CN109641772A - 玻璃制造设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种在玻璃制造工艺中控制下游位置处的熔融材料的流动速率的方法可以包括：使用包括多个突起的轴杆，在上游位置处对熔融材料进行混合，所述上游位置相对于熔融材料的流动方向位于下游位置的上游。所述方法还可包括：对轴杆的扭矩进行测量，对上游位置处的熔融材料的液位进行测量，以及基于所测量的扭矩和所测量的液位来计算上游位置处的熔融材料的粘度。此外，所述方法可以包括基于所计算出的粘度来估算流动速率，并且基于估算的流动速率来控制下游位置处的流动速率。

Description

玻璃制造设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月24日提交的美国临时申请系列第62/378,950号的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其全文纳入本文，如同在下文完整阐述。

技术领域

本公开一般地涉及用于控制熔融材料流动速率的方法和设备，更具体地，涉及用于在包括玻璃制造工艺的玻璃制造设备中控制下游位置处的熔融材料流动速率的设备和方法。

背景技术

人们熟知在包括玻璃制造工艺的玻璃制造设备中制造玻璃。人们也知晓在玻璃制造工艺中控制熔融材料的流动速率。

发明内容

下文给出了本公开的简化归纳，以便提供对具体实施方式所描述的一些示例性实施方式的基本理解。

在一些实施方式中，一种在玻璃制造工艺中控制下游位置处熔融材料流动速率的方法可以包括：使用包括多个突起的轴杆上游位置处对熔融材料进行混合，所述上游位置相对于熔融材料的流动方向位于下游位置上游。所述方法可以包括：对轴杆的扭矩进行测量，对上游位置处的熔融材料的液位进行测量，以及基于所测量的扭矩和所测量的液位来计算上游位置处的熔融材料的粘度。所述方法可以包括基于所计算出的粘度来估算流动速率，并且基于估算的流动速率来控制下游位置处的流动速率。

在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括将估算的流动速率与预定的流动速率进行比较。

在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括：基于估算的流动速率对位于上游位置和下游位置之间的中游位置处的熔融材料的温度进行调整。

在一些实施方式中，对中游位置处的熔融材料的温度进行调整可以调整下游位置处的熔融材料的流动速率。

在一些实施方式中，对中游位置处的熔融材料的温度进行调整可以在下游位置处提供经调整的熔融材料流动速率，并且所述方法可以包括以经调整的流动速率由熔融材料形成玻璃带。

在一些实施方式中，对熔融材料的液位进行测量可以包括：相对于轴杆的长度，测量熔融材料的高度。

在一些实施方式中，对轴杆的扭矩进行测量可以包括：使安装在轴杆上的转子相对于定子旋转。在一些实施方式中，可以对定子进行定位以接收来自转子的信号而不与转子物理接触。

在一些实施方式中，转子可以安装在两个非导电连接器之间的轴杆上。

在一些实施方式中，可以将转子安装到轴杆上，并且在转子和多个突起之间定位有双挠性联轴器。

在一些实施方式中，一种在玻璃制造工艺中控制下游位置处熔融材料流动速率的方法可以包括：以一定流动速率由熔融材料形成玻璃带，以及计算形成玻璃带的熔融材料的流动速率。所述方法可以包括：对上游位置处的熔融材料的粘度进行计算，该上游位置相对于熔融材料的流动方向位于下游位置的上游。所述方法可以包括基于所计算出的粘度和所计算出的流动速率来估算流动速率，以及基于估算的流动速率来控制下游位置处的熔融材料的流动速率。

在一些实施方式中，计算形成玻璃带的熔融材料的流动速率可以包括：从玻璃带分离出玻璃片，并对玻璃片的重量进行测量。

在一些实施方式中，对流动速率进行估算可以包括基于所计算出的粘度来估算第一流动速率，以及基于所计算出的流动速率来估算第二流动速率。在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括将第一估算流动速率和第二估算流动速率与预定的流动速率进行比较。

在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括：基于估算的第一流动速率和估算的第二流动速率对位于上游位置和下游位置之间的中游位置处的熔融材料的温度进行调整。

在一些实施方式中，对中游位置处的熔融材料的温度进行调整可以包括：基于估算的第一流动速率进行第一温度调整以及基于估算的第二流动速率进行第二温度调整。

在一些实施方式中，第一温度调整和第二温度调整可以在玻璃制造工艺中在不同的时间进行。

在一些实施方式中，第一温度调整和第二温度调整可以对下游位置处的熔融材料的流动速率进行调整。

在一些实施方式中，第一温度调整和第二温度调整可以在下游位置处提供经调整的熔融材料流动速率，并且所述方法可以包括以经调整的流动速率由熔融材料形成玻璃带。

在一些实施方式中，所述方法可以包括用包含多个突起的轴杆在上游位置处对熔融材料进行混合。所述方法可以包括：对轴杆的扭矩进行测量，对上游位置处的熔融材料的液位进行测量，以及基于所测量的扭矩和所测量的液位来计算上游位置处的熔融材料的粘度。

在一些实施方式中，对熔融材料的液位进行测量可以包括：相对于轴杆的长度，测量熔融材料的高度。

在一些实施方式中，对轴杆的扭矩进行测量可以包括：使安装在轴杆上的转子相对于定子旋转。在一些实施方式中，可以对定子进行定位以接收来自转子的信号而不与转子物理接触。

以上实施方式是示例性的，并且可单独或与本文提供的任意一个或多个实施方式以任意形式组合来提供而不会偏离本公开的范围。另外，应当理解的是，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都呈现了本公开的实施方式，且都旨在提供用于理解所描述和所要求保护的实施方式的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对实施方式的进一步理解，附图结合于本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本公开的各个实施方式，并与说明书一起用来解释其原理和操作。

附图说明

当参照附图阅读时，可以更好地理解本公开的这些特征、实施方式和优点以及其他特征、实施方式和优点：

图1例示了根据本文公开的实施方式的一种示例性玻璃制造设备的示意图；

图2显示出图1的玻璃制造设备的代表性部分的示意图，该部分包括控制熔融材料流动速率的方法；以及

图3显示了图2中由数字3标识的玻璃制造设备的区域的示意图，该区域包括示例性扭矩传感器。

具体实施方式

下文将参照附图更完整地描述方法，附图中给出了本公开的示例性实施方式。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。但是，本公开可以以许多不同的形式实施并且不应被解读成限于本文中提出的实施方式。

玻璃片普遍通过以下步骤制造：使熔融材料流入成形主体，由此可以通过各种带成形工艺形成玻璃带，所述带成形工艺包括浮法、狭缝拉制、下拉、熔合下拉、上拉、压辊或任意其他成形工艺。随后可以将来自这些工艺中的任意工艺的玻璃带分开以提供适于进一步加工成所需应用的一片或多片玻璃片，所述所需应用包括但不限于显示应用、照明应用、光伏应用或受益于使用高品质玻璃片的任意其它应用。例如，所述一片或多片玻璃片可用于各种显示应用，包括液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管显示器(OLED)、等离子体显示面板(PDP)等。

图1示意性地例示了用于加工、制造和形成玻璃带103的示例性玻璃制造设备101。可以对玻璃制造设备101进行操作以提供玻璃制造工艺100，在一些实施方式中，所述玻璃制造工艺100可以包括本文所公开的玻璃制造设备101的任意一个或多个特征。出于例示的目的，例示了作为熔合下拉设备和工艺的玻璃制造设备101和玻璃制造工艺100，但是在一些实施方式中可以提供其它玻璃制造设备和/或玻璃制造工艺，包括上拉、浮法、压辊、狭缝拉制等。如所例示的，玻璃制造设备101可包括熔融容器105，其被定向以接收来自储料仓109的批料107。可通过用发动机113驱动的批料输送装置111来引入所述批料107。可以对任选的控制器115进行操作以启动发动机113，从而使批料输送装置111可以将所需量的批料107引入熔融容器105中，如箭头117所示。可使用玻璃熔体探针119来测量竖管123内的熔融材料121的液位，并且通过通信线路125将测量到的信息传递给控制器115。

玻璃制造设备101还可包括澄清容器127，其相对于熔融材料121的流动方向位于熔融容器105的下游，并且通过第一连接管道129与熔融容器105连接。在一些实施方式中，熔融材料121可以通过第一连接管道129，从熔融容器105借助重力加料到澄清容器127中。例如，重力可以驱动熔融材料121通过第一连接管道129的内部通路，从熔融容器105到达澄清容器127。在澄清容器127内，可通过各种技术移除熔融材料121中的气泡。

玻璃制造设备101还可包括混合室131，其相对于熔融材料121的流动方向可以位于澄清容器127的下游。在一些实施方式中，混合室131可包括含有多个突起151(例如，搅拌叶)的轴杆150，以在混合室131内对熔融材料121进行混合。混合室131可用于提供均匀的熔融材料121的组合物，从而减少或消除不均匀性，否则，不均匀性会存在于离开澄清容器127的熔融材料121中。如图所示，澄清容器127可以通过第二连接管道135与混合室131连接。在一些实施方式中，熔融材料121可以通过第二连接管道135从澄清容器127借助重力加料到混合室131中。例如，重力可以驱动熔融材料121通过第二连接管道135的内部通路，从澄清容器127到达混合室131。

玻璃制造设备101还可包括输送容器133，其相对于熔融材料121的流动方向可以位于混合室131的下游。输送容器133可以调节要加料到玻璃成形器140中的熔融材料121。例如，输送容器133可起到蓄积器和/或流量控制器的作用，以用来调整熔融材料121的流量并为玻璃成形器140提供恒定的熔融材料121的流量。如图所示，混合室131可以通过第三连接管道137与输送容器133连接。在一些实施方式中，熔融材料121可以通过第三连接管道137，从混合室131借助重力加料到输送容器133。例如，重力可以驱动熔融材料121通过第三连接管道137的内部通路，从混合室131到达输送容器133。

如图进一步例示的，可对输送管139进行定位以将熔融材料121输送至玻璃制造设备101的玻璃成形器140。玻璃成形器140可以将熔融材料121从成形容器143的底部边缘(例如，根部145)拉制成玻璃带103。在例示的实施方式中，成形容器143可配备有进口141，该进口141被定向用于接收来自输送容器133的输送管139的熔融材料121。在一些实施方式中，成形容器143可包括槽，其被定向用于接收来自进口141的熔融材料121。成形容器143还可以包括成形楔，所述成形楔包含一对向下倾斜的会聚表面部分，所述向下倾斜的会聚表面部分在成形楔的相对端部之间延伸并且在根部145处连接。在一些实施方式中，熔融材料121可从进口141流入成形容器143的槽中。然后，熔融材料121可通过同时流过对应的堰并在对应的堰的外表面上向下流而从槽溢流。接着，熔融材料121的各自的流沿着成形楔的向下倾斜的会聚表面部分流动以从成形容器143的根部145中拉制出来，在根部145处，各流会聚并熔合成玻璃带103。然后，可以将玻璃带103以玻璃带的宽度“W”从根部145熔合拉制出来，所述宽度“W”在玻璃带103的第一垂直边缘147a与玻璃带103的第二垂直边缘147b之间延伸。

在一些实施方式中，限定在玻璃带103的第一主表面和相对的第二主表面之间的玻璃带103的厚度可以是：例如约40微米(μm)至约3毫米(mm)，例如约40微米至约2毫米，例如约40微米至约1毫米，例如约40微米至约0.5毫米，例如约40微米至约400微米，例如约40微米至约300微米，例如约40微米至约200微米，例如约40微米至约100微米，或者，例如约40微米，但是在另外的实施方式中可以提供其它厚度。另外，玻璃带103可包含各种组成，包括但不限于玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、含碱金属的玻璃、不含碱金属的玻璃或它们的组合。

在一些实施方式中，玻璃制造设备101可以包括玻璃分离器149。如图所示，玻璃分离器149可以定位在玻璃成形器140的下游，并且定向为从玻璃带103分离出玻璃片104。在本公开的实施方式中可以提供各种玻璃分离器149。例如，可以提供移动式砧机，其可对玻璃带103进行刻划，并随后使玻璃带103沿着刻划线断裂。在一些实施方式中，玻璃分离器149可以包括激光器、刻划器、工具、自动机械等，其可以用于沿着与玻璃带103的宽度“W”平行的分离路径从玻璃带103分离出玻璃片104，所述玻璃带103的宽度“W”位于玻璃带103的第一垂直边缘147a和玻璃带103的第二垂直边缘147b之间。

如图2所示，出于本公开的目的，上游位置201、中游位置202和下游位置203用于识别玻璃制造设备101相对于熔体材料121的流动方向的不同区域。上游位置201、中游位置202和下游位置203可以包括：可以位于特定区域的玻璃制造设备101的对应部件，以及在该特定区域处可发生的玻璃制造工艺100的对应过程。上游位置201、中游位置202和下游位置203的相对空间位置的示例是用于图示，并且除非另有说明，否则并不旨在限制该位置的空间定位。因此，在熔融材料121移动通过玻璃制造设备101，从上游位置201到达中游位置202以及到达下游位置203时，术语上游、中游、下游应当相对于玻璃制造工艺100中的工艺位置进行理解。亦即，下游位置203相对于熔融材料121的流动方向位于上游位置201的下游，并且中游位置202相对于熔融材料121的流动方向位于上游位置201和下游位置203之间。

因此，应理解，上游位置201处的任意一个或多个工艺可以在中游位置202的任意一个或多个工艺之前发生以及在下游位置203处的任意一个或多个工艺之前发生。类似地，下游位置203处的任意一个或多个工艺可以在上游位置201处的任意一个或多个工艺之后发生以及在中游位置处的任意一个或多个工艺之后发生。类似地，中游位置202处的任意一个或多个工艺可以在上游位置201处的任意一个或多个工艺之后并在下游位置203处的任意一个或多个工艺之前发生。

在一些实施方式中，玻璃带103可以以与单位时间所形成玻璃的质量或重量相对应的速率形成，该速率表示在玻璃制造工艺100中的下游位置203处的熔融材料121的流动速率。例如，在一些实施方式中，从玻璃成形器140流出(例如，从成形容器143的根部145流出)并形成为玻璃带103的熔融材料121的流动速率可以限定玻璃制造工艺100中的下游位置203处的熔融材料121的流动速率。在一些实施方式中，一个或多个因素可有助于熔融材料121在下游位置203处的流动速率。例如，下游位置203处的熔融材料121的流动速率可以至少部分基于熔融材料121的粘度。此外，熔融材料121的粘度可以至少部分基于熔融材料121的温度以及熔融材料121的材料组成。在一些实施方式中，较不粘稠的熔融材料121可以在下游位置203处提供例如比更粘稠的熔融材料121更高的熔融材料121的流动速率，更粘稠的熔融材料121可以在下游位置203处提供相对较低的熔融材料121的流动速率。因此，通过控制熔融材料121的粘度，本公开的特征可以控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。

在一些实施方式中，控制玻璃制造工艺100的下游位置203处的熔融材料121的流动速率可以控制玻璃带103的特性。例如，控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率可以控制以下任意一个或多个参数和属性：玻璃带103的厚度、玻璃带103的宽度“W”、玻璃带103宽度“W”上的厚度变化、玻璃带103的温度、玻璃带103中的应力、玻璃带103的光学品质、以及玻璃带103的其它参数和属性。在一些实施方式中，一段时间内下游位置203处的熔融材料121的固定(例如，恒定)流动速率可以提供具有均匀厚度的玻璃带103，该玻璃带103比在相同的一段时间内以非固定(例如，波动、变化)的流动速率由熔融材料121所形成的玻璃带103包含更少的应力集中。因此，在一些实施方式中，在下游位置203处的熔融材料121的流动速率变化可以影响玻璃带103的品质特性，并且控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率可以减少不期望的玻璃带103的特性，并改进玻璃带103的品质。

此外，观察到熔融材料121流动速率的变化性可以随流动速率本身的增加而增加。亦即，对于相对较低的流动速率，观察到流动速率的变化性较小；而对于较高的流动速率，观察到流动速率的变化性较大。因此，由于下游位置203处熔融材料121较大的流动速率变化性可导致以下任意一个或多个参数和属性的较大变化性：玻璃带103的厚度、玻璃带103的宽度“W”、玻璃带103的宽度“W”上的厚度变化、玻璃带103的温度、玻璃带103中的应力、玻璃带103的光学品质、以及玻璃带103的其它参数和属性，较高的流动速率可以加剧该相关性，并且在没有本文所提供的控制的情况下，可导致形成品质越来越差的玻璃带103。因此，除了改进以一定流动速率生产的玻璃带103的品质之外，本公开的特征还可以用于玻璃制造设备101以提供玻璃制造工艺100的更高(例如，增加)的流动速率。流动速率增加可以导致得到在相当的时间内玻璃带103的更高产量，因此降低成本并改进工艺效率。

在一些实施方式中，一种在玻璃制造工艺100中控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率的方法可以包括：使用包括多个突起151的轴杆150，在位于下游位置203上游的上游位置201处(例如，在混合室131中)对熔融材料121进行混合。例如，图3示意性例示了图2中由数字3标识的玻璃制造设备101的上游位置201的一部分，该部分包括混合室131。如图所示，玻璃制造设备101可以包括示例性的扭矩传感器220和示例性的液位传感器230。扭矩传感器220可以包括转子219和定子218，其中，转子219可以构造为相对于定子218移动。转子219相对于定子218的相对移动可以限定轴杆150上的扭矩221，扭矩传感器220可以将扭矩221传输至任意一个或多个控制器和控制装置(例如，可编程逻辑控制器)，该控制器和控制装置构造为(例如，“编程为”、“编码为”、“设计为”、和/或“制造为”)起到实施本公开的一个或多个方法的作用。

在一些实施方式中，扭矩传感器220可以是无线扭矩传感器220，其中，转子219和定子218可以无线的方式(例如，在无需物理接触的情况下)彼此相互传输。例如，在一些实施方式中，转子219可以包括定向为将信号以无线方式输送到定子218的天线，并且定子218可以包括定向为以无线方式接收来自转子219的信号的接收器。在一些实施方式中，与例如包括在线扭矩传感器的其它扭矩传感器相比，无线扭矩传感器220可以提供轴杆150上扭矩221的更高精度的信号获取，在一些实施方式中，所述在线扭矩传感器可以包括连接到轴杆150并且彼此物理接触的机械部件。其它非无线扭矩传感器的机械部件之间的物理接触可产生摩擦，并且可因此降低扭矩传感器测量轴杆150上的扭矩的精度和精细化能力(refinement capability)。然而，因为无线扭矩传感器220的转子219和定子218彼此没有物理接触，因此无线扭矩传感器220在各移动的零件之间没有摩擦。因此，由于在采用无线扭矩传感器220时可以去除摩擦的作用，因此可以获得具有更高精细化水平的更精确的扭矩测量。

此外，在一些实施方式中，对应于相对更高精度的检测和更精细化的扭矩测量，无线扭矩传感器220可以提供更高的信号精度和更精细化的信号分辨率。因此，与在线扭矩传感器相比，无线扭矩传感器220可以以更高的精度来检测较小的扭矩变化。所检测到的较小的扭矩变化可以用于计算熔融材料121的相应更高精度的粘度确定，其同样可以用于以相应更高的精度控制熔融材料121在下游位置203处的流动速率。在一些实施方式中，转子219可以包括热电偶以测量转子219的温度，从而例如，确保不会超过扭矩传感器220的最高操作温度。在一些实施方式中，定子218可以包括信号质量检测器，该信号质量检测器可以测量从转子219传输到定子218的信号的质量，从而例如确保强且不间断的信号(代表精确的扭矩测量)从转子219传输到定子218。如上所述，控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率可以减少玻璃带103的不期望的特性，并且改进玻璃带103的品质。

如图3所示，在一些实施方式中，混合室131可以包括壁161，该壁161具有限定熔融材料容纳区165的内表面162。在一些实施方式中，轴杆150可以延伸到混合室131的熔融材料容纳区165中，并且多个突起151可以位于熔融材料容纳区165内的熔融材料121中。通过移动轴杆150，多个突起151可以相应地移动，并在混合室131中对熔融材料121进行混合。例如，在一些实施方式中，轴杆150可以包括上轴杆150a和下轴杆150b。上轴杆150a可以由发动机、致动器或其它装置(未示出)驱动(例如，旋转、搅拌)，并且可以将运动从上轴杆150a传递到下轴杆150b以在熔融材料121内的多个突起151移动。在一些实施方式中，上轴杆150a可以用机械连接件连接至下轴杆150b，所述机械连接件包括可以连结上轴杆150a的上联轴器153以及可以连结下轴杆150b的下联轴器154。在一些实施方式中，上联轴器153可以将上轴杆150a连结至扭矩传感器220的转子219，并且下联轴器154可以将下轴杆150b连结至转子219。因此，当驱动(例如，旋转)上轴杆150a时，转子219和下轴杆150b同样可以旋转。

在一些实施方式中，上部非导电连接器155可以定位在上轴杆150a和转子219之间、上联轴器153和转子219之间、以及/或者上联轴器153和上轴杆150a之间，从而使转子219与可以从上轴杆150a传递到转子219的电信号和干扰电隔离。类似地，下部非导电连接器156可以定位在包括多个突起的下轴杆150b和转子219之间、下联轴器154和转子219之间、以及/或者下联轴器154和下轴杆150b之间，从而使转子219与可以从下轴杆150b传递到转子219的电信号和干扰电隔离。

通过将扭矩传感器220的转子219定位在上部非导电连接器155和下部非导电连接器156之间的轴杆150上，转子219可以与电信号和干扰电隔离。例如，玻璃制造设备101的电气部件和位于来自电气部件的电信号可与转子219相互影响的位置的其它电气部件可干扰扭矩传感器220的操作，从而减少转子219与定子218之间的通信信号并且/或者降低扭矩传感器220的扭矩221测量的精度。因此，将扭矩传感器220的转子219定位在上部非导电连接器155和下部非导电连接器156之间的轴杆150上可以提供更精确且更可靠的扭矩测量，其继而可以提供更精确且更可靠的熔融材料121的粘度计算。

在一些实施方式中，例如，当在熔融材料121内移动下轴杆150b时，下轴杆150b的机械振动和其它运动可导致转子219和定子218之间未对准。转子219和定子218之间未对准可降低转子219和定子218之间的通信信号强度，并且还可以导致扭矩测量精度下降。因此，在一些实施方式中，下联轴器154可以包括双挠性联轴器，其可补偿下轴杆150b和转子219之间的未对准。例如，双挠性联轴器可以包括具有两个自由度的联轴器，所述自由度包括：第一轴向自由度，其可以减少转子219沿轴杆150的轴在轴向方向上的位移；以及第二径向自由度，其减少垂直于轴向方向的径向方向上的位移。在一些实施方式中，双挠性联轴器可以减少和/或消除将下轴杆150b的机械振动和其他运动传递到转子219，由此改进转子219和定子218之间的通信信号强度，并且提高扭矩测量的精度。

在一些实施方式中，例如，混合室131中的熔融材料121的液位231可以至少部分限定轴杆150上的扭矩221。亦即，因为轴杆150上的扭矩221可以表示造成轴杆150旋转的轴杆150上的回转力，因此扭矩221可以相对于其中轴杆150和多个突起151正在旋转的熔融材料121的液位231的变化而变化。因此，通过测量轴杆150上的扭矩221和熔融材料121的液位231，可以确定更精确地计算熔融材料121的粘度，并且可以相应地更精确地控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。在一些实施方式中，液位传感器230可以包括以下传感器中的任意一种或多种：探针、光学传感器、电子传感器，以及用于相对于混合室131的熔融材料容纳区165中的轴杆150长度测量熔融材料121的液位231的任意其它传感器。

虽然未示出，但是在一些实施方式中，熔融材料容纳区165的顶部可以盖覆有盖子以使熔融材料容纳区165密封。同样，在一些实施方式中，混合室131可以定位在壳体(未示出)中，以提供受控的气氛，并且保护混合室131免受外部干扰。在一些实施方式中，第二连接管道135可以将熔融材料121从第二连接管道135提供至混合室131，并且第三连接管道137可以将熔融材料121从混合室131提供至第三连接管道137。在一些实施方式中，玻璃制造设备101可以用于提供玻璃制造工艺100，其可以包括使熔融材料121流动通过混合室131的熔融材料容纳区165，并在熔融材料121流过混合室131的熔融材料容纳区165时使熔融材料121混合。例如，轴杆150和多个突起151可以在混合室131的熔融材料容纳区165中移动(例如，旋转)以使熔融材料121混合。在对熔融材料121进行混合的同时，扭矩传感器220可以测量轴杆150上的扭矩221，并且应理解的是，与较低的测量扭矩(可以对应于具有相对较低粘度的熔融材料121)相比，较高的测量扭矩可对应于具有较高粘度的熔融材料121。

此外，在一些实施方式中，熔融材料容纳区165可以限定如下中的任意一个或多个：熔融材料121可以在其中保持静止或非静止状态的容器；熔融材料121可以流动通过的通道(例如，无需熔融材料121的额外加工)；以及其中可以进行熔融材料121的额外加工和发生与熔融材料121的相互作用(例如，混合、加热、冷却等)的容器或通道。在一些实施方式中，熔融材料容纳区165可以包括熔融材料121的自由表面，其中，混合室131的内部区域的一部分可未被熔融材料121占据。或者，混合室131的内部区域可以完全被熔融材料121占据，在一些实施方式中，熔融材料容纳区165可以毗邻围绕熔融材料容纳区165整个周边的熔融材料121。因此，虽然本文是关于玻璃制造设备101的混合室131来公开，但是应该理解，本公开的方法和设备可以用于在玻璃制造设备101和玻璃制造工艺100中的任意一个或多个位置处测量熔融材料121的粘度。同样，虽然本文是关于对下游位置203处的熔融材料121的流动速率进行控制来公开，但是应该理解，本公开的方法和设备可以用于在玻璃制造设备101和玻璃制造工艺100中的任意一个或多个位置处控制熔融材料121的流动速率。

再次参考图2，控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率的方法可以包括：对轴杆150的扭矩221进行测量，以及对上游位置201处的熔融材料121的液位231进行测量。例如，扭矩传感器220可以测量轴杆150上的扭矩221，并且液位传感器230可以测量上游位置201处的混合室131中的熔融材料121的液位231。在一些实施方式中，测量的扭矩221可以通过任选的滤波器222进行处理，以在提供给流动速率估计器225之前去除噪音、谐波和其它电干扰。类似地，测量的液位231可以通过任选的滤波器232进行处理，以在提供给流动速率估计器225之前去除噪音、谐波和其它电干扰。流动速率估计器225可以基于所测量的扭矩221和所测量的熔融材料121的液位231来计算上游位置201处的熔融材料121的粘度。然后，流动速率估计器225可以基于所计算的粘度估算下游位置203处的熔融材料121的流动速率(以箭头240表示)。在一些实施方式中，估算的流动速率240可以用任意一个或多个流动方程(例如，哈根-泊肃叶定律)确定，该流动方程将流体的流动与流体的粘度相关联，其中，粘度可以至少部分基于测量的扭矩221、以及测量的熔融材料121的液位231。在一些实施方式中，估算的流动速率240可以基于实验数据、一个或多个转换函数、以及提供流体流动速率与流体粘度的函数关系估算的任何其它计算来确定。

应理解，由于提供了下游位置203处的估算的流动速率240，本公开的流动速率估计器225是有预期性的。也就是说，例如，流动速率估计器225可以确定：如果上游位置201处的熔融材料121(其粘度已被计算出来)持续通过玻璃制造工艺100(例如，在没有外部干扰的情况下)从上游位置201到达下游位置203，下游位置203处的熔融材料121的流动速率是多少。特别是，在下游位置203处形成玻璃带103之前确定了估算的流动速率240。因此，流动速率估计器225可以估算：如果玻璃带103由具有所计算粘度和相应流动速率的熔融材料121形成，下游位置203处的熔融材料121的预期流动速率是多少。因此，流动速率估计器225的预期性质可以在未来事件发生前预测玻璃制造工艺100中的未来事件。因此，如果需要，可以在不期望的事情发生之前采取纠正措施。例如，可以将估算的流动速率240提供至前馈控制245。前馈控制245可以基于估算的流动速率240来控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括将估算的流动速率240与第一预定流动速率246进行比较。

在一些实施方式中，所述方法可以包括：以某一流动速率由熔融材料121形成玻璃带103，以及计算形成玻璃带103的熔融材料121的流动速率。例如，如附图标记250所表示，在一些实施方式中，计算形成玻璃带103的熔融材料121的流动速率可以包括：从玻璃带103分离出玻璃片104，以及对玻璃片104的重量进行测量。与测量的扭矩221和测量的液位231一样，所测量的玻璃片104的重量250可以通过任选的滤波器251进行处理，以在提供给流动速率计算器253之前去除噪音、谐波和其它电干扰。流动速率计算器253可以计算形成玻璃带103的熔融材料121的流动速率(以箭头254表示)。在一些实施方式中，传感器可以构造用于确定形成玻璃带103的熔融材料121的计算流动速率254。在一些实施方式中，玻璃带103可以卷到卷轴上，并且通过流动速率计算器253可以测量并使用卷轴的后续重量，以确定熔融材料121的计算流动速率254。

应理解，通过提供下游位置203处的计算流动速率254，本公开的流动速率计算器253是反应式的。亦即，流动速率计算器253可以基于以该流动速率由熔融材料121形成的玻璃带103的特性来确定例如下游位置203处的熔融材料121的实际流动速率是多少。因此，流动速率计算器253的反应式性质可以在事件发生后检测玻璃制造工艺100中的事件。因此，如果需要，可以仅在不期望的事情发生之后采取纠正措施。例如，可以将计算流动速率254提供至反馈控制255。反馈控制255可以基于计算流动速率254控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括将计算流动速率254与第二预定流动速率256进行比较。

在一些实施方式中，包括前馈控制245的预期性流动速率估计器和包括反馈控制255的反应式第二流动估计的特征可以单独使用或者组合使用。例如，在一些实施方式中，来自前馈控制245的前馈信号247可以提供至叠加控制265。类似地，在一些实施方式中，来自反馈控制255的反馈信号257可以提供至叠加控制265。在一些实施方式中，可以单独使用前馈信号247来控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。此外，在一些实施方式中，可以单独使用反馈信号257来控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。另外，在一些实施方式中，可以使用前馈信号247以及反馈信号257一起控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。

在一些实施方式中，前馈信号247和反馈信号257可以在重复工艺中连续使用任意一次或多次，以控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。在一些实施方式中，可以在与可确定反馈信号247的时间相同或不同的时间确定前馈信号257。例如，在玻璃制造工艺100的操作期间，可以以与反馈信号257相同或不同的时间间隔来确定前馈信号247。在一些实施方式中，因为前馈信号247是预期性(anticipatory)的，可以比反馈信号257更加频繁地确定前馈信号247，以补偿玻璃制造工艺100内的短期变化。相反，因为反馈信号257是反应式(reactionary)的，可以不如前馈信号247那么频繁地确定反馈信号257，以补偿玻璃制造工艺100内的长期变化。在一些实施方式中，通过同时采用前馈信号247和反馈信号257，可以比例如仅采用反馈信号257的方法或仅采用前馈信号247的方法更精确地控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。因此，在一些实施方式中，采用前馈控制245和反馈控制255的本公开方法和设备可以提供更精确的熔融材料121的粘度控制，使得在下游位置203处对熔融材料121的流动速率进行更精确的控制并获得品质得到改进的玻璃。

在一些实施方式中，还可以将第三预定流动速率266提供至叠加控制265。在一些实施方式中，前馈信号247和/或反馈信号257可以与第三预定流动速率266进行比较。在一些实施方式中，如果前馈信号247和/或反馈信号257已经分别与前馈控制245的第一预定流动速率246和反馈控制255的第二预定流动速率256进行了比较，前馈信号247和反馈信号257在通过叠加控制265时也不会与第三预定流动速率266进行比较。然而，如果在通过叠加控制265之前，前馈信号247和/或反馈信号257并未分别与前馈控制245的第一预定流动速率246和反馈控制255的第二预定流动速率256进行比较，那么一旦前馈信号247和反馈信号257通过叠加控制265，前馈信号247和反馈信号257可以与第三预定流动速率266进行比较。第三预定流动速率266可以对应于所需流动速率，由该流动速率可以形成具有特定属性的玻璃带103。第三预定流动速率266可以与提供至前馈控制245的第一预定流动速率246和提供至反馈控制255的第二预定流动速率256相同(例如，等于)。在一些实施方式中，预定流动速率可以是恒定值。此外，在一些实施方式中，可以改变预定流动速率，例如，以改变以该流动速率形成的玻璃带103的对应属性。例如，玻璃制造设备101和玻璃制造工艺100可以用于形成具有任意一个或多个特征属性的任意一个或多个玻璃带，这些特征属性可以至少部分地基于成本、效率、客户需求和其他考虑来决定。

在一些实施方式中，来自前馈控制245的估算的流动速率240和第一预定流动速率246之间的比较可以决定控制熔融材料121的流动速率的具体方式。同样，在一些实施方式中，来自反馈控制255的计算流动速率254和第二预定流动速率256之间的比较可以决定控制熔融材料121的流动速率的具体方式。在一些实施方式中，来自前馈控制245的估算的流动速率240、来自反馈控制255的计算流动速率254和第三预定流动速率266(例如，在叠加控制265处)之间的比较可以决定控制熔融材料121的流动速率的具体方式。因此，如箭头270所示，可提供流动速率控制信号270以控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率。应理解，流动速率控制信号270可以包括来自前馈控制245的前馈信号247和来自反馈控制255的反馈控制257中的至少一种。例如，如果单独使用前馈信号247来控制熔融材料121的流动速率，则流动速率控制信号270可以包括来自前馈控制245的前馈信号247。如果单独使用反馈信号257来控制熔融材料121的流动速率，则流动速率控制信号270可以包括来自反馈控制255的反馈信号257。在一些实施方式中，如果使用前馈信号247和反馈信号257一起控制熔融材料121的流动速率，则流动速率控制信号270可以包括来自前馈控制245的前馈信号247和来自反馈控制255的反馈信号257。

在一些实施方式中，在同时使用前馈信号247和反馈信号257的情况下，所述方法可以包括计算上游位置201处的熔融材料121的粘度。所述方法可以包括基于所计算出的粘度(例如，在流动速率估计器255处)和计算流动速率254(例如，在流动速率计算器253处)来估算流动速率。所述方法可以包括基于估算的流动速率240来控制下游位置203处的熔融材料121的流动速率，所述估算的流动速率240来自包括前馈控制245的流动速率估计器225以及包括反馈控制255的流动速率计算器253。例如，在一些实施方式中，对流动速率进行估算可以包括基于所计算出的粘度来估算第一流动速率(例如，前馈信号247)，并且基于计算流动速率254来估算第二流动速率(例如，反馈信号257)。如在叠加控制265处所示，在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括将第一估算流动速率(例如，前馈信号247)和第二估算流动速率(例如，反馈信号257)与第三预定流动速率266进行比较。

在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括：对位于上游位置201和下游位置203之间的中游位置202处的熔融材料121的温度进行调整。例如，在一些实施方式中，玻璃制造设备101可包括温度控制器275(例如，加热系统、冷却系统)从而对中游位置202处的熔融材料121的温度进行调整。对中游位置202处的熔融材料121的温度进行调整可以调整下游位置203处的熔融材料121的流动速率。例如，提高中游位置202处的熔融材料121的温度可以降低熔融材料121的粘度，继而提高下游位置203处的熔融材料121的流动速率。相反，降低中游位置202处的熔融材料121的温度可以提高熔融材料121的粘度，继而降低下游位置203处的熔融材料121的流动速率。在一些实施方式中，如果没有对中游位置202处的温度进行调整，则熔融材料121的粘度可以保持与在上游位置201处计算玻璃粘度时相同，在该情况下，下游位置203处的熔融材料121的流动速率也可保持不变，并且将对应于估算的流动速率240。在一些实施方式中，对中游位置202处的熔融材料121的温度进行调整可以在下游位置203处提供经调整的熔融材料121的流动速率，并且所述方法可以包括以经调整的流动速率由熔融材料121形成玻璃带103。

在一些实施方式中，对流动速率进行控制可以包括：基于第一估算流动速率(例如，前馈信号247)和第二估算流动速率(例如，反馈信号257)，对中游位置202处的熔融材料121的温度进行调整。因此，在一些实施方式中，对中游位置202处的熔融材料121的温度进行调整可以包括：基于第一估算流动速率(例如，前馈信号247)的第一温度调整和基于第二估算流动速率(例如，反馈信号257)的第二温度调整。在一些实施方式中，第一温度调整和第二温度调整可以在玻璃制造工艺100中在不同的时间进行。在一些实施方式中，第一温度调整和第二温度调整可以对下游位置203处的熔融材料121的流动速率进行调整。在一些实施方式中，第一温度调整和第二温度调整可以在下游位置203处提供经调整的熔融材料121的流动速率，并且所述方法可以包括以经调整的流动速率由熔融材料121形成玻璃带103。

在一些实施方式中，如果前馈控制245确定估算的流动速率240大于第一预定流动速率246，则前馈控制245可以前瞻性地发送前馈信号247，该前馈信号247作为流动速率控制信号270传递到温度控制器275，以降低中游位置202处的熔融材料121的温度。降低熔融材料121的温度可以提高熔融材料121的粘度，并且降低下游位置203处的熔融材料121的流动速率。前馈控制245和温度控制器275可以在发生大于所需流动速率之前进行该操作，并且因此可以提供经调整的流动速率，以该经调整的流动速率可以形成更高品质的玻璃带103。类似地，如果前馈控制245确定估算的流动速率240小于第一预定流动速率246，则前馈控制245可以向温度控制器275前瞻性地发送前馈信号247，以提高中游位置202处的熔融材料121的温度。提高熔融材料121的温度可以降低熔融材料121的粘度，并且提高下游位置203处的熔融材料121的流动速率。前馈控制245和温度控制器275可以在发生小于所需流动速率之前进行该操作，并且因此可以提供经调整的流动速率，以该经调整的流动速率可以形成更高品质的玻璃带103。在一些实施方式中，如果前馈控制245确定估算的流动速率240等于第一预定流动速率246或在第一预定流动速率246的可容许范围内，则可以不采取措施，并且玻璃制造工艺100可以继续而无需调整中游位置202处的熔融材料121的温度，从而在下游位置203处提供等于估算的流动速率240的流动速率。

在一些实施方式中，如果反馈控制255确定计算流动速率254大于第二预定流动速率256，则反馈控制255可以向温度控制器275反应式地发送反馈信号257，以降低中游位置202处的熔融材料121的温度。降低熔融材料121的温度可以提高熔融材料121的粘度，并且降低下游位置203处的熔融材料121的流动速率。反馈控制255和温度控制器275可以在发生大于所需流动速率之后进行该操作，并且因此可以提供经调整的流动速率，随后可以以该经调整的流动速率形成更高品质的玻璃带103。类似地，如果反馈控制255确定计算流动速率254小于第二预定流动速率256，则反馈控制255可以向温度控制器275反应式地发送反馈信号257，以提高中游位置202处的熔融材料121的温度。提高熔融材料121的温度可以降低熔融材料121的粘度，并且提高下游位置203处的熔融材料121的流动速率。反馈控制255和温度控制器275可以在发生小于所需流动速率之后进行该操作，并且因此可以提供经调整的流动速率，随后可以以该经调整的流动速率形成更高品质的玻璃带103。在一些实施方式中，如果反馈控制255确定计算流动速率254等于第二预定流动速率256或在第二预定流动速率256的可容许范围内，则可以不采取措施，并且玻璃制造工艺100可以继续而无需调整中游位置202处的熔融材料121的温度。

在一些实施方式中，温度控制器275可以提供信号以对中游位置202处的熔融材料121进行加热或冷却，如箭头276所示此外，如箭头277所示，温度控制器275可以接收表示中游位置202处的熔融材料121的温度的信号。因此，通过将所接收的熔融材料121的温度和所提供的温度进行比较，温度控制器275可以独立地调节中游位置202处的温度，直至达到对应于熔融材料121的所需粘度的所需温度。在一些实施方式中，在额外输入或未额外输入来自该方法的流动速率控制信号270的情况下，温度控制器275可以用于在连续重复过程中对熔融材料121进行加热或冷却，直到在中游位置202处达到所需的熔融材料121温度。因此，在中游位置202处的熔融材料121的所需温度可以提供熔融材料121的所需粘度，继而可以在下游位置203处提供熔融材料121的所需流动速率，获得以该流动速率形成的具有所需品质的玻璃带103。

应理解，各个公开的实施方式可以涉及与特定实施方式一起描述的特定特征、元素或步骤。还应理解，虽然以涉及一个特定实施方式的形式进行描述，但是特定特征、元素或步骤可以与各个未例示的组合或排列方式中的替换性实施方式互换或组合。

应理解的是，本文所用术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，而不应局限为“仅一个(一种)”，除非有明确相反的说明。因此，例如，提到的“一个部件”包括具有两个或更多个这类部件的实施方式，除非上下文有另外明确的表示。

在本文中，范围可以表述为自“约”某一具体值始和/或至“约”另一具体值止。当表述这种范围时，实施方式包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成了另一个方面。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值相关以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。

除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，如果方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序，或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，则都不旨在暗示该任意特定顺序。

虽然使用过渡语“包含”可以公开特定实施方式的各个特征、元素或步骤，但是应理解的是，这暗示了包括可采用过渡语“由……构成”或“基本上由……构成”描述在内的替代性实施方式。因此，例如，包括A+B+C的设备的暗示替代实施方式包括其中设备由A+B+C组成的实施方式以及其中设备基本上由A+B+C组成的实施方式。

对本领域的技术人员而言，显而易见的是，可以对本公开进行各种修改和变动而不偏离本公开的范围和精神。因此，本公开内容应涵盖对本公开内容的这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。

Claims (20)

1.一种在玻璃制造工艺中控制下游位置处的熔融材料流动速率的方法，所述方法包括：

在上游位置处，利用包含多个突起的轴杆对熔融材料进行混合，所述上游位置相对于熔融材料的流动方向位于下游位置的上游；

对轴杆的扭矩进行测量；

对上游位置处的熔融材料的液位进行测量；

基于所测量的扭矩和所测量的液位来计算上游位置处的熔融材料的粘度；

基于计算出的粘度来估算流动速率；以及

基于估算的流动速率来控制下游位置处的熔融材料的流动速率。

2.如权利要求1所述的方法，其中，控制熔融材料的流动速率包括：将估算的流动速率与预定流动速率进行比较。

3.如权利要求1所述的方法，其中，控制熔融材料的流动速率包括：基于估算的流动速率对位于上游位置和下游位置之间的中游位置处的熔融材料的温度进行调整。

4.如权利要求3所述的方法，其中，对中游位置处的熔融材料的温度进行调整的操作调整了下游位置处的熔融材料的流动速率。

5.如权利要求3所述的方法，其中，对中游位置处的熔融材料的温度进行调整在下游位置处提供了经调整的熔融材料流动速率，并且所述方法还包括以经调整的流动速率由熔融材料形成玻璃带。

6.如权利要求1所述的方法，其中，对熔融材料的液位进行测量包括：相对于轴杆的长度，测量熔融材料的高度。

7.如权利要求1所述的方法，其中，测量轴杆的扭矩包括：使安装在轴杆上的转子相对于定子旋转，并且，将所述定子定位为接收来自转子的信号而不与转子物理接触。

8.如权利要求7所述的方法，其中，将转子安装在两个非导电连接器之间的轴杆上。

9.如权利要求7所述的方法，其中，将转子安装到轴杆上，并且在转子和多个突起之间定位有双挠性联轴器。

10.一种在玻璃制造工艺中控制下游位置处的熔融材料的流动速率的方法，所述方法包括：

以一定流动速率由熔融材料形成玻璃带；

计算形成玻璃带的熔融材料的流动速率；

对上游位置处的熔融材料的粘度进行计算，该上游位置相对于熔融材料的流动方向位于下游位置的上游；

基于计算出的粘度和计算出的流动速率来估算流动速率；以及

基于估算出的流动速率来控制下游位置处的熔融材料的流动速率。

11.如权利要求10所述的方法，其中，计算形成玻璃带的熔融材料的流动速率包括：从玻璃带分离出玻璃片，并对玻璃片的重量进行测量。

12.如权利要求10所述的方法，其中，对流动速率进行估算包括基于所计算出的粘度来估算第一流动速率，并且基于所计算出的流动速率来估算第二流动速率，并且对流动速率进行控制包括：将第一估算流动速率和第二估算流动速率与预定的流动速率进行比较。

13.如权利要求12所述的方法，其中，控制熔融材料的流动速率包括：基于第一估算流动速率和第二估算流动速率对位于上游位置和下游位置之间的中游位置处的熔融材料的温度进行调整。

14.如权利要求13所述的方法，其中，对中游位置处的熔融材料的温度进行调整包括：基于第一估算流动速率的第一温度调整以及基于第二估算流动速率的第二温度调整。

15.如权利要求14所述的方法，其中，第一温度调整和第二温度调整在玻璃制造工艺中在不同的时间进行。

16.如权利要求14所述的方法，其中，第一温度调整和第二温度调整调整了下游位置处的熔融材料的流动速率。

17.如权利要求14所述的方法，其中，第一温度调整和第二温度调整在下游位置处提供了经调整的熔融材料的流动速率，并且所述方法还包括以经调整的流动速率由熔融材料形成玻璃带。

18.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：

用包含多个突起的轴杆在上游位置处对熔融材料进行混合；

对轴杆的扭矩进行测量；

对上游位置处的熔融材料的液位进行测量；以及

基于所测量的扭矩和所测量的液位来计算上游位置处的熔融材料的粘度。

19.如权利要求18所述的方法，其中，对熔融材料的液位进行测量包括：相对于轴杆的长度，测量熔融材料的高度。

20.如权利要求18所述的方法，其中，测量轴杆的扭矩包括：使安装在轴杆上的转子相对于定子旋转，并且，将所述定子定位为接收来自转子的信号而不与转子物理接触。