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您当前的位置： 一种连续钢化炉参数设计方法及装置与流程
2021-01-30 21:01:55|
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本发明涉及钢化炉技术领域，尤其涉及一种连续钢化炉参数设计方法及装置。
背景技术：
将玻璃加热到一定的温度，使玻璃中的原有应力消失，然后将玻璃快速冷却，使玻璃内部形成永久应力，这个过程称为玻璃“钢化”。通过钢化处理，在冷却后玻璃内部就具有均匀分布的内应力，从而提高玻璃的强度和热稳定性，这种淬火玻璃又称为钢化玻璃。它的强度达到40kg/mm2左右，而热稳定性可提高到165～310℃左右。由于钢化玻璃的张应力存在于玻璃的内层，当玻璃破裂时，在外层压应力的保护下，玻璃碎片呈类似蜂窝状的钝角颗粒，不易伤人，故称之为“安全玻璃”。
连续钢化炉是一种水平辊道式玻璃连续钢化炉机组设备，它由控制系统、上片台、加热炉、加速段、钢化风栅段、冷却风栅段、下片台和风机系统等部分组成。生产时，玻璃从上片段载入，通过加热段后，在加热出口段需要加速通过风栅段，以达到钢化工艺的要求。
然而，现有连续钢化炉加速段长度设计不合理，玻璃安全距离过高，上片段节拍高于连续钢化炉生产节拍，玻璃要等待前一块玻璃到达安全距离后才进入加热段，导致连续钢化炉无用功较多，生产效率低。
技术实现要素：
本发明实施例提出一种连续钢化炉参数设计方法及装置，旨在提高连续钢化炉的生产效率。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
本发明实施例提供一种连续钢化炉参数设计方法，应用于连续钢化炉中，连续钢化炉包括加热段以及多个依次设置的加速段，所述连续钢化炉参数设计方法包括：
获取用户设定的加热段速度、加速段速度、第一个加速段的长度以及安全距离；
根据以下公式
将玻璃间隔写入到连续钢化炉的控制程序中。
其进一步地技术方案为，所述连续钢化炉参数设计方法还包括：
通过以下公式
其进一步地技术方案为，所述安全距离为所述连续钢化炉的传动辊间距。
其进一步地技术方案为，所述传动辊间距为100mm，第一个加速段的长度为600mm，加速段速度是加热段速度的三倍，玻璃间隔大于等于300mm。
其进一步地技术方案为，所述连续钢化炉包括三个依次设置的加速段。
另一方面，本发明实施例提供一种连续钢化炉参数设计装置，应用于连续钢化炉中，连续钢化炉包括加热段以及多个依次设置的加速段，所述连续钢化炉参数设计装置包括：
获取单元，用于获取用户设定的加热段速度、加速段速度、第一个加速段的长度以及安全距离；
第一确定单元，用于根据以下公式
写入单元，用于将玻璃间隔写入到连续钢化炉的控制程序中。
其进一步地技术方案为，所述连续钢化炉参数设计装置还包括：
第二确定单元，用于通过以下公式
其进一步地技术方案为，所述安全距离为所述连续钢化炉的传动辊间距。
其进一步地技术方案为，所述传动辊间距为100mm，第一个加速段的长度为600mm，加速段速度是加热段速度的三倍，玻璃间隔大于等于300mm。
其进一步地技术方案为，所述连续钢化炉包括三个依次设置的加速段。
与现有技术相比，本发明实施例所能达到的技术效果包括：
本发明提供的连续钢化炉参数设计方法，根据连续钢化炉的生产特点，建立连续钢化炉加速段的计算模型，并提出了连续钢化炉玻璃间距的安全距离，并在此基础上推导出连续炉生产玻璃最小间隔距离的计算方法，以及各加速段长度与工艺生产速度之间的关系，从而指导设计合理的加速段长度，减少连续钢化炉生产过程中玻璃由于加速段造成的撞片或玻璃划伤，提高成品率；同时降低连续钢化炉的无用功，提高连续钢化炉生产效率，降低制造成本。
本发明提供的连续钢化炉参数设计方法可作为玻璃连续钢化炉设计依据、生产节拍计算以及生产工艺参数的调整、优化玻璃连续钢化炉生产过程中玻璃间隔距离、提高连续钢化炉生产效率改造方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为连续钢化炉的结构示意图；
图2为连续钢化炉的控制流程示意图。
附图标记
1光电传感器；2加热段玻璃；3玻璃间隔区；4加速段玻璃；5、传动辊；6加热段电机；7第一编码器；8离合器1#；9离合器2#；10离合器3#；11离合器4#；12加速段电机；13第二编码器；14加热段；15第一段加速段；16第二段加速段；17第三段加速段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
参见图1-2，玻璃从上片段载入，通过加热段后，在加热出口段需要加速通过风栅段，以达到钢化工艺的要求。
具体实施中，连续钢化炉的控制方法，介绍如下：
玻璃从上片段载入，在加热段14入口处，光电传感器1触发后，位于加热段14的第一编码器7开始计数，计算玻璃运动的位置；
加热段电机6运转带动加热段14的传动辊5向前转动，玻璃向前移动，此阶段离合器1#8、离合器2#9、离合器3#10吸合，离合器4#11断开，加速段皮带传动轴由加热段电机6通过链轮带动，即第一段加速段15、第二段加速段16、第三段加速段17的运动速度与加热段14的运动速度相同；
加热段14与加速段之间设有玻璃间隔区3，以避免在加热炉中玻璃撞片以及在加速段玻璃分离过长。
加热段14的第一编码器7计算加热段玻璃2的尾部通过加热段14后，离合器1#8断开，离合器2#9、离合器3#10、离合器4#11吸合，加速段皮带传动轴由加速段电机12带动，三段加速段高速运行，即第一段加速段15、第二段加速段16、第三段加速段17的运动速度为高速，加热段14的运动速度为低速；
位于加速段的第二编码器13开始计数，计算玻璃运行位置；玻璃高速运行至加速段玻璃4的尾部离开第一段加速段15时，离合器1#8吸合，离合器2#9断开，第一段加速段15由加热段电机6带动低速运行，第二段加速段16、第三段加速段17由加速段电机12带动高速运行；
待加速段玻璃4的尾部离开第二段加速段16，离合器1#8、离合器2#9吸合，离合器3#10断开，离合器4#11吸合，第一段加速段15、第二段加速段16由加热段电机6带动低速运行，第三段加速段17由加速段电机12带动高速运行；
待加速段玻璃4的尾部离开第三段加速段17，离合器1#8、离合器2#9、离合器3#10吸合，离合器4#11断开，第一段加速段15、第二段加速段16、第三段加速段17由加热段电机6带动低速运行，直到下一片加热段玻璃2尾部离开加热段14，重复上述动作。
本发明基于上述控制方法，建立连续钢化炉加速段的模型以优化加速段长度、玻璃间隔距离等参数，在保证工艺速度前提下，设计出加速段长度的计算方法，并根据模型推导出玻璃间隔的最小距离的计算公式，以及各加速段长度之间的对应关系，以提高连续钢化炉的运转效率，减少无用功。
本发明提出一种连续钢化炉参数设计方法，该方法应用于连续钢化炉中，连续钢化炉包括加热段以及多个依次设置的加速段，所述连续钢化炉参数设计方法包括如下步骤：
步骤1：获取用户设定的加热段速度、加速段速度、第一个加速段的长度以及安全距离。
具体实施中，加热段速度、加速段速度、第一个加速段的长度以及安全距离均为用户根据实际生产设定。
通常而言，安全距离为连续钢化炉的传动辊间距，所述传动辊间距为100mm，第一个加速段的长度为600mm，加速段速度是加热段速度的三倍。
步骤2：根据以下公式
具体实施中，根据以下公式
具体推导过程阐述如下：
玻璃加速分离过程距离计算模型
在连续钢化炉生产中，加热段低速运行的玻璃与加速段传动辊高速运行时，必须保持一定的距离，否则加热段传动辊低速和加速段传动辊高速的速度差会造成玻璃擦伤。为了避免在加热炉中玻璃撞片以及在加速段玻璃分离，玻璃之间要保持一定的间距，称为间隔区。加热段速度一致，玻璃进入钢化炉后玻璃间距不会发生改变；在加速段，加速玻璃高速运行，加热段玻璃低速运行，加热段玻璃与加速段高速运行时保持一定的距离，为此建立玻璃加速分离过程计算模型：
s：低速玻璃与第一根高速传动辊的距离；
s间隔：间隔区距离；
sn：第n段加速段距离；
v1：加速段高速；
v0：加热段速度；
安全距离原则及最小间距
安全距离原则：玻璃在加热段低速运行和加速段高速运行时，低速运行的玻璃必须与高速运行的玻璃至少保持1个传动辊间距的安全距离，设传动辊间距为d，即：
在安全距离原则下，在第1段加速段以最小间距d带入，即s≥d，可推导出最小间隔区的计算方法：
即：
s间隔为连续钢化炉中的玻璃间隔；s1为第一个加速段的长度；v1为加速段速度；v0为加热段速度；d为传动辊间距，即安全距离。
由此计算模型我们可以看出，间隔区的大小，取决于第1段加速段的长度、加速段速度、加热段速度以及传动辊间距。这是连续钢化炉第1段加速段设计的重要理论依据。
例如按照现有第1段加速段长度为600mm计算，连续钢化炉在实际生产中，通常加速段的速度是加热段速度的3倍，以确保玻璃风栅段能够快速降温，达到钢化工艺要求，即v0＝v1/3，传动辊间距100mm，则：
则连续钢化炉的玻璃间隔大于等于300mm。
步骤3：将玻璃间隔写入到连续钢化炉的控制程序中。
具体实施中，将玻璃间隔写入到连续钢化炉的控制程序中。
例如，在连续钢化炉实际生产中，300mm作为最小玻璃间隔写入控制程序，在上片段玻璃进入加热炉前进行设备保护，确保生产过程中不会发生撞片。
本实施例通过连续钢化炉的运动模型，优化参数，设计合理的加速段长度，减少连续钢化炉生产过程中玻璃由于加速段造成的撞片或玻璃划伤，提高成品率；同时降低连续钢化炉的无用功，提高连续钢化炉生产效率，降低制造成本。
在一实施例中，连续钢化炉参数设计方法还包括：
步骤4：通过公式
各加速段长度之间的关系
具体实施中，通过以下公式
以上公式的推导过程如下：
实际生产过程中，第n+1段高速运行的玻璃与第n段低速运行的玻璃之间也至少要保持1个传动辊间距的安全距离，即：
两个公式相减，可推算出第n+1段与第n段加速段长度的关系：
由此我们可推算出第n+1段与第n段加速段长度关系，满足以下公式，这是确定各个加速段长度的重要理论依据：
其中，v1为加速段速度，v0为加热段速度，s(n+1)为第n+1个加速段的长度，sn为第n个加速段的长度，s(n-1)为第n-1个加速段的长度，n为正整数。
具体实施中，所述连续钢化炉包括三个依次设置的加速段，即n＝3。
本发明实施例还提供一种连续钢化炉参数设计装置，应用于连续钢化炉中，连续钢化炉包括加热段以及多个依次设置的加速段，所述连续钢化炉参数设计装置包括：
获取单元，用于获取用户设定的加热段速度、加速段速度、第一个加速段的长度以及安全距离；
第一确定单元，用于根据以下公式
写入单元，用于将玻璃间隔写入到连续钢化炉的控制程序中。
具体实施中，所述安全距离为所述连续钢化炉的传动辊间距。
本实施例提供的连续钢化炉参数设计装置，能够利用连续钢化炉的运动模型，以进一步优化参数，设计出合理的加速段长度，从而减少连续钢化炉生产过程中玻璃由于加速段造成的撞片或玻璃划伤，提高成品率；同时降低连续钢化炉的无用功，提高连续钢化炉生产效率，降低制造成本。
在一实施例中，所述连续钢化炉参数设计装置还包括：
第二确定单元，用于通过以下公式
具体实施中，所述传动辊间距为100mm，第一个加速段的长度为600mm，加速段速度是加热段速度的三倍，玻璃间隔大于等于300mm。
具体实施中，所述连续钢化炉包括三个依次设置的加速段，即n＝3。
本实施例提供的连续钢化炉参数设计装置可以设计合理的加速段长度，减少连续钢化炉生产过程中玻璃由于加速段造成的撞片或玻璃划伤，提高成品率；同时降低连续钢化炉的无用功，提高连续钢化炉生产效率，降低制造成本。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，尚且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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