一种用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置

技术领域

本发明涉及玻璃纤维生产领域，特别涉及一种用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置。

背景技术

在玻璃纤维或玄武岩纤维拉丝成型过程中，为了有效地将从漏板底板的漏咀中流出的玻璃液转化成纤维，需要将高温玻璃液快速冷却降温至纤维成型的温度范围，使玻璃液的粘度保持在纤维稳定成型温度范围内，以获取玻璃液到纤维的稳定连续作业。目前，玻璃纤维生产企业普遍采用通水式冷却体来实现上述过程。

但是，随着特种玻璃纤维(如扁平异形纤维、超细纤维)和高性能纤维的逐步开发，现有结构的冷却体存在以下几方面不足：

冷却体的冷却片末端与前端带走的热量不一致，导致丝根玻璃液温度一致性差，从而影响玻璃纤维直径的均匀性。丝根玻璃液温度不均匀会导致拉制纤维的直径均匀性差。特别是拉直扁平玻璃纤维或超细玻璃纤维表现得更为突出，在拉直扁平纤维时，由于前端和末端温差大，导致两端扁平纤维的长宽比一致性差；对超细纤维而言，两端的温度不均匀，容易造成飞丝，造成作业中断。

此外，冷却片的冷却能力不足，导致漏板流量偏低。随着漏板不断向多孔、密排大漏板方向发展，以及高性能特种玻璃纤维拉丝成型温度范围的不断提高，对冷却体的冷却效果提出了更高要求。为提高冷却片的冷却能力，目前主要通过增大冷却片的宽度和厚度，增加冷却片厚度会增加漏板漏咀之间的排间距，间接限制密排大漏板的发展；增加冷却片宽度会受到拉丝工艺位置尺寸的限制。由于纤维高温成型温度下冷却片带走的热量不足，缩短冷却片使用寿命。

因此，如何提高冷却装置的冷却能力，降低冷却片两端的冷却温差成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置，该冷却装置显著提升了整体冷却能力，降低了冷却片两端的冷却温差，能够使冷却片对玻璃纤维丝进行均匀冷却，从而提升成品玻璃纤维扁平度的一致性。

为实现上述目的，本发明提供一种用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置，包括至少一对平行设置的水冷管和以预设间距相互平行设于一对所述水冷管之间、且两端分别与所述水冷管垂直连接的多组冷却片；任意一侧的所述水冷管设有第一水冷通道且开设至少两个供冷却水进出的管口。

可选地，一对所述水冷管的内侧相对设置凹槽，所述冷却片的两端分别置于一对所述水冷管的所述凹槽内且与所述水冷管焊接固定。

可选地，所述水冷管为紫铜方管，所述冷却片为冷却铜片。

可选地，设于一对所述水冷管的所述管口对称开设，任一所述水冷管的所述管口分别连接冷却水进水管和冷却水出水管。

可选地，所述冷却水进水管和所述冷却水出水管均为紫铜圆管。

可选地，所述紫铜圆管与所述管口焊接或通过螺纹连接。

可选地，所述冷却片为实心镀镍冷却片。

可选地，所述冷却片的内部开设两端分别连通所述第一水冷通道的第二水冷通道。

可选地，所述第二水冷通道为蛇形通道或相互平行开设的多条直线通道。

相对于上述背景技术，本发明所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置通过将多组相互平行的冷却片以预设间距布置在一对水冷管之间，使得冷却片的始端和末端均与水冷管进行热传导，玻璃纤维被冷却片冷却，冷却片通过两端将热量传递给两端的水冷管，水冷管借助管口进行冷却水的输入和输出能够快速降低冷却片的温度，对玻璃纤维进行快速冷却，提高了装置的整体冷却能力，而冷却片的两端设置水冷管则显著降低了冷却片两端的冷却温差，提高了对玻璃纤维冷却的均匀性，进而提高了成品纤维扁平度的一致性。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置的示意图；

图2为图1中冷却片的示意图；

图3为图1中另一种冷却片的示意图；

图4为本发明另一种实施例所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置的示意图；

图5为图4中的冷却片的示意图。

其中：

1-水冷管、11-第一水冷通道、2-冷却片、21-第二水冷通道、3-冷却水进水管、4-冷却水出水管、5-固定机构。

具体实施方式

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在没有做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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明一种实施例所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置的示意图，图2为图1中冷却片的示意图，图3为图1中另一种冷却片的示意图，图4为本发明另一种实施例所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置的示意图，图5为图4中的冷却片的示意图。

本发明所提供用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置包括水冷管1，水冷管1设置为一对，一对水冷管1相互平行设置，还包括两端分别连接一对水冷管1的多组冷却片2，多组冷却片2相互平行设置，且多组冷却片2均垂直于两端的水冷管1，玻璃纤维从漏板的漏咀挤出，通过相邻的冷却片2之间进行冷却。本发明借助水冷管1的第一水冷通道11内的冷却水与水冷管1换热将冷却片2的热量带走，从而显著提升了冷却装置的冷却能力。此外，水冷管1设置在冷却片2的两端，冷却片2能够从两端将热量传导给水冷管1，并经过水冷管1的冷却通道内的冷却水将热量带走，提高了冷却片2两端的冷却均匀性，从而改善了玻璃纤维的冷却的一致性。冷却装置冷却能力的提升同时还能够提高冷却片2的使用寿命。

在本发明所提供的第一种具体实施例中，具体请参考图1和图2，水冷管1采用紫铜方管，紫铜方管内开设可供冷却水流通的第一水冷通道11，且紫铜方管至少开设两个连通第一水冷通道11的端口，一个端口用来连接冷却水进水管3，另外一个端口用来连接冷却水出水口。冷却片2采用冷却铜片，更具体地说，冷却片2为实心镀镍的铜片。一对相对设置的紫铜方管相对的内侧间隔设置凹槽，凹槽之间的间距等于冷却片2的预设间距，冷却片2的两端置于一对紫铜方管的凹槽内，并通过焊接固定。

在对玻璃纤维进行冷却时，冷却片2对玻璃纤维进行冷却后，将热量传递给两端的水冷管1，冷却水从冷却水进水管3流入，与水冷管1换热后通过冷却水出水管4流出，借助冷却水将热量带走，提高冷却片2的冷却能力和使用寿命。图1所示左侧的水冷管1上侧的端口连接冷却水进水管3，下侧的端口连接冷却水出水管4，右侧的水冷管1则采用下侧的端口连接冷却水进水管3，上侧的端口连接冷却水出水管4。也即冷却片2两端的水冷管1内的第一水冷通道11内的冷却水的流向为相反的，从而较为均匀地对全部的冷却片2进行冷却。冷却水进水管3、冷却水出水管4和水冷管1的端口具有多种连接方式，既可采用不可拆卸的焊接方式进行连接，还可采用通过螺纹配合连接。

在本发明所提供的第二种具体实施例中，如图3所示，用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置整体结构与第一种实施例大体相同，有所不同的是，本实施例采用的冷却片2内部还设置第二水冷通道21，第二水冷通道21采用相互平行的多条直线通道，多条直线通道沿冷却片2的宽度方向依次平行设置，此时冷却片2的两端置于水冷管1的凹槽内，且冷却片2的第二水冷通道21的两端分别与水冷管1的第一水冷通道11连通，在冷却片2对玻璃纤维进行冷却时，冷却片2的热量不仅通过热传导传递给两端的水冷管1，冷却水还经第一水冷通道11流向冷却片2内的第二水冷通道21内，借助冷却水与冷却片2的对流换热进一步对冷却片2进行冷却，避免冷却片2冷却不足影响玻璃纤维的冷却效果和冷却片2的使用寿命。

在本发明所提供的第三种具体实施例中，请参考图4和图5，第二冷却通道采用蛇形通道，蛇形通道的一端连接左侧的水冷管1的第一水冷通道11，蛇行通道的另一端连接右侧的水冷管1的第一水冷通道11。此时与上述实施例有所不同的是，左侧的水冷管1的多个端口均用来连接冷却水进水管3或均用来连接冷却水出水管4，右侧的水冷管1的多个端口则全部用来连接冷却水出水管4或冷却水进水管3。当左侧的水冷管1连接冷却水进水管3时，右侧的水冷管1则连接冷却水出水管4。

在上述实施例中，用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置还包括固定机构5，固定机构5可设置在水冷管1上，具体设置在一对水冷管1相互背离的外侧，以便于通过固定机构5将该冷却装置安装固定，固定装置可以采用与水冷管1固接的法兰或螺帽等，还可以参考现有冷却装置的固定机构设置。

本发明所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置该装置能够满足用户使用需求，提高冷却片2的冷却速度和冷却强度，显著降低冷却片2两端冷却温差，提高普通玻纤直径均匀性，显著提升扁平纤维长宽比的一致性，提高超细纤维拉丝作业稳定性；通过对冷却片2进行充分冷却，提升冷却片2使用寿命50％以上。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的用于玻璃纤维快速冷却的冷却装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。