專利名稱：玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于玻璃鋼化設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃物理鋼化用全表面 均勻風(fēng)冷裝置。
背景技術(shù)：
由于玻璃是典型的脆性材料，抗拉強(qiáng)度低，表面與內(nèi)部存在缺陷，在外加載荷作用 下處于張應(yīng)力區(qū)的表面裂紋會(huì)擴(kuò)展并導(dǎo)致玻璃開裂。為了避免應(yīng)力集中下裂紋擴(kuò)展，必須 采用物理鋼化或化學(xué)鋼化的方法對(duì)有承壓要求的玻璃進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)化處理，在玻璃表面形成 預(yù)壓應(yīng)力，保證玻璃具有較高的承壓強(qiáng)度，滿足應(yīng)用需求。作為承壓結(jié)構(gòu)件的鋼化玻璃不僅需要具有較高的承壓強(qiáng)度，同時(shí)還需要保證有良 好的面型質(zhì)量，以保證與其他承壓結(jié)構(gòu)件聯(lián)接的密封要求。同時(shí)，由于某些承壓玻璃被要求在較高溫條件下工作，而考慮到化學(xué)鋼化的玻璃 在高溫狀態(tài)下可能發(fā)生應(yīng)力松弛，存在潛在隱患。因此，對(duì)這種耐溫、承壓玻璃一般采用物 理鋼化技術(shù)進(jìn)行力學(xué)增強(qiáng)。目前板狀玻璃的物理鋼化爐主要采用冷卻風(fēng)驟冷處理工藝(風(fēng)冷鋼化)，無(wú)論是 水平鋼化工藝還是垂直鋼化工藝，所用的風(fēng)冷裝置通常是在兩個(gè)風(fēng)柵體的內(nèi)側(cè)平面上安裝 多頭噴嘴，通過多根供風(fēng)管道連接在各自的噴嘴上，通過調(diào)整每根供風(fēng)管道的閥門開關(guān)來(lái) 控制冷卻風(fēng)的流量。這樣的調(diào)整控制操作復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)在玻璃表面形成流量均勻的冷卻 風(fēng)，致使板狀玻璃表面的溫度的冷卻速度不同，造成玻璃內(nèi)部應(yīng)力不均勻，使玻璃產(chǎn)生變形 甚至破碎。一般的合格率只能維持在85%左右。中國(guó)實(shí)用新型專利說明書CN 201158611Y 公開了一種平風(fēng)柵擺動(dòng)裝置，該裝置可以用于水平鋼化裝置中對(duì)玻璃的風(fēng)冷鋼化，由于該 裝置的上平風(fēng)柵和下平風(fēng)柵可左右相對(duì)擺動(dòng)，因此可以用于提高玻璃鋼化效果。然而，常用的水平鋼化工藝通常采用輥道式傳送機(jī)構(gòu)，陶瓷輥道與地面平行或成 一定角度，玻璃平放在陶瓷輥道上，所有這種水平輥道式玻璃鋼化爐，在制作鋼化玻璃時(shí)， 玻璃至少有一個(gè)面與輥道相接觸，玻璃在爐膛中加熱發(fā)生軟化后，軟化的玻璃直接壓在陶 瓷輥道上，受重力的影響會(huì)在鋼化玻璃表面留下痕跡，形成所謂的輥道印和波紋，這嚴(yán)重地 影響玻璃鋼化的質(zhì)量。因此，一般的水平鋼化工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼化均勻性和面型質(zhì)量要求 高的板狀光學(xué)玻璃的物理鋼化。中國(guó)實(shí)用新型專利說明書CN2239966Y公開了一種適用于玻璃垂直鋼化工藝的風(fēng) 冷處理平板玻璃鋼化的風(fēng)柵，由兩個(gè)相同的風(fēng)柵體組成，在風(fēng)柵體內(nèi)側(cè)的平面上均勻分布 有間距和行距相同的接頭和噴嘴，從噴嘴中噴出并以相等的壓力和均勻的流量作用在玻璃 兩側(cè)的表面上，實(shí)現(xiàn)了玻璃溫度冷卻速率相同的目的。然而，采用噴嘴急冷成型的鋼化玻璃 經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)力畸變?nèi)毕菪纬蓱?yīng)力斑紋和彩虹紋，影響玻璃的鋼化質(zhì)量。中國(guó)實(shí)用新型專利說明書CN2608497Y公開了一種縫隙式風(fēng)柵噴嘴設(shè)計(jì)原理，所 述的風(fēng)柵噴嘴改進(jìn)為縫隙長(zhǎng)條狀，間隔交錯(cuò)排列，這種新穎的噴嘴避免了風(fēng)壓不均現(xiàn)象，配 合玻璃運(yùn)動(dòng)方式由單向運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)擺動(dòng)，能使玻璃應(yīng)力分布更加均勻合理。然而，玻璃在風(fēng)冷鋼化的過程中由于需要進(jìn)行往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)不是勻速運(yùn)動(dòng)，因 此仍會(huì)形成玻璃鋼化的不均勻。綜上，本領(lǐng)域目前急需一種風(fēng)冷裝置用于生產(chǎn)應(yīng)力均勻分布的板狀鋼化玻璃產(chǎn) 品，而該風(fēng)冷裝置目前還未見報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種玻璃物理鋼化用全表面均 勻風(fēng)冷裝置。本實(shí)用新型是基于流體力學(xué)原理，提供一種玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題一種玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述風(fēng)冷裝置由依次連 接的氣源收集通道⑴、靜壓腔室⑵、陣列網(wǎng)孔壁(3)、勻壓腔室⑷和出風(fēng)通道(5)組成， 且所述陣列網(wǎng)孔壁(3)上設(shè)有陣列網(wǎng)孔(6)。優(yōu)選的，所述陣列網(wǎng)孔壁(3)為弧形壁設(shè)計(jì)。優(yōu)選的，所述陣列網(wǎng)孔(6)為錐形孔。所述出風(fēng)通道(5)的尺寸和形狀可以在勻壓腔室的尺寸范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，且其尺 寸和形狀可依據(jù)被鋼化玻璃的尺寸和形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型中的風(fēng)冷裝置可將諸如大功率斜流式管道風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的高壓紊流空 氣等冷卻介質(zhì)通過氣源收集通道(1)收集到靜壓腔室(2)，然后通過前面的陣列網(wǎng)孔壁(3) 上陣列網(wǎng)孔(6)噴出形成層流冷卻介質(zhì)，送入勻壓腔室(4)后通過可調(diào)節(jié)口徑和形狀的出 風(fēng)通道(5)吹出均勻的冷卻氣流，實(shí)現(xiàn)對(duì)板狀玻璃全表面的均勻冷卻。在使用時(shí)，可以使用 兩組玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置相對(duì)于被鋼化玻璃相向而置，分別從兩側(cè)對(duì)被鋼 化玻璃進(jìn)行冷卻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1)本實(shí)用新型根據(jù)流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)，避免了因常規(guī)鋼化工藝中的送風(fēng)系統(tǒng)因采 用風(fēng)柵噴嘴設(shè)計(jì)而造成的玻璃表面應(yīng)力分布不均的缺陷，由此，保證了玻璃全表面各點(diǎn)的 溫度冷卻速率相同，獲得了應(yīng)力分布均勻的鋼化玻璃；2)本實(shí)用新型的整個(gè)系統(tǒng)依據(jù)流體力學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)以達(dá)到均勻出風(fēng)的目的，無(wú) 運(yùn)動(dòng)部件，控制可靠、穩(wěn)定；3)使用本實(shí)用新型可以制備出面型良好的板狀鋼化玻璃，鋼化變形量小，滿足承 壓性能的前提下最終產(chǎn)品兩面不平行度< 15'的板狀光學(xué)鋼化玻璃，在制備過程中能夠保 證板狀玻璃的平整度和均勻的應(yīng)力分布以及批量生產(chǎn)的產(chǎn)品鋼化質(zhì)量的一致性和成品率。

圖1為玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置示意圖。由氣源收集通道(1)、靜壓腔室(2)、陣列網(wǎng)孔壁(3)、勻壓腔室(4)和出風(fēng)通道 (5)組成。圖2為陣列網(wǎng)孔壁(3)示意圖。[0025]圖3為陣列孔形狀示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的內(nèi)容不僅限于實(shí) 施例中所涉及到的內(nèi)容。實(shí)施例如圖1所示，一種玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置，包括依次連接的氣源收 集通道(1)、靜壓腔室(2)、陣列網(wǎng)孔壁(3)、勻壓腔室(4)和出風(fēng)通道(5)。如圖2所示，所述陣列網(wǎng)孔壁(3)上設(shè)有陣列網(wǎng)孔(6)，陣列網(wǎng)孔壁(3)為弧形壁 設(shè)計(jì)。如圖3所示，陣列網(wǎng)孔(6)為錐形孔。出風(fēng)通道(5)的形狀與勻壓腔室⑷相同，均為圓柱形，且出風(fēng)通道(5)的內(nèi)徑小 于勻亞腔室(4)的內(nèi)徑。在使用過程中，將需鋼化的優(yōu)質(zhì)光學(xué)玻璃(K玻璃)固定在樣品架上，根據(jù)設(shè)定的 鋼化工藝參數(shù)啟動(dòng)鋼化程序。將光學(xué)玻璃(K玻璃)推入加熱爐中加熱，在620°C溫度下保 溫15min后，送至全表面均勻風(fēng)冷裝置的出風(fēng)通道口，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻玻璃。上述所述的板狀玻璃組分、特性和鋼化工藝參數(shù)及性能測(cè)試結(jié)果如下1.樣品樣品名稱優(yōu)質(zhì)光學(xué)玻璃(K玻璃)樣品尺寸Φ280 X 15mm2.鋼化工藝參數(shù)加熱溫度620°C保溫時(shí)間15min風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速990rpm冷卻溫度18°C冷卻時(shí)間15min3.性能測(cè)試鋼化玻璃平行度描述變形輕微鋼化后玻璃應(yīng)力分布情況分布均勻玻璃表面應(yīng)力大小及其性質(zhì)(采用表面偏光儀測(cè)量) K玻璃全表面承壓試驗(yàn)結(jié)果 4.鋼化結(jié)論鋼化后的承壓耐溫光學(xué)玻璃(K玻璃)平行度好、尺寸滿足后續(xù)鍍膜等加工工藝的 要求，耐壓性能符合承壓耐溫光學(xué)玻璃的技術(shù)指標(biāo)。鋼化后的耐溫光學(xué)玻璃(K玻璃)能很 好地滿足實(shí)際使用時(shí)的承壓要求。本實(shí)施例中所述僅為本實(shí)用新型基于流體力學(xué)原理提出的一種玻璃物理鋼化用 全表面均勻送風(fēng)設(shè)計(jì)理念，由此設(shè)計(jì)出的玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置實(shí)例，本技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的改變或修飾是比較容易的，但這種改變與修飾均不會(huì)脫 離本實(shí)用新型中的設(shè)計(jì)理念。因此，凡是依據(jù)本實(shí)用新型中的設(shè)計(jì)思想對(duì)其做出的等效變 化或修飾，均應(yīng)被認(rèn)為是侵犯了本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述風(fēng)冷裝置由依次連接的氣源收集通道(1)、靜壓腔室(2)、陣列網(wǎng)孔壁(3)、勻壓腔室(4)和出風(fēng)通道(5)組成，且所述陣列網(wǎng)孔壁(3)上設(shè)有陣列網(wǎng)孔(6)。
2.如權(quán)利要求1中所述的玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述陣 列網(wǎng)孔壁(3)為弧形壁。
3.如權(quán)利要求1中所述的玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述陣 列網(wǎng)孔(6)為錐形孔。專利摘要本實(shí)用新型屬于玻璃鋼化設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃物理鋼化用全表面均勻風(fēng)冷裝置。該風(fēng)冷裝置包括依次連接的氣源收集通道、靜壓腔室、陣列網(wǎng)孔壁、勻壓腔室和出風(fēng)通道，所述陣列網(wǎng)孔壁上設(shè)有陣列網(wǎng)孔。本實(shí)用新型根據(jù)流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)，避免了因常規(guī)鋼化工藝中的送風(fēng)系統(tǒng)因采用風(fēng)柵噴嘴設(shè)計(jì)而造成的玻璃表面應(yīng)力分布不均的缺陷，由此，保證了玻璃全表面各點(diǎn)的溫度冷卻速率相同，獲得了應(yīng)力分布均勻的鋼化玻璃，且該裝置具有出風(fēng)均勻、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件和控制可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C03B27/04GK201648224SQ200920214158
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者樂軍, 吳潔華, 宋力昕, 齊振一 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所