Способ и устройство для нагрева листов стекла при подготовке к закалке
Изобретение относится к способу нагрева листов стекла при подготовке к закалке. Техническим результатом изобретения является непрерывная подача чистого воздуха для конвекционного нагрева сверху и снизу стекла, без значительных потерь тепла, при одновременном контроле профиля конвекционного нагрева сверху и снизу по ширине листа. Печь (1) снабжена верхними и нижними трубками конвекционного дутья (11, 14), расположенными вдоль печи. Печь снабжена также верхним и нижним радиационными нагревательными элементами (12, 16). Конвекционный нагревательный воздух подвергают сжатию в компрессоре (3) и очистке в фильтре (4). Конвекционный нагревательный воздух сверху нагревают воздухом, отходящим из печи, во множестве отдельных теплообменников (7), через которые конвекционный нагревательный воздух сверху пропускают в верхние трубки (11) конвекционного дутья. Количество воздуха, выпущенного из печи (1) через теплообменники (7), по существу равно количеству воздуха, вдуваемого в печь для конвекционного нагрева. 2 н. и 5 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к способу нагрева листов стекла при подготовке к закалке, причем указанный способ включает в себя нагрев расположенных горизонтально листов стекла с конвекционным обдувом сверху и снизу, а также радиационным нагревом сверху и снизу, сжатие конвекционного нагревательного воздуха в компрессоре и его очистку в фильтре, а также регулирование профиля конвекционного нагрева сверху по ширине путем контроля количества конвекционного воздуха, которое должно по отдельности вдуваться во множество расположенных по ширине параллельных нагревательных зон.
Изобретение относится также к устройству для нагрева листов стекла при подготовке к закалке, причем указанное устройство включает в себя горизонтальные конвейерные ролики, верхний и нижний конвекционные нагревательные элементы и верхний и нижний радиационные нагревательные элементы, компрессор для получения сжатого конвекционного нагревательного воздуха для конвекционных нагревательных элементов, а также фильтр для отделения масла и/или частиц, через который пропускают конвекционный нагревательный воздух.
Известно применение для конвекционного обдува циркуляции нагретого воздуха в печи закалочной установки. Это обеспечивает получение эффективного конвекционного обдува без потерь тепла с отходящим воздухом. Однако циркулирующий воздух постепенно загрязняется, что ведет к ухудшению оптических свойств поверхности стекла или даже к засорению сопел. Другая проблема, связанная с применяемыми до сих пор печами, связана с контролем профиля конвекционного нагрева по ширине или с полным отсутствием возможности получения профиля интенсивности конвекционного нагрева по ширине.
В опубликованном патенте США №5951734 описаны способ и устройство указанного типа, которые могут использоваться для регулировки профиля конвекционного нагрева по ширине сверху. Очистку конвекционного воздуха выполняют фильтром. Конвекционный нагрев снизу при этом не описан, а также не описаны средства, позволяющие не допустить потерь тепла.
Задачей настоящего изобретения является дальнейшее совершенствование известных до сих пор способа и устройства таким образом, чтобы в печь непрерывно поступал свежий чистый воздух для конвекционного нагрева как сверху, так и снизу, без значительных потерь тепла, при одновременном эффективном контроле профиля конвекционного нагрева сверху и снизу по ширине.
Эта задача решается с помощью способа, описанного в пункте 1 формулы изобретения и с помощью устройства, описанного в пункте 4 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения описаны предпочтительные варианты реализации изобретения.
Один пример воплощения настоящего изобретения будет описан далее более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 схематически показано устройство, являющееся предметом изобретения, с печью, изображенной в продольной вертикальной проекции; и
на фиг.2 схематически показан тот же печной узел в плане.
Листы стекла доставляют по роликам 13 в печь 1 обычно в ходе колебательных перемещений взад и вперед, перед тем как передать листы стекла, нагретые до температуры закалки, на участок закалки 2, где обе поверхности листа стекла подвергают известным способом эффективной закалке быстрым охлаждением.
Печь 1 содержит верхние конвекционные нагревательные элементы, в данном примере выполненные в виде трубок 11, содержащие множество продольных относительно печи трубок, расположенных бок о бок и имеющих отверстия для выпуска конвекционного нагревательного воздуха вниз или по диагонали вниз через просветы между верхними нагревательным сопротивлениями 12. Для предварительного нагрева идущего сверху нагревательного воздуха осуществляют циркуляцию воздуха внутри печи по трубкам 10, проходя расстояние, равное по существу половине длины печи до того, как воздух достигает конвекционной нагревательной трубки 11, снабженной отверстиями.
Соответственно нижние конвекционные нагревательные элементы, также выполненные в виде трубок 14, содержат множество продольных относительно печи трубок, расположенных бок о бок и имеющих отверстия для выпуска струй конвекционного нагревательного воздуха в зазоры между роликами 13 (и, возможно, также в направлении роликов 13). В проиллюстрированном случае нижние радиационные нагревательные сопротивления 16 располагаются ниже конвекционных дутьевых трубок 14, но могут также располагаться между ними или же могут быть конструкционно объединены между собой.
Трубки 14 могут также размещаться ниже сопротивлений 16, и в этом случае выпуск воздуха может осуществляться через просветы между сопротивлениями 16. Для предварительного нагрева идущего снизу нагревательного воздуха осуществляют циркуляцию воздуха внутри печи по трубкам 15, проходя расстояние, равное по существу половине длины печи до того, как воздух достигает конвекционной нагревательной трубки 14, снабженной отверстиями.
Наличие ряда верхних конвекционных нагревательных трубок 11, расположенных бок о бок по ширине печи, ведет к появлению множества расположенных по ширине параллельных нагревательных зон. Конвекционный нагревательный воздух, который должен поступить в трубки 11, сначала сжимают в компрессоре 3 и подвергают очистке от масла и других частиц в фильтре 4. Плавный регулятор расхода 5 может применяться для контроля общего количества воздуха в верхнем конвекционном дутье или выпуске. Конечно, регуляторы расхода могут быть также предусмотрены на патрубках 8, расположенных ниже трубопровода 6, посредством которых потоки подаются в верхние конвекционные выпускные трубки 11. В этом случае регулятор расхода 5 не требуется. В данном случае патрубки 8 снабжены клапанами 9 (двухпозиционными клапанами или распределительными клапанами), которыми можно управлять, меняя количество выпускаемого конвекционного воздуха и/или длительность выпуска и, таким образом, регулируя профиль конвекционного нагрева сверху по ширине.
Патрубки 8 пропущены или через общий теплообменник 7 или же каждый патрубок 8 снабжен собственным теплообменником 7, получающим свою нагревательную энергию за счет охлаждения воздуха, выпущенного из печи. Теплообменник или теплообменники 7 могут работать на принципе противотока. Воздух выпускают из печи в пространство теплообменника 7, окружающее теплообменные поверхности патрубков 8. Производительность теплообменника 7 регулируют путем контроля с помощью регулятора расхода 17 количества отходящего воздуха, проходящего через теплообменник 7. Профиль по ширине можно регулировать с помощью клапанов 9 или регуляторов расхода, установленных на патрубках 8 перед теплообменниками 7.
Профиль по ширине конвекционного нагрева снизу регулируют в данном случае путем контроля количества воздуха, который должен вдуваться в параллельные трубки 14, посредством клапанов 18 или регуляторов расхода, по одному на каждую трубку 14. Конвекционный воздух снизу подают компрессором 3 через фильтр 4 и регулятор расхода 20 в трубопровод 19, из которого поток воздуха распределяют через клапаны или регуляторы 18 и трубки 15 предварительного нагрева в конвекционные трубки 14. Трубки 14 и 15 могут образовывать одну длинную U-образную трубку, расположенную вдоль печи, причем множество указанных U-образных трубок располагается бок о бок по ширине печи.
Количество воздуха, выпущенного из печи 1 через теплообменники 7, по существу равно количеству воздуха, вдуваемого в печь для конвекционного нагрева сверху и снизу. Таким образом, печь может непрерывно снабжаться чистым воздухом. Благодаря наличию теплообменника 7 практически отсутствуют потери тепла.
Управление регуляторами расхода 5 и 20, клапанами 9 и 18 и регулятором 17 расхода на выходе осуществляется управляющим устройством 21 таким образом, что с одной стороны форма верхнего и нижнего профилей конвекционного нагрева по ширине по существу совпадает между собой, а общий расход воздуха, проходящего через регуляторы 5 и 20, по существу равен общему расходу воздуха, отводящегося через регулятор или регуляторы 17. Таким образом, в печи не возникает избыточного давления. Система управления 21 может быть снабжена запоминающим устройством, в котором заранее записаны параметры управления конвекционным нагревом в зависимости от толщины стекла и параметров, принятых для регуляторов и клапанов.
1. Способ нагрева листов стекла при подготовке к закалке, включающий в себя нагрев расположенных горизонтально листов стекла с конвекционным обдувом сверху и снизу, а также радиационным нагревом сверху и снизу, сжатие конвекционного нагревательного воздуха в компрессоре и его очистку в фильтре (4), а также регулирование профиля конвекционного нагрева сверху по ширине путем контроля количества конвекционного воздуха, которое должно по отдельности вдуваться во множество расположенных по ширине параллельных нагревательных зон, отличающийся тем, что конвекционный нагревательный воздух нагрева сверху нагревают воздухом, выпущенным из печи в теплообменник (7), через который конвекционный нагревательный воздух подается в печь (1), а также тем, что из печи (1) выпускают через теплообменник (7) такое количество воздуха, которое, по существу, равно количеству воздуха, вдуваемого в печь для конвекционного нагрева, и тем, что профиль конвекционного нагрева снизу по ширине регулируют путем контроля конвекционного воздуха, который по отдельности вдувают во множество расположенных по ширине параллельных нагревательных зон, и тем, что регулируют форму профилей конвекционного нагрева сверху и снизу так, что они совпадают между собой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что производительность теплообменника (7) регулируют путем контроля количества отходящего воздуха, проходящего через него.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что конвекционный нагревательный воздух нагрева сверху и снизу подвергают предварительному нагреву за счет циркуляции воздуха в трубках (10, 15), проходя расстояние, равное, по существу, половине длины печи до того, как воздух достигает конвекционной нагревательной трубки (11, 14), снабженной отверстиями.
4. Устройство для нагрева листов стекла при подготовке к закалке, включающее в себя горизонтальные конвейерные ролики (13), верхний и нижний конвекционные нагревательные элементы (11, 14), верхний и нижний радиационные нагревательные элементы (12, 16), компрессор (3) для получения сжатого конвекционного нагревательного воздуха для конвекционных нагревательных элементов (11, 14), а также фильтр (4) для отделения масла и/или частиц, через который пропускают конвекционный нагревательный воздух, отличающееся тем, что конвекционный нагревательный воздух сверху пропускают через один или несколько теплообменников (7) во множество конвекционных нагревательных зон, которые проходят вдоль печи и расположены бок о бок по ширине печи, причем теплообменники (7) получают свою нагревательную энергию за счет охлаждения воздуха, отходящего из печи (1), при этом количество воздуха, которое должно отходить из печи (1) через теплообменники (7), по существу, равно количеству воздуха, которое должно вдуваться в печь (1) для конвекционного нагрева, и тем, что конвекционный нагревательный воздух снизу проходит во множество конвекционных нагревательных зон, которые проходят вдоль печи и расположены бок о бок по ширине печи, и устройство включает в себя элементы (9, 18, 21), предназначенные для регулирования профиля конвекционного нагрева сверху и снизу по ширине таким образом, что форма профилей конвекционного нагрева сверху и снизу, по существу, совпадает между собой.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что верхний и нижний конвекционные нагревательные элементы содержат множество продольных относительно печи трубок (11, 14), снабженных отверстиями, и у которых трубки для подачи воздуха (8, 15) снабжены клапанами (9, 18) или регуляторами скорости потока, расположенными вне печи.
6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что теплообменник (7) снабжен регулятором (17) отходящего потока.
7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что профили конвекционного нагрева сверху и снизу по ширине выполнены регулируемыми путем контроля объема и/или длительности дутья конвекционного воздуха, который продувается через конвекционные нагревательные элементы (11, 14), параллельные друг другу и расположенные бок о бок по ширине печи.
