CN107365058A - 一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备及方法，属于玻璃基板制造领域。所述成型设备的侧壁上开设冷却插孔，冷却插孔位于成型设备的溢流槽与成型设备的牵引辊组件之间；还包括冷却插管，冷却插管为密闭的中空管，末端连接冷却液出液管道，内部设置冷却液套管；冷却液套管的末端固定在冷却插管的末端，并连接冷却液进液管道；冷却液套管的前端与冷却插管的前端空间联通；冷却插管能插入冷却插孔中并与冷却插孔配合，冷却插管伸入成型设备的部分与玻璃板的距离为3～15cm。其能够调节玻璃板厚度分布均匀性，不仅使得玻璃板薄的地方变厚，还能使得厚的地方变薄。

Description

一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备及方法

技术领域

本发明属于玻璃基板制造领域，涉及一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备及方法。

背景技术

本申请所针对的玻璃板(厚度在0.3mm～1.4mm之间)主要指用于平板显示技术的基板玻璃，它是平板显示器的关键部件之一。对于许多显示器装置而言，面板中所用玻璃的表面平整度必须在50微米以内，玻璃中的任何厚度波动都会对显示器的质量造成负面影响。

例如在LCD面板中玻璃基板厚度的任何变化都会导致晶体管和像素之间间距的变化，这样会直接影响到显示器的电场和像素，使显示器的灰度和色彩不均匀，产生亮点等缺陷。故在LCD和其它玻璃显示器应用中，提供在可接受的厚度公差范围内的玻璃基板是非常有益的。

现有的成型设备包括溢流槽、牵引辊组件和切割设备，其侧面设置有侧壁。玻璃液经过供料管流入溢流槽，待溢流槽流满后从槽的两面流出，在溢流槽尖部熔合在一起，形成玻璃板，所述玻璃板被牵引辊下拉，然后切割设备将拉伸的玻璃片切成单个片状的玻璃板。由于工艺等的原因，在玻璃板的宽度方向，玻璃的厚度是有一定的厚度波动的。

美国专利No.3682609中就玻璃的厚度均匀方面提出了一种装置和方法，所述的装置和方法是，当熔融的玻璃成型为玻璃基板时，由碳化硅板、耐火砖、许多通有冷却风的等间距排列的管子组成的冷却室对玻璃板进行冷却，通过调整冷却风的风量、以及调整冷却风管子的端部和碳化硅板的距离来调整玻璃板局部的换热量，从而补偿微小厚度误差。但是，该装置具有局限性，它的缺点是只能通过冷却的方法使玻璃板冷的地方变厚，对厚度偏厚的地方无法使其变薄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备及方法，其能够调节玻璃板厚度分布均匀性，不仅使得玻璃板薄的地方变厚，还能使得厚的地方变薄。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，成型设备的侧壁上开设冷却插孔，冷却插孔位于成型设备的溢流槽与成型设备的牵引辊组件之间；

还包括冷却插管，冷却插管为密闭的中空管，内部设置冷却液套管；冷却液套管的末端固定在冷却插管的末端，冷却液套管的前端与冷却插管的前端内部空间联通；冷却插管的末端和冷却液套管的末端分别连接冷却液管道；

冷却插管能插入冷却插孔中并与冷却插孔配合。

优选地，冷却插管伸入成型设备的部分与玻璃板的距离为3～15cm。

优选地，冷却插管的外侧壁上设置沿冷却插管的轴向的刻度尺。

优选地，冷却液管道上设置流量调节阀。

优选地，冷却插管上具有一个或数个内径增大的冷却加强段。

优选地，冷却插孔为沿水平方向的长圆孔。

优选地，冷却插管插入冷却插孔的深度能够调节；冷却插管的末端设置螺纹，螺纹与螺母配合形成插入限位件。

优选地，成型设备的两侧侧壁上均开设冷却插孔，每个冷却插孔均设置一根冷却插管。

优选地，冷却插管的长度不大于成型设备宽度的一半。

一种采用所述的成型设备调整玻璃板厚度分布均匀性的方法：在玻璃成型过程中，冷却插管中通入流动的冷却液，然后将冷却插管插入到冷却插孔中，使得冷却插管靠近玻璃板较薄的地方；

其中，所述的玻璃板较薄的地方，指的是玻璃板的厚度小于设定值的地方。

优选地，冷却插管(2)伸入成型设备的部分与玻璃板(5)的距离为3～15cm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其中，冷却插管为具有冷却液套管的密闭的中空管，冷却液能够有效地在冷却插管中流动；成型设备的侧壁上开设冷却插孔，冷却插孔位于成型设备的溢流组件与成型设备的牵引辊组件之间；由于现有技术中，成型设备的侧壁的厚度为5～10cm，因此，冷却插管插入冷却插孔中后可以实现初步的固定；冷却插管位于溢流组件和牵引辊组件之间，能有差别性地吸收玻璃板所在区域的热量；冷却插管吸收热量多的区域，玻璃相对粘度变大，玻璃板不易被拉伸，其厚度会变厚；冷却插管吸收热量少的区域，玻璃相对粘度变小，玻璃板会被拉伸变薄。如此，当将冷却插管插入到成型设备中，使得冷却插管靠近玻璃板较薄的地方，则会使得玻璃板薄的地方变厚，还能使得厚的地方变薄，进而调节玻璃板厚度分布均匀性。

在本申请中，所述的玻璃相对粘度不是指玻璃的粘度值，而是不同部位的玻璃的粘度的相对比值或比较，其是一个比较值或定性的概念，而不是一个定量的概念。在冷却插管吸收热量多的区域，玻璃损失的热量大，其粘度增大值更大，因此认为其玻璃相对粘度变大(局部玻璃的粘度与整体玻璃的粘度的比值，在冷却插管吸收热量多的区域变大)；在冷却插管吸收热量少的区域，玻璃损失的热量小，其粘度增大值比较小，因此认为其玻璃相对粘度变小(局部玻璃的粘度与整体玻璃的粘度的比值，在冷却插管吸收热量少的区域变小)；根据这一概念，玻璃的相对粘度变小，则其更容易被拉伸，对应的玻璃的厚度变小；玻璃的相对粘度变大，则其更难被拉伸，对应的玻璃的厚度变大。

进一步地，冷却插管上具有一个或数个内径增大的冷却加强段；如此，当玻璃板上较薄的区域不连贯时，可以在对应的位置设置冷却加强段，冷却加强段更靠近玻璃板，其吸热面积更大，因此，其可以更好的吸收玻璃板上较薄的区域附近的热量，进而调节玻璃板厚度分布均匀性。

附图说明

图1为本发明提供的一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备的结构示意图。

图2为本发明提供的冷却插管的结构示意图。

图3为玻璃板宽度方向上的厚度分布图。

在说明书附图中，所用到的符号的含义如下：

1是溢流槽；2是冷却插管；3是牵引辊组件；4是切割设备；5是玻璃板；7是两个冷却插管之间的空隙；8是玻璃板厚度较厚的地方；9，10是玻璃板较薄的地方。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

在本文中，所述的前端指的是伸入成型设备的一端；所述的末端，指的是留在成型设备之外的一端。

实施例1

在现有的溢流下拉法生产平板玻璃的生产过程中，玻璃液经过供料管流入溢流槽1，待溢流槽1流满后从槽的两面流出，在溢流槽1尖部熔合在一起，形成玻璃板，所述玻璃板被牵引辊3下拉，然后切割设备4将拉伸的玻璃片切成单个片状的玻璃板5。由于工艺等的原因，在玻璃板的宽度方向，玻璃的厚度是有一定的厚度波动的。

为了调节调整玻璃板厚度分布均匀性，如图1所示，在成型设备的侧壁上开设冷却插孔，冷却插孔中设置冷却插管2，冷却插管2位于溢流设备1和牵引辊组件3之间，放置在靠近但不接触玻璃板的地方。玻璃的显著特性是：在玻璃软化点附近，当玻璃冷却量较大时，玻璃相对粘度会相对变大，玻璃板会变厚；当玻璃冷却量较小时，玻璃相对粘度会相对变小，玻璃板会被拉伸变薄。所以冷却插管被设计为能起到根据玻璃板宽度方向上的厚度分布情况有差别性地吸收玻璃板区域热量，从而调节玻璃厚度的作用。

冷却插管2为密闭的中空管，末端连接冷却液出液管道，内部设置冷却液套管；冷却液套管的末端固定在冷却插管2的末端，并连接冷却液进液管道；冷却液套管的前端与冷却插管的前端空间联通；冷却插管2能插入冷却插孔中并与冷却插孔配合，冷却插管2伸入成型设备的部分与玻璃板5的距离为3～15cm。如此，冷却插管2中可以高效地循环冷却液。

冷却插管2的外侧壁上还可以设置沿冷却插管的轴向的刻度尺。如此，可以根据该刻度尺得知冷却插管插入成型设备中的深度。这方便摸索冷却插管的最佳插入深度。

冷却液出液管道或冷却液进液管道上可以设置流量调节阀。如此，可以调节冷却液流量，进而调节冷却插管2对成型设备中玻璃板5附近的热量的吸收强度。

冷却插管2上还可以具有一个或数个内径增大的冷却加强段。所述的冷却加强段，其外壁与相邻的冷却插管2的其他部分的外壁一体，区别仅在于其所形成的圆筒的直径更大。更大的直径，使得其更靠近玻璃板5，也使得其具有更大的冷却液容积和换热面积。因此，相对于冷却插管2上的其他部分，冷却加强段的冷却效果更好，其所对应的玻璃板5的厚度变厚更显著。冷却加强段尤其适用于玻璃板5的厚度较薄区域在宽度方向上间断分布的情形。

冷却插孔可以为沿水平方向的长圆孔，如此，可以调节冷却插管2距离玻璃板的距离。

冷却插管2插入冷却插孔的深度能够调节；冷却插管2的末端设置螺纹，螺纹与螺母配合形成插入限位件。

冷却插管2可以为两根，分别设置在成型设备的两侧侧壁上；对应的，成型设备的两侧侧壁上分别设置冷却插孔。

使用该成型装置，调整玻璃板厚度分布均匀性的方法是，在玻璃成型过程中，冷却插管中通入流动的冷却液，然后将冷却插管插入到冷却插孔中，使得冷却插管2靠近玻璃板较薄的地方9，10；若没有通入流动的冷却液或没有通入冷却液，可能会导致冷却插管2在高温下损毁。

实施例2

以下详细说明冷却插管的实施方案。

参考图2和图3，其显示了在使用冷却插管调节玻璃厚度的时候，冷却插管2与玻璃厚度的关系。该插管是一个具有均匀直径冷却段的圆形杆体，插管长度≤成型设备宽度的一半，冷却插管2从成型设备两端插入，插入的深度可自由调节。在操作过程中，冷却插管2中有冷却液体(如水)流过，通过杆体的表面吸收从玻璃板放出来的热量，所述冷却液体带走来自成型设备内玻璃板区域的热量。当玻璃板厚度随风玻璃板宽度的变化如图3所示时，即玻璃板两侧厚度较小，玻璃板中间的厚度较大，两个冷却插管2(此处冷却能力强)位于靠近玻璃板较薄的地方9、10，两个冷却插管之间的空隙7(此处冷却弱接近于0)位于靠近玻璃板厚度较厚的地方8。这种差别性冷却可以与玻璃板5上的厚度分布不均匀相匹配：在玻璃板厚度较厚的地方8，玻璃板5被吸取的热量减小，玻璃受热较强，粘度变大程度小，相对粘度就会变小，该区域玻璃会被拉伸变薄；在玻璃板较薄的地方9、10，玻璃板被吸取的热量加大，玻璃受热较弱，粘度变大程度大，相对粘度就会变大，玻璃板变厚，从而使玻璃板宽度方向上的厚度均匀性变好。

为了设计冷却插管2的插入量，需要根据实际测量的玻璃板5宽度方向上的厚度分布情况来确定，对于在同一个成型设备中制作的所有玻璃板5来说，宽度方向上的厚度分布是相似的，这种厚度分布可用于设计冷却插管。

基于以上内容，可以明白的是本发明是一种在玻璃制造系统中制造玻璃板时，使用冷却插管从玻璃板中抽取不同热量来有差别地调节玻璃板5宽度方向上的各区域的温度，从而调整玻璃板宽度方向上的厚度分布均匀性的方法。

本发明的优点：

1.本分明中每个冷却插管2的冷却流量可单独控制，并且每个冷却插管2可前后(沿玻璃板宽度方向)移动调整，这样可控制玻璃板宽度方向上任意位置的换热程度。

2.能够明显改变从熔融玻璃成型为玻璃板的局部厚度分布，并能够根据厚度变化及时调整各冷却插管的流量、前后位置等来修正厚度变化，使得玻璃板的厚度在宽度方向上均匀一致。比如当玻璃板某一区域的厚度比要求值大时，可以移动两端的冷却插管2使他们之间的空隙的位置与玻璃板厚度厚的位置重合，相对减少玻璃板此区域的冷却程度，这样就减少了玻璃板对应区域的玻璃相对粘度，厚度厚的地方变薄，从而生产出厚度均匀一致的玻璃板。

尽管已经叙述和图示了本发明的实施例，应予理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出修改。例如：冷却段的数量、直径、冷却液体或气体的种类、冷却插管的材料等。而且应明白的是本发明并不局限于所述实施方案，在不偏离权利要求书所限定的本发明范围的情况下可以对上述实施方案进行多种重组、改进和替换。

Claims (10)

1.一种能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，成型设备的侧壁上开设冷却插孔，冷却插孔位于成型设备的溢流槽(1)与成型设备的牵引辊组件(3)之间；

还包括冷却插管(2)，冷却插管(2)为密闭的中空管，内部设置冷却液套管；冷却液套管的末端固定在冷却插管(2)的末端，冷却液套管的前端与冷却插管(2)的前端内部空间联通；冷却插管(2)的末端和冷却液套管的末端分别连接冷却液管道；

冷却插管(2)能插入冷却插孔中并与冷却插孔配合。

2.如权利要求1所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，冷却插管(2)的外侧壁上设置沿冷却插管(2)的轴向的刻度尺。

3.如权利要求1所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，冷却液管道上设置流量调节阀。

4.如权利要求1所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，冷却插管(2)上具有一个或数个内径增大的冷却加强段。

5.如权利要求1所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，冷却插孔为沿水平方向的长圆孔。

6.如权利要求1所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，冷却插管(2)插入冷却插孔的深度能够调节；冷却插管(2)的末端设置螺纹，螺纹与螺母配合形成插入限位件。

7.如权利要求1所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，成型设备的两侧侧壁上均开设冷却插孔，每个冷却插孔均设置一根冷却插管(2)。

8.如权利要求7所述的能调整玻璃板厚度分布均匀性的成型设备，其特征在于，冷却插管(2)的长度不大于成型设备宽度的一半。

9.一种采用权利要求1～8任一项所述的成型设备调整玻璃板厚度分布均匀性的方法，其特征在于，在玻璃成型过程中，冷却插管(2)中通入流动的冷却液，然后将冷却插管(2)插入到冷却插孔中，使得冷却插管(2)靠近玻璃板(5)厚度小于设定值的地方。

10.如权利要求9所述的调整玻璃板厚度分布均匀性的方法，其特征在于，冷却插管(2)伸入成型设备的部分与玻璃板(5)的距离为3～15cm。