CN110121483A - 形成玻璃带的玻璃制造设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于由一定量的熔融材料拉制玻璃带的玻璃制造设备,其可以包括成形容器,所述成形容器包括槽以及与槽流体连通的管道区段。至少一个管道可以设置在管道区段之外。在另一个实施方式中,一种由一定量的熔融材料形成玻璃带的方法可以包括:在冷却流体通过设置在管道区段之外的至少一个管道的同时,冷却管道区段中的沿侧向方向行进的熔融材料。

Description

形成玻璃带的玻璃制造设备和方法
本申请依据U.S.C.§119要求于2016年10月31日提交的美国临时申请序列号62/415,080以及2017年7月25日提交的美国临时申请序列号62/536505的优先权权益,本申请以其内容为基础,并通过引用将其全文纳入本文。
技术领域
本公开一般涉及形成玻璃带的玻璃制造设备和方法,更具体地,涉及包含设置在管道区段之外的至少一个管道的玻璃制造设备,以及涉及形成玻璃带的方法,所述方法包括冷却在管道区段中的沿着侧向方向行进的熔融材料,以及沿着侧向方向将冷却的熔融材料从管道区段侧向输送到成形容器。
背景技术
通过进口管道区段将熔融材料输送到成形容器是已知的,在成形容器中可以将熔融材料拉制成玻璃带。需要有效的方式来增加引入到成形容器中的熔融材料的粘度,同时使熔融材料的核心(coring)效应最小化,所述核心效应可以在熔融材料行进到成形容器时,因响应于熔融材料的冷却而产成。
发明内容
以下描述了本公开的一些示例性实施方式,同时应理解任意实施方式可以单独使用或彼此组合使用。
实施方式1:一种用于由一定量的熔融材料拉制玻璃带的玻璃制造设备,其可以包括成形容器,所述成形容器包括沿着侧向方向延伸的槽。所述玻璃制造设备还可以包括与槽流体连通(例如与槽连接)的管道区段。所述管道区段可以沿着包含侧向方向的管道轴侧向延伸,以沿着侧向方向将熔融材料从管道区段侧向输送到槽。所述玻璃制造设备还可以包括设置在管道区段之外的至少一个管道。
实施方式2:如实施方式1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括轴向管道,其沿着与管道区段的管道轴平行的轴侧向延伸。
实施方式3:如实施方式1和2中任一个实施方式所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括横向管道,其沿着横向于管道区段的管道轴的轴延伸。
实施方式4:如实施方式1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括多个管道。所述多个管道中的每个管道可以包括内部通路,其包含垂直于对应的管道的轴获取的最大尺寸,其中,所述多个管道中的至少一个管道的最大尺寸小于所述多个管道中的另一个管道的最大尺寸。
实施方式5:如实施方式1-4中任一个实施方式所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以至少部分地设置在孔洞中,所述孔洞由至少部分包封管道区段的材料限定。
实施方式6:如实施方式5所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以相对于所述孔洞在插入位置与回缩位置之间移动。
实施方式7:如实施方式5所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括轴向管道,其沿着与管道区段的管道轴平行的轴侧向延伸。所述至少一个管道可以相对于所述孔洞在插入位置与回缩位置之间移动。
实施方式8:如实施方式7所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括至少两个管道,它们可以连接而在插入位置与回缩位置之间一起移动。
实施方式9:如实施方式7所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括第一管道和第二管道。第一管道可以相对于第二管道独立移动。
实施方式10:如实施方式1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括多个轴向管道,它们可以沿着径向路径间隔开,所述径向路径可以包围管道区段。
实施方式11:如实施方式1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以围绕管道区段的管道轴缠绕。
实施方式12:如实施方式11所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以沿着包围管道区段的径向路径缠绕。
实施方式13:如实施方式11-12中任一个实施方式所述的玻璃制造设备,其中,流体源可以连接到所述至少一个管道的进口端口。
实施方式14:如实施方式1-13中任一个实施方式所述的玻璃制造设备,其中,可以围绕管道区段缠绕细长的导电元件。
实施方式15:如实施方式1-13中任一个实施方式所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道可以包括电路的感应线圈。
实施方式16:如实施方式1-15中任一个实施方式所述的玻璃制造设备,其中,成形容器可以包括限定根部的楔。
实施方式17:一种由一定量的熔融材料形成玻璃带的方法。所述方法可以包括:在使冷却流体通过设置在管道区段之外的至少一个管道的同时,冷却管道区段中的沿侧向方向行进的熔融材料。所述方法还可以包括:沿着侧向方向将经过冷却的熔融材料从管道区段侧向输送到成形容器。所述方法还可以包括将来自成形容器的经过冷却的熔融材料拉制成玻璃带。
实施方式18:如实施方式17所述的方法,其中,侧向输送经过冷却的熔融材料可以包括:在侧向方向上将经过冷却的熔融材料侧向输送到成形容器的槽中。所述方法接着可以包括使经过冷却的熔融材料溢流过槽的相对堰。所述方法接着可以包括:将经过冷却的熔融材料从成形容器的楔的根部熔合拉制出以拉制成玻璃带。
实施方式19:如实施方式17和18中任一个实施方式所述的方法,其中,所述至少一个管道可以包括轴向管道。熔融材料的冷却可以包括:使冷却流体沿着侧向方向通过轴向管道。
实施方式20:如实施方式17-19中任一个实施方式所述的方法,其中,所述至少一个管道可以包括横向管道。熔融材料的冷却可以包括:使冷却流体沿着横向于侧向方向的方向通过横向管道。
实施方式21:如实施方式17-20中任一个实施方式所述的方法,其还包括:拆除所述至少一个管道以调整管道区段中的熔融材料的冷却速率。
实施方式22:如实施方式17-21中任一个实施方式所述的方法,其还包括:使所述至少一个管道沿着所述至少一个管道的轴相对于管道区段移动,以调整管道区段中的熔融材料的冷却速率。
实施方式23:如实施方式22所述的方法,其中,移动所述至少一个管道可以包括:使至少两个管道相对于管道区段一起移动。
实施方式24:如实施方式17和18中任一个实施方式所述的方法,其中,熔融材料的冷却可以包括:使冷却流体通过围绕管道区段的管道轴缠绕的所述至少一个管道。
实施方式25:如实施方式24所述的方法,其还包括:使电流通过所述至少一个管道以通过感应加热来加热管道区段。
实施方式26:一种由一定量的熔融材料形成玻璃带的方法。所述方法可以包括:通过操作加热装置以向管道区段中的熔融材料增加热来使沿着侧向方向在管道区段中行进的熔融材料的冷却变慢,以在管道区段中将熔融材料冷却到第一冷却温度,从而向成形容器提供第一冷却温度的熔融材料。所述方法还可以包括:沿着侧向方向将冷却到第一冷却温度的熔融材料从管道区段侧向输送到成形容器。所述方法还可以包括将来自成形容器的经过冷却的熔融材料拉制成玻璃带。所述方法接着还可以包括:通过将冷却流体通过设置在管道区段之外的至少一个管道,以移除管道区段中的熔融材料的热来冷却在管道区段中的沿着侧向方向行进的熔融材料,从而增加管道区段中的熔融材料的粘度,由此向成形容器提供第二冷却温度的熔融材料,所述第二冷却温度低于所述第一冷却温度。
实施方式27:如实施方式26所述的方法,其中,向管道区段中的熔融材料增加热可以包括:使电流通过所述至少一个管道以通过感应加热来加热管道区段。
以下具体实施方式呈现了本公开的实施方式,并且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本公开的原理和操作。
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、方面和优点以及其他特征、方面和优点:
图1示意性地例示了用于由一定量的熔融材料拉制玻璃带的玻璃制造设备;
图2为沿着图1的线2-2的玻璃制造设备的截面透视图;
图3是以图1的视图3截取的一部分玻璃制造设备的放大截面图;
图4是在图3的线4-4处截取的部分的玻璃制造设备的截面图;
图5是在图3的线5-5处截取的部分的玻璃制造设备的截面图;
图6是流体冷却管道的一个替代性实施方式的截面示意图;
图7例示了图3的多个轴向流体管道中的每个轴向流体管道,它们一起相对于孔洞回缩到回缩位置;
图8例示了所述多个轴向流体管道中的一个轴向流体管道,相比于所述多个轴向流体管道中的其他轴向流体管道,其可相对于孔洞独立移动到回缩位置;
图9例示了从孔洞中移除的所述多个轴向流体管道中的一个轴向流体管道;
图10例示了插入到图9的孔洞中的轴向流体管道的另一个实施方式;
图11是以图1的视图3截取的一部分玻璃制造设备的另一个实施方式的放大截面图;
图12是围绕管道区段的管道轴缠绕的至少一个管道的示意图;以及
图13是以图1的视图3截取的一部分玻璃制造设备的另一个实施方式的放大截面图。
具体实施方式
下面将参考附图更完整地描述设备和方法,附图中显示了本公开的实施方式。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。
本公开的各种玻璃制造设备和方法可以用于生产可被进一步加工成一片或多片玻璃片的玻璃带。例如,所述玻璃制造设备可以被构造用于通过熔合下拉、压辊、狭缝拉制或其他玻璃成形技术来生产玻璃带。
然后可以分割来自任何一种这些工艺的玻璃带,以提供适合进一步加工成所需显示应用的片状玻璃。玻璃片可用于广泛的显示应用,例如液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管显示器(OLED)、等离子体显示器面板(PDP)等。
图1示意性地例示了用于由一定量的熔融材料121拉制玻璃带103的示例性玻璃制造设备101。出于例示的目的,以熔合下拉设备例示玻璃制造设备101,但是在其他实施方式中可以提供其他玻璃制造设备(例如压辊设备、狭缝拉制设备等)。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。可操作任选的控制器115以启动发动机113,从而将所需量的批料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,重力可以用于驱动熔融材料121从熔融容器105出发,通过第一连接管道129的内部通路到达澄清容器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,其可以位于澄清容器127的下游。混合室131可用于提供均匀的熔融材料121组合物,从而减少或消除不均匀性造成的波筋,否则,波筋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,其可以位于混合室131的下游。输送容器133可以调节要加料到进口管道141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的流量并向进口管道141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从混合室131出发,通过第三连接管道137的内部通路,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输送至进口管道141。如例示的实施方式所示,进口管道141可以包括垂直管道区段143和侧向管道区段145,所述垂直管道区段143包含垂直管道轴143a,所述侧向管道区段145包含侧向管道轴145a。如图所示,在一些实施方式中,垂直管道区段143可沿着垂直管道轴143a延伸,所述垂直管道轴143a在重力方向上延伸,但是在另外的实施方式中,垂直管道轴143a可以相对于重力成某角度延伸。因此,短语“垂直管道轴”和“垂直管道区段”中的“垂直”可包括完全在重力方向上延伸的轴或管道区段。此外,短语“垂直管道轴”或“垂直管道区段”中的“垂直”还可包括与重力方向成+/-5度延伸的轴或管道区段。如图进一步所示,在一些实施方式中,垂直管道区段143可沿着垂直管道轴143a延伸,所述垂直管道轴143a在由玻璃制造设备101限定的拉制方向157上延伸,但是在另外的实施方式中,垂直管道轴143a可以相对于拉制方向157成某角度延伸。因此,短语“垂直管道轴”和“垂直管道区段”中的“垂直”可包括完全在玻璃制造设备101的拉制方向157的方向上延伸的轴或管道区段。此外,短语“垂直管道轴”或“垂直管道区段”中的“垂直”还可包括与拉制方向157成+/-5度延伸的管道区段。在一些实施方式中,拉制方向157和重力方向可以是相同的方向,但是在另外的实施方式中,拉制方向可以相对于重力方向成非零角度延伸。
如图进一步所示,在一些实施方式中,侧向管道区段145可沿着侧向管道轴145a延伸。同样如图所示,在一些实施方式中,侧向管道轴145a可以垂直于垂直管道轴143a,但是在另外的实施方式中,侧向管道轴145a可以相对于垂直管道轴143a以其他非零角度延伸。因此,短语“侧向管道轴”、“侧向管道区段”或“侧向方向”中的“侧向”可包括完全在垂直于垂直管道轴143a的方向上延伸的轴、管道区段或方向。此外,短语“侧向管道轴”、“侧向管道区段”或“侧向方向”中的“侧向”可包括与垂直于垂直管道轴143a的方向成+/-5度延伸的管道区段。附加地或替代性地,如图所示,其他实施方式可以使侧向管道轴145a可垂直于重力,但是在另外的实施方式中,侧向管道轴145a可以相对于重力以其他非零角度定位。因此,短语“侧向管道轴”、“侧向管道区段”或“侧向方向”中的“侧向”可包括完全在垂直于重力的方向上延伸的轴、管道区段或方向。此外,短语“侧向管道轴”、“侧向管道区段”或“侧向方向”中的“侧向”可包括与垂直于重力的方向成+/-5度延伸的管道区段。
在一些实施方式中,重力可以驱使熔融材料121沿着垂直管道轴143a经由垂直的内部通路,而通过垂直管道区段143。然后,熔融材料121可以在弯部144处改变方向,以在侧向管道轴145a的侧向方向159上,沿着侧向管道轴145a侧向行进通过侧向管道区段145的侧向内部通路。熔融材料121可以沿着侧向方向159(例如所例示的线性侧向方向)连续行进以被成形容器140的槽147接收。如图1和2所示,槽147沿着侧向方向159延伸。因此,熔融材料121可以沿着侧向方向159(例如所例示的线性侧向方向)进一步连续行进,同时进入到槽147的入口部分146中。因此,在一些实施方式中,如图所示,侧向管道区段145可以与槽147流体连通。例如,侧向管道区段145可以连接到槽147,以使侧向管道区段145与槽147流体连通。侧向管道区段145可在侧向管道轴145a的侧向方向159上,沿着侧向管道轴145a侧向延伸,以沿着侧向方向159将熔融材料从侧向管道区段145侧向输送到槽147。因此,在一些实施方式中,熔融材料121可以在通过侧向管道区段145的同时沿着相同的侧向方向159(例如线性侧向方向)行进,同时进入到槽147的入口部分146中。
在进入到槽147的入口部分146中之后,成形容器140可以将熔融材料121拉制成玻璃带103。例如,如图所示,可以将熔融材料121拉制离开成形容器140的根部142。玻璃带103的宽度“W”可在玻璃带103的第一垂直边缘153与玻璃带103的第二垂直边缘155之间延伸。
图2为玻璃制造设备101沿着图1的线2-2的截面透视图。如图所示,成形容器140可包括槽147,其被定向用于接收来自进口管道141的熔融材料121。成形容器140还可包括成形楔209,所述成形楔209包含一对在成形楔209的相对端部之间延伸且向下倾斜的会聚表面部分207a、207b。成形楔209的这对向下倾斜的会聚表面部分207a、207b沿着拉制方向211会聚,以沿着底部边缘相交而限定根部142。拉制平面213延伸通过根部142,其中,可沿着拉制平面213以拉制方向211拉制玻璃带103。如图所示,拉制平面213可平分根部142,但是拉制平面213也可沿着相对于根部142的其他方向延伸。
参考图2,在一个实施方式中,熔融材料121可沿着侧向方向159流入成形容器140的槽147中。然后,熔融材料121可通过同时流过对应的堰203a、203b并在对应的堰203a、203b的外表面205a、205b上向下流而从槽147溢流。接着,熔融材料121的各自的流沿着成形楔209的向下倾斜的会聚表面部分207a、207b流动以从成形容器140的根部142中拉制出来,在根部142处,各流会聚并熔合成玻璃带103。然后可以沿着拉制方向211,在拉制平面213中将玻璃带103从根部142中熔合拉制出,其中可随后从玻璃带103分离出玻璃片104(参见图1)。
如图2所示,可以从根部142拉制出玻璃带103,其中玻璃带103的第一主表面215a和玻璃带103的第二主表面215b面向相对的方向,并且限定了玻璃带103的厚度“T”,所述厚度“T”可以例如小于或等于约2毫米(mm)、小于或等于约1毫米、小于或等于约0.5毫米、小于或等于约500微米(μm),例如小于或等于约300微米,例如小于或等于约200微米,或者例如小于或等于约100微米,但是在另外的实施方式中,可以提供其他厚度。此外,玻璃带103可包含各种组成,包括但不限于钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、含碱金属的玻璃或不含碱金属的玻璃。
转到图3-13,玻璃制造设备101还可包括用于冷却熔融材料121的至少一个管道,并由此增加进口管道141的侧向管道区段145中的熔融材料121的粘度。例如,如图3-10所示,所述至少一个管道可以包括设置在侧向管道区段145之外的多个管道,以冷却侧向管道区段145中的熔融材料121。如图3所示,在一些实施方式中,所述至少一个管道可包括至少一个轴向管道301a。如图4所示,在一些实施方式中,所述至少一个管道可包括多个轴向管道301a-e。在一些实施方式中,多个管道中的每个管道可包括轴向管道。附加地或替代性地,如图3-5所示,所述多个管道中的至少一个管道可包括横向管道305a-b。
如图所示,在一些实施方式中,轴向管道和横向管道各自可包括管件(tube)307,所述管件307例如可包含金属(例如不锈钢)或能够在温度条件下操作以冷却熔融材料的其他材料。在一些实施方式中,如图3-5、7和8所示的管件307可以彼此相同,但是在替代性实施方式中,管件307可以具有不同的构造。将论述图3例示的轴向管道301a的管件307,并且应理解,除非另有说明,否则该描述可以应用于剩下的轴向管道301b-e和横向管道305a-b的管件307。管件307可以包括第一端部307a和第二端部307b,并且管件在第一端部307a与第二端部307b之间连续延伸以限定内部路径309。流体源311(例如风扇、鼓风机、加压容器、泵)可以连接到第一端部307a,以将流体315从流体源311输送到管件307的第一端部307a。在一些实施方式中,流体源311可以直接连接到管件307的第一端部307a。在另外的实施方式中,如图所示,挠性连接管件313可以在管件307的第一端部307a与流体源311之间提供连接。利用管件307的第一端部307a与流体源311之间的连接(例如直接连接或者用挠性连接管件313间接连接),流体源311可以将流体315从流体源311输送到管件307的第一端部307a,从而随后在方向317上沿着管件的内部路径309行进。流体315最后离开管件307的第二端部307b的孔口319。在一些实施方式中,流体源311可以通过控制器349来操作,从而增加流体流量,降低流体流量或中断流体流到多个管道301a-e、305a-b中的一个或多个管道。
图6例示了一种可能的替代性管道601,其可以用于本公开的所述多个管道中的任何一个或所有管道。如图所示,替代性管道601包括管件603,其可以类似于管件307,并且具有第一端部603a和第二端部603b。然而,如图所示,第二端部603b的孔口可以用阻塞物605塞住,以防止流体流过第二端部603b的孔口或者降低流体流过第二端部603b的孔口的流动速率。相反,如图所示,管件603可以沿着从管件603的第一端部603a到第二端部603b的管件603的长度包括多个孔口607。这样的构造可以有助于沿着整个插入长度提供初始温度的流体,以沿着管件603的整个长度提供更加一致的对流冷却。
在一些实施方式中,如图所示,轴向管道301a-e和横向管道305a-b可以结合到回流结构的(bayonet)冷却装置中。出于本公开的目的,回流结构的冷却装置包括设置在外流体路径中的内流体路径,其中,经过加热的流体或者冷却流体中的一者被设计成沿着第一方向,沿内流体路径和外流体路径中的一者流动,而经过加热的流体和冷却流体中的另一者则被设计成沿着与第一方向相反的第二方向,沿内流体路径或外流体路径中的另一者流动。例如,如下文所述及如附图所示,冷却流体可以沿着第一方向,沿内流体路径流动,然后,该流体可以离开内流体路径以最终进入外流体路径,在外流体路径处,随着流体在与第一方向相反的第二方向上沿着外流体路径被汲取,流体被加热。在另一个实例中(尽管未示出),随着冷却流体最初在第一方向上沿着外流体路径流动,该冷却流体被加热,然后,可以在与第一方向相反的第二方向上沿着内路径汲取经过加热的流体以移除该经过加热的流体。
在一些实施方式中,回流结构的冷却装置包括管件307和外部管件327。事实上,当流体通过管件307的第二端部307b处的孔口319之后,流体可以沿着限定在管件307与外部管件327之间的返回路径329返回,在该返回路径329处,流体通过热传递(例如对流、热传导)吸收热,由此起到散热器的作用来吸取热,并因而冷却在侧向管道区段145中行进的熔融材料121。与管件307类似,外部管件327可以包含金属(例如不锈钢)或者能够承受得住操作温度并同时有利于热传递的其他材料。如图所示,一些实施方式可以包括流体返回区域323以沿着返回路径329可操作地接收流体。在这样的实施方式中,挠性连接管件325可以将流体返回区域323连接到返回路径,但是在另外的实施方式中,流体返回区域可以直接连接到返回路径。如果提供流体返回区域323,则其可以通过控制器349来操作,在一些实施方式中,所述控制器349还可操作流体源311。虽然未示出,但是在一些实施方式中,可以将返回路径329布置成与流体源311连通以在闭合回路中循环流体。在这样的实施方式中,可以提供热交换器以从来自返回路径329的流体移除热。虽然未示出,但是在另外的实施方式中,返回路径可以对周围环境开放,其中经过加热的流体被分配到周围环境。在一些实施方式中,通过管件307的流体可以包括液体(例如水)、空气、蒸气或其他气体或液体。
如图3所示,在一些实施方式中,轴向管道或横向管道中的任何一种管道的管件307可包含在回流结构的管道中,并且外部管件327包含第一端327a和第二端327b,其中,离开管件307的第二端部307b的孔口319的流体可以在与方向317相反的第二方向321上行进,流体从而沿着返回路径329行进经过管件307。
在一些实施方式中,轴向管道301a-e和横向管道305a-b可以配备有保护套331,其被设计成用于保护冷却管道和/或回流结构的装置,并且还有助于保持孔洞333,所述孔洞333由至少部分包封侧向管道区段145的材料所限定。在一些实施方式中,保护套331可以包含碳化硅、氮化硅、氧化铝、莫来石、石英或者具有高的耐热冲击性和高的热导率的其他材料。
所述多个管道301a-e、305a-b中的每个管道可以至少部分设置在多个孔洞的对应的孔洞333中,所述多个孔洞由至少部分包封管道区段的材料限定。在一些实施方式中,所述多个管道301a-e、305a-b可以不具有外部管件327或保护套331。在这样的实施方式中,从孔口319发出的流体可以直接接触材料335、339。在替代性实施方式中,为了有助于保护材料335、339,可以提供保护套331。在一些实施方式中,保护套可以与材料335、339一起模制(例如永久模制),使得保护套331被设计成不相对于材料335、339移动。在这样的实施方式中,所述多个管道301a-e、305a-b中的每个相应的管道可以相对于保护套331移动。在这样的实施方式中,所述多个管道301a-e、305a-b中的管道可以至少部分设置在相应的套中,并且每个保护套331和对应的多个管道301a-e、305a-b中的管道可以至少部分设置在对应的孔洞333中。
在另外的实施方式中,如果提供外部管件327,则所述多个管道301a-e、305a-b中的每个管道可以至少部分设置在外部管件327中。在这样的实施方式中,所述多个管道301a-e、305a-b中的管道和对应的外部管件327均至少部分设置在对应的孔洞333中。如果具备保护套331,则多个管道301a-e、305a-b中的管道、对应的外部管件327和对应的保护套331全部至少部分设置在对应的孔洞333中。
可使用各种材料来帮助至少包封进口管道141的侧向管道区段145。这样的材料可以帮助控制至少从侧向管道区段145的热传递。另外,在一些实施方式中,这样的材料可以包含不同材料。例如,如图所示,所述材料可以包含第一隔绝材料335,其可至少部分包封侧向管道区段145,其中部分位于轴向和横向管道301a-e,305a-b与侧向管道区段145之间。这样的材料可以是高度导热的,以促进侧向管道区段145与轴向和横向管道301a-e、305a-b之间的传热。在另外的实施方式中,第一隔绝材料335可以是电隔离的,以防止任选的细长的导电加热元件337(其可以围绕侧向管道区段145缠绕)与一部分的轴向和/或横向管道和/或相关的回流结构之间的电连通。第一隔绝材料335的实施方式可包括氮化硅和高密度氧化铝。
更进一步地,可以提供第二隔绝材料339,其也至少部分包封至少侧向管道区段145和第一隔绝材料335(如果提供)。当与第一隔绝材料335比较时,第二隔绝材料339可以具有相对较低的热导率,以帮助防止或控制从侧向管道区段145的热损耗。在一些实施方式中,第二隔绝材料339可包含隔热耐火砖、氧化铝、锆石、二氧化硅材料等。
虽然未示出,但是在一些实施方式中,所述材料可包含相同材料。例如,所有的隔绝材料可以作为第一隔绝材料335来提供,其可以是高度导热的材料并且是高度电隔离的。在采用细长的导电加热元件337的情况中,以及在由于未能使侧向管道区段145隔热使热从侧向管道区段145损耗并不是问题的情况中,这样的实施方式可以是有用的。在另外的实施方式中,所有的隔绝材料可以包含第二隔绝材料339,在不需要电隔离细长的导电加热元件337并且仍需要帮助防止热或者控制热从侧向管道区段145损耗的实施方式中,所述第二隔绝材料339不具有电隔离性质。
在同时包含第一隔绝材料335和第二隔绝材料339的一些实施方式中,孔洞333可任选地由第一隔绝材料335和第二隔绝材料339二者限定。在这样的实施方式中,第一隔绝材料335可以有助于促进从侧向管道区段145以及轴向和横向管道301a-e、305a-b的热传递,同时电隔离细长的导电加热元件337。同时,可以在外侧上提供第二隔绝材料339以帮助防止热损耗。
参考图4,在一些实施方式中,每个轴向管道301a-e可具有轴303,例如所例示的对称轴。轴向管道301a-e中的每个轴303可以彼此平行,并且成对的轴向管道中的各轴303可彼此间隔相等的距离“D”,但是在另外的实施方式中可以提供不同的距离。另外,所述多个轴向管道可以沿着径向路径彼此间隔开,所述径向路径例如所例示的圆形径向路径401,其可与侧向管道区段145同心。事实上,如图所示,在一些实施方式中,所有的轴303均通过与侧向管道区段145同心的圆形径向路径401,从而在侧向管道区段145的每个径向位置处提供相似的冷却速率。在包含任选的细长导电加热元件337的一些实施方式中,径向路径401(例如圆形径向路径)可以包围(circumscribe)侧向管道区段145和细长的导电加热元件337。
如图所示,轴向管道301a-e中的一个或全部的轴向管道可以沿着轴303侧向延伸,所述轴303可平行于侧向管道区段145的侧向管道轴145a。提供与侧向管道轴145a平行的轴向管道301a-e的轴303可允许对轴向管道301a-e进行轴向调整而不改变轴向管道与侧向管道区段145的侧向管道轴145a之间的径向距离“R”。
如图所示,在一些实施方式中,径向距离“R”可以是圆形径向路径401的半径,因而每个轴向管道301a-e的轴303可以与侧向管道轴145a间隔相同的径向距离。结果,可以在确定用于有效冷却侧向管道区段145所需的径向距离“R”处,围绕侧向管道区段145的外围提供一致的冷却。另外,由于每个轴向管道301a-e的轴303与侧向管道区段145的侧向管道轴145a平行这一本质,因此,不管是否相对于侧向管道区段145来轴向调整轴向管道301a-e的位置,可以沿着侧向管道轴145a维持冷却效果。因此,在一些实施方式中,由于轴向管道301a-e的长度与侧向管道区段145的对应的长度径向间隔开,并且沿着轴向管道301a-e的长度具有恒定的径向距离“R”,因此,可以沿着对应的侧向管道区段145的长度提供更有效和一致的冷却而无论是否相对于对应的孔洞333调整轴向管道301a-e的轴向位置。
在一些实施方式中,所述多个管道301a-e、305a-b中的至少一个管道可以相对于对应的孔洞333在插入位置与回缩位置之间移动。例如,对轴向管道301a的论述将首先有关于图3和8来论述,应理解,除非另有说明,否则相似或相同的相对移动可以由多个剩余的管道301b-e,305a-b中的任一个其他管道来实现。例如,如图3所示,管道301a可以在双箭头341的向内方向上移动到图3所示的位置。在所述位置中,返回路径329可以最大化,从而使冷却流动速率最大化。为了降低冷却速率,在一些实施方式中,管道301a可以在双箭头341的向外方向上移动到图8所示的位置。在所述位置中,返回路径可以最小化,从而使冷却流动速率最小化。
在一些实施方式中,所述多个管道301a-e、305a-b中的至少一个管道相对于所述多个管道中的另一个管道可以独立地移动。例如,每个横向管道305a、305b可以沿着双箭头341相对于全部的其他管道独立移动。同样地,如图8所示,任何一个轴向管道301a-e可以沿着对应的双箭头341相对于多个管道中的所有其他管道独立移动。允许独立调整可以帮助在侧向管道区段145周围的不同径向位置处控制冷却速率。
在一些实施方式中,所述多个管道中的至少两个管道可以相连接,以在插入位置与回缩位置之间一起移动。例如,参考图3和7,所有的轴向管道301a-e可以通过支架343连接在一起,但是在另外的实施方式中,可以使两个或任何数目的轴向管道连接在一起。因此,如图3所示,由于支架343,所有的轴向管道301a-e可以在图3所示的插入位置与图7所示的回缩位置之间一起移动。允许多个轴向管道一起移动可以允许在选定的各径向位置处同时进行冷却调整,例如在与各轴向管道相关的所有径向位置处同时进行冷却调整,从而简化了冷却并在侧向管道区段145周围的各径向位置处提供一致的冷却。
如前所述,所述多个管道中的管道可能任选地包括一个或多个横向管道305a、305b。参考图4和5,这样的横向管道305a、305b可以沿着轴303延伸,所述轴303横向于侧向管道区段145的侧向管道轴145a。事实上,横向管道305a、305b的轴303沿着不与侧向管道轴145a的方向平行的方向延伸。相反,横向管道305a、305b的轴303的方向以相对于侧向管道轴145a的方向成非零角度延伸。在例示的实施方式中,横向管道305a、305b的轴303的方向以相对于侧向管道轴145a的方向成90度的角延伸。从图3应理解,由于垂直管道区段143的干扰,因此可防止轴向管道轴向插入。因此,横向管道305a、305b提供了到达上部区域的横向接近方式,并因此帮助冷却侧向管道区段145的上部区域。
如上所述,本公开的实施方式可提供可以独立移动的多个管道301a-e、305a-b中的各管道,或者可以一起移动的多个管道,从而调整与管道相关的冷却速率。附加地或替代性地,在另外的实施方式中,可以调整流体的流动速率以改变管道的冷却速率。此外,替代性的管道设计可以具有不同的冷却速率。例如,参考图10,多个管道1001包括内部通路1003,其包含垂直于对应的管道1001的轴1007截取的最大尺寸1005。如图所示,管道1001的最大尺寸1005(例如内直径)可以大于图1-8的实施方式中的管件307的对应的最大尺寸701(例如内直径,参见图7)。事实上,可以选择最大尺寸1005大于最大尺寸701,以增加流体流量,并由此增强与管道相关的冷却。另外,在一些实施方式中,通过选择在相对于侧向管道区段145的不同位置处具有最大尺寸的管道,可以提供不同的冷却速率。例如,可以选择所述多个管道中的至少一个管道的最大尺寸701小于另一个管道的最大尺寸1005,以降低特定位置处的冷却速率。
本公开的特征可以允许迅速地拆卸回流结构,以用另一个回流结构来替代或者甚至是在特定位置处没有冷却的情况下进行操作。例如,包含管件307和外部管件327的回流结构的尺寸可被设计成贴合但可滑动地容纳在保护套331中。因此,如果需要,可以从保护套331轴向拆卸包含管件307和外管件327的回流结构,如图9所示。如果在该位置处需要去除冷却,则可以在该位置处插入塞子901。由此,可以使该位置处的冷却最小化,同时其他管道可用于在所需的径向位置处继续冷却侧向管道区段145。或者,可将另一个回流结构(例如管件1002和外管件1009)插入到保护套331中。由于相对于拆除的回流结构的最大尺寸701,最大尺寸1005有所增加,因此,该位置处的冷却可得到增强。
图11和12例示了进口管道141的替代性实施方式。除非另有说明,进口管道141可以包括与上文关于参考的进口管道141所论述的相似或相同的特征。图11和12的所述至少一个管道可包括一个或多个管道。例如,所述至少一个管道可包括两个管道1101a、1101b,但是在另外的实施方式中,可以提供单个管道或者三个或更多个管道。提供多个管道可以提供沿着侧向方向159设置的多个冷却区,以允许在每个区中独立地冷却,从而在各区之间提供更加一致的冷却并且/或者沿着侧向方向159提供更加有效的冷却。
如图所示,在一些实施方式中,每个管道1101a、1101b可以围绕侧向管道区段145的侧向管道轴145a缠绕。每个管道可包括限定内部流体路径1105的管件1103。流体,例如液体(如水)、空气、蒸气或者其他气体或液体可以限制在管件1103的内部中,以沿着内部流体路径1105行进。管件1103可包含金属(例如不锈钢、铜)或者能够有利于热传递的其他材料。如图11和12所示,具有内部流体路径1105的管件1103可以围绕侧向管道区段145的侧向管道轴145a缠绕。事实上,如图所示,可以沿着侧向方向159缠绕每个管道1101a、1101b,其中,相继的缠绕(例如每个相继的缠绕)可以在侧向方向159上围绕侧向管道轴145a螺旋缠绕。在一些实施方式中,管道的一个或多个缠绕可以与侧向管道区段145的外表面相距不同的距离来缠绕,或者可以与侧向管道区段145的外表面相距不同距离,在这些距离之间连续交替地缠绕。例如,如图11所示,在一些实施方式中,缠绕可以在距离侧向管道区段145的外表面为第一距离1107与距离侧向管道区段145的外表面为第二距离1109之间变化,所述第二距离1109大于所述第一距离1107。如图12示意性所示,缠绕可以全部沿着距离侧向管道区段145的外表面基本相同的距离定位。虽然未示出,但是在一些实施方式中,可以以与侧向管道区段145的外表面相距不同的距离来提供多个管道。例如,可以以第一距离1107来缠绕第一管道,并且可以以第二距离1109来缠绕第二管道,所述第二距离1109大于所述第一距离1107,使得第一管道可以径向位于侧向管道区段145的外表面与第二管道之间。在一些实施方式中,如图11所示,各缠绕可以是错列的,使得管道的缠绕在第一缠绕距离1107与大于第一缠绕距离1107的第二缠绕距离1109之间相继过渡(例如连续过渡)。此外,如图所示,一些实施方式可以任选地提供位于所述距离1107、1109中的细长的导电加热元件337(如上所述),以使细长的导电加热元件337位于侧向管道区段145与每个管道1101a、1101b之间。
图12和13例示了进口管道141的另一个替代性实施方式。除非另有说明,否则进口管道141可以包括与上文关于参考的任一个进口管道141所论述的相似或相同的特征。例如,除非另有说明,否则图13的进口管道可包括与图11的进口管道相似或相同的特征。事实上,参考图13,所述至少一个管道可包括两个管道1101a、1101b,但是在另外的实施方式中,可以提供单个管道或者三个或更多个管道。提供多个管道可以提供沿着侧向方向159设置的多个冷却区,以允许在每个区中独立地冷却,从而在各区之间提供更加一致的冷却并且/或者沿着侧向方向159提供更加有效的冷却。
如图13所示,在一些实施方式中,每个管道1101a、1101b可以围绕侧向管道区段145的侧向管道轴145a来缠绕。每个管道可包括限定内部流体路径1105的管件1103。流体,例如液体(如水)、空气、蒸气或者其他气体或液体可以限制在管件1103的内部中,以沿着内部流体路径1105行进。管件1103可包含金属(例如不锈钢、铜)或者能够有利于热传递的其他材料。如图12和13所示,具有内部流体路径1105的管件1103可以围绕侧向管道区段145的侧向管道轴145a缠绕。事实上,如图所示,可以沿着侧向方向159缠绕每个管道1101a、1101b,其中,相继的缠绕(例如每个相继的缠绕)可以在侧向方向159上围绕侧向管道轴145a螺旋缠绕。在一些实施方式中,管道的一个或多个缠绕可以与侧向管道区段145的外表面相距不同的距离来缠绕,或者可以与侧向管道区段145的外表面相距不同距离,在这些距离之间连续交替地缠绕。例如,如图13所示,在一些实施方式中,缠绕可以在距离侧向管道区段145的外表面为第一距离1107与距离侧向管道区段145的外表面为第二距离1109之间变化,所述第二距离1109大于所述第一距离1107。如图12示意性所示,图13的缠绕与图11的缠绕相似,其可以全部沿着距离侧向管道区段145的外表面基本相同的距离定位。虽然未示出,但是在一些实施方式中,可以以与侧向管道区段145的外表面相距不同的距离来提供多个管道。例如,可以以第一距离1107来缠绕第一管道,并且可以以第二距离1109来缠绕第二管道,所述第二距离1109大于所述第一距离1107,使得第一管道可以径向位于侧向管道区段145的外表面与第二管道之间。与图11一样,在一些实施方式中,如图13所示,各缠绕可以是错列的,使得管道的缠绕在第一缠绕距离1107与大于第一缠绕距离1107的第二缠绕距离1109之间相继过渡(例如连续过渡)。
另外,如图13所示,在一些实施方式中,可以不提供图11的细长的导电加热元件337。相反,至少一个管道(例如两个例示的管道1101a、1101b)可以作为电路的感应线圈来提供,以促进侧向管道区段145的感应加热。在一些实施方式中,仅单个管道可以用作电路中的感应线圈。例如,所述两个例示的管道1101a、1101b中的仅一个管道可以被布置成起到感应线圈的作用,尽管两个管道1101a、1101b均作为电路中的感应线圈示出。在一些实施方式中,两个管道1101a、1101b在电路中可以串联放置或并联放置以同时操作。或者,可以将每个管道1101a、1101b放置在相应的分离的电路或子电路中,以允许独立地操作每个感应线圈,从而促进在侧向管道区段145的不同侧向位置处具有不同的感应加热强度。虽然未示出,但是在不需要沿着管道区段145的长度串联放置各分离的管道的实施方式中,所述两个管道1101a、1101b还可以作为单个管道来提供。
如上所述,可使用各种材料来帮助至少包封进口管道141的侧向管道区段145。这样的材料可以帮助控制至少从侧向管道区段145的热传递。另外,在一些实施方式中,这样的材料可以包含不同材料。例如,如图所示,所述材料可以包含如上所述的第一隔绝材料335,其可至少部分包封侧向管道区段145和管道1101a、1101b。这样的材料可以是高度导热的,以促进侧向管道区段145与管道1101a、1101b之间的热传递。在另外的实施方式中,第一隔绝材料335可以是电隔离的,以防止管道1101a、1101b与侧向管道区段145之间的电连通。在另外的实施方式中,当管道1101a、1101b用作感应线圈时,第一隔绝材料335可避免干扰用管道1101a、1101b对侧向管道区段145的感应加热。第一隔绝材料335的实施方式可包括氮化硅和高密度氧化铝。
更进一步地,可以提供如上所述的第二隔绝材料339,其也至少部分包封至少侧向管道区段145和第一隔绝材料335(如果提供)。当与第一隔绝材料335比较时,第二隔绝材料339可以具有相对较低的热导率,以帮助防止或控制从侧向管道区段145的热损耗。在一些实施方式中,第二隔绝材料339可包含隔热耐火砖、氧化铝、锆石、二氧化硅材料等。
相比于图11所示的进口管道141的实施方式,图13所示的进口管道141的实施方式可以需要更少的隔绝材料。事实上,图11的进口管道141的实施方式例示了相对较厚的剖面T1,以为细长的导电加热元件337提供空间。相对而言,图13的进口管道141的实施方式例示了相对较薄的剖面T2,因为细长的导电加热元件337不需要另外的空间。事实上,图13的加热可利用用于冷却的相同的管道1101a、1101b来实现。如图13所示,由于在该实施方式中可以不提供细长的导电加热元件337,因此可以将管道1101a、1101b径向限制在离侧向管道区段145更近的位置处。例如,如图所示,图13的第一距离1107和第二距离1109可以小于图11的第一距离1107和第二距离1109,从而降低厚度剖面。如图13所示,降低厚度剖面可以通过免除潜在的昂贵的加热元件337而节约材料成本。此外,免除细长的导电加热元件可简化设计,同时通过将管道1101a、1101b用作冷却线圈和感应线圈,维持了沿着侧向管道区段145加热熔融材料121的能力。
现将论述由一定量的熔融材料121形成玻璃带103的方法。该方法将参照所例示的下拉熔合工艺来论述,其中,成形容器140包括槽147,但是可以采用包含本公开特征的其他玻璃成形技术,其同时包含本公开的发明方面。
如前所述,在熔融容器中,可以将批料107加工成熔融材料121。在一些实施方式中,可以使熔融材料121接着前进到各个加工工位,例如澄清容器127、混合室131和输送容器133。在一些实施方式中,虽然未示出,但是在另外的实施方式中可以提供更多或更少的加工工位,并且/或者可以以不同的顺序来提供例示的加工工位。例如,一些实施方式可以包括多个澄清工位和/或多个混合工位,而另外的实施方式可以省略该加工工位和/或混合工位。在另外的实施方式中,如图所示,澄清工位(如果提供)可以位于混合工位的上游,但是另外的实施方式可以提供位于混合工位下游的澄清工位。进一步,虽然未示出,但是本公开的实施方式可以省略输送容器133。例如,可以使熔融材料从混合室131或澄清容器127直接传递到输送管139。
如图1所示,输送管139可以包括垂直输送管,但是在另外的实施方式中可以提供非垂直的输送管。如图3所示,输送管139的端部139a可以位于进口管道141的垂直管道区段143的内部中。在所例示的实施方式中,输送管139的端部139a可以位于垂直管道区段143中的熔融材料121的自由表面345的上方,但是在另外的实施方式中,另外的实施方式可以使输送管139的端部139a位于熔融材料121的自由表面345处或下方。
在一些实施方式中,如前所述,重力接着可以驱使熔融材料121沿着垂直管道轴143a经由垂直的内部通路,而通过垂直管道区段143。然后,熔融材料121可以在弯部144处改变方向,以在侧向管道轴145a的侧向方向159上,沿着侧向管道轴145a侧向行进通过侧向管道区段145的侧向内部通路。熔融材料121可以沿着侧向方向159(例如所例示的线性侧向方向)连续行进以被成形容器140的槽147接收。
在进入到槽147的入口部分146中之后,成形容器140可以将熔融材料121拉制成玻璃带103。例如,如图1所示,可以将熔融材料121拉制离开成形容器140的根部142。随着时间,可能需要改变被输送到槽147的入口部分146的熔融材料的粘度。例如,在一段时间内,加工条件可改变成形容器140的特征。例如,在重量和高温操作条件下,成形容器可经历热蠕变。成形容器140的这种改变可不利地影响利用成形容器140来成形的玻璃带的特征。为了对抗由成形容器的一些变化导致的不利影响,可改变熔融材料121的粘度。改变熔融材料121的粘度可以避免或延迟用新的成形容器替代变形的成形容器140所需的时间和成本。
在一些实施方式中,当熔融材料通过进口管道141时,可以冷却熔融材料。为了使冷却过程变慢,进口管道141可以至少部分地由第二隔绝材料339包封,以帮助抑制通过进口管道141的熔融材料121将热量热传递给周围环境。在一些实施方式中,可通过加热装置使冷却进一步变慢。例如,如图3和11-13所示,所述方法可以包括:冷却侧向管道区段145中的熔融材料121,同时操作加热装置,以向侧向管道区段145中的熔融材料121增加热,从而使沿着侧向方向159在侧向管道区段145中行进的熔融材料121的冷却变慢,由此向成形容器140提供第一冷却温度的熔融材料121。
根据本公开的方面,可以采用各种加热装置。在一些实施方式中,加热装置可以包括应用于侧向管道区段145的外热式加热装置。这种加热装置可以包括细长的加热元件,其可以通过电阻加热来加热。在一些实施方式中,如图3和11所示,加热装置可以包括细长的导电加热元件337,其可以围绕侧向管道区段145螺旋缠绕,并且可以接触侧向管道区段145的外表面。在一些实施方式中,可以提供电装置347,其包括继电器和电源。电线349a、349b可以连接到细长的导电加热元件337的各相对端部。另外,控制器349可以被设计成通过例如与电装置347的继电器配合来操作细长的导电加热元件337。例如,温度传感器(未示出)可以向控制器349提供反馈,所述控制器349操作继电器和电源以通过电线349a、349b提供适当的功率,从而增加或减少细长的导电加热元件337向通过侧向管道区段145的熔融材料121所提供的热。
在另外的实施方式中,电流可以通过侧向管道区段145,以通过侧向管道区段145的直接电阻加热来加热熔融材料。在一些实施方式中,电引线可以连接到侧向管道区段145,以通过直接电阻加热来加热侧向管道区段145。在替代性实施方式中,如图12和13所示,可以使用电感器,通过直接电阻加热来加热侧向管道区段145。事实上,如上所述,可将管道1101a、1101b布置成电路中的电感器,以促进电流通过侧向管道区段145,从而通过直接电阻加热来加热侧向管道区段145。在一些实施方式中,如图13所示,可以提供包括继电器和电源的电装置347,348。如图12和13所示,与第一电装置347相关的电线349a、349b可以分别连接到第一管道1101a的进口端口1111a和出口端口1111b。同样地,与第二电装置348相关的电线350a、350b可以分别连接到第二管道1101b的进口端口1111a和出口端口1111b。另外,控制器349可以被设计成通过例如与电装置347、348的继电器配合来操作感应线圈。例如,温度传感器(未示出)可以向控制器349提供反馈,所述控制器349操作电装置347、348的继电器和电源以通过电线349a、349b、350a、350b提供适当的功率,从而增加或减少由用作感应线圈的管道1101a、1101b所发起的热。事实上,管道1101a、1101b可用作电感器以提供侧向管道区段145的直接电阻加热,从而加热通过侧向管道区段145的熔融材料121。
如果采用加热装置(例如参见图11-13),则输送到成形容器140的熔融材料的粘度可以通过减少由加热元件337、338所提供的热来得到增加。通过进一步减少由加热元件337、338所提供的热,可以随着时间进一步增加熔融材料的粘度。在图13的实施方式中,在管道区段起到电感器的作用以加热侧向管道区段145的同时,可以使冷却流体任选地通过管道1101a、1101b来冷却管道区段。由此,在将管道1101a、1101b用作感应线圈以加热侧向管道区段145的同时,冷却流体可有助于防止管道1101a、1101b过热。在一些实施方式中,最后可以关闭加热装置以防止由于加热装置所提供的热而导致冷却速率进一步下降。如果需要进一步增加粘度,则所述方法可以进一步包括以下步骤:在减少用细长的导电加热元件337或管道1101a、1101b加热或者不加热的情况下,通过使冷却流体通过(例如连续通过)所述至少一个管道,来增加侧向管道区段145中的熔融材料121的粘度。在这样的实例中,使冷却流体通过所述至少一个管道可以从侧向管道区段145中的熔融材料121移除热,以冷却在侧向管道区段145中沿着侧向方向159行进的熔融材料121,从而向成形容器提供第二冷却温度的熔融材料121,所述第二冷却温度低于上文所述的第一冷却温度。
参考图3-10,所述方法可以包括以下步骤:通过使冷却流体通过设置在侧向管道区段145之外的多个管道301a-e、305a-b,以从侧向管道区段145中的熔融材料移除热来冷却在侧向管道区段145中沿着侧向方向159行进的熔融材料,从而增加侧向管道区段145中的熔融材料121的粘度。在一些实施方式中,可将熔融材料121冷却到第二温度,所述第二温度低于利用或不利用加热装置所获得的第一冷却温度。
在一些实施方式中,所述方法可包括:将经过冷却的熔融材料以侧向方向159侧向输送到成形容器140的槽147中,以及使经过冷却的熔融材料溢流过槽的相对的堰203a、203b。经过冷却的熔融材料接着可作为玻璃带而熔合拉制离开成形容器140的成形楔209的根部142。在一些实施方式中,所述方法可包括:提供多个管道中的一些或所有管道作为轴向管道301a-e,其中,熔融材料的冷却包括使冷却流体315以侧向方向159通过每个轴向管道。在另外的实施方式中,多个管道中的至少一个管道可以包括横向管道305a-b,并且其中,熔融材料的冷却包括:使冷却流体在横向于侧向方向159的方向上通过所述至少一个横向管道305a-b。
在一些实施方式中,所述方法可包括:拆卸所述多个管道301a-e、305a-b中的至少一个管道,以调整侧向管道区段145中的熔融材料121的冷却速率。例如,如图9所示,在特定的位置处不再需要用轴向管道冷却的实施方式中,可以拆卸轴向管道301a,并且可以任选地用塞子901替代。
在另外的实施方式中,所述方法可包括:使所述多个管道301a-e、305a-b中的至少一个管道沿着所述至少一个管道的轴而相对于侧向管道区段145移动,以调整管道区段中的熔融材料的冷却速率。在一些实施方式中,一个或所有的管道可以独立地移动,以允许在围绕侧向管道区段145的径向位置处,控制径向冷却速率。在另外的实施方式中,所述多个管道中的至少两个管道可以相对于侧向管道区段145一起移动。例如,如图3和7所示,轴向管道301a-e可以全部连接在一起,例如通过支架343连接在一起,从而可以在回缩位置与延伸位置之间调整所有的轴向管道。
在一些实施方式中,可以提供所例示的回流结构的冷却装置,其中,管道包括例示的管件307,其可以安装在外部管件327中。在一些实施方式中,可以一般性地操作管件307以具有图3所示的最大插入位置,其中,孔口319与外部管件327的内端表面间隔开;以及具有图7所示的最大回缩位置,其中,止动件(未例示)防止管件307从外部管件327进一步回缩。如果回流结构装置受损坏或者如果需要具有不同冷却特性的不同的回流结构装置(例如参见图10的回流结构装置),则可以从保护套331中横向拆卸包含管件307和外部管件327的回流结构装置,并且用所需的新的回流结构装置替代。
参考图11-13,所述方法可以包括以下步骤:通过使冷却流体通过设置在侧向管道区段145之外的管道1101a、1101b的内部流体路径1105,以从侧向管道区段145中的熔融材料移除热来冷却在侧向管道区段145中沿着侧向方向159行进的熔融材料,从而增加侧向管道区段145中的熔融材料121的粘度。在一些实施方式中,可将熔融材料121冷却到第二温度,所述第二温度低于利用或不利用加热装置所获得的第一冷却温度。
如图11-13所示,流体源311可以通过流体输送管线1113a连接到管道1101a、1101b的进口端口1111a。如图进一步所示,流体返回区域323可以通过流体输送管线1113b连接到管道1101a、1101b的出口端口1111b。在操作时,流体源311可以通过流体输送管线1113a将流体输送到管道1101a、1101b的进口端口1111a。然后,流体可以沿着内部流体路径1105行进(例如沿着内部流体路径1105螺旋行进)到管道1101a、1101b的出口端口1111b,以从侧向管道区段145中的熔融材料121汲取热。接着可以通过流体输送管线1113b从出口端口1111b移除经过加热的流体,以待被流体返回区域323接收。在一些实施方式中,可以存在热交换器,以从流体返回区域323移除热,并接着将经过冷却的流体传递回流体源311以使其通过冷却回路循环。
在一些实施方式中,控制器349可以被设计成控制流体源311和/或流体返回区域323中的一者或两者,以增加或减小沿着内部流体路径1105行进的流体的流体流动速率。由此,控制器349可以帮助控制由管道1101a、1101b提供的热传递,并且因此允许控制侧向管道区段145中的熔融材料121的温度和相关的粘度。另外,冷却流体通过各个管道1101a、1101b的流动速率可以通过控制器349来独立控制,以沿着侧向管道区段145的长度提供所需的冷却特性。
在一些实施方式中,可以对本公开的所述至少一个管道,例如图3-10的多个管道301a-e、305a-b和/或图11-13的管道1101a、1101b进行定位,以冷却侧向管道区段145,其中,在熔融材料进入成形容器140的入口部分146之前,侧向管道区段145是影响熔融材料的粘度的最后机会。虽然在一些实施方式中可在垂直管道区段143处进行冷却,但是在另外的实施方式中,限制或避免在垂直管道区段143中主动控制冷却可具有益处。例如,这是因为在进入槽147后,熔融材料可能被迅速拉制成玻璃带103。因此,在一些实施方式中,可以主要或完全在侧向管道区段145中发生主动控制冷却,以最大程度地减少或消除原本可能在流过管道的熔融材料中产生的核心效应。事实上,如果在离上游较远处(例如在进口管道141的垂直管道区段143中或者甚至在输送管139中)进行主动冷却,则可能产生不期望的核心效应,其中,相比于在材料流的核心的温度相对较高的熔融材料,离垂直管道区段143或输送管139的内表面最近的温度相对较低的熔融材料将以更慢的速率行进。熔融材料玻璃流截面的核心与外周的这种行进速率差异可导致玻璃带103具有不期望的属性。这种不期望的核心效应极有可能在较大的行进距离内发展而到达成形容器140的入口部分146。本公开通过将粘度显著或完全增加的位置锁定在熔融材料从进口管道141传递到成形容器140的侧向管道区段145中,最大程度地减少或防止了核心效应,从而避免了玻璃带103中具有不期望的属性。
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会偏离所述权利要求书的精神和范围。因此,本公开旨在涵盖本文的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及其等同内容的范围之内。

Claims (27)

1.一种由一定量的熔融材料拉制玻璃带的玻璃制造设备,其包括:
成形容器,其包括沿着侧向方向延伸的槽;
与所述槽流体连通的管道区段,所述管道区段沿着包含侧向方向的管道轴侧向延伸,以沿着侧向方向将熔融材料从管道区段侧向输送到槽;和
设置在管道区段之外的至少一个管道。
2.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括轴向管道,其沿着与管道区段的管道轴平行的轴侧向延伸。
3.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括横向管道,其沿着横向于管道区段的管道轴的轴延伸。
4.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括多个管道,所述多个管道中的每个管道包括内部通路,其包含垂直于对应的管道的轴获取的最大尺寸,其中,所述多个管道中的至少一个管道的最大尺寸小于所述多个管道中的另一个管道的最大尺寸。
5.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道至少部分地设置在孔洞中,所述孔洞由至少部分包封管道区段的材料限定。
6.如权利要求5所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道相对于所述孔洞在插入位置与回缩位置之间是能移动的。
7.如权利要求5所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括轴向管道,其沿着与管道区段的管道轴平行的轴侧向延伸,并且所述至少一个管道相对于孔洞在插入位置与回缩位置之间是能移动的。
8.如权利要求7所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括至少两个管道,它们相连接而在插入位置与回缩位置之间一起移动。
9.如权利要求7所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括第一管道和第二管道,其中,第一管道能够相对于第二管道独立移动。
10.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括多个轴向管道,它们沿着径向路径间隔开,所述径向路径包围所述管道区段。
11.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道围绕管道区段的管道轴缠绕。
12.如权利要求11所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道沿着包围管道区段的径向路径缠绕。
13.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其还包括流体源,所述流体源连接到所述至少一个管道的进口端口。
14.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其还包括围绕管道区段缠绕的细长的导电元件。
15.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,所述至少一个管道包括电路的感应线圈。
16.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中,成形容器包括限定根部的楔。
17.一种由一定量的熔融材料形成玻璃带的方法,所述方法包括:
在冷却流体通过设置在管道区段之外的至少一个管道的同时,冷却管道区段中的沿侧向方向行进的熔融材料;
沿着侧向方向将经过冷却的熔融材料从管道区段侧向输送到成形容器;以及
将来自成形容器的经过冷却的熔融材料拉制成玻璃带。
18.如权利要求17所述的方法,其中,侧向输送经过冷却的熔融材料包括:在侧向方向上将经过冷却的熔融材料侧向输送到成形容器的槽中,然后使经过冷却的熔融材料溢流过槽的相对堰,接着将经过冷却的熔融材料从成形容器的楔的根部熔合拉制出以拉制成玻璃带。
19.如权利要求17所述的方法,其中,所述至少一个管道包括轴向管道,并且熔融材料的冷却包括:使冷却流体在侧向方向上通过轴向管道。
20.如权利要求17所述的方法,其中,所述至少一个管道包括横向管道,并且熔融材料的冷却包括:使冷却流体在横向于侧向方向的方向上通过横向管道。
21.如权利要求17所述的方法,其还包括:拆除所述至少一个管道以调整管道区段中的熔融材料的冷却速率。
22.如权利要求17所述的方法,其还包括:使所述至少一个管道沿着所述至少一个管道的轴相对于管道区段移动,以调整管道区段中的熔融材料的冷却速率。
23.如权利要求22所述的方法,其中,移动所述至少一个管道包括:使至少两个管道相对于管道区段一起移动。
24.如权利要求17所述的方法,其中,熔融材料的冷却包括:使冷却流体通过围绕管道区段的管道轴缠绕的所述至少一个管道。
25.如权利要求24所述的方法,其还包括:使电流通过所述至少一个管道以通过感应加热来加热管道区段。
26.一种由一定量的熔融材料形成玻璃带的方法,所述方法包括:
通过操作加热装置以向管道区段中的熔融材料增加热来使沿着侧向方向在管道区段中行进的熔融材料的冷却变慢,从而在管道区段中将熔融材料冷却到第一冷却温度;
沿着侧向方向将冷却到第一冷却温度的熔融材料从管道区段侧向输送到成形容器;
将来自成形容器的经过冷却的熔融材料拉制成玻璃带;接着
通过将冷却流体通过设置在管道区段之外的至少一个管道,以从管道区段中的熔融材料移除热来冷却在管道区段中沿着侧向方向行进的熔融材料,从而增加管道区段中的熔融材料的粘度,由此向成形容器提供第二冷却温度的熔融材料,所述第二冷却温度低于所述第一冷却温度。
27.如权利要求26所述的方法,其中,向管道区段中的熔融材料增加热包括:使电流通过所述至少一个管道以通过感应加热来加热管道区段。
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