一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统及模拟方法与流程

1.本发明涉及浮法玻璃制造领域，特别是涉及一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统及模拟方法。


背景技术：

2.目前的浮法玻璃成形工艺通常是将熔窑澄清均匀化后的玻璃液流进锡槽内，在锡槽内的熔融锡液面上经过拉薄或积厚型成一定厚度的玻璃带，再在降温固化作用下完成浮法玻璃的成形。
3.现有技术在玻璃带成形过程中，由于是基于浮法玻璃的实际生产线对工艺参数进行调节，因此需要花费较长时间不断重复调节“锡槽区域温度-拉边机参数-拉引参数”这三项工艺参数才能制备出目标厚度和板宽的玻璃带，而这三个因素相互影响，每次调节后还需花费较长时间进行校准，导致调节效率低下；另一方面，成形过程中的玻璃带分布情况难以观察。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统及模拟方法，以模拟浮法玻璃的玻璃带成形过程。具体技术方案如下：
5.本发明实施例的第一方面提供了一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统，所述系统包括：投料箱、加热均化箱、成形模型、拉引装置、示踪器和电控装置，
6.所述投料箱内装有玻璃模拟液；
7.所述加热均化箱与所述投料箱之间通过流道相连；
8.所述加热装置与所述成形模型之间通过管道连接；
9.所述成形模型内装有锡液模拟液，所述加热均化箱的出液管设置于所述成形模型的上方，且所述出液管的第一出液口位于所述成形模型的始端；
10.所述示踪器内装有示踪剂，且所述示踪器位于成形模型的始端的上方；
11.所述拉引装置位于所述成形模型的末端；
12.所述电控装置分别与所述加热装置、所述示踪器和所述拉引装置连接。
13.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述投料箱的第二出液口的高度高于所述加热均化箱的第一进液口的高度。
14.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述成形模型从始端至末端具有四个区域，各区域独立地通过循环管道与该区域对应的加热装置连接。
15.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述加热均化箱的顶部设置有搅拌均化器，所述搅拌均化器的个数为3～5个。
16.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述加热均化箱的侧壁设置有液位传感器。
17.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述成形模型的形状与锡槽成形装置的大
小成等比例缩小。
18.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述电控装置还分别与所述液位传感器和所述搅拌均化器连接。
19.在本发明第一方面的一种实施方案中，所述流道上装有电磁阀门。
20.本发明实施例的第二方面提供了一种浮法玻璃成形玻璃带速度分布模拟方法，应用于上述任一项所述的浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统，所述方法包括：
21.a.向投料箱内加入玻璃模拟液；
22.b.使玻璃模拟液通过流道进入加热均化箱，加热均化箱对玻璃模拟液进行加热和均化；
23.c.通过与所述成形模型各区域对应的加热装置对各区域分别进行加热，使所述成形模型内的锡液模拟液的温度从所述成形模型的始端到末端逐渐降低；
24.d.待所述成形模型的四个区域的内部温度达到预设温度后，玻璃模拟液经出液口进入成形模型；
25.e.玻璃模拟液由所述成形模型的始端向末端移动过程中形成玻璃模拟带，并逐渐凝固，通过拉引装置将玻璃模拟带牵引拉出；
26.f.通过示踪器内的示踪剂在玻璃模拟带表面示踪一条标记线，标记线与玻璃模拟带长度方向垂直，利用所述示踪剂的分布流动状态，分析玻璃模拟带的速度分布情况。
27.在本发明第二方面的一种实施方案中，四个区域由所述成形模型的始端至末端依次为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，第一区域的预设温度范围为80～90℃，第二区域的预设温度范围为70～80℃，第三区域的预设温度范围为60～70℃，第四区域的预设温度范围为50～60℃。
28.本发明实施例有益效果：
29.本发明提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统，该系统中包括投料箱、加热均化箱、成形模型、拉引装置、示踪器和电控装置，通过投料箱中的玻璃模拟液模拟液态的玻璃，通过成形模型中的锡液模拟液模拟锡液，使玻璃模拟液在成形模型的锡液模拟液表面形成玻璃模拟带，以实现模拟浮法玻璃的玻璃带成形过程。并且，通过使示踪器内的示踪剂在玻璃模拟带表面示踪一条标记线，可以通过观察、测量玻璃模拟带表面示踪剂的分布流动状态，快速、准确地分析出成形过程中玻璃模拟带的速度分布状态，无需基于浮法玻璃的实际生产线进行调节，提高了对玻璃带成形过程的参数调节效率。
30.当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
32.图1为本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统的结构示意图；
33.图2为本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统示踪剂作用示意图；
34.图3为本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统中示踪剂在经过成形模型中不同位置处的形状分布示意图；
35.图4为本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统示踪器的结构示意图；
36.图5为图4中示踪器的仰视图。
37.附图标记：
38.投料箱-1，玻璃模拟液-2，加热均化箱-3，流道-4，加热装置-5，管道-6，成形模型-7，出液管-8，拉引装置-9，示踪剂-10，示踪器-11，示踪器狭缝-111，示踪器盖子-112，电控装置-12，液位传感器-13，搅拌均化器-14，电磁阀门-15，电子阀门-16，电机-17，搅拌杆-18，叶片-19，玻璃模拟带-20，锡液模拟液-21，从动轮-22，主动轮-23，第一出液口-24，第二出液口-25，第一进液口-26，标记线-27。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本发明所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.如图1所示，本发明第一方面的实施例提供了一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统，该系统包括：投料箱1、加热均化箱3、成形模型7、拉引装置9、示踪器11和电控装置12，投料箱1内装有玻璃模拟液2；加热均化箱3与投料箱1之间通过流道4相连；加热装置5与成形模型7之间通过管道6连接；成形模型7内装有锡液模拟液21，加热均化箱3的出液管8设置于成形模型7的上方，且出液管8的第一出液口24位于成形模型7的始端；示踪器11内装有示踪剂10，且示踪器11位于成形模型7的始端的上方；拉引装置9位于成形模型7的末端；电控装置12分别与加热装置5、示踪器11和拉引装置9连接。
41.本发明实施例中，成形模型7的始端为玻璃模拟液2进入成形模型7的一端，成形模型7的末端为玻璃模拟带20离开成形模型7的一端。可以理解的是，液态的玻璃模拟液2从成形模型7的始端进入，随着温度降低逐渐凝固为固态的玻璃模拟带20，然后从成形模型7的末端通过拉引装置9被拉出。
42.如图4所示，本发明实施例的示踪器11可以是盒状，其内部装有示踪剂10。示踪器11底部开有狭缝，狭缝的长度方向与成形模型7的宽度方向平行，从而使落下的示踪剂10在玻璃模拟液2表面形成一条平行于成形模型7的宽度方向的标记线27。如图5所示，示踪器狭缝111上方设置有示踪器盖子112，通过控制示踪器盖子112的开闭从而控制示踪剂10的下落。本发明对示踪器盖子112的开闭方式不做具体限定，只要能实现本发明的目的即可。例如，示踪器盖子112的开闭方式可以为旋转式或者合页式。当开闭方式为旋转式时，可以沿示踪器盖子112的长度方向设置转轴，当需落下示踪剂10时，示踪器盖子112沿转轴旋转至垂直位置以使示踪剂10从示踪器狭缝111中落下，当不需落下示踪剂10时，示踪器盖子112旋转至水平位置覆盖示踪器狭缝111从而防止示踪剂10落下。
43.本发明实施例提供的浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统，通过玻璃模拟液2模拟液态的玻璃，通过锡液模拟液21模拟锡液，使玻璃模拟液2在成形模型7的锡液模拟液21表面形成玻璃模拟带20以实现模拟浮法玻璃的玻璃带成形过程。并且通过使示踪器11内的示踪剂10在玻璃模拟带20表面示踪一条标记线27并观察、测量玻璃模拟带20表面示踪剂11的分布流动状态，快速、准确地分析出成形过程中玻璃模拟带的速度分布状态，无需基于浮法玻璃的实际生产线进行调节，提高了对玻璃带成形过程的参数调节效率。因为本系统为模拟系统，还可以避免现有技术中浮法玻璃成形过程中较长的参数调节时间导致的对浮法玻璃实际生产线造成不可逆的、无法避免的不良影响，有利于降低整个浮法玻璃生产线的运行成本。
44.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，投料箱1的第二出液口25的高度高于加热均化箱3的第一进液口26的高度，以便于投料箱1内的玻璃模拟液2依靠重力作用流动到加热均化箱3内。
45.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，成形模型7从始端至末端具有四个区域，四个区域可通过档板分隔开以实现对四个区域进行不同温度的控制，本发明对挡板的高度不做具体限定，只要不超过锡液模拟液21的液面高度即可。各区域独立地通过循环管道6与该区域对应的加热装置5连接。其中，成形模型7的四个区域，每个区域均有两根加热管道6，能够使各区域独的进行加热循环，以实现对四个区域独立的温度控制。四个区域中的锡液模拟液21的预设温度各不相同，且有一定的温度梯度，从成形模型7的始端到末端温度逐渐降低，有利于玻璃模拟液2冷却成形。
46.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，加热均化箱3的顶部设置有搅拌均化器14，搅拌均化器14的个数为3个。其中，加热均化箱3顶部还设置有液位传感器13、出液口8，出液口8上方安装有电子阀门16。搅拌均化器14包括电机17、搅拌杆18、叶片19，电机17连接搅拌杆18，搅拌杆18底部装有叶片19。本发明实施例中，搅拌均化器14的个数可以为3～5个，多个搅拌均化器14可以沿玻璃模拟液2的流动方向平行等距排列以实现对玻璃模拟液2的充分均化。本发明的电子阀门16可以是现有的电子阀门，例如电磁阀。
47.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，加热均化箱3的侧壁设置有液位传感器13，用于监测加热均化箱3的液位高度。液位传感器3可以为现有的液位传感器，本发明对型号不做具体限定。其中，加热均化箱3内壁可以设置有电阻丝，通过电阻丝以实现对加热均化箱3的均匀加热。
48.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，成形模型7的形状与锡槽成形装置的大小成等比例缩小。其中，成形模型7的形状与锡槽成形装置的形状适配，成形模型7与锡槽成形装置的缩小比例为1：5～20，以准确模拟真实玻璃的成形过程并有效降低模拟成本。而且，成形模型7可以由透明有机玻璃材料制成，因此可以直观观察到成形模型7中的玻璃模拟液2，即经出液口8流入成形模型7中的玻璃模拟液2的状态处于可视状态，从而实现了玻璃成形过程中的玻璃带分布，包括纵向玻璃带速度分布与现状都可以观察。
49.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，流道4上装有电磁阀门15，通过控制电磁阀门15开启/闭合，以控制投料箱1中的玻璃模拟液2通过流道4流动到加热均化箱3。
50.在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，电控装置12还分别与液位传感器13和搅拌均化器14连接。本发明对电控装置12与其他设备间的连接方式没有特别限制，例如
可以是有线连接或者无线连接方式。例如，电控装置12可以通过数据线获取液位传感器13的信号，并通过数据线控制电磁阀门15开闭以调节搅拌均化器14内玻璃模拟液2的液位高度，或者，通过数据线控制搅拌均化器14启停或搅拌速度。此外，电控装置12还可以与加热装置5、电磁阀门15、电子阀门16通信连接，从而控制加热装置5的加热温度，控制电磁阀门15/电子阀门16的开闭。本发明对电控装置12没有特别限制，只要能够控制与其通信连接的设备即可。
51.本发明第二方面的实施例提供了一种浮法玻璃成形玻璃带速度分布模拟方法，应用于上述任一项的浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统，该方法包括：
52.步骤a.向投料箱1内加入玻璃模拟液2。
53.其中，玻璃模拟液2的主要成分包括：二十八烷醇、聚乙烯、硅酸钠，以玻璃模拟液的重量百分比计，玻璃模拟液2中二十八烷醇的总含量为35～65wt％、聚乙烯总含量为20～45wt％、硅酸钠总含量为10～40wt％，玻璃模拟液2的黏度范围为1.2～100pa
·
s，密度范围为0.85～0.93g/cm3。
54.其中，二十八烷醇的密度较小，可以调整玻璃模拟液2密度的大小；聚乙烯可以增加玻璃模拟液2的韧性，确保成形后的玻璃模拟带20能被较完整拉出；硅酸钠作用是调整玻璃模拟液2的黏度。通过调控玻璃模拟液2中各组分的比例从而调控其黏度在上述范围内，能够实现有效模拟液态的玻璃。
55.步骤b.使玻璃模拟液2通过流道4进入加热均化箱3，加热均化箱3对玻璃模拟液2进行加热和均化。
56.步骤c.通过与成形模型7各区域对应的加热装置5对各区域分别进行加热，使成形模型7内的锡液模拟液21的温度从成形模型7的始端到末端逐渐降低。
57.其中，锡液模拟液21主要成分是丙三醇和去离子水，以锡液模拟液的重量百分比计，锡液模拟液21中丙三醇的总含量为65～85wt％，去离子水总含量为15～35wt％。本发明对锡液模拟液的密度没有特别限制，只要使得锡液模拟液21的密度大于玻璃模拟液2的密度，从而使成形模型7中的玻璃模拟液2浮于锡液模拟液21的表面，达到模拟玻璃成形的效果。
58.步骤d.待成形模型7的四个区域的内部温度达到预设温度后，玻璃模拟液2经出液口8进入成形模型7。
59.步骤e.玻璃模拟液2由成形模型7的始端向末端移动过程中形成玻璃模拟带20，并逐渐凝固，通过拉引装置9将玻璃模拟带20牵引拉出。
60.其中，拉引装置9与成形模型7相配套，由主动轮23和从动轮22构成，并由电机17提供动力，电控装置12与拉引装置9通信连接，从而控制拉引装置9主动轮23转动。参见图2，成形模型7的玻璃模拟带20宽度小于拉引装置9轮子的宽度，从而使玻璃模拟带20可以被拉引装置9较完整地拉出；通过设置用于模拟锡槽的成形模型7以及用于玻璃模拟带20拉引的拉引装置9，可以准确调控成形模型7中模拟玻璃带20的成形过程。玻璃模拟液2进入成形模型7在锡液模拟液21上漂浮，在重力和表面张力的作用下在成形模型7内摊平、抛光形成玻璃模拟带20，并通过拉引装置9使玻璃模拟带20拉制到所需厚度，提高了玻璃模拟液2在成形模型7内摊平、抛光速度和质量，提高了玻璃模拟带20的表面质量。
61.步骤f.通过示踪器11内的示踪剂10在玻璃模拟带20表面示踪一条标记线27，标记
线27与玻璃模拟带20长度方向垂直，利用示踪剂10的分布流动状态，分析玻璃模拟带20的速度分布情况。
62.如图2所示，为本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统示踪剂作用示意图，加热均化箱3内的模拟液体2经出液口8流经示踪器11的下方，示踪器11内的示踪剂10为带有色彩的淀粉类物质；待玻璃模拟带20形状稳定后，打开示踪器11开关通过狭缝挤压的方式使示踪器11内的示踪剂10在玻璃模拟带20表面示踪一条直线形标记线27，设置示踪剂10初始状态为直线的好处在于可以更方便、直观的观察和/或测量后续玻璃模拟带20的速度分布状态发生的变化。通过观察和/或测量成形模拟玻璃带20表面示踪剂11的分布流动状态可以包括流动、位置变化、形态变化、密度变化和速度变化，便可以实现快速、准确地分析成形模拟玻璃带20速度分布状态。
63.在本发明的一种具体实施方式中，四个区域由成形模型7的始端至末端依次为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，第一区域的预设温度范围为80～90℃，第二区域的预设温度范围为70～80℃，第三区域的预设温度范围为60～70℃，第四区域的预设温度范围为50～60℃。。本发明通过控制四个区域中的锡液模拟液21的温度从左到右温度逐渐降低，以使玻璃模拟液2从成形模型7的始端到末端的温度逐渐降低，有利于玻璃模拟液2冷却成形。
64.如图3所示，为本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统中示踪剂在经过成形模型中不同位置处的形状分布示意图(俯视图)，开始在位置a处的示踪剂10是一条直线，在拉引装置9的作用下，玻璃模拟带20向拉引装置9的方向移动，并陆续经过位置b、c、d、e、f、g、h、i处，通过观察或测量示踪剂10在a、b、c、d、e、f、g、h、i处的形状分布可以得出越靠近中心位置玻璃模拟带20的速度越快，中心位置向两侧边缘玻璃模拟带20的速度逐渐减小，所以本发明实施例提供的一种浮法玻璃的成形玻璃带速度分布模拟系统中的示踪剂10可以通过观察、测量玻璃模拟带表面示踪剂10的分布流动状态，快速、准确地分析出成形过程中玻璃模拟带20的速度分布状态，无需基于浮法玻璃的实际生产线进行调节，提高了对玻璃带成形过程的参数调节效率。
65.本发明实施例提供的一种浮法玻璃成形玻璃带速度分布模拟系统可以在低于玻璃融化温度的较低温度下运行，因此与利用浮法玻璃的实际生产线相比，本发明可以极大地降低时间、能耗和成本，还可以避免对浮法玻璃实际生产线造成不可逆的不良影响。因此，通过本发明实施例提供的一种浮法玻璃成形玻璃带速度分布模拟系统，可以有效提高玻璃带成形过程中的参数调节效率。
66.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
67.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
68.以上仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的
精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。