高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统及喷淋冷却方法与流程

本发明涉及玻璃微珠加工，尤其是涉及一种高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统及喷淋冷却方法。

背景技术：

1、玻璃微珠作为一类具有逆反射特性的功能性粉体材料，将其植入或涂覆于反光膜、反光布、道路标线涂料、车牌及各类安全防护制品内层或表面后，可使入射光线沿原路返回光源方向，从而显著提高夜间或低照度条件下的可视性。玻璃微珠的逆反射性能与其折射率直接相关，尤其对于长距离、大角度识别的高等级反光应用中，比如车牌膜、工程膜等产品，折射率越高，单颗微珠的回归反射效率越高、有效入射角范围越宽，通常要求玻璃微珠的折射率大于2.1。

2、为获得2.1以上的高折射率，高折射率玻璃粉料中必须引入很大比例的重金属氧化物。而此类高折射率玻璃粉料作为制造高折射率玻璃微珠的中间体，经过高温球化工艺，高折射率玻璃粉料被送入球化燃烧器产生的高温火焰中，高折射率玻璃粉料在表面张力作用下熔融收缩成为球形熔滴，随后离开火焰高温区冷却固化，得到玻璃微珠产品，而由于高折射率玻璃粉料的玻璃网络稳定性和热稳定性均较差，使得在高温球化过程中往往会产生较大比例的析晶微珠，从而显著降低形成的玻璃微珠的品质与良率。

3、为抑制高温球化时玻璃微珠出现析晶现象，通常可在高温球化时通过喷淋冷却水进行急冷以提高球形熔滴的冷却速率，使其快速越过析晶温度区间，快速转变为玻璃态。现有技术中通常在球化火焰的下方或外围设置喷淋冷却装置，通过喷嘴喷出的水幕对离开火焰的熔滴实施急速冷却。目前市面通用的水幕喷嘴多为扇形喷嘴，其喷射角普遍大于45°，此类喷嘴用于高折射率玻璃微珠球化冷却时，在靠近喷嘴处水幕宽度过窄；在垂直于喷射面的方向（横向）上，水幕的厚度又会增大。

4、若将喷嘴安装在远离球化燃烧器的位置，水幕虽有足够距离张开至所需覆盖宽度，但其横向发散量随距离累积而显著增大，水幕边缘的发散水雾不可避免地被打入燃烧器火焰中，吸收火焰热量、降低火焰温度，导致玻璃粉料熔融不充分、成球率与球形度下降，造成产品良率下降；若将喷嘴安装在靠近球化燃烧器的位置，横向发散量虽有所减小，但水幕尚未充分张开，宽度不足以对需要冷却的火焰外围区域形成全覆盖，部分熔滴得不到有效急冷而仍然析晶；同时，在横向上依然存在部分水雾被打入燃烧器火焰中的情形，同样对产品的质量造成不利影响。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高折射率玻璃砂料球化生产线用喷淋冷却系统及其喷淋冷却方法，在不对球化燃烧器火焰造成干扰的前提下，还能够对火焰外围的冷却区域形成有效、均匀的水幕覆盖，从而降低球化过程中析晶微珠的比例，提升高折射率玻璃微珠的产品品质与良率。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高折射率玻璃砂料球化生产线用喷淋冷却系统，包括高压气管、冷却水管、气水混合器，以及沿火焰左右两侧对称分布的喷淋冷却装置；

3、所述高压气管和所述冷却水管分别连接于所述气水混合器的进气端和进水端，所述气水混合器的出口端与所述喷淋冷却装置的进水端相连通，用于将高压气体与冷却水混合成气水两相介质后，供给所述喷淋冷却装置；

4、所述喷淋冷却装置包括结构相同的第一喷淋冷却装置和第二喷淋冷却装置，其中，所述第一喷淋冷却装置和所述第二喷淋冷却装置朝向火焰的一侧分别设有沿喷淋冷却装置长度方向延伸的狭缝式出水口，所述狭缝式出水口的狭缝宽度与出水倾角被配置成使所述气水两相介质经所述狭缝式出水口喷出后，于火焰的左右两侧分别形成沿火焰走向的冷却水幕，且所述冷却水幕在火焰下端处交叉汇合。

5、可选地，所述狭缝式出水口的狭缝宽度为0.1~0.4 mm，所述狭缝式出水口的出水倾角为5~25°。

6、可选地，还包括有安装调整机构，所述安装调整机构包括定位丝杠、吊环、可拆卸拉杆和锁紧螺母；其中，所述定位丝杠沿水平方向设置，用于调节所述喷淋冷却装置相对于火焰的高度位置；所述可拆卸拉杆的一端连接所述喷淋冷却装置，另一端通过所述吊环与所述定位丝杠连接，所述吊环通过所述锁紧螺母固定于所述定位丝杆上。

7、可选地，所述安装调整机构对称分布于球化生产线的燃烧器的左右两侧，所述定位丝杠与所述球化生产线的燃烧器的左、右端面之间的距离为100~400 mm。

8、可选地，所述第一喷淋冷却装置包括第一分体式冷却器和第二分体式冷却器，其中，所述第一分体式冷却器具有密封凸面、第一空腔和第一狭缝端面，所述第二分体式冷却器具有密封凹面、第二空腔和第二狭缝端面，所述第一分体式冷却器和所述第二分体式冷却器通过螺栓连接后，所述第一空腔和所述第二空腔组成水气腔室，且所述水气腔室的两端通过堵头密封，所述第一狭缝端面和所述第二狭缝端面组成所述狭缝式出水口。

9、可选地，所述密封凸面和所述密封凹面上还形成有耐磨耐锈蚀防护层。

10、可选地，所述第二分体式冷却器上还设有水气进口，所述水气进口的一端与所述水气腔室连通，所述水气进口的另一端通过气水供应管路与所述气水混合器的出口端连接。

11、可选地，所述高压气管和所述冷却水管上分别设有流量调节阀，用于调节高压气体与冷却水的混合比例。

12、可选地，所述冷却水幕在火焰下端的交叉汇合点与火焰下端的距离为100~180mm。

13、本发明还提供一种高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却方法，包括如下步骤：

14、s1：使用如上所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用喷淋冷却系统并对所述高折射率玻璃砂料球化生产线用喷淋冷却系统进行安装调试；

15、s2：开启球化生产线，待进料正常后，将高压气体与冷却水分别通入气水混合器中混合，形成气水两相介质；

16、s3：将所述气水两相介质分别送入沿火焰左右两侧对称布置的第一喷淋冷却装置和第二喷淋冷却装置并从狭缝式出水口喷出，于火焰左右两侧分别形成冷却水幕，并使左右两侧的冷却水幕在火焰下端交叉汇合；

17、s4：经火焰熔融球化后的玻璃微珠离开火焰下端后，穿过所述冷却水幕交叉汇合区域被急冷定型。

18、如上所述，本发明的高折射率玻璃砂料球化生产线用喷淋冷却系统及其喷淋冷却方法，具有以下有益效果：将冷却水幕通过狭缝式出水口喷出，由于其在厚度方向上扩散角小且冷却水幕交叉覆盖火焰左右两侧及下端，能够实现对火焰外围需要急冷的环形区域形成完整包覆，从根本上消除了现有扇形喷嘴“张开宽度不足”与“横向发散打入火焰”二者不可兼得的矛盾，使玻璃熔滴在离开火焰高温区后迅速越过析晶温度区间，快速转变为玻璃态，使得玻璃微珠的析晶率降低90%以上，同时由于冷却水幕不会溅入火焰内部，形成的玻璃微珠在火焰内部熔融充分，玻璃微珠的品质同步提升，使得其性能提升20%以上；此外，本发明的结构部件均为耐磨耐锈蚀材质，无易损件，可长期稳定使用。

1.一种高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：包括高压气管、冷却水管、气水混合器，以及沿火焰左右两侧对称分布的喷淋冷却装置；

2.根据权利要求1所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述狭缝式出水口的狭缝宽度为0.1~0.4 mm，所述狭缝式出水口的出水倾角为5~25°。

3.根据权利要求1所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于，还包括有安装调整机构，所述安装调整机构包括定位丝杠、吊环、可拆卸拉杆和锁紧螺母；其中，所述定位丝杠沿水平方向设置，用于调节所述喷淋冷却装置相对于火焰的高度位置；所述可拆卸拉杆的一端连接所述喷淋冷却装置，另一端通过所述吊环与所述定位丝杠连接，所述吊环通过所述锁紧螺母固定于所述定位丝杆上。

4.根据权利要求3所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述安装调整机构对称分布于球化生产线的燃烧器的左右两侧，所述定位丝杠与所述球化生产线的燃烧器的左、右端面之间的距离为100~400 mm。

5.根据权利要求1所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述第一喷淋冷却装置包括第一分体式冷却器和第二分体式冷却器，其中，所述第一分体式冷却器具有密封凸面、第一空腔和第一狭缝端面，所述第二分体式冷却器具有密封凹面、第二空腔和第二狭缝端面，所述第一分体式冷却器和所述第二分体式冷却器通过螺栓连接后，所述第一空腔和所述第二空腔组成水气腔室，且所述水气腔室的两端通过堵头密封，所述第一狭缝端面和所述第二狭缝端面组成所述狭缝式出水口。

6.根据权利要求5所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述密封凸面和所述密封凹面上还形成有耐磨耐锈蚀防护层。

7.根据权利要求5所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述第二分体式冷却器上还设有水气进口，所述水气进口的一端与所述水气腔室连通，所述水气进口的另一端通过气水供应管路与所述气水混合器的出口端连接。

8.根据权利要求1所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述高压气管和所述冷却水管上分别设有流量调节阀，用于调节高压气体与冷却水的混合比例。

9.根据权利要求1所述的高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却系统，其特征在于：所述冷却水幕在火焰下端的交叉汇合点与火焰下端的距离为100~180 mm。

10.一种高折射率玻璃砂料球化生产线用的喷淋冷却方法，其特征在于：包括如下步骤：