CN101921058B - 防止气体占据在热玻璃板划线工艺中使用的喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种在激光划线工艺或其它高能玻璃热处理工艺中对热玻璃板进行淬冷工艺中用的喷嘴。通过高能装置(例如激光)进行划线。喷嘴位于玻璃板附近，用于淬冷玻璃的液体中的生成气体位于喷嘴中(例如，水)。从淬冷液体去除气体(例如，气泡)。随后，用喷头将淬冷液体喷射到板的追踪激光划线的位置上，例如使用在拉引机的底部使用移动砧机。喷嘴(吹扫喷嘴)具有吹扫开口和引向排放位置的管线。吹扫喷嘴可以具有倾斜的通道，该倾斜的通道在喷嘴的吹扫开口附近形成前级气泡。喷嘴可以包括冷却盘管，该盘管围绕喷嘴通道以使冷却剂沿着盘管行进。这冷却了通过喷嘴的淬冷液体，并增加了喷嘴中淬冷液体中气泡的溶解度。气体过滤器可以接受来自加压的淬冷液体源的富含气体的淬冷液体，从液体中去除气体，并将气体耗尽的淬冷液体输送至喷嘴。

Description

防止气体占据在热玻璃板划线工艺中使用的喷嘴

要求在先提交的美国申请的优先权

本申请要求2009年5月15日提交的序列号为12/466,554的美国申请的优先权。该文件的内容以及在此提到的公开文献、专利和专利文件的全部公开内容在此引入供参考。

技术领域

本申请涉及在划线工艺中用水流淬冷热玻璃板。

背景技术

熔融工艺(例如下拉工艺)形成高质量的能够用在例如平板显示器的多种器件中的薄玻璃板。与其它方法生产的玻璃板相比，熔融工艺中生产的玻璃板表面具有优异的平滑性和光洁度。下文中参考图1(现有技术)对熔融工艺加以描述，但更具体的描述参见共同转让的美国专利3,338,696和3,682,609，所有这些申请在此整体引入供参考。

图1显示了用熔融工艺制造玻璃板12的例示性玻璃制造系统10的示意图。如图所示，该例示性玻璃制造系统包括熔化容器14、澄清容器16、混合容器18、输送容器20、熔融拉丝机(FDM)22和移动砧机(TAM)24。典型地，组件16、18和20由铂或含铂金属制成，但它们也可以包含其它耐火金属。

玻璃批料如箭头26所示引入熔化容器14中并熔化形成熔融态玻璃28。熔化容器14通过熔化容器至澄清容器的连接管30与澄清容器16连接。澄清容器16具有接受来自熔化容器14的熔融态玻璃28(该点未显示)的高温处理区域，气泡在该区域中从熔融态玻璃28中被去除。澄清容器16通过精炼炉(finer)至搅拌室的连接管32与混合容器18连接。同时，混合容器18通过搅拌室至筒体的连接管34与输送容器20连接。输送容器20将熔融态玻璃28通过下导管(downcomer)36输送至FDM 22，该FDM 22包括入口38/成形容器40(例如等静压管)和拉辊组件42。

如图所示，熔融态玻璃28从下导管36流入通向成形容器40的入口38，成形容器40典型地由陶瓷或玻璃-陶瓷耐火材料制成。成形容器40包括接受熔融态玻璃28的开口44，熔融态玻璃28流入槽46，随后溢流并在熔凝在一起之前沿两个纵向面48(只显示一个面)流向称为根部50的地方。两个纵向面48在根部50处汇集，熔融态玻璃28的两个溢流壁在根部50处再聚集(例如再熔化)以形成玻璃板12，随后通过拉辊组件42下拉玻璃板12。玻璃板在下拉过程中冷却，从根部的熔融态转变为粘弹态并最终转变为弹性态。拉辊组件42输送拉制的玻璃板12，玻璃板12在等静压管的底部基本上是平的，但在随后的工艺中可能在玻璃板12的宽度和/或长度方向上形成轻微弓状或弯曲的形状。在输送到TAM 24的过程中，弓形形状会残留在玻璃板12中。TAM 24具有激光-机械划线装置52和突缘装置(nosingdevice)54，用于对拉制的玻璃板划线。以使玻璃板随后可分离成不同的玻璃板56。TAM24位于板的弹性区域，该区域在本文中被称为拉引机58的底部。

更具体地，图2(现有技术)是显示TAM处使用在热玻璃板12上的激光划线工艺的示意图。玻璃板具有主表面60、第一边62和第二边64。激光划线和淬冷在玻璃的宽度方向上从第一边到第二边进行，或者相反。使用激光器68(例如安装在地板70上的静态CO₂激光器)形成激光束72。激光束扩展(未显示)并被再定向，例如，使用两面镜子74形成光头76。激光束可随后通过一个或多个透镜78，例如一对圆柱透镜，转化以形成具有椭圆轨迹的激光束。随后使用镜子82将激光束再定向到玻璃的主表面60上。沿着期望的分隔线或划线84，具有椭圆轨迹的激光束用以在局部区域加热玻璃板。光头沿着直线滑道86在玻璃板的宽度方向上移动，而TAM 24以与玻璃板(沿着路径90移动)相同的速度垂直移动(沿着路径88)，以使TAM与玻璃间没有相对移动。

图2显示了光头76和在它前面的淬冷喷嘴装置92，它们沿着TAM的直线滑道在玻璃的宽度方向上移动。这副图显示了该装置在第一边62处的初始位置用于激光划线和淬冷并随后向第二边64移动，显示了由激光划线和淬冷引起的玻璃的受影响区域。首先通过机械划线器(未显示)将玻璃板在96处沿着玻璃板的一个边缘划线或刻痕。这个裂纹起始点随后用于形成裂纹98，通过沿玻璃板的激光束运动和随后在期望的分离线的路径上用冷却流淬冷。该图显示了在玻璃中形成机械刻痕后的激光束位置。激光束斑点66沿玻璃板的宽度方向追踪划线84的路径。激光束相对于玻璃以大约200至1000毫米/秒的速度移动。在激光束加热玻璃表面过程中，跟随在激光斑点66的尾部近距离的喷嘴装置92用高粘性的水流100喷射玻璃。当以正确的热平衡操作时(考虑射束剖面、射束能、工艺速度、水体积和喷水嘴与射束之间的距离)，玻璃表面这种快速冷却产生拉应力，该拉应力足以产生源自起始缺陷(裂纹起始点)的中值裂纹98并将它沿玻璃表面向第二边64以工艺速度传播。裂纹只部分地延长进入玻璃的厚度。在TAM(未显示)下面的一种常用机械装置用吸盘吸住板，使板弯曲并沿着划线使其破裂。循环操作TAM 24，该循环在玻璃被弯曲和分离的位置上方的位置处开始于玻璃第一边62。光头76和淬冷喷嘴装置92沿着划线由玻璃的第一边62向第二边64移动，而玻璃和TAM以相同的速率继续垂直向下移动。一旦激光划线和淬冷工艺完成，TAM随后达到第二边64的冲程末端。玻璃沿着划线进行弯曲，位于划线附近但在它下面的机械设备在板向下行进的点上切割来自带的单块玻璃板。TAM向上移动，回到玻璃的第一边62处的冲程起点。

发明内容

在激光划线期间对热的玻璃板进行淬冷时，必须精确控制来自喷水嘴的水的释放。如果在淬火工艺中喷水流溅射，即使是一微秒，玻璃板的淬冷将会间断。这种异常状况是不被接受的，因为当水流停止时，淬冷停止，沿玻璃板传播的裂纹也因此停止。这导致激光划线工艺失败。在划线期间，强制激光束和相应的淬冷喷射流都不被中断，从而当它们切割玻璃时造成的局部应力梯级不被中断。裂纹沿着这个应力梯级在板的宽度方向传播，辅以弯曲操作将其与母板裂开。如果淬冷喷射发生中断，由于失败的分离，可能在玻璃中产生局部板裂纹或全条带裂纹。当需要时，水量必须“间歇地(guillotine)”截断。如果在喷嘴的水流关掉后水还从喷嘴中滴出，其可能接触玻璃的质量区，导致该处玻璃的潜在削弱，并可能使该部分玻璃板报废。沿着拉辊接触玻璃处的玻璃的第一边62和第二边64的外缘形成连续的珠(玻璃的增厚区域)。玻璃的质量区是珠之间玻璃的主要表面。

由于辐射到喷水嘴和周围的水运输管上的下拉过程中产生高热量，可能发生淬冷水的散流。人们发现，由于这些热量，在喷嘴和伴随的给水管中的水的空气溶解度发生变化，导致供水中的溶解空气脱气并在管、喷嘴管体和喷嘴尖端中形成气隙或气泡。为简单起见，即使出现气隙或气袋，这些公开经常将此称作为气泡或微泡。这些气泡累积，依次引起两个问题。首先，如果足够大，这些气泡覆盖了喷口并引起喷嘴外水流的中断。其次，气泡的存在引起在划线冲程结束时需要开启或关闭喷嘴的时间上的不期望的延迟。在装置回到其原始位置时，这些问题又会不期望地引起水流继续流动和撞击下一块玻璃板的质量区。

这两种行为根本上由几十至几百微米大小的存在于水体系中的小气泡或微泡引起，气泡或微泡在升高的温度下由于水中空气溶解度的变化而产生。当空气由于水的高温从溶液中出来时产生气泡，该高温由喷水嘴与热玻璃板的接近而引起。板可处于诸如约400℃的温度下。脱去的空气形成在喷嘴附近的区域聚集的气泡。当水通过喷嘴装置时发生这种聚集。由于喷管的几何形状，这些气泡在它们成长成足以从喷口尖端部分地清除前可在喷嘴管体/喷嘴尖端中残留数小时。因为空气往高处走，它移动到尖端之上的喷嘴位置。空气通常不会从喷嘴尖中出来。一旦形成一些气泡，它们能够累积以形成更大的气泡或气隙。当喷嘴在高压下操作时，这些更大的气泡被压缩。然后，当通过喷嘴的水流关闭时，随着装置回到大气压，正在压缩的更大的气泡膨胀，这不期望地使来自喷嘴的水位移。

通常，在划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的仪器包括加压的淬冷液体源。主液体供给管线引自加压的淬冷液体源。喷嘴包括具有与主液体供给管线连通的喷嘴通道的主体。尖端连接到与喷嘴通道连通的喷嘴管体。尖端具有当喷嘴放置在板附近时适于释放用于淬冷板的淬冷液体喷流的喷口。用于从淬冷液体去除气体的装置防止气体占据喷嘴。如下所述，这种用于去除气体的装置可以包括吹扫喷嘴、前级气泡的吹扫喷嘴、冷却盘管和气体过滤器中的一个、多个或所有。

在第一个实施方式中，用于去除气体的装置的特征在于，例如，在使用具有吹扫功能(即吹扫喷嘴)的喷嘴的激光划线期间对热玻璃板进行淬冷的装置。吹扫喷嘴具有位于喷嘴上部、与喷嘴通道连通的吹扫开口。吹扫管线将吹扫开口引向远离吹扫喷嘴的排放位置。尖端与具有喷口的吹扫喷嘴连接，喷口释放用于对划线的热玻璃板进行淬冷的淬冷液体喷流。吹扫开口远大于尖端喷口。初级(例如，螺线管)阀设置在主液体供给管线中。次级(例如，螺线管)阀设置在远端的排放位置和喷嘴之间。可编程逻辑控制器向初级和次级螺线管发送电信号以在淬冷和吹扫中开启和关闭初级和次级阀。

气罐或立管在升高位置处设置在初级螺线管的上游。气罐具有扫气开口。吹扫阀可以位于气罐的扫气开口，用于手工或通过PLC控制尤其是在装置初始设置时累积在这里的大气泡的吹扫。

本发明描述的吹扫装置主动地从液体介质(例如，去离子水)去除溶解气体(例如，空气)。尽管吹扫装置适用于除水之外的其它淬冷液体，和除空气外的其它气泡，为清楚起见，本发明中淬冷液体为水，气泡为空气。

吹扫喷嘴从水流去除气泡，从而当它在淬冷过程中横越热玻璃时水流不会在排出喷嘴装置的尖端时中断。这通过将吹扫开口放置在喷嘴管体顶部的、微气泡聚集并停滞在喷嘴管体和喷嘴尖区的区域中来完成。吹扫开口用吹扫线路螺线管阀控制。当吹扫管线螺线管阀打开时，来自吹扫喷嘴的气泡改变方向离开吹扫管线。从喷嘴管体的停滞区排出改向的流体，清除并释放该区域中的容易引发故障的气泡。

当第一螺线管打开(主水管线打开)或当其关闭时可以进行吹扫。如果当吹扫发生时第一螺线管打开，这通常从吹扫喷嘴去除形成的全部气泡。当吹扫发生，水流出尖端喷口。为了使吹扫正确地运行，必须使喷嘴尖端的主喷口尺寸适于在吹扫期间使液体流仍能离开尖端喷口。如果在吹扫循环中不保持通过尖端喷口的流动，环境空气将会通过尖端喷口反吸并进入喷嘴管体，有效地抵消发生在循环中的空气吹扫。如果初级螺线管在正常吹扫时关着(主水管线关闭)，那么通过吹扫开口去除的水和空气混合物的量必须小于会使空气通过尖端喷口进入吹扫喷嘴的量。一般地，当吹扫阀只打开大约50毫秒时，这不成问题。

一旦安装吹扫喷嘴且吹扫可操作，喷嘴尖端正常操作(例如，像在室温下)，即使400℃的玻璃带仅与喷嘴管体相距几英寸。由于喷嘴管体和喷嘴尖端来自玻璃带的辐射热，未冷却的装置温度保持在约65℃。在这种升高的温度下，空气溶解度比室温显著降低，这降低了水保持溶液中在25℃时含有的自然溶解的空气的能力。

吹扫循环能够在每次循环中实施(例如，每23秒1次)，或它能够在任何需要的时间下执行。吹扫时间根本上依赖于气泡的生长率(溶解的空气对比工作温度))。如果气泡生长率增大，吹扫循环的频率和/或持续时间的也相应可以增大。我们能够监控吹扫喷嘴中的水压作为气泡大小的指示，以调整吹扫持续时间和频率。

在第二个实施方式中，除去气体的装置的特征在于吹扫喷嘴管体，其中喷嘴通道包括在从尖端到吹扫开口的方向上以向上的角度延伸的倾斜表面。倾斜表面在适当的角度以使微泡在吹扫开口附近形成，例如，约与水平线成8°。在淬冷操作中，微泡沿着喷嘴通道的倾斜表面向吹扫开口移动。期望能够使用多种形状的倾斜表面和它们的倾斜角度，只要它们有助于在吹扫开口附近去除的气泡的前级。不局限于理论，微泡通常由于内部喷嘴管体和在正常淬冷操作中经过吹扫喷嘴的水的压力而产生的气泡的表面张力而难以移动。然而，一旦吹扫阀打开，气泡从喷嘴管体内部去除出吹扫开口、进入吹扫管线并到达排放位置，并在那里排向大气。通常，气泡累积成较大尺寸的细长气泡，在它们接近吹扫开口时在上表面呈现内部倾斜表面的形状。在吹扫开口附近气体可以以气隙或气泡的一种或两种的形式存在。理想地，在每次吹扫中从吹扫喷嘴去除所有气泡。然而，吹扫后一些气泡可能残留在吹扫喷嘴中，只要它们不引起流的中断，这是容许的。通常，气泡残留在吹扫间吹扫开口和吹扫螺线管阀之间的吹扫管线中。

在第三个实施方式中，去除气体的装置的特征在于围绕喷嘴通道在喷嘴中延长的冷却盘管或螺旋管。尽管为清楚起见显示和讨论了吹扫喷嘴中的冷却盘管，它仍可以用在没有吹扫开口的喷嘴中。冷却盘管具有流体入口和流体出口。冷却剂进入流体入口，行进通过盘管，围绕喷嘴通道通过喷嘴管体并随后从流体出口去除，其冷却流经喷嘴通道的淬冷液体。这增加了喷嘴中淬冷液体的气体溶解度，避免在那里形成气泡。冷却盘管的特征能单独使用或与吹扫喷嘴、带有前级气泡的吹扫喷嘴和下述的其它过滤器中的一个或多个共同使用。冷却剂能够以公知的方式再循环或连续地补充入盘管。冷却剂可以是冷的自来水、压缩空气、凝胶或其它能使喷嘴的淬冷液体热传递的冷却剂。事实上，包括螺线管阀的吹扫喷嘴装置的所有组件可以通过这种循环盘管冷却剂装置进行冷却。当吹扫喷嘴位于玻璃板的第二边64时，吹扫发生在划线运动的末端。此后，液体可以保持在吹扫喷嘴中足够的时间，以使冷却盘管能够将液体温度降低至可以使液体中气体的溶解度增加的温度点。通过冷却喷嘴中的淬冷液体，更多的微气泡停留在溶液中。

在第四实施方式中，去除气体的装置的特征在于包括具有相对端部的细长主体的空气过滤器。空的多孔疏水纤维沿着主体的长度在端部之间延伸，且在端部处具有开口。纤维在暴露纤维开口的端部处是密封的。液体入口位于端部之一，液体出口位于端部中的另一个。液体入口和出口与纤维开口流体连通。液体入口沿着主供给管路从加压的淬冷液体源接收富含气体的淬冷液体，且液体出口沿着主供给管路向喷嘴排放气体耗尽的淬冷液体。术语“富含气体”和“耗尽气体”是相对的术语，并不试图精确描述淬冷液体中的气体量。真空端口沿着主体的长度与纤维的外部连通。真空源与真空端口连接。

第五实施方式的特征在于一种在划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的方法。提供加压的淬冷液体源，引自加压的淬冷液体源的主液体供给管线、喷嘴、尖端和气体去除装置，喷嘴包括具有与主液体供给管线连通的喷嘴通道的主体，尖端连接到与喷嘴通道连通的喷嘴管体。尖端具有适于释放淬冷液体喷流的喷口。气体去除装置适于从淬冷液体去除气体，这防止气体占据喷嘴。在划线工艺中通过喷口将淬冷液体的喷流喷射到板上，而不间断所述喷流。一旦划线工艺完成，关闭淬冷液体喷流而基本无时间延迟。

一种使用气体吹扫对划线的热玻璃板进行淬冷的方法包括通过关闭次级阀和打开初级阀在划线的热玻璃板上喷射淬冷液体喷流，其中加压液体沿着主液体供给管线，沿着喷嘴通道并通过尖端喷口进给。当淬冷操作结束时，吹扫喷嘴离开玻璃板。吹扫喷嘴中的气体通过打开次级阀和引导液体通过吹扫开口并沿着吹扫管线至排放位置进行吹扫。

排气阀的操作允许随后的吹扫喷嘴的即时关闭。每当需要吹扫时，装置从装置中吹扫气泡。这能够在几次划线循环或按要求在每次划线循环后发生，取决于吹扫喷嘴中空气形成的程度。当次级螺线管被活化，水和气泡的混合物从吹扫喷嘴吹扫。关闭次级螺线管阀，并且水喷流能够随后即时开启和关闭，即使在有助于气泡形成的高温环境中继续操作。TAM开始冲程的顶端循环，在那里其与玻璃一起向下移动，以使在TAM和玻璃间没有相对运动。发生初始的简短的机械划线，随后激光划线操作在初级螺线管阀活动时进行，将高粘性的淬冷水喷流释放到玻璃上的跟随激光束的玻璃的狭窄地定义的区域。这时玻璃板继续向下行进。当划线完成时，TAM结束向下移动。在其向下末端冲程关闭初级螺线管。此后立即开启吹扫喷嘴并进行吹扫。TAM在其向下的末端冲程的终点简短地停留(例如，约一秒)并随后运动返回至起始位置。同时，当用吸盘保持玻璃时，通过玻璃板的机械弯曲使玻璃破裂。吹扫喷嘴随后达到至其原始位置。

本发明公开的气体去除特征，如吹扫喷嘴、有前级气泡的吹扫喷嘴、冷却盘管和气体过滤器，其主要优点包括高温下能够在固态或雾流条件下使用喷嘴而不中断来自喷嘴的水流。此外，喷嘴能够输送非常接近于高温源的液体而不中断流动。当喷射高温液体时，喷嘴能够如同在室温下操作。本发明公开的特征能够应用于在大的温度范围内从各种液体去除各种气体。这些特征也防止气泡覆盖喷口开口并引起来自喷嘴的水流的中断或扰动。此外，这些特征从喷嘴尖端中去除气泡，以此提高喷嘴的关闭性能。

附图说明

图1(现有技术)是现有技术的玻璃制造系统的示意图，该系统利用熔融工艺制备玻璃板；

图2(现有技术)是用于淬冷和激光划线热玻璃板的现有技术的器件的示意图；

图3显示了本发明的吹扫(purge)喷嘴器件的通用部件；

图4是能用在图3所示的器件中的吹扫喷嘴的第一实施方式的透视图；

图5是能用在图3所示的器件中的吹扫喷嘴的第二实施方式的透视图；

图6是图5所示的箭头6-6指定的平面的剖视图；

图7是图3所示的空气过滤器器件的剖视图；和

图8是图7中虚线截取的放大剖视图。

具体实施方式

详细说明书讨论了所有组合使用的空气去除特征：吹扫喷嘴、带有前级(pre-stage)气泡的吹扫喷嘴、带有冷却盘管和空气过滤器的吹扫喷嘴。然而，期望能够使用气体去除特征的一个或其它组合。图3所示的是用于淬冷激光划线的热玻璃板12的改进的淬冷喷嘴装置92。装置的一个元件是加压水105的源104。加压水源是充入空气的压力罐并通过旋转流量计控制水流。主供水管线106引自加压水源。吹扫喷嘴108具有与主供水管线连通的喷嘴通道110。吹扫喷嘴具有喷嘴管体112。吹扫开口114形成在喷嘴管体中与喷嘴通道连通(图4)。通过接头与喷嘴管体连接的吹扫管线116从吹扫开口通向远离吹扫喷嘴的排放位置118。喷嘴管体在其前端122的120处具有外螺纹(图4)。尖端124具有以适宜淬冷激光划线的玻璃板的流速释放水喷流128的喷口126。紧固件130具有接收尖端的中心开口132。紧固件具有螺纹134，通过螺纹134与喷嘴管体螺纹连接，并且将尖端安全地连接到喷嘴管体上。喷口126的尺寸，例如，直径为大概200至350微米，而吹扫开口114的尺寸大概为直径0.16cm。本发明描述的全部实施方式中的吹扫喷嘴可以在吹扫喷嘴的尖端后面采用止回阀(未显示)以防止当水流出喷口时全部空气吸入通过喷口进入吹扫喷嘴。初级螺线管阀136设置在主供水管线106中。次级螺线管阀138沿着吹扫管线116设置在吹扫喷嘴和远程排放位置之间。可编程序逻辑控制器PLC 140沿着电线142向初级和次级阀136、138的螺线管发送电信号，用于在需要时打开和关闭初级和次级阀。

气罐或立管144沿着主供水管线106设置在初级螺线管阀上游，且正好在吹扫喷嘴前。立管作为物理气泡捕集器用于捕获缓慢移动的相对大的气泡。立管放置在水传送装置的高端。进入吹扫喷嘴的缓慢移动的气泡由于它们与周围水的浮力差而仅向立管上方浮动。随后这些气泡随着时间无危害地累积，而不是通过吹扫喷嘴。立管具有空气吹扫开口，螺线管阀146设置在其中。阀146可以经由电线142与PLC连接。阀能够手工地或通过PLC控制以引导水和捕获的空气148组成的混合物从装置中排出，尤其是在装置初始装配时累积的空气。

气体过滤器160可以沿着主供水管线106设置在充气的压力罐104和吹扫喷嘴108之间、立管144的上游。气体过滤器从淬冷液体去除气体，防止气泡在吹扫喷嘴中聚集。

参考图5和6，其中相同的部位在几张示图中采用相同的标记，第二实施方式的特征在于喷嘴管体112，其中当吹扫开口位于吹扫喷嘴的上部时，喷嘴通道110包括在从尖端124向吹扫开口114的方向上以向上的角度延伸的倾斜表面150。倾斜表面在合适的角度α处用于在吹扫开口附近引起前级微泡，例如，与水平线成约8°。在淬冷操作中，微泡沿着喷嘴通道的倾斜表面移动以保持在吹扫开口下方。气泡累积在吹扫开口附近和下方形成大的气泡或气隙。随后通过喷射水吹扫气泡且气泡沿着吹扫管线通过吹扫开口至排放位置。只要有助于在吹扫开口附近去除前级气泡，应当理解的是可以使用各种形状的倾斜表面及其倾斜角。

在第三实施方式中，冷却盘管或螺旋管152在吹扫喷嘴中围绕喷嘴通道延伸。冷却盘管具有进水口154和出水口156。冷却盘管围绕喷嘴通道延伸通过喷嘴管体的长度。冷却水进入进水口，沿着喷嘴管体并围绕喷嘴通道穿过盘管，随后从出水口排出，这冷却了通过喷嘴通道的水。水可以在吹扫喷嘴中保持足够的时间，从而冷却盘管可以将水温降低到水中空气溶解度增加的点。通过冷却吹扫喷嘴中的水，更多的空气微泡停留在溶液中。应当理解的是除水之外的其它冷却剂可被用于冷却盘管，尤其那些适宜在高温下使用的冷却剂。

压力传感器157可以与吹扫喷嘴、带有前级气泡的吹扫喷嘴、冷却盘管和下面讨论的空气过滤器中的一个或多个一起使用。压力传感器157(图3)在数据采集部件159上产生追踪，显示在主供水管线106中压力作为时间函数的压力。通过检查追踪，在初级开/关螺线管关闭时发生的压力信号的强度(振幅)显示了有多少空气在喷口尖端附近被捕集在喷嘴管体中。信号振幅随着在喷嘴管体喷口尖端中捕获的空气的量的直接关系而变化。如果在喷嘴管体中存在的空气增加，压力信号变大。同样地，在吹扫后喷嘴管体中的空气最小化，压力信号降低。一旦使用吹扫喷嘴吹扫装置，压力信号的振幅最小化且关闭性能提高。当给予控制信号关闭吹扫喷嘴时，水立即从吹扫喷嘴中停止流动，而不是随着时间慢慢衰减。来自吹扫喷嘴的空气吹扫实现装置中的关闭时间，其中只有水在吹扫喷嘴中，空气在室温下移动进入吹扫喷嘴以接近装置的关闭时间。在吹扫中从吹扫喷嘴去除空气实际上改善了来自喷口尖端的水的关闭时间。在正常吹扫操作中，来自压力传感器的绘制的压力读数实现排气阀螺线管的开放频率和持续时间的精密调控。

在对划线的热玻璃板进行淬冷的方法中，淬冷液体喷流通过关闭次级阀138并通过打开初级阀136喷射到玻璃板上。沿着主液体供给管线、沿着喷嘴通道并通过尖端喷口进给加压液体。在激光划线和淬冷工艺后，吹扫喷嘴离开玻璃板。通过打开次级阀并引导液体通过吹扫开口114并沿着吹扫管线至排放位置，排除吹扫喷嘴中的气体。吹扫通常发生在玻璃的第二边62，也可能发生玻璃的第一边64。每次循环都能够发生吹扫，或多级划线运转可能发生在正常吹扫前，如在使用冷却盘管的情况下。上述一次循环意味着，例如，从一次划线运转的开始到下次划线运转的开始。

PLC对初级、次级以及任选的立管螺线管阀的打开和关闭的定时与持续时间进行了编程。螺线管阀是本领域公知的快速开/关类型的螺线管阀。当初级阀打开或关闭时，可以进行吹扫。首先，可以在发送信号至初级螺线管以打开初级阀之后，通过从PLC发送信号至次级螺线管以打开次级阀来执行吹扫。次级阀打开一段足以在淬冷液体通过喷口时从吹扫喷嘴去除全部气泡的持续时间。尽管水离开喷口，在这个操作中吹扫喷嘴不在玻璃附近(例如，它位于第一个边)。这个吹扫操作可以手动地或通过PLC中的编程间隔地进行。

在第二个更为正常操作中，在淬冷操作的最后，通过在从PLC发送信号至初级螺线管以关闭初级阀之后打开次级螺线管阀来进行吹扫。次级螺线管阀从动于初级螺线管阀的关闭。通过吹扫去除的淬冷液体的量小于可能引起空气通过喷口进入吹扫喷嘴的量。次级螺线管阀将会在PLC指示的预设间隔后关闭。

气体过滤器160可以用于从水或其它淬冷液体105中去除空气(或其它气体)气泡162。简单起见，进一步的讨论将会集中在从水中去除空气。例如，一个适当的器件是用于从液体中去除气体的MEMBRANA^TM微型组件过滤器。参考图7和8，气体过滤器具有筒状的细长主体163。多个小的管或由疏水材料制成的空心纤维164沿着主体的长度在端盖166、168之间延伸。一个端盖168有进水口170且另一个端盖166有出水口172，它们暴露于纤维的开口末端。纤维在端盖中密封，以使水沿着纤维的空心内部。两个出气端口174、176用于在真空下从过滤器中去除气泡。真空源173通过管175、177与出气端口174、176连接。

富含空气的水进入进水口170并沿着空心纤维164行进。当水在纤维中时，沿着出气端口174、176施加的真空将气泡162通过纤维壁中的气孔178沿箭头的方向从水105拉动至纤维外部的空间179，并随后拉出出气端口174、176。因为纤维是疏水的，水不能通过它们。在水到达出水口时，水中的空气量基本被去除。耗尽空气的水随后通过出水口172离开过滤器并沿着主供水管线行进至吹扫喷嘴。由于过滤器器件的还、原空气含量，高温下操作吹扫喷嘴避免了当水含有不溶解的空气时可能正常发生的气泡形成。气体过滤器可与普通喷嘴单独使用，无冷却盘管且无气泡成形的阶段，或者它可与一个、多个或所有公开的气体去除特征组合使用。

关闭性能增强归因于空气相对于水的压缩性。如果当初级开/关螺线管打开时空气存在于喷嘴管体中，由于它在管体中的尺寸和位置，空气不能通过喷口排出。因此，它只好被迫使水通过尖端喷口的水压压缩。然而，一旦初级螺线管关闭，环境气压经由尖端喷口回到喷嘴管体空腔。当这发生时，气泡在环境压力下松弛并回到它的正常尺寸。该工艺依次促使水从尖端喷口中出来，有效引起吹扫喷嘴关闭性能的时间延迟。因为水是不可压缩的但空气是可压缩的，这个缓慢的关闭性能只有当空气存在时才发生。如果没有气泡或减少量的气泡存在于喷嘴管体中，例如当使用吹扫喷嘴、带有前级气泡特征的吹扫喷嘴、带有冷却盘管的吹扫喷嘴或气体过滤器中的一个或多个，喷嘴关闭性能将会在较大的温度范围内长期存在。这个过程控制的水平有助于激光划线的成功。

示例

本示例描述了吹扫喷嘴的操作。以下是预吹扫程序。进行预吹扫程序仅仅从装置中去除全部的气泡，例如当替换了喷嘴尖端或在装置启动时。首先，初级螺线管阀关闭，且吹扫或次级螺线管关闭。开启水压。在激光划线环境下，给水压力的范围为约3到70psi。压力由充气压力罐提供。压力传感器报告水管中作为时间函数的压力。空气存储器排气阀关闭。接着，初级螺线管打开。空气存储器阀打开5秒，随后关闭。次级螺线管在10赫兹的振荡频率下打开约10秒。这在吹扫喷嘴中产生湍流，以扰动位于那里的气泡。次级螺线管随后关闭。初级螺线管关闭。装置此时为正常的运转程序做好准备。

在为正常运转程序做准备的过程中，初级螺线管关闭。次级螺线管关闭。水压开启。在激光划线环境内，给水压力的范围为约3到70psi。压力传感器进行记录。立管关闭。吹扫喷嘴此时可以使用。

在正常操作时，光头在玻璃的第一边；初级螺线管打开。水通过喷口流出喷嘴尖端并在激光划线过程中保持淬冷的期望持续时间。TAM的应用具有，例如，23秒的循环时间(即，从玻璃的第一边的启动原始位置，在激光划线期间通过淬冷到玻璃第二边的结束位置并返回原始位置)。当在激光划线期间淬冷时，来自尖端喷口的水喷流的流速为10到20ml/min。淬冷以达到约1000mm/sec的速率发生并且用于约1500mm的玻璃宽度。淬冷后初级螺线管关闭。流出吹扫喷嘴的水流立即停止。此后立即打开次级螺线管，使其从动于初级螺线管。TAM在玻璃的第一边以向上的位置开始向其原始位置移动。次级螺线管保持一段期望的持续时间(例如，50毫秒)。例如，这可以去除约1ml的水和气泡的混合物。在吹扫期间，废水和空气被吹扫至排放位置。次级螺线管随后关闭。装置此时为在激光划线过程中进行另一个淬冷循环做好准备。

本发明的示例的和非限制的实施方式包括如下：

C1.一种在划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的装置，包括：

加压的淬冷液体源；

主液体供给管线，引自所述加压的淬冷液体源；

喷嘴，包括主体和尖端，主体具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道，尖端连接到与所述喷嘴通道连通的所述喷嘴管体，所述尖端具有当所述喷嘴放置在所述板附近时适于释放用于淬冷所述板的所述淬冷液体喷流的喷口；和

用于从所述淬冷液体去除气体并防止所述气体占据所述喷嘴的装置。

C2.如C1所述的装置，其中，用于去除气体的所述装置包括：

所述喷嘴管体，在与所述喷嘴通道液体连通的喷嘴上部具有吹扫开口；

吹扫管线，从所述吹扫开口引向远离所述喷嘴的排放位置；

初级阀，设置在所述主液体供给管线中；和

次级阀，设置在所述喷嘴和所述排放位置之间。

C3.如C2所述的装置，其中，用于去除气体的所述装置包括初级螺线管、次级螺线管和可编程逻辑控制器(PLC)，该PLC发送信号至所述初级螺线管用于打开和关闭所述初级阀，并且发送信号至所述次级螺线管用于打开和关闭所述次级阀。

C4.如C2或C3所述的装置，其中，所述喷嘴通道包括倾斜表面，该倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸。

C5.如C1-C4中任一所述的装置，其中，用于去除气体的所述装置包括冷却盘管，该冷却盘管在所述喷嘴中围绕所述喷嘴通道延伸，包括液体入口和液体出口，其中冷却剂进入所述液体入口，行进通过所述盘管，通过所述喷嘴管体及围绕所述喷嘴通道，并从所述液体出口被去除。

C6.如C1-C5中任一所述的装置，其中，用于去除气体的所述装置包括空气过滤器，该空气过滤器包括：具有相对端部的细长主体；空心多孔疏水纤维，沿着所述主体的长度在所述端部之间延伸并在所述端部处具有开口，密封所述端部以暴露所述纤维开口；在所述端部之一的液体入口和在所述端部中另一个的液体出口，所述液体入口和所述液体出口与所述纤维开口液体连通，所述液体入口沿着所述主供给管路从所述压力源接收富含气体的所述淬冷液体，并且所述液体出口沿着所述主供给管路将气体耗尽的所述淬冷液体排放到所述喷嘴；真空端口，沿着所述主体长度与所述纤维的外部连通；以及连接到所述真空端口的真空源。

C7.一种在划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的方法，包括：

提供加压的淬冷液体源、引自所述加压的淬冷液体源的主液体供给管线、喷嘴、尖端和气体去除装置，喷嘴包括具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道的主体，尖端连接到所述喷嘴管体、与所述喷嘴通道连通，所述尖端具有适于释放所述淬冷液体喷流的喷口，气体去除装置适于从所述淬冷液体去除气体；

使用所述气体去除装置从所述淬冷液体去除气体，以防止所述气体占据所述喷嘴；

在划线工艺中通过所述尖端喷口将所述淬冷液体的喷流喷射到所述板上而不间断所述喷流；和

一旦所述划线工艺完成，基本上无时间延迟地关闭所述淬冷液体的所述喷流。

C8.如C7所述的方法，其中，所述气体去除装置包括：吹扫开口，在所述喷嘴的上部与所述喷嘴通道流体连通；吹扫管线，从所述吹扫开口引向在所述喷嘴中远离所述喷嘴吹扫气体的排放位置；设置在所述主液体供给管线中的初级阀和设置在所述喷嘴和所述排放位置之间的次级阀；所述方法还包括通过打开所述次级阀并通过所述吹扫开口和沿着所述吹扫管线将所述液体引向所述排放位置以去除所述气体。

C9.如C8所述的方法，还包括提供初级螺线管、第二螺线管和可编程逻辑控制器(PLC)，并且从所述PLC发送电信号至所述初级螺线管用于打开和关闭所述初级阀，并且发送电信号至所述次级螺线管用于打开和关闭所述次级阀。

C10.如C9所述的方法，还包括通过从所述PLC发送所述电信号至所述初级螺线管以打开所述初级阀，和从所述PLC发送所述电信号至所述次级螺线管以打开所述次级阀进行吹扫，所述次级阀打开一段足以在淬冷液体通过所述尖端喷口时从所述喷嘴去除全部气泡的持续时间。

C11.如C9所述的方法，还包括通过从所述PLC发送所述电信号至所述初级螺线管用于关闭所述初级阀，在所述初级阀的所述关闭时自动打开所述次级阀，并在预定的时间间隔后关闭所述次级阀进行吹扫，其中由所述吹扫去除的淬冷液体的量小于将使空气通过所述喷口进入所述喷嘴中的量。

C12.如C8所述的方法，其中，所述喷嘴通道包括倾斜表面，该倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸，所述方法还包括沿着所述喷嘴通道的所述倾斜表面将所述气体的气泡从所述尖端附近朝所述吹扫开口移动，并随后通过所述吹扫开口，沿着所述吹扫管线将所述液体和所述气泡吹扫到所述排放位置。

C13.如C7-C12中任一所述的方法，还包括冷却盘管，该冷却盘管在所述喷嘴管体中围绕所述喷嘴通道延伸，所述冷却盘管具有流体入口和流体出口，所述方法还包括使冷却剂流入所述液体入口，通过所述盘管，通过所述喷嘴管体并围绕所述喷嘴通道，并且通过冷却流经所述喷嘴通道的淬冷液体并增加所述气体在所述淬冷液体中的溶解度，以便从所述液体出口去除所述冷却剂而从所述淬冷液体去除所述气体。

C14.如C7-C13中任一所述的方法，还包括使用激光划线所述玻璃板。

C15.如C7-C14中任一所述的方法，包括立管，该立管相对于所述主管线在所述加压淬冷液体源和所述喷嘴之间升高，所述方法还包括从所述主液体管线使所述气体的气泡流入所述立管，并随后从所述立管去除所述气体。

C16.如C7-C15中任一所述的方法，包括：

提供空气过滤器，该空气过滤器包括：具有相对端部的细长主体；空心多孔疏水纤维，沿着所述主体的长度在所述端部之间延伸并在所述端部处密封以在所述端部处暴露所述纤维中的开口；在所述端部之一的液体入口和在所述端部中另一个的液体出口，所述液体入口和所述液体出口与所述纤维开口流体连通，所述液体入口与来自所述压力源的主供给管路流体连通，并且所述液体出口与引至所述喷嘴的所述主供给管路流体连通；真空端口，沿着所述主体长度与所述纤维的外部连通；以及连接到所述真空端口的真空源，

将富含气体的所述淬冷液体从所述淬冷液体的所述加压源沿着所述液体纤维的内部流入所述液体入口；

施加真空从所述真空源将气体从所述淬冷液体通过所述纤维的所述气孔抽出，并且通过所述真空端口去除所述气体；和

通过所述液体出口，使气体耗尽的所述淬冷液体流入所述主淬冷液体供给管线及所述喷嘴。

C17.一种在划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的装置，包括：

加压的淬冷液体源；

主液体供给管线，引自所述加压的淬冷液体源；

喷嘴，包括主体和尖端，主体具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道，尖端连接到与所述喷嘴通道连通的所述喷嘴管体，所述尖端具有当所述喷嘴放置在所述板附近时适于释放用于淬冷所述板的所述淬冷液体喷流的喷口；

吹扫开口，设置在所述喷嘴的上部，与所述喷嘴通道流体连通；

吹扫管线，从所述吹扫开口引向远离所述喷嘴的排放位置；

初级阀，设置在所述主液体供给管线中；和

次级阀，设置在所述喷嘴和所述排放位置之间。

C18.如C17所述的装置，还包括初级螺线管、次级螺线管和可编程序逻辑控制器(PLC)，该PLC发送信号至所述初级螺线管用于打开和关闭所述初级阀，并且发送信号至所述次级螺线管用于打开和关闭所述次级阀。

C19.如C17-C18中任一所述的装置，其中，所述喷嘴通道包括倾斜表面，该倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸。

C20.如C17-C19中任一所述的装置，还包括冷却盘管，该冷却盘管在所述喷嘴中围绕所述喷嘴通道延伸，并包括液体入口和液体出口，其中流入所述液体入口的冷却剂行进通过所述盘管，通过所述喷嘴管体及围绕所述喷嘴通道，并从所述液体出口被去除。

Claims (10)

1.一种在激光划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的装置，包括： 

加压的淬冷液体源； 

主液体供给管线，引自所述加压的淬冷液体源； 

喷嘴，包括主体和尖端，主体具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道，尖端连接到与所述喷嘴通道连通的喷嘴管体，所述尖端具有当所述喷嘴放置在所述玻璃板附近时适于释放用于淬冷所述玻璃板的淬冷液体喷流的喷口，从而在切割玻璃板时造成的局部应力梯级不被中断，裂纹沿着所述应力梯级在所述玻璃板的宽度方向传播；和 

用于从所述淬冷液体去除气体并防止所述气体占据所述喷嘴的装置。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于去除气体的所述装置包括： 

所述喷嘴管体，在与所述喷嘴通道液体连通的所述喷嘴上部具有吹扫开口； 

吹扫管线，从所述吹扫开口引向远离所述喷嘴的排放位置； 

初级阀，设置在所述主液体供给管线中；和 

次级阀，设置在所述喷嘴和所述排放位置之间。 

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述喷嘴通道包括倾斜表面，所述倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸。 

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的装置，其特征在于，去除气体的所述装置包括空气过滤器，该空气过滤器包括：具有相对端部的细长主体；空心多孔疏水纤维，沿着所述主体的长度在所述端部之间延伸并在所述端部处具有开口，密封所述端部以暴露所述纤维开口；在所述端部之一的液体入口和在所述端部中另一个的液体出口，所述液体入口和所述液体出口与所述纤维开口流体连通，所述液体入口沿着主供给管路从压力源接收富含气体的所述淬冷液体，并且所述液体出口沿着所述主供给管路将气体耗尽的所述淬冷液体排放到所述喷嘴；真空端口，沿着所述主体长度与所述纤维的外部连通；以及连接到所述真空端口的真空源。 

5.一种在激光划线工艺中防止气体占据对热玻璃板进行淬冷用的喷嘴的方法，包括： 

提供加压的淬冷液体源、引自所述加压的淬冷液体源的主液体供给管线、喷嘴、尖端和气体去除装置，喷嘴包括具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道的主体，尖端连接到喷嘴管体、与所述喷嘴通道连通，所述尖端具有适于释放所述淬冷液体喷流的喷口，气体去除装置适于从所述淬冷液体去除气体； 

使用所述气体去除装置从所述淬冷液体去除气体，以防止所述气体占据所述喷嘴； 

在激光划线工艺中通过所述尖端喷口将所述淬冷液体的喷流喷射到所述玻璃板上而不间断所述喷流从而在切割玻璃板时造成的局部应力梯级不被中断，裂纹沿着所述应力梯级在所述玻璃板的宽度方向传播；和 

一旦所述划线工艺完成，基本上无时间延迟地关闭所述淬冷液体的所述喷流。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述气体去除装置包括：吹扫开口，在所述喷嘴的上部与所述喷嘴通道流体连通；吹扫管线，从所述吹扫开口引向在所述喷嘴中远离所述喷嘴吹扫气体的排放位置；设置在所述主液体供给管线中的初级阀和设置在所述喷嘴和所述排放位置之间的次级阀；所述方法还包括通过打开所述次级阀并通过所述吹扫开口和沿着所述吹扫管线将所述液体引向所述排放位置以去除所述气体。 

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括提供初级螺线管、 次级螺线管和可编程逻辑控制器(PLC)，并且从所述PLC发送电信号至所述初级螺线管用于打开和关闭所述初级阀，并且发送电信号至次级螺线管用于打开和关闭所述次级阀。 

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过从所述PLC发送所述电信号至所述初级螺线管以打开所述初级阀，和从所述PLC发送所述电信号至所述次级螺线管以打开所述次级阀进行吹扫，所述次级阀打开一段足以在淬冷液体通过所述尖端喷口时从所述喷嘴中去除全部气泡的持续时间。 

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括通过从所述PLC发送所述电信号至所述初级螺线管用于关闭所述初级阀，在所述初级阀的所述关闭时自动打开所述次级阀，并在预定的时间间隔后关闭所述次级阀进行吹扫，其中由所述吹扫去除的淬冷液体的量小于将使空气通过所述喷口进入所述喷嘴中的量。 

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述喷嘴通道包括倾斜表面，该倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸，所述方法还 包括沿着所述喷嘴通道的所述倾斜表面将所述气体的气泡从所述尖端附近朝所述吹扫开口移动，并随后通过所述吹扫开口，沿着所述吹扫管线将所述液体和所述气泡吹扫到所述排放位置。