数控对流混合辐射加热方式的加热炉及加热方法

摘要

本发明涉及一种既能有效地均化平板玻璃钢化所需的热辐射量，又能很好地弱化平板玻璃加热中的应力，避免平板玻璃在加热过程中自爆，同时又能实现程控数字化节能加热平板玻璃的数控对流混合辐射加热方式的加热炉及加热方法，它包括加热炉，所述加热炉中平板玻璃输送陶瓷辊道的上方和下方分别设有多根上下支风管，多根加热元件分别位于多根上下支风管出风面上且加热元件工作受控于PLC控制器。优点：既能有效地避免厚板玻璃表面与内部巨大温差，避免被钢化平板玻璃加热初期自爆，又能使Low-E玻璃加热后期取到足够的辐射热，加热效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种涉及一种既能有效地均化平板玻璃钢化所需的热辐射量，又能很好地弱化平板玻璃加热时的应力，避免平板玻璃在加热过程中自爆，同时又能实现程控数字化节能加热平板玻璃的数控对流混合辐射加热方式的加热炉及加热方法，属玻璃加热炉及钢化璃璃制造领域。

背景技术

本申请人法定代表人所有专利申请号200610049746.7、名称“节能强对流平板玻璃加热炉”，包括炉体,炉体由可升降的上炉体和固定于地面的下炉体配合组成,炉体上设置有玻璃板进口炉门和出口炉门,炉体内设有输送平板玻璃的陶瓷辊道,炉体内设有若干组上下对称布置的耐温风车,各耐温风车的出风口与对应的管道连通,上、下管道均为出风端面向陶瓷辊道对称布置于陶瓷辊道的上下方,上下管道之间形成对流,耐温风车的进、出风口通过上下管道及炉体内腔配合形成一气体循环回路;各耐温风车的进风口处设有一主加热源,各管道的出风端处设有一支加热源。本发明的加热炉更高效、更节能、无污染、温度平衡更容易控制。

CN1224406A、名称“用于玻璃板热处理的加热炉”， 包括一纵向细长的腔室,其中容纳着用于玻璃板的滚柱式输送器装置,所述加热炉的特点在于，它包括与通过空气的强制对流进行加热的第一和第二 装置相结合的辐射加热装置,在对流中空气的温度是通过调节其循环速度来进行控制的,所述装置分别设置在所述输送器装置的上方和下方,并因此分别设置在正在处理的玻璃板的上方和下方。

CN101844862A、名称“网阵式加热的玻璃钢化炉”， ,在炉体两侧之间转动支撑辊道的两端,在该辊道的上方和下方采用加热元件对承载在辊道上的被加工玻璃进行加热,在所述的辊道的上方和/或下方与加热元件之间装有与所述的辊道平行的吹风管,并使该加热元件与吹风管呈网状交叉,通过高温风机向该吹风管内压入热风。其特点是耐热钢质的吹风管与输送辊道平行,与加热丝垂直组成网阵。炉丝对玻璃进行辐射加热,同时对与其相邻的耐热钢风管进行辐射加热,风机将炉内经过加热的空气鼓入耐热钢管中,热空气在钢管中流动时持续被加热,而后吹到玻璃表面对玻璃加热,玻璃板在辐射与对流两种加热方式的作用下,大大提高了加热速度,从而使加工后的玻璃具有更高的品质。

上述背景技术中的不足之处：一是厚板玻璃加热初期人为造成表面与内部巨大温差，易自爆；二是Low-E玻璃加热后期无法取到足够的辐射热，损失加热效率；三是无数控控制；四是二种方式均有钢板阻隔在玻璃与发热丝之间，无来自电热丝的直接辐射。

设计目的：避名背景技术中的不足之处，设计一种既能有效地避免厚板玻璃表面与内部巨大温差，避免平板玻璃在加热初期自爆，又能使Low-E玻璃加热后期取到足够的辐射热，加热效率高的数控对流混合辐射加热方式的加热炉及加热方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、采用PLC控制器（可编程控制器）根据对流辐射双式加热炉的技术参数及平板玻璃的技术参数，控制平板玻璃技术指标始终处于数字化的量化的实现，是本发明的技术特征之一。这样做的目的在于：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，因此它能与对流辐射双式加热炉形成一个完整数控加热炉，而PLC中的中央处理单元(CPU)按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为此本申请采用PLC控制器作为对流辐射双式加热炉控制枢纽，既实现了对数据的采集，又能在线接收操作人员的数据，PLC控制器根据所得到的数据计算出在线被钢化的平板玻璃加热温度梯度、加热时间、温度的均度值，使平板玻璃的技术指标始终处于数字化的量化控制之中，不仅从根本上弱化了平板玻璃内部的应力，避免在加热过程中平板玻璃自爆现象的发生，而且确保了钢化后玻璃的品质。2、多根加热元件分别位于多根上下支风管出风面上的设计，是本发明的技术特征之二。这样做的目的在于：电加热板是一种辐射型加热器，通电后可在垂直空间形成极强的宽谱定向辐射，它将电能有效转化为远红外辐射能，直接传递给被烘烤物，迅速转化为分子热运动，由内向外发热。因此在理论上红外线是不能穿透金属的，但在实际应用上红外线对金属有加热效应，金属又把这个热量传递到内部，只能是“透过”，而不能“穿透”，因此背景技术中将加热元件内置在吹风盒内，电热丝与玻璃之间放置了金属物阻隔热传递，加热效果差，能耗大，造成了能源损失。本申请将加热元件分别沿多组支风管出风面排列，形成的是红外线辐射及热风对流混合加热法，它不仅具有红外线强辐射加热功效，而且具有辅助对流加热功效，使平板玻璃受热更加均匀，加热时间更短。3、支风管下面、电热丝上面导风筛板的设计，是本发明的技术特征之三。这样做的目的在于：由于导风筛板它位于支风管出风口的下面，它能够将出风口吹出的风均化，使其形成均匀的风面，由于风面压力一致，不仅保证了平板玻璃表面的平整度不受影响，而且其加热的均匀性也得到了根本性的提高，满足了平板玻璃的钢化工艺要求。4、多根加热元件功率可调的设计，是本发明的技术特征之四。这样做的目的在于：由于平板玻璃受其材料、制造工艺及制作手段的影响，其成型的平板玻璃的技术参数各不相同，这就要求加热炉能够根据平板玻璃技术参数的输入，自动调整加热炉的加热温度，从而实现数字量化加热平板玻璃的目的，本申请将加热元件设计成功率可调，即可实现对其发热量的调节，满足加热炉的加热要求。5、PLC控制器中平板玻璃加热软件包的内置，是本发明的技术特征之五。这样做的目的在于：由于该软件根据平板玻璃加热的技术参数计算出被加热平板玻璃的应力参数，因此当软件所计算的应力参数大于其设定的值时，指令加热炉改变平板玻璃钢化的加热方式及加热温度，使平板玻璃中的应力弱化，达到避免其自爆的目的。

技术方案1：一种数控对流混合辐射加热方式的加热炉，它包括加热炉，所述加热炉中平板玻璃输送陶瓷辊道的上方和下方分别设有多根上下支风管，多根加热元件分别位于多根上下支风管出风面上且加热元件工作受控于

PLC控制器。

技术方案2：一种数控对流混合辐射加热方式的加热炉的加热方法，⑴当开始加热厚板白玻（10mm以上）时，首先将厚板玻璃的技术参数通过PLC控制器中的人机界面输入到PLC控制器，PLC控制器根据平板玻璃输送陶瓷辊道12长度、厚板玻璃的技术参数及应力参数、以及支风管5面的出风温度、风速，自动计算出厚板玻璃加热所需温度的热辐射量，各耐温风车停止运行，处于高温的上、下加热单元的电热丝发出红外线，对玻璃进行辐射加热，由于红外线对玻璃具有良好的穿透性，因此可保证玻璃均匀受热，此时加热炉内状态等同于传统辐射炉，以减少玻璃炸炉几率，等到玻璃加热到400-550℃变软时，厚板玻璃在加热炉内的速度为25-30mm/s，再各耐温风车常频运行，从进风口吸入炉内的热空气，经二次加热通过出风口、总风管、支风管，最后从支风管的出风端经导风筛板均化后不断地从上、下方喷射向玻璃，对玻璃进行对流加热，厚板白玻在辐射和对流两种加热方式作用下，加热时间大大缩短；加热单元分成若干个独立的单元，可通过控温装置独立调节，使得玻璃加热更加均匀，品质更好；⑵当开始加热LOW-E玻璃及白玻（12mm以下）时，处于高温的加热单元的电热丝发出红外线，对玻璃进行辐射加热；同时各耐温风车常频运行，从进风口吸入炉内的热空气，通过出风口、总风管、支风管，同时最后从支风管的出风端经导风筛板均化后不断地喷射向玻璃，对玻璃进行对流加热，炉体内热空气始终处于循环状态，此时玻璃在加热炉内的运动速度为35-45mm/s，受热效率更高，可通过调节耐温风车中高温电机的转速改变上、下管道吹出热空气的流量，使玻璃上下面受热均匀。

本发明与背景技术相比，一是既能有效地均化钢化平板玻璃所需的热辐射量，又能可靠地弱化平板玻璃中的应力，避免平板玻璃在加热过程中发生自爆；二是根据平板玻璃的技术参数，调整对流辐射双式加热炉加热方式及加热量，不仅确保了平板玻璃钢化所需的量化温度，加快传热速度，而且降低了能耗，节能效果显著；三是PLC控制器中平板玻璃加热软件包内置，避免了应力值大的平板玻璃在加热过程中自爆的风险。

附图说明

图1是数控对流辐射双式加热炉的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1。一种数控对流混合辐射加热方式的加热炉，它包括加热炉，所述加热炉中平板玻璃输送陶瓷辊道12的上方和下方分别设有多根上下支风管5，多根加热元件6分别位于多根上下支风管5出风面上且加热元件6工作受控于PLC控制器（图中未画出）。所述上陶瓷辊道12设有温度检测探头10（多个温度检测探头）且与PLC控制器的信号输入端连接。所述上、下加热单元6与陶瓷辊道12垂直布置，多根加热元件6分成多个独立的加热单元且与PLC控制器连接。所述多个独立的加热单元中的加热元件6通过多个开关控制器相互交叉控制，达到加热面加热源分布均匀、加热温度可调的目的。所述多根加热元件6与被钢化玻璃之间设有导风筛板。所述多根加热元件6的功率可调，目的满足加热炉加热温度自动调整的需要。

如图1所示，一种组合式玻璃加热炉，包括炉体，炉体由可升降的上炉体1和固定于地面的下炉体2配合组成，炉体四周内壁设有保温层3，炉体内设有输送平板玻璃11的陶瓷辊道12，炉体内设有若干组上下对称布置的耐温风车7，各耐温风车7的出风口9与对应的吹风管道连通，吹风管道包括若干总风管4，各总风管4的两端与对应的耐温风车7的出风口9连通，各总风管4上通过柔性悬挂机构连通有若干支风管5，上、下支风管5均为出风端面向陶瓷辊道12且对称分布于陶瓷辊道12的上下方，耐温风车7的进、出风口8、9通过上下吹风管道及炉体内腔配合分别在上、下炉体内形成一气体循环回路；在陶瓷辊道12、上吹风管道的中间均布有加热单元，在陶瓷辊道12、下吹风管道的中间均布有加热单元，加热单元各分成若干个独立控制单元，每个独立的控制单元布置有控温装置10。

实施例2：在实施例1的基础上，一种数控对流混合辐射加热方式的加热炉的加热方法，⑴当开始加热厚板白玻（10mm以上）时，首先将厚板玻璃的技术参数通过PLC控制器中的人机界面输入到PLC控制器，PLC控制器根据平板玻璃输送陶瓷辊道12长度、厚板玻璃的技术参数及应力参数、以及支风管5面的出风温度、风速，自动计算出厚板玻璃钢化所需温度的热辐射量，各耐温风车停止运行，处于高温的上、下加热单元的电热丝发出红外线，对玻璃进行辐射加热，由于红外线对玻璃具有良好的穿透性，因此可保证玻璃均匀受热，此时加热炉内状态等同于传统辐射炉，以减少玻璃炸炉几率，等到玻璃加热到400-550℃变软时，厚板玻璃在辐射炉内的速度为25-30s/mm（25s/mm、26s/mm、27s/mm、28s/mm、29s/mm、30s/mm）再各耐温风车常频运行，从进风口吸入炉内的热空气，经二次加热通过出风口、总风管、支风管，最后从支风管的出风端经导风筛板均化后不断地从上、下方喷射向玻璃，对玻璃进行对流加热，厚板白玻在辐射和对流两种加热方式作用下，加热时间大大缩短；加热单元分成若干个独立的单元，可通过控温装置独立调节，使得玻璃加热更加均匀，品质更好；⑵当开始加热LOW-E玻璃及白玻（12mm以下）时，处于高温的加热单元的电热丝发出红外线，对玻璃进行辐射加热，LOW-E玻璃的上表面镀了一层银，因此对它进行辐射加热时，上表面会反射辐射热，所以加热慢，而下表面会因为上表面的反射过热，上下表面受热不均匀，所以通过调节上、下对流加热使玻璃上、下面受热均匀；同时各耐温风车常频运行，从进风口吸入炉内的热空气，通过出风口、总风管、支风管，同时最后从支风管的出风端经导风筛板均化后不断地喷射向玻璃，对玻璃进行对流加热，炉体内热空气始终处于循环状态，此时玻璃在加热炉内以35-45mm/s（35mm/s、36mm/s、37mm/s、38mm/s、39mm/s、40mm/s、41mm/s、42mm/s、43mm/s、44mm/s、45mm/s）的速度作来回往复运动，受热效率更高，可通过调节耐温风车中高温电机的转速改变上、下管道吹出热空气的流量，使玻璃上下面受热均匀。所述支风管5面的出风温度与风速成正比，与加热元件6加热功率成反比。

实施例3：在实施例2的基础上，所述PLC控制器内置有平板玻璃加热软件包，该软件包的工作与否受控于平板玻璃中应力参数值的设定，当平板玻璃中应力参数值大于安全值时，软件包触发工作，指令加热炉加热方式为预热、保温、加温、保温、再加温、再保温、升温至平板玻璃钢化所需温度。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。