CN109070029A - 用于混合熔融玻璃的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种混合设备，其包含混合容器和以可旋转方式安装于混合容器中的搅拌器。搅拌器包含沿着搅拌器的轴定位的多组混合叶轮，每一个混合叶轮都包含带状混合叶片，所述带状混合叶片排布成使得混合叶片的主表面平行于轴的纵轴方向。混合叶片包含毗邻混合容器内壁表面的远端部以及接附于轴的侧部，且远端部的曲率半径不同于侧部的曲率半径。

Description

用于混合熔融玻璃的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月2日提交的系列号为62/330471的美国临时申请的优先权，本文以该申请的内容为基础，该申请的全部内容通过引用纳入本文。

背景

领域

本发明总体上涉及用于使熔融玻璃均匀化的设备和方法，更具体而言，涉及混合容器，所述混合容器包含定位于其中的混合部件。

背景技术

玻璃的大规模商业生产始于加热原材料以使原材料熔化从而生产熔融质料。该熔融质料(以下称为熔融玻璃或熔体)可包含各种类型的非均匀性，包括气态包含物(例如气泡)以及热不均匀和/或化学不均匀的区域。气态包含物可表现为成品玻璃制品中的气泡。热不均匀和/或化学不均匀可影响成品玻璃制品的其它物理特性。例如，不均匀区域可在熔融玻璃流过玻璃制造设备下游组件时受到拉伸，产生所谓的线条(cord)。例如，在诸如下拉玻璃制造法这样的拉制作业中，将熔融玻璃拉成玻璃板也可能将线条拉伸成沿拉制方向对齐的长丝线。排列于玻璃制品(例如玻璃带或玻璃板)的表面或附近的线条可在玻璃表面上生成纳米级别的升高区域，该升高区域会产生一目了然的透镜效应。就一些玻璃制品(例如用于制造显示装置的玻璃基材)而言，不希望产生这种视觉缺陷。

为了生产均匀且无缺陷的玻璃制品，一般在熔融后对熔融玻璃进行进一步处理。例如，可进行澄清处理，其中，除去在熔融处理过程中所产生的气泡。此外，可进行混合处理，其中，例如通过搅拌对熔融玻璃进行混合，以减轻或消除热不均匀性和/或化学不均匀性。通常利用搅拌部件在搅拌容器中进行搅拌。然而，搅拌部件在搅拌容器上所产生的高剪切效应通常降低了人们对于高搅拌效果的渴望。高剪切可随着时间的推移侵蚀搅拌容器，导致熔融玻璃的污染。

发明简述

在由熔融玻璃制造玻璃制品的过程中，希望彻底混合熔融玻璃以使由其生产的玻璃制品中所显现的(可存在于熔融玻璃中)不均匀性降至最低。一种这样的不均匀性被称为线条。出于本公开的目的，线条可源起为熔融玻璃主体中的化学不均匀区域和/或热不均区域，这些化学不均匀区域和/或热不均区域导致不均匀区域与周围的熔融玻璃之间存在微小的粘度差异。如果熔融玻璃受到拉制，则不均匀区域也受到拉制。因此，线条可表现为沿着拉制玻璃的拉制方向延伸的不均匀弦(丝线)。当玻璃冷却时，玻璃表面附近的不均匀丝线可在其余玻璃表面上延伸，并在玻璃板中产生轻微的厚度变化，这可能对由其生产的显示装置的性能和感知品质产生视觉和功能性影响。例如，即使是玻璃板上的微小的厚度变化，也可能影响用于在玻璃板上沉积电子组件的沉积处理。此外，由这些升高区域所产生而导致的透镜效应可能在视觉上显而易见，特别是使玻璃形成为在视觉显示装置(例如但不限于电视机和计算机显示器)的制造中所使用的薄玻璃板时尤为如此。

使熔融玻璃流过混合处理工序能够通过使熔融玻璃更均匀而显著减轻供给至成形主体的熔融玻璃中的不均匀效应。为此，提供了一种改善的混合设备，其包含混合容器和安装于其中的各种混合部件(即，搅拌器)。

如上文所述，除了其它作用以外，混合设备能够起到使流过该混合设备的熔融玻璃均匀化的作用。为了实现该作用，将混合设备(更具体而言是混合部件)设计成拉伸并折叠粘性熔融玻璃，类似于面包师拉伸和折叠面团。对熔融玻璃的拉伸通常发生在混合容器的内壁与混合叶片的远端部之间，所述混合叶片接附于混合部件轴并从混合部件轴向外延伸。将混合容器内壁表面与混合叶片远端部之间的距离称为耦合距离(couplingdistance)。对熔融玻璃的拉伸是由随着混合部件在混合容器中旋转而在耦合距离内逐渐形成的熔融玻璃中的剪切力所导致的。然而，在较小的耦合距离内产生的高剪切力可导致对混合容器的侵蚀以及对熔融玻璃的微粒污染。另一方面，增加耦合距离或者减小耦合接触(即，耦合面积，其为与混合容器“耦合”的混合部件的总圆周面积)会降低混合效率。如本文所用，耦合面积是指紧邻混合容器内壁的混合叶片的面积。

因此，公开了包含混合容器的混合设备。所述混合设备包含混合部件，所述混合部件可旋转地定位于混合容器中，所述混合部件包含轴和第一混合叶轮，第一混合叶轮接附于轴且从轴向外径向延伸，第一混合叶轮包含与轴形成为封闭环的混合叶片，混合叶片包含远端部以及毗邻远端部的第一侧部和第二侧部，远端部具有第一曲率半径，且第一侧部和第二侧部的曲率半径不同于第一曲率半径。所述混合设备还包含第一腹板部(webportion)和第二腹板部，第二腹板部沿着与轴的纵轴向平行的方向与第一腹板部间隔开，第一腹板部和第二腹板部沿着第一腹板部和第二腹板部的捕获边缘接附于混合叶片的内侧主表面。

在一些实施方式中，第一腹板部可接附于毗邻第一混合叶轮的第二混合叶轮。

在一些实施方式中，第二腹板部可接附于毗邻第一混合叶轮的第三混合叶轮。

在一些实施方式中，第一侧部和第二侧部中的至少一种的曲率半径是无穷大。

第一腹板部和第二腹板部中的每一种都包含自由边缘。在一些实施方式中，自由边缘包含线性边缘部，而在一些实施方式中，自由边缘包含凹曲线。

在一些实施方式中，与轴的纵轴向平行且与第一腹板部的自由边缘相切的线与第二腹板部相交。在另一些实施方式中，与轴的纵轴向平行且与第一腹板部的自由边缘相切的线不与第二腹板部相交。

混合叶片还可包含分别定位于远端部与第一侧部和第二侧部之间的第一中间部和第二中间部，其中，远端部以及第一中间部和第二中间部的曲率半径不同于第一侧部和第二侧部的曲率半径。

在一些实施方式中，第一中间部和第二中间部的曲率半径小于第一侧部和第二侧部的曲率半径。

在一些实施方式中，第一曲率半径与毗邻远端部的混合容器内壁表面的曲率半径基本上相同。

混合设备可包含一组混合叶轮，该组混合叶轮围绕着轴上相对于轴长度的第一位置排布。

在一些实施方式中，该组混合叶轮包含至少四个混合叶轮。

在一些实施方式中，该组混合叶轮包含至少五个混合叶轮。

在一些实施方式中，混合设备包含排布于轴上多个位置处的多组混合叶轮。

在另一种实施方式中，公开了混合设备，其包含：圆柱形混合容器，所述混合容器的内壁具有曲率半径；混合部件，所述混合部件可旋转地定位于混合容器中，所述混合部件包含：轴；以及第一混合叶轮，所述第一混合叶轮接附于轴且从轴向外径向延伸，所述第一混合叶轮包含与轴形成为封闭环的混合叶片，所述混合叶片包含具有第一曲率半径的远端部，所述第一曲率半径基本上等于混合容器内壁的曲率半径，所述第一混合叶轮还包含连接至混合叶片的第一腹板部和第二腹板部。

混合叶片还可包含相邻的第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部的曲率半径不同于第一曲率半径。

在另一种实施方式中，公开了制造玻璃的方法，所述方法包括：在熔融容器中加热原材料以形成熔融材料；使熔融材料流入混合容器中，遗失容器(missing vessel)；以及利用混合部件对熔融材料进行混合，所述混合部件可旋转地定位于混合容器中，所述混合部件包含轴和第一混合叶轮，所述第一混合叶轮接附于轴且从轴向外径向延伸，所述第一混合叶轮包含与轴形成为封闭环的混合叶片，所述混合叶片包含远端部以及毗邻远端部的侧部，所述远端部具有第一曲率半径，且所述侧部的曲率半径不同于第一曲率半径，所述第一混合叶轮还包含连接至混合叶片的第一腹板部和第二腹板部。

所述方法还包括利用多个混合叶轮对熔融材料进行混合。

在以下的详细描述中提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本发明而被认识。

应当理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都旨在提供用于理解实施方式的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本发明的各种实施方式，并与描述一起用来解释其原理和操作。

附图的简要说明

图1是一种示例性的熔合下拉玻璃制造设备的示意图；

图2是适用于图1的玻璃制造设备的混合设备的侧向截面图；

图3是根据本公开实施方式的用于图2的混合设备中的混合部件的侧视图；

图4是图3的混合部件的立体图；

图5是图3的混合部件的平面图，其显示了多组叶轮中的一组；

图6是图5的混合部件的局部平面图；

图7是根据本公开的混合部件的另一种实施方式的平面图，其中，叶轮的腹板部件包含笔直的自由边缘；

图8是根据本公开的混合部件的另一种实施方式的平面图，其中，叶轮的腹板部件包含弯曲的自由边缘；

图9是根据本公开的混合部件的另一种实施方式的平面图，其中，每一组叶轮包含大量(多于四个)叶轮；

图10是根据本公开的混合部件的另一种实施方式的平面图，每一个叶轮具有弯曲的自由边缘，所述自由边缘的曲率半径使得熔融玻璃能够以直线穿过叶轮；

图11A是根据本公开的混合部件的另一种实施方式的平面图，混合部件包含混合叶片，所述混合叶片具有笔直的侧部和远端部，所述远端部的曲率半径与混合容器圆柱形内壁的曲率半径基本上相同；

图11B是根据本公开的混合部件的另一种实施方式的平面图，混合部件包含混合叶片，所述混合叶片具有笔直的侧部和远端部，所述远端部的曲率半径小于混合容器圆柱形内壁的曲率半径。

发明详述

下面详细参考本公开的各种实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的构件。但是，本公开能够以多种不同的形式实施，从而不应被理解成限于本文提出的实施方式。

本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。表述这样的范围时，另一种实施方式包括自所述一个具体值始和/或至所述另一具体值止。类似地，用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解该具体值构成另一种实施方式。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值相结合以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。

本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来暗示绝对的取向。

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来进行或者需要利用任意设备、特定朝向来进行。因此，当一种方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序、或者任意设备权利要求实际上没有陈述各个组件的顺序或取向、或者未在权利要求或说明书中特别陈述这些步骤受限于特定顺序、或者未陈述设备组件的特定顺序或取向时，无意在任何方面推测一种顺序或取向。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤、操作流程、组件顺序或组件取向的安排的逻辑问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题；以及说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。

如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数指代形式，除非文中另有明确说明。因此，例如，提到的“一种/个”组件包括具有两种/个或更多种/个这类组件的方面，除非文本中有另外的明确表示。

图1中所显示的是一种示例性的玻璃制造设备10。在一些实施方式中，玻璃制造设备10可包含玻璃熔炉12，所述玻璃熔炉12包含熔融容器14。除了熔融容器14以外，玻璃熔炉12可任选地包含一个或更多个附加组件，例如加热原材料而使其转变成熔融玻璃的加热元件(例如燃烧喷射器或电极)。在另一些例子中，玻璃熔炉12可包含减少熔融容器附近热损失的热管理装置(例如绝热组件)。在另一些例子中，玻璃熔炉12可包含帮助将原材料熔化成熔融玻璃的电子装置和/或机电装置。此外，玻璃熔炉12可包含支承结构(例如支承底架、支承部件等)或其它组件。

玻璃熔融容器14通常包含耐火材料，例如耐火陶瓷材料，例如包含氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料。如本文所用，耐火材料定义为这样的非金属材料，其化学和物理性质使其能够用于暴露于538℃以上环境的结构或系统组件。在一些例子中，玻璃熔融容器14可由耐火陶瓷砖构造。

在一些例子中，玻璃熔炉可作为配置成制造玻璃基材(例如具有不定长度的玻璃带)的玻璃制造设备的一个组件结合在其中。在一些例子中，本公开的玻璃熔炉可作为包括狭缝拉制设备、浮浴设备、下拉设备、上拉设备、加压辊轧设备、管拉设备的玻璃制造设备或者会从本公开受益的任意其它玻璃制造设备的一个组件结合在其中。举例来说，图1示意性地例示了作为熔合下拉玻璃制造设备10的一个组件的玻璃熔炉12，所述熔合下拉玻璃制造设备10用于熔合拉制玻璃带，供后续加工成单个玻璃板。

玻璃制造设备10(例如熔合下拉设备10)可任选地包含定位于玻璃熔融容器14上游处的上游玻璃制造设备16。如本文所用，术语上游和下游被理解为相对于熔融玻璃流动方向的上游和下游。在一些例子中，上游玻璃制造设备16的一部分或整体可作为玻璃熔炉12的一部分结合入其中。

如图1中所示，上游玻璃制造设备16可包含储料仓18、原材料输送装置20和连接至原材料输送装置的电动机22。储料仓18可储存一定量的可供料入玻璃熔炉12的熔融容器14中的原材料24，如箭头26所示。原材料24通常包含一种或更多种形成玻璃的金属氧化物以及一种或更多种改性剂。原材料24还可包含一种或更多种附加成分，例如一种或更多种澄清剂。在一些例子中，原材料输送装置20可由电动机22提供动力，以使得原材料输送装置将预定量的原材料24从储料仓18输送至熔融容器14。在另一些例子中，电动机22可驱动原材料输送装置20基于所测得的熔融容器14下游熔融玻璃液位来以受控的速率引入原材料24。随后，可对熔融容器14中的原材料24进行加热，以形成熔融玻璃28。

玻璃制造设备10可任选地包含下游玻璃制造设备30，所述下游玻璃制造设备30定位于玻璃熔炉12的下游。在一些例子中，下游玻璃制造设备30的一部分可作为玻璃熔炉12的一部分结合入其中。然而，在一些实施方式中，下文所讨论的第一连接导管32或下游玻璃制造设备30的其它部分可作为玻璃熔炉12的一部分结合在其中。下游玻璃制造设备30的构件(包括第一连接导管32)可由贵金属形成。合适的贵金属包括选自下组的铂族金属：铂、铱、铑、锇、钌和钯以及它们的合金。例如，玻璃制造设备的下游组件可由包含约70重量％至约90重量％的铂和约10重量％至约30重量％的铑的铂-铑合金形成。然而，其它合适的金属可包括钼、铼、钽、钛、钨以及它们的合金。

下游玻璃制造设备30可包含第一调整(即，加工)容器，例如澄清容器34，所述第一调整容器位于熔融容器14的下游，且通过上述第一连接导管32与熔融容器14相连。在一些实施方式中，熔融玻璃28可依靠重力从熔融容器14经由第一连接导管32供给至澄清容器34。例如，重力可驱使熔融玻璃28从混合容器14通过第一连接导管32的内部通路到达澄清容器34。然而，应当理解的是，可在熔融容器14的下游，例如熔融容器14与澄清容器34之间定位有其它调整容器。在一些实施方式中，可在熔融容器与澄清容器之间使用调整容器，其中，来自第一上游熔融容器的熔融玻璃受到进一步加热以继续进行熔融处理，或者，来自第一上游熔融容器的熔融玻璃在进入澄清容器之前被冷却至低于上游熔融容器中熔融玻璃的温度的温度。

在澄清容器34中，可利用各种技术除去熔融玻璃28中的气泡。例如，原材料24可包含多价化合物(即，澄清剂)，例如氧化锡，当其被加热时，会经历化学还原反应并释放氧气。其它合适的澄清剂包括但不限于砷、锑、铁和铈。将澄清容器34加热至高于熔融容器温度的温度，从而对澄清剂进行加热。由澄清剂的温度诱导化学还原而生成的氧气气泡从澄清容器中的熔融玻璃中升起，其中，熔炉中生成的熔体中的气体可合并到由澄清剂生成的氧气气泡中。随后，变大的气体气泡可升至澄清容器中熔融玻璃的自由表面，并随后从澄清容器中排出。氧气气泡可进一步引发澄清容器中熔融玻璃的机械混合。

下游玻璃制造设备30可进一步包含另一个用于混合熔融玻璃的调整容器，例如混合设备36。混合设备36可位于澄清容器34的下游。玻璃熔体混合设备36可用于提供均匀的熔融玻璃组合物，从而减少可能存在于离开澄清容器34的澄清熔融玻璃内的化学不均匀性或热不均匀性。如图所示，澄清容器34可通过第二连接导管38与熔融玻璃混合设备36相连。在一些例子中，熔融玻璃28可依靠重力从澄清容器34经由第二连接导管38供料至混合设备36。例如，重力可驱使熔融玻璃28从澄清容器34通过第二连接导管38的内部通路到达混合设备36。应当注意的是，尽管显示混合设备36位于澄清容器34的下游，但是在另一些实施方式中，混合设备36可定位于澄清容器34的上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可包含多个混合设备，例如位于澄清容器34上游的混合设备和位于澄清容器34下游的混合设备。这些多个混合设备可具有相同的设计，或者它们可具有彼此不同的设计。例如，在一些实施方式中，混合设备可包含静态元件，例如轮叶或其它对熔融玻璃的流向进行重新导向的固定物体。在一些实施方式中，混合设备可包含活动元件，例如对熔融玻璃的流向进行主动重新导向的搅拌元件。在另一些实施方式中，根据本公开的混合设备可包含用于对熔融玻璃的流向进行重新导向的静态元件和活动元件。

下游玻璃制造设备30还可包含可位于混合设备36下游的另一个调整容器，例如输送容器40。输送容器40可对将要被供料入下游成形装置中的熔融玻璃28进行调整。例如，输送容器40可作为积聚器和/或流动控制器起到调整恒定的玻璃熔体28的流并经由出口导管44向成形体42提供该恒定的玻璃熔体28的流的作用。如图所示，混合设备36可通过第三连接导管46与输送容器40相连。在一些例子中，熔融玻璃28可依靠重力从混合设备36经由第三连接导管46供料至输送容器40。例如，重力可驱使熔融玻璃28从混合设备36通过第三连接导管46的内部通路到达输送容器40。

下游玻璃制造设备30还可包括成形设备48，所述成形设备48包含上述成形体42且包含入口导管50。出口导管44可定位成将熔融玻璃28从输送容器40输送至成形设备48的入口导管50。熔合下拉玻璃制造设备中的成形体42可包含定位于成形体上表面中的槽52和沿着成形体底部边缘56在拉制方向上汇聚的一对汇聚成形表面54。通过输送容器40、出口导管44和入口导管50输送至成形体槽的熔融玻璃溢流出槽壁，并且作为熔融玻璃的分离流沿着汇聚成形表面54向下流动。熔融玻璃的分离流沿着底部边缘56在下方汇合，以生成单一的玻璃带58，通过例如利用重力、边缘辊和牵引辊(未图示)中的一种或多种形式向该玻璃带施加拉力来在拉制方向60上将该玻璃带拉离底部边缘56，以随着玻璃的冷却和玻璃粘度的增大而对玻璃带的尺寸进行控制。因此，随着玻璃带58的冷却，玻璃经过粘弹性转变而获得了使玻璃带58具有稳定的尺寸特征的机械性质。在一些实施方式中，可利用玻璃分离设备(未图示)在玻璃带的弹性区域中，将玻璃带58分割成独立的玻璃板62，尽管在另一些实施方式中，可将玻璃带卷绕在卷轴上。

图2是一种示例性的混合设备36的示意图，其包含混合容器100和可旋转地定位于混合容器100中的混合部件102。混合容器100包含内壁104，其可以是例如圆柱形的。混合容器100和混合部件102可由铂或其合金形成。例如，混合容器100和混合部件102可由铂-铑合金形成。然而，混合容器100和/或混合部件102可包含不同的金属，以替代或附加于铂和/或铑。例如，混合部件102可包含其它铂系金属，包括铱、钯、锇和钌，或者其它高温金属，例如钼。金属可以是合金和/或非合金。例如，在一些实施方式中，混合部件102的一个或更多个部分可由铂或铂合金(例如铂-铑合金或铂-铱合金)形成，或者包含外包覆材料，例如铱包层。

混合部件102可连接至使混合部件102在混合容器100中旋转的电动机(未图示)。混合部件102可通过任意合适的手段(例如皮带、链条或齿轮组)连接至电动机。混合容器100示于图2中，其包含定位于混合容器上半部分的入口导管(例如第二导管38)和定位于混合容器下半部分的出口导管(例如第三导管46)。这种排布能够促进熔融玻璃利用重力流过混合容器。尽管图2显示了熔融玻璃从混合容器的侧面流入(箭头106)和流出(箭头108)，但在一些实施方式中，熔融玻璃可穿过混合容器的底面流出。在一些实施方式中，如图所示，熔融玻璃从混合容器的顶部沿着大致向下的流向109流至出口导管，但在另一些实施方式中，可对调流入和流出位置，以使熔融玻璃以大致向上的方向流过混合容器。

图3是一种示例性混合部件102的正视图，其显示了包含纵轴向112的轴110，所述纵轴向112也是混合部件以及多个混合叶轮116的组114的旋转轴向。在一些实施方式中，轴110可以是空心轴，例如空心的圆柱形管。轴110可包含多个管区段，它们沿着相邻管区段端部的圆周接合在一起。轴110可包含多个同心层，形成管中管结构。

图3显示了混合叶轮116的四个组114，包括例如从顶部至底部的组114a、114b、114c和114d。另一些实施方式可根据需要具有更多或更少的混合叶轮组。混合叶轮的组沿着轴110的长度在与纵轴向112平行的方向上以间隔开的关系排布。即，混合叶轮的每一个组代表沿着轴110沿着轴长度(即，平行于纵轴向112)的分开位置。从图3可以看出，混合叶轮116的每一个组114(例如114a～114d)都通过间隙G与混合叶轮116的另一个组114分开并间隔开，所述间隙G从混合叶轮的一个组的顶部测量至混合叶轮的相邻组的底部，在它们最接近的位置处测量。混合叶轮的相邻组之间的间隙G可以相同，或者，混合叶轮的相邻组之间的间隙G可以变化。例如，叶轮组114a与114b之间的间隙G可与混合叶轮组114b与114c之间或者任意其它相邻或不相邻的混合叶轮组之间的间隙相同或不同。可使混合叶轮的每一个组对齐，以使一个混合叶轮组中的混合叶轮直接且相同地与相邻组中的混合叶轮相对，即，任一组混合叶轮在与纵轴112向平行的方向上与轴上任意其他混合叶轮组的混合叶轮对齐。然而，在另一些实施方式中，一组叶轮可在轴上相对于相邻组的叶轮旋转，以使来自一个组的叶轮不与相邻组的叶轮对齐。

现在参考图4，其为图3的示例性混合部件102的立体图，一组混合叶轮中的每一个混合叶轮116包含混合叶片118和一对腹板部件120、122。每一个混合叶片118都是大致平坦的形态，具有两个主表面，即一个内侧主表面124和一个外侧主表面126。内侧主表面124和外侧主表面126可以是大致平行的。因此，混合叶片大致具有带状形状，且与轴110形成封闭环，其中，具有带状形状的混合叶片的端部接附于轴110，混合叶片的主表面124、126平行于纵轴向112。

图5显示了混合叶轮116的一个组(即，组114a)的多个混合叶轮116(即，混合叶轮116a～116d)，该组混合叶轮116包含混合叶片118a～118d。以下描述将会集中于包含混合叶片118a的叶轮116a，以避免不必要的混淆，应当理解的是，相同组和另一组混合叶轮的混合叶轮和混合叶片可遵循类似的图案。事实上，对于给定的混合部件而言，本文所公开的每一个混合叶轮和混合叶轮组的所有混合叶片可具有相同的图案和构造。

从图5和图6中可以看出，叶轮组114a的叶轮116a的混合叶片118a包含远端部128a和侧部130a、132a，其中，侧部130a、132a定位于远端部128a与轴110之间。侧部130a、132a可与轴110直接或间接相连。进一步可以发现，远端部128a和侧部130a、132a可以是弯曲的。例如，远端部128a可包含第一曲率半径，而侧部130a、132a中的每一种的曲率可不同于远端部128a的曲率。侧部130a的曲率半径可以是与侧部132a的曲率相同的曲率半径，或者，侧部130a的曲率可不同于侧部132a的曲率半径。在一些实施方式中，远端部的曲率半径可基本上等于混合容器100内壁104的曲率半径，从而使叶片的耦合面积最大化。在另一些实施方式中，第一曲率半径可小于混合容器100内壁104的曲率半径。侧部130a、132a的曲率半径在一些实施方式中可以是无穷大。即，在一些实施方式中，侧部130a和/或侧部132a可以是笔直的(例如平面)区段。

在一些实施方式中，从图6可以最清楚地看出，混合叶片118a可包含定位于远端部128a与侧部130a、132a之间的一对中间部134a、136a，其中，中间部134a、136a的曲率半径不同于远端部和侧部的曲率半径，例如，中间部134a、136a的曲率半径小于远端部或侧部的曲率半径的任一种。

在一种替代性的实施方式中，混合叶片118a可视为与轴110一起构成封闭环，其中，混合叶片118a包含变化的曲率半径(其中，曲率半径沿整个环不是恒定的)，且在一些实施方式中，远端部的曲率半径基本上等于混合容器内壁的曲率半径，而在另一些实施方式中，远端部的曲率半径小于混合容器内壁的曲率半径。

回到图5，混合叶轮116a还包含连接至混合叶轮116a的一对腹板部件120a、122a。例如，如图5所示，腹板部件120a沿着腹板部件120a的一个边缘连接至混合叶片118a的内侧主表面124a，并由混合叶片118a的内侧主表面124a捕获，腹板部件120a的连接边缘遵循混合叶片118a的内侧主表面124a的曲率半径。例如，可将腹板部件120a例如沿着侧部130a的顶部边缘与底部边缘之间的中线焊接至混合叶片118a的内侧主表面124a。还可将腹板部件120a连接至相邻混合叶轮(例如混合叶轮116b)的混合叶片(例如混合叶片118b)的外侧主表面126b。例如，所示的腹板部件120a接附于混合叶片118a的内侧主表面124a，并且还沿着线117b接附于相邻混合叶轮116b的混合叶片118b的外侧主表面126b，以在混合叶片118a与混合叶片118b之间共享腹板部件120a。类似地，腹板部件122a沿着腹板部件122a的一个边缘连接至混合叶片118a的内侧主表面124a，并由混合叶片118a的内侧主表面124a捕获，连接的边缘遵循侧部132a的内侧主表面124a的曲率半径。例如，可将腹板部件122a焊接至混合叶片118a的内侧主表面124a(例如侧部132a)。还可将腹板部件122a连接至相邻混合叶轮(例如混合叶轮116d)的混合叶片(例如混合叶片118d)的内侧主表面126d。例如，显示了接附于混合叶片118a的内侧主表面124a的腹板部件122a，且尽管未见于图5和图6中，腹板部件122a还接附于相邻混合叶轮116d的混合叶片118d的外侧主表面126d(如图6中所示，腹板部件122a在图中腹板部件120d的一部分的“下方”延伸，以与混合叶片118d相连)。此外，每一个腹板部件还可例如通过焊接接附于轴110。腹板部件120a和122a可垂直于混合叶片118a，并且还可垂直于相邻的混合叶片118b和118d以及混合叶片118c，这些混合叶片表面可依次与混合叶片118a平行。按照一些实施方式，腹板部件120a、120b、120c和120d可以是共面的，且腹板部件122a、122b、122c和122d可以是共面的，尽管腹板部件120a～d在与纵轴向112平行的方向上与腹板部件122a～d间隔开。

腹板部件120a的自由边缘144a(其为与接附于混合叶片118a的连接边缘相反的边缘)可以是笔直的边缘(曲率半径为无穷大)，或者，自由边缘144a可具有小于无穷大的曲率半径(即，自由边缘144a可以是弯曲的)。类似地，腹板部件122a的自由边缘146a(图5中以虚线表示，其为与接附于侧部132a的连接边缘相反的边缘)可以是笔直的边缘(曲率半径为无穷大)，或者，自由边缘146a可具有小于无穷大的曲率半径。应当注意的是，图5中所示的自由边缘146a不是腹板部件120d的自由边缘144d的延伸。另外，如上文所述，腹板部件120a、122a可沿着轴的长度(即，在与纵轴向112平行的方向上)彼此存在位移，以使得当混合部件102以垂直取向定位于混合设备36中时，腹板部件120a与腹板部件122a垂直间隔开。

在图6的帮助下应当显而易见的是，混合叶片118a包含两个相反的弯曲部。因此，相对的腹板部件120a、122a接附于相同的混合叶片，且一个腹板部件(例如腹板部件120a)还接附于第一相邻混合叶轮(例如混合叶轮116d)的混合叶片(例如混合叶片118d)，而相对的腹板部件(例如腹板部件122a)也接附于第二相邻混合叶轮(例如混合叶轮116b)的混合叶片(例如混合叶片118b)。无论混合部件的旋转方向如何，每一个混合叶片都包含相对于旋转方向的两个部分：前缘部和尾部。前缘部和尾部在纵轴向112的方向上偏移。在图3的帮助下能够最清楚地看到，前缘部与尾部在远端部128中相连，以使远端部包含“S”形或“Z”形。混合叶片的相反的弯曲部意味着对于任何旋转方向(即，顺时针或逆时针)而言，在叶轮的一部分(例如混合叶片的一部分的外侧主表面)“推动”或“拉拽”熔融玻璃的同时，腹板部件在其自由边缘上折叠线条。

图7是根据本公开的另一种实施方式的混合部件202的一部分的平面图。类似于之前的实施方式，混合部件202包含轴210和多组混合叶轮216，所述轴210具有纵轴向212，其也是混合部件的旋转轴向(显示为延伸进入拉制板)，且所述多组混合叶轮216沿着轴的纵轴向排布，每一组混合叶轮与相邻组的混合叶轮间隔开。每一组混合叶轮216包含围绕轴210排布的多个混合叶轮。例如，图7例示了包含四个混合叶轮的一组混合叶轮，例如混合叶轮216a、216b、216c、216d。然而，应当理解的是，每一组混合叶轮可具有少于四个混合叶轮，或者，每一组混合叶轮可具有多于四个混合叶轮，例如五个混合叶轮。以下描述将会集中于包含混合叶片218a的叶轮216a，以避免不必要的混淆，应当理解的是，相同组和另一组叶轮的叶轮和混合叶片可遵循类似的图案。事实上，在一些实施方式中，每一个叶轮和叶轮组的所有混合叶片都可具有相同的图案和构造。

如图7所显示的那样，叶轮组214a的叶轮216a的混合叶片218a包含远端部228a和侧部230a、232a，其中，侧部230a、232a在侧部的一端与轴210相连，并且在侧部的相反端与远端部228a直接或间接相连。即，侧部230a和232a定位于远端部228a与轴210之间，且与远端部228a和轴210相连。进一步可以发现，远端部228a和侧部230a、232a可以是弯曲的。例如，远端部228a可具有第一曲率半径，且侧部230a、232a中的每一种可包含不同于第一曲率半径的曲率半径。在某些实施方式中，第一曲率半径可基本上等于混合容器100内壁104的曲率半径，从而使混合叶片的耦合面积最大化。在另一些实施方式中，第一曲率半径可小于混合容器100内壁104的曲率半径。侧部230a和232a的曲率半径在一些实施方式中可以是无穷大。即，在一些实施方式中，侧部230a、232a可以是笔直的(例如平面)区段。在一些实施方式中，侧部230a和232a可具有不同的曲率半径，以使侧部230a的曲率半径不同于侧部232a的曲率半径，尽管在另一些实施方式中，侧部的曲率半径是相等的。在一些实施方式中，侧部的曲率半径发生变化，但在数值上相等，而在方向上相反。即，在一些实施方式中，侧部可以是形状和/或尺寸上的镜像复制。

在一些实施方式中，混合叶片218a可包含定位于远端部228a与侧部230a、232a之间的一对中间部，其中，中间部的曲率半径不同于远端部的曲率半径，且中间部的曲率半径不同于侧部曲率半径中的一种或两种，例如，中间部的曲率半径小于任一或所有远端部曲率半径或侧部的曲率半径。

在一种替代性的实施方式中，混合叶片218a可视为与轴210一起构成封闭环，其中，混合叶片218a包含变化的曲率半径(其中，曲率半径沿整个环不是恒定的)，且在一些实施方式中，远端部的曲率半径基本上等于混合容器内壁的曲率半径，而在另一些实施方式中，远端部的曲率半径小于混合容器内壁的曲率半径。

混合叶轮216a还包含连接至混合叶轮216a的一对腹板部件220a、222a。例如，如图7所示，腹板部件220a(以阴影线表示)沿着腹板部件220a的一个边缘连接至混合叶片218a的内侧主表面224a，并由混合叶片218a的内侧主表面224a捕获，连接边缘遵循混合叶片118a的内侧主表面124a的曲率半径。例如，可将腹板部件220a例如沿着混合叶片的顶部边缘与底部边缘之间的中线焊接至混合叶片218a的内侧主表面224a。腹板部件220a还可例如通过焊接连接至轴210。类似地，腹板部件222a沿着腹板部件222a的一个边缘连接至混合叶片218a的内侧主表面224a，并由混合叶片218a的内侧主表面224a捕获，连接边缘遵循混合叶片118a的内侧主表面224a的曲率半径。腹板部件222a还可例如通过焊接连接至轴210。腹板部件220a和222a的主表面可垂直于混合叶片218a的主表面，且还可垂直于相邻混合叶片218b和218d以及混合叶片218c的主表面，这些混合叶片可依次包含与混合叶片218a的主表面平行的主表面。按照本实施方式，如图7中所图示的叶轮216c的阴影区域250所示，每一个叶轮的腹板部件的主表面重叠。如同在之前的实施方式中，腹板部件220a和222a在纵轴向212的方向上间隔开。

腹板部件220a的自由边缘244a(其为与接附于混合叶片218a的连接边缘相反的边缘)可包含线性边缘(曲率半径为无穷大)，或者，自由边缘244a可具有小于无穷大的曲率半径(即，其中自由边缘244a可以弯曲)。腹板部件222a的自由边缘246a(其为与接附于混合叶片218a的连接边缘相反的边缘)可包含线性边缘(曲率半径为无穷大)，或者，自由边缘244a可具有小于无穷大的曲率半径(参见图8)。腹板部件220a、222a可沿着轴210的长度(即，在与纵轴向212平行的方向上)彼此存在位移，以使得当混合部件202以垂直取向定位于混合设备36中时，腹板部件220a与腹板部件222a垂直间隔开。

在图7的帮助下应当显而易见的是，混合叶片218a包含两个相反的弯曲部，无论混合部件的旋转方向如何，每一个混合叶片都包含相对于旋转方向的两个部分：前缘部和尾部。前缘部和尾部在纵轴向212的方向上偏移(轴向偏移)。在图3的帮助下能够最清楚地看到，前缘部与尾部在远端部228处相连，以使远端部包含“S”形或“Z”形。每一个混合叶片的相反的弯曲部意味着对于任何旋转方向(即，顺时针或逆时针)而言，在叶轮的一部分(例如混合叶片的一部分的外侧主表面)“推动”熔融玻璃的同时，叶轮的其它部分(腹板部件的自由边缘)在腹板部件的自由边缘上折叠线条。

在图7的实施方式中，腹板部件220a、222a都没有与相邻的混合叶片显著连接，或者在一些实施方式中，腹板部件220a、222a完全没有与相邻的混合叶片连接，因此允许更紧凑的叶轮设计，并且允许增加叶轮的数量。在一些实施方式中，混合叶片不接触相邻的混合叶片。在图9的混合部件设计中，显示了混合部件302，例示了多组叶轮中的一组，如图所示，每一组叶轮包含五个叶轮。因此，可在每一组叶轮中排布任意数量的叶轮，例如两个叶轮、三个叶轮、四个叶轮、五个叶轮、六个叶轮、七个叶轮等，叶轮的数量受制于叶轮对轴的连接强度以及可用于熔融玻璃流过混合容器的流通量(即，混合容器内部未被叶轮所覆盖的截面积百分比，特别是混合容器内部未被叶轮的腹板部件所覆盖的截面积的百分比)。应当显而易见的是，随着叶轮数量的增加，与轴(例如轴310)的接触面积减小。此外，随着混合叶轮数量的增加，混合容器被混合叶轮所覆盖的截面积可增加(这取决于腹板部件的表面积)。

按照混合部件102、202或302的每一组混合叶轮可与沿着各自轴排布的另一组或更多组混合叶轮对齐。例如，对于垂直排布的轴而言，连接至轴的任意组混合叶轮的混合叶轮可与轴上另一组叶轮的相应叶轮垂直对齐。因此，在对齐的叶轮之间可存在熔融玻璃的笔直的流动通道。然而在另一些实施方式中，叶轮可能未对齐，以使得在沿着穿过混合容器的流动方向上的叶轮之间仅存在一个弯曲(非笔直)的通道。在另一些例子中，例如图10的混合部件202，给定混合叶轮的每一个腹板部件的自由边缘的曲率可足够大，以使得混合叶轮中存在腹板部件不重叠且熔融玻璃可以直线流过混合叶轮的区域，如图9的阴影区域260所示。

图11A和11B分别图示了混合部件402和502的平面图，每一种混合部件都包含沿着它们各自的轴410和510排布的多组混合叶轮216，其中，每一组叶轮都分别包含六个叶轮416和516，每一个叶轮包括两个腹板部件，分别为420、422以及520、522，其中，给定混合叶轮的腹板部件在与轴的纵轴向平行的方向上间隔开。在图11A的实施方式中，每一个混合叶轮416都包含混合叶片418，所述混合叶片418包含远端部428和侧部430和432。所示实施方式中的每一个远端部428都包含相同的第一曲率半径，且每一个侧部都是笔直的侧部(曲率半径为无穷大)，且第一曲率半径与圆柱形混合容器壁102的曲率半径基本上相同。阴影区域434代表腹板部件之间的重叠区域。这种重叠可存在于每一个混合叶轮中。在图11B的实施方式中，每一个混合叶轮516都包含混合叶片518，所述混合叶片518包含远端部528和侧部530、532。所示实施方式中的每一个远端部528都包含相同的第一曲率半径，且每一个侧部都是笔直的侧部(曲率半径为无穷大)，远端部528的第一曲率半径不同于圆柱形混合容器壁102的曲率半径，且如图所示，远端部528的第一曲率半径小于混合容器壁的曲率半径。阴影区域534代表腹板部件之间的重叠区域。这种重叠可存在于每一个混合叶轮中。

对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本公开实施方式的精神和范围的前提下对这些实施方式进行各种修改和变动。因此，本发明人的意图是使本文覆盖这些实施方式的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求和其等同内容的范围之内。

Claims (20)

1.一种混合设备，其包含：

混合容器；

混合部件，所述混合部件可旋转地定位于所述混合容器中，所述混合部件包含轴和第一混合叶轮，所述第一混合叶轮接附于所述轴且从所述轴向外径向延伸，所述第一混合叶轮包含与所述轴形成为封闭环的混合叶片，所述混合叶片包含远端部以及毗邻所述远端部的第一侧部和第二侧部，所述远端部具有第一曲率半径，且所述第一侧部和所述第二侧部的曲率半径不同于所述第一曲率半径；以及

第一腹板部和第二腹板部，所述第二腹板部沿着与所述轴的纵轴向平行的方向与所述第一腹板部间隔开，所述第一腹板部和所述第二腹板部沿着所述第一腹板部和所述第二腹板部的捕获边缘接附于所述混合叶片的内侧主表面。

2.如权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述第一腹板部接附于毗邻所述第一混合叶轮的第二混合叶轮。

3.如权利要求2所述的混合设备，其特征在于，所述第二腹板部接附于毗邻所述第一混合叶轮的第三混合叶轮。

4.如权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述第一侧部和所述第二侧部中的至少一种的曲率半径是无穷大。

5.如权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述第一腹板部和所述第二腹板部中的每一种都包含自由边缘。

6.如权利要求5所述的混合设备，其特征在于，所述自由边缘包含线性边缘部。

7.如权利要求6所述的混合设备，其特征在于，沿着与所述轴的纵轴向平行且与所述第一腹板部的所述自由边缘相切的线，该线与所述第二腹板部相交。

8.如权利要求5所述的混合设备，其特征在于，所述自由边缘包含凹曲线。

9.如权利要求8所述的混合设备，其特征在于，沿着与所述轴的纵轴向平行且与所述第一腹板部的所述自由边缘相切的的线，该不与所述第二腹板部相交。

10.如权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述混合叶片还包含分别定位于所述远端部与所述第一侧部和所述第二侧部之间的第一中间部和第二中间部，且所述远端部以及所述第一中间部和所述第二中间部的曲率半径不同于所述第一侧部和所述第二侧部的曲率半径。

11.如权利要求10所述的混合设备，其特征在于，所述第一中间部和所述第二中间部的曲率半径小于所述第一侧部和所述第二侧部的曲率半径。

12.如权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述第一曲率半径与毗邻所述远端部的所述混合容器的内壁表面的曲率半径基本上相同。

13.如权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述混合设备包含一组混合叶轮，所述混合叶轮围绕着所述轴上相对于所述轴的长度的第一位置排布。

14.如权利要求13所述的混合设备，其特征在于，该组混合叶轮包含至少四个混合叶轮。

15.如权利要求14所述的混合设备，其特征在于，该组混合叶轮包含至少五个混合叶轮。

16.如权利要求13所述的混合设备，其特征在于，所述混合设备还包含多组混合叶轮，所述多组混合叶轮排布于所述轴上的多个位置。

17.一种混合设备，其包含：

圆柱形混合容器，所述混合容器的内壁具有曲率半径；

混合部件，所述混合部件可旋转地定位于所述混合容器中，所述混合部件包含：

轴；以及

第一混合叶轮，所述第一混合叶轮接附于所述轴且从所述轴向外径向延伸，所述第一混合叶轮包含与所述轴形成为封闭环的混合叶片，所述混合叶片包含具有第一曲率半径的远端部，所述第一曲率半径基本上等于所述混合容器的所述内壁的曲率半径，所述第一混合叶轮还包含连接至所述混合叶片的第一腹板部和第二腹板部。

18.如权利要求17所述的混合设备，其特征在于，所述混合叶片还包含相邻的第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部的曲率半径不同于所述第一曲率半径。

19.一种制造玻璃的方法，所述方法包括：

在熔融容器中加热原材料以形成熔融材料；

使所述熔融材料流入混合容器中，所述遗失容器；以及

利用混合部件对所述熔融材料进行混合，所述混合部件可旋转地定位于所述混合容器中，所述混合部件包含轴和第一混合叶轮，所述第一混合叶轮接附于所述轴且从所述轴向外径向延伸，所述第一混合叶轮包含与所述轴形成为封闭环的混合叶片，所述混合叶片包含远端部以及毗邻所述远端部的侧部，所述远端部具有第一曲率半径，且所述侧部的曲率半径不同于所述第一曲率半径，所述第一混合叶轮还包含连接至所述混合叶片的第一腹板部和第二腹板部。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括利用多个混合叶轮对所述熔融材料进行混合。