一种快速冷却3D曲面热弯玻璃的冷却系统及方法与流程

本发明涉及玻璃热弯技术领域，具体涉及一种快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统及方法。

背景技术：

在近年来，随着5g通讯信号的到来，柔性oled屏幕的使用即将大范围的普及，3d曲面玻璃的加工生产将成为手机屏幕制造的重要产业链。在3d曲面玻璃的加工生产中，3d曲面玻璃热弯是其中的一大难点，3d曲面玻璃热弯主要受限于设备产能、良率、模具以及工艺控制等，由于3d曲面玻璃热弯难点的存在，制约了3d曲面玻璃发展速度。

在传统的3d曲面玻璃热弯成型设备中，其加热装置都是靠电热管、红外灯管或局部高频辐射的方式进行加热石墨模具，从而达到曲面玻璃的热弯成型，加热装置的设计和制作，是影响设备生产效率的关键点。其中，电热管加热速度慢，结构复杂，故障率高，且稳定性差；而红外灯管加热虽然加热速度较快，但是温度难以把控，而且辐射温度容易损耗而导致温度稳定性差；而局部高频辐射加热的方式需要消耗大量氮气进行石墨模具的保护，且耗费较大电量，成本较高。而电磁感应可对石墨模具快速进行非接触式加热，加热效率高，且生产的热弯玻璃品质好。

然而，现有的传统热弯设备中，冷却时需要多个工位进行逐步降温冷却，效率低，且需要多个水管接头连接主水管和冷水板，造成水管接头堆积和排布密集，设备不美观，安装和调试麻烦。而且，现有的传统热弯设备在冷却时需要采用大量冷却水进行冷却，水路过多时接口处容易堵塞并进而容易造成爆水管。

因此，从生产工艺和成本考量，目前的冷却方式均无法满足电磁感应加热热弯玻璃的快速冷却，且现有的冷却方式大大影响了3d曲面玻璃热弯机的生产效率，无法有效满足未来市场的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统。该冷却系统与电磁感应的玻璃热弯加热方式完美配合，使得采用电磁感应非接触式加热进行生产的高品质3d曲面热弯玻璃在热弯成型后可得到快速冷却定型，避免曲面热弯玻璃的过度软化热弯，同时能够对加热设备进行有效保护。

本发明的目的还在于提供一种采用所述冷却系统进行快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统，用于对3d曲面热弯玻璃进行冷却及对热弯设备进行保护，包括冰水冷却线、冷水冷却线以及冷却线圈；

所述冰水冷却线包括冰水机和冰水循环水路；所述冰水机上具有冰水出水口和冰水回流口；所述冰水循环水路包括冰水进水水路和冰水回流水路；所述冰水进水水路的一端与所述冰水出水口连接，另一端与所述冷却线圈的进水端连接；所述冰水回流水路的一端与所述冷却线圈的出水端连接，另一端与所述冰水回流口连接；

所述冷却水冷却线包括冷却水塔以及冷却水循环水路；所述冷却水塔上具有冷却水出水口和冷却水回流口；所述冷却水循环水路包括冷却水进水水路和冷却水回流水路；所述冷却水进水水路的一端与所述冷却水出水口连接，另一端用于与加热炉体上的冷却水管线的进口连接，且另一端上还设置有与所述冷却线圈的进口连接的冷却水进水分流管路；所述冷却水回流水路的一端用于与加热炉体上的冷却水管线的出口连接，且还设置有与所述冷却线圈的出口连接的回流水分流管路，所述冷却水回流水路的另一端与所述冷却水回流口连接。

优选的，所述冰水机包括压缩机、冷凝器、蒸发器和储水箱；所述储水箱内具有回流水储存室和冰水储存室；

所述冷凝器的一端与所述回流水储水室连接，且连接管路上设置有干燥过滤器和膨胀阀；所述冷凝器的另一端与所述压缩机的进口端连接；所述压缩机的出口端与所述冰水储存室连接；所述蒸发器与所述冷凝器连接；所述冰水回流口开设在所述回流水储存室上；所述冰水出水口开设在所述冰水储存室上。

更优选的，所述回流水储存室上还开设有自来水补水口。

优选的，所述冰水出水口与所述冰水循环水路之间还设置有增压水泵。

优选的，所述冷却线圈为环绕成匝的铜线圈。

优选的，所述冰水进水水路、所述冰水回流水路、冷却水进水分流管路和回流水分流管路上均设置有流体阀。

优选的，所述冰水进水水路、所述冰水回流水路、冷却水进水水路和冷却水回流水路上均设置有温度探测仪。

优选的，所述冰水进水水路、所述冰水回流水路、冷却水进水水路和冷却水回流水路上均设置有管接头。

优选的，所述冰水进水水路的与所述冰水出水口连接的端部上、所述冰水回流水路的与所述冰水回流口连接的端部上、所述冷却水进水水路的与所述冷却水出水口连接的端部上和所述冷却水回流水路的与所述冷却水回流口连接的端部上均设置有球阀。

优选的，所述冷却水进水水路上设置有流量计。

一种快速冷却3d曲面热弯玻璃的方法，其中，3d曲面热弯玻璃采用变频感应电流加热石墨模具进行热弯加热成型，并采用上述任一项所述的冷却系统进行冷却，包括如下步骤：

（1）平面玻璃放置盛载在石墨模具上，将石墨模具推送进入至加热炉体并位于冷却线圈内；

（2）向所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；抽真空，冷却线圈通入变频电流并产生感应磁场，使位于冷却线圈内的石墨模具产生感应电流而发热；

（3）调节电流频率，升温至比玻璃软化点温度低50℃-100℃的第一温度点，使玻璃进行软化；调节所述第一温度点的过程中，保持所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；

（4）继续调节电流频率，达到第二温度点，玻璃热弯成型；调节所述第二温度点的过程中，继续保持所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；

（5）再调节电流频率，降温至比退火点温度低100℃-200℃的第三温度点，使玻璃进行退火；调节所述第三温度点的过程中，向所述冷却线圈内通入-22℃±5℃的冰水；

（6）再调节电流频率，达到第四温度点，完成产品的退火；调节所述第四温度点的过程中，向所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；

（7）停止向所述冷却线圈输入电流，停止抽真空，降温达到第五温度点；调节所述第五温度点过程中，向所述冷却线圈内通入-22℃±5℃的冰水；

（8）打开加热炉体，推出石墨模具，取下成型的曲面玻璃。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明的冷却系统的冷却线均与冷却线圈连接，而冷却线圈可作为电磁感应非接触式加热的线圈，从而使得该冷却系统与电磁感应非接触式加热方式进行完美配合，使得采用电磁感应非接触式加热进行生产的高品质3d曲面热弯玻璃在热弯成型后可得到快速冷却定型，避免曲面热弯玻璃的过度软化热弯；且冷却线圈的冷却为非接触式吸热冷却，无需接触石墨模具，不会对石墨模具造成任何影响。

（2）本发明的冷却系统中，采用了冷却水和冰水交替的双冷却效果，可以快速降低石墨模具和热弯成型后的曲面玻璃的温度，加快生产效率；而且，冷却水和冰水两条冷却线相互独立，互不影响，使用的水流量低。

（3）本发明的冷却系统中，采用了冷却水和冰水交替的双冷却效果，通过冰水冷却，可快速进行冷却降温，避免使用多工序水路进行进出水冷却，减少管接头的安装，使设备更简洁美观，安装和调试更容易，减少了水量消耗。

（4）本发明的冷却系统中，采用了冷却水和冰水交替的双冷却效果，在进行电磁感应的非接触式加热过程中，冷却水和冰水可对冷却线圈进行注水防击穿，其中的冷却水还可对加热炉体的腔体门板等进行冷却保护，从而能够对加热设备进行有效保护，且减少外部水管的连接安装。

（5）本发明的冷却系统中，采用了冷却水和冰水交替的双冷却效果，而且冷水冷却线和冰水冷却线上均具有可用于与冷却包括加热炉体的循环冷却水管道连接的管接头，连接安装方便，且可满足对包括加热炉体的部件进行冷却保护的需求。

（6）本发明的冷却方法与3d曲面玻璃的电磁感应非接触式加热热弯成型配合进行，在热弯工作时可对热弯设备进行实时有效的保护，同时在热弯成型后可对3d曲面玻璃进行快速冷却定型，提高3d曲面玻璃的生产效率，并提高了热弯设备的使用寿命。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统的整体结构示意图；

图2为具体实施例中本发明的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统的冰水冷却线中冰水机的结构示意图；

图3为具体实施例中本发明的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统的冰水冷却线中冰水循环水路的结构示意图；

图4为具体实施例中本发明的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统的冷水冷却线中冷却水塔的结构示意图；

图5为具体实施例中本发明的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统的冷水冷却线中冷却水循环水路的结构示意图；

图6为具体实施例中本发明的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统的冷却线圈的结构示意图；

附图标注：1-冰水冷却线，11-冰水机，1101-冰水出水口，1102-冰水回流口，1103-自来水补水口，111-压缩机，112-冷凝器，113-蒸发器，114-储水箱，115-干燥过滤器，116-膨胀阀，12-冰水循环水路，121-冰水进水水路，122-冰水回流水路，13-增压水泵，14、23-流体阀，15、24-温度探测仪，16、25-管接头，17、26-球阀，2-冷水冷却线，21-冷却水塔，2101-冷却水出水口，2102-冷却水回流口，22-冷却水循环水路，221-冷却水进水水路，2211-冷却水进水分流管路，222-冷却水回流水路，2221-回流水分流管路，27-流量计，3-冷却线圈，301-冷却线圈进水端，302-冷却线圈出水端。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的顺序、以特定的顺序构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的快速冷却3d曲面热弯玻璃的冷却系统，该冷却系统用于对3d曲面热弯玻璃进行冷却及对热弯设备进行保护。本实施例中，该冷却系统包括冰水冷却线1、冷水冷却线2以及冷却线圈3，其中，在进行3d曲面玻璃热弯成型作业时，盛载玻璃的石墨模具置于冷却线圈3内，对冷却线圈3通入变频电流可进行电磁感应并对位于其内的石墨模具进行加热，从而对石墨模具上的玻璃进行加热，此时玻璃在真空环境下、由石墨模具的上模的重力作用而自动弯曲变形。而冰水冷却线1和冷水冷却线2均与冷却线圈3连接，在热弯成型作业及热弯成型后均可为冷却线圈3提供冷却液体，防止冷却线圈3被击穿，且采用冷却水和冰水交替的双冷却效果，使石墨模具及其上的玻璃可快速降温冷却，提高3d曲面玻璃的热弯生产效率，并且冷却水线2还可为热弯成型的加热炉体进行提供冷却水冷却保护，从而有效提高热弯设备的使用寿命。

具体的，参见图2和图3所示。本实施例中，所述冰水冷却线1包括冰水机11和冰水循环水路12。所述冰水机11上具有冰水出水口1101和冰水回流口1102；而所述冰水循环水路12包括冰水进水水路121和冰水回流水路122。其中，所述冰水进水水路121的一端与所述冰水出水口1101连接，另一端与所述冷却线圈3的进水端连接；所述冰水回流水路122的一端与所述冷却线圈3的出水端连接，另一端与所述冰水回流口1102连接。

在本实施例中，所述冰水机11包括压缩机111、冷凝器112、蒸发器113和储水箱114；所述储水箱114内具有回流水储存室（未图示）和冰水储存室（未图示）。其中，所述冷凝器112的一端与所述回流水储水室连接，且连接管路上设置有干燥过滤器115，用于进行杂质过滤；此外，连接管路上还设置有膨胀阀116，用于节流降压、调节流量，以及保护压缩机111，防止压缩机111在过湿或过热环境工作。而所述冷凝器112的另一端与所述压缩机111的进口端连接。所述压缩机111的出口端与所述冰水储存室连接，冰水储水室内具有与压缩机111的出口端连接、环绕的弯管，以保证冰水储存室的出水为达到所需温度的冰水；所述蒸发器113与所述冷凝器112连接，蒸发器113可进行与外界空气热交换，进行气化吸热制冷，而冷凝器112内具有环形液体管道，管道内的液体可快速与管子外的空气进而热交换放热；所述冰水回流口1102开设在所述回流水储存室上；所述冰水出水口1101开设在所述冰水储存室上。

而且，所述回流水储存室上还开设有自来水补水口1103，可对储水箱14进行补水，避免储水箱14内的液体容量不足而影响冷却系统的工作。

此外，所述冰水出水口1101与所述冰水循环水路12之间还设置有增压水泵13，增压水泵13的进水端与冰水出水口1101连通，而增压水泵13的出水口与冰水循环水路12的进水口连通。通过增压水泵13，可将储水箱14内的冰水抽送至冰水循环水路12并输送至冷却线圈3进行循环。

在工作时，冰水机11内的压缩机111、冷凝器112和蒸发器113工作，制冷产生冰水并储存于储水箱14内。再由增压水泵13抽送，由冰水循环水路12输送，向冷却线圈3供给冰水进行冷却。

参见图4和图5所示，本实施例中，所述冷却水冷却线2包括冷却水塔21以及冷却水循环水路22。所述冷却水塔21上具有冷却水出水口2101和冷却水回流口2102；所述冷却水循环水路22包括冷却水进水水路221和冷却水回流水路222。其中，所述冷却水进水水路221的一端与所述冷却水出水口2101连接，另一端用于与加热炉体上的冷却水管线的进口连接，且另一端上还设置有与所述冷却线圈3的进口连接的冷却水进水分流管路2211；所述冷却水回流水路222的一端用于与加热炉体上的冷却水管线的出口连接，且还设置有与所述冷却线圈3的出口连接的回流水分流管路2221，所述冷却水回流水路222的另一端与所述冷却水回流口2102连接。

本实施例中，冷却水进水分流管路2211为在冷却水进水水路221上开设的分流水路，且其另一端搭接在冰水进水水路121上，即与冰水进水水路121共用进水管道，进而使冷却水进水水路221与冷却线圈3的进口连接；而冷却水回流水路222为在冷却水回流水路222上开设的入流水路，且另一端与冰水回流水路122搭接，即与冰水回流水路122共用出水管道。

再具体参见图3和图5所示，所述冰水进水水路121、所述冰水回流水路122、冷却水进水分流管路2211和回流水分流管路2221上均设置有流体阀（14，23）。而且，所述冰水进水水路121、所述冰水回流水路122、冷却水进水水路221和冷却水回流水路222上均设置有温度探测仪（15，24），用于监测水温。

此外，在所述冰水进水水路121、所述冰水回流水路122、冷却水进水水路221和冷却水回流水路222上均设置有管接头（16，25），冰水进水水路121和冷却水进水水路221上的管接头（16，25）均设置在出水端，而冰水回流水路122和冷却水回流水路222上的管接头（16，25）均设置在进水端，可方便对接包括加热炉体上的需要进行冷却的部件的循环冷却水管道，从而可满足对包括加热炉体的部件进行冷却保护的需求。

所述冰水进水水路121的与所述冰水出水口1101连接的端部上、所述冰水回流水路122的与所述冰水回流口1102连接的端部上、所述冷却水进水水路221的与所述冷却水出水口2101连接的端部上和所述冷却水回流水路222的与所述冷却水回流口2102连接的端部上均设置有球阀（17，26），用于手动开闭，实现水流的通断。

所述冷却水进水水路221上设置有流量计27，用于监测冷却水进水水路221上的水流量，防止水流量不足，保证冷却效率。

参见图6所示，在本实施例中，所述冷却线圈3为环绕成匝的铜线圈，在进而热弯成型过程中，可通入变频电流并使石墨模具形成感应电流，从而进行3d曲面玻璃的热弯成型。而且，冷却线圈3的一端为进水端301，另一端为出水端302。

实施例2

一种快速冷却3d曲面热弯玻璃的方法，其中，3d曲面热弯玻璃采用变频感应电流加热石墨模具进行热弯加热成型，并采用实施例1所述的冷却系统进行冷却，包括如下步骤：

（1）平面玻璃放置盛载在石墨模具上，将石墨模具推送进入至加热炉体并位于冷却线圈内；

（2）向所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；抽真空，冷却线圈通入变频电流并产生感应磁场，使位于冷却线圈内的石墨模具产生感应电流而发热；

（3）调节电流频率，升温至比玻璃软化点温度低50℃-100℃的第一温度点，使玻璃进行软化；所述第一温度点控制为700℃-800℃，调节第一温度点的时间控制为30s-40s；调节第一温度点的过程中，保持所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；

（4）继续调节电流频率，达到第二温度点，使玻璃进行热弯；所述第二温度点控制为750℃-900℃，调节第二温度点的时间控制为10s-20s；调节所述第二温度点的过程中，继续保持所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；

（5）再调节电流频率，降温至比退火点温度低100℃-200℃的第三温度点，使玻璃进行退火；所述第三温度点控制为200℃-300℃，调节第三温度点的时间控制为30s-40s；调节所述第三温度点的过程中，向所述冷却线圈内通入-22℃±5℃的冰水；

（6）再调节电流频率，达到第四温度点，完成产品的退火；所述第四温度点控制为300℃-400℃，调节第四温度点的时间控制为20s-30s；调节所述第四温度点的过程中，向所述冷却线圈内通入25℃±5℃的冷却水；

（7）停止向所述冷却线圈输入电流，停止抽真空，降温达到第五温度点；所述第五温度点控制为室温；调节所述第五温度点过程中，向所述冷却线圈内通入-22℃±5℃的冰水；

（8）打开加热炉体，推出石墨模具，取下成型的曲面玻璃。

该冷却方法中，冷却过程与热弯作业同时进行，热弯工作时对冷却线圈3及加热炉体进行实时有效的保护，提高热弯设备使用寿命；且根据加热要求的不同，冷却水和冰水相互交替或同时却对不同部件的进行冷却。而且，在热弯成型后，可对3d曲面玻璃进行快速冷却定型，提高3d曲面玻璃的生产效率。

以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。