CN100413797C - 不接触地支承和输送平板玻璃的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在玻璃生产中在气床上以不接触方式支承和输送热的平板玻璃的方法，气床建立在底座的透气支承面上，而气体被引导穿过支承面。在此规定，为了进行平面均匀的气体输入，气体在受压状态下穿过支承面的间隔的平面多孔的和/或被穿孔的段，气体在这些段之间的中间腔中被排出。本发明的装置具有设置在炉子中且作为不接触地支承和输送平板玻璃的支承面的透气的底座，支承面具有用于输送处于压力下的气体的管接头，气体穿过底座并由此在平板玻璃和底座之间形成气床并接着又被排出，底座由多个间隔的段组成，这些段作为出气面分别具有多孔的或者穿孔的支承面，在这些段之间形成用于排出气体的排气孔。这些段最好由具有箱形截面的梁构成。
Description
技术领域
本发明涉及在玻璃生产中如此在气床上不接触地支承和输送热平板玻璃的方法，其中所述气床建立在一个底座的透气支承面上，即气体被引导通过支承面。
此外，本发明涉及执行该方法的装置。
背景技术
在传统的、实际中典型使用的玻璃陶瓷化工艺中，待陶瓷化的玻璃一般成平板绿色玻璃的形式被放置在一个固定底座上。因为在陶瓷化过程中达到这样的温度和粘度，即在该温度和粘度下，玻璃表面因与底座机械接触而可能受损，所以在玻璃底面上出现点状粘印即所谓的“压痕”。在陶瓷化过程中的收缩过程还导致在底座和放置于其上的玻璃之间的相对运动，从而在玻璃表面上出现刮痕。
这种因绿色玻璃板接触固定底座而引起的缺陷促使人们考虑使用浮法玻璃生产原理。但在这里要注意的是，陶瓷化工艺与常规的浮法玻璃坩埚预热法的区别在于，它需要高得多的温度，通常高达950℃，而在特殊情况下，高达1250℃，而不是浮法玻璃预热弯曲炉的约500℃-700℃，并且温度均匀性也要保证在几K范围内，以防止玻璃陶瓷变形。
不接触地如此使玻璃陶瓷化是众所周知的，即待陶瓷化的绿色玻璃成型体支承在气床上，在该气床上，支承气体(通常为空气)从一个透气底座中流出并且在该底座和绿色玻璃成型体之间形成一支承气床。因为在固定底座不直接接触绿色玻璃体，所以不会出现上述缺陷。
GB 1383202示出了一种适用于在气床上不接触地使绿色玻璃板陶瓷化的装置。然而，这种已知装置具有由此造成的各种缺陷，即仅仅通过底座来供气地工作，即没有排气，并且供应气体穿过穿孔板。在这种情况下，在一般穿孔过程中会产生比较高的透气性。
根据计算，在待陶瓷化的绿色玻璃板的中间区域内，气体速度接近零并且产生所谓的“静”压。因此，气流基本上只产生在板边缘附近。与边缘区的压力相反地，板中央的静压对气膜厚度波动没有反应。这样，对板的几何形状不平整或未达到各自理想形状不存在复原力矩。同样的关系导致气膜厚度很容易受预压大小和其它工艺参数的影响。因此，这些参数的波动会导致板弯曲。
US 3607198公开了一种在建立于固定底座上的气垫上不接触地支承和输送热板玻璃的装置。在这里，沿输送路线交替地通过通风缝和排气缝产生具有静态气压和动态气压的区域，所述区域分别遍布玻璃板的整个宽度。因为在这里是通过具有大中间腔的窄缝进行通风的，所以造成局部很不均匀的通风，而这又因具有具有高速气流和低速气流的区域的交替而使得玻璃有均匀的温度控制很困难。此外，只能通过费事的构造来进行作业，而这种构造出于材料考虑而不适用于950℃左右温区，并且更加不适用于高达约1250℃的温度，这样高的温度可能是陶瓷化所需的。
US 5078775也公开了一种在建立于固定底座上的气垫上在浮法玻璃预热时不接触地支承和输送平板玻璃的装置。固定底座也交替地具有通风缝和排气缝。尽管细节有些变化，但该已知装置仍然倚赖在底座中有通风缝和排气缝的US3607198的基本构思并因而在陶瓷化应用方面有相似的缺陷。
发明内容
本发明的任务是提供本文开头所述的、不接触地支承和输送平板玻璃的方法，在此方法中，通过气床避免平板玻璃与底座的任何接触，并且如此构成所属装置，即可以生产出与已知陶瓷化方法相比有更高的平面度的平板玻璃陶瓷，在这里，或许也可通过有规定温度分布的炉段来进行输送。与在气床上预热浮法玻璃的已知方法和装置相比，本发明的装置和方法可以从结构上简单地在高达950℃或更高的温度范围内工作并同时获得高的温度均匀性。
在方法方面，根据本发明，提供一种在玻璃生产中在气床上以不接触方式支承和输送热的平板玻璃的方法，该气床建立在一个底座的透气支承面上，而气体被引导穿过该支承面，其中，为了进行平面均匀的气体输入，所述气体在受压状态下穿过该支承面的间隔的平面多孔的和/或被穿孔的段，并且该气体在这些段之间的中间腔中被排出。
在装置方面，本发明的装置具有一个设置在炉子中的且作为不接触地支承和输送平板玻璃的支承面的透气的底座，该支承面具有用于输送处于压力下的气体的管接头，所述气体穿过透气的所述底座并由此在该平板玻璃和该底座之间形成气床并接着又被排出，其中，该底座多个间隔的段组成，这些段作为出气面分别具有多孔的或者穿孔的支承面，并且在这些段之间形成用于排出所述气体的排气孔。
在这里，通过使气体流出支承面的多孔和/或穿孔的平面段，在支承面和所放置的玻璃之间形成一气膜，其压力分布成抛物线形并且没有静压区。气体可以顺利地通过在这些段之间的中间腔被排出，从而在玻璃板中央不会出现可能造成平板玻璃变形的气流堵塞。
在本发明的方法中，以压缩空气为所述气体。这个实施形式允许通过简单手段来非常简单地执行本方法，因此相应的压缩空气设备可在市场上买到。此外，在这样一个方法实行方式中可以实现有利的热平板玻璃的不接触支承和输送，即所放置的玻璃对应于上冷却点具有≤1013dPas的粘度或对应于下冷却点具有≤1014.5dPas的粘度。此外，该玻璃至少在它的底面上具有一个表面结构。
另外，为了获得具有预定特性的平板玻璃，在处理玻璃时，最好经历一个规定的上升和/或下降的温度分布。在这种情况下，可以经历这样的温度分布，即所述玻璃在该气床上通过所述温度分布被陶瓷化。这样一来，可以通过比较简单的手段不接触底座地支承玻璃陶瓷板，在该板底面上没有点状粘印和刮痕。
若玻璃在陶瓷化过程中在气床上运动，则得到一个非常有利的方法实施方案。由此可以平衡炉中温差。
为保持陶瓷化所需的温度均匀性，根据本发明的一个实施方式，将预热气体用于形成气床。
此外，陶瓷化过程中的气体预热至少主要通过多孔的和/或穿孔的支承段进行，由此可以高度地实现陶瓷化所需的温度均匀性。
为使待陶瓷化的绿色玻璃不被弄脏，根据本发明的另一个实施形式，气体最好只通过无氧化皮材料来输送。
若在这些段中的气体压力可以在时间上彼此无关地可变化地进行调节或控制，则得到一个优选的实施方式。例如当沿玻璃运动方向产生一个压力梯度时，可由此产生平板玻璃的不接触运动。
使用本发明的方法，可以使一条闭合玻璃带陶瓷化，当然也可使单块玻璃板陶瓷化。此外，玻璃带或玻璃板的底面不一定是平的。也可以设想到，在待陶瓷化的玻璃的底面上和或许顶面上例如形成疙瘩。特别是，该底面可以有装饰花纹。
借助本发明的措施，可以产生悬浮高度在30μm和1-3mm之间的气床，这样的高度足以用于不接触地支承和输送平板玻璃。最好的高度范围在50μm和1-3mm之间。
根据该装置的一个实施形式，这些段遍布待处理的平板玻璃的整个宽度上。这样，就使得同样支承平板玻璃成为可能。
若呈缝隙状在这些段之间形成排气孔，则得到该装置的一个特别简单的实施方式。
若这些段成具有箱形截面的梁形，其中在箱形的内部进行气体输送并且该箱形的至少一个形成支承面的壁是多孔的或穿孔的，则得到该装置的一个优选的实施方式。这个实施方式允许特别简单地形成这些段以及在梁之间的排气孔。
所述梁可以通过各式各样的成型体实现。如果该梁通过一个箱形多孔陶瓷体形成，则可得到一个特殊的实施形式。这种陶瓷体在市场上容易买到并且可被用于陶瓷化所需的高温。
为在支承面上得到一股特别强的气流，除了形成支承面的壁外，陶瓷体用不透气材料被包裹住。例如，陶瓷体可以有一个相应的涂层或者用一种金属膜被包裹起来。
这些段最好通过将一个多孔成型体分段成梁形而形成，在该成型体的顶面上形成通道状排气结构。
最好如此设计该装置，即通过炉侧壁上的开口将这些段引出到冷区中，从而可以不受热负荷地将压缩空气通入这些段中。
如果气体从中喷出的这些段的多孔的或穿孔的支承面至少占底座整个面积的30％，则得到一个特别有效的气床。
若设置一个封闭的气体循环通路，在该通路中，通过排气孔被排出的气体又重新回到气体源，则这种装置的工作方式非常有效。
根据本发明的一个实施形式，设置一个相对玻璃中心面成镜像对称的底座，这样一来，可以在完全一样的热条件下支承顶面和底面。
除了已提到的平板玻璃可以通过在这些段中的压力梯度运动外，也可以通过接触式机械装置如导辊、滑板使玻璃继续运动。
为避免这种总是需要独立的驱动装置的接触式机械装置，根据本发明的一个改进方案，如此设计该装置，即带气床的底座在平板玻璃的运动方向上向下倾斜并且在低位点上具有一个输送装置。这样，由于重力的原因，平板玻璃自动滑向低位。
附图说明
现在，结合一个附图所示的实施例来详细描述本发明。
图1是一个炉室的纵截面示意图，在炉室中建立一个用于平板玻璃的底座，由一个通过底座产生的气床不接触地支承平板玻璃。
图2是底座结构的第一实施例的俯视示意图，该底座由多个彼此间隔设置的独立段构成，这些段作为出气面分别有一个多孔的和/或穿孔的支承面并且在这些段之间形成有排气孔。
图3是由箱形陶瓷玻璃型材构成的各段的结构的局部横截面示意图，这些段除上支承面外还有一个气密外罩。
图4是在这些段的纵向上的压力分布的视图。
图5表示具有梁形分段底座的第二实施形式。
具体实施形式
图1以示意图表示一陶瓷化炉1，在该炉中，在支柱4上设置一个用于支承待陶瓷化绿色玻璃板3的并按照本发明构成的底座2，即以后还要说明的梁系。一个用于输入适合气体并最好是空气的管接头5与底座2连接，空气形成一个气床即在绿色玻璃板3的下面的气垫，以便在绿色玻璃板3和底座2之间不存在扰人的实体接触。由于通过设置支柱4而预定出倾斜面，所以绿色玻璃板3在陶瓷化过程中自动在箭头方向上滑向一个机械输送装置如辊2a，该辊垂直于纸面地输送绿色玻璃板。
图2、3表示按本发明构成的用于绿色玻璃板3的底座2，图2是俯视图而图3是横截面图。底座2由多段21、22、…2n组成，这些段与气体且特别是空气的输送装置5连接并具有尽可能浅平均匀的出气口，这可通过多孔表面或有小透孔的表面实现。在这些段之间的且一般成缝状的中间腔61、62、…6n用于排气，它们由图3的一个向下指的箭头表示。
如图2所示，这些段和中间腔遍布在整个炉子的宽度上并以侧壁1a为界。
在图3所示的实施例中，分别通过一个箱形梁的上界壁7a形成透气段。该界壁由多孔材料构成和/或有许多小孔即透孔。正如这些图所示，这些段即梁的上界壁横跨多个较窄透气面。
在这些向上透气的梁71、72、…7n的内部，产生适当气体如空气的高压，其中梁的内部分别与相应的压力源连接。通过使气体流出箱壁7a，其中这可通过给其它壁覆上气密包套8来促进，在梁上端和置于其上的玻璃3之间形成一层气膜。如图4所示，在采用多孔材料时，压力分布成抛物线形并且不具有静压区。在梁71、72、…7n之间的中间腔61、62、…6n内，气体可被排出，从而在玻璃中央不出现气体堵塞。
通过本发明，得到一系列优点。
首先，可以均匀平面地输送气体而不出现静压区。这一点对稳定绿色玻璃板的厚度及温度控制的均匀化有利。在多孔出气面的情况下，通过多孔结构的热交换作用而进一步使气体温度变均匀。
此外，通过这些段之间的中间腔，也可以保证在所放置玻璃板内部区域的气体排出，这样避免出现隆起或者静压区的形成。
在形成中间腔的情况下将相互间隔的并至少在顶面上穿孔的和/或多孔的梁用作所述段，这样的优选实施例的优点是结构非常简单，特别是在考虑到高达950℃或更高的所需温度的情况下，其要点是，例如由耐高温陶瓷构成的多孔梁可从市场上买到，并且如图2所示，在从炉子加热区取出梁时，其它结构只经受低温并可以相应简单地形成。
图5表示本发明的第二实施例，它具有一个由多孔材料构成的并被构造成梁状的底座2’。通过在底座中的通道式结构，规定出多孔段2’1、2’2、2’3、2’4、2’5…2’n以及排气孔6’1、6’2、6’3、6’4、6’5…6’n。起承载作用的通风即气体流过这些段，而所述气体通过排气孔被排出。
在优选材料的一些实施例中，孔隙度约为15％。
可供选择的透孔的直径约为0.5毫米-1毫米。
Claims (27)
1. 在玻璃生产中在气床上以不接触方式支承和输送热的平板玻璃的方法，其中该气床建立在一个底座的透气支承面上，而气体被引导穿过该支承面，其特征在于，为了进行平面均匀的气体输入，所述气体在受压状态下穿过该支承面的间隔的平面多孔的和/或被穿孔的段，并且该气体在这些段之间的中间腔中被排出。
2. 按照权利要求1所述的方法，其中，该气体是压缩气体。
3. 按照权利要求1所述的方法，其中，所放置的玻璃对应于上冷却点具有≤1013dPas的粘度或对应于下冷却点具有≤1014.5dPas的粘度。
4. 按照权利要求1所述的方法，其中，该玻璃至少在它的底面上具有一个表面结构。
5. 按照权利要求1至4之一所述的方法，其中，在处理玻璃时，经历一个规定的上升和/或下降的温度分布。
6. 按照权利要求5所述的方法，其中，能经历这样的温度分布，即所述玻璃在该气床上通过所述温度分布被陶瓷化。
7. 按照权利要求6所述的方法，其中，该玻璃在陶瓷化过程中在该气床上运动。
8. 按照权利要求6或7所述的方法，其中，为了保持陶瓷化所需的温度均匀性，使用预热气体。
9. 按照权利要求8所述的方法，其中，陶瓷化时的气体加热至少主要在流经多孔的和/或穿孔的支承段时进行，因而达到陶瓷化所需的温度均匀性。
10. 按照权利要求6或7所述的方法，其中，该气体只通过无氧化皮材料来输送。
11. 按照权利要求1至4之一所述的方法，其中，在这些段中的气体压力在时间上彼此无关并且可变化地来调节和控制。
12. 按照权利要求11所述的方法，其中，沿该玻璃的运动方向产生一个压力梯度。
13. 按照权利要求1至4之一所述的方法，其中，产生一个悬浮高度在30μm和3mm之间的气床。
14. 实施如权利要求1至13之一所述方法的装置，该装置具有一个设置在炉子(1)中的且作为不接触地支承和输送平板玻璃(3)的支承面的透气的底座(2)，该支承面具有用于输送处于压力下的气体的管接头(5)，所述气体穿过透气的所述底座并由此在该平板玻璃和该底座之间形成气床并接着又被排出，其特征在于，该底座(2)由多个间隔的段(21，22，...2n)组成，这些段作为出气面分别具有多孔的或者穿孔的支承面，并且在这些段之间形成用于排出所述气体的排气孔(61，62...6n)。
15. 按照权利要求14所述的装置，其特征在于，这些段遍布待处理的该平板玻璃的整个宽度上。
16. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，这些段由独立的成型体(7)形成。
17. 按照权利要求16所述的装置，其特征在于，这些排气孔(61，62...6n)呈缝状形成在这些间隔而设的独立段之间。
18. 按照权利要求16所述的装置，其特征在于，各所述段(21，22，...2n)成具有箱形截面的梁(71，72，...7n)的形状，在所述箱形截面中进行气体供应并且该箱形的至少一个形成该支承面的壁(7a)被设计成是多孔的或者穿孔的。
19. 按照权利要求17所述的装置，其特征在于，各所述段(21，22，...2n)成具有箱形截面的梁(71，72，...7n)的形状，在所述箱形截面中进行气体供应并且该箱形的至少一个形成该支承面的壁(7a)被设计成是多孔的或者穿孔的。
20. 按照权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述梁(71，72，...7n)是通过箱形的多孔陶瓷体形成。
21. 按照权利要求20所述的装置，其特征在于，除形成该支承面的壁(7a)外，该多孔陶瓷体用不透气的材料(8)被包裹住。
22. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，这些段通过将一个多孔成型体分段成梁形而形成，在该成型体的顶面上形成通道状排气结构。
23. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，这些段通过在炉侧壁(1a)上的开口被引出到冷区中。
24. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述气体从中流出的这些段的多孔的或穿孔的所述支承面至少占该底座(2)的整个面积的30％。
25. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，设置一个封闭的气体循环通路，通过所述排气孔(61，62...6n)被排出的气体重新被送回气体源。
26. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述底座(2)具有相对玻璃中心面成镜像对称的结构。
27. 按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述底座(2)垂直于该平板玻璃的运动方向斜向下倾斜并且在低位点上具有一个输送装置(2a)。
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