CN108883959B - 用于形成连续玻璃带的形成主体及包含其的玻璃形成设备 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方式，玻璃形成设备的形成主体可包括具有第一形成表面与第二形成表面的上部部分，第一形成表面与第二形成表面从上部部分延伸。第一形成表面与第二形成表面可在形成主体的底部边缘处汇聚。用于接收熔融玻璃的沟槽可位于形成主体的上部部分中。沟槽可包括第一堰、与第一堰相对并间隔开的第二堰、及在第一堰与第二堰之间延伸的底座。第一堰的垂直表面的至少一部分可朝向沟槽的中心线向内弯曲。类似地，第二堰的垂直表面的至少一部分可朝向沟槽的中心线向内弯曲。

Description

用于形成连续玻璃带的形成主体及包含其的玻璃形成设备
本申请根据35 U.S.C.§119要求于2016年4月7日提出申请的美国临时申请第62/319,419号及于2016年8月19日提出申请的美国临时申请第62/376,994号的优先权权益，本案依据上述申请的内容且它们的内容以引用的方式整体并入本文。
背景技术
技术领域
本说明书一般地涉及用于生产连续玻璃带的形成主体，更具体而言，涉及关于减轻形成主体的堰的翘曲的形成主体。
技术背景
熔合工艺是用于形成玻璃带的一种技术。相较于用于形成玻璃带的其他工艺(例如浮法工艺与狭槽拉伸工艺)，熔合处理工艺具有较少量的缺陷且具有优异平坦度的表面的玻璃带。因此，熔合工艺被广泛用于产生用于制造LED与LCD显示器以及需要优异平坦度与平滑度的其他基板的玻璃基板。
在熔合工艺中，将熔融玻璃进料至形成主体(也称为溢流槽(isopipe))，形成主体包括在根部处汇聚的形成表面。熔融玻璃均匀地流过形成主体的形成表面，并形成具有从形成主体的根部抽出的具有原始表面的平坦玻璃带。
形成主体通常由耐火材料(例如耐火陶瓷)制成，耐火材料通常能够承受熔合工艺的较高的温度。然而，即使是温度稳定度最高的耐火陶瓷的机械效能也可能由于长时间处于升高的温度而劣化，潜在地导致由其产生的玻璃带的特性劣化，或者甚至导致形成主体的失效。任一种情况都可能导致熔合工艺的中断、降低的产品生产率、和增加的生产成本。
因此，需要用于减轻玻璃形成设备的形成主体的劣化的替代方法与设备。
发明内容
揭示了一种玻璃形成设备的形成主体，包含上部部分、从上部部分延伸的第一形成表面与第二形成表面、和沟槽，第一形成表面与第二形成表面在形成主体的底部边缘处汇聚，沟槽用于接收位于形成主体的上部部分中的熔融玻璃，沟槽是由第一堰、与第一堰相对并间隔开的第二堰、及在第一堰与第二堰之间延伸的底座所限定。第一堰的垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲，而第二堰的垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲。
第一堰的垂直表面可以是第一堰的内垂直表面，第一堰进一步包含与第一堰的内垂直表面相对的外垂直表面，而第一堰的外垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲；以及第二堰的垂直表面可以是第二堰的内垂直表面，第二堰进一步包含与第二堰的内垂直表面相对的外垂直表面，而第二堰的外垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲。朝向沟槽的中心线向内弯曲的第一堰的内垂直表面的部分与第一堰的外垂直表面的部分可位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间；以及朝向沟槽的中心线向内弯曲的第二堰的内垂直表面的部分与第二堰的外垂直表面的部分可位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间。
第一堰的垂直表面可以是第一堰的内垂直表面，其中第一堰进一步包含与第一堰的内垂直表面相对的外垂直表面，且其中第一堰的外垂直表面基本上平坦；以及第二堰的垂直表面可以是第二堰的内垂直表面，其中第二堰进一步包含与第二堰的内垂直表面相对的外垂直表面，且其中第二堰的外垂直表面基本上平坦。
朝向沟槽的中心线向内弯曲的第一堰的内垂直表面的部分可位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间；以及朝向沟槽的中心线向内弯曲的第二堰的内垂直表面的部分可位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间。
第一堰的垂直表面可以是第一堰的外垂直表面，其中第一堰进一步包含与第一堰的外垂直表面相对的内垂直表面，且其中第一堰的内垂直表面基本上平坦；以及第二堰的垂直表面可以是第二堰的外垂直表面，其中第二堰进一步包含与第二堰的外垂直表面相对的内垂直表面，且其中第二堰的内垂直表面基本上平坦。
朝向沟槽的中心线向内弯曲的第一堰的外垂直表面的部分可位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间；以及朝向沟槽的中心线向内弯曲的第二堰的外垂直表面的部分可位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间。
在一些实施方式中，形成主体沟槽可以是第一沟槽，其中形成主体进一步包含位于第一沟槽的底座中的第二沟槽。
第二沟槽可以从形成主体的第一端朝向形成主体的相对端延伸至小于或等于形成主体的长度L的中点M的点。
第二沟槽可以从形成主体的第一端朝向形成主体的相对端延伸至小于或等于形成主体的长度L的1/3的点。
形成主体可进一步包含轭块(yoke block)，轭块连接至第一堰与第二堰，并延伸跨过沟槽。举例而言，轭块可包含第一与第二狭槽，而第一堰与第二堰分别位于第一狭槽与第二狭槽中。
形成主体可进一步包含位于轭块上的抑制块体，轭块位于抑制块体的狭槽内。
可以以形成主体的纵向或长度方向压缩形成主体的第一堰与第二堰。
在一些实施方式中，第一堰的厚度可以沿着形成主体的长度变化；以及第二堰的厚度可以沿着形成主体的长度变化。
在实施方式中，靠近形成主体的第一端的第一堰的第一厚度可以大于形成主体的中点处的第一堰的第二厚度；以及靠近形成主体的第一端的第二堰的第一厚度可以大于形成主体的中点处的第二堰的第二厚度。
从第一堰的第一厚度到第一堰的第二厚度的过渡可以包含半径；以及从第二堰的第一厚度到第二堰的第二厚度的过渡可以包含半径。也就是说，从第一与第二堰的第一厚度到第一与第二堰的第二厚度的过渡分别可以是弯曲的。
在一些实施方式中，第一堰的厚度可以从第一堰的顶部沿着垂直向下方向变化；以及第二堰的厚度可以从第二堰的顶部沿着垂直向下方向变化。举例而言，第一堰的厚度可以以向下垂直方向线性减少；以及第二堰的厚度可以以向下垂直方向线性减少。
在另一实施方式中，描述了一种玻璃形成设备的形成主体，包含上部部分、从上部部分延伸的第一形成表面与第二形成表面、和第一沟槽，第一形成表面与第二形成表面在形成主体的底部边缘处汇聚，第一沟槽用于接收位于形成主体的上部部分中的熔融玻璃，第一沟槽是由第一堰、与第一堰相对并间隔开的第二堰、及在第一堰与第二堰之间延伸的底座所限定。形成主体可进一步包含位于第一沟槽的底座中的第二沟槽，第二沟槽包含小于第一沟槽的宽度的第二沟槽宽度。
第二沟槽可以从第一沟槽的第一端延伸至小于或等于形成主体的长度L的中点的点。举例而言，第二沟槽可以从形成主体的第一端朝向相对端延伸至小于或等于形成主体的长度L的1/3的点。
形成主体可进一步包含轭块，轭块连接至第一堰与第二堰，并延伸跨过第一沟槽。
轭块可包含第一与第二狭槽，它们构造成分别接收第一与第二堰。
形成主体可再进一步包含位于轭块上的抑制块体，轭块位于抑制块体的狭槽内。
在实施方式中，可以以形成主体的纵向方向压缩第一堰与第二堰。
在一些实施方式中，第一堰的厚度可以沿着形成主体的长度变化；以及第二堰的厚度可以沿着形成主体的长度变化。举例而言，靠近形成主体的第一端的第一堰的第一厚度可以大于形成主体的中点处的第一堰的第二厚度；以及靠近形成主体的第一端的第二堰的第一厚度可以大于形成主体的中点处的第二堰的第二厚度。
在实施方式中，从第一堰的第一厚度到第一堰的第二厚度的过渡可以包含半径(包括曲率)；以及从第二第一堰的第一厚度到第二堰的第二厚度的过渡可以包含半径。
在一些实施方式中，第一堰的厚度可以从第一堰的顶部沿着垂直向下方向变化；以及第二堰的厚度可以从第二堰的顶部沿着垂直向下方向变化。
在其他实施方式中，揭示了一种玻璃形成设备的形成主体，包含上部部分、从上部部分延伸的第一形成表面与第二形成表面、和沟槽，第一形成表面与第二形成表面在根部处汇聚，沟槽用于接收位于形成主体的上部部分中的熔融玻璃，沟槽是由第一堰、与第一堰相对并间隔开的第二堰、及在第一堰与第二堰的间延伸的底座所限定。第一堰的厚度可以沿着形成主体的长度变化，以及第二堰的厚度可以沿着形成主体的长度变化。此外，可以以形成主体的长度方向压缩第一堰与第二堰。
在一些实施方式中，靠近形成主体的第一端的第一堰的第一厚度可以大于形成主体的中点处的第一堰的第二厚度；以及靠近形成主体的第一端的第二堰的第一厚度可以大于形成主体的中点处的第二堰的第二厚度。
在实施方式中，从第一堰的第一厚度到第一堰的第二厚度的过渡可以包含半径；以及从第二第一堰的第一厚度到第二堰的第二厚度的过渡可以包含半径。
在一些实施方式中，第一堰的厚度可以从第一堰的顶部沿着垂直向下方向变化；以及第二堰的厚度可以从第二堰的顶部沿着垂直向下方向变化。
形成主体可进一步包含轭块，轭块连接至第一堰与第二堰，并延伸跨过沟槽。举例而言，轭块可包含第一与第二狭槽，它们分别构造成接收第一与第二堰。
形成主体可再进一步包含位于轭块上的抑制块体，轭块位于抑制块体的狭槽内。
在其他实施方式中，描述了一种玻璃形成设备的形成主体，包含上部部分、从上部部分延伸的第一形成表面与第二形成表面、和沟槽，第一形成表面与第二形成表面在形成主体的底部边缘处汇聚，沟槽用于接收位于形成主体的上部部分中的熔融玻璃，沟槽是由第一堰、与第一堰相对并间隔开的第二堰、及在第一堰与第二堰的间延伸的底座所限定。形成主体可进一步包含轭块，轭块包含第一狭槽与第二狭槽，该轭块连接至第一堰与第二堰，并延伸跨过沟槽，第一堰与第二堰分别位于第一狭槽与第二狭槽中。
根据其他实施方式，玻璃形成设备的形成主体可包括具有第一形成表面与第二形成表面的上部部分，第一形成表面与第二形成表面从上部部分延伸。第一形成表面与第二形成表面可在根部处汇聚。用于接收熔融玻璃的沟槽可位于形成主体的上部部分中。沟槽可具有第一堰、与第一堰相对并间隔开的第二堰、及在第一堰与第二堰之间延伸的底座。第一堰的内表面的至少一部分与沟槽的底座之间的角度可以小于90°。第二堰的内表面的至少一部分与沟槽的底座之间的角度可以小于90°。
在一些实施方式中，在第一堰的顶部处的第一堰的内表面与第二堰的顶部处的内表面之间的沟槽的宽度在形成主体的压缩端处可以大于在形成主体的入口端处。
在一些实施方式中，在形成主体的压缩端处的第一堰的顶部处的内表面与第二堰的顶部处的内表面之间的沟槽的宽度可以等于在形成主体的入口端处的第一堰的顶部处的内表面与第二堰的顶部处的内表面之间的沟槽的宽度。
在实施方式中，第一堰的外表面基本上平行于第一堰的内表面，而第二堰的外表面可以与第二堰的内表面基本上平行。
在一些实施方式中，第一堰的外表面的至少一部分可以不平行于第一堰的内表面，而第二堰的外表面的至少一部分可以不平行于第二堰的内表面。
在实施方式中，底座处的第一堰的厚度可以等于第一堰的顶部处的厚度，而底座处的第二堰的厚度可以等于第二堰的顶部处的厚度。
在实施方式中，第一堰的至少一部分的厚度在第一堰的顶部处可以大于在底座处，而第二堰的至少一部分的厚度在第二堰的顶部处可以大于在底座处。
在实施方式中，第一堰的外表面延伸至第一形成表面，而第一堰的外表面的至少一部分可以相对于纵向朝向形成主体的沟槽倾斜，以及第二堰的外表面延伸至第二形成表面，而第二堰的外表面的至少一部分可以相对于纵向朝向形成主体的沟槽倾斜。在随后的具体实施方式中将阐述本文所述的玻璃形成设备的额外特征及优势，且该领域技术人员将可根据该描述而部分理解额外特征及优势，或通过实践本文中(包括随后的具体实施方式、权利要求书、及附图)所描述的具体实施方式而了解额外特征及优势。
应了解，上述一般描述与以下详细描述二者皆描述各种实施方式，并且旨在提供用于理解所要求保护主题的本质及特性的概述或框架。包括的附图提供对各种实施方式的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图阐述了本文中所述的各种实施方式，且与描述一同用于解释所要求保护主题的原理及操作。
附图说明
图1示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的玻璃形成设备的实施方式；
图2A示意性显示图1的玻璃形成设备的形成主体；
图2B示意性显示图2A的形成主体的横截面；
图3示意性显示图2A图与图2B的形成主体的顶视图；
图4示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的横截面，其中沟槽的宽度在沟槽的底座处大于在堰的顶部处；
图5A示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的顶视图，其中具有向内曲率的堰的部分位于形成主体的入口端与形成主体的长度的中点之间；
图5B示意性显示图5A的形成主体的等距视图；
图6示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的顶视图，其中堰的内垂直表面的部分向内弯曲，而外垂直表面基本上平坦；
图7示意性显示图6的形成主体的横截面；
图8A示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的顶视图，其包括在形成主体的主沟槽的底座中所形成的次沟槽；
图8B示意性显示图8A的形成主体的横截面；
图9A示意性显示形成主体的横截面，其包括连接至第一堰与第二堰的轭块组装件；
图9B示意性显示图9A的形成主体与轭块组装件的分解视图；
图10A示意性显示形成主体的顶视图，其中形成主体的堰的厚度随着靠近形成主体的端部而增加；
图10B示意性显示图10A的形成主体的横截面图；
图10C示意性显示形成主体的顶视图，其中形成主体的堰的厚度随着靠近形成主体的端部而增加；
图10D示意性显示图10C的形成主体的横截面图；
图11示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的横截面图；
图12示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的横截面图；
图13示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的横截面图；
图14示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的顶视图；
图15示意性显示根据本文所示及描述的一个或多个实施方式的形成主体的顶视图；
图16以图表显示施加压缩力的堰的外垂直表面的距离h(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数；
图17以图表显示在距离堰的外垂直表面2.5英寸(6.35厘米)的距离h处施加的压缩力(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数；
图18以图表显示在距离堰的外垂直表面2.5英寸(6.35厘米)的距离h处施加的压缩力(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数，其中内与外垂直表面具有0.5英寸(1.27厘米)的曲率幅度的预曲率；
图19以图表显示在距离堰的外垂直表面3.0英寸(7.62厘米)处施加的不同的压缩力值时，堰的曲率幅度(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数；
图20以图表显示沿着堰的外垂直表面施加的压缩力(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数，其中内与外垂直表面具有0.2英寸(0.508厘米)的曲率幅度的预曲率；
图21以图表显示在距离堰的外垂直表面1.5英寸(3.81厘米)的距离h处施加的压缩力(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数，其中内与外垂直表面具有0.2英寸(0.508厘米)的曲率幅度的预曲率；
图22以图表显示在距离堰的外垂直表面3.0英寸(7.62厘米)的距离h处施加的压缩力(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数，其中内与外垂直表面具有0.35英寸(0.889厘米)的曲率幅度的预曲率；
图23以图表显示对于堰的二个不同的曲率幅度而言，在距离堰的外垂直表面的不同值的距离h处，施加的压缩力(x轴)与最大堰扩展(y轴)的函数；
图24以图表显示时间与最大堰扩展(y轴)的函数；
图25以图表显示形成主体的长度(x轴)与未补偿形成主体的堰上的玻璃流动分布(y轴)的改变的函数；
图26以图表显示对于1年的操作后未补偿形成主体(实线)与所提出用于弥补未补偿形成主体的堰中的潜变(offset)的补偿几何形状(虚线)而言，长度(x轴)与形成主体的堰的向外翘曲(y轴)的函数；
图27以图表显示对于1年的操作的未补偿形成主体与操作0年时的补偿形成主体而言，长度(x轴)与玻璃流动分布(y轴)的改变的函数；
图28以图表显示对于1年及5年的操作的未补偿形成主体与不同补偿量及操作年份的补偿形成主体而言，长度(x轴)与玻璃流动分布(y轴)的改变的函数；
图29以图表显示针对0、1、2、3、4、5、及6年的操作的补偿几何形状与服务1年的未补偿形成主体而言，形成主体的长度(x轴)与形成主体的堰的向外翘曲(y轴)的函数。
具体实施方式
现在将详细地参照用于玻璃形成设备的形成主体的实施方式，其例子显示在附图中。只要有可能，相同的附图标记将在整个附图中用于表示相同或相似的部分。图2A图与图2B示意性显示玻璃形成设备的形成主体60的一个实施方式。在此实施方式中，玻璃形成设备的形成主体60可包括具有第一形成表面62与第二形成表面64的上部部分65，第一形成表面62与第二形成表面64是从上部部分65延伸。第一形成表面62与第二形成表面64可在底部边缘(根部)70处汇聚。用于接收熔融玻璃的沟槽61可位于形成主体60的上部部分65中。沟槽61可包括第一堰67、与第一堰67相对并间隔开的第二堰68、及在第一堰67与第二堰68之间延伸的底座69。第一堰67的垂直表面110的至少一部分可朝向沟槽61的中心线向内弯曲。类似地，第二堰68的垂直表面112的至少一部分可朝向沟槽61的中心线向内弯曲。将具体参照附图进一步详细描述玻璃形成设备的各种实施方式。
本文所使用的方向术语(例如上、下、右、左、前方、后方、顶部、底部)仅对于附图的图示而言，并不旨在暗示绝对方向。
除非另外明确陈述，否则并不视为本文所述任何方法必须构造成需要以特定顺序施行其步骤，也不要求具有任何设备的特定取向。因此，在方法权利要求并不实际记载其步骤的顺序，或者任何设备权利要求并不实际记载单个组件的顺序或取向，或者不在权利要求或说明书中具体说明步骤限制于特定顺序，或者并未记载设备的部件的特定顺序或取向的情况中，在任何方面都不以任何方式推断其顺序或取向。这适用于为了说明的任何可能非表述基础，包括：对于步骤、操作流程、组件顺序、或组件取向的布置的逻辑主题；语法或标点所推衍的通用意义；以及在说明书中所叙述的实施方式的数量或类型。
当在此使用时，除非上下文明确另外指示，否则单数形式“一”」、“一个”与“该”包括复数指称。因此，举例而言，除非上下文明确另外指示，否则对于“一个”组件的参照包括具有两个或两个以上组件的方面。
现在参照图1，示意性显示用于制造玻璃制品(如连续玻璃带12)的玻璃形成设备10。玻璃形成设备10通常可包括熔融容器15，以从储存斗18接收批料材料16。可通过批料递送装置20将批料材料16引入到熔融容器15，批料递送装置20由马达22提供动力。可提供任选的控制器24，以启动马达22，以及熔融玻璃水平探针28可用于量测竖管30中的玻璃熔融水平，并将所量测的信息传递给控制器24。
玻璃形成设备10还可包括澄清容器38(如澄清管)，澄清容器38藉由第一连接管36的方式连接至熔融容器15。混合容器42利用第二连接管40连接至澄清容器38。递送容器46利用递送导管44连接至混合容器42。如进一步图示，降流管48经定位以将熔融玻璃从递送容器46递送至形成主体60的入口端50。在本文所述及所图示的实施方式中，形成主体60是熔合成形容器，也可称为溢流槽。
熔融容器15通常由耐火材料制成，如耐火(例如，陶瓷)砖。玻璃形成设备10可进一步包括通常由导电耐火金属制成的组件，例如铂或含铂金属(如铂铑、铂铱、及其组合)。此类耐火金属还可包括钼、钯、铼、钽、钛、钨、钌、锇、锆、及其合金、和/或二氧化锆。含铂组件可包括第一连接管36、澄清容器38、第二连接管40、竖管30、混合容器42、递送导管44、递送容器46、降流管48、及入口端50中的一个或更多个。
现在参照图2A与图2B，形成主体60通常包括沟槽61、第一形成表面62、及第二形成表面64。沟槽61位于形成主体60的上部部分65中，并包含第一堰67、第二堰68、及底座69。沟槽可随着沿着形成主体的长度而变化深度。第一形成表面62与第二形成表面64从形成主体60的上部部分65以沿着垂直向下方向(即，附图所示的坐标轴的Z方向)延伸，并朝向彼此汇聚，在形成主体的下部(底部)边缘(也可称为根部70)处接合。因此，应理解，在一些实施方式中，第一形成表面62与第二形成表面64可形成从形成主体60的上部部分65延伸的倒置等腰(或等边)三角形，其中根部70形成三角形在下游方向上的最下方顶点。拉制平面72大致在附图所示的坐标轴的+/-Y方向上平分根部70，并且沿着垂直向下方向延伸。
现在参照图1-2B，在操作中，利用批料递送装置20将批料材料16(特别是用于形成玻璃的批料材料)从储存斗18进料至熔融容器15。批料材料16在熔融容器15中熔融成熔融玻璃。熔融玻璃从熔融容器15通过第一连接管36进入澄清容器38。在澄清容器38中从熔融玻璃移除可能导致玻璃缺陷的溶解气体。随后，熔融玻璃从澄清容器38通过第二连接管40进入混合容器42。混合容器42使熔融玻璃均匀化(如通过搅拌)，而均匀化的熔融玻璃通过递送导管44到达递送容器46。递送容器46通过降流管48将均匀化的熔融玻璃排出，并进入形成主体的入口端50，而入口端50又让均匀化的熔融玻璃进入形成主体60的沟槽61，朝向形成主体60的压缩端58。
均匀化的熔融玻璃填充形成主体60的沟槽61，而最终溢出，在形成主体60的上部部分65的第一堰67与第二堰68上先沿着其长度L流动，随后沿着垂直向下方向流动。均匀化的熔融玻璃从形成主体60的上部部分65流到第一形成表面62与第二形成表面64上。在第一形成表面62与第二形成表面64上流动的均匀化的熔融玻璃流在根部70处接合并熔合在一起，形成玻璃带12，玻璃带12通过牵拉辊(未图示)以下游方向在拉制平面72上拉制。可以在形成主体60的下游进一步处理玻璃带12，例如通过将玻璃带12分割成分离的玻璃板，将玻璃带12卷绕在自身上，和/或将一个或多个涂层施加至玻璃带12。
形成主体60通常由耐火陶瓷材料形成，所述耐火陶瓷材料与熔融玻璃在化学上相容，并能够承受与熔合形成工艺相关的高温，但是在其他实施方式中，形成主体的部分或整个形成主体可以由其他材料形成，例如金属材料。可以形成形成主体的典型陶瓷耐火材料包括但不限于锆石(例如氧化锆)、碳化硅、磷酸钇矿、和/或基于氧化铝的耐火陶瓷。流入形成主体60的沟槽61中的熔融玻璃的质量在堰67、68上施加向外压力。这种压力，结合制成形成主体60的耐火陶瓷材料的升高温度下的蠕变会在玻璃拉制活动期间中造成堰逐渐向外(即，图2A与图2B所示的坐标轴的+/-Y方向)翘曲(其跨度可能是数年)。
沿着形成主体60的长度L可能不均匀的向外翘曲可能在形成主体60的入口端(例如沟槽61最深的入口端50)的长度L的前1/3中最显著。堰的向外翘曲可能显著地改变沟槽61内的玻璃分布，减少(翘曲最明显的)堰67、68上的玻璃流动，以及增加(翘曲较不明显的)堰67、68上的玻璃流动。这导致所得到的玻璃带12中的不合乎希望的厚度与宽度变化，这进而可能由于丢弃落在规格外的玻璃带从而导致低效率加工。由于翘曲随着时间推移而出现，必须停止使用形成主体，且必须重建玻璃形成设备。
本文所述的形成主体60的实施方式减轻形成主体60的堰67、68中的向外翘曲的出现，从而延长形成主体60的使用寿命，并稳定由其所形成的玻璃带12的尺寸特性。
现在参照图2A-2B与图3，在实施方式中，可形成本文所述的形成主体60，而使得堰67、68中的至少一个至少包括在朝向沟槽61的中心线CL的向内方向上预弯曲的部分，以抵消堰67、68的向外翘曲，并延长形成主体60的使用寿命。在本文所述的实施方式中，沟槽61的中心线CL平行于形成主体60的上部部分65(第1图)的长度L(图1)。举例而言，图3示意性显示通过XY平面的图2A-2B的形成主体的一个实施方式的横截面的顶视图。在此实施方式中，沟槽61的第一堰67与第二堰68二者都包括朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲的部分。更具体而言，第一堰67的垂直表面110的一部分形成为具有曲率半径，使得第一堰67的垂直表面110a的至少一部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。类似地，第二堰68的垂直表面112a的一部分形成为具有曲率半径，使得第二堰68的垂直表面112的至少一部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。应注意，在附图中，为了说明的目的，夸大了第一堰67与第二堰68的曲率。
在此实施方式中，垂直表面110a是第一堰67的外垂直表面，而垂直表面112a是第二堰68的外垂直表面。第一堰67还包括内垂直表面110b(类似于垂直表面110a，形成为具有曲率半径)，使得内垂直表面110b的至少一部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。类似地，第二堰68还包括内垂直表面112b(类似于垂直表面112a，形成为具有曲率半径)，使得内垂直表面112b的至少一部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。在此实施方式中，第一堰67的弯曲部分与第二堰68的弯曲部分的厚度TC基本上等于第一堰67的未弯曲部分与第二堰68的未弯曲部分的厚度TU。但是，应理解，其他实施方式也是可考虑且可能的，这将在本文进一步详细描述。
尽管图3显示第一堰67的部分与第二堰68的部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲，但是应理解，在替代实施方式(未图示)中，仅堰67、68中的一者的一部分(亦即，第一堰67的一部分或第二堰68的一部分)朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。
在一些实施方式中，可以依据具有最初平坦的堰的类似尺寸的形成主体中所发生的向外翘曲的最大量(即，最大半径)选择堰67、68的预曲率的程度。向外翘曲的最大量对应于由于翘曲量造成的玻璃流动扰动而必须从使用中撤出形成主体之前发生的翘曲量。在实施方式中，堰67、68可以向内预弯曲一定量，该量小于或等于具有最初平坦但在玻璃拉制活动的情况期间向外翘曲的堰的类似尺寸的形成主体中向外翘曲的最大量。可以例如根据形成主体的材料特性、其尺寸、及所使用的玻璃形成设备的操作参数(即，玻璃流动等)来计算向外翘曲的量。可替代地，可以从使用中或停止使用的形成主体的根据经验确定向外翘曲的量。
通过经验研究已经发现，在玻璃拉制活动期间，形成主体的堰的向外翘曲随时间经过主要为线性。例如，如果形成主体60构造成使得堰67、68的向内预曲率等于具有最初平坦(但在使用中随着时间的推移向外翘曲)的堰的类似形成主体的堰的向外翘曲的量(对与之相反)，且由于堰的向外翘曲而具有P年的最大使用寿命，则构造成使得堰具有向内预曲率的形成主体60的最大使用寿命将是约2P。又例如，如果形成主体60构造成使得堰67、68的向内预曲率等于具有最初平坦(但在使用中随着时间的推移向外翘曲)的堰的类似形成主体的堰的向外翘曲的量的1/2，且由于堰的向外翘曲而具有P年的最大使用寿命，则具有向内预曲率的堰的形成主体60的最大使用寿命将是约1.5P。
在本文所述的实施方式中，堰所出现的曲率由曲率的幅度A表示。如本文所使用的曲率的幅度A指的是堰的表面相对于平面度的变形程度。例如参照图3，如上所述，第一堰67的垂直表面110a朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。第一堰67的平面位置由虚线d表示。第一堰67的垂直表面110a所出现的曲率的幅度A是虚线d与弯曲垂直面110a之间在与虚线d正交的方向上的最大距离。
在实施方式中，第一堰67和/或第二堰68的曲率从沟槽61的顶部延伸至沟槽61的底座69。在这些实施方式中，如图2B所显示，沟槽61的宽度从沟槽61的顶部到沟槽61的底座69沿着长度L通过任何给定横截面是基本上均匀的。然而，在其他实施方式中，第一堰67和/或第二堰68的曲率可以渐变，使得沟槽61的顶部处的沟槽61的宽度大于沟槽61的底座69处的沟槽61的宽度。举例而言，图4示意性显示形成主体60的一个实施方式的横截面，其中第一堰67与第二堰68的弯曲部分向内弯曲，而第一堰67与第二堰68的曲率从沟槽61的顶部到沟槽61的底座69平滑地渐变。在此实施方式中，沟槽61的底座处的沟槽61的宽度Wb大于沟槽61的顶部处的沟槽61的宽度Wt。利用此配置构造形成主体60可以最小化通过沟槽61的玻璃流动的影响，同时还减轻堰67、68的向外翘曲的出现。
尽管图3显示第一堰67与第二堰68的向内曲率是以形成主体60的长度L(图1)的中点M为中心，但应理解，其他配置也是可考虑且可能的。举例而言，如上所述，已确定形成主体的堰67、68的向外翘曲通常发生在从入口端50开始的形成主体60的长度L的前1/3中。因此，在一些实施方式中，形成主体60构造成使得具有向内曲率的堰67、68的部分位于形成主体60的入口端50与形成主体60的长度L的中点M之间，如图5A与图5B所显示。在实施方式中，形成主体60构造成使得包含向内曲率的堰67、68的部分位于形成主体60的入口端50与从入口端50开始的形成主体60的长度L的1/3之间。
再次参照图3，在一些实施方式中，压缩力F可以施加至堰67、68的入口端面，而使得堰67、68以形成主体的长度(纵向)方向压缩。将压缩力F施加至入口端面，结合堰67、68的一个或多个垂直表面110a、110b、112a、112b的向内曲率，这产生了沿着堰67、68的弯曲力矩。可施加压缩力，而使得施加至每一堰的弯曲力矩是朝向形成主体的中心线CL。作为结果，弯曲力矩抵消了堰67、68的向外翘曲，所述向外翘曲是由于沟槽61中的熔融玻璃而施加于堰67、68的内垂直表面110b、112b上的蠕变和压力所导致的。在实施方式中，可使用液压柱塞和/或机械柱塞(例如千斤顶螺钉、或者压力螺栓等)将压缩力F施加至堰67、68的入口端面。在实施方式中，由于堰67、68在顶部附近更容易变形，所以压缩力F施加到靠近堰的顶部(即，在坐标轴的+Z方向上)。然而，应理解，压缩力F可施加于沿着堰的面的其他位置处，以赋予期望的弯曲力矩，并抵消堰的向外翘曲。
现在参照图6，该图示意性显示形成主体60的替代实施方式，其中形成主体60包括堰67、68，所述堰67、68具有朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲的部分。在此实施方式中，形成主体60构造成使得第一堰67的内垂直表面110b的一部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。类似地，第二堰68的内垂直表面112b的一部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲。然而，在此实施方式中，第一堰67的外垂直表面110a与第二堰68的外垂直表面112a不包括向内弯曲部分，作为替代，在入口端50与形成主体60的压缩(第二)端58之间基本上平坦。在此实施方式中，包括向内弯曲部分的堰67、68的部分的厚度TC大于外垂直表面110a、112a与内垂直表面110b、112b都基本上平坦的堰67、68的部分的厚度TU。构造形成主体60使得内垂直表面110b、112b的部分朝向沟槽61的中心线CL向内弯曲，这有助于减轻堰67、68的向外翘曲的出现，并因此增加形成主体60的使用寿命。
图7示意性显示形成主体60的一个实施方式的横截面，其中第一堰67与第二堰68的弯曲部分向内弯曲，而第一堰67与第二堰68的曲率从沟槽61的底座到沟槽61的顶部渐变。在此实施方式中，沟槽61的底座处的沟槽61的宽度Wb小于沟槽61的顶部处的沟槽61的宽度Wt。
尽管图6所示的形成主体的实施方式的每个堰仅包括朝向沟槽的中心线向内弯曲的单个垂直表面，但应理解，这些实施方式的堰可包含与那些如图3所示的形成主体的实施方式所述的类似特征。举例而言，图6所示的形成主体的实施方式可构造成使得在堰67、68的向内弯曲部分之间的沟槽的宽度在沟槽61的底座69处大于在堰67、68的顶部处，如图4所示。此外，图6的形成主体60可构造成使得具有向内曲率的堰67、68的部分位于形成主体60的入口端50与形成主体60的长度L的中点M之间，如图5A与图5B所示。在实施方式中，图6所示的形成主体60可构造成使得具有向内曲率的堰67、68的部分位于形成主体60的入口端50与形成主体60的长度L的1/3之间。
尽管图3-7显示形成主体的实施方式，其中堰的垂直表面的部分向内弯曲，以减轻堰的向外翘曲的出现，但是可采用其他配置的形成主体以减轻堰67、68的向外翘曲。
举例而言，图8A与图8B示意性显示包括形成于沟槽61内的第二沟槽120的形成主体60的实施方式。在此实施方式中，沟槽61是第一或主沟槽，而第二或次沟槽120形成于主沟槽61的底座69中。在实施方式中，第二沟槽120的宽度WS小于第一沟槽61的宽度WP。
在此实施方式中，可以在形成主体60中包括第二沟槽120，以减轻堰67、68的向外翘曲的出现。具体而言，第二沟槽120的减少的宽度(以及因此而增大的第二沟槽壁厚度)使得第二沟槽120比第一沟槽61更不容易由于熔融玻璃的施加压力而向外翘曲。此外，第二沟槽120的额外体积允许以降低的高度(即，堰在所示坐标轴的+/-Z方向上的在堰的顶部与第一沟槽61的底部之间的尺寸)的堰67、68构造第一沟槽61，同时仍维持第一沟槽61的总体玻璃处理能力。降低堰67、68的高度使得堰67、68在长时间的升高的温度下暴露于熔融玻璃的压力时，较不容易向外翘曲。
在一些实施方式中，第二沟槽120可以从入口端50延伸，并跨越形成主体60的上部部分65(图1)的整个长度L。在一些实施方式中，第二沟槽120可以从入口端50延伸至小于形成主体60的上部部分65(图1)的整个长度L的距离，如图8B所显示。更具体而言，如上所述，已确定形成主体的堰67、68的向外曲率通常发生在从入口端50开始的形成主体60的长度L的前1/3中。因此，在一些实施方式中，形成主体60构造成使得第二沟槽120从入口端150朝向压缩端58延伸到小于或等于形成主体的长度L的中点M的点。在一些实施方式中，形成主体60构造成使得第二沟槽120从入口端150朝向压缩端58延伸到小于或等于形成主体的长度L的1/3的点。以此方式构造形成主体减少了在堰67、68最容易翘曲的区域中熔融玻璃抵靠堰67、68所出现的压力，作为结果，这增加了形成主体60的使用寿命。
现在参照图9A与图9B，在另一实施方式中，形成主体60可包括轭块组装件130，以减轻堰67、68的向外翘曲的出现。轭块组装件130包括轭块132和任选的抑制块体134。轭块132可以由与形成主体60相同的材料(例如，锆石、碳化硅、磷酸钇矿、和/或基于氧化铝的耐火陶瓷)形成，并通常包括在外凸缘142、144与任选的凸毂(平台)140之间形成的一对堰通道(狭槽)136、138。堰通道136、138的尺寸调整成接收形成主体60的堰67、68。外凸缘142、144防止堰67、68由于熔融玻璃抵靠堰67、68所施加的压力而向外移动，同时凸毂140(在包括其时)防止堰67、68向内移动。
抑制块体134可以由碳化硅或具有相似蠕变特性的材料形成。抑制块体134可包括限定了狭槽的外凸缘146、148，以促进抑制块体134固定于轭块132。在包括抑制块体134时，抑制块体134加强轭块132，并防止轭块132由于蠕变发生移动。
尽管图9A与图9B显示包含抑制块体134的轭块组装件130，但应理解，在其他实施方式中，轭块组装件130可构造成没有抑制块体134。
在本文所述的实施方式中，轭块组装件130位于形成主体上，而不会扰乱熔融玻璃流出沟槽61及在形成主体60的堰67、68上的流动。举例而言，在一些实施方式中，轭块组装件130位于形成主体60上，靠近沟槽61最深的形成主体60的入口端50。
现在参照图10A与图10B，在另一实施方式中，形成主体构造成使得堰67、68的入口端面以远离沟槽61的方向向外延伸(即，图10B所示的坐标轴的+/-y方向)。在这些实施方式中，堰67、68的入口端面的厚度可以大于形成主体60的长度L上的堰的平均厚度。具体而言，形成第一堰67的入口端面152，使得第一堰67的入口端面152的厚度H从沟槽61向外延伸。在这些实施方式中，入口端面152的厚度可以大于形成主体的长度上的第一堰67的平均厚度。类似地，形成第二堰68的入口端面154，使得第二堰68的入口端面154的厚度H从沟槽61向外延伸。在这些实施方式中，入口端面154的厚度可以大于形成主体的长度上的第二堰68的平均厚度。尽管图10A图示从堰到入口端面152、154的厚度H的“台阶式”过渡，但应理解，其他实施方式也是可考虑且可能的，例如当堰在沿着+X方向的长度上逐渐过渡至入口面152、154处的厚度H时。此过渡可以是线性、拋物线(如图10C所显示)等。
增加第一堰67的入口端面152的厚度与第二堰68的入口端面154的厚度允许在距离h处施加压缩力F，所述距离h是从堰67、68的外垂直表面沿着纵向方向(即，所示坐标轴的+/-y)远离沟槽61的中心线CL偏移。在实施方式中，可使用液压柱塞和/或机械柱塞(例如千斤顶螺钉、或压力螺栓等)将压缩力F施加至第一堰67的入口端面152与第二堰68的入口端面154。在形成主体的压缩端58固定就位的情况下，这些偏轴压缩力F以长度方向压缩形成主体60的堰67、68，并造成堰67、68中的每一个中的弯曲力矩BM是超向沟槽61的中心线CL的方向。弯曲力矩抵消了由于抵靠住堰67、68的内垂直表面110b、112b的熔融玻璃的蠕变和压力所导致的堰67、68的向外翘曲。应理解，第一堰67的入口端面152的增加的厚度与第二堰68的入口端面154的增加的厚度可用于预弯曲堰(例如，图3、图6、及图7所显示的堰)或用于内与外垂直表面都基本上平坦的堰(例如，如图10A所显示)。在堰67、68的内与外垂直表面基本上平坦的实施方式中，尽管堰67、68的内与外部垂直表面基本上平坦，第一堰67的入口端面152与第二堰68的入口端面154的增加的厚度实现在堰67、68中产生明显的弯曲力矩。
尽管图10A与图10B显示形成主体60在其入口端面处具有增加的厚度的堰的一个实施方式，但应理解，其他实施方式也是可考虑且可能的。举例而言，图10C与图10D显示具有增加的厚度的入口端面的形成主体60的替代实施方式。在此实施方式中，第一堰67的入口端面152的厚度与第二堰68的入口端面154的厚度沿着朝向形成主体60的长度L的中点M的方向以拋物线方式或者甚至指数方式减少，如图10C所示。然而，应理解，其他实施方式也是可考虑且可能的。举例而言，在替代实施方式(未图示)中，第一堰67的入口端面152的厚度与第二堰68的入口端面154的厚度以朝向形成主体60的长度L的中点M的方向线性减少。
在实施方式中，第一堰67的入口端面152的厚度与第二堰68的入口端面154的厚度以垂直向下方向(即，图式中的坐标轴的-Z方向)线性减少，如图10D所示。然而，应理解，其他实施方式也是可考虑且可能的。举例而言，在可代实施方式(未图示)中，第一堰67的入口端面152的厚度与第二堰68的入口端面154的厚度以垂直向下方向以拋物线方式或者甚至指数方式减少。
尽管已描述形成主体具有朝向沟槽的中心线向内弯曲的部分的堰的实施方式，但应理解，可使用其他配置的堰，以抵消由于蠕变所导致的形成主体的堰的向外翘曲。
现在参照图11，以横截面示意性显示形成主体200的一个实施方式。在此实施方式中，形成主体200通常包括沟槽261、第一形成表面262、及第二形成表面264，如上文参照图2A与图2B所述。沟槽261位于形成主体200的上部部分265中，并包含第一堰267、第二堰268、及底座269。沟槽261可随着形成主体200的长度而变化深度。第一形成表面262与第二形成表面264从形成主体200的上部部分265以垂直向下方向(即，图中所显示的坐标轴的-Z方向)延伸并朝向彼此汇聚，在根部290处接合。根部290形成形成主体200的下边缘。因此，应理解，第一形成表面262与第二形成表面264形成从形成主体200的上部部分265延伸的倒置等腰或等边三角形，其中根部290形成三角形在下游方向上的最下方顶点。拉制平面292大致在附图所示的坐标轴的+/-Y方向上平分根部290，并且以垂直向下方向延伸。
在图11所显示的实施方式中，形成主体200的形成使得堰267、268中的至少一个至少包括朝向沟槽261的中心线CL向内成角度的部分，以抵消堰267、268的向外翘曲，并延长形成主体200的使用寿命。在本文所述的实施方式中，沟槽261的中心线CL平行于形成主体200的上部部分265的长度L(图1)。在图11所示的形成主体200的实施方式中，沟槽261的第一堰267与第二堰268这两者都包括朝向沟槽61的中心线CL向内成角度的部分。更具体而言，形成主体200构造成使得第一堰267的内表面272的至少一部分与沟槽261的底座269之间的角度α1小于90°。换言之，第一堰267的内表面272的至少一部分朝向沟槽261的中心线CL向内成角度。类似地，第二堰268的内表面282的至少一部分与沟槽261的底座269之间的角度α2小于90°。换言之，第二堰268的内表面282的至少一部分朝向沟槽261的中心线CL向内成角度。应注意，在附图中，为了说明的目的，夸大了第一堰267与第二堰268的角度。
在图11所显示的形成主体200的实施方式中，形成主体200构造成使得第一堰267的外表面270基本上平行于第一堰的内表面272。即，形成主体200构造成使得第一堰267的外表面270与底座269之间的角度与第一堰267的内表面272与沟槽261的底座269之间的角度α1相同。类似地，第二堰268的外表面280基本上与第二堰268的内表面282平行。即，形成主体200构造成使得第二堰268的外表面280与底座269之间的角度与第二堰268的内表面282与沟槽261的底座269之间的角度α2相同。因此，应理解，在此实施方式中，沿着垂直于相应内与外表面并在相应内与外表面之间延伸的线所测得的第一堰267的厚度与第二堰268的厚度从沟槽261的底座269至每一堰267、268的顶部是基本上恒定的。
在一些实施方式中，可依据类似尺寸与类似材料在类似条件下操作并具有最初平坦的堰的形成主体中所发生的向外翘曲的最大量选择堰267、268的内表面相对于沟槽261的底座269的角度。向外翘曲的最大量对应于由于翘曲量造成的玻璃流动扰动而必须从使用中撤出形成主体之前所发生的翘曲量。
在实施方式中，堰267、268可以向内成一定量的角度，该角度小于或等于在具有最初平坦但在玻璃拉制活动的情况期间向外翘曲的堰的类似尺寸的形成主体中所呈现向外翘曲的最大量时的堰相对于底座的最小角度。可以例如根据形成主体的材料特性、其尺寸、及所使用的玻璃形成设备的操作参数(即，玻璃流动等)来计算向外翘曲的堰的角度。替代地，可以从使用中或停止使用的形成主体根据经验确定向外翘曲的堰的角度。
如上所述，通过经验研究已经发现，在玻璃拉制活动期间，形成主体的堰的向外翘曲在时间上主要是线性的。作为实例，如图11所示，如果形成主体200构造成使得堰267、268最初向内成角度的量与具有最初平坦但在P年的最大使用寿命时向外翘曲至最大量的堰的类似形成主体的堰的角度相等(并相反)，则构造成使得堰最初向内成最大量的角度的形成主体200的最大使用寿命将是约2P。又例如，吐过形成主体200构造成使得堰267、268最初向内成角度的量系为具有最初平坦但在P年的最大使用寿命时向外翘曲至最大量的堰的类似形成主体的堰的角度的1/2，则构造成使得堰向内成最大量的1/2的角度的形成主体200的最大使用寿命将是约1.5P。
现在参照图12，以横截面示意性显示形成主体200的另一实施方式。在此实施方式中，形成主体200构造成使得第一堰267的内表面272的至少一部分与沟槽261的底座269之间的角度α1小于90°，而第二堰268的内表面282的至少一部分与沟槽261的底座269的角度α2小于90°，如上面关于图11所述。在此实施方式中，第一堰267的外表面270延伸至第一形成表面262，以及第一堰267的外表面270的整个长度相对于纵向(即，图12所示相对于平行于坐标轴的Z轴的轴线)朝向形成主体200的沟槽261倾斜呈角度β1。类似地，第二堰268的外表面280延伸至第二形成表面264，以及第一堰267的外表面270的整个长度相对于纵向(即，图12所示相对于平行于坐标轴的Z轴的轴线)朝向形成主体200的沟槽261倾斜呈角度β2(未图示)。如图11所示的形成主体的实施方式，堰267、268的内表面272、282的向内角度抵消了由于蠕变而导致的堰的向外翘曲，并延长形成主体200的使用寿命。在实施方式中，沿着垂直于相应内与外表面并在相应内与外表面之间延伸的线所测得的第一堰267的厚度与第二堰268的厚度从沟槽261的底座269至每一堰267、268的顶部是基本上恒定的。在一些其他实施方式中，沿着垂直于内表面与外表面中的至少一个并在相应内与外表面之间延伸的线所测得的第一堰267的厚度与第二堰268的厚度从沟槽261的底座269至每一堰267、268的顶部不是恒定的。举例而言，在实施方式中，堰在沟槽261的底座269处的厚度可能小于在每一堰267、268的顶部处的厚度。替代地，堰在沟槽261的底座269处的厚度可能大于在每一堰267、268的顶部处的厚度。
现在参照图13，以横截面示意性显示形成主体200的另一实施方式。在此实施方式中，形成主体200构造成使得第一堰267的内表面272的至少一部分与沟槽261的底座269之间的角度α1小于90°，而第二堰268的内表面282的至少一部分与沟槽261的底座269的角度α2小于90°，如上面关于图11与图12所述。然而，在此实施方式中，第一堰267的外表面270的至少一部分并未与第一堰267的内表面272平行。类似地，第二堰268的外表面280的至少一部分并未与第二堰268的内表面282平行。在图13所示的实施方式中，第一堰267与第二堰268的外表面270、280基本上平行于纵向(即，平行于图13所示的坐标轴的Z轴的轴线)。因此，由于第一堰267与第二堰268的内表面272、282的向内成角度的取向，第一堰267的顶部处与第二堰267的顶部处的第一堰267与第二堰268的厚度TT大于沟槽261的底座269处的第一堰267与第二堰268的厚度TB。如图11及图12所示的形成主体的实施方式，堰267、268的内表面272、282的向内角度抵消了由于蠕变导致的堰的向外翘曲，并延长形成主体200的使用寿命。
现在参照图11-14，在实施方式中，沟槽261的底座269与第一堰267的内表面272之间的角度α1在形成主体200的入口端250与形成主体200的出口端之间是恒定的。类似地，沟槽261的底座269与第二堰268的内表面282之间的角度α2在形成主体200的入口端250与形成主体200的压缩端258之间是恒定的。由此，靠近形成主体200的入口端250的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WIT基本上等于靠近形成主体200的压缩端258的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WCT，如图14所显示。
现在参照图11-13与图15，如上所述，已确定形成主体200的堰267、268的向外翘曲通常发生在从入口端250开始的形成主体200的长度L的前1/3中。因此，在一些实施方式中，形成主体200构造成使得靠近形成主体200的入口端250的第一堰267与第二堰268的内表面272、282相对于沟槽261的底座269的角度α1、α2相对小于靠近形成主体200的压缩端258。即，形成主体200的堰267、268构造成补偿向外翘曲最明显的地方的堰的向外翘曲。举例而言，靠近形成主体200的入口端50的第一堰267与第二堰268的内表面272、282相对于沟槽261的底座269的角度α1、α2可以小于90°，而靠近形成主体的压缩端58的第一堰267与第二堰268的内表面272、282相对于沟槽261的底座269的角度α1、α2可以是例如90°。由此，在形成主体200的入口端250处的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WIT小于在形成主体200的压缩端258处的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WCT，如图15所示。以此方式构造形成主体200补偿了在堰67、68最容易翘曲的部分中的堰267、268的向外翘曲，作为结果，增加了形成主体60的使用寿命。
尽管图15显示在形成主体200的入口端250处的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WIT小于在形成主体200的压缩端258处的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WCT，但应理解，其他几何形状也是可考虑且可能的。举例而言，在替代实施方式中(未图示)，在入口端50与压缩端58之间的点处的第一堰267与第二堰268的内表面272、282相对于沟槽261的底座269的角度α1、α2可以相对小于在形成主体的入口端50处或压缩端58处。作为结果，在形成主体200的压缩端258的入口端250处的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WIT可能大于在形成主体200的入口端250与压缩端258之间的点处的第一堰267的顶部与第二堰268的顶部之间的沟槽261的宽度WCT。
尽管本文已描述用于减轻形成主体的堰的向外翘曲的出现的结构的不同实施方式，但应理解，这些实施方式可以单独使用或彼此以各种组合使用，以强化减轻形成主体的堰的向外翘曲的出现。例如但不限于，形成主体的向内弯曲的垂直表面可以与向内成角度的堰、次沟槽、轭块、或具有增加厚度的入口端面的堰的任何组合结合使用。类似地，次沟槽可以与形成主体的向内弯曲的垂直表面、向内成角度的堰、轭块、或具有增加厚度的入口端面的堰的任何组合结合使用。轭块可以与形成主体的向内弯曲的垂直表面、向内成角度的堰、次沟槽、或具有增加厚度的入口端面的堰的任何组合结合使用。具有增加厚度的入口端面的堰可以与形成主体的向内弯曲的垂直表面、向内成角度的堰、次沟槽、或轭块的任何组合结合使用。
实施例
通过下列实施例，将会进一步清楚描述本文所述的实施方式，每一实施例是基于由锆石构成并具有116英寸(45.7cm)长度的形成主体的数学模型。在每一实施例中，在恒定温度分布下操作28个月之后计算最大的堰向外翘曲量(在实施例中称为“堰扩展”)。在模型中，通过“间隙”条件模拟形成主体的入口端处的轭块组装件，其中会通过轭块组装件限制移动的堰的部分模拟成不会移动超过对应于锆石材料的热膨胀量。
实施例1
针对具有如图10C与图10D所显示的配置的形成主体(即，堰的内与外垂直表面基本上平坦)，对最大堰扩展U最大值进行建模。具体而言，针对在距离堰67、68的外垂直表面的不同距离h处将恒定压缩力施加至堰的入口端面，计算最大堰扩展U最大值。第16图以图表显示最大堰扩展U最大值与距离堰67、68的外垂直表面的距离h的函数。
如图16所示，最大堰扩展U最大值随着距离h增加而减少。此通常表明，距离形成主体的堰的外垂直表面越远且远离沟槽的中心线施加压缩力增加了抵消堰扩展的弯曲力矩的大小，这进而减少在一段固定时间内所发生的最大量的堰扩展U最大值。
实施例2
针对具有如图10C与图10D所示的配置的形成主体(即，堰的内与外垂直表面基本上平坦)，建模最大堰扩展U最大值与所施加的压缩力的函数。在距离堰的外垂直表面2.5英寸(6.35厘米)的距离h处将压缩力施加至入口端面。具体而言，针对在距离堰67的外垂直表面2.5英寸(6.35厘米)的距离h处将0lbf至1000lbf(453.59kgf)的压缩力施加至端面，计算最大堰扩展U最大值。第17图以图表显示最大堰扩展U最大值与所施加的压缩力的函数。
如图17所示，最大堰扩展U最大值随着压缩力的增加而减少，直到压缩力达到特定值为止，对于实施例2的形成主体的几何形状，所述特定值约为200lbf(90.72kgf)。随着压缩力进一步增加，最大堰扩展U最大值逐渐增加，这表明当堰构造成没有预曲率时，存在可施加至堰的最佳量的压缩力，以使得堰扩展最小化。
实施例3
针对具有如图10C与图10D所示的具有增加厚度的入口端面但也具有如图3所示的具有预曲率的形成主体的堰(即，堰的内与外垂直表面二者都朝向沟槽的中心线向内弯曲)的形成主体，最大堰扩展U最大值进行建模。堰的弯曲部分位于入口端与形成主体的长度的中点之间，如图5A与图5B所示。在距离堰的外垂直表面2.5英寸(6.35厘米)的距离h处将压缩力施加至入口端面。具体而言，针对在距离堰67的外垂直表面2.5英寸(6.35厘米)的距离h处施加0lbf至2000lbf(907.18kgf)的压缩力，计算最大堰扩展U最大值。第18图以图表显示最大堰扩展U最大值与所施加的压缩力的函数。
如第18图所示，当形成主体的堰形成为具有预曲率时，最大堰扩展U最大值随着所施加的压缩力的增加而线性减少。此数据大致表明当结合使用图3与图5A-5B所显示的具有预曲率的堰时(特别是在曲率的幅度A大于特定阈值时)，压缩力可能更有效地抵消堰的向外翘曲。举例而言，在模型实施例中，当堰的曲率的幅度大于或等于0.35英寸(0.889厘米)时，压缩力有效地抵消堰扩展。然而，对于模型实施例而言，如果曲率的幅度小于0.35英寸(0.889厘米)，则堰扩展的减少类似于第17图所示，其中压缩力可“经过调节”以使得堰扩展最小化。即，当堰的曲率的幅度小于或等于0.35英寸(0.889厘米)时，存在让所发生的堰扩展最小化的所施加的压缩力。举例而言，在第17图的模型结果中，让堰扩展最小化的所施加的压缩力大于200lbf(90.71kgf)且小于约300lbf(136.1kgf)。对于此范围之外的压缩力，发生堰扩展。
实施例4
针对具有如图10C与图10D所示的具有增加厚度的入口端面但也具有如图3所示的具有预曲率的形成主体的堰(即，堰的内与外垂直表面二者都朝向沟槽的中心线向内弯曲)的形成主体，对最大堰扩展U最大值进行建模。堰的弯曲部分位于入口端与形成主体的长度的中点之间，如图5A与图5B所示。针对从0到1的曲率A的不同幅度，对最大堰扩展U最大值进行建模，其中压缩力施加于距离堰的外垂直表面3.0英寸(7.62厘米)的距离h的入口端面处。压缩力还从0lbf变化至1500lbf(680.39kgf)。图19以图表显示最大堰扩展U最大值与堰的曲率A的幅度的函数。
如图19所示，针对模型中的形成主体的具体几何形状，从0lbf至小于400lbf(181.44kgf)的所施加的压缩力导致对于增加的曲率的幅度，堰扩展增加。针对从300lbf(136.1kgf)至小于400lbf(181.44kgf)的所施加的压缩力的一些中间值(例如350lbf(158.76kgf))，堰扩展在任何值的曲率的幅度的情况下保持恒定。在这些模型中，大于约400lbf(181.44kgf)的所施加的压缩力随着曲率的幅度的增加而导致堰扩展的减少。图19的数据表明，对于特定形成主体配置而言，当曲率的幅度A大于0.35英寸(0.889厘米)时，压缩力的增加减少了最大堰扩展。
举例而言，图20以图表显示针对具有如图5A与图5B所示的预弯曲堰(曲率A的幅度为0.20英寸(0.508厘米))的形成主体的最大堰扩展U最大值与所施加的压缩力的函数。压缩力施加于紧邻堰的外垂直表面(即h＝0)的入口端面上。如图20所示，增加所施加的压缩力的大小实际上增加了最大堰扩展U最大值。
类似地，图21以图表显示针对具有如图10C与图10D所示的具有增加厚度的入口端面但还具有如图5A与图5B所示的具有预曲率(曲率A的幅度为0.20英寸(0.508厘米))的形成主体的堰的形成主体的最大堰扩展U最大值与所施加的压缩力的函数。在距离堰的外垂直表面1.5英寸(3.81厘米)的距离h处将压缩力施加至入口端面。如图21所示，尽管堰具有预曲率，但增加所施加的压缩力的大小实际上增加最大堰扩展U最大值。
相反地，图22以图表显示针对具有如图10C与图10D所示的具有增加厚度的入口端面但还具有如图5A与图5B所示的具有预曲率(曲率A的幅度为0.35英寸(0.889厘米)的形成主体的堰的形成主体的最大堰扩展U最大值与所施加的压缩力的函数。在距离堰的外垂直表面3.0英寸(7.62厘米)的距离h处将压缩力施加至入口端面。如图22所示，当堰的曲率A的幅度为0.35英寸(0.889厘米)或更大时，将所施加的压缩力的大小增加至大于1000lbf(453.59kgf)实际上减少了最大堰扩展U最大值。
实施例5
针对具有如图5A与图5B所示的预弯曲堰(曲率的幅度为0.75英寸(1.905厘米))以及具有如图10C与图10D所示的增厚入口面的形成主体，对最大堰扩展U最大值与在距离堰的外垂直表面不同距离h处施加于入口端面上的压缩力的函数(具体而言，h＝0、3英寸(7.62厘米)、及8英寸(20.32厘米))进行建模。还针对具有如图5A与图5B所示的预弯曲堰(曲率的幅度为0.15英寸(0.381厘米))以及具有如图10C与图10D所示的增厚入口面的形成主体，对最大堰扩展U最大值与在距离堰的外垂直表面的距离h＝8英寸(20.32厘米)处的所施加的压缩力的函数进行建模。数据图示于图23中。
如图23所示，随着施加至堰的入口端面的压缩力的点与堰的外垂直表面的距离增加时，最大堰扩展大致减小。即，随着距离堰的外垂直表面的距离h增加，最大堰扩展大致减小。这表明，对于给定的压缩力而言，当远离堰的外垂直表面施加压缩力时，可得到较大的弯曲力矩。
实施例6
针对具有如图10C与图10D所示的具有增加厚度的入口端面但还具有如图5A与图5B所示的具有预曲率(曲率A的幅度为0.7英寸(1.778厘米))的形成主体的堰的形成主体，对最大堰扩展U最大值与时间的函数进行建模。在距离堰的外垂直表面0.7英寸(1.778厘米)的距离h处将800lbf(362.87kgf)的大小的压缩力施加至入口端面。模型的结果以图表示于图24中，其大致显示堰扩展基本上随着时间是线性的。
比较例1
对未补偿形成主体(即，没有向内弯曲或成角度的堰的形成主体)进行数学模型化，以研究堰的向外翘曲随着时间对于来自沟槽并在形成主体的堰上的玻璃流动分布的影响。未补偿形成主体建模成具有150英寸(3.8米)的长度的锆石形成主体、具有12英寸(30.48cm)的深度的沟槽、及具有相对于沟槽的底座的初始角度为90°的堰(即，堰为初始垂直)。针对1年(1X)与5年(5X)的操作的堰的向外翘曲，对堰上的玻璃流动进行建模(单位是lbs/小时/英寸的形成主体长度)。结果以图表显示于图25中，其显示玻璃流动(y轴)的变化与形成主体从入口端开始的长度的函数。
图25中的数据表明，在靠近形成主体的长度的中心的堰上的玻璃流动随着1年到5年的操作发生增加，而靠近形成主体的入口端的堰上的玻璃流动随着1年到5年的操作发生减少。相信堰上的玻璃流动的这是变化是由于堰的向外翘曲所导致的。具体而言，数据表明靠近形成主体的入口端的玻璃流动的减少发生在从入口端开始的形成主体的长度的前1/3处，这大致与(通过对实际形成主体的实证观察确定的)形成主体的堰的向外翘曲最为明显的部分重合。
实施例7
图26以图表显示在1年的操作之后的比较例1的未补偿形成主体中发生的堰的向外翘曲量(y轴)与形成主体的长度(x轴)的函数(实线)以及用于解决堰的向外翘曲的理论补偿几何形状的向外翘曲量(y轴)与形成主体的长度(x轴)的函数(虚线)的模型。如图26所示，向外翘曲的最大量发生在从入口端开始的形成主体的长度的大致前1/3处。为了补偿这种向外翘曲，形成主体的堰可以沿着形成主体的长度向内呈角度，该角度量与向外翘曲等量(并相反)，如虚线所示。举例而言，在距离形成主体的入口端20英寸(50.8cm)处，未补偿形成主体的堰在1年的操作之后向外翘曲约0.05英寸(0.127cm)。为了弥补此种向外翘曲并延长形成主体的使用寿命，形成主体可在最初构造成具有向内成角度的堰，使得在距离形成主体的入口端20英寸(50.8cm)处，堰的顶部放置为朝向形成主体的中心线0.05英寸(0.127cm)，类似于图11所显示的形成主体的实施方式。即，堰的向内成角度的取向与未补偿形成主体中所发生的向外翘曲呈镜像。相信此种补偿几何形状将导致形成主体的堰在1年的操作之后为大约平行，并在2年的补偿形成的操作之后，堰具有与未补偿形成主体(1年的操作)基本上相同的向外翘曲。
图27以图表显示图26的未补偿及补偿形成主体的堰上的玻璃流动的模型。应注意，未补偿形成主体的堰上的玻璃流动与图25所示情况基本上相同。然而，针对图26所示的理论补偿几何形状(虚线)，相较于1年的操作之后的未补偿形成主体，堰上的玻璃流动最初(即，在0年的操作)在靠近入口端处更大，且大致在形成主体的余下长度上更均匀。此数据表明，可通过让形成主体的堰向内成角度，以调整形成主体的堰上的玻璃流动与长度的函数，从而改善所得到的玻璃带的尺寸稳定性，同时弥补堰的蠕变。
实施例8
图28以图表显示针对1年与5年的操作的未补偿形成主体，以及针对具有不同初始补偿量的补偿形成主体的模型化玻璃流动分布(y轴)与从入口端开始的形成主体的长度(x轴)的函数。具体而言，补偿形成主体的建模如下：向内成角度为1年的操作的未补偿形成主体向外翘曲量的0.25、0.5、及1倍的堰，以及向内成角度为5年的操作的未补偿形成主体向外翘曲量的0.5与1倍的堰。将形成主体建模成具有150英寸(3.8米)的长度的锆石形成主体与在入口端处具有12英寸(30.48cm)的深度的沟槽。数据大致表明可以选择补偿量，以产生更均匀的形成主体的堰上的玻璃流动分布与长度的函数，且同时还通过弥补堰的蠕变延长形成主体的使用寿命。
举例而言，图28的数据大致表面，具有1年的操作的未补偿形成主体的向外翘曲量的0.25、0.5、及1倍的初始补偿几何形状产生形成主体的长度上基本均匀的玻璃流动分布，随着距离形成主体的入口端的距离增加，玻璃流动分布的均匀性得到改善。
实施例9
图29以图表显示针对1年的操作的未补偿形成主体与0、1、2、3、4、5、及6年的操作的补偿形成主体的模型化向外堰翘曲(y轴)与从入口端开始的形成主体的长度(x轴)的函数。补偿形成主体的初始补偿量是依据6年的操作的未补偿形成主体的向外堰翘曲的计算量。将形成主体建模成具有150英寸(3.8米)的长度的锆石形成主体与具有12英寸(30.48cm)的深度的沟槽。
图29的模型化数据大致表明所选择的补偿几何形状(即，依据6年的操作的未补偿形成主体的向外堰翘曲的几何形状)可以显著弥补堰的向外翘曲，并由此增加形成主体的使用寿命。具体而言，数据表明4年的操作的补偿形成主体的堰具有与1年的操作的未补偿形成主体近似相同的向外翘曲量。举例而言，假设最大允许的向外翘曲为0.05英寸，补偿形成主体的使用寿命大于未补偿形成主体的使用寿命的3倍。
如上所述，现在应理解，本文所述的实施方式涉及用于玻璃形成设备的形成主体。本文所述的形成主体可构造成减轻由于材料蠕变与熔融玻璃抵靠堰的内垂直表面的压力所导致的形成主体的堰的向外翘曲的出现，从而延长形成主体的使用寿命。
尽管本文已描述用于减轻形成主体的堰的向外翘曲的出现的各种实施方式与技术，但应理解，可预期这些实施方式与技术中的每一者可以单独使用或与一个或多个实施方式与技术结合使用。
本领域技术人员会理解，在不背离所要求保护主题的精神和范围的情况下可对本文所述的实施方式作出各种修改及变化。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的实施方式的修改及变化，而这些修改及变化落在所附权利要求及其等价形式的范围内。

Claims (19)

1.一种玻璃形成设备的形成主体，所述形成主体包括：
上部部分；
从上部部分延伸的第一形成表面和第二形成表面，所述第一形成表面和第二形成表面在形成主体的底部边缘汇聚；以及
用于接收熔融玻璃的位于形成主体的上部部分中的沟槽，所述沟槽被第一堰、与第一堰相对且间隔开的第二堰、和在第一堰与第二堰之间延伸的底座所限定；其中：
第一堰的垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲；
第二堰的垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲；以及
所述第一堰和第二堰的垂直表面分别从所述第一堰和第二堰的顶部延伸到所述底座。
2.如权利要求1所述的形成主体，其特征在于：
所述第一堰的垂直表面是第一堰的内垂直表面，所述第一堰还包括与第一堰的内垂直表面相对的外垂直表面，以及第一堰的外垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲；以及
所述第二堰的垂直表面是第二堰的内垂直表面，所述第二堰还包括与第二堰的内垂直表面相对的外垂直表面，以及第二堰的外垂直表面的至少一部分朝向沟槽的中心线向内弯曲。
3. 如权利要求2所述的形成主体，其特征在于：
第一堰的内垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分和第一堰的外垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间；以及
第二堰的内垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分和第二堰的外垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间。
4. 如权利要求1所述的形成主体，其特征在于：
所述第一堰的垂直表面是第一堰的内垂直表面，所述第一堰还包括与第一堰的内垂直表面相对的外垂直表面，其中，第一堰的外垂直表面是基本平坦的；以及
所述第二堰的垂直表面是第二堰的内垂直表面，所述第二堰还包括与第二堰的内垂直表面相对的外垂直表面，其中，第二堰的外垂直表面是基本平坦的。
5. 如权利要求4所述的形成主体，其特征在于：
第一堰的内垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间；以及
第二堰的内垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间。
6. 如权利要求1所述的形成主体，其特征在于：
所述第一堰的垂直表面是第一堰的外垂直表面，所述第一堰还包括与第一堰的外垂直表面相对的内垂直表面，其中，第一堰的内垂直表面是基本平坦的；以及
所述第二堰的垂直表面是第二堰的外垂直表面，所述第二堰还包括与第二堰的外垂直表面相对的内垂直表面，其中，第二堰的内垂直表面是基本平坦的。
7. 如权利要求6所述的形成主体，其特征在于：
第一堰的外垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间；以及
第二堰的外垂直表面朝向沟槽的中心线向内弯曲的那部分位于形成主体的第一端与形成主体的上部部分的长度L的中点之间。
8.如权利要求1所述的形成主体，其特征在于，所述沟槽是第一沟槽，以及所述形成主体还包括位于第一沟槽的底座中的第二沟槽。
9.如权利要求8所述的形成主体，其特征在于，所述第二沟槽从形成主体的第一端朝向形成主体的相对端延伸，延伸到的点小于或等于形成主体的长度L的中点M。
10.如权利要求9所述的形成主体，其特征在于，所述第二沟槽从形成主体的第一端朝向形成主体的相对端延伸，延伸到的点小于或等于形成主体的长度L的1/3。
11.如权利要求1所述的形成主体，所述形成主体还包括连接到第一堰和第二堰的轭块，并且所述轭块延伸跨过所述沟槽。
12.如权利要求11所述的形成主体，其特征在于，所述轭块包括第一和第二狭槽，以及第一堰与第二堰分别位于第一狭槽与第二狭槽中。
13.如权利要求11所述的形成主体，所述形成主体还包括位于轭块上的抑制块体，所述轭块位于所述抑制块体的狭槽中。
14.如权利要求1所述的形成主体，其特征在于，以形成主体的纵向方向压缩第一堰和第二堰。
15.如权利要求1所述的形成主体，其特征在于：
第一堰的厚度沿着形成主体的长度发生变化；以及
第二堰的厚度沿着形成主体的长度发生变化。
16.如权利要求15所述的形成主体，其特征在于：
所述第一堰靠近形成主体的第一端的第一厚度大于所述第一堰在形成主体的中点的第二厚度；以及
所述第二堰靠近形成主体的第一端的第一厚度大于所述第二堰在形成主体的中点的第二厚度。
17.如权利要求16所述的形成主体，其特征在于：
从第一堰的第一厚度到第一堰的第二厚度的过渡包括半径；以及
从第二堰的第一厚度到第二堰的第二厚度的过渡包括半径。
18.如权利要求1所述的形成主体，其特征在于：
第一堰的厚度从第一堰的顶部开始沿着垂直向下方向发生变化；以及
第二堰的厚度从第二堰的顶部开始沿着垂直向下方向发生变化。
19.如权利要求18所述的形成主体，其特征在于：
第一堰的厚度以垂直向下方向线性减小；以及
第二堰的厚度以垂直向下方向线性减小。
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