1、第八章 供料机械与设备,主讲：郭宏伟 陕西科技大学 材料科学与工程学院,瓶罐的生产工艺流程,玻璃供料道与供料机照片,吸料式供料机 履带式供料机 滴料式供料机料滴在匀料筒、料碗、冲头、剪刀等部件作用下形成，原理图如下：,供料道结构 （1）作用：向供料机提供温度适宜成形且温度均一的玻璃液。工作池玻液温度1300，对瓶罐成型过高，不能被剪成料滴，因而必须冷却玻液到准确而均匀的温度，以满足成型机要求。,横火焰蓄热式马蹄焰池窑示意图,管道作用：将玻液由熔窑工作池输送给供料机，然后再供给成型机。玻液流过料道常冷却降温200左右。玻液温度38，粘度1倍。距料碗口1200mm左右=102Pas。车间布置应避免
2、拐弯或死角，防止料液温度不均或出现析晶等缺陷。 热交换器：设有加热和冷却装置，玻液流速很慢，大量热通过辐射对流传导而散失。 均化器：接近料盆约1m开始作用，通过加热使料温均匀，还可机械搅拌使料温和成分进一步均匀。,（2）结构：标准型供料道长4.2m或4.3m。闸砖：插入玻液内1220mm。作用：分隔冷却池与供料道火焰空间，挡住脏玻璃或表面料皮。冷却段：冷却玻液表面。依靠本身的辐射和强制对流。既设加热喷嘴，又设冷空气入口，长度/整个料道长3/4。 闸砖：玻液表面，分隔料道前后两段火焰空间。,调节段：均化玻液温度，标准长度1220mm。设加热喷嘴, 表面温度适当提高。上下层玻液温度均一，横断面温差
3、为95，较好调节在80。改进的料道不仅节能，温差小于2。设搅拌棒均化温度和将后面玻璃向前推。 料盆区：经匀料筒搅拌。,（3）规格、形式：国内：常见A3240-Y型配QD4制瓶机近年：D41-66（4460）配QD6DT56-91 配QS6BLLD560 配S10（S.G.） BLLD660 配S10D.G型等。均是国外料道引进消化及英制改公制后设计，与国外料道相似。,美国哈特福德公司1918年首次试成“叶桨-冲头式”供料机，提供圆柱状的料滴，供压-吹法生产大口瓶，吹-吹法制小口瓶。1922年A型单式供料机（144型），匀料筒代替桨叶。国内的A3240-Y，A-2630，D41-66等是144型
4、的改进型。20世纪40年代81型供料机，50年代的115型、BHF70型供料机（相当国内DT56-91，BLLD560）。60年代出现194、503型，70年代513，113型。这些供料机适应高速生产，出料量大，调温能力大。,按出料量、工作池温度、料滴温度来设计。 按宽度（料槽内部尺寸）有三种规格：,按加热方式分： K型，气体燃料； Z型，液体燃料；C型，电加热（硅碳棒或钼电）。之相应料道为：KU，ZU，KZU，CU；KW，ZW，KZW，CW；SKW。,不论如何其调节段长不变为1220mm，冷却段以610mm的倍数增减。调节段纵向剖面有直形，喇叭形，料盆深度有标准型（6”，7”7.25”），深
5、型（9.5”，10”）。发展趋势：宽、长方向发展。特殊玻璃如高硼硅玻璃（派来克斯），硼挥发严重，采用通道形式，接近料盆处，设撇料装置。,硼硅酸盐玻璃的撇料装置,照片来自承德华富玻璃厂,（4）料道钢结构及支点位置：钢结构下部由前后两个（或更多）立柱支撑，多采用单点滑动支座。国外料道采用滚柱体支撑，保证烤窑时料道膨胀伸长不受阻碍。料道的膨胀10.41mm/ 1000mm。与池炉的钢结构分开，料道方向尽可能不出现弯折。,（5） 安装与布置： 与预计最大产量吨位相适应宽度；尺寸具备充分冷却和加热的能力（长度）；两制瓶机间布置57m空间；避免与熔炉的连接有较大的角度；尽可能不布置成弯曲料道，以免成“死角
6、”料滴温度不均；,料道后支柱与工作池钢结构用螺钉或焊接方式连接；料道前支柱的位置；料道加热、冷却系统装置；供料机平台位置及高度便于对供料机、料道的操作维修，不可固定在窑炉及料道钢结构上；玻液高度及液面控制仪应保证制瓶机要求，液面在料盆上平面以下25.4mm。落料孔应流出膨胀量。,窑炉及料道钢结构,照片来自宝鸡育才玻璃厂,（6）供料道加热与冷却系统：料槽砖上方，KU或KW型料道是一排喷嘴砖（ZU，ZW型也是），燃烧器通过喷嘴砖向料道内燃烧加热，间距114mm。沿冷却段、均化段及料盆均匀分布。一般燃烧系统如下图：每个料道共有三个系统（冷却段、均化段、料盆各一个），相互独立不干扰。,喷嘴砖上为拱脚砖
7、，隔一定距离留出一条冷却风道，与外面冷却风嘴连接，冷却风道截面处有孔洞、盖板砖，同步控制，形成冷却风路，这种结构是常规设计的料道。冷却风主要冷却拱脚砖上的碹。,6.2 供料道操作及进展：产品规格料重不同，对玻液温度变化进行不同控制。瓶罐生产料温控制5，引进料道适应高速生产控制2，轻量瓶控制0.5。不同重量产品成型料温大不相同。,（1）操作:先过冷玻璃液,然后再升温调节。 料重很小瓶子，西林瓶，饮料瓶，口服液瓶。滴料温度高（1200）。,工作池温度1320，料道中耐火材料传热会散失部分热量，但在冷却段仍需加热。,香槟酒瓶:料重大的滴料温度9801040。总趋势为降温。,中等大小的瓶子：500g左
8、右的啤酒瓶。降温趋势较缓。,（2）搅拌：均化的好方法，设置在调节段或料盆处。将玻液推向料盆以维持料盆液面压头； 使玻液温度均匀；将条纹搅散，使玻液成分均匀。搅拌桨由硅线石或电熔材料制成，转速10转/分，两桨转向相反，左桨右旋，右桨左旋。,（3）料道进展：标准料道横截面：玻液面积/耐材面积=1/12玻液重量/耐材重量=1/10现在料道调节滞后严重，须改进。料槽中玻液温度特点：中间高，两侧低。内部高，外部低。通过辐射加热使料槽玻液温度两侧升高，中间降低。,6.3 供料温度对瓶罐缺陷的影响,（1）料温过低：瓶口、瓶颈炸裂，瓶底，瓶口可能出现剪刀疤。外表面出现皱纹。（2）料温过高：扁口，瓶身歪斜，瓶底
9、下凸，瓶肩薄，瓶底厚。（3）料温不均匀：瓶肩过厚，过薄，底歪斜。玻璃表面出现搓板纹或纵向波纹。（4）料道带入的气泡、大气泡：料道中落入碎玻璃及铁器等。,6.4 供料机械部分,供料机必须供给温度均匀一致的料滴，还需符合料形与料重要求，使成形机获得高生产率。为此：须连续提供温度或粘度满足成形的料滴；能精确控制料滴的重量；料形能适合初型模的形状，使成形的装料工序顺利完成。,供料机照片,照片来自徐州玻璃厂,（1）料滴形成：条件是玻液具有稳定的适宜的温度和粘度。一般适合于各种成形方法的料滴形状：,料滴在匀料筒、料碗、冲头、剪刀等部件作用下形成，原理图如下：,（2）供料机构：由冲头机构、剪刀机构、匀料筒机
10、构组成。 1）冲头机构：,冲头及安装： 冲头耐火材料制品。 冲头固定在冲头夹座内，用压板将冲头夹座与冲头臂固联。,供料机照片,冲头,剪刀,匀料筒,照片来自户县秦川玻璃厂,高度标尺及作用：冲头高度指冲头在行程下终点时其端头与料碗下底孔平面间距离：若冲头端部与料碗口平面相平时，指针指在0上，为零线位置。,新冲头调整时应调节在零线以上，防止冲头碰坏料碗。 冲头行程：H=h1-h0。,冲头往复运动的原理。由凸轮-连杆机构实现。向上升起:靠冲头凸轮推动。向下移动:重力使滚轮紧紧靠在凸轮上,运动规律由凸轮外轮廓控制。 凸轮机构+四杆机构+杠杆机构,冲剪时间差的调节：冲头降至下终点的时刻与料液被剪断形成料滴
11、时刻的时间差。影响料滴形状最重要因素。但不影响料重。同一料重料滴，时间差料形越短粗；时间差越细长。粗调节用剪刀凸轮与冲头凸轮相位差，细调节通过冲剪时间差手柄（十三手柄，6.5）调整。,冲头行程调节装置：更换产品或料温变化时，需要调节料重，方法是改变冲头行程。行程越大料重也越大，反之就越小。粗调节:改变铰接点A、B点来改变冲头行程。范围：A点3264mm，B点55112mm。停机进行，粗调时冲头最低点位置并不变。细调节:改变连接杆铰接点C的位置，C点移动导轨为一圆弧。通过行程调节手柄调节。,冲头高度调节：改变料重方法之一。冲头高度升高，增加料重。相反减少料重。通过冲头高度调节手柄调节。可改变BA
12、O杆与CO杆夹角，冲头下终点位置发生变化，但不影响冲头行程。冲头行程与冲头高度调节既影响料形，也影响料重。,2)剪刀机构:将由冲头挤出的玻璃液剪断，而成为一个料滴。,剪刀凸轮,照片来自户县秦川玻璃厂,剪切原理：由凸轮-连杆实现上述动作。滚轮与凸轮升程曲线接触时，左右剪刀臂张开，同时拉紧弹簧。滚轮处于回程曲线时，弹簧拉力使左右剪刀合拢剪切料液，剪切速度由回程曲线确定，剪切力由弹簧力实现，可保护剪刀片。若玻液中夹杂耐材硬块用弹簧有缓冲。,剪刀掩闭程度调节装置： 两剪刀片剪切时相互重合的程度。 应重合，且需稍剪过一点，以保证玻液剪断。 用带有左右螺旋的丝杆和丝母与之相连，旋动丝母使连杆长度变化，可保
13、证掩闭约为1.3mm.。,剪切中心调节装置： 左右两剪刀片刚闭合位置与料碗口、冲头轴线对中。 调节剪刀支架内六角螺钉。,剪刀高度调节：剪刀与料碗底部距离为剪刀高度。依靠调节整个剪刀支架与料碗底部的相对位置，保证剪切在料滴最小颈部处，还可改变料形和料重。剪刀支承座固定在炉头铁壳上，剪刀高度一般是12.719.5mm之间。,剪刀松紧（摩擦力）调节装置：左右两片剪刀的接触程度可调节。若剪刀片不贴合，则不可能剪断料液或剪断料液处表面粗糙，接触太紧则磨损严重，而且可能剪不断料液，形成一个尾巴。调节剪刀支架支承座右剪刀支架的手柄。, 托料块调节装置：剪切时左剪刀在下，右剪刀在上，料滴受左剪刀撞击力作用下落
14、时上部向右偏，因而在右剪刀臂上设置托料块，由右剪刀臂上的螺旋装置调节。托料块圆弧直径比料碗大6mm。 剪刀片安装及调整：左剪刀用螺钉直接紧固，而右剪刀柄由一个半圆柱体、梯形槽体组成，两端用螺钉紧固。保证左右两剪刀片所在平面平行，准确完成剪切。,3）匀料筒机构:匀料筒转动对玻液搅拌并均化，用料筒与料盆底的间隙形成玻液通道控制流量。,匀料筒安装及结构：匀料筒为耐材空心圆筒，悬挂于料盆落料口环上方，与落料口同心，并悬挂在上弹子碗中央，用压圈压住。上弹子碗固连着方框链轮，转速为57转/分，上下弹子碗之间装22钢球，以弹子的滚动相对运动。料筒托臂架向外伸出挂平衡锤调整机构重心。 匀料筒高度调节：料筒底与
15、料盆底的距离，其高度控制料重，靠空心轴进行调节。,4)附属机构,A 排料机构：当玻璃液不适宜制作制品或成形机停 机不需料滴时，用来把玻璃；液导入废玻璃池中。 B 机台下的控制把手：供料机的机台位于成形机的顶上，为了免除操作人员频繁地往返于上下两层的不便，将一部分调节手把用万向轴接长，引至成形机附近，方便了供料机的调节工作。在机台下可供调节的手把有：匀料筒高度调节，冲头和剪刀时间间隔调节，托料块位置调节，以及还有剪刀刹车，冲头刹车，冲头高度调节和活动排料槽升降等。,供料机地 主要技术特性,A 320型供料机 A-表示供料机专配行列式制瓶机之用； 320表示池窑出口到滴料中心距为3240mm； Y
16、表示用轻柴油加热。,（3）影响料形、料重的因素及调节A、 料温、机速影响料温料重料形变长，狗骨形料温料重料形变短，肩部大且粗机速料重料形变短粗机速料重料形变细长，狗骨形,调节供料机前先稳定料温、机速。先易后难。先调料重，得满意料形。顺序：改变匀料筒高度冲头行程调节冲头高度调节料碗口径液面高度,B、料重调节1） 匀料筒高度高度料重料形变长，狗骨形高度料重料形变短，前变尖后宽肩2） 冲头行程行程料重料形变短尖有肩部行程料重料形变长，狗骨形,3） 冲头位置（高度）高度料重料形变长，狗骨形冲头高度料重料形变短，尖有肩部4） 料碗口径大料重大料形加粗口径小料重小料形变细,5） 液面高度升高料重降低料重6
17、） 冲头尺寸形状冲头用大尺寸，圆球头部型，料重料形短圆柱体冲头用小尺寸尖端部,料重料形长而细。,着色料道炉内玻璃白色料道着色红、绿、兰、黄等 考虑问题：1）有相当长的调节及均化空间，89m,甚至1520m;2）温度梯度小；3）需搅拌（24个），且易均化；4）着色的浓缩料，熔点低，易扩散，不易产生气泡。,思考题,1.供料道的功用是什么？标准供料道分哪些区域？ 2.供料机冲头机构中有哪些调节手柄（包括粗调节）？各调整冲头运动的那些因素？它们对料滴料重及料形有什么影响？ 3.供料机剪刀机构中有哪些调节？ 4.试简述为什么调整料滴料重、料形之前首先应稳定料温与机速？料温机速稳定条件下，供料机调节料重的顺序是什么？,
