[实用新型]薄玻璃热钢化生产用液氮淬冷风栅

说明书

技术领域

本发明涉及薄玻璃热钢化生产用的淬冷风栅，特别是用于厚度为2mm～3mm的薄玻璃热钢化用的、以液氮为冷源的淬冷风栅。

背景技术

玻璃加热后进行淬冷处理，使玻璃表面产生永久性残余压应力，可显著提高玻璃的强度、抗急冷急热性和减少其伤害性。这种玻璃称为热钢化玻璃(tempered glass)，其生产方法称为玻璃的热钢化(thermal-tempering)。

近年来快速发展的太阳能电池、LED显示器面板等高科技产品，都希望采用厚度2～3mm的热钢化玻璃；建筑节能中空玻璃、真空玻璃等也渴望采用3mm左右的玻璃来减少使用玻璃的重量，实现节约资源、能源的目标。而目前的工业化钢化玻璃生产用风栅都是采用风机供风的淬冷风栅，大都只能生产4mm～19mm玻璃，难以钢化厚度3mm玻璃，更无法满足生产厚度小于3mm的热钢化玻璃所需的冷却速率的要求。因为玻璃越薄，所需要的冷却速率必须更高，才能达到所需的钢化程度，即在玻璃中形成必要的永久残余应力，保证钢化玻璃的强度、抗急冷急热性和碎片状态等性能。近年来，陆续公开了提高冷却速度的一些专利技术。例如，1)通过改进风栅、提高风压来增加冷却速度的专利，如申请号为200620072383、200810156023、200810156025、201020285038和02118592等专利；2)用水或硅油等液体为冷却介质的专利，如申请号为201110116462、92100022.7、200810150826和03817018等专利；3)用高导热固体冷却介质的专利，如申请号为200610064917、95102791、200510018007等专利。这些发明各有特点，但是并没有很好的解决加热到钢化温度的薄玻璃急冷问题。例如，提高风压来增加冷却速率，风机能耗很高并且易使玻璃变形；液体冷却易污染玻璃表面而且设备复杂；用固体介质急冷更不易达到良好、均匀的速冷目的。

液氮的沸点是77.35K(-196℃)，沸点下的气化热为202.76kJ/kg，每公斤液氮可气化成794升低温氮气。氮气的定压热容C_p25℃＝1.038kJ/(kg·k)。空气中氮气含量约78.5％，资源非常丰富，对环境没有任何危害。液氮为工业制氧的副产品，有大量资源可以利用。作为低温制冷冷源性价比高，是非常优秀的急冷冷源，除在超导、生物工程、制药、航空和航天等高科技领域大量使用外，在食品冷藏运输、果品蔬菜气调储存、机械加工和金属冶炼淬火等方面大量使用。但是迄今为止，在玻璃钢化领域还没有使用液氮为玻璃钢化冷源的先例，也没有看到液氮淬冷风栅专利和技术报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于厚度2mm～3mm薄玻璃热钢化生产用的淬冷风栅。本实用新型的技术路线是以采用液氮为冷源，利用液氮的气化/雾化产生的超低温气体，高速喷向热玻璃急速淬冷为目标设计风栅。液氮淬冷风栅比目前的风机风栅具有更高的冷却速率，可以在薄玻璃中形成足够的永久性残余应力，保证薄玻璃具有满意的强度、抗急冷急热性和碎片状态。

本实用新型发明的具体内容是：

(1)液氮淬冷风栅由两片结构相同、方向相对的风栅组成，被淬冷热玻璃在二者之间的中心平面上运动。每片液氮淬冷风栅主要由保温良好的风栅壳体、液氮输入控制阀、液氮气化/雾化装置、高压空气输入控制阀和超低温淬冷喷嘴几部分组成。

(2)液氮气化/雾化装置安装风栅保温壳体内部，与液氮输入控制阀用管道连通，把液氮在保温箱体内，气化/雾化成含有或不含有液氮微粒的的超低温气体。

(3)在液氮淬冷风栅朝向玻璃的平面上，安装有大量以矩阵排列的淬冷气体喷嘴，超低温淬冷喷嘴是按照文丘氏原理制成的，它由高压空气喷嘴和淬冷气体喷嘴组成。高压空气喷嘴与高压空气控制阀连接。从收缩/扩张形状高压空气喷嘴喷出的经冷却的高压空气，裹挟大量液氮气化/雾化成的超低温气体，从淬冷气体喷嘴喷向热玻璃，完成玻璃的急速淬冷。

本发明的有益效果是：

使用液氮为冷源的液氮淬冷风栅与目前普遍使用的风机风栅相比，可以大大提高热玻璃的淬冷速率，增加玻璃中的永久性残余应力，使2mm～3mm的薄钢化玻璃的抗弯强度可以达到原片玻璃的4～8倍、抗冲击强度提高5～10倍，碎片状态满足技术标准要求。

附图说明