用于钢化玻璃的冷却系统及其冷却方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超薄钢化玻璃生产过程中所用的冷却装置，特别是涉及一种罗茨风机在超薄钢化玻璃行业中应用的风冷却装置及其冷却方法。
【背景技术】
[0002]钢化玻璃的产品已广泛使用在建筑、航空、汽车、轮船、机车、电子显示器件等众多领域。钢化玻璃自1870年在法国获得第一项专利始，于十九世纪获得数项专利，并于1892年在工业上得以应用。之后发展了平钢化玻璃、弯钢化玻璃等一系列产品，至二十世纪八十年代，随着玻璃新品种的增加，钢化玻璃制造工业进行了新产品的开发和研究，在建筑节能窗的低辐射玻璃钢化，汽车玻璃的大型及异性玻璃钢化等都有长足的进展。物理钢化玻璃是在玻璃表面形成压应力层，使它增加一个预应力来提高玻璃强度，目前广泛应用的是快速风冷却钢化(简称风钢化)法。风钢化是将玻璃加热至玻璃钢化转变温度(T g)以上80°C，利用空气作为冷却介质，快速将玻璃表面热量带走，外层玻璃冷却较快，而玻璃中心是由外层玻璃通过热传导冷却，因此玻璃中心相对于玻璃外层冷却的较慢，于是通过这个过程在玻璃外层与中心部分产生了内应力，而玻璃的抗压强度是其抗拉强度的十倍以上，通过内应力的引入，增加了玻璃的抗拉强度，使玻璃的强度得以提高。通常情况下，钢化玻璃强度比普通退火玻璃的强度高4-6倍，热急冷稳定性可由150°C左右提高至280-320°C。钢化玻璃的强度主要取决于内应力的大小，与玻璃的钢化温度，冷却速率有关。一般情况下，钢化温度为600-680°C，冷却介质为室温空气，由空气在热玻璃表面流动带着热量，冻结玻璃表面，因此，冷却能力在一定程度上影响钢化玻璃的钢化度，进而影响钢化玻璃的强度及破碎后碎片粒度。钢化度增加，玻璃的抗弯强度和抗冲击强度增加。然而鉴于风钢化使用的冷却介质为空气而空气本身的温度与热容导致其制冷能力有限，即使增大风压也不能应用于钢化薄玻璃(如厚度小于等于3_的玻璃)及特殊需求的过钢化玻璃。同时增大风压意味着增大风机容量，耗电量急速增加，成本大幅度提高。
[0003]超薄玻璃的钢化，一般板面小、重量轻，需要高压、中流量冷却源；传统的超薄玻璃的钢化，一般采用两种方式，离心高压风机或空气压缩机做气源，再通过冷却风栅对玻璃进行冷却钢化。
[0004]但以上两种方式都存在着不足。离心高压风机虽然能提供较大的流量，但提供的压力能较小；用压缩空气做气源可以提供较大的压力，但是不能连续提供大的流量。因此，在钢化同等面积的超薄玻璃钢化时，就需要配备多台大功率电机来满足要求，就大大提高了生产成本，且耗能高，不利于大批量生产。
[0005]参考附图7，另外现在市场上的冷却风栅都是从侧面后部进风方式，钢化后完成的玻璃表面存在较大应力极差，玻璃平整度不好控制，同时钢化玻璃的自爆率很高，后部进风方式虽然结构简单，但存在风刀的前后两端存在风压不均匀问题；会大大提高钢化玻璃的自爆率，造成损失。
[0006]同时，在中国数据库中对玻璃钢化的风冷却系统进行检索，并检索到一中国专利:ZL201210552329.X，一种钢化玻璃冷却方法及钢化炉冷却系统，其具体结构为:包括向钢化炉送入空气的风机、集风箱及送风通道，在该集风箱或送风通道上安装一个盛放液氮的液氮罐，液氮罐有阀口与集风箱连接，且该阀口装有与风机启动联机的电磁阀，在玻璃淬冷阶段，使用风机向钢化炉送入空气，其特征在于，包括在风机送入空气的同时向与风机相连的集风箱内短时间注入液氮的骤冷过程，使集风箱内形成空气与气化液氮的混合冷却介质，并使该混合冷却介质通过送风通道被送入钢化炉中淬冷钢化炉的高温玻璃。其结构通过在钢化炉风冷却系统中配备低温液氮输入系统，液氮温度为零下196°C，通过把低温液氮引入到风冷却系统，液氮气化，与空气混合，降低了冷却介质的温度。进而提高了玻璃的钢化强度，但是该技术需要通过低温液氮进行配合，这样就会增加设备不必要的成本，且低温液氮也需要进行处理，且使其加工的能耗增大。
【发明内容】
[0007]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种风刀风压均匀，生产成本低，耗能低的利用罗茨风机在超薄钢化玻璃行业中应用的冷却系统。
[0008]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种用于钢化玻璃的冷却系统，包括产生冷却风流的罗茨风机、把冷却风流进行分流的分风风箱和玻璃冷却机构，所述的罗茨风机与分风风箱之间设置对冷却风流进行降温的风冷却装置；所述的玻璃冷却机构包括输送玻璃的输送辊道和冷却组件，所述的冷却组件包括冷却风刀和风栅，所述的风冷却装置包括与罗茨风机连接的进风口、与分风风箱连接的出风口、上水池、下水池和置于上水池与下水池之间的热交换管，上水池上设置有进水口，下水池上设置有出水口，且所述的出水口连接有热水利用装置。
[0009]通过上述设置，采用罗茨风机作为新驱动力源，能够提供超薄玻璃钢化所需要的压力和流量，在同等条件下，大大节约了冷却气源的功率，降低了成本和耗能；在环境温度相同的情况下，风冷却装置上加装了热交换器后冷却的气源温度比未加热交换器时要低了12-18°C ;水从进水口进来，流经上水池，为气源降温后再从流进下水池，由出水口流出，为了不浪费能量，可在出水口与需要热能的热水利用装置连接，便可达到可持续利用，实现能源回收。
[0010]本发明进一步设置为:所述的冷却组件为两组，所述的输送辊道置于两组冷却组件之间，且冷却风刀的几何轴向方向与输送辊道的玻璃运送方向垂直，所述的风栅置于冷却风刀的垂直上方，风栅上设置有至少两个输风口，输风口以冷却风刀的中心几何轴向为中心进行对称布置，且通过多个输风口对冷却风刀进行垂直均匀的输送冷却风流。
[0011]通过采用上述技术方案，可达到的有益效果:采用顶部进风冷却风栅结构和多个输风口的设置，可使玻璃冷却更加均匀。
[0012]本发明进一步设置为:所述的冷却组件通过送风管与分风风箱连接，且所述的送风管包括送风主管和分别与输风口连接的送风支管。所述的风冷却装置与罗茨风机之间设置有消音器。所述的玻璃冷却机构包括固定支架，所述的冷却组件与输送辊道分别固定在固定支架上。
[0013]通过采用上述技术方案，可达到的有益效果:罗茨风机的噪音较大，通过加装一个消音器，可大大减少罗茨风机带来的噪音。且通过固定支架来提高其稳定性，同时通过过送风主管。
[0014]通过采用上述技术方案，可达到的有益效果是：采用至少两个送风支管，从送风支管进到冷却风刀内的冷却风流，二次均衡后通过风刀下部的小孔垂直作用到玻璃上下表面，把冷却风集中到冷却风栅中间的位置，达到均匀冷却的目的，同时还大大提高了钢化玻璃的品质。
[0015]一种适用上述冷却系统的钢化玻璃的冷却方法，步骤如下：通过罗茨风机产生冷却风流，使风速为110-130m/s和风压值为25-35KPa ;通过风冷却装置对冷却风流进行降温并使风流的温度在X-X度之间；通分风风箱使冷却风流分为上、下两组风流；通过送风主管和送风支管均匀的送至风栅和冷却风刀内；通过冷却风刀使玻璃的温度由600-680度迅速下降至500-600度。
[0016]通过上述的技术方案采用罗兹风机作为气源，冷却后的气源，能把气源温度冷却15-20°C，完全能够满足钢化需求，节约成本，降低噪音，且比较传统的离心高压风机或空气压缩机做气源节能50%以上。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的整体结构示意图。
[0018]图2为本发明玻璃冷却机构的结构示意图。
[0019]图3为本发明风冷却装置的结构示意图。
[0020]图4为本发明第二组的温度检测数据图。
[0021]图5为本发明第一组的温度检测数据图。
[0022]图6为本发明冷却风刀和风栅的组装结构示意图。
[0023]图7为本发明传统老式的风刀结构示意图。
[0024]图中附图标记：100-罗茨风机，101-底座，102-出风管，200-消音器，201-第二法兰，202-第一法兰，300-分风风箱，301-第三法兰，400-风冷却装置，402-进水口，403-上水池，404-热交