WO2026066824A1 - 一种低摆动高效能均化的搅拌结构及搅拌方法 - Google Patents

一种低摆动高效能均化的搅拌结构及搅拌方法

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Abstract

一种低摆动高效能均化的搅拌结构和搅拌方法。搅拌结构包括搅拌入口管（1）和搅拌槽（2），搅拌槽（2）包括缓冲池（5）和搅拌容器（6）；搅拌容器（6）连通安装在缓冲池（5）的下方，搅拌入口管（1）连通安装在缓冲池（5）的壁上；在搅拌槽（2）中设有搅拌器（3）。搅拌器（3）包括搅拌轴（7）、第一搅拌叶片（8）和第二搅拌叶片（9）。搅拌入口管（1）的安装高度低于搅拌容器（6）。将搅拌入口管（1）安装在缓冲池（5）上，对流入搅拌入口管（1）的玻璃液进行缓冲处理；经过缓冲处理的玻璃液在搅拌器（3）的作用下进入搅拌容器（6）。

Description

一种低摆动高效能均化的搅拌结构及搅拌方法 技术领域
本发明属于基板玻璃生产技术领域，涉及一种低摆动高效能均化的搅拌结构及搅拌方法。
 背景技术
基板玻璃的制造核心位于热端，即包括窑炉、铂金通道及成型区，整个热端区域的平均温度高达1500℃以上，部分区域甚至达到了1650℃，这对于装备的稳定性及长期的寿命具有极大的挑战。其中位于铂金通道区域的搅拌系统，主要承担着对高温澄清后的玻璃液进行成分与质地的均匀化处理，以搅拌器为核心部件，通过持续匀速的旋转，对搅拌槽内的玻璃液进行实时的拉伸、剪切等操作，以实现高质量的玻璃产出。目前行业普遍采用的搅拌系统主要是通过垂直分布的搅拌槽与一侧连接的过渡管，形成玻璃液的连接通道，但这种结构存在缺陷，即单侧的玻璃液注入会对搅拌器的旋转产生单向的作用力，且随着玻璃流量的不断增大，此现象愈发显著，一般在生产后期，搅拌机构整体因长期运行部分构件疲劳形变，会进一步加剧搅拌器的异常摆动，甚至会产生设备安全问题。另外单侧的玻璃注入，也会在搅拌过程中存在玻璃的粘温偏析问题，即过多较大密度的玻璃紧贴入口一侧流入，对于玻璃液的整体均化效果会产生一定影响。
 技术问题
现有技术中通道搅拌系统存在的玻璃流体对搅拌器单侧作用导致的稳定性问题以及玻璃液靠近流入一侧的粘温偏析的问题。
 技术解决方案
本发明的目的在于解决现有技术中通道搅拌系统存在的玻璃流体对搅拌器单侧作用导致的稳定性问题以及玻璃液靠近流入一侧的粘温偏析的问题，提供一种低摆动高效能均化的搅拌结构及搅拌方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提出的一种低摆动高效能均化的搅拌结构，包括搅拌入口管和搅拌槽，所述搅拌槽包括缓冲池和搅拌容器；所述搅拌容器连通安装在所述缓冲池的下方，所述搅拌入口管连通安装在所述缓冲池的壁上；在所述搅拌槽中设有搅拌器。
优选地，所述搅拌器包括搅拌轴和第一搅拌叶片，所述第一搅拌叶片安装在所述搅拌轴上。
优选地，所述第一搅拌叶片有若干个，若干个第一搅拌叶片等间距安装在所述搅拌轴上。
优选地，在所述搅拌轴上还安装有第二搅拌叶片，所述第二搅拌叶片为倒置的L型。
优选地，所述第二搅拌叶片有若干个，若干个第二搅拌叶片等间距安装在搅拌轴的圆周方向，所述第二搅拌叶片厚度范围为8mm～12mm。
优选地，所述搅拌入口管的安装高度低于搅拌容器。
优选地，所述搅拌入口管与搅拌容器的安装高度差范围为5mm～20mm。
优选地，搅拌容器的直径范围为330mm～380mm，缓冲池的直径范围为410mm～600mm，缓冲池的高度范围为160mm～200mm。
优选地，所述缓冲池为U型结构。
本发明提出的一种低摆动高效能均化的搅拌结构的搅拌方法，包括：
将搅拌入口管安装在缓冲池上，对流入搅拌入口管的玻璃液进行缓冲处理；
经过缓冲处理的玻璃液在搅拌器的作用下进入搅拌容器；
在搅拌容器的作用下使玻璃液360°方向流动实现搅拌。
 有益效果
本发明提出的一种低摆动高效能均化的搅拌结构，从玻璃液进入搅拌槽的方式考虑，将原结构玻璃液单侧的直接流入改为缓冲的分散式流入，使玻璃液对搅拌器的单侧作用力改为圆周方向的均匀受力，将会有效改善玻璃液对整个搅拌器运行稳定性的负面影响。本发明围绕此原理，充分考虑单侧玻璃流入搅拌槽内，对搅拌器所产生的不均匀作用力，影响搅拌器的长期稳定运行，且单侧流入的玻璃液易在近端形成粘温的偏析现象，对于均化效果具有弱化影响。通过增加异型缓冲池来实现流体在进入搅拌槽体前的作用力过渡，采用玻璃液360°溢流的方式向搅拌槽内连续注入玻璃液，对于整个搅拌器的旋转稳定性具有显著性改善，为装备的长寿命可靠性以及大流量高效均化提供充分保障。可实现玻璃液对搅拌器在圆周方向的均匀受力，显著改善搅拌器在运行过程中的异常摆动问题，以及针对大流量玻璃液的高效均化。
进一步地，在搅拌器上部所设计的独立第二搅拌叶片，对于上层溢出玻璃液具有初步的稳流作用，为下方正式的搅拌均化提供较好的基础条件。通过本发明的结构可以实现未来更大流量、更高稳定性和寿命的搅拌装备和工艺效果。
进一步地，搅拌入口管的顶端略低于标准搅拌部分的顶端，考虑系统玻璃液所形成的压损高度，一般将搅拌入口管的顶部较标准搅拌部分的顶端低5mm～20mm，使得来自搅拌入口管的玻璃液首先进入异型缓冲池中，待全新的玻璃液累积至异型缓冲池的上沿，均匀的沿着圆形界面溢流入标准搅拌部分，此时对于搅拌器不会产生单侧玻璃推动力，具体传统单侧玻璃液流入的搅拌方式，其搅拌槽纵置分布，玻璃液由一侧的横向管流入槽内，对于搅拌器会存在单向的推力，影响搅拌的稳定性，因此采用本发明的异型缓冲池的结构，可有效改善此问题。
进一步地，第二搅拌叶片其材质与搅拌器主体结构完全一致，一般为强化的铂铑合金材料，具备足够的强度和较高的抗侵蚀能力，叶片总体厚度达到8mm～12mm，形状为倒置的“L”型，弯曲方向朝下，起到引流的作用。
 附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的低摆动高效能均化的搅拌结构总体结构示意图；
图2是本发明的异型的搅拌槽整体示意图；
图3是传统单侧玻璃液流入的搅拌方式示意图；
图4是本发明的增加顶部独立叶片的搅拌器；
图5是本发明的运行原理及作用示意图。
图中：1为搅拌入口管；2为搅拌槽；3为搅拌器；4为引流电极；5为缓冲池；6为搅拌容器；7为搅拌轴；8为第一搅拌叶片；9为第二搅拌叶片；10为玻璃液；11为粘温偏析的玻璃液。
 本发明的实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明提出的一种低摆动高效能均化的搅拌结构，如图1至图5所示，包括搅拌入口管1和搅拌槽2，所述搅拌槽2包括缓冲池5和搅拌容器6；所述搅拌容器6连通安装在所述缓冲池5的下方，所述搅拌入口管1连通安装在所述缓冲池5的壁上；在所述搅拌槽2中设有搅拌器3。所述缓冲池5为U型结构。异型的缓冲池采用圆形管体，整体管径必须大于或等于标准搅拌槽管径的25%～60%。缓冲池5总体为圆形，截面形状为近似“U”型的旋转体，具备可容纳玻璃的容器功能。
所述搅拌器3包括搅拌轴7和第一搅拌叶片8，所述第一搅拌叶片8安装在所述搅拌轴7上。所述搅拌轴7上还安装有第二搅拌叶片9，所述第二搅拌叶片9为倒置的L型。所述第一搅拌叶片8有若干个，若干个第一搅拌叶片8安装在等间距安装在所述搅拌轴7上。所述第二搅拌叶片9有若干个，若干个第二搅拌叶片9等间距安装在搅拌轴7的圆周方向，所述第二搅拌叶片9厚度范围为8mm～12mm。
所述搅拌入口管1的安装高度低于搅拌容器6。所述搅拌入口管1与搅拌容器6的安装高度差范围为5mm～20mm。搅拌容器6的直径范围为330mm～380mm，缓冲池5的直径范围为410mm～600mm，缓冲池5的高度范围为160mm～200mm。
参考图1，是本发明的总体方式示意图，主要结构包括搅拌入口管1、搅拌槽2、搅拌器3、以及引流电极4，其中本发明的核心设计方案为搅拌槽2和搅拌器3以及所基于的方法，搅拌入口管1为原方案存在的必须结构，引流电极4为原结构中同样存在的加热电极，通过上下各一组形成完整回路，为整个搅拌槽进行电流的输入。
参考图2，为搅拌槽2的具体结构方案，主要包括搅拌槽2的异型缓冲池5和搅拌容器6，从图中可以看出，搅拌入口管1的顶端略低于搅拌容器6的顶端，考虑系统玻璃液所形成的压损高度，一般将搅拌入口管1的顶部较搅拌容器6的顶端低5mm～20mm，使得来自搅拌入口管1的玻璃液首先进入异型缓冲池5中，待全新的玻璃液累积至异型缓冲池5的上沿，均匀的沿着圆形界面溢流入搅拌容器6，此时对于搅拌器3不会产生类似图3所示的单侧玻璃推动力，具体传统单侧玻璃液流入的搅拌方式，其搅拌槽2纵置分布，玻璃液10由一侧的横向管流入槽内，对于搅拌器3会存在单向的推力，影响搅拌的稳定性，因此采用本发明的异型缓冲池5的结构，可有效改善此问题。
异型缓冲池5，需要单独加工，采用模具一次成型后再进行局部的结构调整，最后与搅拌容器6焊接，二者材料均选用铂铑合金，其中Rh含量一般控制在10%～25%范围，可以保障材料的可加工性以及具备足够的高温强度。
当前搅拌容器6的直径根据玻璃流量不同一般在330mm～380mm的范围，而异型缓冲池5的最大直径相对搅拌容器6的直径，一般设计为410mm～600mm范围，玻璃液所在的缓冲池5高度约160mm～200mm，可以保持约40s～100s的滞留时间，使得玻璃液形成较为稳定的状态后，再溢流至搅拌容器6。
1、针对刚溢流进入搅拌容器6的全新玻璃液，需要针对性进行初步的横向搅拌，以保障圆周方向玻璃液的均匀性流入，基于本发明设计了顶部带有第二搅拌叶片9的搅拌器3，其结构如图4所示，在传统搅拌器上增加一个单独的划叶桨。第二搅拌叶片9，其搅拌长度较下方主体搅拌叶片8的直径更大，距离搅拌容器6的间隙一般设计在15mm，可以实现对溢流玻璃的最大化搅拌。第二搅拌叶片9，其材质与搅拌器主体结构完全一致，一般为强化的铂铑合金材料，具备足够的强度和较高的抗侵蚀能力，叶片总体厚度达到8mm～12mm，形状为倒置的“L”型，弯曲方向朝下，起到引流的作用，旋转范围在标准搅拌槽直径的80%～90%。第二搅拌叶片9与搅拌轴7焊接相连，圆周方向可布局1个，也可等间距布局2～6个。通过第二搅拌叶片9结合异型缓冲池5，对进入搅拌容器6的玻璃液进行充分的分流和搅拌，可消除如图3中所示的靠近单侧来料一侧的粘温偏析玻璃液11，所说的粘温偏析玻璃即为区别于大部分玻璃液的粘度过大及密度同样偏大的玻璃，这些异常玻璃对于整体玻璃质量具有不良影响。
采用本发明所设计的异型缓冲池5，形成的圆周方向均匀分散流入搅拌容器6的玻璃液，对于搅拌器3所产生的横向作用力，也由原来的单侧变为了对称分布，如图5所示，粘温偏析玻璃液11对搅拌器3基本不会产生偏向的作用力，而是沿着圆周方向的对称作用力，使得搅拌器整体运行更加稳定，特别是在大流量下运行超过3年以后，摆动量依旧不会超过2mm，这将为后续设计更大产能装备及更长寿命可靠性装备的产业化应用提供充分保障。
本发明提出的一种低摆动高效能均化的搅拌结构的搅拌方法，包括如下步骤：
步骤1、将搅拌入口管1安装在缓冲池5上，对流入搅拌入口管1的玻璃液进行缓冲处理；
步骤2、经过缓冲处理的玻璃液在搅拌器3的作用下进入搅拌容器6；
步骤3、在搅拌容器6的作用下使玻璃液360°方向流动实现搅拌。
具体的：
在搅拌入口至搅拌槽体之间，对单侧流入的柱状玻璃液进行流速与流向的缓冲处理；使玻璃熔液不直接进入搅拌槽内，而是在其上部形成水平分布的环流；环流积聚后再溢出，使玻璃液360°方向流入搅拌槽内；对刚溢出的玻璃液采用局部搅动的方式再次进行流态的稳定化处理。玻璃液流量在1000kg/h～1300kg/h范围。玻璃液温度控制在1400℃～1460℃。单侧流入的柱状玻璃液流速在3mm/s～6mm/s。流速与流向的缓冲处理，是通过将搅拌入口高度下调至标准搅拌槽上沿之下，并预置独立玻璃空间，将即将流入标准搅拌槽的玻璃液先通过该空间缓冲，再流入标准搅拌槽内。缓冲池内可容纳约50kg～150kg的玻璃熔液。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，包括搅拌入口管（1）和搅拌槽（2），所述搅拌槽（2）包括缓冲池（5）和搅拌容器（6）；所述搅拌容器（6）连通安装在所述缓冲池（5）的下方，所述搅拌入口管（1）连通安装在所述缓冲池（5）的壁上；在所述搅拌槽（2）中设有搅拌器（3）。
  2. 根据权利要求1所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，所述搅拌器（3）包括搅拌轴（7）和第一搅拌叶片（8），所述第一搅拌叶片（8）安装在所述搅拌轴（7）上。
  3. 根据权利要求2所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，所述第一搅拌叶片（8）有若干个，若干个第一搅拌叶片（8）等间距安装在所述搅拌轴（7）上。
  4. 根据权利要求2所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，在所述搅拌轴（7）上还安装有第二搅拌叶片（9），所述第二搅拌叶片（9）为倒置的L型。
  5. 根据权利要求4所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，所述第二搅拌叶片（9）有若干个，若干个第二搅拌叶片（9）等间距安装在搅拌轴（7）的圆周方向，所述第二搅拌叶片（9）厚度范围为8mm～12mm。
  6. 根据权利要求1所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，所述搅拌入口管（1）的安装高度低于搅拌容器（6）。
  7. 根据权利要求6所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，所述搅拌入口管（1）与搅拌容器（6）的安装高度差范围为5mm～20mm。
  8. 根据权利要求1所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，搅拌容器（6）的直径范围为330mm～380mm，缓冲池（5）的直径范围为410mm～600mm，缓冲池（5）的高度范围为160mm～200mm。
  9. 根据权利要求1所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，其特征在于，所述缓冲池（5）为U型结构。
  10. 一种低摆动高效能均化的搅拌结构的搅拌方法，其特征在于，采用权利要求1~9中任意一项所述的低摆动高效能均化的搅拌结构，包括：
    将搅拌入口管（1）安装在缓冲池（5）上，对流入搅拌入口管（1）的玻璃液进行缓冲处理；
    经过缓冲处理的玻璃液在搅拌器（3）的作用下进入搅拌容器（6）；
    在搅拌容器（6）的作用下使玻璃液360°方向流动实现搅拌。
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