CN108290763B - 玻璃再拉制系统及使用玻璃再拉制系统形成薄玻璃片的方法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃再拉制系统包括再拉制炉,其具有炉外壳,所述炉外壳具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道;与炉外壳连接的衰减加热单元;位于炉进口和衰减加热单元之间的预热区;以及位于炉出口与衰减加热单元之间的退火区。玻璃再拉制系统还包括一个或多个热变闸,其与炉外壳连接并且延伸到位于衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道中,以抑制沿着位于衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道的热传递。
Description
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年11月30日提交的系列号为62/260792的美国临时申请的优先权权益,本申请以该申请的内容为基础,并且通过引用的方式全文纳入本文。
技术领域
本文所述的实施方式一般涉及玻璃再拉制系统以及使用玻璃再拉制系统形成薄玻璃片的方法。
背景技术
可使用各种工艺来形成玻璃片。例如,可以使用熔合下拉工艺、狭缝拉制工艺、浮法工艺等形成玻璃片。另外,可以使用蚀刻或研磨工艺降低玻璃片的厚度来使玻璃片变薄。然而,需要形成薄玻璃片的替代方法。
发明内容
在一些实施方式中,玻璃再拉制系统包括:再拉制炉,其具有炉外壳,所述炉外壳具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道;与炉外壳连接的衰减加热(attenuationheating)单元;位于炉进口和衰减加热单元之间的预热区;以及位于炉出口与衰减加热单元之间的退火区。玻璃再拉制系统还包括一个或多个热变闸,其与炉外壳连接并且延伸到位于衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道中,以抑制沿着位于衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道的热传递。
在一些实施方式中,玻璃再拉制系统包括再拉制炉,其具有炉外壳和衰减加热单元,所述炉外壳具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道,所述衰减加热单元与炉外壳连接并且在结构上被构造成将热输出到炉外壳中。再拉制路径延伸通过炉通道。另外,衰减辊组件包括一对或多对机动化辊,其在衰减加热单元下游位置处以传送方向延伸到炉通道中,并且所述一对或多对机动化辊可在沿着再拉制路径的延伸位置与远离再拉制路径的回缩位置之间调节。此外,所述一对或多对机动化辊可与预成形玻璃片接合(engageable)以向预成形玻璃片施加垂直张力。
在其他一些实施方式中,使预成形玻璃片衰减的方法包括使用供料单元将预成形玻璃片悬挂在再拉制炉内。再拉制炉包括炉外壳,其具有炉通道和多个加热单元,所述炉通道在炉进口与炉出口之间延伸,所述多个加热单元与炉外壳连接并且在结构上被构造成将热输出到炉外壳中。所述方法还包括以下步骤:使用多个加热单元来加热预成形玻璃片,以将至少一部分的预成形玻璃片加热到软化温度(或可以拉制玻璃的接近软化温度的温度);使预成形玻璃片的第一表面和第二表面与衰减辊组件接合,所述衰减辊组件在多个加热单元的一个或多个衰减加热单元的下游位置处,以传送方向延伸到炉通道中;以及通过旋转衰减辊组件的一个或多个辊筒向预成形玻璃片施加垂直张力,从而在预成形玻璃片以传送方向平移时,使预成形玻璃片的厚度衰减(即,拉制玻璃片)。
结合附图阅读以下的详细说明会更完整地理解本公开的实施方式所提供的这些特征和其他特征。
附图说明
附图所示的实施方式实际上是说明性和示例性的,并不旨在限制本公开。结合以下附图阅读可以理解如下示意性实施方式的详细描述,其中相同的结构用相同的附图标记表示,其中:
图1根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了包括再拉制炉、再拉制驱动系统和收集单元的玻璃再拉制系统的截面图;
图2示意性地描述了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的预成形玻璃片;
图3示意性地描述了根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,图1的再拉制炉的透视图;
图4根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了包括第一多个加热单元的图1的再拉制炉;
图5示意性地描述了再拉制系统控制器以及与所述再拉制系统控制器通信连接的玻璃再拉制系统中的多个部件;
图6根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了图1的再拉制炉和与再拉制炉连接的两个热变闸的部分截面图;
图7根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,描述了表示图1的再拉制炉沿着再拉制路径的示例性温度梯度的图;
图8根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了图1的再拉制驱动系统中的玻璃悬挂系统;
图9根据本文所示及所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了图8的玻璃悬挂系统中的玻璃夹持基底;
图10根据本文所示和所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了包括再拉制驱动系统中的多个辊组件的图1的再拉制炉;
图11根据本文所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了图1的再拉制炉和再拉制驱动系统中的一个示例性辊组件的顶视图;以及
图12根据本文所示及所述的一个或多个实施方式,示意性地描述了一个具有可枢转辊的示例性辊组件的截面侧视图。
具体实施方式
本文公开的实施方式包括使用玻璃再拉制系统使预成形玻璃片衰减的系统和方法。在一些实施方式中,玻璃再拉制系统包括再拉制炉,其具有炉外壳和多个加热单元,所述炉外壳具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道,所述多个加热单元与炉外壳连接,以使得多个加热单元可以将热输出到炉通道中。在一些实施方式中,玻璃再拉制系统还包括再拉制路径,其延伸通过炉通道并且在炉进口与收集单元之间延伸。在一些实施方式中,再拉制炉还包括多个炉区,所述多个炉区包括具有一个或多个衰减加热单元的衰减区。在操作时,当多个加热单元将热输出到炉通道中时,所述一个或多个衰减加热单元在比与炉外壳连接的其他加热单元更高的温度下输出热,使得可以在衰减区内将经过再拉制路径的预成形玻璃片加热到软化温度,并且在一些实施方式中,加热到某一温度范围内的温度,在该温度范围下,预成形玻璃片的粘度增加足以允许其被再拉制,这样的温度可以是略低于软化温度的温度。玻璃再拉制系统还包括玻璃供料系统和多个辊组件,所述玻璃供料系统用于将预成形玻璃片悬挂在炉通道中,所述多个辊组件沿着再拉制路径定位以接合预成形玻璃片,从而引导预成形玻璃片通过炉外壳并施加垂直张力使预成形玻璃片的厚度衰减。本文将具体参考对应的附图更详细地描述使用玻璃再拉制系统使预成形玻璃片衰减的各种系统和方法。
如本文所使用的,术语“纵向方向”是指玻璃再拉制系统的前后厚度方向,例如,纵向方向在本文所述的再拉制炉的第一表面壁与第二表面壁之间延伸,并且当预成形玻璃片经过再拉制路径时,其在预成形玻璃片的第一表面与第二表面之间延伸(即,在如图所示的+/-Y方向上)。术语“横向方向”是指玻璃再拉制系统的前后宽度方向,例如,横向方向在本文所述的再拉制炉的第一边缘壁与第二边缘壁之间延伸,并且当预成形玻璃片经过再拉制路径时,其在预成形玻璃片的第一边缘与第二边缘之间延伸(即,在如图所示的+/-X方向上),并且所述横向方向与所述纵向方向横交。术语“垂直方向”是指玻璃再拉制系统的上下方向(即,在如图所示的+/-Z方向上),并且所述垂直方向与所述横向方向和所述纵向方向横交。
现在参考图1,该图描述了玻璃再拉制系统100,其包括再拉制炉200、再拉制驱动系统300和收集系统400,所述再拉制驱动系统300包括供料单元310和多个辊组件330。再拉制路径102延伸通过再拉制炉200,例如,延伸通过炉通道216,并且在收集单元400处终止。如本文所使用的“下游’”和“上游”是比较术语,其表示部件沿着再拉制路径102的相对位置。例如,如果第一部件沿着再拉制路径102比第二部件更接近收集单元400,则第一部件在第二部件的“下游”,并且第二部件在第一部件的“上游”。在操作中,预成形玻璃片110可以沿着再拉制路径102在传送方向104上行进通过再拉制炉200,所述再拉制炉200对预成形玻璃片110进行加热。另外,再拉制驱动系统300可以接合预成形玻璃片110,并且使来自预成形玻璃片110的玻璃沿着再拉制路径102在炉进口230与收集单元400之间平移。当再拉制炉加热预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出来的玻璃时,可通过再拉制驱动系统300施加的牵拉力来改变得到的玻璃片(图2)的厚度T和宽度W。
现在参考图2,预成形玻璃片110可以包括任意示例性的玻璃片,例如,钠钙玻璃、熔凝二氧化硅玻璃、玻璃(例如康宁编号为2319的玻璃)、EAGLE玻璃等,购自纽约州康宁市的康宁股份有限公司(CorningIncorporated,Corning NY)。预成形玻璃片110可以使用任意玻璃制造工艺形成,例如,熔合拉制工艺、狭缝拉制工艺、下拉工艺、上拉工艺、浮法工艺等。预成形玻璃片110包括第一表面112、与第一表面112相对的第二表面114、以及第一边缘116、与第一边缘116相对的第二边缘118。第一和第二表面112、114在第一和第二边缘116、118之间延伸,并且在一些实施方式中,第一和第二表面112、114分别是基本上平面的。预成形玻璃片110还包括横向中心115,其大致位于第一边缘116与第二边缘118的中间。预成形玻璃片110的厚度T可以在第一表面112与第二表面114之间纵向测量,并且预成形玻璃片110的宽度W可以在第一边缘116与第二边缘118之间横向测量。应理解的是,预成形玻璃片110可以包含任意玻璃组成和任意尺寸。此外,如下所述,预成形玻璃片110可以形成卷轴,可以使该卷轴解绕以将预成形玻璃片110引入到再拉制炉200的炉通道216中。另外,预成形玻璃片110可以为包含两个或更多个层压玻璃层的层压玻璃片。
在一些实施方式中,在玻璃从预成形玻璃片110拉制出以经过再拉制路径102之前,预成形玻璃片110的厚度T为约0.1mm至约5mm。从预成形玻璃片110拉制出以及经过再拉制路径的玻璃,其厚度可以为约10μm至约500μm,例如,约10μm至约480μm、约10μm至约460μm、约10μm至约440μm、约10μm至约420μm、约10μm至约400μm、约10μm至约380μm、约10μm至约360μm、约10μm至约340μm、约10μm至约320μm、约10μm至约300μm、约10μm至约280μm、约10μm至约260μm、约10μm至约240μm、约10μm至约220μm、约10μm至约200μm、约10μm至约180μm、约10μm至约160μm、约10μm至约140μm、约10μm至约120μm、约10μm至约100μm、约10μm至约80μm、约10μm至约60μm、约10μm至约40μm、约10μm至约20μm、约20μm至约500μm、约40μm至约500μm、约60μm至约500μm、约80μm至约500μm、约100μm至约500μm、约120μm至约500μm、约140μm至约500μm、约160μm至约500μm、约180μm至约500μm、约200μm至约500μm、约220μm至约500μm、约240μm至约500μm、约260μm至约500μm、约280μm至约500μm、约300μm至约500μm、约320μm至约500μm、约340μm至约500μm、约360μm至约500μm、约380μm至约500μm、约400μm至约500μm、约400μm至约500μm、约420μm至约500μm、约440μm至约500μm、约460μm至约500μm、约480μm至约500μm、约20μm至约480μm、约40μm至约460μm、约60μm至约440μm、约80μm至约420μm、约100μm至约400μm、约120μm至约380μm、约140μm至约360μm、约160μm至约340μm、约180μm至约320μm、约200μm至约300μm、约220μm至约280μm、约240μm至约260μm、约25μm、50μm、100μm、200μm等。例如,在玻璃从预成形玻璃片110拉制出以经过再拉制路径102之前,预成形玻璃片110的厚度T比从预成形玻璃片110拉制出并经过再拉制路径102的玻璃的厚度T大约5至约15倍。此外,从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的宽度W可以在其经过再拉制路径102时改变。
现在参考图1和3,再拉制炉200包括炉外壳210,所述炉外壳210具有面向第二表面壁224的第一表面壁222、面向第二边缘壁228的第一边缘壁226、以及炉通道216,所述炉通道216位于第一和第二表面壁222、224与第一和第二边缘壁226、228之间。在一些实施方式中,炉外壳210可以包含一种或多种热绝缘材料,例如,氧化铝-二氧化硅、二氧化硅、基于氧化锆的纤维板、二氧化硅块、富铝红柱石块、石英、具有高软化温度的玻璃陶瓷等。炉外壳210还包括位于再拉制炉200的进口端212处的炉进口230和位于再拉制炉200的出口端214处的炉出口232。在操作时,炉外壳210可以有助于保持再拉制炉200内的受控环境。例如,在一些实施方式中,炉外壳210包括洁净室和/或在洁净室中的惰性气体气氛。
再拉制路径102延伸通过再拉制通道216并且在收集单元400处终止。在操作时,预成形玻璃片110和从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以沿着再拉制路径102在传送方向104上行进通过再拉制炉200。当预成形玻璃片110和从预成形玻璃片110拉制出的玻璃沿着再拉制路径102行进通过炉外壳210时,来自预成形玻璃片110的第一表面112的玻璃可以面向第一表面壁222,来自第二表面114的玻璃可以面向第二表面壁224,来自第一边缘116的玻璃可以面向第一边缘壁226,以及来自第二边缘118的玻璃可以面向第二边缘壁228。虽然预成形玻璃片110和从预成形玻璃片110拉制出的玻璃被描述成以特定取向经过再拉制路径102,但是应理解的是,这不是必需的情况,并且当预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃经过再拉制路径102时,其可以具有不同取向。
如图3所示,再拉制炉200还可以包括临时炉进口盖234和临时炉出口盖236,它们各自与炉外壳210可移除式地接合,以分别覆盖炉进口230和炉出口232。在操作时,临时炉进口盖234和临时炉出口盖236可以在预热过程期间与炉外壳210接合,例如在将预成形玻璃片110引入到炉通道216中之前接合。在预热过程之后,可以移除临时炉进口盖234,以使供料单元310可以在炉进口230处接合再拉制炉200,并且将预成形玻璃片110引入到炉通道216中。一旦供料单元310与再拉制炉200接合,则可以移除临时炉出口盖236,以使预成形玻璃片110和从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以经过再拉制路径102并通过炉出口232离开炉通道216。
现在参考图1和4,再拉制炉200包括多个炉区240,例如构架(staging)区242、预热区244、衰减区246和退火区248。在一些实施方式中,一个或多个加热单元250a、250b可以在预热区244、衰减区246和退火区248内与炉外壳210的部分连接。例如,所述一个或多个加热单元可以包括第一多个加热单元250a,其与第一表面壁222连接并且沿着第一表面壁222垂直间隔开;以及第二多个加热单元250b,其与第二表面壁224连接并且沿着第二表面壁224垂直间隔开。如图1所示,第一多个加热单元250a中的单个加热单元(252a、245a、256a、258a、260a、262a、264a)和第二多个加热单元250b中的单个加热单元(252b、254b、256b、258b、260b、262b、264b)可以分别沿着第一和第二表面壁222、224位于共同的垂直位置处,并且可以面向彼此。第一和第二多个加热单元250a、250b被分别定位并且在结构上被构造成将热输出到炉通道216中。在操作时,当预成形玻璃片110定位在炉通道216中时,并且当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃正在经过再拉制路径102时,由第一和第二多个加热单元250a、250b输出的热可以改变预成形玻璃片110的温度以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度,从而有助于使从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度T衰减。
玻璃再拉制系统100还可以包括再拉制系统控制器150,如图5示意性描述的。再拉制系统控制器150可以包括任意示例性的计算装置,并且可以包括一个或多个处理器152,所述处理器152包括任何处理部件,其被构造成从例如一个或多个存储器模块156接收信息并执行机器可读取指令,以使所述一个或多个处理器152可访问所述机器可读取指令,所述存储器模块156包括RAM、ROM、闪存、硬盘驱动器或能够存储机器可读取指令的任何装置。所述一个或多个处理器152中的每个处理器可以为控制器、集成电路、微芯片、计算机或任意其他计算装置。
此外,所述一个或多个处理器152和所述一个或多个存储器模块156与通信路径154连接。如本文中所使用的,术语“通信连接”意味着各连接的部件能够彼此交换数据信号,例如通过导电介质交换电信号,通过空气交换电磁信号、通过光波导交换光学信号等。因此,通信路径154可以由能够传输信号的任意介质形成,例如导线、导电线路(conductivetraces)、光波导等。在一些实施方式中,通信路径154可以有助于传输无线信号,例如WiFi、蓝牙等。此外,通信路径154可以由能够传输信号的各种介质的组合形成。
仍然参考图5,再拉制系统控制器150可以与再拉制炉200、再拉制驱动系统300和收集单元400通信连接,并且可以沿着例如通信路径154向每一者发送和接收信号,其中所述再拉制炉200包括第一和第二多个加热单元250a、250b中的每种多个加热单元,所述再拉制驱动系统300包括供料单元310和多个辊组件330。另外,再拉制系统控制器150可以基于存储在所述一个或多个存储器模块156中的指令,以及/或取响应于由再拉制系统控制器150接收的用户输入,例如由一个或多个用户输入装置158(例如触觉或听觉输入装置)接收的用户输入,来提供信号。例如,再拉制系统控制器150可以向第一和第二多个加热单元250a、250b提供通信信号,以控制多个加热单元250a、250b中的每个单独加热单元所输出的热量,例如,以控制炉通道216中的温度。
为了便于理解,下文将就第一多个加热单元250a而言,来更详细地描述第一和第二多个加热单元250a、250b以及炉区240,所述第一多个加热单元250a沿着第一表面壁222定位。应理解的是,对第一多个加热单元250a中的每个单独的加热单元的描述适用于第二多个加热单元250b中的对应的单独加热单元,所述第二多个加热单元250b中的对应的单独加热单元例如与图1描述的第一多个加热单元250a中的相应的单独加热单元位于共同的垂直位置处。
再次参考图4,第一多个加热单元250a中的每个单独的加热单元还包括多个加热元件250a′,其沿着每个单独的加热单元,在横向方向上相邻定位。在操作时,第一多个加热单元250a中的每个加热元件250a′可以被构造成在可控和可变的温度下输出热,例如,用于响应从再拉制系统控制器150接收的信号。在一些实施方式中,单独的加热单元中的加热元件250a′可以均匀地输出热,并且在一些实施方式中,每个加热单元250a中的每个加热元件250a′可以变化地输出热,以使得当预成形玻璃片110和从预成形玻璃片110拉制出的玻璃经过再拉制路径102时,预成形玻璃片110(图2)以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114的各纵向相邻部分可以在第一边缘116与第二边缘118之间的各离散位置处被加热到不同的温度。另外,加热元件250a′可以包括任意示例性的加热装置,例如电阻加热器,例如二硅化钼加热器、感应加热器或其组合。
现在参考图1和4,构架区242可以毗邻炉进口230而位于炉进口230与预热区244之间。在构架区242中,炉外壳210可以包含绝缘物质,在一些实施方式中,炉外壳210可以不包括任何加热单元。在操作时,在预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃沿着再拉制路径102经过预热区244、衰减区246和退火区248之前,构架区242对预成形玻璃片110提供保持位置。在替换性的实施方式中,再拉制炉200不包括构架区242。
预热区244可以位于构架区242与衰减区246之间,并且在衰减区246的上游且毗邻衰减区246,从而使预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以在从预热区244到衰减区246的传送方向104上经过再拉制路径102。在图4描述的实施方式中,预热区244包括第一预热单元252a,其垂直毗邻第二预热单元254a定位。虽然沿着第一表面壁222描述了两个预热单元252a、254a,但是预热区244可以包括任意数目的预热单元。此外,第一和第二预热单元252a、254a各自包括一个或多个加热元件252a′、254a′、252a″、254a″、252a″′、254a″′。例如,第一和第二预热单元252a、254a各自包括位于第一边缘加热元件252a′、254a′与第二边缘加热元件252a″′、254a″′之间的中心加热元件252a″、254a″。虽然在第一和第二预热单元252a、254a的每个预热单元中描述了三个加热元件,但是每个预热单元252a、254a可以包括任意数目的加热元件。
在操作时,第一预热单元252a可以在低于第二预热单元254a的温度下输出热,然而,也考虑了任何热输出。在一些实施方式中,第一预热单元252a可以被构造成输出约600℃至约700℃的热,例如输出约625℃、650℃、675℃等的热,以使得当预成形玻璃片110在再拉制路径102中纵向毗邻第一预热单元252a定位时,预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114的纵向毗邻位置可以包含约400℃至约500℃的温度,例如约425℃、450℃、475℃等。另外,第一预热单元252a的每个加热元件252a′-252a″′可以在均匀温度或不同温度下输出热。例如,在一些实施方式中,第一预热单元252a的中心加热元件252a″可以在高于第一预热单元252a的第一和第二边缘加热元件252a′、252a″′中的每个加热元件的温度下输出热。然而,应理解,也考虑了其他相关的热输出组合。
在操作时,第二预热单元254a可以被构造成输出约800℃至约900℃的热,例如输出约825℃、850℃、875℃等的热,以使得当预成形玻璃片110在再拉制路径102中纵向毗邻第二预热单元254a定位时,预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114(图2)的纵向毗邻部分可以包含约600℃至约700℃的温度,例如约625℃、650℃、675℃等。另外,第二预热单元254a中的每个加热元件254a′-254a″′可以在均匀温度或不同温度下输出热。例如,在一些实施方式中,第一预热单元254a的中心加热元件254a″可以在高于第二预热单元254a的第一和第二边缘加热元件254a′、254a″′中的每个加热元件的温度下输出热。然而,应理解,也考虑了其他相关的热输出组合。
仍然参考图1和4,衰减区246位于预热区244与退火区248之间,并且在退火区248的上游且毗邻退火区248,从而使从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以在从衰减区246到退火区248的传送方向104上经过再拉制路径102。在图4描述的实施方式中,衰减区246包括衰减加热单元256a,其包括五个衰减加热元件256a′-256a″″′。例如,衰减加热单元256a包括:位于中心衰减加热元件256a″′与第一边缘衰减加热元件256a′之间的第一中间衰减加热元件256a″;以及位于中心衰减加热元件256a″′与第二边缘衰减加热元件256a″″′之间的第二中间衰减加热元件256a″″。
虽然图4描述的示例性衰减区246所包括的单个衰减加热单元256a具有五个衰减加热元件256a′-256a″″′,但是应理解的是,衰减区246可以包括任意数目的垂直毗邻衰减加热单元256a,它们各自可以包括任意数目的横向毗邻衰减加热元件。此外,在一些实施方式中,衰减加热单元256a包含的垂直高度为约1英寸至约12英寸,例如,2英寸、4英寸、6英寸、8英寸、10英寸等,如下所述,衰减加热单元256a包含的垂直高度可以小于预热单元252a、254a中的每个预热单元以及退火加热单元258a-264a中的每个退火加热单元的垂直高度。
在一些实施方式中,衰减加热单元256a可以在同时高于第一和第二预热单元252a、254a的温度下输出热,然而,也考虑了任何热输出。在一些实施方式中,衰减加热单元256a可以输出约1300℃至约1700℃的热,例如输出约1400℃、1500℃、1600℃等的热,以使得当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在再拉制路径102中纵向毗邻衰减加热单元256a定位时,从预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114拉制出的玻璃的纵向毗邻部分可以包含约900℃至约1300℃的温度,例如,约1000℃、1100℃、1200℃等。另外,衰减加热单元256a中的每个衰减加热元件256a′-256a″″′可以在均匀温度或不同温度下输出热。例如,在一个实施方式中,中心衰减加热元件256a″′可以在高于第一和第二边缘衰减加热元件256a′,256a″″′中的每一者以及高于第一和第二中间衰减加热元件256a″,256a″″中的每一者的温度下输出热。然而,应理解,也考虑了其他相关的热输出组合。
在操作时,衰减加热单元256a将位于衰减区246中的预成形玻璃片110的部分加热到软化温度,并且在一些实施方式中,加热到使预成形玻璃片的粘度增加的温度范围,该温度范围可以低于软化温度。在软化温度或低于软化温度的粘性温度下,预成形玻璃片110是有粘性的,并且如下所述,再拉制驱动系统300施加的牵拉力可以使预成形玻璃片110的厚度T衰减。另外,预成形玻璃片110的软化温度可以小于预成形玻璃片110的成玻璃坯温度(gobbing temperature),例如预成形玻璃片110开始变成玻璃坯的温度。应理解的是,预成形玻璃片110的不同实施方式可以包含不同的软化温度。例如,预成形玻璃片110的厚度和组成可以使预成形玻璃片110的软化温度改变。
仍然参考图1和4,退火区246位于衰减区246与炉出口232之间,并且在炉出口232的上游且毗邻炉出口232,从而使从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以在从退火区248到炉出口232的传送方向104上经过再拉制路径102。在图1和4描述的实施方式中,退火区248包括多个退火加热单元,例如,四个退火加热单元258a、260a、262a、264a。第一退火加热单元258a被定位为垂直毗邻衰减区246并且在衰减区246下游,第二退火加热单元260a被定位为垂直毗邻第一退火加热单元258a并且在第一退火加热单元258a下游,第三退火加热单元262a被定位为垂直毗邻第二退火加热单元260a并且在第二退火加热单元260a下游,以及第四退火加热单元264a被定位为垂直毗邻第三退火加热单元262a并且在第三退火加热单元262a下游。虽然描述了四个退火加热单元,但是应理解的是,也考虑了任意数目的退火加热单元。
此外,每个退火加热单元可以包括多个退火加热元件。例如,第一退火加热单元258a-264a可以包括中心退火加热元件258a″-264a″,它们位于相应的第一边缘退火加热元件258a′-264a′与相应的第二边缘退火加热元件258a″′-264a″′之间。虽然在退火加热单元258a-264a的每个退火加热单元中描述了三个退火加热元件,但是应理解每个退火加热单元258a-264a可以包括任意数目的退火加热元件。另外,每个退火加热单元258a-264a中的每个退火加热元件可以在均匀温度或不同温度下输出热。例如,在一些实施方式中,每个退火加热单元258a-264a的中心退火加热元件258a″-264a″可以在比由每个退火加热单元258a-264a的第一边缘退火加热元件258a′-264a′中的每一者以及第二边缘退火加热元件258a″′-264a″′中的每一者所输出的热更高的温度下输出热。然而,应理解,也考虑了其他相关的热输出组合。
第一退火加热单元258a可以在比每个随后的下游退火加热单元(例如第二、第三和第四退火加热单元260a-264a)更高的温度下输出热,从而允许从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在经过再拉制路径102时缓慢冷却。例如,第一退火加热单元258a可以被构造成输出约1000℃至约1300℃的热,例如输出约1050℃、1150℃、1250℃等的热,以使得当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在再拉制路径102中纵向毗邻第一退火加热单元258a定位时,从预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114的纵向毗邻部分拉制出的玻璃可以包含约750℃至约950℃的温度,例如约800℃、862℃、900℃等。
第二退火加热单元260a可以在比每个随后的下游退火加热单元(例如第三和第四退火加热单元262a-264a)更高的温度下输出热。例如,第二退火加热单元260a可以被构造成输出约900℃至约1200℃的热,例如输出约975℃、1022℃、1100℃等的热,以使得当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在再拉制路径102中纵向毗邻第二退火加热单元260a定位时,从预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114的纵向毗邻部分拉制出的玻璃可以包含约650℃至约850℃的温度,例如约700℃、722℃、800℃等。
第三退火加热单元262a可以在比每个随后的下游退火加热单元(例如第四退火加热单元264a)更高的温度下输出热。例如,第三退火加热单元262a可以被构造成输出约800℃至约1100℃的热,例如输出约850℃、935℃、1000℃等的热,以使得当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在再拉制路径102中纵向毗邻第三退火加热单元262a定位时,从预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114的纵向毗邻部分拉制出的玻璃可以包含约550℃至约750℃的温度,例如约600℃、635℃、650℃、700℃等。
在一些实施方式中,第四退火加热单元264a可以被构造成输出约700℃至约1000℃的热,例如输出约750℃、800℃、845℃、900℃、950℃等的热,以使得当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在再拉制路径102中纵向毗邻第四退火加热单元264a定位时,从预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114的纵向毗邻部分拉制出的玻璃可以包含约450℃至约650℃的温度,例如约500℃、545℃、600℃等。此外,在一些实施方式中,在炉出口232处的炉通道216内的温度可以包含约125℃至约325℃,例如,约150℃、200℃、300℃等。
再次参考图1,玻璃再拉制系统100可以包括一个或多个均热器130,其被定位在炉外壳210中,例如与第一表面壁222、第二表面壁224、第一边缘壁226、第二边缘壁228中的一者或多者连接,和/或与多个加热单元250中的一个或多个连接。所述一个或多个均热器130可以包括高导热材料(例如碳化硅、铜或铂)块,其起到在玻璃再拉制系统中均匀分布热的作用。可以将单独的均热器130定位在整个再拉制炉200中,例如在预热区244、衰减区246和/或退火区248中。在操作时,每个均热器130可以沿着均热器130均匀分散由多个加热单元250输出的热,例如,沿着面向炉通道216的均热器130的表面分散。当单独的均热器130毗邻单独的加热单元定位时,均热器130可以沿着加热单元均匀地分散热,以在横向和垂直方向上管理温度梯度。此外,在操作时,所述一个或多个均热器130可以在炉通道216内的各离散位置处保持均匀的温度,所述炉通道216毗邻第一和第二多个加热单元250a、250b中的每个单独的加热单元和加热元件。玻璃再拉制系统100的一些替换性实施方式可以不包括所述一个或多个均热器130。
在一些实施方式中,所述一个或多个均热器130的宽度至少与由预成形玻璃片110制成的拉制玻璃片一样宽。也就是说,在操作时,均热器130用于在预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的整个宽度上均匀地分布热,这对拉制出的片材提供了厚度均匀性以及在其整个宽度上的均匀的应力分布。在衰减区246中,均匀的热分布是特别有利,在所述衰减区246中,当玻璃片行进通过其粘弹性区时在玻璃片中建立了厚度变化和应力。此外,在一些实施方式中,有利的是使所述一个或多个均热器130的高度(Z方向尺寸)与衰减区246的高度匹配,以再次对预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度均匀性和低应力分布起到有利作用。
现在参考图1和6,玻璃再拉制系统100还包括一个或多个热变闸120a、120b,其与炉外壳210连接并且延伸到炉通道216中。每个热变闸120a、120b包括与炉外壳210的第一表面壁222连接的第一闸部分122a、122b以及与炉外壳210的第二表面壁224连接的第二闸部分124a、124b。在一些实施方式中,所述一个或多个热变闸120a、120b与炉外壳可滑动连接,以使得第一和第二闸部分122a、122b和124a、124b各自可在纵向方向上移动,例如,在回缩位置126与延伸位置128之间移动。在延伸位置128中,第一和第二闸部分122a、122b、124a、124b位于炉通道216中,并且终止于纵向相邻的再拉制路径102处。在回缩位置126中,第一和第二闸部分122a、122b、124a、124b从炉通道216移出,例如分别向第一和第二表面壁222、224回缩,并且在一些实施方式中,回缩到第一和第二表面壁222、224中。应理解的是,第一和第二闸部分122a、122b和124a、124b也可以位于回缩位置126与延伸位置128之间。此外,在一些实施方式中,所述一个或多个热变闸120a、120b可以与炉外壳210固定连接,并且第一和第二闸部分122a、122b、124a、124b延伸到炉通道216中并终止于纵向毗邻的再拉制路径102。
在操作时,热变闸120a、120b可以在垂直方向上改变通过炉通道216的热传递。当第一和第二闸部分122a、122b、124a、124b定位在炉通道216中时,例如,在延伸位置128中,热变闸120可以限制在垂直方向上通过热变闸120的热传递。可以设想所述一个或多个热变闸120a、120b可以由适于在各炉区240之间提供热绝缘的任意材料构建。例如,可以设想所述一个或多个热变闸120a、120b可以由金属或耐火材料构建,例如购自印第安娜州科科莫的哈氏合金国际公司(Haynes International,Kokomo,Indiana)的Haynes 230TM高温材料。在一些实施方式中,面向预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的热变闸部分的材料可以是良好的热导体,以减少玻璃片的厚度变化和/或应力痕迹(stressscarring)。在一些实施方式中,热变闸120a、120b不需要是可调节的(即,可在延伸位置和回缩位置之间滑动或以其他方式移动),只要它们起到限制在垂直方向(例如Z方向)上的热传递即可,从而有助于提供良好的热控制,尤其是在衰减区246中提供良好的热控制。
在图6描述的实施方式中,所述一个或多个热变闸120a、120b包括上游热变闸120a和下游热变闸120b。上游热变闸120a可以位于预热区244与衰减区246之间,例如,在第二预热单元254a、254b与衰减加热单元256a、256b之间。下游热变闸120b可以位于退火区248与衰减区246之间,例如,在衰减加热单元256a、256b与第一退火加热单元258a、258b之间。应理解,还考虑了任意数目的热变闸120a、120b。
在操作时,上游热变闸120a可以控制并抑制在预热区244与衰减区246之间的热传递,并且下游热变闸120b可以控制在退火区248与衰减区246之间的热传递。当上游和下游热变闸120a、120b定位在炉通道216中时,例如在延伸位置128中,再拉制路径102与第一和第二闸部分122a、122b、124a、124b中的每个闸部分之间的炉通道216中的间隙将受到抑制,以限制在衰减区246与预热区244和退火区248中的一者或两者之间,在炉通道216中的热传递。通过控制热传递,热变闸120a、120b有助于在预热区244和衰减区246之间形成陡峭的温度梯度,以及在退火区248与衰减区246之间形成陡峭的温度梯度。
在操作时,陡峭的温度梯度可以在预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃经过再拉制路径102而通过衰减区246时,有助于促进预成形玻璃片110的厚度T的均匀衰减。另外,通过限制在衰减区246与预热区244和退火区248二者之间的热泄漏,热变闸120a、120b可以减少达到衰减区246中的期望温度所需的功率量。此外,位于衰减区246中的所述一个或多个均热器130结合上游和下游热变闸120a、120b可以产生窄的衰减区246,该窄的衰减区246包括均匀受控的热,当预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃经过衰减区246时,该均匀受控的热辐射到预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114上。
现在参考图7,该图以图表的形式描述了再拉制炉200沿着再拉制路径102的示例性垂直温度梯度500。具体地,图7示意性地描述了每个单独的加热单元250a、250b(例如加热单元252a-264a)沿着再拉制路径102的估算的加热单元温度502,并且示意性地描述了预成形玻璃片和/或从预成形玻璃片拉制出的玻璃沿着再拉制路径102的估算温度504。如图7所示,再拉制炉200的温度可以沿着从预热区244到衰减区246的再拉制路径102增加,然后沿着通过退火区248的再拉制路径102而降低。此外,图7示意性地描述了沿着再拉制路径102在热变闸120a、120b上游和下游的第一和第二预热单元252a、254a,衰减加热单元256a,第一、第二、第三和第四退火加热单元258a-264a的位置。。
在一些实施方式中,(在传送方向104上)具有一个窄带是有利的,在该窄带内,预成形玻璃片110在衰减区246中被加热到粘性状态。该窄带可以通过促进形成强烈而短的热尖峰而产生,该热尖峰在厚度方向(T)上使预成形玻璃片110的厚度良好地衰减到从预成形玻璃片110拉制出的玻璃片的期望厚度。也就是说,更易于控制窄的衰减区246来具有均匀的热分布,从而在拉制出的玻璃片中具有低的厚度变化。衰减区246中的热分布可以由多个因素控制,包括,控制衰减加热单元256a、256b的加热元件,使用均热器130控制热分布,以及控制炉通道216中的对流(例如,通过使用气体提取管280(参见图3),以及使用绝缘闸(包括热变闸120来控制流过炉通道216的流体)。
另外,通过窄的衰变区,由预成形玻璃片110形成的拉制出的玻璃片的宽度方向(W)上的不期望的衰减有所减少。如果衰减区在Z方向上变得过大,则玻璃片处于粘性状态的时间过长,从而可能不期望地获得平面外形状或翘曲。在衰减区246上游的位置处,即,在预热区244中,预成形玻璃片110被适度地加热以在其进入衰减区246之前,促进玻璃片最大程度地松弛。也就是说,在预成形玻璃片110进入温度更高的衰减区246时,如果在预成形玻璃片110中仍然具有过多的应力,则预成形玻璃片110可能不利地经历热冲击。此外,在玻璃片已经经过其粘性/粘弹性状态后并且正进入其弹性状态时,其可以被更快速地冷却,同时出现热冲击、不期望的应力分布、热痕迹等的可能性更小。因此,在衰减区的下游,温度梯度可以稍微快速地下降,同时仍然保持在玻璃片的宽度(W)上的均匀性。
现在参考图1、8和9,再拉制驱动系统300的供料单元310被构造成将预成形玻璃片110引入到再拉制炉200中,使预成形玻璃片110悬挂在炉通道中,以及使预成形玻璃片110沿着至少一部分的再拉制路径102平移。如图1、8和9所描述的,供料单元310包括玻璃悬挂系统312,该玻璃悬挂系统312包括可与预成形玻璃片110接合的玻璃夹持基底322、悬挂驱动系统328、以及一个或多个悬挂轴杆314a、314b,其与玻璃夹持基底322和悬挂驱动系统328连接并且在玻璃夹持基底322与悬挂驱动系统328之间延伸。玻璃悬挂系统312还包括悬挂盖320,其可与炉外壳210的进口端212可移除式地接合以密封炉进口230。在其他实施方式中,供料单元310可以包括替换性的供料单元310,例如,当预成形玻璃片为辊形式时,替换性的供料单元310为辊供料装置,其被构造成将预成形玻璃片110持续输出到再拉制炉200中,并且进入再拉制路径102中。
在一些实施方式中,玻璃悬挂系统312的所述一个或多个悬挂轴杆314a、314b包括第一悬挂轴杆314a和第二悬挂轴杆314b,每个悬挂轴杆具有第一轴杆端部316和第二轴杆端部318。第一和第二悬挂轴杆314a、314b各自在第一轴杆端部316处与悬挂驱动系统328连接,并且在第二轴杆端部318处与玻璃夹持基底322连接。在一些实施方式中,使用万向接头360使悬挂轴杆314与悬挂驱动系统328连接。如图8所描述的,所述一个或多个悬挂轴杆314延伸通过悬挂盖320,使得当悬挂盖320与炉外壳210连接时,第一轴杆端部316在炉外壳210外终止,且第二轴杆端部318在炉外壳210内终止。悬挂盖320包括盖部分372、锁定机制374、一个或多个垫片376(例如圆环形垫片),其包括可变形的弹性材料,例如硅酮等。所述一个或多个垫片376可以在悬挂盖320与炉外壳210接合时,使炉外壳210的炉进口230与悬挂盖320密封。
如图9所描述的,玻璃夹持基底322包括基底壳体323、与基底壳体323可移除式连接的悬挂柄326以及与悬挂柄326连接的玻璃夹具324。基底壳体323可以包含任何热绝缘材料,例如氧化铝-二氧化硅、基于氧化锆的纤维板等。玻璃夹具324包括夹持机制,例如包含硅酮或其他聚合物的橡胶条夹具。例如,玻璃夹具324可以使用耐高温的硅酮材料作为凸缘(nosing)材料。玻璃夹具324与预成形玻璃片110可移除式地接合,并且当预成形玻璃片110悬挂在炉通道216中时,其可以保持预成形玻璃片110。另外,悬挂柄326可以包括致动机制,其被构造成对玻璃夹具324致动以接合及脱离预成形玻璃片110。此外,基底壳体323可以与第一和第二悬挂轴杆314a、314b的第二轴杆端部318连接。
可从基底壳体323中移除悬挂柄326和玻璃夹具324,以在玻璃悬挂系统312与炉外壳210接合之前,使玻璃夹具324可以接合预成形玻璃片110。悬挂柄326和保持预成形玻璃片110的玻璃夹具324可以与基底壳体323连接,并且悬挂盖320可以与炉外壳210的炉进口230接合,以将预成形玻璃片110引入到再拉制炉200的炉通道216中。另外,悬挂柄326和基底壳体323可以使玻璃夹具324绝缘,并且当玻璃夹持基底322位于炉通道216中时,将玻璃夹具324保持在小于约250℃。
再次参考图1和8,悬挂驱动系统328可以包括螺旋千斤顶系统(例如,螺杆驱动的线性运动系统,其可以包括滚珠螺杆等,并且可以是滚珠螺杆引导或滑动引导的);可以是滚珠引导的、滑动引导的或轮引导的带驱动系统;具有伺服电动机的带驱动系统;齿条与齿轮系统等。另外,在一些实施方式中,可以使用一组边缘辊将预成形玻璃片驱入再拉制炉200中。在操作时,悬挂驱动系统328可以使悬挂轴杆314a、314b和玻璃夹持基底322沿着一部分再拉制路径102在例如传送方向104上或在反向方向106上平移。例如,悬挂驱动系统328可以使悬挂轴杆314沿着一部分再拉制路径102从炉进口230出发平移,并且可以在衰减区246上游停止,例如在上游热变闸120a上游的位置处、在定位辊组件330a(图10)上游的位置、或在构架区242或预热区244中的另一个位置停止。
如图8所描述的,玻璃悬挂系统312还可以包括一个或多个测力传感器362a、362b,其与所述一个或多个悬挂轴杆314a、314b中的每个悬挂轴杆的第一轴杆端部316和/或第二轴杆端部318连接。例如,第一测力传感器362a可以位于第一悬挂轴杆314a与悬挂驱动系统328之间,并且第二测力传感器362b可以位于第二悬挂轴杆314b与悬挂驱动系统328之间。在操作时,第一和第二测力传感器362a、362b可以分别测量施加于第一和第二悬挂轴杆314a、314b的张力,例如当玻璃悬挂系统312正保持着预成形玻璃片110时。在操作时,随着预成形玻璃片110经过再拉制路径102,例如,随着再拉制驱动系统300(图10)的一个或多个辊组件330(图10)向预成形玻璃片110施加张力,测力传感器362a、362b可以测量施加于预成形玻璃片110的张力。此外,所述一个或多个测力传感器362a、362b可以与再拉制系统控制器150(图5)通信连接,以使得由测力传感器362a、362b测量的张力可以由再拉制系统控制器150的所述一个或多个处理器152以及所述一个或多个存储器模块156分析。
现在参考图1、3、10和11,再拉制驱动系统300还包括多个辊组件330a-330d,例如,定位辊组件330a、第一衰减辊组件330b、第二衰减辊组件330c和收集辊组件330d,它们各自沿着再拉制路径102在不同的垂直位置处定位。如图11所描述的,每个辊组件330a-330d包括第一对辊332a和第二对辊332b,它们从垂直共用位置沿着再拉制路径102向着再拉制路径102延伸,以使得再拉制路径102位于第一对辊332a与第二对辊332b之间。例如,在一些实施方式中,第一对辊332a可以延伸通过炉外壳210的第一边缘壁226,并且第二对辊332b可以延伸通过炉外壳210的第二边缘壁228(例如,如图3所描述的,定位辊组件330a、以及第一和第二衰减辊组件330b、330c可以延伸通过炉外壳210的第二边缘壁228)。
在操作时,辊组件330a-330d对预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片拉制出的玻璃片提供了机械控制。当预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃片经过玻璃再拉制系统100和再拉制路径102时,使预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃片具有良好的机械控制是有利的,从而保持了良好的热控制优势。也就是说,如果由于不佳的机械控制而允许预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片拉制出的玻璃片在玻璃再拉制系统100中摇摆,例如在炉通道216中摇摆,则当预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片拉制出的玻璃片更加靠近或更加远离其中的各种加热元件摇摆时,预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片拉制出的玻璃片将经受不均匀的加热。然而,如果片材因为良好的机械控制而被稳定地传送通过玻璃再拉制系统100,则其将经受预期的热调节,并且将根据需要维持该热调节。就这点而言,在一些实施方式中,期望将定位辊组件330a定位在衰减区的正上方。当定位辊组件330a位于衰减区正上方时,预成形玻璃片110可以正好在经历衰减之前有利地位于系统的中心附近。另外,定位辊组件330a中的辊可以用作散热器,并因此维持物理尺寸控制(即,在预成形玻璃片到达用于衰减的期望位置之前,减少预成形玻璃片在宽度方向上的颈缩,这将导致拉制的重复性增加)。在一些实施方式中,可以将辊组件330b和/或330c放置在衰减区的正下方,以类似地控制玻璃片在衰减区中的位置。
如图11所描述的,第一对辊332a和第二对辊332b各自包括第一辊334和第二辊336。第一和第二辊334、336各自包括辊轴杆338和辊筒340,所述辊轴杆338具有第一端部和第二端部,所述辊筒340在第二端部处与辊轴杆338连接。在一些实施方式中,第一和第二辊334、336被机动化。在这些机动化实施方式中,第一和第二辊334、336还包括与辊轴杆338的第一端部连接的辊驱动系统350。虽然图11中描述了与每对辊332a、332b中的第一和第二辊334、336接合的单个辊驱动系统350,但是在其他实施方式中,每对辊332a、332b中的第一和第二辊334、336中的每个辊可以包括各独立的辊驱动系统350。
每个辊驱动系统350可以包括任意的发动机,所述发动机被构造成向辊轴杆338提供旋转驱动力,以使辊轴杆338和辊筒340旋转。辊驱动系统350还可以与再拉制系统控制器150(图5)通信连接,所述再拉制系统控制器150可以将控制信号输出给辊驱动系统350。此外,辊驱动系统350可以以速度模式或扭矩模式操作。在速度模式中,辊驱动系统350将速度驱动力输出给辊轴杆338,以使辊轴杆338以恒定的速度旋转。在扭矩模式中,辊驱动系统350将扭矩驱动力输出给辊轴杆338,以使辊轴杆338以恒定的扭矩旋转。在其他实施方式中,辊驱动系统350可以交替地输出速度驱动力或扭矩驱动力,并且速度驱动力的速度和扭矩驱动力的扭矩是可调节的,例如,基于来自再拉制系统控制器150的控制信号和/或由再拉制系统控制器150(图5)的用户输入装置158接收的用户输入来调节。
在图10和11描述的实施方式中,第一对辊332a和第二对辊332b可以沿着再拉制路径102定位,以使得当预成形玻璃片110纵向毗邻第一对辊332a和第二对辊332b定位时,第一对辊332a和第二对辊332b中的每个辊筒340可以接触预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114。例如,第一对辊332a中的每个辊筒340可以在第一边缘116与横向中心115之间接触预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114中的一个表面,并且第二对辊332b中的每个辊筒340可以在第二边缘118和横向中心115之间接触预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114中的一个表面。
另外,第一对辊332a和第二对辊332b中的第一和第二辊334、336各自可在延伸位置335与回缩位置337之间调节。在延伸位置335中,第一和第二辊334、336位于再拉制路径102的边缘处,以使得当预成形玻璃片110纵向毗邻辊筒340时,第一和第二辊334、336的辊筒340接触预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114。在回缩位置337中,第一和第二辊334、336从再拉制路径102的边缘移除,以使得当预成形玻璃片110在再拉制路径102中纵向毗邻辊筒340定位时,第一和第二辊334、336的辊筒340不接触预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114。另外,在延伸位置335与回缩位置337之间,可以在约1英寸至约20英寸之间调整辊筒340,例如,4英寸、6英寸、8英寸、10英寸、12英寸、15英寸、18英寸等。
第一和第二辊334、336可以在横向方向和纵向方向中的一个或两个方向上进行调整,以在延伸位置335与回缩位置337之间平移第一和第二辊332、334。例如,当第一和第二辊334、336在横向上是可调整时(图10),第一和第二辊334、336可以在+/-X方向上移动,以在横向方向上在延伸位置335与回缩位置337之间移动。横向可调整性还允许第一和第二辊334、336接合具有某一范围的宽度W的预成形玻璃片110。另外,当第一和第二辊334、336在纵向上是可调整时(图11),第一和第二辊334、336可以在+/-Y方向上移动,以在纵向方向上在延伸位置335与回缩位置337之间移动。纵向可调整性还允许第一和第二辊334、336接合具有某一范围的厚度T的预成形玻璃片110。
第一和第二辊334、336的相互作用在上文被描述为接合预成形玻璃片110,这对于构架区242和预热区244中的任何辊来说都是这种情况。第一和第二辊334、336还可以以类似的方式接合从预成形玻璃片110拉制出的玻璃,如在退火区248中的情况一样。也就是说,预成形玻璃片110(由供料单元310)通过构架区242、预热区244引入,并且进入衰减区246中。在衰减区246中,预成形玻璃片110的厚度T通过供料单元310与第一衰减辊组件330b之间的相互作用而衰减,从而形成了从预成形玻璃片110拉制出的玻璃。从预成形玻璃片110拉制出的玻璃接着还在第一衰减辊组件300b与第二衰减辊组件330c之间使宽度W衰减。
现在参考图12,在一些实施方式中,多个辊组件330中的一些或所有辊组件的第一和第二辊334、336可以是可枢转的。例如,如图12所描述的,第一和第二辊334、336可以围绕辊接头339在垂直向上游的方向上和垂直向下游的方向上枢转。例如,第一和第二辊334、336可以围绕辊接头339在垂直向下游的方向上相对于横(X)轴枢转到角-α,以及在垂直向上游的方向上相对于横(X)轴枢转到角+α。在一些实施方式中,辊接头339可以定位在辊驱动系统350中,所述辊驱动系统350可以输出倾斜驱动力,以使第一和第二辊334、336枢转。当第一和第二辊334、336枢转到角+/-α时,第一和第二辊334、336可以在垂直和横向方向上共同向预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃施加牵拉力。
例如,当第一和第二辊334、336定位在-α角时,第一和第二辊334、336可以施加牵拉力,该牵拉力使预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度T衰减的同时,使预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃变宽。另一方面,一对辊332a、332b的第一和第二辊334、336可以定位在+α角方向上,以在Z轴方向上平衡位于对应位置处的另一对辊332b、332a的第一和第二辊334、336的位置。此外,在一些实施方式中,第一和第二辊可以围绕辊接头339纵向枢转,例如,远离再拉制路径102的边缘,使得第一和第二辊334、336可以在延伸位置335与回缩位置337之间枢转。
再次参考图3、10和11,定位辊组件330a可以在衰减加热单元256a、256b上游的垂直位置处横向延伸到炉通道216中。例如,定位辊组件330a的第一对辊332a可以延伸通过第一边缘壁226,并且定位辊组件330a的第二对辊332b可以延伸通过第二边缘壁228。如图10所描述的,定位辊组件330a的第一对辊332a和第二对辊332b可以在预热区244中,例如在第一和第二预热单元252a、254a之间垂直定位。定位辊组件330a的第一对辊332a和第二对辊332b可以在旋转上是非驱动的(即,当预成形玻璃片110通过再拉制驱动系统300移动时,其伴随着预成形玻璃片110的移动而空转),并且可以不与辊驱动系统350连接。在操作时,定位辊组件330a被构造成接合预成形玻璃片110并且将预成形玻璃片110引导到炉通道216内的纵向位置中,该纵向位置与炉外壳210的第一和第二表面壁222、224等距,以使得当预成形玻璃片110经过再拉制路径102时,可以将热相等地施加于预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114。
另外,当预成形玻璃片110经过再拉制路径102通过预热区244时,预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114可以接触定位辊组件330a,所述定位辊组件330a纵向上在两对辊332a、332b的第一和第二辊334、336之间,并且可在延伸位置335与回缩位置337之间调节。在操作时,在预成形玻璃片110纵向毗邻定位辊组件330a之前,定位辊组件330a中的两对辊332a、332b可以处于回缩位置337中,并且一旦预成形玻璃片110纵向毗邻定位辊组件330a,定位辊组件330a中的两对辊332a、332b被致动到延伸位置335中以接合预成形玻璃片110。
仍然参考图10和11,第一衰减辊组件330b可以在再拉制炉200的衰减加热单元256a、256b下游的垂直位置处横向延伸到炉外壳210的炉通道216中。例如,第一衰减辊组件330b的第一对辊332a可以延伸通过第一边缘壁226,并且第一衰减辊组件330b的第二对辊332b可以延伸通过第二边缘壁228。如图10所描述的,第一衰减辊组件330b的第一对辊332a和第二对辊332b可以垂直定位在衰减加热单元256a与第一退火加热单元258a之间。第一衰减辊组件330b是机动化的,并且包括一个或多个辊驱动系统350,其与辊轴杆338连接并且被构造成使第一衰减辊组件330b的辊轴杆338与辊筒340旋转。另外,所述一个或多个辊驱动系统350可以使第一衰减辊组件330b的辊轴杆338和辊筒340以速度控制模式或扭矩控制模式选择性地旋转。此外,第一对辊332a可以以与第二对辊332b不同的旋转速度旋转,以使第一对辊332a施加与第二对辊332b不同的牵拉力。
在操作时,第一衰减辊组件330b中的每个辊筒340可以旋转,以使得辊筒340在辊筒340与预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃)之间的接触点处的切向速度和预成形玻璃片110在传送方向104上的平移运动可以基本上相同或不同。在一些实施方式中,每个辊筒340的切向速度比预成形玻璃片110的平移运动(例如,保持预成形玻璃片110的玻璃夹持基底322的平移速度)快约5倍至约15倍,例如快约8倍、快10倍、快12倍等。在操作时,当辊筒340的切向速度在传送方向104上比预成形玻璃片110的平移运动更快时,辊筒340可以向预成形玻璃片110施加牵拉力。另外,第一衰减辊组件330b位于衰减区246的下游,使得接触第一衰减辊组件330b的预成形玻璃片110的区段可以包含大于或等于预成形玻璃片110的软化温度或粘性温度的温度,从而造成由第一衰减辊组件330b施加的牵拉力使预成形玻璃片110的厚度T衰减。
如图10所描述的,第二衰减辊组件330c可以在第一衰减辊组件330b下游的垂直位置处横向延伸到炉外壳210的炉通道216中。作为一个非限制性实例,第二衰减辊组件330c可以在第一和第二退火加热单元258a、260a之间垂直定位。另外,第二衰减辊组件330c可以包括与第一衰减辊组件330b基本上相同的部件并且可以与其基本上相同地来操作。此外,在一些实施方式中,再拉制驱动系统300不包括第二衰减辊组件330c,在其他实施方式中,再拉制驱动系统300包括另外的衰减辊组件,其位于例如第二衰减辊组件330c与炉出口232之间。
第一和第二衰减辊组件330b、330c的第一对辊332a和第二对辊332b可以在延伸位置335与回缩位置337之间调节。在操作时,当预成形玻璃片110经过再拉制路径102时,在预成形玻璃片110垂直毗邻第一和第二衰减辊组件330b、330c定位之前,第一和第二衰减辊组件330b、330c的第一对辊332a和第二对辊332b各自可以处于回缩位置337中,并且一旦预成形玻璃片110垂直毗邻第一和第二衰减辊组件330b、330c,第一和第二衰减辊组件330b、330c的第一对辊332a和第二对辊332b可以被致动到延伸位置335中,以分别接合预成形玻璃片110。在操作时,一旦预成形玻璃片110与收集辊组件330d接合,则第一和第二衰减辊组件330b、330c可以被致动回回缩位置337中,从而移除第一和第二衰减辊组件330b、330c与预成形玻璃片110和/或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃之间的接触。另外,在一些实施方式中,定位辊组件330a、第一衰减辊组件330b和第二衰减辊组件330c的辊筒340可以包含耐火材料,例如,Nichias SD-115TM[由日本东京的尼奇雅思公司(Nichias Corporation,Tokyo,Japan)制造],高温陶瓷材料,金属,云母等,以使辊筒340可以承受炉外壳210内的温度而不变形或熔化。
仍然参考图10,收集辊组件330d可以在炉外壳210的炉出口232下方的垂直位置处位于炉外壳210的外侧,并且可以位于炉出口232与收集单元400之间。在一些实施方式中,收集辊组件330d可以在出口端部214处与炉外壳210连接,例如,使用托架、支架等。收集辊组件330d可以是机动化的,并且可以包括一个或多个辊驱动系统350,其与辊轴杆338连接并且被构造成使收集辊组件330d的辊轴杆338和辊筒340旋转。所述收集辊组件330d的一个或多个辊驱动系统350可以以速度控制模式或扭矩控制模式选择性地旋转。此外,第一对辊332a可以以与第二对辊332b不同的旋转速度旋转,以使第一对辊332a施加与第二对辊332b不同的牵拉力。另外,收集辊组件330d的第一对辊332a和第二对辊332b可以接合预成形玻璃片110并且以速度模式或扭矩模式向预成形玻璃片110施加牵拉力。在一些实施方式中,例如,当第一和第二辊组件300b、300c各自位于回缩位置337时,在预成形玻璃片110上的主要张力来自于收集辊组件330d。利用这一构造——其中使预成形玻璃片110的厚度T衰减的张力是通过收集辊组件330d来施加的,从预成形玻璃片110拉制出的玻璃相比于张力仅通过第一衰减辊组件330b和/或第二衰减辊组件330c来施加,可以具有更少的翘曲,即,其可以更加平坦。
在操作时,收集辊组件330d的每个辊筒340可以旋转,以使得辊筒340在辊筒340与从预成形玻璃片110拉制出的玻璃之间的接触点处的切向速度和预成形玻璃片110在传送方向104上的平移运动可以基本上相同或不同。当辊筒340的切向速度在传送方向104上比预成形玻璃片110的平移运动更快时,辊筒340可以向预成形玻璃片110施加牵拉力,以使温度高于或等于预成形玻璃片110软化温度的预成形玻璃片110的部分的厚度T衰减。在一些实施方式中,收集辊组件330d的每个辊筒340可以比第一和第二衰减辊组件330b、330c的每个辊筒旋转地更快或更慢。在其他实施方式中,收集辊组件330d的每个辊筒340可以以与第一和第二衰减辊组件330b、330c的每个辊筒340大致相同的速度旋转。
在一些实施方式中,当玻璃的温度远低于其在衰减区中的温度时,收集辊组件330d的辊筒340接触玻璃,因此收集辊组件330d的辊筒340可以包含聚合物材料,例如橡胶、硅酮、VitonTM(氟碳弹性体)、氟硅氧烷等,以利用低的夹力使收集辊组件330d的辊筒340接合从预成形玻璃片110拉制出的玻璃,从而防止在从预成形玻璃片110拉制出的玻璃中形成玻璃裂纹。另外,收集辊组件330d可以将从预成形玻璃片110拉制出的玻璃引导到收集单元400。
再次参考图1,收集单元400可以包括收集卷轴410和切断装置420。再拉制路径102在收集单元400处终止,并且从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以在其离开再拉制炉200并经过收集辊组件330d之后,由收集单元400收集。例如,从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以通过围绕收集卷轴410卷绕来收集。在操作时,收集卷轴410可以围绕其轴旋转,并且该旋转可以有助于使从预成形玻璃片110拉制出的玻璃围绕收集卷轴410绕卷和/或拉动拉制出的玻璃通过再拉制炉200。在一些实施方式中,收集卷轴410包括基本上为圆柱形的主体,从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以围绕该基本上为圆柱形的主体卷绕。另外,可以基于从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的弯曲半径来构造收集卷轴410的直径。例如,从预成形玻璃片110拉制出的较薄的玻璃包含的弯曲半径可以比从预成形玻璃片110拉制出的较厚的玻璃更小。因此,对于较厚的玻璃片的收集来说,可期望直径较大的收集卷轴410,而对于较薄的玻璃片的收集来说,可期望直径较小的收集卷轴410。圆柱形主体包含圆形截面形状。在其他实施方式中,收集卷轴410的截面可以具有三角形、矩形、椭圆形或另一种合适的多边形或非多边形形状。
切断装置420可以包括刻划轮、划痕尖头、切割盘、激光器、焰矩、流体射流、弯曲装置、另一种合适的切断装置或其组合。在操作时,一旦玻璃片以颈缩厚度离开再拉制炉200,则切断装置420可以切断玻璃片。也就是说,在运行终点,当预成形玻璃片110不再剩余足够的材料来产生期望厚度的拉制出的玻璃片而辊组件330继续牵拉预成形玻璃片110时,拉制出的玻璃片将达到其开始衰减并变形的点,通常在厚度和宽度方向上均衰减和变形。例如,玻璃片将颈缩到比期望厚度小的颈缩厚度。此时,预成形玻璃片110可不再产生期望的拉制出的玻璃片,并且工艺通过使具有期望厚度的拉制出的玻璃片与玻璃片剩余部分(即,达到颈缩厚度的玻璃片的部分)切断而终止。一旦切断从预成形玻璃片110拉制出的玻璃,则将拉制出的玻璃片的最终部分卷绕到收集卷轴410上,而预成形玻璃片110的剩余部分仍与玻璃悬挂系统312接合,并且可以从再拉制炉200移除,以及与玻璃悬挂系统312断开。然后可以将新的预成形玻璃片110装载到玻璃悬挂系统312中并再次启动工艺。
再次参考图1-12,玻璃再拉制系统100可以用于衰减预成形玻璃片110,使得一旦从预成形玻璃片110拉制出的玻璃到达收集单元400,从预成形玻璃片110拉制出的玻璃可以包含小于约100μm的厚度。虽然下文描述了多个步骤,但是应理解的是,玻璃再拉制系统100可以仅使用下述步骤中的一些步骤或使用另外未描述的步骤来用于衰减预成形玻璃片110。此外,虽然各步骤以特定的顺序来描述,但是也考虑了其他顺序。首先,可以预热再拉制炉200以提高炉通道216中的温度。在预热再拉制炉200期间,临时炉进口盖234可以与炉外壳210接合以覆盖炉进口230,并且临时炉出口盖236可以与炉外壳210接合以覆盖炉出口232。接着,可以将一些或全部的辊组件330致动到回缩位置337中,例如,定位辊组件330a、第一和第二衰减辊组件300b,300c以及收集辊组件330d。
另外,可以手动或自动地使玻璃悬挂系统312接合预成形玻璃片110。例如,可以从基底壳体323移除悬挂柄326和玻璃夹具324,可以将玻璃夹具324夹持到预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114上,并且悬挂柄326可以与基底壳体323连接,使得悬挂柄326、玻璃夹具324和预成形玻璃片110与玻璃悬挂系统312接合。接着,可以将预成形玻璃片110悬挂在炉外壳210内。例如,可以从炉进口230移除临时炉进口盖234,可以将基底壳体323和预成形玻璃片110插入炉通道216中,并且悬挂盖320可以与炉外壳210的进口端部212连接以密封炉进口230。一旦炉外壳210的进口端部212被密封,则可以移除临时炉出口盖236。
接着,玻璃悬挂系统312可以利用悬挂驱动系统328在传送方向104上沿着再拉制路径102平移预成形玻璃片110。当预成形玻璃片110纵向毗邻定位辊组件330a时,定位辊组件330a可以从回缩位置337致动到延伸位置335中,以使定位辊组件330a的辊筒340接合预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114。此外,当预成形玻璃片110纵向毗邻第一衰减辊组件330b时,第一衰减辊组件330b可以从回缩位置337致动到延伸位置335中,以使第一衰减辊组件330b的辊筒340接合预成形玻璃片110的第一和第二表面112、114。
当第一衰减辊组件330b与预成形玻璃片110接合时,玻璃悬挂系统312可以使预成形玻璃片110停止平移,并且第一衰减辊组件330b的第一对辊和第二对辊可以通过所述一个或多个辊驱动系统350旋转致动,以向预成形玻璃片110施加垂直张力,从而使预成形玻璃片110衰减并使从预成形玻璃片110拉制出的玻璃沿着再拉制路径102平移。一旦玻璃悬挂系统312使预成形玻璃片110停止平移,则通过多个加热单元250向预成形玻璃片110施加热结合第一衰减辊组件330b向预成形玻璃片110施加张力而产生的预成形玻璃片110的厚度T的衰减,可以使预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片拉制出的玻璃在传送方向104上沿着再拉制路径102继续平移。
在一些实施方式中,当第一衰减辊组件330b初始接触预成形玻璃片110时,其可以以扭矩模式操作,以可以逐渐增加施加给预成形玻璃片110的垂直张力。另外,由于第一衰减辊组件330b在炉通道216内接合预成形玻璃片110,因此可以限制预成形玻璃片110的浪费部分。也就是说,在通常的玻璃再拉制系统中,第一牵拉辊位于系统的出口处。因此,在运行开始时,预成形玻璃片即被加热直到玻璃坯行进玻璃再拉制系统的整个距离,直到其最后在系统的出口处与牵拉辊接合,在系统的出口处,可以受控的方式牵拉预成形玻璃片以产生期望厚度的拉制出的玻璃片。在这种情况下,在可制造期望厚度的玻璃片之前,有相当多的材料从预成形玻璃片中熔化掉。
另一方面,在本玻璃再拉制系统100中,第一衰减辊组件330b和/或第二衰减辊组件330c可以用于在早得多的点处接合玻璃坯,例如,在炉通道216内接合,从而在生产出期望厚度的拉制出的玻璃片之前,来自预成形玻璃片110的材料的浪费更少。例如,第一衰减辊组件330b可以接合预成形玻璃片110,使得预成形玻璃片的浪费部分可以包含小于20%的预成形玻璃片,例如,小于15%、小于10%、小于5%等的预成形玻璃片。另外,在包含第二衰减辊组件330c的实施方式中,当预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃垂直毗邻第二衰减辊组件330c时,第二衰减辊组件330c可以从回缩位置337致动到延伸位置335中,使得第二衰减辊组件330c的辊筒340接合从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114。
接着,当预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃垂直毗邻收集辊组件330d时,收集辊组件330d可以致动到延伸位置335中,以使收集辊组件330d的辊筒340接合预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114。接着,收集辊组件330d可以旋转致动,以向预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃施加垂直张力和牵拉力。在一些实施方式中,收集辊组件330d可以以速度模式操作,以向预成形玻璃片110施加恒定的牵拉力,从而使预成形玻璃片110的厚度T衰减。当预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃到达收集单元400后,通过收集单元400收集从预成形玻璃片110拉制出的玻璃,例如,通过围绕收集卷轴410卷绕来收集。使用收集单元400的切断装置420来切断从预成形玻璃片拉制出的玻璃,例如,一旦从预成形玻璃片110拉制出的玻璃获得了期望长度,则进行切断。
可以以各种方式使用辊组件330a-d来使预成形玻璃片110拉紧,并因此将预成形玻璃片110拉制到得到的期望厚度。例如,虽然上文将定位辊组件330a描述成用作空转定位装置,但是在一些实施方式中,定位辊组件330a可以包括驱动辊。另外,例如,可以驱动辊组件330a-d,以使至少一个辊组件以恒定速度模式操作来控制从预成形玻璃片110拉制出的得到的玻璃片的厚度,而其他辊组件可以以扭矩模式驱动。例如,第一衰减辊组件330b可以扭矩模式操作,第二衰减辊组件330c可以扭矩模式操作,而收集辊组件330d可以速度模式操作。在其他实例中,第一衰减辊组件330b可以扭矩模式操作,第二衰减辊组件330c可以速度模式操作,而收集辊组件330d可以扭矩模式操作。在其他实例中,第一衰减辊组件330b可以速度模式操作,第二衰减辊组件330c可以扭矩模式操作,而收集辊组件330d可以扭矩模式操作。
在其他实例中,第一和第二衰减辊组件330b、330c可以仅为接合预成形玻璃片110以及从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的辊组件。在这些实例中,可通过辊组件330b、330c调整扭矩设定和水平张力(如通过使辊角α倾斜),以在衰减区246中控制玻璃带形状而获得较低的玻璃带应力,从而获得更平坦的玻璃带和工艺稳定性。在这些实例的一些变化形式中,还可以以恒定速度模式来利用收集辊组件330d以控制厚度并增加工艺稳定性。
再次参考图1、4和5,玻璃再拉制系统100还包括多个传感装置,例如高温计140、热电偶142、玻璃厚度测量仪144和热敏行式扫描仪(thermal line scanners)148。多个传感装置中的每一个可以沿着通信路径154与再拉制系统控制器150通信连接,以将关于传感器测量的传感器信号发送给再拉制系统控制器150并从再拉制系统控制器150中接收控制信号。在操作时,可以将接收自所述一个或多个传感装置的传感器信号存储在所述再拉制系统控制器150的一个或多个存储器模块156中,并且可以与接收自第一和第二多个加热单元250a,250b的信号(例如热输出)、再拉制驱动系统300(例如玻璃悬挂系统312的第一和第二测力传感器362a、362b)的信号(例如向预成形玻璃片110施加的张力)进行比较。基于该比较,再拉制系统控制器150可以改变玻璃再拉制系统100的各种操作功能,例如多个辊组件330a-330d的旋转速度和/或扭矩、玻璃悬挂系统312的平移速度、玻璃悬挂系统312的对齐程度、以及由第一和第二多个加热单元250a、250b输出的温度。
如图1所描述的,多个热电偶142可以位于炉外壳210内,例如,与第一和第二表面壁222、224以及第一和第二边缘壁226、228连接。另外,热电偶142可以与第一和第二多个加热单元250a、250b连接或毗邻第一和第二多个加热单元250a、250b定位。在一些实施方式中,多个热电偶142可以包括热控制热电偶142a和/或工艺控制热电偶142b(图5)。此外,如图8和9所描述的,一个或多个热电偶142可以与玻璃悬挂系统312的基底壳体323连接,以监测包括玻璃夹具324(图9)的玻璃悬挂系统312的温度,例如,当玻璃夹具324(图9)包含硅酮时。
再次参考图1和5,热控制热电偶142a测量单独的加热单元和/或单独的加热元件的温度。例如,热控制热电偶142a可以毗邻第一和第二多个加热单元250a、250b中的单独的加热单元定位,所述单独的加热单元分别沿着第一和第二表面壁222、224处于共同的垂直位置。另外,工艺控制热电偶142b可以位于炉外壳210内并且可以测量炉通道216中的空气温度。在操作时,当预成形玻璃片110位于炉通道216内时,例如当其经过再拉制路径102时,在预成形玻璃片110与第一和第二表面壁222、224之间的炉通道216内的空气温度可以通过工艺控制热电偶142b测量。炉通道216内的空气温度向再拉制系统控制器150(图5)提供了关于炉通道216内的预成形玻璃片110的纵向位置信息。另外,如图5示意性描述的,玻璃再拉制系统100还可以包括一个或多个报警装置147,其与热电偶142和再拉制系统控制器150通信连接。所述一个或多个报警装置147可以包括任意声音报警装置或可见报警装置,其被构造成当热电偶142测得的炉通道216内的温度高于阈值温度时,致动及输出报警信号,以例如警告用户炉通道216内的温度高于阈值温度。
例如,当纵向毗邻的加热单元250a、250b输出相同温度的热时,如果第一表面壁222与预成形玻璃片110的第一表面112之间的空气温度和第二表面壁224与预成形玻璃片110的第二表面114之间的空气温度相同,则再拉制系统控制器150可以确定预成形玻璃片110在炉通道216中的纵向居中。另外,如果这些空气温度不同,则再拉制系统控制器150可以确定预成形玻璃片110纵向偏离中心,例如,相比于第一和第二表面壁222、224中的另一个表面壁,其更靠近第一和第二表面壁222、224中的一个表面壁。基于这些反馈,再拉制系统控制器150可以改变预成形玻璃片110在炉通道216中的位置,例如,通过改变玻璃悬挂系统312的位置和/或改变多个辊组件330a-330d中的适当成对辊332a、332b的位置来改变。
现在参考图4和5,高温计140被构造成沿着再拉制路径102,在多个垂直位置处测量预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114的温度。在操作时,高温计140可以将电磁辐射照射到预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃上,接收返回信号以及基于返回信号的噪声水平来确定预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度。在一些实施方式中,高温计140被构造成输出7.8μm波长的电磁辐射,该电磁辐射可以用于测量包含约25μm至约200μm的厚度T的示例性玻璃片的温度。另外,还考虑了可以将高温计140构造成输出其他波长的电磁辐射,例如输出约5μm至约15μm的波长。
在一些实施方式中,高温计140可以延伸通过炉外壳210的第一和第二表面壁222、224。在其他实施方式中,炉外壳210可以包括多个光学狭缝,其延伸通过第一表面壁222、第二表面壁224、第一边缘壁226、第二边缘壁228中的一者或多者,以使所述一个或多个高温计140可以通过多个光学狭缝将电磁辐射输出到炉通道216中。
在操作时,高温计140可以沿着炉外壳210的多个垂直位置定位,以当预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃经过再拉制路径102而通过一个或多个炉区240时,确定预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度。在一些实施方式中,高温计140是静止的,而在其他实施方式中,高温计140可以被构造成扫描过片材的整个宽度(即,其中,一个高温计可以在玻璃片的宽度上的各个点处进行多次读取),以使得单个高温计140可以在第一边缘116与第二边缘118之间测量预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度,从而例如生成预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度分布。此外,可以使用再拉制系统控制器150将预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度(通过高温计140测量)与第一和第二多个加热单元250a,250b输出的温度(通过热控制热电偶142a测量)以及炉通道216的空气温度(通过工艺控制热电偶142b测量)进行比较。这一比较允许再拉制系统控制器150确定加热单元250a,250b的温度、炉通道216的空气温度以及预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114的温度之间的关系,从而允许再拉制系统控制器150改变加热单元250a、250b输出的热,玻璃悬挂系统312的平移速度,以及包含机动化成对辊332a、332b的所述一个或多个辊组件330的扭矩、旋转速度和位置,从而可以使预成形玻璃片110可以衰减到期望的厚度T。
在一些实施方式中,高温计140可以用于测定片材形状。也就是说,可以监测第一和第二表面112、114的温度,并且当温度变化高于一般的量时,则可以确定存在不期望的片材形状,例如玻璃片的部分移出了期望的平面。另一方面,当高温计140指示存在极小的温度变化时,则可确定几乎不存在不期望的片材形状。再拉制系统控制器150可通过监测来自高温计140的温度变化来确定何时存在期望或不期望的片材形状,并且可调整玻璃再拉制系统的其余部分以减少片材形状。例如,玻璃再拉制系统100的其余部分可以包括加热单元250、加热元件250′、辊组件330、冷却剂流体流(下文有所描述)、气体提取仪器(下文有所描述)等,从而促进片材变平坦。
仍然参考图4和5,玻璃厚度测量仪144可以沿着再拉制路径102,在一个或多个垂直位置处测量预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度T。玻璃厚度测量仪144可以包括光谱干涉激光位移计、高精度共焦色度计、激光共焦传感器等,例如购自基恩士公司(Keyence)。在一些实施方式中,工作距离比上述仪器的工作距离更长的仪器可以是期望的。在一些实施方式中,玻璃厚度测量仪144可以位于收集辊组件330d下游的炉出口232处,以在辊组件330b-d衰减了从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度T后,测量厚度T。玻璃厚度测量仪144可以是静止的或扫描的。在一些实施方式中,多个玻璃厚度测量仪144可以横向定位在共同的垂直位置中,以使玻璃厚度测量仪144可以在多个横向位置处测量预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度T,从而使再拉制系统控制器150可以确定预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在第一和第二边缘116、118之间是否得到了均匀衰减。
另外,热敏行式扫描仪148可以定位在炉出口232处,例如,在玻璃厚度测量仪144的垂直下游,并且当从预成形玻璃片110拉制出的玻璃在炉出口232与收集单元400之间平移时,其可以测量从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度。在操作时,热敏行式扫描仪148可以在第一和第二边缘116、118之间测量从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的第一和第二表面112、114的温度分布。在操作时,可以使用再拉制系统控制器150将热敏行式扫描仪148的温度测量值与玻璃厚度测量仪144的厚度测量值进行比较,以确定从预成形玻璃片110拉制出的玻璃离开炉出口232后,从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的温度与从预成形玻璃片110拉制出的玻璃的厚度之间的相关性。
再次参考图1和3,再拉制炉200和再拉制驱动系统300可以各自使用冷却剂流体(例如空气、水等)进行流体冷却。如图1所描述的,再拉制炉200可以包括多个流体冷却通道270,其位于第一表面壁222、第二表面壁224、第一边缘壁226和第二边缘壁228中的一者或多者中。流体冷却通道270包括一个或多个管道、管等,以提供流体路径。另外,多个流体冷却通道270可以与一个或多个储器272(图3)和一个或多个泵送系统274(图3)流体连接,以使得冷却剂流体可以通过多个流体冷却通道270持续泵送,从而从炉外壳210移除热。
在一些实施方式中,可以改变流过流体冷却通道270的冷却剂流体的体积和速度,例如,通过所述一个或多个泵送系统274来改变,以控制炉外壳210的冷却。此外,多个流体冷却通道270可以位于炉外壳210内,以使得流体冷却通道270可以毗邻不同的炉区240定位。在操作时,可以独立控制多个流体冷却通道270。作为非限制性实例,如果在退火区248中期望较多的冷却,则在炉外壳210内的毗邻退火区248定位的流体冷却通道270可以接收体积和/或速度增加的冷却剂流体。另外,所述一个或多个泵送系统274可以与再拉制系统控制器150(图5)通信连接,以向泵送系统274提供控制信号。应理解的是,通过控制经过单独的流体冷却通道270的冷却剂流体的体积和速度,可以选择性地控制在不同炉区240中的炉外壳210部分的温度。
在一些实施方式中,流体冷却通道270或其他流体通道可以延伸到玻璃再拉制系统100的各个部件中,使得冷却剂流体可以在其中循环。例如,可以将一个或多个流体冷却通道270定位在热变闸120、均热器130、高温计140、热电偶142、玻璃悬挂系统312的悬挂轴杆314和玻璃夹持基底322、多个辊组件330中的每一个辊组件的辊轴杆338内。
在操作时,使冷却剂流体循环通过各个部件可以在将热输出到炉通道216的同时冷却这些部件。例如,使冷却剂流体(例如空气)循环通过每个辊轴杆338可以使延伸到炉通道216中的辊轴杆338的下垂(例如垂直下垂)最小化。另外,当被流体冷却时,辊轴杆338和辊筒340可以沿着预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃)的第一和第二表面112、114在各离散位置作为散热器操作,从而沿着第一和第二边缘116、118移除预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃)的第一和第二边缘116、118附近的热,并且降低预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃)的粘度。沿着第一和第二边缘116、118降低预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃)的粘度可以在预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃)经过再拉制路径102时,减少预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃)的宽度W的衰减。另外,使冷却剂流体循环通过玻璃悬挂系统312的悬挂轴杆314和玻璃夹持基底322可以向玻璃夹具324额外提供冷却(例如,当玻璃夹具324包含硅酮时),以在玻璃夹持基底322位于炉通道216中时,将玻璃夹具324保持在小于约250℃。
再次参考图1,再拉制炉200还可以包括一个或多个边缘冷却卡口(bayonet)290,其延伸到炉通道216中并在再拉制路径102附近终止。如图1所描述的,边缘冷却卡口290位于退火区248中,然而,应理解的是,任意数目的边缘冷却卡口290可以位于任意的炉区240中。在一些实施方式中,一个或多个边缘冷却卡口290与多个流体冷却通道270流体连接,以使得冷却流体可以流过边缘冷却卡口290。在其他实施方式中,边缘冷却卡口290可以独立于多个流体冷却通道270而接收来自一个或多个储器272(图3)的冷却剂流体。在操作时,当预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃)经过再拉制路径102时,边缘冷却卡口290可以冷却预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃)的第一和第二边缘116、118。预成形玻璃片110(或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃)的第一和第二边缘116、118的局部冷却可以强化第一和第二边缘116、118,使得宽度W的衰减最小化。
现在参考图3,再拉制炉200还可以包括一个或多个气体提取管280,其被构造成从炉通道216移除气体。在一些实施方式中,气体提取管280可以与气体提取泵285流体连接,使得气体提取管280可以从炉通道216中主动提取气体。在其他实施方式中,气体提取管280被构造成被动地从炉通道216中输出气体而不使用气体提取泵285,例如,当在炉通道216中存在气流时和/或当炉通道216包括高于大气压的压力时。所述一个或多个气体提取管280可以延伸通过第一和第二表面壁222、224以及第一和第二边缘壁226、228中的一者或多者。在一些实施方式中,气体提取管280是可密封的,以密封炉通道216。在一些实施方式中,气体提取管280位于退火区248内、衰减区246内、或者同时在退火区248和衰减区246内。例如,气体提取管280可以位于衰减区246的垂直下游,以使衰减区内的空气流动最小化。
在操作时,当存在通过炉进口230(例如通过悬挂盖320)的泄漏时,通过第一和第二多个加热单元250a、250b在炉通道216中形成的垂直温度梯度500(图7)可以在炉通道216中产生空气流,例如在出口端部214与进口端部212之间产生空气流。在操作时,气体提取管280提取来自炉外壳210的气体,例如,提取来自退火区248和/或衰减区246的气体,以减少流过衰减区246的空气流。通过限制通过衰减区246的空气流,预成形玻璃片110可以得到加热和衰减而不会有空气流来影响预成形玻璃片110的厚度T(例如,不会有空气流在预成形玻璃片110或从预成形玻璃片110拉制出的玻璃上产生任何不期望的厚度特征)。
仍然参考图3,再拉制炉200还可以包括一个或多个气体注入管282,其在结构上被构造成将气体引入炉通道216中。气体注入管282可以与气体注入泵286流体连接,使得气体注入管282可以将气体主动引入到炉通道216中。在气体提取管280与气体提取泵285流体连接的实施方式中,气体注入管282可以与气体提取泵285或气体注入泵286流体连接。所述一个或多个气体注入管282可以延伸通过第一和第二表面壁222、224以及第一和第二边缘壁226、228中的一者或多者。在一些实施方式中,气体注入管282是可密封的,以密封炉通道216。气体注入管282可以位于构架区242中,预热区244中,或者同时在构架区242和预热区244中,并且其被构造成将气体引入到衰减区246的垂直上游,以增加衰减区246上游的气压而抵消由衰减区246的温度升高所造成的上游气流。
另外,气体提取泵285和气体注入泵286可以各自与再拉制系统控制器150(图5)通信连接,以向气体提取泵285和气体注入泵286提供控制信号。玻璃再拉制系统100还可以包括一个或多个压力传感器149(图5),其位于炉外壳210内并且与再拉制系统控制器150通信连接。所述一个或多个压力传感器149在结构上被构造成用于测量炉外壳210内的压力和/或气流并向再拉制系统控制器150输出传感器信号。在操作时,再拉制系统控制器150可以使用气体提取泵285控制从炉通道216移除的气体的体积和速度,并且可以使用气体注入泵286控制引入到炉通道216中的气体的体积和速度,例如基于所述一个或多个压力传感器149测量的压力和/或气流信号来控制,从而使炉通道216内的气流最小化并且/或者将炉通道216内的气流限制为层状气流。
应理解,本文所述的实施方式提供了使用玻璃再拉制系统使预成形玻璃片衰减的系统和方法。所述玻璃再拉制系统包括再拉制炉,其具有多个加热单元,所述多个加热单元与炉外壳连接并且被构造成将热输出到在炉进口和炉出口之间延伸的炉通道中。再拉制炉包括预热区、衰减区和退火区,并且当多个加热单元将热输出到炉通道中时,衰减区达到比预热区和退火区更高的温度,使得可以在衰减区内将经过再拉制路径的预成形玻璃片加热到软化温度。再拉制系统还可以包括均热器和热变闸,所述热变闸被构造成在衰减区和相邻的炉区之间产生陡峭的温度梯度。此外,玻璃再拉制系统包括多个辊组件,所述多个辊组件被构造成接合预成形玻璃片(或从预成形玻璃片拉制出的玻璃),以引导其通过炉外壳并施加垂直张力以使预成形玻璃片的厚度衰减。本文所述的系统和方法提供了使预成形玻璃片的厚度一致且有效衰减的系统和方法,从而形成了在整个宽度上(以及沿着其长度)具有均匀厚度且具有低的翘曲(即,具有良好的平坦度)的拉制出的玻璃片。
虽然本文已经例示和描述了具体的实施方式,但是应理解的是,可以进行各种其他变化或改进,而不会背离所要求保护的主题的精神和范围。此外,尽管本文描述了要求保护的主题内容的各个方面,但是这些方面无需结合使用。因此,所附权利要求旨在覆盖落入要求保护的主题范围内的所有这些修改和变化。
还应理解,本文所述的使用玻璃再拉制系统使预成形玻璃片衰减的系统和方法可以根据多个方面来描述。在第1个方面中,玻璃再拉制系统包括再拉制炉,其具有炉外壳,所述炉外壳具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道;与炉外壳连接的衰减加热单元;位于炉进口和衰减加热单元之间的预热区;以及位于炉出口与衰减加热单元之间的退火区。玻璃再拉制系统还包括一个或多个热变闸,其与炉外壳连接并且延伸到位于衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道中,以抑制沿着在衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道的热传递。
第2个方面包括如第1个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述一个或多个热变闸包括上游热变闸和下游热变闸,所述上游热变闸在传送方向上定位在衰减加热单元与预热区之间,并且在衰减加热单元上游;所述下游热变闸在传送方向上定位在衰减加热单元与退火区之间并且在衰减加热单元下游。
第3个方面包括如第1或第2个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述一个或多个热变闸各自包括第一闸部分和第二闸部分,所述第一闸部分与炉外壳的第一表面壁连接,并且向着延伸通过炉通道的再拉制路径纵向延伸;所述第二闸部分与炉外壳的第二表面壁连接,并且向着再拉制路径纵向延伸。
第4个方面包括如第3个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述一个或多个热变闸与炉外壳可滑动地连接,使得第一闸部分和第二闸部分各自可在纵向方向上移动。
第5个方面包括如第3或第4个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,第一闸部分和第二闸部分各自可在纵向方向上在回缩位置与延伸位置之间移动,其中,在回缩位置中,第一闸部分和第二闸部分从炉通道移除,并且在延伸位置中,第一闸部分和第二闸部分纵向毗邻再拉制路径而终止。
在第6个方面中,如第1至第5个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括均热器,其位于衰减加热单元和延伸通过炉通道的再拉制路径之间,其中,均热器被构造成在垂直方向和横向方向上沿着均热器分散热。
在第7个方面中,如第1至第6个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括多个加热单元,其中,所述多个加热单元包括衰减加热单元、在预热区内与炉外壳连接的预热单元、以及在退火区内与炉外壳连接的退火加热单元。
第8个方面包括如第7个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,当多个加热单元将热输出到炉通道中时,衰减加热单元在比预热单元和退火加热单元中的每一者更高的温度下输出热。
第9个方面包括如第7或第8个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,多个加热单元各自包括多个横向毗邻的加热元件。
第10个方面包括如第9个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,衰减加热单元比预热单元和退火加热单元包括更多的横向毗邻的加热元件。
第11个方面包括如第7至第10个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,多个加热单元各自包括电阻加热器、感应加热器或其组合。
第12个方面包括如第7至第11个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,当多个加热单元将热输出到炉通道中时,预热单元在约600℃至约900℃的温度下输出热,衰减加热单元在约1300℃至约1700℃的温度下输出热,并且退火加热单元在约700℃至约1000℃的温度下输出热。
第13个方面包括如第7至第12个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,炉外壳包括第一表面壁,其面向第二表面壁;并且多个加热单元中的单独的加热单元在共同的垂直位置处与第一表面壁和第二表面壁连接,使得与第一表面壁连接的每个单独的加热单元和与第二表面壁连接的单独的加热单元纵向对齐。
在第14个方面中,如第7至第13个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括均热器,其位于多个加热单元中的单独的加热单元与延伸通过炉通道的再拉制路径之间,其中,均热器被构造成在垂直方向和横向方向上沿着均热器分散热。
在第15个方面中,如第1至第14个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括一个或多个流体冷却通道,其定位在炉外壳的一个或多个壁内,并且与流体泵送系统流体连接,所述流体泵送系统在结构上被构造成使冷却剂流体循环通过所述一个或多个流体冷却通道。
在第16个方面中,如第1至第15个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括一个或多个边缘冷却卡口,其延伸到炉通道中并且在延伸通过炉通道的再拉制路径附近终止。
在第17个方面中,如第1至第16个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括一个或多个气体提取管,其与炉通道流体连接并且位于衰减加热单元的垂直下游,其中,所述一个或多个气体提取管在结构上被构造成从炉通道移除气体。
在第18个方面中,如第1至第17个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括一个或多个气体注入管,其与炉通道流体连接并且位于衰减加热单元的垂直上游,其中,所述一个或多个气体注入管在结构上被构造成将气体输入到炉通道中。
在第19个方面中,如第1至第18个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括多个辊组件,其沿着延伸通过炉通道的再拉制路径定位,其中,所述多个辊组件包括衰减辊组件,其在传送方向上定位在衰减加热单元的下游;收集辊组件,其在传送方向上定位在衰减辊组件的下游,其中,衰减辊组件和收集辊组件各自包括一对或多对机动化的辊,所述一对或多对机动化的辊被构造成接合玻璃片并向玻璃片施加张力。
第20个方面为如第19个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述衰减辊组件和收集辊组件的一对或多对机动化辊以扭矩模式和速度模式中的一种模式操作,其中,在扭矩模式中,所述一对或多对机动化辊以恒定的扭矩旋转,并且在速度模式中,所述一对或多对机动化辊以恒定的速度旋转。
第21个方面为如第19或第20个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,衰减辊组件可在延伸位置与回缩位置之间调节,其中,在延伸位置中,衰减辊组件的辊筒定位在再拉制路径的边缘处,并且在回缩位置中,衰减辊组件的辊筒从再拉制路径移除。
第22个方面为如第19至第21个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,衰减辊组件可围绕辊接头在垂直向下游的方向上枢转,使得当所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊与玻璃片接合时,并且当衰减辊组件在垂直向下游的方向上枢转时,衰减辊组件在垂直方向和横向方向上向玻璃片施加张力。
在第23个方面中,如第1至第22个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括供料单元,其可与炉进口接合并且被构造成将预成形玻璃片悬挂在炉通道中。
第24个方面包括如第23个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,供料单元包括玻璃悬挂系统,所述玻璃悬挂系统具有玻璃夹持基底,所述玻璃夹持基底具有玻璃夹具和一个或多个悬挂轴杆,所述玻璃夹具可与预成形玻璃片接合,所述一个或多个悬挂轴杆与悬挂驱动系统和玻璃夹持基底连接并在悬挂驱动系统和玻璃夹持基底之间延伸,其中,悬挂驱动系统在结构上被构造成使玻璃夹持基底和所述一个或多个悬挂轴杆沿着延伸通过炉通道的再拉制路径的一部分平移。
第25个方面包括如第24个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,玻璃悬挂系统还包括悬挂盖,其可与炉外壳接合以覆盖炉外壳的炉进口,其中,所述一个或多个悬挂轴杆延伸通过悬挂盖。
在第26个方面中,如第1至第25个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括收集单元,其中,再拉制路径延伸通过炉通道并且在收集单元处终止。
第27个方面包括如第26个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,收集单元还包括收集卷轴和切断装置。
在第28个方面中,如第1至第27个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括一个或多个高温计、一个或多个热电偶、一个或多个玻璃厚度测量仪以及一个或多个热敏行式扫描仪。
第29个方面包括如第28个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,至少一个热电偶定位在炉外壳内,并且至少一个玻璃厚度测量仪和至少一个热敏行式扫描仪定位在炉出口与收集单元之间。
在第30个方面中,一种玻璃再拉制系统包括再拉制炉,其具有炉外壳,所述炉外壳具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道,以及衰减加热单元,其与炉外壳连接并且在结构上被构造成将热输出到炉外壳中;延伸通过炉通道的再拉制路径;以及衰减辊组件,其包括一对或多对机动化辊,所述一对或多对机动化辊在传送方向上在衰减加热单元的下游位置处延伸到炉通道中,其中,所述一对或多对机动化辊可在沿着再拉制路径的延伸位置与远离再拉制路径的回缩位置之间调整,并且所述一对或多对机动化辊可与预成形玻璃片接合以向预成形玻璃片施加垂直张力。
第31个方面包括如第30个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊各自包括具有第一轴杆端部和第二轴杆端部的辊轴杆,其中,每个辊轴杆在第一轴杆端部处与辊驱动系统机械接合,并且在第二轴杆端部处与辊筒连接。
第32个方面包括如第31个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊中的每个辊筒包含耐火材料。
第33个方面包括如第31个方面或第32个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊中的每个辊轴杆包括延伸通过其的一个或多个流体冷却通道。
第34个方面包括如第30至第33个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊以扭矩模式操作,使得当所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊被致动时,其以恒定扭矩旋转。
第35个方面为如第30至第34个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,衰减辊组件可围绕辊接头在垂直向下游的方向上枢转,使得当所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊与玻璃片接合时,并且当衰减辊组件在垂直向下游的方向上枢转时,衰减辊组件在垂直方向和横向方向上向玻璃片施加张力。
在第36个方面中,如第30至第35个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括收集辊组件,其具有定位在炉出口与收集单元之间的一对或多对机动化辊,其中,所述一对或多对机动化辊毗邻再拉制路径,以使其可与玻璃片接合从而向玻璃片施加垂直张力。
第37个方面包括如第36个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述收集辊组件的一对或多对机动化辊各自包括含有第一轴杆端部和第二轴杆端部的辊轴杆,其中,每个辊轴杆在第一轴杆端部处与辊驱动系统机械接合,并且在第二轴杆端部处与辊筒连接。
第38个方面包括如第36个方面或第37个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,所述收集辊组件的一对或多对机动化辊中的每个辊筒包含聚合物材料。
第39个方面包括如第36至第38个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,所述收集辊组件的一对或多对机动化辊以速度模式操作,使得当所述收集辊组件的一对或多对机动化辊被致动时,其以恒定的速度旋转。
第40个方面包括如第36个方面至第39个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统,其中,再拉制路径延伸通过炉通道并且在收集单元处终止,并且所述收集辊组件的一对或多对机动化辊可在沿着再拉制路径的延伸位置与远离再拉制路径的回缩位置之间调整。
在第41个方面中,如第30至第40个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括定位辊组件,其在传送方向上在衰减加热单元的上游位置处延伸到炉通道中,其中,定位辊组件可在沿着再拉制路径的延伸位置与远离再拉制路径的回缩位置之间调整。
在第42个方面中,如第30至第41个方面的任意组合所述的玻璃再拉制系统还包括多个加热单元,其中,所述多个加热单元包括在衰减区内与炉外壳连接的衰减加热单元、在预热区内与炉外壳连接的预热单元、以及在退火区内与炉外壳连接的退火加热单元。
第43个方面包括如第42个方面所述的玻璃再拉制系统,其中,当多个加热单元将热输出到炉通道中时,衰减加热单元在比预热单元和退火加热单元中的每一者更高的温度下输出热。
在第44个方面中,一种使预成形玻璃片衰减的方法包括使用供料单元将预成形玻璃片悬挂在再拉制炉内。再拉制炉包括炉外壳和多个加热单元,所述炉外壳具有在炉进口和炉出口之间延伸的炉通道;所述多个加热单元与炉外壳连接并且在结构上被构造成将热输出到炉外壳中。所述方法还包括以下步骤:使用多个加热单元来加热预成形玻璃片,以将至少一部分的预成形玻璃片加热到软化温度;使预成形玻璃片的第一表面和第二表面与衰减辊组件接合,所述衰减辊组件在传送方向上,在多个加热单元的一个或多个衰减加热单元的下游位置处延伸到炉通道中;以及通过旋转衰减辊组件的一个或多个辊筒来向预成形玻璃片施加垂直张力,从而在预成形玻璃片在传送方向上平移时,使预成形玻璃片的厚度衰减。
第45个方面包括如第44个方面所述的方法,其中,所述衰减辊组件的一个或多个辊筒以扭矩模式旋转。
在第46个方面中,如第44个方面或第45个方面所述的方法还包括使从预成形玻璃片的第一表面和第二表面拉制出的玻璃与收集辊组件接合,所述收集辊组件在传送方向上定位在衰减辊组件和炉出口的下游。
在第47个方面中,如第46个方面所述的方法还包括当预成形玻璃片与收集辊组件接合时,使衰减辊组件与预成形玻璃片断开。
在第48个方面中,如第46个方面或第47个方面所述的方法还包括通过使收集辊组件的一个或多个辊筒旋转,向预成形玻璃片施加垂直张力。
第49个方面包括如第48个方面所述的方法,其中,所述收集辊组件的一个或多个辊筒以速度模式旋转。
在第50个方面中,如第44个方面至第49个方面的任意组合所述的方法还包括:使用位于炉出口下游的收集单元接收从预成形玻璃片拉制出的玻璃。
第51个方面包括如第50个方面所述的方法,其中,当收集单元接收从预成形玻璃片拉制出的玻璃时,所述从预成形玻璃片拉制出的玻璃包含小于约100μm的厚度。
第52个方面包括如第44个方面至第51个方面的任意组合所述的方法,其中,供料单元包括玻璃悬挂系统,所述玻璃悬挂系统具有玻璃夹持基底和一个或多个悬挂轴杆,所述玻璃夹持基底具有玻璃夹具,所述玻璃夹具可与预成形玻璃片接合;所述一个或多个悬挂轴杆与悬挂驱动系统和玻璃夹持基底连接并在悬挂驱动系统和玻璃夹持基底之间延伸,其中,悬挂驱动系统在结构上被构造成使玻璃夹持基底和所述一个或多个悬挂轴杆沿着延伸通过炉通道的再拉制路径的一部分平移。
在第53个方面中,如第52个方面所述的方法还包括使玻璃夹持基底和预成形玻璃片在传送方向上平移,并且当预成形玻璃片与衰减辊组件接合时,停止玻璃夹持基底和预成形玻璃片的平移。
在第54个方面中,如第44个方面至第53个方面的任意组合所述的方法还包括:当预成形玻璃片纵向毗邻定位辊组件时,使预成形玻璃片与定位辊组件接合,并且当预成形玻璃片与衰减辊组件接合时,使定位辊组件与预成形玻璃片断开。
第55个方面包括如第44个方面至第54个方面的任意组合所述的方法,其中,当多个加热单元将热输出到炉通道中时,所述一个或多个衰减加热单元在比一个或多个剩余的加热单元更高的温度下输出热。
第56个方面包括如第44个方面至第55个方面的任意组合所述的方法,其中,预成形玻璃片包括层压玻璃片。
第57个方面包括如第44个方面至第56个方面的任意组合所述的方法,其中,预成形玻璃片包括成卷的玻璃片。
Claims (16)
1.一种玻璃再拉制系统,所述玻璃再拉制系统包括:
再拉制炉,其包括:
炉外壳,其具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道;
与炉外壳连接的衰减加热单元;
定位在炉进口与衰减加热单元之间的预热区;和
定位在炉出口与衰减加热单元之间的退火区;以及
一个或多个热变闸,其与炉外壳连接并且延伸到在衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道中,以抑制沿着在衰减加热单元与预热区或退火区中的一个区之间的炉通道的热传递,
其中,所述玻璃再拉制系统还包括衰减辊组件,其包括一对或多对机动化辊,所述一对或多对机动化辊在传送方向上,在衰减加热单元下游的位置处延伸到炉通道中,其中,所述一对或多对机动化辊能够在沿着再拉制路径的延伸位置与远离再拉制路径的回缩位置之间调节,并且所述一对或多对机动化辊能够与预成形玻璃片接合,以向预成形玻璃片施加垂直张力,
其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊各自包括含有第一轴杆端部和第二轴杆端部的辊轴杆,其中,每个辊轴杆在第一轴杆端部处与辊驱动系统机械接合,并且在第二轴杆端部处与辊筒连接,并且
其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊以扭矩模式操作,使得当所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊被致动时,其以恒定的扭矩旋转。
2.如权利要求1所述的玻璃再拉制系统,其中,所述一个或多个热变闸包括:
上游热变闸,其在传送方向上定位在衰减加热单元与预热区之间并且在衰减加热单元上游;和
下游热变闸,其在传送方向上定位在衰减加热单元与退火区之间并且在衰减加热单元下游。
3.如权利要求1所述的玻璃再拉制系统,其中,所述一个或多个热变闸各自包括第一闸部分和第二闸部分,所述第一闸部分与炉外壳的第一表面壁连接,并且向着延伸通过炉通道的再拉制路径纵向延伸;所述第二闸部分与炉外壳的第二表面壁连接,并且向着再拉制路径纵向延伸,其中所述一个或多个热变闸与炉外壳能够滑动地连接,使得第一闸部分和第二闸部分各自能够在纵向方向上,在回缩位置与延伸位置之间移动,在回缩位置中,第一闸部分和第二闸部分从炉通道移出,在延伸位置中,第一闸部分和第二闸部分位于炉通道中并且终止于纵向相邻的再拉制路径处。
4.一种玻璃再拉制系统,所述玻璃再拉制系统包括:
再拉制炉,其包括:
炉外壳,其具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道;和
衰减加热单元,其与炉外壳连接并且在结构上被构造成将热输出到炉外壳中;
延伸通过炉通道的再拉制路径;以及
衰减辊组件,其包括一对或多对机动化辊,所述一对或多对机动化辊在传送方向上,在衰减加热单元下游的位置处延伸到炉通道中,其中,所述一对或多对机动化辊能够在沿着再拉制路径的延伸位置与远离再拉制路径的回缩位置之间调节,并且所述一对或多对机动化辊能够与预成形玻璃片接合,以向预成形玻璃片施加垂直张力,
其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊各自包括含有第一轴杆端部和第二轴杆端部的辊轴杆,其中,每个辊轴杆在第一轴杆端部处与辊驱动系统机械接合,并且在第二轴杆端部处与辊筒连接,并且
其中,所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊以扭矩模式操作,使得当所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊被致动时,其以恒定的扭矩旋转。
5.如权利要求1-4中任一项所述的玻璃再拉制系统,其还包括均热器,所述均热器位于衰减加热单元和延伸通过炉通道的再拉制路径之间,其中,均热器被构造成在垂直方向和横向方向上沿着均热器分散热。
6.如权利要求1-4中任一项所述的玻璃再拉制系统,其还包括以下至少一种:
一个或多个气体提取管,其与炉通道流体连接并且位于衰减加热单元的垂直下游,其中,所述一个或多个气体提取管在结构上被构造成从炉通道移除气体;和
一个或多个气体注入管,其与炉通道流体连接并且位于衰减加热单元的垂直上游,其中,所述一个或多个气体注入管在结构上被构造成将气体输入到炉通道中。
7.如权利要求1-4中任一项所述的玻璃再拉制系统,其还包括供料单元,所述供料单元能够与炉进口接合,并且被构造成将预成形玻璃片悬挂在炉通道中,其中,供料单元包括玻璃悬挂系统,所述玻璃悬挂系统包括:
玻璃夹持基底,其具有能够与预成形玻璃片接合的玻璃夹具;
一个或多个悬挂轴杆,其与悬挂驱动系统和玻璃夹持基底连接并且在悬挂驱动系统和玻璃夹持基底之间延伸,其中,悬挂驱动系统在结构上被构造成使所述玻璃夹持基底和所述一个或多个悬挂轴杆沿着延伸通过炉通道的一部分再拉制路径平移;以及
悬挂盖,其能够与炉外壳接合以覆盖炉外壳的炉进口,其中,所述一个或多个悬挂轴杆延伸通过悬挂盖。
8.如权利要求1-4中任一项所述的玻璃再拉制系统,其还包括收集单元,其中,再拉制路径延伸通过炉通道并且在收集单元处终止,其中,所述收集单元还包括收集卷轴和断开装置。
9.如权利要求4所述的玻璃再拉制系统,其中,衰减辊组件能够围绕辊接头在垂直向下游的方向上枢转,使得当所述衰减辊组件的一对或多对机动化辊与玻璃片接合时,并且当衰减辊组件在垂直向下游的方向上枢转时,衰减辊组件在垂直方向和横向方向上向玻璃片施加张力。
10.如权利要求1-4或9中任一项所述的玻璃再拉制系统,其还包括收集辊组件,所述收集辊组件包含定位在炉出口与收集单元之间的一对或多对机动化辊,其中,所述一对或多对机动化辊毗邻再拉制路径,以使其能够与玻璃片接合从而向玻璃片施加垂直张力,
其中,所述收集辊组件的一对或多对机动化辊各自包括含有第一轴杆端部和第二轴杆端部的辊轴杆,其中,每个辊轴杆在第一轴杆端部处与辊驱动系统机械接合,并且在第二轴杆端部处与辊筒连接,
其中,所述收集辊组件的一对或多对机动化辊中的每个辊筒包含聚合物材料。
11.如权利要求4或权利要求9所述的玻璃再拉制系统,其还包括多个加热单元,其中,所述多个加热单元包括在衰减区内与炉外壳连接的衰减加热单元、在预热区内与炉外壳连接的预热单元、以及在退火区内与炉外壳连接的退火加热单元,其中,当所述多个加热单元将热输出到炉通道中时,衰减加热单元在比预热单元和退火加热单元中的每一者更高的温度下输出热。
12.一种使预成形玻璃片衰减的方法,所述方法包括:
使用供料单元将预成形玻璃片悬挂在再拉制炉内,所述再拉制炉包括:
炉外壳,其具有在炉进口与炉出口之间延伸的炉通道;和
多个加热单元,其与炉外壳连接并且在结构上被构造成将热输出到炉外壳中;
使用所述多个加热单元来加热预成形玻璃片,以将至少一部分的预成形玻璃片加热到软化温度;
使预成形玻璃片的第一表面和第二表面与衰减辊组件接合,所述衰减辊组件在传送方向上,在多个加热单元的一个或多个衰减加热单元的下游位置处延伸到炉通道中;以及
通过旋转衰减辊组件的一个或多个辊筒来向预成形玻璃片施加垂直张力,从而在预成形玻璃片在传送方向上平移时,使预成形玻璃片的厚度衰减。
13.如权利要求12所述的方法,所述方法还包括:
使从预成形玻璃片的第一表面和第二表面拉制出的玻璃与收集辊组件接合,所述收集辊组件在传送方向上定位在衰减辊组件和炉出口的下游;
当预成形玻璃片与收集辊组件接合时,使衰减辊组件与预成形玻璃片脱离;
通过旋转收集辊组件的一个或多个辊筒来向预成形玻璃片施加垂直张力,其中,所述收集辊组件的一个或多个辊筒以速度模式旋转。
14.如权利要求12或权利要求13所述的方法,其中,供料单元包括玻璃悬挂系统,所述玻璃悬挂系统包括:
玻璃夹持基底,其具有能够与预成形玻璃片接合的玻璃夹具;以及
一个或多个悬挂轴杆,其与悬挂驱动系统和玻璃夹持基底连接并且在悬挂驱动系统与玻璃夹持基底之间延伸;
其中,悬挂驱动系统在结构上被构造成使所述玻璃夹持基底和所述一个或多个悬挂轴杆沿着延伸通过炉通道的再拉制路径的一部分平移;并且
所述方法还包括:使玻璃夹持基底和预成形玻璃片在传送方向上平移,并且当预成形玻璃片与衰减辊组件接合时,停止玻璃夹持基底和预成形玻璃片的平移。
15.如权利要求12或权利要求13所述的方法,其还包括:当预成形玻璃片纵向毗邻定位辊组件时,使预成形玻璃片与定位辊组件接合,并且当预成形玻璃片与衰减辊组件接合时,使定位辊组件与预成形玻璃片脱离。
16.如权利要求12或权利要求13所述的方法,其中,当多个加热单元将热输出到炉通道中时,所述一个或多个衰减加热单元在比一个或多个剩余的加热单元更高的温度下输出热。
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