技术领域
[0001] 本发明涉及载板玻璃生产技术领域，尤其涉及一种窑炉散料结构及窑炉。
相关背景技术
[0002] 载板玻璃生产原料由石英砂(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、硼酸(B2O3)等十几种原料组成。原料颗粒度在0.05‑0.2mm，均匀度≥90％，水分≤0.25％。这些原料通过混料机混拌均匀后由螺旋加料机向窑炉内投料。
[0003] 但是，原料往往由窑炉的投料口垂直落入窑炉的玻璃液内，由于玻璃液具有一定的粘度，因此容易导致落下的原料缩成一团，从而导致原料过于集中，进而造成原料不易熔化的现象。这种现象会使熔化原料能耗增加，也会导致原料熔化不充分，还会影响窑炉内玻璃液位波动，继而影响玻璃成品质量。
[0004] 因此，上述问题亟待解决。
具体实施方式
[0037] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0038] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0039] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0040] 在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0041] 请参阅图1与图2，本实施例中提出一种用于扩大窑炉内原料的落料面积的窑炉散料结构，其包括散料部1和振动部2，散料部1设置于窑炉内，并处于窑炉的投料口110下方，以接收自投料口110下落的原料，且散料部1上均布有散料孔13；振动部2能够向散料部传递振动力，以使散料部1产生振动；其中，散料部1自其接收原料的部位向下倾斜延展。
[0042] 可以理解的是，原料由投料口110进入到窑炉的内部后会掉落至散料部1上，原料在其自身重力及振动部2的作用下能够向散料部1的四周分散，分散过程中会由散料孔13掉落至窑炉的底部，以扩大原料的落料面积，从而实现降低原料熔化难度，减少熔化能耗，提高熔化质量。
[0043] 示例性地，当投料口110设置于窑炉的炉壁上，散料部1为板状结构，且向下倾斜延伸。
[0044] 为进一步扩大窑炉内的原料的落料面积，板状结构的散料部包括第一散料区域及第二散料区域，第一散料区域与第二散料区域相对倾斜设置，可以理解的是，相对倾斜设置的第一散料区域与第二散料区域能够在散料过程中增加原料的散料方向，从而能够进一步提高原料的落料面积。
[0045] 当投料口110设置于窑炉的炉顶时，散料部1为伞状结构，且散料部1自其接收原料的部位向下倾斜延。可以理解的是，散料部1接收原料的部位为散料部的最高处，当原料被投放入窑炉内部后，在散料部1的作用下能够向四周扩散，以提高原料的落料面积。
[0046] 进一步地，沿远离原料在散料部1上的落料点的方向，散料孔13的直径逐渐增加。可以理解的是，原料在以落料点为中心向四周分散的过程中能够经过散料孔13，直径大的散料孔13相较于直径小的散料孔13下料速度快，从而能够保证原料由散料部1散落过程中的均匀性，以进一步提高熔化质量。
[0047] 本实施例中，请参阅图2，窑炉散料结构还包括支架3，支架3设置于窑炉的外部；散料部1包括连接端11和散料端12，连接端11通过旋转轴31铰接于支架3，并且振动部2设置于连接端11上，散料端12贯穿窑炉的炉壁，并延伸至窑炉内。可以理解的是，炉壁上设置有安装口，安装口处于投料口110的下方，连接端11设置于安装口内，振动部2设置于窑炉的外部，并且振动部2的振动端能够与连接端11贴合，振动部2的振动端在振动过程中能够向连接端11传递振动力，从而能够使连接端11产生振动，进而能够带动散料端12产生振动，以带动处于散料端12上的原料分散下落。其中，连接端11与支架3铰接，能够避免散料部1在振动过程中出现卡死的现象。
[0048] 投料口110在下料过程中，若下料速率过快或者下料数量过多则有可能会导致散料部1上出现积料，若积料不能及时去除，则有可能对散料部1造成损坏，并有可能会影响熔化质量。
[0049] 由此，本实施例中，窑炉散料结构还包括积料检测部4，积料检测部4用于检测散料端12上积累原料的数量，并与振动部2电性连接，以调整振动部2的振动频率。可以理解的是，积料检测部4能够对散料端12上积累的原料进行检测，当原料过多时能够反馈信号至振动部2，从而能够使振动部2加大振动频率，从而能够及时散料，当原料过少时同样能够反馈信号值至振动部2，从而能够使振动部2减少振动频率，从而能够减少振动部2的能耗，并且可以增加振动部2的使用寿命。
[0050] 具体地，积料检测部4包括压力传感器41，压力传感器41设置于支架3与连接端11之间，压力传感器41用于检测连接端11对支架3的压力，并与振动部2电性连接。可以理解的是，压力传感器41设置有预设值，当压力传感器41检测到连接端11对支架3的压力值处于预设值时，则证明散料端12处于平稳散料阶段，当压力传感器41检测到连接端11对支架3的压力值超过预设值时，则证明散料端12处于积料阶段，则向振动部2反馈加大振动频率的信号。当压力传感器41检测到连接端11对支架3的压力值低于预设值时，则证明散料端12处于平缺料阶段，则向振动部2反馈减小振动频率。
[0051] 另外，为避免散料部1在振动过程中影响压力传感器41的检测值，请参阅图3，本实施例中积料检测部4还包括防振动垫42，防振动垫42设置于压力传感器41与护连接端11之间，以吸收连接端11的振动频率，从而能够提高压力传感器41检测连接端11对支架3的压力值的准确性。
[0052] 实际应用中，压力传感器41设置于支架3上，且处于旋转轴31的下方，防振动垫42设置于连接端11，并且与压力传感器41正对。另外，防振动垫42朝向压力传感器41的一侧设置有凹槽，凹槽能够对压力传感器41进行包裹，从而能够使压力传感器41的圆触头从各个角度与防振动垫42充分贴合，以保证测量时的准确性。其中，防振动垫42的材料优选为聚氨酯。
[0053] 优选地，振动部2包括涡轮振动机21和气体流量控制阀22，涡轮振动机21具有进气口与出气口，通过向进气口输送压缩空气，压缩空气在流通过程中能够使涡轮振动机21的涡轮高速旋转，高速旋转的涡轮能够产生离心力，从而使得涡轮振动机21的底座产生振动，由于涡轮振动机21与连接端11贴合，从而能够向连接端11传递振动力，从而能够使连接端11产生振动，进而能够带动散料端12产生振动，以带动处于散料端12上的原料分散下落。另外，压缩空气由进气口进入，并由出气口排出以形成循环。沿压缩空气的流通方向，气体流量控制阀22设置于涡轮振动机21的上游侧，以控制流向涡轮振动机21的压缩空气的流量，并且气体流量控制阀22与压力传感器41电性连接。
[0054] 进一步地，涡轮振动机21经长时间工作之后，需要对其进行降温，以延长涡轮振动机21的使用寿命，本实施例中，振动部2还包括换热器23和压缩空气温度传感器24，沿压缩空气的流通方向，换热器23设置于气体流量控制阀22的上游侧，以对流向涡轮振动机21的压缩空气进行降温，从而能够对涡轮振动器进行降温。压缩空气温度传感器24设置于出气口的下游侧，以检测涡轮振动机21在排气时压缩空气的温度，并且压缩空气温度传感器24与换热器23电性连接。
[0055] 需要说明的是，为便于对散料部1拆卸或维修，安装口的尺寸要大于连接端11的尺寸，从而导致安装口与散料部1之间存在间隙，从而容易导致窑炉内热量散失，为此，本实施例中，在安装口与连接端11之间填充有保温棉8，设置的保温棉8能够防止窑炉内热量散失。由于保温棉8为柔性材质，因此在散料部1发生振动时，保温棉8不会对散料部1产生支撑力，从而能够避免散料部1出现卡死的情况，并且还能够保证压力传感器41检测连接端11对支架3的压力值的准确性。
[0056] 在加工过程中，窑炉内温度能够高达1600℃，散热部长时间处于高温环境下，有可能会被烧破，从而影响融化质量，为此，本实施例中，散料部1为中空结构，散料部1上设置有进水口14与出水口15，进水口14与出水口15均与散料部1的中空腔连通；窑炉散料结构还包括供液部5，供液部5用于向进水口14输送冷却液，并由出水口15回收冷却液。可以理解的是，供液部5能够将冷却液由进水口14输送至中空腔内，并由出水口15排出，这一过程中，冷却液能够吸收散热部表面的热量，从而达到降温的效果。
[0057] 具体地，供液部5包括变频供水泵51和变频器54，变频供水泵51和变频器54电性连接，变频器54用于调整变频供水泵51的供液功率，以为散料部1提供稳定水流，以便于达到中空腔内水流的动平衡，从而便于保证压力传感器41检测连接端11对支架3的压力值的准确性。
[0058] 进一步地，进水口14与出水口15设置于散料部1的同一侧；散料部1还包括隔板16，隔板16设置于中空腔内，并将中空腔分隔为第一腔室17及第二腔室18，第一腔室17与进水口14连通，第二腔室18与出水口15连通，隔板16与中空腔背离进水口14的一侧拼构成连通孔19，第一腔室17与第二腔室18通过连通孔19连通。可以理解的是，进水口14与出水口15均设置于散料部1的连接端11，以便于对输液管道的铺设，并且在隔板16的作用下能够使冷却液流向背离进水口14的一侧，从而能够使冷却液首先经过第一腔室17，以保证第一腔室17内充满冷却液后再流向第二腔室18，从而能够保证第二腔室18内充满冷却液后由出水口15排出，如此设置，能够保证散料部1各处冷却的均匀性。
[0059] 需要说明的是，第一腔室17处于第一散料区域，第二腔室18处于第二散料区域，也即第一散料区域与第二散料区域关于挡板为中心线对称设置，以进一步提高原料在散落过程中的均匀性。
[0060] 更进一步地，散料部1背离进水口14与出水口15的一侧为弧形。可以理解的是，散料端12背离连接端11的一侧为弧形，从而能够避免冷却液在流通过程中出现死点，从而能够进一步保证散料部1各处冷却的均匀性。
[0061] 本实施例中，,请参阅图4，窑炉散料结构还包括控制器6及流量计7，沿冷却液的流通方向，流量计7设置于进水口14的上游侧，流量计7用于检测供液部5的实际供液流速，流量计7及供液部5分别与控制器6电性连接。
[0062] 其中，控制器6设定有供液部5的理论供液流速，控制器6用于将实际供液流速与理论供液流速对比，并用于调整供液部5的实际供液流速。可以理解的是，控制器6与变频器54电性连接，以通过变频器54调整变频供水泵51的供液功率，从而能够调整实际供液流速，并且控制器6还能够将理论供液流速与实际供液流速进行对比，从而能够判断散料部1的冷却情况。
[0063] 示例性地，以将散料部1由25℃升高至1600℃的工况为例进行阐述，根据下列计算公式，可以得到从时间t1到t2内冷却液带走的热量：
[0064] ΔQ1＝C1(T2‑T1)ρgSΔt
[0065] 其中，ΔQ1为冷却水在t1到t2时间内带走的热量，单位为J；△t是散料部1无冷却作用下从室温(25℃)升高到窑炉温度(1600℃)所需的时间，本数据由实验所得；C1为冷却液的比热，单位为J/(Kg·℃)；T1为冷却液的进水温度，单位℃，本实施例中设定为13℃；T2为冷却液的出水温度，单位℃，本实施例中设置为25℃；ρ为冷却液的密度，单位为Kg/m3；g为注入冷却液的供液流速，本实施例中要求恒速，单位为m/s；S为供液管路截面积，单位为2
m。
[0066] 窑炉内散料部1从室温(25℃)升高到窑炉温度(1600℃)，根据公式可以算出吸收热量：
[0067] ΔQ2＝C2M(1600‑25)
[0068] 其中，ΔQ2为散料部1在窑炉内由室温(25℃)升高到窑炉温度(1600℃)所需的热量，单J；C2为制成散料部1的材料的比热，单位为J/(Kg·℃)；M为散料端12的质量，单位为Kg。
[0069] 根据等式ΔQ1＝ΔQ2，可以求出散料部1在回水25℃情况下，散料部1在窑炉内工作时冷却水所需流量，也即能够计算出理论供液流速，通过将该理论供液流速与实际供液流速作对比即可判断散热部的冷却状况。
[0070] 需要说明的是，控制器6优选为现有技术中的PID模块，在此不做赘述。
[0071] 另外，控制器6电性连接有上位机9，上位机9用于实现对现场数据的监视、记录、参数设定及出现异常现象时，有报警输出，提醒操作人员及时处理。
[0072] 本实施例中，供液部5还包括出水温度传感器52，沿冷却液的流通方向，出水温度传感器52设置于出水口15的下游侧，出水温度传感器52与控制器6电性连接，并能够对冷却液的温度进行检测。出水温度传感器52设定有预设温度值，出水温度传感器52所检测到的实际温度值超过预设温度值时能够向控制器6传递信号，以便于控制器6提高实际供液流速，从而能够提高冷却效果。
[0073] 进一步地，出水口15的下游侧设置有用于检测冷却液压力值的水压传感器53，水压传感器53与控制器6电性连接。当流量计7的数值不变时，水压传感器53数值降低，则证明散热部被烧穿，此时控制器6发出警报，提醒维修人员进行修理。当流量计7的数值不变时，水压传感器53数值升高，则证明中空腔内被堵，此时控制器6发出警报，提醒维修人员进行修理。
[0074] 基于上述，请参阅图5，本实施例中还提出一种窑炉，其包括炉体100及如上述的窑炉散料结构，窑炉散料结构设置于炉体100的内部。可以理解的是，炉体100的炉壁上开设有投料口110与安装口，安装口处于投料口110下方，并处于炉体100内玻璃液200的上方，投料口110用于连接外部放料机构，窑炉散料结构安装于安装口，以便于扩大投料口110所掉落的原料的落料面积。
[0075] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
