生产钢门窗复合型材的加热装置.pdf

一种生产钢门窗复合型材的加热装置，涉及生产断桥隔热的钢门窗型材的加热装置。本发明主要包括加热风嘴、送风管、测温探头、加热箱、鼓风机等。本发明具有构思巧妙，结构简单，加热效率高，升温加热速度快；满足了钢塑复合门窗型材连续复合加工工艺要求的快速加热和选择性加热，再经后道加压工序，实现了钢塑复合型材的紧密结合，保证了钢门窗复合型材的质量；避免了高强度钢型材在加热时对低强度塑料型材的摩擦损伤，进一步保证了复合型材的质量；便于复合型材的流水线加工，因而省工省时，生产效率高，生产成本低，经济效益好，便于推广应用。本发明可广泛用作于生产钢门窗复合型材的加热装置。

1、  一种生产钢门窗复合型材的局部加热装置，其特征在于主要包括加热风嘴(1)、送风管(3)、测温探头(5)、加热箱(6)、鼓风机(7)，装设在被加热钢型材(11、13)和塑料型材(2)下方的加热风嘴(1)为对称的两个，通过风嘴固定螺钉(1-3)固接在风嘴支架(2)上，风嘴支架(2)固接在机架(4)上，两个加热风嘴(1)分别通过送风管(3)与加热箱(6)上端的两个热风出(6-7)固定连接，在每个加热风嘴(1)的上端部设置有内外相通的出风孔(1-2)，出风孔(1-2)的数量、位置和孔径大小根据被加热钢型材(11、13)和塑料型材(12)需要的加热温度和被加热局部的形状确定，在每个加热风嘴(1)的内侧设置有凹槽(1-1)，凹槽(1-1)的形状与被加热塑料型材(12)的被加热局部的形状吻合，凹槽(1-1)的形状为矩形或半圆形，在加热箱(6)的两个热风出口(6-7)中的一个上设有测温探头(5)，测温探头(5)通过导线与装置外的温度控制仪相连接，装设在送风管(3)下方的加热箱(6)为密封箱体，主要由加热箱体(6-4)、石英加热管(6-6)、金属蓄热孔板(6-2)、进风管(6-9)及外罩(6-1)构成，外罩(6-1)设在加热箱体(6-4)四周的外侧，加热箱体(6-4)为填充了隔热材料(6-5)的隔热箱体，在隔热加热箱体(6-4)内的四周装设有金属蓄热孔板(6-2)，在金属蓄热孔板(6-2)上均匀地设置有热风通孔(6-3)，在四周金属蓄热孔板(6-2)内对应于热风通孔(6-3)处装设有石英加热管(6-6)，石英加热管(6-6)的两端通过导线与加热箱外的电源连接，在加热箱体(6-4)的中心，装设有进风管(6-9)，进风管(6-9)的一端穿过加热箱体(6-4)和外罩(6-1)与鼓风机(7)的风机接口(6-8)固接，进风管(6-9)在加热箱体(6-4)内的一端的四周均匀地设置有进风通孔(6-10)，加热箱(6)与加热箱支架(8)固接，加热箱固定支架(8)固接在生产线的机架(4)上，钢门窗复合型材的生产，按钢门窗复合型材生产线的程序控制，通过本发明加热装置进行连续加热。

2、  按照权利要求1所述的生产钢门窗复合型材的局部加热装置，其特征在于一种生产钢门窗复合型材的局部加热装置，主要包括加热风嘴(1)、金属送风管(3)、测温探头(5)、加热箱(6)、鼓风机(7)，装设在被加热钢型材(11、13)和塑料型材(12)下方的加热风嘴(1)为对称的两个，通过风嘴固定螺钉(1-3)固定连接在风嘴支架(2)上，风嘴支架(2)通过固定螺栓(10)固接在机架(4)上，两个加热风嘴(1)分别通过金属送风管(3)与加热箱(6)上端的两个热风出(6-7)套接，在每个加热风嘴(1)的上端部设置有内外相通的出风孔(1-2)，出风孔(1-2)的数量、位置和孔径大小根据被加热钢型材(11、13)和塑料型材(12)需要的加热温度和被加热局部的形状确定，在每个加热风嘴(1)的内侧设置有凹槽(1-1)，凹槽(1-1)的形状与被加热塑料型材(12)的被加热局部的形状吻合，凹槽(1-1)的形状为矩形，在加热箱(6)的两个热风出(6-7)中的一个上设有测温探头(5)，测温探头(5)通过导线与装置外的温度控制仪相连接，装设在金属送风管(3)下方的加热箱(6)为密封箱体，主要由加热箱体(6-4)、石英加热管(6-6)、金属蓄热孔板(6-2)、金属进风管(6-9)及外罩(6-1)构成，外罩(6-1)设在加热箱体(6-4)四周的外侧，加热箱体(6-4)为填充了隔热材料(6-5)的隔热箱体，在隔热加热箱体(6-4)内的四周装设有金属蓄热孔板(6-2)，在金属蓄热孔板(6-2)上均匀地设置有热风通孔(6-3)，在四周金属蓄热孔板(6-2)内对应于热风通孔(6-3)处装设有石英加热管(6-6)，石英加热管(6-6)的两端通过导线与加热箱(6)外的电源连接，在加热箱体(6-4)的中心，装设有进风管(6-9)，进风管(6-9)的一端穿过加热箱体(6-4)和外罩(6-1)与鼓风机(7)的风机接(6-8)焊接，进风管(6-9)在加热箱体(6-4)内的一端四周均匀地设置有进风通孔(6-10)，加热箱(6)通过螺钉与加热箱固定支架(8)固接，加热箱固定支架(8)焊接在生产线的机架(4)上，本钢门窗复合型材的生产，按钢门窗复合型材生产线的程序控制，通过三个本发明加热装置进行连续加热。

生产钢门窗复合型材的加热装置
一、技术领域
本发明属于加热装置技术领域，特别涉及生产断桥隔热的钢门窗复合型材的加热装置。
二、背景技术
钢门窗在20世纪70-80年代几乎一统天下，90年代铝合金、钢窗、塑料窗三分天下，进入21世纪钢门窗由于受产品热传导性能的制约，市场逐渐萎缩。在政府和全社会大力倡导“节约能源”和“可持续发展”的宏观背景下，所有种类的建筑门窗均不能回避国家推行的节约能源的大技术政策背景，塑料门窗因其材料隔热优势，率先跨进节能门窗市场的门槛，但是其强度不高、易老化和变形；铝合金门窗利用其型材易成型的特点，开发出了复合隔热型材，拿到了市场的入场券，但是成本较高，资源相对短缺；钢门窗由于还没有一个成熟的断桥隔热型材技术，只能游离在市场缝隙之间，未能充分发挥其作用。
由于钢材密度为7.8g/cm3，抗拉强度为300-400Pa/m²，屈服强度为230-330Pa/m²，伸长率为28-32％，弹性模量为210Gpa，线膨胀系数为1.25X10-5K-1，这些优良的材质特性，是目前市场上其它材料所不具备的，是保证门窗产品可用性和实体性质量的基础。钢材可以实现循环再生利用，使用过程中不会带来环境污染，是环保型建材。我国是世界钢铁产能最大的国家，产品资源十分丰富。塑料是较廉价的隔热材料，因此，开发由钢型材和塑料构成的断桥隔热的钢门窗复合型材，是制造优质价廉和环保型钢门窗的关键所在，具有广阔的市场前景。
制造断桥隔热的钢门窗型材的技术难点是要解决钢型材与其中间的塑料型材等隔热材料的复合问题，包括钢材的屈服强度高而不易加工以及钢材的线膨胀系数小而塑料变形系数大的问题。现有生产断桥隔热钢门窗复合型材的技术，是采用冷成型加工工艺，是通过对钢材进行冷弯轧制使其变形，实现与隔热材料的复合。如申请号为02235094的《钢门窗型材断热桥》专利，公开的一种钢门窗型材断热桥的结构，为两个冷轧成型的钢型材为开口形式，两端制有槽口，边缘处的线性方向预制有间断的、分布均匀的锥形台，锥形台一侧为弧形面；两块工程塑料连接板间用铝板纵向隔开，其两端制有减缓回弹的槽和锥形台吻合槽；钢型材槽口预留有与连接板配合的间隙，复合成型时，将连接板两端分别插入钢型材槽口，在复合机横辊、立辊及渐变摩擦式芯条的作用下将主型材与连接板牢固的咬合在一起。又如申请号为03211124的《隔热保温彩板钢质型材及门窗》的专利，公开的一种隔热保温彩板钢质型材，是由金属型材和非金属型材复合构成，两金属型材之间用非金属型材作为阻断金属热源传导的连接体，该连接体的两侧端部与两金属型材相对应的内侧部位上分别设置的连接槽相吻合，该连接体通过两金属型材内侧的连接槽与金属型材轧制形成一体式隔热保温复合型材。
上述技术方案均采用了冷成型加工的工艺方法，存在因钢材弹性系数大不易加工，难以实现钢材与隔热材料的紧密结合，从而影响门窗复合型材整体强度，有碍推广应用。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有生产断桥隔热钢门窗复合型材的不足之处，提供一种生产钢门窗复合型材的加热装置，通过本发明装置对钢型材和塑料型材同时分别加热后，再经后工序的加压，使被加热软化的塑料型材被挤压进钢型材预制的孔洞沟槽内，实现钢型材与隔热塑料型材的紧密结合。本发明装置具有升温速度快，满足钢塑型材连续复合加工工艺要求的快速加温和选择性局部加温的特点，便于断桥隔热钢门窗复合型材的流水线生产加工，省工省时，生产效率高生产成本低，便于推广应用。
本发明的工艺流程原理是本申请人中请的申请号为200610095224.0的“一种断热桥钢门窗型材的制造方法”专利的工艺流程原理，先将两条钢型材与其间的一条塑料型材组配在一起后，再对钢型材和塑料型材同时分别加热，使塑料型材局部软化及钢型材加热膨胀后，最后通过加压使塑料型材被挤进钢型材预留的槽、孔内，冷却后就形成钢型材与隔热塑料件紧密结合的复合型材。其生产流程是，通过冷轧机制造出适于加工门窗的带型腔的钢型材；通过挤塑机将塑料制成截面符合要求的塑料型材；将两条钢型材与其间的一条塑料型材组配在复合生产设备上，按钢型材和塑料件的凹凸对应组合；将钢型材与塑料型材的组合件送入本加热装置的加热烘道分别同时加热；加热至塑料软化点，再通过施压设备对组合件施压，使塑料挤进钢型材的沟槽、孔洞内；经冷却装置冷却，塑料固化，形成钢型材与塑料件紧密组合的断热桥钢门窗型材。
实现本发明目的的技术方案是：一种生产钢门窗复合型材的局部加热装置，主要包括加热风嘴、送风管、测温探头、加热箱、鼓风机等。装设在被加热钢型材和塑料型材下方的加热风嘴为对称的两个，通过风嘴固定螺钉固接在风嘴支架上，风嘴支架固接在机架上，两个加热风嘴分别通过送风管与加热箱上端的两个热风出口固定连接，以便加热箱内产生的高温热风，分别通过两个送风管及两个加热风嘴，分别对两边的钢型材和中间的塑料型材进行局部加热。在每个加热风嘴的上端部设置有内外相通的出风孔，出风孔的内侧加热中间的塑料型材，出风孔的外侧加热两边的钢型材，出风孔的数量、位置和孔径大小根据被加热钢型材和塑料型材需要的加热温度和被加热局部的形状确定。在每个加热风嘴的内侧设置有凹槽，凹槽的形状与被加热塑料型材的被加热局部的形状吻合，使吹出的热风集中在被加热处。凹槽的形状为矩形或半圆形。在加热箱的两个热风出口中的一个上设有测温探头，测温探头通过导线与装置外的温度控制仪相连接，以便监控加热风的温度。装设在送风管下方的加热箱为密封箱体，主要由加热箱体、石英加热管、金属蓄热孔板、进风管及外罩构成。外罩设在加热箱体四周的外侧。加热箱体为填充了隔热材料的隔热箱体，以减少箱体的散热损失，提高本发明装置的效率。在隔热加热箱体内的四周装设有金属蓄热孔板，在金属蓄热孔板上均匀地设置有热风通孔，以便均匀地分配热风。在四周金属蓄热孔板内对应于热风通孔处装设有石英加热管，石英加热管的两端通过导线与加热箱外的电源连接，石英加热管通电后产生的热量对加热箱体内的空气进行加热。在加热箱体的中心，装设有进风管，进风管的一端穿过加热箱体和外罩与鼓风机的风机接口固接，进风管在加热箱体内的一端的四周均匀地设置有进风通孔。鼓风机将空气经进风管及进风通孔送入加热箱体内，供石英加热管加热成高温气体后，经出风口和送风管，通过加热风嘴分别对被加热的钢型材和塑料型材进行局部加热。加热箱与加热箱支架固接，加热箱固定支架固接在生产线的机架上。钢门窗复合型材的生产，按钢门窗复合型材生产线的程序控制，通过本发明加热装置进行连续加热。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：
1.加热效果好。本发明装置的加热箱有隔热和储热作用，这既减少温度的波动，又提高了加热速度，加热效果好。
2.实现了钢塑复合门窗型材的紧密结合。本发明装置利用钢材和塑料的强度差别，通过热风嘴，同时对复合型材两边的钢型材和中间塑料型材的两边进行连续加热，使钢型材热膨胀并使塑料型材两边软化，便于后道加压工序将塑料型材挤压进两边钢型材预留的沟槽、孔洞内，冷却后实现了钢塑复合型材的紧密结合，保证了钢门窗复合型材的质量。
3.避免了塑料型材的摩擦损伤。本发明采用热风分别对钢、塑型材加热后，在钢型材受热膨胀的条件下，再进行挤压后冷却定型，这就避免了强度高的钢型材在加工过程中对低强度的塑料的摩擦损伤，进一步地保证了复合型材的质量。
4.本发明构思巧妙，结构简单，便于流水线加工制造，因而省工省时，生产效率高，生产成本低，经济效益好，便于推广应用。
本发明可广泛用作生产钢门窗复合型材的加热装置。
四、附图说明
图1为本发明装置立剖面主视图；
图2为图1的H-H阶梯侧剖视图；
图3为本发明装置的加热风嘴剖视图；
图4为图3的N局部放大图；
图5为本发明装置的加热箱剖视图。
图中：1加热风嘴，2风嘴固定架，3送风管，4机架，5测温探头，6加热箱，7鼓风机，8加热箱固定架，9生产线动力传动轴，10固定螺栓，11被加热钢型材a，12被加热塑料型材，13被加热钢型材b；1-1风嘴凹槽，1-2出风孔，1-3风嘴固定螺钉，1-4风嘴进风口；6-1加热箱外罩，6-2金属蓄热孔板，6-3金属蓄热孔板通孔，6-4加热箱体，6-5隔热材料，6-6石英加热管，6-7热风出口，6-8风机接口，6-9进风管，6-10进风通孔。
五、具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
如图1～5所示，一种生产钢门窗复合型材的局部加热装置，主要包括加热风嘴1、金属送风管3、测温探头5、加热箱6、鼓风机7等。装设在被加热钢型材11、13和塑料型材12下方的加热风嘴1为对称的两个，通过风嘴固定螺钉1-3固定连接在风嘴支架2上，风嘴支架2通过固定螺栓10固接在机架4上，两个加热风嘴1分别通过金属送风管3与加热箱6上端的两个热风出口6-7套接，以便加热箱内产生的高温热风，分别通过两个金属送风管3及两个加热风嘴1，分别对两边的钢型材11、13和中间的塑料型材12进行局部加热。在每个加热风嘴1的上端部设置有内外相通的出风孔1-2，出风孔1-2的内侧加热中间的塑料型材12，出风孔1-2的外侧加热两边的钢型材11、13，出风孔1-2的数量、位置和孔径大小根据被加热钢型材11、13和塑料型材12需要的加热温度和被加热局部的形状确定。在每个加热风嘴1的内侧设置有凹槽1-1，凹槽1-1的形状与被加热塑料型材12的被加热局部的形状吻合，使吹出的热风集中在被加热处，凹槽1-1的形状为矩形。在加热箱6的两个热风出口6-7中的一个上设有测温探头5，测温探头5通过导线与装置外的温度控制仪相连接，以便监控加热风的温度。装设在金属送风管3下方的加热箱6为密封箱体，主要由加热箱体6-4、石英加热管6-6、金属蓄热孔板6-2、进风管6-9及外罩6-1构成。外罩6-1设在加热箱体6-4四周的外侧。加热箱体6-4为填充了隔热材料6-5的隔热箱体，以减少箱体的散热损失，提高本发明装置的效率。在隔热加热箱体6-4内的四周装设有金属蓄热孔板6-2，在金属蓄热孔板6-2上均匀地设置有热风通孔6-3，以便均匀地分配热风。在四周金属蓄热孔板6-2内对应于热风通孔6-3处装设有石英加热管6-6，石英加热管6-6的两端通过导线与加热箱6外的电源连接，石英加热管6-6通电后产生的热量对加热箱体6-4内的空气进行加热。在加热箱体6-4的中心，装设有进风管6-9，进风管6-9的一端穿过加热箱体6-4和外罩6-1与鼓风机7的风机接口6-8焊接，进风管6-9在加热箱体6-4内的一端四周均匀地设置有进风通孔6-10。鼓风机7将空气经进风管6-9及进风通孔6-10送入加热箱体6-4内，供石英加热管6-6加热成高温气体后，经出风口6-7和金属送风管3，通过加热风嘴1分别对被加热的钢型材11、13和塑料型材12进行局部加热。加热箱6通过螺钉与加热箱固定支架8固接，加热箱固定支架8焊接在生产线的机架4上。本钢门窗复合型材的生产，按钢门窗复合型材生产线的程序控制，通过三个本发明加热装置进行连续加热。