CN110255864A - 玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法 - Google Patents

玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110255864A
CN110255864A CN201910375714.3A CN201910375714A CN110255864A CN 110255864 A CN110255864 A CN 110255864A CN 201910375714 A CN201910375714 A CN 201910375714A CN 110255864 A CN110255864 A CN 110255864A
Authority
CN
China
Prior art keywords
overflow
glass tube
molding machine
interior
down draw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910375714.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110255864B (zh
Inventor
卢世峯
王乃帅
王培新
粟勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CDGM Glass Co Ltd
Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd filed Critical Chengdu Guangming Optoelectronics Co Ltd
Priority to CN201910375714.3A priority Critical patent/CN110255864B/zh
Publication of CN110255864A publication Critical patent/CN110255864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110255864B publication Critical patent/CN110255864B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/04—Forming tubes or rods by drawing from stationary or rotating tools or from forming nozzles
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

本发明属于玻璃管制造技术领域，具体公开了一种玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法，旨在解决如何制作出表面质量优异且厚度偏差较小的玻璃管的问题。玻璃管溢流下拉成型装置，环形供料桶、柱形芯部、以及外溢流盘或内溢流盘。通过在环形供料桶内设置与之同轴的柱形芯部，使得柱形芯部与上部桶体之间形成玻璃液容纳环腔，并使得柱形芯部与下部桶体之间形成狭缝通道，进而由玻璃液进料口流入的玻璃液可从玻璃液容纳环腔向狭缝通道流动，使得从狭缝通道出口流出的玻璃液流量均匀分布，同时通过设置外溢流盘或内溢流盘对玻璃液进行溢流，溢流过程中玻璃液在表面张力作用下能够形成良好的表面特性，从而成型出表面质量优异且厚度偏差较小的玻璃管。

Description

玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法
技术领域
本发明属于玻璃管制造技术领域，具体涉及一种玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法。
背景技术
随着科技不断进步和日益创新，对于高品质光学玻璃管的需求也越来越大，例如:光纤皮料管等。目前，对光纤皮料管的制作通常是经过二次拉管后再进行冷加工处理的，以符合玻璃管厚度均匀与直线度良好的需求；但是上述制作过程中，二次拉管对材料的利用率较低，冷加工处理的加工费又非常高。因此如何提高产品质量、材料利用率及降低生产成本，是目前制作高品质光学玻璃管存在的关键问题。
发明内容
本发明提供了一种玻璃管溢流下拉成型装置，旨在解决如何制作出表面质量优异且厚度偏差较小的玻璃管的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃管溢流下拉成型装置，包括环形供料桶、柱形芯部和外溢流盘；
所述环形供料桶包括上部桶体及横截面尺寸比上部桶体小的下部桶体，环形供料桶上设有玻璃液进料口和加热装置；
所述柱形芯部内设有冷却通道，所述冷却通道的冷却介质入口位于柱形芯部的顶面上，冷却通道的冷却介质出口位于柱形芯部的底面上；所述柱形芯部设置在环形供料桶内并与环形供料桶保持同轴，且柱形芯部的顶面高于上部桶体的顶端，柱形芯部的底面低于下部桶体的底端；
所述外溢流盘设置在柱形芯部的外壁上并位于下部桶体的下侧，外溢流盘的外壁面为外溢流导向面，外溢流盘顶面的边沿处设有环形的外溢流堰，所述外溢流堰与柱形芯部的外壁之间形成有外溢流槽，外溢流堰的外壁上设有外过渡面，所述外过渡面将外溢流导向面与外溢流堰的顶面平滑连接在一起。
进一步的是，所述柱形芯部和外溢流盘为一体式结构，外溢流盘的底面与柱形芯部的底面齐平。
进一步的是，所述外溢流槽的横截面呈倒梯形。
进一步的是，所述外溢流导向面与水平面之间的夹角为α，15°≤α≤135°。
玻璃管溢流下拉成型装置，包括环形供料桶、柱形芯部和内溢流盘；
所述环形供料桶包括上部桶体及横截面尺寸比上部桶体小的下部桶体，环形供料桶上设有玻璃液进料口和加热装置；
所述柱形芯部内设有冷却通道，所述冷却通道的冷却介质入口位于柱形芯部的顶面上，冷却通道的冷却介质出口位于柱形芯部的底面上；所述柱形芯部设置在环形供料桶内并与环形供料桶保持同轴，且柱形芯部的顶面高于上部桶体的顶端，柱形芯部的底面低于下部桶体的顶端；
所述内溢流盘内设有溢流腔及内溢流结构，内溢流盘通过其溢流腔套设在下部桶体上，且所述溢流腔与环形供料桶保持同轴；所述内溢流结构位于下部桶体的下侧，内溢流结构包括设置在溢流腔侧壁面上的内环台，所述内环台内腔的侧壁面为内溢流导向面，内环台的顶面上设有环形溢流槽，所述环形溢流槽的外侧槽壁为下部桶体的内壁，环形溢流槽的内侧槽壁为处于内环台上的环形溢流堰，所述环形溢流堰的内壁上设有内过渡面，所述内过渡面将内溢流导向面与环形溢流堰的顶面平滑连接在一起。
进一步的是，所述下部桶体上设有外套环，所述内溢流盘嵌入安装在外套环与下部桶体之间。
进一步的是，所述内溢流导向面与水平面之间的夹角为β，15°≤β≤105°。
进一步的是，所述上部桶体和下部桶体均为圆筒形结构，所述柱形芯部为圆柱形结构。
进一步的是，所述环形供料桶还包括锥形段桶体，所述上部桶体与下部桶体通过锥形段桶体连接在一起。
进一步的是，所述柱形芯部通过固定调节机构与环形供料桶安装在一起。
进一步的是，所述冷却通道为直线通道并与柱形芯部保持同轴。
本发明还提供了一种玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，用于设计制造任意一种上述的玻璃管溢流下拉成型装置，该方法根据所要求成型的玻璃管的内径D4及管厚σ4，利用公式一来确定外溢流盘最下端处的外径及流动在外溢流导向面上的玻璃液膜厚，或者是来确定内环台内腔最下端处的直径及流动在内溢流导向面上的玻璃液膜厚；
公式一中：
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，D3表示外溢流盘最下端处的外径；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，D3表示内环台内腔最下端处的直径；
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σ3表示流动在外溢流导向面上的玻璃液膜厚；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σ3表示流动在内溢流导向面上的玻璃液膜厚；
管径收缩比D3/D4≥1.5。
进一步的是，管径收缩比D3/D4≥5。
进一步的是，确定外溢流导向面与水平面之间的夹角为α，或是确定内溢流导向面与水平面之间的夹角为β；然后利用公式二来确定狭缝通道出口处的玻璃液流量Q，狭缝通道是指柱形芯部与下部桶体之间的环形间隙；
公式二中：
ρ表示玻璃液密度；
η表示玻璃液黏度；
g表示重力加速度；
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，θ表示外溢流导向面与水平面之间的夹角；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，θ表示内溢流导向面与水平面之间的夹角。
进一步的是，确定柱形芯部的直径D0；然后利用公式三来确定狭缝通道下侧的柱形芯部外表面附着的玻璃液膜厚，或是狭缝通道下侧的下部桶体内表面附着的玻璃液膜厚；
公式三中：
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σo表示狭缝通道下侧的柱形芯部外表面附着的玻璃液膜厚；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σo表示狭缝通道下侧的下部桶体内表面附着的玻璃液膜厚。
进一步的是，根据公式四限定狭缝通道的间隙宽度σi的范围，然后确定环形供料桶内处于下部桶体上侧的玻璃液高度H及狭缝通道的长度L，并利用公式五计算出狭缝通道的间隙宽度σi；
σi＝(ro-ri)＝(D2-D0)/2＞σo……………………公式四；
公式四和公式五中：
ro表示狭缝通道的外半径；
ri表示狭缝通道的内半径；
D2表示下部桶体的内径。
本发明的有益效果是：通过在环形供料桶内设置与之同轴的柱形芯部，使得柱形芯部与上部桶体之间形成玻璃液容纳环腔，并使得柱形芯部与下部桶体之间形成狭缝通道，进而由玻璃液进料口流入的玻璃液可从玻璃液容纳环腔向狭缝通道流动，使得从狭缝通道出口流出的玻璃液流量均匀分布，同时通过设置外溢流盘或内溢流盘对玻璃液进行溢流，从狭缝通道流出的玻璃液顺着柱形芯部的外表面或是下部桶体的内表面流入外溢流槽或环形溢流槽中，并受到玻璃液受外溢流堰或环形溢流堰阻挡，当其中玻璃液高度超过外溢流堰或环形溢流堰后，会溢出并沿着外溢流导向面或内溢流导向面向下流动，溢流过程中玻璃液在表面张力作用下能够形成良好的表面特性，从而成型出表面质量优异且厚度偏差较小的玻璃管。
附图说明
图1是本发明的第一种实施结构示意图；
图2是本发明的第二种实施结构示意图；
图3是本发明第三种实施结构的标注图；
图4是本发明的第四种实施结构示意图；
图5是本发明的第五种实施结构示意图；
图6是本发明第六种实施结构的标注图；
图中标记为：环形供料桶100、玻璃液进料口101、上部桶体110、锥形段桶体120、下部桶体130、外套环131、柱形芯部200、冷却通道210、冷却介质入口211、冷却介质出口212、外溢流盘300、外溢流导向面301、外溢流堰310、外溢流槽320、内溢流盘400、内环台410、内溢流导向面411、环形溢流槽412、环形溢流堰413、玻璃液500、牵引辊610。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2和图3所示，玻璃管溢流下拉成型装置，包括环形供料桶100、柱形芯部200和外溢流盘300；
所述环形供料桶100包括上部桶体110及横截面尺寸比上部桶体110小的下部桶体130，环形供料桶100上设有玻璃液进料口101和加热装置；
所述柱形芯部200内设有冷却通道210，所述冷却通道210的冷却介质入口211位于柱形芯部200的顶面上，冷却通道210的冷却介质出口212位于柱形芯部200的底面上；所述柱形芯部200设置在环形供料桶100内并与环形供料桶100保持同轴，且柱形芯部200的顶面高于上部桶体110的顶端，柱形芯部200的底面低于下部桶体130的底端；
所述外溢流盘300设置在柱形芯部200的外壁上并位于下部桶体130的下侧，外溢流盘300的外壁面为外溢流导向面301，外溢流盘300顶面的边沿处设有环形的外溢流堰310，所述外溢流堰310与柱形芯部200的外壁之间形成有外溢流槽320，外溢流堰310的外壁上设有外过渡面，所述外过渡面将外溢流导向面301与外溢流堰310的顶面平滑连接在一起。
上述的玻璃管溢流下拉成型装置所成型的玻璃管形状与外溢流盘300最下端处的截面形状相似，其可用于成型各种截面的管，如圆形管、正形管、梯形管、矩形管等，其还可以成型其他异形截面形状的管。
环形供料桶100和柱形芯部200均为该玻璃管溢流下拉成型装置的主要部件之一，柱形芯部200与上部桶体110之间形成玻璃液容纳环腔，主要用于存储从玻璃液进料口101流入的玻璃液500，柱形芯部200与下部桶体130之间形成横截面小于玻璃液容纳环腔的狭缝通道，且狭缝通道与玻璃液容纳环腔保持同轴；通过环形结构的玻璃液容纳环腔来存储玻璃液500并使玻璃液500从环形的狭缝通道流出，利于使狭缝通道出口处流出的玻璃液流量均匀分布，以提升成型玻璃管的质量。
环形供料桶100一般采用难溶的贵金属材料制作，环形供料桶100上设置的加热装置可对其进行加热，以维持玻璃液容纳环腔内玻璃液500的温度。柱形芯部200可采用陶瓷或难熔的贵金属材料制作，也可为陶瓷外包难熔贵金属材料的结构，所述难熔贵的金属材料可以为多种，优选为铂金。柱形芯部200一般通过固定调节机构与环形供料桶100安装在一起，固定调节机构可以为多种，例如：同轴连接器、连接环套、同心连接法兰盘等。柱形芯部200内开设的冷却通道210用于通入冷却介质以在成型玻璃管的过程中进行冷却，冷却通道210通常为直线通道并与柱形芯部200保持同轴，冷却通道210优选为圆孔形结构。
为了将上部桶体110与下部桶体130线性过渡连接在一起，再如图1、图2和图3所示，环形供料桶100还包括锥形段桶体120，上部桶体110与下部桶体130通过锥形段桶体120连接在一起。
外溢流盘300主要用于对从狭缝通道流出并顺着柱形芯部200的外表面流入外溢流槽320中的玻璃液500溢流，其可采用难溶的贵金属材料或是陶瓷材料制作；外溢流盘300上的外溢流堰310可以阻挡外溢流槽320内的玻璃液500，当外溢流槽320内的玻璃液500高度超出外溢流堰310后溢出，并沿着外溢流导向面301向下流动，以使玻璃液500在表面张力作用下形成良好的表面特性。
优选的，再如图1、图2和图3所示，所述柱形芯部200和外溢流盘300为一体式结构，外溢流盘300的底面与柱形芯部200的底面齐平。
为了达到更好的溢流效果，充分利用玻璃液500的表面张力，再如图1、图2和图3所示，所述外溢流槽320的横截面呈倒梯形。
为了成型不同尺寸的玻璃管，所述外溢流导向面301与水平面之间的夹角为α，15°≤α≤135°，优选为90°。经测试，当α为90°时，利用上述的玻璃管溢流下拉成型装置成型管径与管厚比D4/σ4＝2的玻璃管时，能够生产出厚度偏差小且具有近似火抛光效果外表面质量的玻璃管。
如图4、图5和图6所示，玻璃管溢流下拉成型装置，包括环形供料桶100、柱形芯部200和内溢流盘400；
所述环形供料桶100包括上部桶体110及横截面尺寸比上部桶体110小的下部桶体130，环形供料桶100上设有玻璃液进料口101和加热装置；
所述柱形芯部200内设有冷却通道210，所述冷却通道210的冷却介质入口211位于柱形芯部200的顶面上，冷却通道210的冷却介质出口212位于柱形芯部200的底面上；所述柱形芯部200设置在环形供料桶100内并与环形供料桶100保持同轴，且柱形芯部200的顶面高于上部桶体110的顶端，柱形芯部200的底面低于下部桶体130的顶端；
所述内溢流盘400内设有溢流腔及内溢流结构，内溢流盘400通过其溢流腔套设在下部桶体130上，且所述溢流腔与环形供料桶100保持同轴；所述内溢流结构位于下部桶体130的下侧，内溢流结构包括设置在溢流腔侧壁面上的内环台410，所述内环台410内腔的侧壁面为内溢流导向面411，内环台410的顶面上设有环形溢流槽412，所述环形溢流槽412的外侧槽壁为下部桶体130的内壁，环形溢流槽412的内侧槽壁为处于内环台410上的环形溢流堰413，所述环形溢流堰413的内壁上设有内过渡面，所述内过渡面将内溢流导向面411与环形溢流堰413的顶面平滑连接在一起。
上述玻璃管溢流下拉成型装置所成型的玻璃管形状与内环台410内腔最下端处的截面形状相似，其可用于成型各种截面的管，如圆形管、正形管、梯形管、矩形管等，其还可以成型其他异形截面形状的管。
其中，内溢流盘400主要用于对从狭缝通道流出并顺着下部桶体130的内表面流入环形溢流槽412中的玻璃液500溢流，其可采用难溶的贵金属材料或是陶瓷材料制作；内溢流盘400的环形溢流堰413可以阻挡环形溢流槽412内的玻璃液500，当环形溢流槽412内的玻璃液500高度超出环形溢流堰413后溢出，并沿着内溢流导向面411向下流动，以使玻璃液500在表面张力作用下形成良好的表面特性。
为了便于将内溢流盘400安装到下部桶体130上，再如图4、图5和图6所示，所述下部桶体130上设有外套环131，所述内溢流盘400嵌入安装在外套环131与下部桶体130之间。
为了成型不同尺寸的玻璃管，所述内溢流导向面411与水平面之间的夹角为β，15°≤β≤105°，优选为90°。经测试，当β为90°时，利用上述的玻璃管溢流下拉成型装置成型管径与管厚比D4/σ4＝2的玻璃管时，能够生产出厚度偏差小且具有近似火抛光效果内表面质量的玻璃管。
为了成型圆形的玻璃管，优选的，上部桶体110和下部桶体130均为圆筒形结构，所述柱形芯部200为圆柱形结构。
玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，用于设计制造上述的玻璃管溢流下拉成型装置，结合图3和图6所示，根据所要求成型的玻璃管的内径D4及管厚σ4，利用公式一来确定外溢流盘300最下端处的外径及流动在外溢流导向面301上的玻璃液膜厚，或者是来确定内环台410内腔最下端处的直径及流动在内溢流导向面411上的玻璃液膜厚；
公式一中：
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，D3表示外溢流盘300最下端处的外径；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，D3表示内环台410内腔最下端处的直径；
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σ3表示流动在外溢流导向面301上的玻璃液膜厚；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σ3表示流动在内溢流导向面411上的玻璃液膜厚；
管径收缩比D3/D4≥1.5。
由于所设计的玻璃管溢流下拉成型装置制作玻璃管是向下垂直拉引的，成型过程一直受重力影响，向下拉引成型属于一维拉薄过程，结合流体力学的知识和O.S.NARAYANASWAMY(O.S.纳拉亚纳斯瓦米)在“A One-Dimensional Model of StretchingFloat Glass(浮法玻璃一维拉薄模型)”一文中提到的一维拉薄理论，可推导得到公式一。
向下拉引时，玻璃管的管径与管厚同时在缩小，当玻璃液粘度小于107poise左右定形，最终由成型区的马弗炉进行温控并由牵引辊610控制拉引速度。因为属于一维拉薄，所以缩小过程中必会遵循公式一的规则，也就是玻璃管的管径与管厚会等比例缩小。
在成熟的工艺中，管径收缩比D3/D4是经验已知范围，通常的管径收缩比D3/D4≥1.5。若为初始工艺，优选使管径收缩比D3/D4≥5，管径收缩比越大越容易成型与控制。当确定管径收缩比D3/D4后，由于玻璃管的内径D4及管厚σ4为产品的尺寸，属于已知要求值，因此通过公式一即可确定D3和σ3。
进一步的，确定外溢流导向面301与水平面之间的夹角为α，或是确定内溢流导向面411与水平面之间的夹角为β；然后利用公式二来确定狭缝通道出口处的玻璃液流量Q，狭缝通道是指柱形芯部200与下部桶体130之间的环形间隙；
公式二中：
ρ表示玻璃液密度；
η表示玻璃液黏度；
g表示重力加速度；
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，θ表示外溢流导向面301与水平面之间的夹角；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，θ表示内溢流导向面411与水平面之间的夹角。
所确定的D3和σ3还应满足上述公式二，确定了狭缝通道出口处的玻璃液流量Q后，则调整玻璃液500的黏度，即相当于确定了外溢流盘300或内溢流盘400上的玻璃成型工艺温度。
进一步的，确定柱形芯部200的直径D0；然后利用公式三来确定狭缝通道下侧的柱形芯部200外表面附着的玻璃液膜厚，或是狭缝通道下侧的下部桶体130内表面附着的玻璃液膜厚；
公式三中：
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σo表示狭缝通道下侧的柱形芯部200外表面附着的玻璃液膜厚；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σo表示狭缝通道下侧的下部桶体130内表面附着的玻璃液膜厚。
进一步的，根据公式四限定狭缝通道的间隙宽度σi的范围，然后确定环形供料桶100内处于下部桶体130上侧的玻璃液高度H及狭缝通道的长度L，并利用公式五计算出狭缝通道的间隙宽度σi；
σi＝(ro-ri)＝(D2-D0)/2＞σo……………………公式四；
公式四和公式五中：
ro表示狭缝通道的外半径；
ri表示狭缝通道的内半径；
D2表示下部桶体130的内径。
公式四的限制条件主要目的是为了防止狭缝通道的出料口处沾黏玻璃液500，当σo≥σi时玻璃液500会沾黏在狭缝通道的出料口处，会导致所成型的玻璃管厚度不均匀，或是玻璃管表面出现筋纹的现象，会破坏流量的均匀分布与玻璃管的表面质量，因此狭缝通道的间隙宽度σi必须大于狭缝通道下侧的柱形芯部200外表面附着的玻璃液膜厚，或是狭缝通道下侧的下部桶体130内表面附着的玻璃液膜厚。
实施例1
某外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置的尺寸参数及物理模拟实验测试参数见表1，以高黏度硅油模拟玻璃成型时的黏度，实验结果见2。该玻璃管溢流下拉成型装置用于制作的玻璃管管径为6.0505cm、管厚为0.1cm；管径收缩比D3/D4为2.85。
表1:采用图3的结构形式进行模拟实验的设计数据
表2:采用图3的结构形式进行模拟实验的液膜厚度与厚度偏差测试数据
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
厚度(mm) 2.96 3.09 3.05 2.9 2.92 3.09 2.98 2.96
相对偏差 -1.13％ 3.22％ 1.88％ -3.13％ -2.46％ 3.22％ -0.46％ -1.13％
实验过程中外溢流盘300下端出口处没有沾黏硅油，且狭缝通道出口处几乎填满硅油，符合预期结果。
试验结果分析：
厚度偏差最大值为3.22％，最小值为-3.13％，总偏差为6.35％，符合TFT溢流法薄板成型厚度偏差小于10％的要求。
误差来源分析：量测误差、观测误差、水平校正误差、同心度误差。
试验结论：实验的误差源是不可避免的，实测值与理论计算值相对偏差为5.04％，排除误差来源足以论证本发明方法的正确性。
实施例2
某内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置的尺寸参数及物理模拟实验测试参数见表3，以高黏度硅油模拟玻璃成型时的黏度，实验结果见表4。该玻璃管溢流下拉成型装置用于制作的玻璃管管径为4.2266cm、管厚为0.1cm；管径收缩比D3/D4为3.35。
表3:采用图6的结构形式进行模拟实验的设计数据
表4:采用图6的结构形式进行模拟实验的液膜厚度与厚度偏差测试数据
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
厚度(mm) 3.71 3.70 3.59 3.73 3.58 3.64 3.53 3.51
相对偏差 2.47％ 2.03％ -0.88％ 2.83％ -1.09％ 0.37％ -2.59％ -3.15％
实验过程中内溢流盘400下端出口处没有沾黏硅油，且狭缝通道出口处几乎填满硅油，符合预期结果。
试验结果分析：
厚度偏差最大值为2.83％，最小值为-3.15％，总偏差为5.98％，符合TFT溢流法薄板成型厚度偏差小于10％的要求。
误差来源分析：量测误差、观测误差、水平校正误差、同心度误差。
试验结论：实验的误差源是不可避免的，实测值与理论计算值相对偏差为8.16％，排除误差来源足以论证本发明方法的正确性。

Claims (16)

1.玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：包括环形供料桶(100)、柱形芯部(200)和外溢流盘(300)；
所述环形供料桶(100)包括上部桶体(110)及横截面尺寸比上部桶体(110)小的下部桶体(130)，环形供料桶(100)上设有玻璃液进料口(101)和加热装置；
所述柱形芯部(200)内设有冷却通道(210)，所述冷却通道(210)的冷却介质入口(211)位于柱形芯部(200)的顶面上，冷却通道(210)的冷却介质出口(212)位于柱形芯部(200)的底面上；所述柱形芯部(200)设置在环形供料桶(100)内并与环形供料桶(100)保持同轴，且柱形芯部(200)的顶面高于上部桶体(110)的顶端，柱形芯部(200)的底面低于下部桶体(130)的底端；
所述外溢流盘(300)设置在柱形芯部(200)的外壁上并位于下部桶体(130)的下侧，外溢流盘(300)的外壁面为外溢流导向面(301)，外溢流盘(300)顶面的边沿处设有环形的外溢流堰(310)，所述外溢流堰(310)与柱形芯部(200)的外壁之间形成有外溢流槽(320)，外溢流堰(310)的外壁上设有外过渡面，所述外过渡面将外溢流导向面(301)与外溢流堰(310)的顶面平滑连接在一起。
2.如权利要求1所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述柱形芯部(200)和外溢流盘(300)为一体式结构，外溢流盘(300)的底面与柱形芯部(200)的底面齐平。
3.如权利要求1所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述外溢流槽(320)的横截面呈倒梯形。
4.如权利要求1所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述外溢流导向面(301)与水平面之间的夹角为α，15°≤α≤135°。
5.玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：包括环形供料桶(100)、柱形芯部(200)和内溢流盘(400)；
所述环形供料桶(100)包括上部桶体(110)及横截面尺寸比上部桶体(110)小的下部桶体(130)，环形供料桶(100)上设有玻璃液进料口(101)和加热装置；
所述柱形芯部(200)内设有冷却通道(210)，所述冷却通道(210)的冷却介质入口(211)位于柱形芯部(200)的顶面上，冷却通道(210)的冷却介质出口(212)位于柱形芯部(200)的底面上；所述柱形芯部(200)设置在环形供料桶(100)内并与环形供料桶(100)保持同轴，且柱形芯部(200)的顶面高于上部桶体(110)的顶端，柱形芯部(200)的底面低于下部桶体(130)的顶端；
所述内溢流盘(400)内设有溢流腔及内溢流结构，内溢流盘(400)通过其溢流腔套设在下部桶体(130)上，且所述溢流腔与环形供料桶(100)保持同轴；所述内溢流结构位于下部桶体(130)的下侧，内溢流结构包括设置在溢流腔侧壁面上的内环台(410)，所述内环台(410)内腔的侧壁面为内溢流导向面(411)，内环台(410)的顶面上设有环形溢流槽(412)，所述环形溢流槽(412)的外侧槽壁为下部桶体(130)的内壁，环形溢流槽(412)的内侧槽壁为处于内环台(410)上的环形溢流堰(413)，所述环形溢流堰(413)的内壁上设有内过渡面，所述内过渡面将内溢流导向面(411)与环形溢流堰(413)的顶面平滑连接在一起。
6.如权利要求5所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述下部桶体(130)上设有外套环(131)，所述内溢流盘(400)嵌入安装在外套环(131)与下部桶体(130)之间。
7.如权利要求5所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述内溢流导向面(411)与水平面之间的夹角为β，15°≤β≤105°。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述上部桶体(110)和下部桶体(130)均为圆筒形结构，所述柱形芯部(200)为圆柱形结构。
9.如权利要求8所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述环形供料桶(100)还包括锥形段桶体(120)，所述上部桶体(110)与下部桶体(130)通过锥形段桶体(120)连接在一起。
10.如权利要求8所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述柱形芯部(200)通过固定调节机构与环形供料桶(100)安装在一起。
11.如权利要求8所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：所述冷却通道(210)为直线通道并与柱形芯部(200)保持同轴。
12.玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，用于设计制造权利要求8至11中任意一项所述的玻璃管溢流下拉成型装置，其特征在于：根据所要求成型的玻璃管的内径D4及管厚σ4，利用公式一来确定外溢流盘(300)最下端处的外径及流动在外溢流导向面(301)上的玻璃液膜厚，或者是来确定内环台(410)内腔最下端处的直径及流动在内溢流导向面(411)上的玻璃液膜厚；
公式一中：
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，D3表示外溢流盘(300)最下端处的外径；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，D3表示内环台(410)内腔最下端处的直径；
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σ3表示流动在外溢流导向面(301)上的玻璃液膜厚；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σ3表示流动在内溢流导向面(411)上的玻璃液膜厚；
管径收缩比D3/D4≥1.5。
13.如权利要求12所述的玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，其特征在于：管径收缩比D3/D4≥5。
14.如权利要求12或13所述的玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，其特征在于：确定外溢流导向面(301)与水平面之间的夹角为α，或是确定内溢流导向面(411)与水平面之间的夹角为β；然后利用公式二来确定狭缝通道出口处的玻璃液流量Q，狭缝通道是指柱形芯部(200)与下部桶体(130)之间的环形间隙；
公式二中：
ρ表示玻璃液密度；
η表示玻璃液黏度；
g表示重力加速度；
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，θ表示外溢流导向面(301)与水平面之间的夹角；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，θ表示内溢流导向面(411)与水平面之间的夹角。
15.如权利要求14所述的玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，其特征在于：确定柱形芯部(200)的直径D0；然后利用公式三来确定狭缝通道下侧的柱形芯部(200)外表面附着的玻璃液膜厚，或是狭缝通道下侧的下部桶体(130)内表面附着的玻璃液膜厚；
公式三中：
所设计的是外溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σo表示狭缝通道下侧的柱形芯部(200)外表面附着的玻璃液膜厚；
所设计的是内溢流式玻璃管溢流下拉成型装置时，σo表示狭缝通道下侧的下部桶体(130)内表面附着的玻璃液膜厚。
16.如权利要求15所述的玻璃管溢流下拉成型装置的设计方法，其特征在于：根据公式四限定狭缝通道的间隙宽度σi的范围，然后确定环形供料桶(100)内处于下部桶体(130)上侧的玻璃液高度H及狭缝通道的长度L，并利用公式五计算出狭缝通道的间隙宽度σi；
σi＝(ro-ri)＝(D2-D0)/2＞σo……………………公式四；
公式四和公式五中：
ro表示狭缝通道的外半径；
ri表示狭缝通道的内半径；
D2表示下部桶体(130)的内径。
CN201910375714.3A 2019-05-07 2019-05-07 玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法 Active CN110255864B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910375714.3A CN110255864B (zh) 2019-05-07 2019-05-07 玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910375714.3A CN110255864B (zh) 2019-05-07 2019-05-07 玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110255864A true CN110255864A (zh) 2019-09-20
CN110255864B CN110255864B (zh) 2021-08-10

Family

ID=67914226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910375714.3A Active CN110255864B (zh) 2019-05-07 2019-05-07 玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110255864B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112608013A (zh) * 2020-12-29 2021-04-06 辽宁东戴河新区中远玻璃工业装备有限公司 玻璃成型装置
CN113880406A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 河北光兴半导体技术有限公司 超薄柔性玻璃生产装置及方法
CN114524604A (zh) * 2022-02-15 2022-05-24 河北光兴半导体技术有限公司 管型玻璃的成型设备
CN115057611A (zh) * 2022-06-27 2022-09-16 贵定县恒伟玻璃制品有限公司 一种高温玻璃液分泵装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053425A (ja) * 1996-08-02 1998-02-24 Hoya Corp ガラス板の製造方法及び製造装置
CN1564788A (zh) * 2001-08-08 2005-01-12 R·皮布拉多 玻璃板成形装置
WO2005110934A2 (de) * 2004-05-11 2005-11-24 Boettger Diether Verfahren und vorrichtung zur temperaturkontrolle bei der glasherstellung
JP2012533497A (ja) * 2009-05-13 2012-12-27 コーニング インコーポレイテッド 連続ガラスシートを形成する方法及びシステム
CN104478197A (zh) * 2005-12-15 2015-04-01 康宁股份有限公司 溢流下拉玻璃形成方法和装置
CN105026324A (zh) * 2012-08-30 2015-11-04 康宁股份有限公司 通过拉制熔融玻璃来制造玻璃管的设备和方法
CN106795030A (zh) * 2014-09-03 2017-05-31 康宁股份有限公司 溢流下拉玻璃管形成设备
CN107531536A (zh) * 2015-02-26 2018-01-02 康宁股份有限公司 玻璃制造设备和方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053425A (ja) * 1996-08-02 1998-02-24 Hoya Corp ガラス板の製造方法及び製造装置
CN1564788A (zh) * 2001-08-08 2005-01-12 R·皮布拉多 玻璃板成形装置
WO2005110934A2 (de) * 2004-05-11 2005-11-24 Boettger Diether Verfahren und vorrichtung zur temperaturkontrolle bei der glasherstellung
CN104478197A (zh) * 2005-12-15 2015-04-01 康宁股份有限公司 溢流下拉玻璃形成方法和装置
JP2012533497A (ja) * 2009-05-13 2012-12-27 コーニング インコーポレイテッド 連続ガラスシートを形成する方法及びシステム
CN105026324A (zh) * 2012-08-30 2015-11-04 康宁股份有限公司 通过拉制熔融玻璃来制造玻璃管的设备和方法
CN106795030A (zh) * 2014-09-03 2017-05-31 康宁股份有限公司 溢流下拉玻璃管形成设备
CN107531536A (zh) * 2015-02-26 2018-01-02 康宁股份有限公司 玻璃制造设备和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
米文富: "新一代基片玻璃的生产方法——溢流垂直引下工艺", 《玻璃》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112608013A (zh) * 2020-12-29 2021-04-06 辽宁东戴河新区中远玻璃工业装备有限公司 玻璃成型装置
CN112608013B (zh) * 2020-12-29 2024-03-19 辽宁东戴河新区中远玻璃工业装备有限公司 玻璃成型装置
CN113880406A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 河北光兴半导体技术有限公司 超薄柔性玻璃生产装置及方法
CN114524604A (zh) * 2022-02-15 2022-05-24 河北光兴半导体技术有限公司 管型玻璃的成型设备
CN115057611A (zh) * 2022-06-27 2022-09-16 贵定县恒伟玻璃制品有限公司 一种高温玻璃液分泵装置
CN115057611B (zh) * 2022-06-27 2024-04-12 贵定县恒伟玻璃制品有限公司 一种高温玻璃液分泵装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110255864B (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110255864A (zh) 玻璃管溢流下拉成型装置及其设计方法
CN110255865A (zh) 内外溢流下拉成型玻璃管的设备及其设计方法
CZ2005222A3 (cs) Zpusob a zarízení pro kontinuální výrobu kalibrovaných kruhových nebo profilovaných sklenených trubic
CN110698043B (zh) 玻璃板成形装置及方法
CN110981167A (zh) 倾角型双铂金通道玻璃液处理输送系统
CN211284131U (zh) 玻璃液导流装置及玻璃液导流通道
CN109657263A (zh) 一种溢流砖入口槽宽、槽高及槽壁厚度的设计方法
KR100934602B1 (ko) 판유리 및 판유리의 제조 방법
CN114436505B (zh) 光学玻璃澄清装置及其澄清方法
CN101456073B (zh) 浸入式水口
CN111558699A (zh) 一种砂芯浸涂用全自动涂料池装置
CN114477721B (zh) 玻璃澄清装置及玻璃澄清方法
JP4867318B2 (ja) 板ガラスの製造方法及び製造装置
CN108373256A (zh) 用于冷却与玻璃熔体相接触的部件的装置及方法
CN203112978U (zh) 一种新型中空纤维膜喷丝头
JP5454535B2 (ja) 板ガラスの製造方法及び製造装置
CN105330131B (zh) 一种超薄平板玻璃水平溢流成型装置
CN205388604U (zh) 负压模拟试验装置
JP2009096684A (ja) 溶融ガラスを流出させるための流路
JP6536576B2 (ja) 溶融ガラスの異質素地排出構造、ガラス物品の製造装置および製造方法
CN106673406A (zh) 一种玻璃生产装置
CN206773536U (zh) 实验室小浮选机恒定液面自动补水装置
CN114409231B (zh) 一种适用玻璃熔体的楔形均温供料装置
CN105854354B (zh) 一种用于在线检测的气液分离装置
JP2021066615A (ja) ガラス物品の製造装置および製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant