CN107108306B - 在压缩端部具有边饰的等压槽以及用于形成玻璃带的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于制备玻璃带的设备,所述设备包括成形主体(100)，所述成形主体(100)包括含有两个槽壁和槽底部的上部槽形部分；下部楔形部分；递送端部，其构造成接收熔融的玻璃；和包括边饰(243)的压缩端部(237)；以及端部盖(205)，所述端部盖(205)连接到压缩端部(237)且在边饰(243)的顶部表面上延伸,其中在靠近压缩端部(237)的点处，边饰(243)高度大于两个槽壁的高度。此外，本文还揭示了采用此类设备生产玻璃带的方法。这使得端部盖中和成形主体的压缩端部上流动的玻璃最小化并且使得团块的形成最小化。

Description

在压缩端部具有边饰的等压槽以及用于形成玻璃带的方法
本申请要求2014年09月30日提交的美国临时申请号62/057416的优先权，其全文通过引用结合于此。
技术领域
本公开总体涉及用于玻璃制造系统的成形主体，具体来说，涉及用于熔合拉制机的等压槽。
背景
高性能显示器装置例如液晶显示器(LCD)和等离子体显示器常用于各种电子装置，例如手机、手提电脑、电子平板、电视和计算机显示屏。目前市场化的显示装置可使用一种或多种高精度的玻璃片，例如作为用于电路组件的衬底，或作为滤色器，只列举出一些应用。用于制备这种高质量玻璃基片的领先技术是熔合拉制法，其由康宁有限公司(CorningIncorporated)开发，并如例如美国专利号3,338,696和3,682,609所述，以上各文的全部内容通过引用纳入本文。
熔合拉制法可利用包括成形主体(例如,等压槽)的熔合拉制机(FDM)。成形主体可包括上部槽形部分和下部部分，所述下部部分具有楔形横截面，其具有向下倾斜且在根部处连接的两个主要表面(或成形表面)。在操作中，用熔融的玻璃例如粘度为约16,000-约75,000泊的玻璃填充槽,允许其在槽侧壁(或堰)上流动，并沿着两个成形表面作为两个玻璃带向下流动，其最终在根部汇聚，并在那里熔合在一起来形成单一的玻璃带。因此，玻璃带可具有没有暴露于成形主体表面的两个原始外部表面。然后，可向下拉制带并冷却，以形成具有所需厚度和原始表面质量的玻璃片。
在玻璃成形过程中,可将熔融的玻璃递送到等压槽的一个端部(“递送端部”)，且可向下沿着等压槽的长度移动，同时流经堰到达相对端部(“压缩端部”)。例如等压槽的成形主体常常由耐火陶瓷材料例如锆石、氧化锆、氧化铝等构成，它们的热膨胀系数(CTE)与等压槽的金属组件(例如端部盖和/或犁(plow))的CTE相比可广泛变化。例如,在升高的温度下，铂和含铂的合金的膨胀可约为锆石膨胀的两倍。两种材料之间的膨胀差异可在操作中导致间隙。
在操作温度下，可形成间隙，间隙大到足以使在较低粘度下的玻璃流穿，特别是在冲洗过程中。熔融的玻璃随后可开始在等压槽的端部盖中收集。在端部盖中收集的玻璃可为惰性的，且较稳定的，但如果端部盖失效的话，可最终泄露。例如，端部盖中的泄露可通过下述来造成：焊接的污染和/或金属的劣化，例如因为与如SiC的某些材料而导致的。在一些情况下，端部盖中过量的玻璃体积可导致金属凸起，且在焊接线上施加应力和/或拉伸端部盖的已经薄化的区域。端部盖的凸起还可使它接触包封成形主体的结构，由此在端部盖中形成孔。端部盖中过量的玻璃体积还可迫使它整体地从成形主体或等压槽滑落。
从压缩端部上的端部盖泄露的玻璃可向下流入工艺的其余部分，例如在主要玻璃流动边缘处的边缘引导件后面，且在本领域中称作“团块(gob)”。团块可在等压槽的根部下方绕着边缘辊尺寸变大，且可干扰牵拉作用。团块还可破碎，且导致玻璃块固定在玻璃和下部辊之间，这可导致明显的玻璃破碎。此外，取决于玻璃流入端部盖中的速率以及后续的端部盖中泄露的流出速率，可能需要早期地修复成形主体或周围设备。
在端部盖中收集的玻璃的量可取决于各种因素，例如玻璃处于低粘度状态(例如小于约35000泊)下的时间的量，端部盖的配合的紧密度，等压槽槽的深度，堰的角度(如所加工的或作为工艺函数向下倾斜)，和/或加工温度(其可影响材料之间的膨胀差异)。例如，除了紧密的机械配合以外，端部盖可没有连接或密封到等压槽。因此，在端部盖和等压槽之间可存在狭缝，其可大到约0.04cm(0.015”)。粘度小于约35000泊的熔融的玻璃可流穿0.04cm的狭缝。此外，因为堰以恒定角度(例如6度角度)从递送端部逐渐减小到压缩端部，在端部盖区域的等压槽的顶部表面可在压缩端部的玻璃的头部水平以下。这可提供额外的压力，使玻璃流穿间隙或狭缝。一旦玻璃流穿间隙或狭缝，玻璃可流入端部盖且流过端部盖的端部，这带来如上所述的不足中的一个或多个。
限制因团块造成的设备损坏、产率降低和/或玻璃损坏的现有努力包括在制造系统之内实施团块收集装置。但是，团块收集可扰乱操作参数，例如热平衡和/或质量平衡，特别是在用于薄(例如小于约0.3mm)玻璃片的玻璃形成工艺的情况下。例如，可增加冲洗频率来补偿高精度玻璃中的玻璃转化和/或液相线失透问题。使用更长和/或更频繁冲洗的工艺可有下述不足：增加玻璃泄露的频率和/或量。因此，使用常规方法的因收集和除去大端质量造成的热影响可对玻璃形成工艺有害。
对于具有一直增加的尺寸和图像质量要求的高性能显示器的消费者需求驱动改善制造工艺来生产高质量、高精度玻璃片的需求。因此，会优选地来提供用于形成玻璃带和玻璃片的方法和设备，其可最小化玻璃缺陷和/或破碎，以及减少设备损坏和工艺不稳定性。在各种实施方式中，本文所述的方法和设备可最小化进入端部盖中的玻璃流动以及在成形主体的压缩端部上的玻璃流动，以及最小化团块的形成，这可最小化或阻止产率损失和设备损坏。
概述
本公开涉及用于制备玻璃带的设备,所述设备包括成形主体，所述成形主体包括含有两个槽壁和槽底部的上部槽形部分；下部楔形部分；递送端部，其构造成接收熔融的玻璃；和包括边饰的压缩端部；以及端部盖，所述端部盖连接到压缩端部且在边饰的顶部表面上延伸,其中在靠近压缩端部的点处，边饰高度大于两个槽壁的高度。此外，本文还描述了包括这种成形主体设备的熔合拉制机。
此外，本文所述的是用于制备玻璃带的方法,所述方法包括熔融批料材料来形成熔融的玻璃和将熔融的玻璃加入设备，所述设备包括成形主体，所述成形主体包括含有两个槽壁和槽底部的上部槽形部分；下部楔形部分，其包括在根部处汇聚的两个相反的外部表面；递送端部，其构造成接收熔融的玻璃；和包括边饰的压缩端部；以及端部盖，其连接到压缩端部且在边饰的顶部表面上延伸,其中在靠近压缩端部的点处，边饰高度大于两个槽壁的高度。
在各种实施方式中,成形主体可包括耐火材料，其选自锆石,氧化锆,氧化铝,氧化镁,碳化硅,氮化硅,氧氮化硅,及其组合。根据一些实施方式,成形主体设备还可包括转向器，其靠近边饰设置且连接到端部盖。在一些实施方式中,端部盖和/或转向器可包括贵金属,例如铂或含铂的合金,且端部盖和转向器可焊接在一起。根据其它实施方式,成形主体设备可包括设置在边饰和转向器之间的辅助填隙片和/或设置在端部盖的顶部表面上的支架(yoke)。在各种非限制性实施方式中，在压缩端部处，边饰的高度可大于熔融的玻璃的高度。
在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的方法而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述给出了本发明的各种实施方式，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本发明的各种实施方式，并与说明书一起用来解释本发明的原理和操作。
附图简要说明
结合以下附图阅读本发明，便可以最好地理解下文中的发明详述，只要可能，图中相同的结构用相同的编号表示：
图1是用于制备玻璃带的示例性熔合拉制法中的示例性成形主体的示意图；
图2的示意图显示图1所示成形主体的横截面端部视图；
图3是示例性成形主体的压缩端部的横截面侧视图；
图4是是示例性端部盖的侧视图；
图5是示例性成形主体的横截面侧视图；
图6是图5所示的成形主体的压缩端部的横截面侧视图；
图7是根据本公开的实施方式的成形主体设备的压缩端部的横截面侧视图；
图8是图7所示的成形主体设备的压缩端部的一部分的横截面侧视图；
图9A-B显示根据本公开的实施方式的成形主体设备的压缩端部的内部视图；以及
图10是示例性玻璃制造系统的示意图。
详细描述
设备
本文所述的是用于制备玻璃带的设备,所述设备包括成形主体，所述成形主体包括含有两个槽壁和槽底部的上部槽形部分；下部楔形部分；递送端部，其构造成接收熔融的玻璃；和包括边饰的压缩端部；以及端部盖，所述端部盖连接到压缩端部且在边饰的顶部表面上延伸,其中在靠近压缩端部的点处，边饰高度大于两个槽壁的高度。此外，本文描述了包括这种成形主体设备的熔合拉制机。
将结合图1-2来讨论本公开的实施方式,其显示适用于制备玻璃带的示例性玻璃制造法的示例性成形主体例如等压槽。参考图1,在玻璃制造过程例如熔合拉制法中,可通过进口管101将熔融的玻璃加入包括槽103的成形主体100。在槽103完全填充之后,熔融的玻璃可在槽的侧面上溢流，且向下流过两个相反的成形表面107，然后在根部109处熔合在一起来形成玻璃带111。随后，可使用例如辊组装件(未显示)沿着方向113向下拉制玻璃带，且进一步加工来形成玻璃片。成形主体组装件还可包括辅助组件，例如端部盖105和/或边缘引导件(未显示)。
图2提供图1所示成形主体组装件的横截面视图,其中成形主体100可包括上部槽形部分102和下部楔形部分104。上部槽形部分102可包括通道或槽103，其构造成接收熔融的玻璃。槽103可通过两个槽壁(或堰)125a,125b来限定，其包括内部表面121a,121b,和槽底部123。尽管将槽描述为具有矩形横截面，且内部表面与槽底部形成约90度的角度,但设想了其它槽横截面，以及内部表面和槽底部之间的其它角度。堰125a,125b还可包括外部表面127a,127b，其与楔外部表面129a,129b一起可补足两个相反的成形表面107。熔融的玻璃可流过堰125a,125b，且作为两个玻璃带向下流过成形表面107，其随后可在根部109处熔合来形成单一玻璃带111。然后，可沿着方向113向下拉制带,以及在一些实施方式中,进一步加工来形成玻璃片。
成形主体100可包括适用于玻璃制造工艺的任意合适材料,例如,耐火材料，例如锆石,氧化锆,氧化铝,氧化镁,碳化硅,氮化硅,氧氮化硅,及其组合。根据各种实施方式,成形主体可包括单一工件，例如从单一来源加工的一个工件。在其它实施方式中,成形主体可包括结合、熔合、连接或以其它方式连接在一起的两个或多个工件，例如槽形部分和楔形部分可为包含相同或不同材料的两个独立的工件。取决于所需的应用，成形主体尺寸包括长度,槽深度和宽度,和楔高度和宽度等可变化。本领域普通技术人员能选定适用于特定制造工艺或系统的这些尺寸。
如图3所示,示例性成形主体设备可装配设置在槽底部123上的转向器131。在一些实施方式中,转向器(例如,犁)可为总体上楔形的，且宽度横跨槽的内壁之间的距离。转向器可包括适用于玻璃制造工艺的任意材料，包括但不限于贵金属，例如铂和含铂的合金。成形主体设备还可包括端部盖105,可将转向器焊接到所述端部盖105。端部盖可类似地包括贵金属,其可与用来构建转向器所用的材料相同或不同。端部盖还可包括至少一根排气管133,其可允许在用玻璃填充端部盖时使空气逃出端部盖。根据各种成形主体设计,转向器还可使用至少一个重块(weight)固定到位，其可设置在转向器之内或之上。重块可包括适用于玻璃制造工艺的任意材料,例如,耐火材料，例如上文关于成形主体所述的那些,例如,锆石。转向器还可包括额外的组件，例如分配器135,其用于以基本上均匀的方式在两个槽壁上分配玻璃。
在一些实施方式中,相对于成形主体的水平轴线X，槽底部123可以Θ1的角度从递送端部(未显示)逐渐地倾斜到压缩端部139。这个角度可为例如约1°至约3°,例如约1.25°至约2.5°,约1.5°至约2.25°,或约1.75°至约2°,包括在那之间的所有范围和子范围。这样,在一些实施方式中,在递送端部处的槽深度可大于在压缩端部处的槽深度。槽深度还可沿着等压槽的长度以线性或非线性方式变化。
转向器可在槽底部上提供额外的轮廓，其具有在下述角度Θ2的倾斜：例如,约2°至约4°,例如约2.5°至约3.75°,约2.75°至约3.5°,或约3°至约3.25°,包括在那之间的所有范围和子范围。相对于成形主体的水平轴线X，槽壁125a(125b未显示)可类似地以角度Θ3(例如,以堰角度)从递送端部(未显示)逐渐倾斜到压缩端部137。这个角度可为例如约4°至约8°,例如约4.5°至约7°,约5°至约6.5°,或约5.5°至约6°,包括在那之间的所有范围和子范围。根据一些实施方式,槽侧面相对于轴线X以约6°角度倾斜。
端部盖105可连接到压缩端部137(如下文结合图6A所更加详细描述),例如,挤压配合和/或绕着压缩端部缠绕来形成紧密的机械配合。这样,成形主体设备可包括区域z,其具有长度L和基本上平坦表面，在其上面可挤压或缠绕或以其它方式连接端部盖材料,例如铂。根据各种实施方式,区域z的长度L可为约1cm至约15cm,例如约2cm至约12cm,约3cm至约10cm,约4cm至约9cm,约5cm至约8cm,或约6cm至约7cm,包括在那之间的所有范围和子范围。在其它实施方式中,相对于水平轴线X，区域z可以角度例如,Θ3设置。
在一些实施方式中,区域z在堰角度Θ3和槽底部角度Θ1相交处开始。此外,区域z还可继续以与堰角度Θ3相似或相同的角度继续逐渐倾斜,例如,槽底部和槽侧面可具有基本上相同的高度,这形成基本上平坦表面(其可处于角度Θ3)，且可将端部盖105连接到该表面。因此，端部盖105可包括与区域z表面接触的第一部分105a,和垂直地延伸的第二部分105b，可将转向器131焊接或以其它方式连接到该第二部分。虽然将第二部分105b显示为相对于水平轴线X成90°角度,应理解这个部分可以相对于轴线X或相对于槽底部角度Θ1的任意角度垂直地延伸。
如上所述，虽然端部盖可连接到压缩端部，且可因此物理接触成形主体,但它可以不是以密封或其它方式连接到成形主体。这样,在端部盖和成形主体之间可存在间隙，所述间隙可大到约0.04cm,例如约0.038cm,0.035cm,0.03cm,0.025cm,0.02cm,0.015cm,或0.01cm,包括在那之间的所有范围和子范围。此外,端部盖材料例如铂随着增加温度的膨胀可大于成形主体材料例如锆石的膨胀,在各种实施方式中,这可导致在端部盖和成形主体之间的间隙尺寸增加。
图4显示连接到示例性成形主体压缩端部的端部盖的稍微倾斜的侧视图。这个视图相对于压缩端部上的端部盖的潜在配合提供额外的视角。如在所示实施方式中所描述，端部盖105可想像成紧密地绕着压缩端部缠绕，且贴合压缩端部的形状。第一部分105a在压缩端部的一部分上延伸,例如,压缩端部的顶部表面和侧面表面(未标记)上延伸。第一部分可为成形主体提供挤压配合或机械连接。第二部分105b从成形主体径向地延伸,例如垂直地从成形主体的顶部表面和水平地从成形主体的侧面表面延伸。第二部分可提供平台，可将转向器或其它组件(未显示)连接到该平台。这样,虽然在图3和5-7中提供的横截面视图中看不见,但端部盖205可沿着所有方向径向延伸，例如从顶部表面垂直地延伸,从侧面表面例如槽侧面水平地延伸等。以这种方式径向延伸的端部盖材料可与其延伸的表面形成任意角度，例如,约90°角度，如图4所示。
图5显示另一种示例性成形主体的横截面侧视图。成形主体100可包括递送端部139,其可包括进口101，玻璃可通过进口101沿着方向F流动。与图3中所示的成形主体非常相似,压缩端部137可包括转向器131,其可包括分配器135,且可焊接到端部板105,其可包括排气管133。此外，端部盖105可通过支架141来压制(hold down)，其可包括适用于玻璃制造工艺的任何材料,例如,耐火材料例如锆石。如图6所示,其提供了图5所示压缩端部137的更详细视图,支架141可靠在端部盖的第一部分105a上或以其它方式物理接触端部盖的第一部分105a，且可毗邻或以其它方式物理接触端部盖的第二部分105b。在一些实施方式中,犁141还可毗邻或物理接触排气管133。此外，如图6所示,支架141可具有高度h1，从而,在各种实施方式中,在成形主体的压缩端部137处，支架高于玻璃水平G。
因为支架141的高度,在这种成形主体设计中，玻璃可不在成形主体的压缩端部顶部上泼洒。然而，这种设计仍然依赖于端部盖的机械强度来捕捉和固定任何泄露中的玻璃，且可能无法解决进入端部盖自身的玻璃流动。如上所述，如果端部盖的机械强度受损，例如形成泄露或孔，通过端部盖和向下进入主要玻璃流动(“团块”)的后续玻璃流动可产生多种不足。
图7显示根据本公开的实施方式的成形主体设备的压缩端部237的替代设计。在所示的非限制性设计中,成形主体可包括具有高度h2的边饰或坝243,从而在压缩端部237处，边饰高于玻璃水平G。在各种实施方式中,在压缩端部处,例如在靠近压缩端部237的点处，边饰的高度h2可大于槽壁的高度(未标记)。根据本公开的一些实施方式,边饰的高度h2可为5cm至约15cm,例如约6cm至约12cm,约7cm至约10cm,或约8cm至约9cm,包括在那之间的所有范围和子范围。端部盖205可因此绕着压缩端部237延伸,例如,至少在边饰243的顶部表面的一部分上延伸，如图7所示。在各种实施方式中,端部盖205可设置在边饰243和支架241之间,其可靠着或以其它方式物理接触端部盖的表面,例如接触边饰的端部盖的部分。如在图5-6中,端部盖205还可包括至少一根排气管233。
边饰243表面在图8中显示和标记。如图所示，边饰243可进行机械加工或以其它方式成形为具有含曲率半径的至少一个表面。例如,顶部表面243a可具有曲率半径,例如使用约0.5cm或更小的曲率半径来圆化边缘或角落。在其它实施方式中，顶部表面243a还可相对于成形主体设备的水平轴线X以角度Θ4设置。根据本公开的各种实施方式，这个角度Θ4可为0°至约10°和/或Θ4可类似于或等于堰角度(参见图3中的Θ3)。因此,在非限制性实施方式中,顶部表面243a可以约4°至约8°,例如约6°的角度设置。外部表面243b的一个或多个角落或边缘也可类似地进行机械加工来具有曲率半径。外部表面243b可为成形主体的终端，且还可物理接触端部盖(未显示)。
此外，边饰的内部表面243c可为非平坦的，如图8所示。内部表面243c可补足槽的内部表面(未标记)。内部表面243c的曲率半径r可根据所需的特定应用来变化，例如使得应力集中最小化，且在一些实施方式中可为约1cm至约3cm,例如约1.5cm至约2cm,包括在那之间的所有范围和子范围。当然，虽然在图7-8中显示边饰的各个表面以各种角度设置和/或具有不同的曲率程度，应理解，如有需要，可使用这些特征的任意组合。例如，可将边饰机械加工或以其它方式成形来只具有平坦表面，例如矩形或正方形边饰，但与具有非平坦表面的边饰相比，这种实施方式可具有增加的应力点和/或用于制备成形主体的制造成本可更高。
再参考图7,在非平坦内部边饰表面的情况下(未标记)，可使用一个或多个辅助垫片245来填充腔体，该腔体本来可在曲率半径和转向器231之间形成。这些垫片245可由单独的耐火材料例如锆石的工件机械加工而来,且后续地与邻近边饰243的成形主体粘结或以其它方式连接到成形主体。类似地,虽然将包括边饰243的成形主体显示成单一主体(例如，从单一材料工件机械加工而来)，但边饰可类似地从单独的耐火材料工机械件加工而来，且后续结合或以其它方式连接到成形主体的压缩端部。在其它实施方式中,形成垫片或端部片的材料可包括不与铂(或其它金属)反应的材料，从而最小化端部盖中任何玻璃的泄露风险。在这种实施方式中,例如包含例如与用来构建等压槽相似或相同的耐火材料的第二端部盖，其可邻近金属端部盖且在金属端部盖外部安装，且可进一步支撑端部盖的金属以及限制端部盖鼓起和收集玻璃的能力。
端部盖205可连接到压缩端部,包括边饰243,例如，第一部分205a可绕着或越过各种边饰表面(例如边饰的外部、顶部和/或侧面表面(未标记))延伸，且第二部分205b可从成形主体的各个表面径向地延伸,例如,从边饰的顶部表面垂直地延伸以及从槽侧面表面水平地延伸。转向器或犁231可至少部分地连接到端部盖205。例如,转向器231可焊接到端部盖的第二部分205b。转向器和端部盖的连接(或焊接)可使用各种构造和方法来实现。应指出，如在图7中所示,在一些实施方式中,端部盖205,例如,第二部分205b可不覆盖边饰243的内部表面(未标记)。然而，在各种实施方式中,转向器的高度可等于或小于边饰。因此,辅助板247可焊接到端部盖205的一个或多个表面,从而板向下延伸来覆盖边饰的至少一部分内部表面。随后，可将转向器243焊接到辅助板247，且因此连接到端部盖205。辅助板可通过任意合适的材料来构建，例如铂或含铂的合金的贵金属。当然，在其它实施方式中,转向器可具有一种或多种尺寸，允许直接连接或焊接到端部板。
图9A-B提供根据本公开的成形主体设备的压缩端部的内部透视图。在图9A中,端部边饰的第二部分205b是可见的,且支架241设置在端部盖的第一部分顶部上(不可见)。边饰的内部表面243c是可见的，且没有被端部盖材料覆盖。边饰顶部(未标记)接触端部盖的第一部分，且位于在槽侧壁225a,225b的高度以上。在图9B中,边饰的内部表面是不可见的，且被辅助板247覆盖。随后，可将转向器或其它组件(未显示)焊接或以其它方式连接到辅助板247。当然，如上所述，可使用其它构造和方法将转向器连接到端部盖，且所示的实施方式不应认为限制所附权利要求。额外的实施方式可提供示例性等压槽，其具有某些尺寸的堰和槽，匹配用于在犁后面的预定长度，以最少化流入各端部盖的玻璃。
方法
本文所述的是用于制备玻璃带的方法,所述方法包括熔融批料材料来形成熔融的玻璃和将熔融的玻璃加入设备，所述设备包括成形主体，所述成形主体包括含有两个槽壁和槽底部的上部槽形部分；下部楔形部分，其包括在根部处汇聚的两个相反的外部表面；递送端部，其构造成接收熔融的玻璃；和包括边饰的压缩端部；以及端部盖，其连接到压缩端部且在边饰的顶部表面上延伸,其中在靠近压缩端部的点处，边饰高度大于两个槽壁的高度。
将参考图10讨论本公开的实施方式,其显示用于制备玻璃带304的示例性玻璃制造系统300。玻璃制造系统300可包括熔融容器310,熔融到澄清管315,澄清容器(例如,澄清管)320,澄清到搅拌室连接管325(具有从那延伸的水平探针立管327),搅拌室(例如,混合容器)330,搅拌室到碗连接管335,碗(例如,递送容器)340,下导管345,和FDM 350,其可包括进口355,成形主体(例如,等压槽)360,和牵拉辊组装件365。
如箭头312所示，可将玻璃批料材料引入熔融容器310，来形成熔融的玻璃314。通过熔融至澄清管315，将澄清容器320与熔融容器310相连。所述澄清容器320可具有接收来自熔融容器310的熔融玻璃的高温加工区域，并可在那里从熔融玻璃中除去气泡。通过澄清器至搅拌室连接管325将澄清容器320与搅拌室330相连。通过搅拌室至碗连接管335将搅拌室330与碗340相连。碗340可通过下导管345，将熔融的玻璃递送进入FDM350。
FDM 350可包括进口355,成形主体360,和牵拉辊组装件365。进口355可接收来自下导管345的熔融的玻璃,其可流动到成形主体设备360,其中它形成为玻璃带304。成形主体设备360的各种实施方式进一步如上所述，例如参考图1-9。牵拉辊组装件365可递送拉制的玻璃带304用于通过额外的任选的设备进行进一步加工。例如,玻璃带可通过移动砧机(TAM)进行进一步加工,其可包括用于划割玻璃带的机械划割装置。然后，使用本技术领域所公知的各种方法和装置，可将划割的玻璃分离成多块玻璃片，机械加工、抛光、化学强化，和/或以其它方式进行表面处理，例如蚀刻。
在本文中，使用术语“批料材料”及其变体来指玻璃前体组分的化合物，其在熔融时进行反应和/或组合来形成玻璃。可通过用于组合玻璃前体材料的任何已知方法来制备和/或混合玻璃批料材料。例如，在一些非限制性实施方式中，玻璃批料材料可包括干燥或基本上干燥的玻璃前体颗粒的混合物，例如不含任何溶剂或液体。在其它实施方式中，玻璃批料材料可为浆料的形式，例如在存在液体或溶剂时的玻璃前体颗粒的混合物。
根据各种实施方式,批料材料可包括玻璃前体材料,例如二氧化硅,氧化铝，以及各种额外的氧化物例如硼、镁、钙、钠、锶、锡或钛的氧化物。例如，玻璃批料材料可为二氧化硅和/或氧化铝与一种或多种额外氧化物的混合物。在各种实施方式中,玻璃批料材料包括共计约45至约95重量％的氧化铝和/或二氧化硅以及共计约5至约55重量％的硼、镁、钙、钠、锶、锡和/或钛中至少一种的氧化物。
批料材料可根据本技术领域所公知的任意方法来熔融,包括本文中参考图10所述的方法。例如,可将批料材料添加到熔融容器并加热到下述温度：约1100℃至约1700℃,例如约1200℃至约1650℃,约1250℃至约1600℃,约1300℃至约1550℃,约1350℃至约1500℃,或约1400℃至约1450℃,包括在那之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,取决于各种变量，例如操作温度和批料尺寸，批料材料在熔融容器中的停留时间可为几分钟到几小时。例如,停留时间可为约30分钟至约8小时,约1小时至约6小时,约2小时至约5小时,或约3小时至约4小时,包括在那之间的所有范围和子范围。
熔融的玻璃可后续地经历各种额外的加工步骤,包括澄清来除去气泡，以及搅拌来匀化玻璃熔体等。然后，可使用本文所述的成形主体设备加工熔融的玻璃来制备玻璃带。例如,如上所述,通过一个或多个进口，可在递送端部处将熔融的玻璃加入成形主体的槽形部分。玻璃可沿着从递送端部前进到压缩端部的方向流动,流经两个槽壁,且沿着楔形部分的两个相反的外部表面向下流动,在根部处汇聚来形成单一玻璃带。
作为非限制性例子，成形主体设备可包封在容器中，所述容器在其最热的点处在下述温度范围下操作：(例如,在靠近槽形部分的上部“马弗炉”区域处),约1100℃至约1350℃,例如约1150℃至约1325℃,约1150℃至约1300℃,约1175℃至约1250℃,或约1200℃至约1225℃,包括在那之间的所有范围和子范围。在其最冷的点(例如,在靠近成形主体根部的下部“转变”区域中),容器可在下述温度下操作：约800℃至约1250℃,例如约850℃至约1225℃,约900℃至约1200℃,约950℃至约1150℃,或约1000°至约1100℃,包括在那之间的所有范围和子范围。
相对于现有技术的成形主体组装件，本文所述的方法和设备可提供一个或多个优势。在一些实施方式中,本文所述的设备可减少或消除由玻璃泄露进出压缩端部上的端部盖而导致的团块。团块减少可通过减少来自落入加工系统的玻璃团块的罗宾汉(rubicons)来提高产率。此外，当玻璃团块变大时，它们可改变系统的局部热力学，从而当存在团块时和当不存在团块时，存在温差。因此，消除或减少团块形成可提高使用所述设备的玻璃制造系统的热力学稳定性。此外，通过减少流过压缩端部的玻璃流动，所述设备可改善或增加流过靠近压缩端部的槽侧面的玻璃流动，因此可提高玻璃带均匀性和/或减少材料浪费。最后，因为本公开的方法和设备可减少或消除进入端部盖中的玻璃流动以及由过量玻璃体积导致的对端部盖的任何后续的损坏，可最小化对成形主体设备和周围设备的损坏，以及用于维修的工艺停车时间，由此提高制造速度和效率。当然，应理解本文所述的方法和设备可不具有上述优势中的一种或多种，但这种方法和设备预期落在所附权利要求的范围之内。
应理解，多个揭示的实施方式可涉及与特定实施方式一起描述的特定特征、原理或步骤。还应理解，虽然涉及一种特定实施方式描述了特定的特征、元件或步骤，但它们可以各种没有阐述的组合或置换与替代实施方式互换或组合。
还应理解的是，本文所用的冠词“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，不应局限为“仅一个(一种)”，除非明确有相反的说明。因此，例如，提到的一种“组件”包括具有两种或更多种这类组件的示例，除非文本中有另外的明确表示。
在此，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表述这种范围时，例子包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一个方面。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
如本文所使用，术语“基本上”、“基本上地”及其变体用于指所述的特征等于或近似等于一个数值或描述。此外，“基本上相似”用于指两个数值相等或近似相等。在一些实施方式中，“基本上相似”可指在彼此的约10％的数值，例如在彼此的约5％之内，或在彼此的约2％之内。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。
虽然会用过渡语“包括”来公开特定实施方式的各种特征、元素或步骤，但是应理解的是，这暗示了包括可采用过渡语“由......构成”、“基本由......构成”描述在内的替代实施方式。因此，例如，对包含A+B+C的设备的隐含的替代性实施方式包括设备由A+B+C组成的实施方式和设备主要由A+B+C组成的实施方式。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围和精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。因为本领域的技术人员可以想到所述实施方式的融合了本发明精神和实质的各种改良组合、子项组合和变化，应认为本发明包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

Claims (19)

1.一种用于制备玻璃带的设备，其包括:
成形主体，其包含：
上部槽形部分，其包括两个槽壁和槽底部；
下部楔形部分；
递送端部，其构造成接收熔融的玻璃；以及
包括边饰的压缩端部；
端部盖，其连接到压缩端部且在边饰的顶部表面上延伸,所述端部盖包含至少一根排气管，以及
转向器，其靠近边饰设置在槽底部上，所述转向器包含楔形部分以在槽底部提供额外的轮廓，其具有角度为约2°至约4°的倾斜；
其中在靠近压缩端部的点处，边饰高度大于两个槽壁的高度，所述转向器连接到端部盖。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述端部盖和转向器包括贵金属，且其中转向器焊接到端部盖，所述端部盖包含与成形主体的区域表面接触的第一部分和垂直地延伸的第二部分，所述转向器焊接或以其它方式连接到该第二部分，其中所述端部盖和成形主体之间存在间隙。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述转向器连接到辅助板，且所述辅助板连接到端部盖。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括辅助垫片，所述辅助垫片设置在边饰和转向器之间。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括支架，所述支架设置在于边饰的顶部表面之上延伸的端部盖的一部分的顶部上，所述支架具有高度，从而在成形主体的压缩端部处，支架高于熔融玻璃的玻璃水平。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在压缩端部处，所述边饰的高度大于熔融的玻璃的高度。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，相对于成形主体的水平轴线，两个槽壁的高度以恒定角度从递送端部到压缩端部发生下降。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，沿着转向器和端部盖之间的成形主体的预定长度，两个槽壁的尺寸和槽底部的尺寸是基本上匹配的。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，上部槽形部分的深度以线性或非线性地方式从递送端部到压缩端部发生变化。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在递送端部处的上部槽形部分的第一深度大于在压缩端部处的上部槽形部分的第二深度。
11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括连接到所述端部盖的第二端部盖,第二端部盖包括耐火材料。
12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述成形主体包括耐火材料，其选自锆石,氧化锆,氧化铝,氧化镁,碳化硅,氮化硅,氧氮化硅,及其组合。
13.一种熔合拉制机，其包括如权利要求1所述的设备。
14.一种用来制备玻璃带的方法，所述方法包括下述步骤：
熔融批料以形成熔融的玻璃；以及
将所述熔融的玻璃加入设备，所述设备包括：
成形主体，其包含：
上部槽形部分，其包括两个槽壁和槽底部；
下部楔形部分，其包括在根部处汇聚的两个相反的外部表面；
递送端部，其构造成接收所述熔融的玻璃；以及
包括边饰的压缩端部；以及
端部盖，其连接到压缩端部且在边饰的顶部表面上延伸,其中，所述端部盖包含至少一根排气管，
其中在靠近压缩端部的点处，边饰高度大于两个槽壁的高度；并且
通过将转向器置于槽底部以在槽底部提供额外的轮廓。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，将熔融的玻璃加入成形主体的上部槽形部分，并在两个槽壁之上从递送端部流动到压缩端部,且在下部楔形部分的两个相反的外部表面向下流动,在根部处汇聚来形成单一玻璃带。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，成形主体还包括所述转向器，所述转向器连接到端部盖且靠近边饰设置在槽底部上。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述端部盖和转向器包括贵金属，且其中转向器焊接到端部盖。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述转向器连接到辅助板，且所述辅助板连接到端部盖。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在压缩端部处，所述边饰的高度大于熔融的玻璃的高度。
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