成型後的玻璃坯料冷卻為玻璃製品，如此，有效的提高了冷卻速度，節約製程時間。另，進出料室20的交換腔21的設置，在成型爐100循環工作的的過程中，僅對交換腔21內的氣體進行氣體交換即可，避免了一般成型爐對整個爐體進行氣體交換，可有效的節約氣體交換的時間。

100‧‧‧成型爐

10‧‧‧爐體

11‧‧‧加熱腔

111‧‧‧加熱器

112‧‧‧溫度測量儀

12‧‧‧冷卻腔

14‧‧‧容置腔

141‧‧‧第一開口

15‧‧‧支撐件

30‧‧‧成型模具

33‧‧‧安裝部

40‧‧‧載具

50‧‧‧運送組件

60‧‧‧隔離機構

61‧‧‧間隔塊

70‧‧‧冷卻機構

71‧‧‧冷卻件

72‧‧‧升降組件

80‧‧‧隔熱材料層

91‧‧‧真空吸管

92‧‧‧連接部

921‧‧‧通氣孔

Claims (12)

1. 一種成型爐，用於將玻璃坯料成型為玻璃製品，該成型爐包括爐體，該爐體包括用於對玻璃坯料進行加熱的加熱腔及設置於該加熱腔內的用於對加熱後的玻璃坯料進行成型的至少一成型模具，其改良在於，該爐體還包括設置於加熱腔下方的用於對成型模具進行冷卻的冷卻腔、裝設於該冷卻腔內的至少一冷卻機構、以及活動地設置於所述加熱腔和冷卻腔之間用於將所述加熱腔和冷卻腔間隔開的隔離機構，該冷卻機構包括升降組件以及固設於該升降組件的冷卻件，該升降組件用於當該隔離機構打開使所述加熱腔和冷卻腔相連通時抬升所述冷卻件，使冷卻件接觸成型模具以對成型模具內已成型的玻璃坯料進行冷卻，所述隔離機構包括至少兩個可相對開合的間隔塊，所述爐體上還設置有用於容置所述間隔塊的至少二容置腔。
2. 如申請專利範圍第1項所述的成型爐，其中，所述加熱腔的內壁上設置有隔熱材料層。
3. 如申請專利範圍第1項所述的成型爐，其中，所述間隔塊中設置有隔熱材料，以使加熱腔和冷卻腔相互隔熱。
4. 如申請專利範圍第3項所述的成型爐，其中，所述爐體的至少二側壁在位於加熱腔和冷卻腔的連接處各開設有一第一開口，每一容置腔連接於其中一側壁，藉由該側壁上的第一開口與該爐體相連通，所述隔離機構的每一間隔塊可藉由其中一第一開口進出所述容置腔。
5. 如申請專利範圍第1項所述的成型爐，其中，所述加熱腔內裝設有至少一加熱器和至少一溫度測量儀，該加熱器用於對加熱腔進行加熱以使加熱腔內的溫度達到預設溫度，該溫度測量儀用於測量加熱腔的溫度是否達 到所述預設溫度。
6. 如申請專利範圍第1項所述的成型爐，其特徵在於：所述成型爐還包括一用於給玻璃坯料進行真空吸附成型提供吸附力的真空吸附裝置，該真空吸附裝置具有一伸入加熱腔內的真空吸管，所述成型模具具有一表面，該表面上設置有與成型模具的成型腔相連通的通孔，在進行真空吸附成型時，該真空吸管插設在該通孔內。
7. 如申請專利範圍第6項所述的成型爐，其特徵在於：所述真空吸附裝置還包括一位於所述真空吸管一端部的連接部，該連接部具有一與所述真空吸管相連通的通氣孔，該通氣孔的開口位於連接部與真空吸管相對的底部，所述成型模具具有一固設於所述表面上的安裝部，該安裝部具有一與所述通孔相連通且用於容置所述連接部的第二開口，在進行真空吸附成型時，所述連接部卡合於該第二開口內，所述通氣孔的開口與所述通孔正對，以便於氣體流通。
8. 如申請專利範圍第6項所述的成型爐，其特徵在於：所述真空吸附裝置還包括一位於所述真空吸管一端部的連接部，該連接部上設置有若干與真空吸管相連通的通氣孔，所述成型模具具有一固設於所述表面上的安裝部，該安裝部具有一與所述通孔相連通且用於容置所述連接部的第二開口，在進行真空吸附成型時，所述連接部卡合於該第二開口內。
9. 如申請專利範圍第1項所述的成型爐，其中，所述成型爐還包括設置於爐體的一側的進出料室，該進出料室具有一交換腔，所述成型爐還包括用於在所述加熱腔和交換腔之間運送所述成型模具的運送組件，該運送組件用於將放置有玻璃坯料的成型模具由交換腔運送至加熱腔，以及將放置有玻璃製品的成型模具由加熱腔運送至交換腔。
10. 如申請專利範圍第9項所述的成型爐，其中，所述進出料室的交換腔內設置有真空抽氣裝置和氣體回填裝置，該真空抽氣裝置用於在將玻璃坯料 放入進出料室的成型模具內後對交換腔進行抽真空，該氣體回填裝置用於在所述抽真空後向該交換腔內充填工作氣體，直至該交換腔的氣壓與加熱腔的氣壓平衡。
11. 如申請專利範圍第9項所述的成型爐，其中，所述加熱腔內還設置有用於支撐所述載盤的至少二支撐件，所述運送組件將載盤從交換腔內運送至加熱腔的所述支撐件上。
12. 如申請專利範圍第9項所述的成型爐，其中，所述爐體上設置有閘門，該閘門設置於加熱腔和交換腔之間，該閘門的朝向加熱腔的表面設置有隔熱材料層。