CN113165929A - 模块化熔融玻璃递送装置 - Google Patents
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Abstract
本文中所揭露是模块化熔融玻璃递送装置和包括所述模块化熔融玻璃递送装置的玻璃制造装置。模块化熔融玻璃递送装置的模块包括:下车架,包括多个下车架滚筒。上轨道系统被支撑在所述下车架上。所述上轨道系统包括:上支撑轨道,相对于水平面用大于0度的仰角α定向。所述模块更包括上车架。所述上车架包括:基底板,相对于水平面用大于0的仰角β定向;和多个上车架滚筒,与所述上轨道系统的所述上支撑轨道接合,以促进所述上轨道系统上的所述上车架的平移。支撑框架耦接到所述基底板,且熔融玻璃递送导管组件被支撑在所述基底板上在所述支撑框架内。
Description
相关申请案的交叉引用
此申请案要求享有于2019年9月6日所提出的美国临时申请案第62/896,702号及于2018年9月27日所提出的美国临时专利申请案第62/737,498号的优先权权益,这些申请案的整体内容在本文中如同在下文中被完全阐述般地以引用方式依附及并入本文中。
技术领域
本说明书与玻璃制造装置相关,且更详细而言是与具有模块化熔融玻璃递送装置及用于与所述模块化熔融玻璃递送装置一起使用的熔融玻璃递送导管的玻璃制造装置相关。
背景技术
玻璃制造装置可以包括用于熔化、处理和形成玻璃的各种离散元件。例如,除了其他元件以外,典型的玻璃制造装置还可以包括:熔化器,用于熔化一批玻璃组成成分以形成熔融材料前驱物(例如熔融玻璃);澄清系统,用于从熔融玻璃移除溶解的气体;混合容器,用于使熔融玻璃均质化;以及形成装置,用于将熔融玻璃形成成所需的形状(例如条带、圆柱体、管子等等)。玻璃制造装置的元件可以通过多个递送导管串联连接,通过所述多个递送导管,熔融玻璃从一个元件流动到下一个元件。递送导管可以由耐火金属(例如铂、铂合金等等)所形成,以耐受熔融玻璃的相对高的温度和腐蚀本性。
玻璃制造装置的元件可能长时间经受高温。玻璃制造装置的室温条件与高温操作条件之间的循环可能将应力引入到玻璃制造装置的元件。规律地且连续地将应力引入到玻璃制造装置的元件可能导致元件过早故障。进一步地,增加通过玻璃制造装置的熔融玻璃的吞吐量可能必须使用较高的温度来确保熔融玻璃正确地流动通过玻璃制造装置。较高的操作温度可能进一步增加引入于玻璃制造装置的元件中的应力,且转而减少了元件的使用寿命。
因此,需要玻璃制造装置的元件的替代设计,这些替代设计减轻元件上的应力且从而延长元件的使用寿命。
发明内容
在第一方面中,一种玻璃制造装置,包括熔融玻璃递送装置,所述熔融玻璃递送装置包括至少一个模块,所述至少一个模块包括:下车架,包括多个下车架滚筒;上轨道系统,被支撑在所述下车架上,所述上轨道系统包括一对上支撑轨道,所述一对上支撑轨道相对于水平面用大于0度的仰角α定向;和上车架,包括:基底板,相对于水平面用大于0度的仰角β定向;和多个上车架滚筒,耦接到所述基底板且与所述上轨道系统的所述一对上支撑轨道接合。
第二方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述仰角α等于所述仰角β。
第三方面包括如第一方面所述的玻璃制造装置,更包括:下轨道系统,包括一对下支撑轨道,所述下车架的所述多个下车架滚筒与所述一对下支撑轨道接合。
第四方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:膨胀辅助构件,耦接到所述下车架,所述膨胀辅助构件被配置为向所述下车架施加膨胀辅助力。
第五方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:质量补偿构件,耦接到所述上车架和所述上轨道系统,所述质量补偿构件被配置为沿着所述上轨道系统向所述上车架施加向上的质量补偿力。
第六方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:膨胀辅助构件,耦接到所述下车架,所述膨胀辅助构件被配置为向所述下车架施加膨胀辅助力。
第七方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述向上质量补偿力的水平分量与所述膨胀辅助力的水平分量相对。
第八方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:支撑框架,耦接到所述上车架的所述基底板,其中所述支撑框架包括:垂直支撑构件,用侧向弹簧构件耦接到所述基底板,使得所述垂直支撑构件可以相对于所述基底板在侧向方向上位移;和水平支撑构件,用垂直弹簧构件和侧向弹簧构件耦接到所述垂直支撑构件,使得所述水平支撑构件可以相对于所述垂直支撑构件在垂直方向上位移,且所述垂直支撑构件可以相对于所述水平支撑构件在所述侧向方向上位移。
第九方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述支撑框架包括:垂直支撑板,耦接到所述垂直支撑构件且定位在所述垂直支撑构件与所述熔融玻璃递送导管组件之间;和水平支撑板,耦接到所述水平支撑构件且定位在所述水平支撑构件与所述熔融玻璃递送导管组件之间。
第十方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:熔融玻璃递送导管组件,被支撑在所述上车架组件上,其中所述熔融玻璃递送导管组件包括:支架组件,包括由耐火陶瓷材料所形成的上支架块和由耐火陶瓷材料所形成的下支架块;管组件,定位在所述支架组件中且在所述熔融玻璃递送导管组件的纵向方向上延伸,所述管组件包括由耐火陶瓷材料所形成的上管部和由耐火陶瓷材料所形成的下管部;和递送导管,定位在所述管组件中且在所述纵向方向上延伸,所述递送导管由耐火金属所形成。
第十一方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:键槽,形成于所述下管部与所述下支架块之间,所述键槽在横向于所述纵向方向的侧向方向上延伸;和键,耦接所述下管部和所述下支架块且定位在所述键槽中。
第十二方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述熔融玻璃递送导管组件更包括:耐火块,定位在所述支架组件周围,所述耐火块由耐火陶瓷材料所形成。
第十三方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:键槽,形成于所述下支架块与所述耐火块之间,所述键槽在横向于所述纵向方向的侧向方向上延伸;和键,耦接所述下支架块和所述耐火块且定位在所述键槽中。
第十四方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述上管部包括:多个管节段,在所述纵向方向上延伸且在所述递送导管的一部分周围布置呈拱形。
第十五方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:至少一个凸缘,在所述递送导管的纵向端处耦接到所述递送导管。
第十六方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述至少一个凸缘包括耦接到递送缆线的总线部分和与所述递送导管接触的分布部分。
第十七方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:可平移支撑物,耦接到所述总线部分;和弹簧构件,被配置为在垂直方向上向所述总线部分施加力。
第十八方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述可平移支撑物与所述至少一个凸缘的所述总线部分电隔离。
第十九方面包括:一种玻璃制造装置,包括熔融玻璃递送导管组件,所述熔融玻璃递送导管组件包括:支架组件,包括由耐火陶瓷材料所形成的上支架块和由耐火陶瓷材料所形成的下支架块;管组件,定位在所述支架组件中且在所述熔融玻璃递送导管组件的纵向方向上延伸,所述管组件包括由耐火陶瓷材料所形成的上管部和由耐火陶瓷材料所形成的下管部;键槽,形成于所述下管部与所述下支架块之间,所述键槽在横向于所述纵向方向的侧向方向上延伸;和键,耦接所述下管部和所述下支架块且定位在所述键槽中。
第二十方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:耐火块,定位在所述支架组件周围,所述耐火块由耐火陶瓷材料所形成。
第二十一方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:键槽,形成于所述下支架块与所述耐火块之间,所述键槽在横向于所述熔融玻璃递送导管组件的所述纵向方向的侧向方向上延伸;和键,耦接所述下支架块和所述耐火块且定位在所述键槽中。
第二十二方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,其中所述上管部包括:多个管节段,在所述纵向方向上延伸且布置呈拱形。
第二十三方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:递送导管,由耐火金属所形成、定位在所述管组件中、且在所述纵向方向上延伸。
第二十四方面包括如前述方面中的任一者所述的玻璃制造装置,更包括:凸缘,在所述递送导管的纵向端处耦接到所述递送导管。
将在以下的详细说明中阐述本文中所述的模块化熔融玻璃递送装置和包括所述模块化熔融玻璃递送装置的玻璃制造装置的额外特征和优点,且本领域中的技术人员根据该说明将容易理解这些特征和优点的一部分,或将通过实行本文中所述的实施例来认识这些特征和优点的一部分,所述实施例包括以下的详细说明、权利要求书以及附图。
要了解到,上述的一般说明和以下的详细说明两者描述了各种实施例,且旨在提供概观或架构以供了解所要求保护的标的的本质和特性。包括了附图以提供各种实施例的进一步了解,且将所述附图并入此说明书且构成此说明书的一部分。所述附图绘示本文中所述的各种实施例,且与说明书一起解释所要求保护的标的的原理和操作。
附图说明
图1示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例的玻璃制造装置;
图2示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例包括多个模块的模块化熔融玻璃递送装置;
图3示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例的图2的模块化熔融玻璃递送装置的模块;
图4示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例在没有熔融玻璃递送导管组件的情况下的图3的模块的横截面;
图5示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例在有熔融玻璃递送导管组件的情况下的图3的模块的横截面;
图6A示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例的图5的模块的熔融玻璃递送导管组件的垂直横截面;
图6B示意性地描绘图6A的熔融玻璃递送导管组件的一部分的分解图;
图6C示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例的图5的模块的熔融玻璃递送导管组件的垂直横截面,其中凸缘附加于所述模块;
图7示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例的图5的模块的熔融玻璃递送导管组件的另一个垂直横截面;
图8示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例形成于模块化熔融玻璃递送装置的相邻模块的凸缘之间的玻璃密封件;
图9示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于加热递送导管的凸缘的实施例;
图10示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于加热递送导管的凸缘的实施例;
图11示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于加热递送导管的凸缘的实施例;
图12示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于加热递送导管的凸缘的实施例;
图13示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于加热递送导管的凸缘的实施例;
图14示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例的模块化熔融玻璃递送装置的模块的实施例,所述模块包括外部支撑框架;
图15示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于支撑递送导管的凸缘的可平移支撑物;和
图16示意性地描绘依据本文中所示出和描述的一或更多个实施例用于支撑耦接到凸缘的递送缆线的架空支撑结构。
具体实施方式
现将详细参照本文中所述的模块化熔融玻璃递送装置和包括所述模块化熔融玻璃递送装置的玻璃制造装置的实施例,所述实施例的示例绘示在附图中。将尽可能使用相同的参考标号来在所有附图指称相同或类似的部件。模块化熔融玻璃递送装置的模块的一个实施例示意性地描绘在图3中。所述模块可以包括下车架,所述下车架包括多个下车架滚筒。可以将所述上轨道系统支撑在所述下车架上。所述上轨道系统可以包括一对上支撑轨道,所述一对上支撑轨道相对于水平面用大于0度的仰角α定向。所述模块可以更包括上车架。上车架可以包括:基底板,相对于水平面用大于0的仰角β定向;和多个上车架滚筒,耦接到所述基底板且与所述上轨道系统的所述一对上支撑轨道接合,以促进所述上轨道系统上的所述上车架的平移。支撑框架可以耦接到所述基底板,且熔融玻璃递送导管组件可以被支撑在所述基底板上在所述支撑框架内。将在本文中具体参照附图更详细地描述模块化熔融玻璃递送装置、用于与所述模块化熔融玻璃递送装置一起使用的熔融玻璃递送导管以及包括所述模块化熔融玻璃递送装置和所述熔融玻璃递送导管的玻璃制造装置的各种实施例。
在本文中可以将范围表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达此类范围时,另一个实施例包括从所述一个特定值和/或到所述另一个特定值。类似地,在通过使用先行词“约”将值表示为近似值时,将了解,所述特定值形成了另一个实施例。将进一步了解,范围中的每一者的端点与另一个端点相比是有意义的(significant)且是与另一个端点无关地有意义的。
如本文中所使用的方向性用语(例如上、下、右、左、前、后、顶、底)是仅参照如所绘制的附图而作出的,且不是要暗示绝对的定向。
除非另有明确表明,绝不要将本文中所阐述的任何方法解释为需要其步骤以特定顺序执行,也不需要任何的装置特定的定向。因此,若一个方法权利要求实际上并未记载要由其步骤依循的顺序,或任何装置权利要求实际上并未记载个别元件的顺序或定向,或在权利要求书或说明书中未另有具体表明步骤要受限于特定的顺序,或未记载装置的元件的特定顺序或定向,则绝不要在任何方面推断顺序或定向。这对于用于解译的任何可能的非明示基础都是如此,包括:针对步骤、操作流程、元件顺序或元件定向的布置的逻辑事项;推导自文法组织或标点符号的一般意义,和;说明书中所述的实施例的数量或类型。
如本文中所使用的,单数形式“一个”和“所述”包括了复数的指涉对象,除非上下文另有清楚指示。因此,例如对于“一个”元件的指称包括了具有二或更多个此类元件的方面,除非上下文另有清楚指示。
通过示例的方式参照图1,示意性地描绘了用于由熔融玻璃形成玻璃制品的玻璃制造装置10的实施例。玻璃制造装置10可以包括熔化器11、澄清系统13、混合容器14、递送容器18和形成装置20。通过批料入口12将玻璃批料引入到熔化器11中。在熔化器11中熔化批料以形成熔融玻璃16。熔化器11用连接管50流体耦接到澄清系统13。熔融玻璃16从熔化器11流动通过连接管50且流动到澄清系统13中。
澄清系统13可以包括高温处理区域,所述高温处理区域接收来自熔化器11的熔融玻璃16。在熔融玻璃16驻留在澄清系统13中的同时,从熔融玻璃16移除溶解的气体和/或气泡。澄清系统13可以通过连接管15流体耦接到混合容器14。即,从澄清系统13向混合容器14流动的熔融玻璃可以流动通过连接管15。在熔融玻璃16经过混合容器14时,可以搅拌熔融玻璃16以使熔融玻璃均质化。混合容器14可以转而通过连接管17流体耦接到递送容器18,使得从混合容器14向递送容器18流动的熔融玻璃流动通过连接管17。
递送容器18将熔融玻璃16供应通过降流管19而进入形成装置20。形成装置20可以是例如且不限于熔融拉制机或用于将熔融玻璃形成成玻璃制品(例如条带、管子、胚晶等等)的另一种形成装置。在图1中所描绘的实施例中,形成装置20是熔融拉制机,所述熔融拉制机包括包壳22,入口24和形成容器30定位在所述包壳中。来自降流管19的熔融玻璃16流动到通向形成容器30的入口24中。形成容器30包括接收熔融玻璃16的开口32。熔融玻璃16可以流动到流槽33中,然后在被接触及在下游方向41上被拉出以形成连续的玻璃条带38之前,在形成容器30的根部36处熔融在一起之前溢出及沿着形成容器30的两个收敛侧34a和34b向下流动(在所述根部处,所述两个侧接合)。
虽然图1示意性地描绘了用于使用熔融拉制机来形成玻璃条带的玻璃制造装置10,但也可以使用其他的工序来形成玻璃条带,包括但不限于浮制玻璃工序、槽拉工序等等。进一步地,虽然玻璃制造装置10被描绘为用于形成玻璃条带,但也可以将其他的玻璃制造装置用于形成玻璃片以外的玻璃库存材料,包括但不限于玻璃管、玻璃圆柱、胚晶等等。
玻璃制造装置10可以在室温下建构,然后在高温下操作。将玻璃制造装置10的元件加热到操作温度依据所述元件相应的热膨胀系数增加了元件的尺寸。例如,连接管15、17和50可以由耐火金属所形成且可以在加热时热膨胀。热膨胀将应力引入到连接管15、17和50中。若连接管15、17和50的热膨胀被玻璃制造装置10中的相邻元件约束,则可能向所述连接管给予额外的应力。例如,连接管50定位在熔化器11与澄清系统13之间且耦接到所述熔化器和所述澄清系统,所述熔化器和所述澄清系统中的每一者均也可以在加热时热膨胀。熔化器11和澄清系统13的热膨胀可能约束或抑制连接管50的热膨胀,从而将额外的应力引入于连接管50中。因为耐火金属的高操作温度,所以即使是向连接管15、17和50的耐火金属给予低水平的应力也可以造成耐火金属的蠕变,从而减少了连接管的使用寿命且增加了故障的风险。因为玻璃制造装置可能要长时间停机以促进修理和/或替换,所以连接管的修理和/或替换是昂贵且耗时的且可能减少生产量。
本文中所揭露的是模块化熔融玻璃递送装置、用于与所述模块化熔融玻璃递送装置一起使用的熔融玻璃递送导管,以及包括所述模块化熔融玻璃递送装置和所述熔融玻璃递送导管的玻璃制造装置。可以将模块化熔融玻璃递送装置例如用作玻璃制造装置的各种元件之间的连接管(例如连接管15、17和50)。模块化熔融玻璃递送装置被建构为减少或减轻模块化熔融玻璃递送装置的耐火金属中所引入的应力,从而延长模块化熔融玻璃递送装置的使用寿命、增加生产量及减少玻璃制造装置的操作和维护成本。
现参照图1-2,示意性地描绘了模块化熔融玻璃递送装置100的示例。在图2中所描绘的实施例中,模块化熔融玻璃递送装置被布置为代替连接管50将熔化器11(图1)耦接到玻璃制造装置10(图1)中的澄清系统13(图1)。然而,模块化熔融玻璃递送装置100可以用来耦接玻璃制造装置10的其他元件,包括但不限于澄清系统13和混合容器14(即代替连接管15)、混合容器14和递送容器18(即代替连接管17)等等。模块化熔融玻璃递送装置100可以包括至少一个模块。在图2中所描绘的实施例中,模块化熔融玻璃递送装置100包括两个模块(模块102a和模块102b)。然而,模块化熔融玻璃递送装置100可以包括一个模块或多于两个的模块。模块102a、102b中的每一者均可以包括下车架104、上轨道系统106、上车架108和熔融玻璃递送导管组件110(示意性地描绘于图5-7中)。
现参照图3和4,用剖面(图3)和用垂直横截面(图4)示意性地描绘了模块化熔融玻璃递送装置100的一个模块(模块102a)。具体而言,图4描绘模块102a在附图中所描绘的坐标轴的X-Z平面上的横截面。为了易于说明起见,图4描绘不具有熔融玻璃递送导管组件110(在本文中被更详细地描述)的模块102a。虽然在本文中具体参照模块102a的元件和结构,但应了解,模块102b也包括与模块102a相同的元件且构造类似。
如图3和4中所描绘,模块102a的下车架104可以包括下车架框架114和耦接到下车架框架114的多个下车架滚筒(图3和4中描绘了三个下车架滚筒116a、116b、116c)。在实施例中,模块102a可以更包括下轨道系统112。下轨道系统112可以包括一对下支撑轨道118a、118b。下支撑轨道118a、118b可以彼此平行且在模块102a的纵向方向(即附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向)上延伸。下支撑轨道118a、118b可以具有实质水平的定向(即下支撑轨道118a、118b定位在与附图中所描绘的坐标轴的X-Y平面平行的平面上)。在实施例中,所述多个下车架滚筒116a、116b、116c可以各自与下支撑轨道118a、118b中的一者接合,以促进下车架框架114在下轨道系统112上在附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向上的平移(且因此促进下车架104在所述下轨道系统上在附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向上的平移)。在本文中所述的实施例中,下车架框架114和下支撑轨道118a、118b可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢或类似的承载材料。
仍参照图3和4,模块102a可以更包括上轨道系统106。可以将上轨道系统106支撑在下车架104的下车架框架114上。上轨道系统106可以包括一对上支撑轨道120a、120b。上支撑轨道120a、120b可以彼此平行且相对于水平面(即相对于附图中所描绘的坐标轴的X-Y平面)用仰角α定向。在本文中所述的实施例中,仰角α可以大于0度。在实施例中,仰角α可以大于0度且小于90度或甚至大于0度且小于或等于45度。在一些实施例中,仰角α可以小于0度且大于-90度或甚至小于0度且大于或等于-45度。在图3和4中所描绘的模块102a的实施例中,上支撑轨道120a、120b与下车架框架114之间的间隔在附图中所描绘的坐标轴的+Y方向上增加。可以用支柱(图3和4中描绘了三个支柱122a、122b、122c)将上支撑轨道120a、120b支撑在下车架104的下车架框架114上。支柱122a、122b与支柱122c的高度的差异可以决定上支撑轨道120a、120b相对于水平面的仰角α。因此,在图3和4中所描绘的模块102a实施例中,支柱122a、122b的高度可以小于支柱122c的高度。与下支撑轨道118a、118b及下车架框架114类似,上支撑轨道120a、120b和支柱122a、122b、122c可以由承载材料所形成,例如且不限于结构钢或类似的承载材料。在本文中所述的实施例中,支柱122a、122b、122c可以通过焊接和/或机械紧固件耦接到下车架框架114和上支撑轨道120a、120b。
在本文中所述的实施例中,可以将模块102a的上车架108支撑在下车架104上。具体而言,上车架108可以包括基底板124和耦接到基底板124的多个上车架滚筒(图3和4中描绘了三个上车架滚筒126a、126b、126c)。在实施例中,所述多个上车架滚筒126a、126b、126c可以各自与上支撑轨道120a、120b中的一者接合以促进基底板124在上轨道系统106上的平移(且因此促进上车架108在所述上轨道系统上的平移)。上车架108的基底板124可以相对于水平面(即相对于附图中所描绘的坐标轴的X-Y平面)用仰角β定向。在本文中所述的实施例中,仰角β可以大于0度。在实施例中,仰角β可以大于0度且小于90度或甚至大于0度且小于或等于45度。在实施例中,仰角β可以小于0度且大于-90度或甚至小于0度且大于或等于-45度。在实施例中,仰角β可以等于仰角α。由于上车架108的基底板124的角定向和上支撑轨道120a、120b的角定向,上支撑轨道120a、120b上的上车架108的平移运动的主要向量分量可以与附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向平行。在本文中所述的实施例中,上车架108的基底板124可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢或类似的承载材料。
仍参照图3和4,上车架108可以更包括耦接到基底板124的支撑框架128。支撑框架128支撑且加强定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的熔融玻璃递送导管组件110(描绘于图5-7中)。在实施例中,也可以将支撑框架128建构成适应熔融玻璃递送导管组件110在熔融玻璃递送导管组件110的侧向方向上(即在附图中所描绘的坐标轴的+/-X方向上)的热膨胀和收缩。在实施例中,也可以将支撑框架128建构成适应熔融玻璃递送导管组件110在熔融玻璃递送导管组件110的垂直方向(即在附图中所描绘的坐标轴的+/-Z方向)上的热膨胀和收缩。
例如,在实施例中,支撑框架128可以包括多个垂直支撑构件(图3和4中所描绘的垂直支撑构件130a、130b、130c)和多个水平支撑构件132a、132b。垂直支撑构件130a、130b、130c和水平支撑构件132a、132b可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢或类似的承载材料。垂直支撑构件130a、130b、130c的下端(即垂直支撑构件在附图中所描绘的坐标轴的-Z方向上的端部)可以用侧向弹簧构件134耦接到上车架108的基底板124。类似地,垂直支撑构件130a、130b、130c的上端(即垂直支撑构件在附图中所描绘的坐标轴的+Z方向上的端部)可以用侧向弹簧构件134耦接到水平支撑构件132a、132b。侧向弹簧构件134可以是例如且不限于压缩弹簧、碟形弹簧、弹簧螺栓和/或上述项目的组合。
侧向弹簧构件134可以允许垂直支撑构件130a、130b、130c在附图中所描绘的坐标轴的+/-X方向上(即侧向地)位移以适应定位在由上车架108的支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的熔融玻璃递送导管组件110的热膨胀和收缩。也就是说,在熔融玻璃递送导管组件110在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内加热时,熔融玻璃递送导管组件110可以膨胀且在+/-X方向上在垂直支撑构件130a、130b、130c上施加力。侧向弹簧构件134允许垂直支撑构件130a、130b、130c在+/-X方向上位移,从而适应熔融玻璃递送导管组件110的热膨胀。类似地,在熔融玻璃递送导管组件110在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内冷却时,熔融玻璃递送导管组件110背向垂直支撑构件130a、130b、130c收缩。侧向弹簧构件134可以允许垂直支撑构件130a、130b、130c在+/-X方向上位移,使得垂直支撑构件130a、130b、130c保持与熔融玻璃递送导管组件110接触,从而在熔融玻璃递送导管组件110冷却和收缩时支撑所述熔融玻璃递送导管组件。
除了侧向弹簧构件134以外,支撑框架128也可以包括垂直弹簧构件136。具体而言,垂直支撑构件130a、130b、130c的上端(即垂直支撑构件在附图中所描绘的坐标轴的+Z方向上的端部)可以用垂直弹簧构件136耦接到水平支撑构件132a、132b。垂直弹簧构件136可以是例如且不限于压缩弹簧、碟形弹簧、弹簧螺栓和/或上述项目的组合。
垂直弹簧构件136可以允许水平支撑构件132a、132b在附图中所描绘的坐标轴的+/-Z方向上(即垂直地)位移以适应定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的熔融玻璃递送导管组件110的热膨胀和收缩。也就是说,在熔融玻璃递送导管组件110在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内加热时,熔融玻璃递送导管组件110膨胀且在+Z方向上在水平支撑构件132a、132b上施加力。垂直弹簧构件136可以允许水平支撑构件132a、132b在+Z方向上位移,从而适应熔融玻璃递送导管组件110的热膨胀。类似地,在熔融玻璃递送导管组件110在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内冷却时,熔融玻璃递送导管组件110背向水平支撑构件132a、132b收缩。垂直弹簧构件136可以允许水平支撑构件132a、132b在-Z方向上位移,使得水平支撑构件132a、132b保持与熔融玻璃递送导管组件110接触,从而在熔融玻璃递送导管组件110冷却和收缩时支撑所述熔融玻璃递送导管组件。
在实施例中,上车架108的支撑框架128可以更包括垂直支撑板(图3和4中描绘了两个垂直支撑板138a、138b)和/或水平支撑板(图3和4中描绘了一个水平支撑板140),以向定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的熔融玻璃递送导管组件110提供额外支撑。例如,在实施例中,支撑框架128可以更包括设置在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的垂直支撑板138a、138b。垂直支撑板138a可以例如通过焊接、机械紧固件等等耦接到垂直支撑构件130a、130b,使得垂直支撑板138a被设置在垂直支撑构件130a、130b与定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142中的熔融玻璃递送导管组件110之间(例如如图5中所描绘)。类似地,垂直支撑板138b可以例如通过焊接、机械紧固件等等耦接到垂直支撑构件130c,使得垂直支撑板138a被设置在垂直支撑构件130c与定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142中的熔融玻璃递送导管组件110之间(例如如图5中所描绘)。垂直支撑板138a、138b可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢或类似的承载材料。垂直支撑板138a、138b可以允许由熔融玻璃递送导管组件110在垂直支撑构件130a、130b、130c上所施加的力(反之亦然)沿着熔融玻璃递送导管组件110的纵向长度(即熔融玻璃递送导管组件110大致在附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向上的长度)均匀分布,使得熔融玻璃递送导管组件110在热膨胀和收缩的期间及在热膨胀和收缩的时期之间被支撑框架128均匀支撑。
在实施例中,支撑框架128更包括设置在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的水平支撑板140。水平支撑板140可以例如通过焊接、机械紧固件等等耦接到水平支撑构件132a、132b,使得水平支撑板140被设置在水平支撑构件132a、132b与定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142中的熔融玻璃递送导管组件110之间(例如如图5中所描绘)。水平支撑板140可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢或类似的承载材料。水平支撑板140可以允许由熔融玻璃递送导管组件110在水平支撑构件132a、132b上所施加的力(反之亦然)沿着熔融玻璃递送导管组件110的纵向长度均匀分布,使得熔融玻璃递送导管组件110在热膨胀和收缩期间及在热膨胀和收缩的时期之间被支撑框架128均匀支撑。
仍参照图3和4,在实施例中,模块102a可以更包括膨胀辅助构件144以协助下车架104沿着下轨道系统112的下支撑轨道118a、118b平移。具体而言,在定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积142内的熔融玻璃递送导管组件110的热膨胀和收缩期间,熔融玻璃递送导管组件110的全部或部分的纵向长度可能增加(热膨胀)或减少(热收缩),从而使得下车架104沿着下轨道系统112的下支撑轨道118a、118b平移。尽管在下车架104与下支撑轨道118a、118b之间并入了多个下车架滚筒116a、116b、116c,但模块102a的大质量可能使得难以克服模块102a的静态惯性且从而使模块102a在所述多个下车架滚筒116a、116b、116c上运动。若未克服模块102a的静态惯性,则可能将额外的应力给予熔融玻璃递送导管组件110,从而可能造成熔融玻璃递送导管组件110的损伤和/或故障。膨胀辅助构件144可以通过在熔融玻璃递送导管组件110加热时在纵向膨胀(即熔融玻璃递送导管组件110的纵向长度的方向上的膨胀)的方向上向下车架104提供膨胀辅助力,来协助克服模块102a的静态惯性。
具体而言,膨胀辅助构件144可以包括弹簧构件,例如气动缸、液压缸、压缩弹簧等等,所述弹簧构件在一个方向上施加偏压力(即膨胀辅助构件表现得像单动作缸)。在本文中所述的实施例中,偏压力可以是在熔融玻璃递送导管组件110的纵向膨胀的方向(即附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向)上。
膨胀辅助构件144可以用车架托座146耦接到下车架104且用轨道托座148耦接到下支撑轨道118a,使得膨胀辅助构件144机械接地到下支撑轨道118a。膨胀辅助构件144可以在+Y方向或-Y方向中的任一者上通过车架托座向下车架104施加膨胀辅助力,以在熔融玻璃递送导管组件110被加热且热膨胀时协助克服模块102a的静态惯性及促进下车架104的平移。
在实施例中,模块102a可以更包括质量补偿构件150以沿着上轨道系统106的上支撑轨道120a、120b抵消上车架108和熔融玻璃递送导管组件110的质量,且从而防止上车架108沿着上轨道系统106的上支撑轨道120a、120b不需要地运动。具体而言,如本文中所述,上轨道系统106的上支撑轨道120a、120b可以相对于水平面用仰角α定向,且所述多个上车架滚筒126a、126b、126c与上轨道系统106的上支撑轨道120a、120b接合。因此,在没有任何额外补偿或约束的情况下,上车架108将由于重力沿着上支撑轨道120a、120b向下平移。并且,在模块102a的元件膨胀时,膨胀可能被作用在模块102a上的重力抑制,这转而可能将应力引入到元件中。为了防止此种不需要的运动和减轻应力的引入,模块102a可以包括质量补偿构件150,所述质量补偿构件被配置为沿着上轨道系统106向上车架108施加向上的质量补偿力。
具体而言,质量补偿构件150可以包括弹簧构件,例如气动缸、液压缸、压缩弹簧等等,所述弹簧构件在一个方向上施加偏压力(即质量补偿构件150表现得像单动作缸)。在本文中所述的实施例中,质量补偿构件150可以用车架托座152耦接到上车架108和用轨道托座154耦接到上支撑轨道120a,使得质量补偿构件150机械接地到上支撑轨道120a,且质量补偿构件150的偏压力与上支撑轨道120a平行且具有向上垂直方向(即附图中所描绘的坐标轴的+Z方向)上的力分量。质量补偿构件150可以沿着上轨道系统106(具体而言是沿着上支撑轨道120a、120b)施加向上的质量补偿力且通过车架托座152施加到上车架108,以防止上车架108由于重力沿着上支撑轨道120a、120b向下运动。在实施例中,由质量补偿构件150所施加的向上的质量补偿力的水平分量可以与由膨胀辅助构件144所施加的膨胀辅助力水平分量相对。质量补偿构件150也可以通过促进上轨道系统106上的上车架108抵抗作用在模块102a上的向下重力而平移,来在模块102a加热时协助适应熔融玻璃递送导管组件110的热膨胀。
再次参照图2和3,在实施例中,模块102a的下车架104可以包括附加于下车架框架114的车架耦接器170。在实施例中,车架耦接器170可以包括套环块171和螺纹杆172。可以将螺纹杆172安插通过套环块171且用锁紧螺母173固定在适当的位置。车架耦接器170可以例如用来将模块102a固定到相邻的模块102b,从而维持模块相对于彼此的相对位置。
现参照图5-7,图5示意性地描绘模块102a的横截面,其中熔融玻璃递送导管组件110定位在由支撑框架128和基底板124所包封的容积中;图6A示意性地描绘熔融玻璃递送导管组件110的通过附图中所描绘的坐标轴的X-Z平面的横截面;图6B示意性地描绘图6A的熔融玻璃递送导管组件110的一部分的分解图;图6C示意性地描绘熔融玻璃递送导管组件110的通过附图中所描绘的坐标轴的X-Z平面且包括凸缘220的横截面;以及图7描绘熔融玻璃递送导管组件110的通过附图中所描绘的坐标轴的Y-Z平面的横截面。在实施例中,熔融玻璃递送导管组件110可以包括支架组件180、管组件190和递送导管200。在实施例中,熔融玻璃递送导管组件110可以更包括电耦接到递送导管200的至少一个凸缘220。在实施例中,可以将支架组件180和管组件190建构为在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时防止支架组件180和管组件190彼此相对滑动。然而,在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时,递送导管200可以相对于支架组件180和管组件190自由滑动。
具体参照图6A和6B,熔融玻璃递送导管组件110可以包括递送导管200,熔融玻璃流动通过所述递送导管。在实施例中,递送导管200可以由耐火金属所形成,举例而言,例如且不限于铂、钼、钯、铑、铱、铼、钽、钛、钨、上述项目的合金和/或上述项目的组合,其能够耐得住流动通过所述耐火金属的熔融玻璃的高温和腐蚀本性。虽然附图将递送导管200的横截面描绘为是圆形,但其他的横截面也被考虑且是可能的,包括但不限于横截面呈椭圆形、横截面呈长椭圆形、横截面呈卵形等等的递送导管。在实施例中,加热器绕组201可以缠绕于递送导管200周围以促进加热递送导管200和/或补充加热递送导管200。
在实施例中,递送导管200可以定位在管组件190中,使得递送导管200和管组件都在熔融玻璃递送导管组件110的纵向方向上延伸。管组件190可以由耐火陶瓷材料构成,所述耐火陶瓷材料使递送导管200和流动通过所述递送导管的熔融玻璃绝缘,且最小化熔融玻璃递送导管组件110的径向方向上的温度变化(即与附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向垂直的方向上的温度变化)。管组件190可以由例如且不限于氧化铝、氧化锆、稳定化的氧化锆和/或上述项目的组合所形成。在实施例中,管组件190可以由组装在递送导管200周围的多个离散部分所形成。例如,在实施例中,管组件190可以由下管部192和上管部194构成,如图6B中所描绘。在实施例中,下管部192和/或上管部194可以由多个离散节段构成。例如,如图6B中所描绘,上管部194可以由多个管节段196a、196b、196c构成,所述多个管节段在熔融玻璃递送导管组件110的纵向方向上延伸且在递送导管200的至少一部分周围布置呈拱形。虽然图6B将上管部194描绘为由多个管节段196a、196b、196c构成,但其他的实施例也被考虑且是可能的,例如下管部192由多个管节段构成的实施例,以及下管部192和上管部194都是由多个管节段构成的实施例。
在本文中所述的实施例中,递送导管200不黏着或附接到管组件190,且如此,递送导管200可以相对于管组件190自由滑动。其结果是,在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时,递送导管200可以相对于管组件190自由热膨胀和收缩,从而避免将额外的应力引入到递送导管200中。
仍参照图6A和6B,递送导管200和管组件190可以定位在支架组件180中,使得递送导管200、管组件190和支架组件180在熔融玻璃递送导管组件110的纵向方向上延伸。支架组件180可以由耐火陶瓷材料构成,所述耐火陶瓷材料使管组件190、递送导管200和流动通过所述递送导管的熔融玻璃绝缘,且最小化熔融玻璃递送导管组件110的径向方向上的温度变化。支架组件180可以由例如且不限于氧化铝、氧化锆、稳定化的氧化锆和/或上述项目的组合所形成。在实施例中,支架组件180可以由组装在管组件190周围的多个离散部分所形成。例如,在实施例中,支架组件180可以由下管部192和上管部194构成,如图6B中所描绘。
现参照图5和6A,可以将绝缘耐火块202和/或耐火板定位在支架组件180周围以向递送导管200、管组件190、支架组件180和流动通过所述递送导管的熔融玻璃提供进一步绝缘。在实施例中,耐火块202可以由例如且不限于氧化铝、氧化锆、稳定化的氧化锆和/或上述项目的组合所形成。
如本文中所述,模块化熔融玻璃递送装置100的个别模块的元件和构造可以大致相同。然而,在实施例中,使用在例如支架组件180和管组件190中的耐火陶瓷材料在模块中的每一者中可以是不同的。具体而言,可以将耐火陶瓷材料选定为在模块化熔融玻璃递送装置100的特定模块中提供所需的绝缘量或相反地所需的热传导量,无论使用在模块化熔融玻璃递送系统的另一个模块中的耐火陶瓷材料是什么。
现参照图7,在实施例中,可以接合支架组件180和管组件190以在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时防止支架组件180与管组件190之间的相对移动。这允许通过例如质量补偿构件150将熔融玻璃递送导管组件110和上车架作为单个单体固体来支撑。类似地,在实施例中,接合支架组件180和耐火块202以在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时防止支架组件180与耐火块202之间的相对移动。例如,在实施例中,可以在下管部192与下支架块182之间形成一或更多个键槽230,使得每个键槽230的一部分定位在下管部192中且键槽230的一部分定位在下支架块182中。键槽230可以在熔融玻璃递送导管组件110的侧向方向上延伸,所述侧向方向横向于熔融玻璃递送导管组件110的纵向方向。可以将键232定位在每个键槽230中,从而耦接下管部192和下支架块182且在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时防止下管部192与下支架块182之间的相对运动。在实施例中,每个键槽230中的键232均可以由耐火材料所形成,举例而言,例如且不限于耐火陶瓷材料和耐火金属。或者,键232可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢。替代性或附加性地,可以用与下管部192及下支架块182类似的方式耦接上管部194和上支架块184。
类似地,可以在耐火块202与下支架块182之间形成一或更多个键槽230,使得每个键槽230的一部分定位在耐火块202中且键槽230的一部分定位在下支架块182中。键槽230在熔融玻璃递送导管组件110的侧向方向上延伸,所述侧向方向横向于熔融玻璃递送导管组件110的纵向方向。可以将键232定位在每个键槽230中,从而耦接耐火块202和下支架块182且在熔融玻璃递送导管组件110加热和冷却时防止耐火块202与下支架块182之间的相对运动。在实施例中,每个键槽230中的键232均可以由耐火材料所形成,举例而言,例如且不限于耐火陶瓷材料和耐火金属。或者,键232可以由承载材料所形成,举例而言,例如且不限于结构钢。替代性或附加性地,可以用与耐火块202及下支架块182类似的方式耦接耐火块202和上支架块184。
现参照图2和6C-8,在实施例中,模块化熔融玻璃递送装置100的每个模块102a、102b可以包括单独的递送导管200。在这些实施例中,熔融玻璃递送导管组件110可以包括定位在递送导管200的两端处的凸缘220。凸缘220促进在例如模块化熔融玻璃递送装置100的个别模块102a、102b的熔融玻璃递送导管组件110之间形成玻璃密封件。例如,模块化熔融玻璃递送装置100可以包括串联布置的多个模块,如本文中所述。熔融玻璃用串列的方式流动通过模块(即在流动通过下一个模块之前流动通过一个模块)。由于熔融玻璃相对高的温度和腐蚀本性,以及模块的元件相对大的热膨胀,不在模块化熔融玻璃递送装置的相邻的模块102a、102b之间使用常规的密封件。而是,允许熔融玻璃在相邻的模块102a、102b之间泄漏。在熔融玻璃冷却和固化时,玻璃密封件形成于相邻的模块102a、102b之间。在图8中所描绘的实施例中,熔融玻璃泄漏在相邻模块102a、102b的凸缘220之间且固化在凸缘220之间,从而形成玻璃密封件229。
在实施例中,凸缘220可以是导电的,以促进通过将电流流动通过凸缘220且转而流动通过递送导管200来加热递送导管200。在这些实施例中,凸缘220围束递送导管200且维持与递送导管200的外表面电接触。电流穿过凸缘220且进入递送导管200以加热递送导管200和递送导管200内的熔融玻璃。在各种实施例中,凸缘220围束递送导管200的至少一部分,且可以定位在熔融玻璃递送导管组件110的纵向端处。因为递送导管200的电阻,电流直接加热递送导管,从而加热递送导管200内部的熔融玻璃。
通过示例的方式具体参照图6C,凸缘220可以包括总线部分222和分布部分224,其中分布部分224具有围绕递送导管200的均匀的横截面宽度。然而,其他的实施例也被考虑且是可能的。
详细而言,图9-13描绘了用于与递送导管200一起使用的凸缘的各种替代配置。例如,图9描绘了凸缘260的另一个实施例,所述凸缘包括总线部分262和分布部分264,其中分布部分264在递送导管200周围具有不均匀的横截面宽度。图10描绘了凸缘360的一个实施例,所述凸缘包括从分布部分364延伸的多个总线部分362。图11描绘凸缘460的一个实施例,所述凸缘包括两个总线部分462,所述总线部分在侧向方向(即附图中所描绘的坐标轴的+/-X方向)上从分布部分464延伸且包括在垂直方向(即附图中所描绘的坐标轴的+Z方向)上延伸的至少一部分以供与电引线连接。图12描绘凸缘560的一个实施例,所述凸缘包括两个总线部分562,所述总线部分从分布部分564在相对的方向上延伸(例如在相对的垂直方向上延伸)。图13描绘凸缘660的一个实施例,所述凸缘包括两个总线部分662,所述总线部分从分布部分664侧向地在相对的方向上延伸以供与电引线连接。凸缘220、260、360、460、560、660的各种配置可以促进将电流引入到递送导管200中以供进行熔融玻璃的针对性和/或高效率的加热,且可以至少基于传递到递送导管200的电流的大小和总线部分对于与电流源的连接的可及性来选定。
在本文中所述的实施例中,凸缘220、260、360、460、560、660可以由低电阻金属(例如过渡金属,例如且不限于电气级镍600/601)和/或高温耐火金属(举例而言,例如且不限于铂或其合金)制作,所述金属适于用在玻璃制造中所经历的高温下。在各种实施例中,凸缘220、260、360、460、560、660可以例如通过空气冷却或水冷却来冷却。在各种实施例中,可以将冷却流体引导通过冷却管(未描绘),所述冷却管耦接到凸缘220、260、360、460、560、660且延伸于所述凸缘周围。在其他的实施例中,可以使用冷却流体来冷却凸缘220、260、360、460、560、660的选定部分。
虽然图2和6C-8将模块化熔融玻璃递送装置100的每个模块102a、102b描绘为包括单独的递送导管200,但其他的实施例也被考虑且是可能的。例如,在其他的实施例(未描绘)中,模块化熔融玻璃递送装置100可以包括延伸通过多个模块102a、102b且延伸于所述多个模块之间的单个递送导管200。在这些实施例中,凸缘220、260、360、460、560、660可以位于单个递送导管200的相对端处。在一些实施例中,单个递送导管200可以更包括定位在导管上在相邻的模块之间的额外凸缘。
现参照图14和15,在实施例中,模块102a可以更包括外部支撑框架250。外部支撑框架250可以包括外部垂直支撑构件252,所述外部垂直支撑构件通过焊接、机械紧固件等等接合到外部水平支撑构件254(图14中描绘了一个)。外部支撑框架250可以用例如且不限于托座256耦接到下车架104的下车架框架114,使得外部支撑框架250可以与下车架104一起平移。在实施例中,凸缘220耦接到外部支撑框架250以在凸缘和熔融玻璃递送导管组件110的其他元件热膨胀和收缩时适应凸缘220的平移。例如,外部支撑框架250可以包括耦接到外部支撑框架250的外部水平支撑构件254的凸缘支撑构件240。凸缘220可以通过可平移支撑物410耦接到凸缘支撑构件240。可平移支撑物410可以包括耦接到凸缘支撑构件240的支撑板411和相对于支撑板411在垂直方向84上平移的耦接托座416。可以将耦接托座416附加到凸缘220的分布部分224。可平移支撑物410可以包括弹簧412,所述弹簧通过与耦接托座416接触的传动杆413向耦接托座416施加向上力。电绝缘(未描绘)可以定位在传动杆413与耦接托座416之间,使得耦接托座416和支撑板411彼此电隔离。弹簧412通过传动杆413强迫可平移支撑物410的耦接托座416与凸缘220的总线部分222接触。由弹簧412所施加的力抵消原本会通过凸缘220的重量给予递送导管200的负载(及相关的应力)。弹簧412也可以适应凸缘220和熔融玻璃递送导管组件110的其他元件的热膨胀和收缩。
例如,在递送导管200加热或冷却时,递送导管200热膨胀或收缩。递送导管的热膨胀和收缩改变了凸缘220的高度。弹簧412在膨胀和收缩的期间维持对凸缘220的支撑,同时最小化通过凸缘220的重量给予递送导管的应力。递送导管200的纵向膨胀和收缩也改变了凸缘220在纵向方向(即附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向)上的位置。可平移支撑物410可以重新定位以适应凸缘220的纵向位置的改变。例如,弹簧412可以在纵向方向上沿着支撑板411滑动。
虽然未描绘在附图中,但在实施例中,外部支撑框架250可以更包括附接外部支撑框架250的面板,从而在熔融玻璃递送导管组件110周围形成囊状器。封装熔融玻璃递送导管组件110允许控制紧密环绕熔融玻璃递送导管组件110的大气,从而防止例如氧气渗透通过熔融玻璃递送导管组件110的铂元件。
现参照图14和16,在实施例中,凸缘220的总线部分222可以用夹钳399和电力递送缆线380耦接到电源(未描绘)。递送缆线380可以具有相对大的质量以适应加热递送导管200所需的电力的递送而不会熔化递送缆线380。分布缆线的重量的一部分可能通过凸缘220传送到递送导管200,从而将额外的应力引入到递送导管200。在实施例中,为了抵销递送缆线380给予递送导管的重量(且从而减少给予递送导管200的应力),可以如图16中所描绘地通过架空的支撑结构400支撑递送缆线。架空的支撑结构400可以包括悬挂在模块102a上方的轨道401。架空的支撑结构400可以更包括从轨道401延伸的吊架402。吊架402可以耦接到递送缆线380,使得递送缆线380从轨道401悬挂。吊架402支撑递送缆线380的重量,使得通过递送缆线380的重量在递送导管200上给予的应力最小化。在实施例中,可以由吊运车404支撑吊架402,所述吊运车可以沿着轨道401平移。吊运车404可以允许吊架402平移同时支撑递送缆线380,从而在递送导管200膨胀和收缩时最小化递送缆线380与递送缆线380所耦接到的凸缘220的失准。例如,在模块102a加热和冷却时,递送导管200膨胀和收缩,这可以使凸缘220在纵向方向上平移。吊运车404可以允许递送缆线380与凸缘220一起平移,使得吊架402在凸缘220的位置改变时支撑递送缆线380,从而减少由递送缆线380给予递送导管200的应力。
在实施例中,吊架402可以包括弹簧支撑物406。弹簧支撑物406可以具有一定的弹簧常数,所述弹簧常数允许弹簧支撑物406在递送缆线380垂直地(即在附图中所描绘的坐标轴的+/-Z方向上)位移时向递送缆线380提供连续的垂直支撑。例如,在递送导管200加热和冷却时,递送导管200径向地(即在与附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向垂直的方向上)且纵向地(即在附图中所描绘的坐标轴的+/-Y方向上)热膨胀。递送导管200的径向膨胀和收缩改变了凸缘220的垂直高度。为了最小化由导体凸缘160的重量给予到递送导管200上的应力,可以将弹簧支撑物406选定和配合为使得向导体凸缘160施加垂直力,即使在导体凸缘160的位置垂直位移时也是如此。因此,弹簧支撑物406支撑递送缆线380,无论递送缆线380相对于架空支撑结构400的位置如何。因此,吊架402可以在模块102a加热和冷却时最小化对模块102a的元件(例如递送导管200)的应力引入。
现将具体参照图1-5更详细地描述模块化熔融玻璃递送装置100与玻璃制造装置10的操作。将参照使用模块化熔融玻璃递送装置100来代替将熔化器11与澄清系统13连接的连接管50。
起初,可以将模块102a、102b定位在熔化器11与澄清系统13之间在下轨道系统112上。每个模块102a、102b的递送导管200可以彼此对准、与熔化器11的出口对准及与澄清系统13的入口对准,以促进熔融玻璃16从熔化器11通过模块化熔融玻璃递送装置100的模块102a、102b流动到澄清系统13。可以接着将电流引入到凸缘220中(和/或引入到加热器绕组201(图6B)中)以在递送导管200从熔化器11接收熔融玻璃16流之前预热递送导管200。
此后,可以在通过凸缘220和/或加热器绕组201加热递送导管200的同时,将熔融玻璃16引导通过模块102a、102b的递送导管200且引导到澄清系统13中。随着模块102a、102b的温度增加,模块102a、102b的元件可能由于它们相应的热膨胀系数而径向地和纵向地热膨胀,如本文中所述。例如,随着递送导管200纵向地膨胀,模块102a、102b可以抵着彼此和/或抵着熔化器11及澄清系统13施加力。这些力可以使得下车架104沿着下轨道系统112位移且上车架108沿着模块102a、102b的上轨道系统106位移,从而适应模块化熔融玻璃递送装置100的模块102a、102b在纵向方向上的纵向热膨胀而不会将静态应力引入到模块102a、102b的元件部件(例如递送导管200等等)中。可以通过例如膨胀辅助构件144和质量补偿构件150来协助下车架104位移,如本文中所述。
可以通过支撑框架128的侧向弹簧构件134和垂直弹簧构件136适应模块102a、102b的元件的径向热膨胀。具体而言,在熔融玻璃递送导管组件110的元件径向地热膨胀且压抵垂直支撑构件130a、130b、130c和水平支撑构件132a、132b时,侧向弹簧构件134和垂直弹簧构件136分别允许垂直支撑构件130a、130b、130c和水平支撑构件132a、132b位移,从而适应熔融玻璃递送导管组件110的径向热膨胀和减轻递送导管200中的应力引入。
参照图2和14-16,模块102a、102b的架空支撑结构400和可平移支撑物410在模块化熔融玻璃递送装置100加热时适应模块102a、102b的凸缘220的位移。具体而言,可平移支撑物410的弹簧412通过在支撑板411与耦接托座416之间伸展来适应凸缘220在垂直方向上的位移,同时也沿着支撑板411滑动以适应凸缘220的纵向位移,从而减轻通过凸缘220对递送导管200的应力引入。同时,弹簧支撑物406通过在向上垂直方向上回缩来适应凸缘220和附接的递送缆线380的垂直位移,从而减少通过凸缘220附加在递送导管200上的递送缆线380的重量且减轻递送导管200中的应力引入。
再次参照图1-3,在模块化熔融玻璃递送装置100的模块102a、102b的温度平衡且玻璃制造装置10的元件的热膨胀减少(例如停止)时,使用车架耦接器170来将模块102a、102b的下车架104耦接在一起,从而防止模块102a、102b之间的相对运动。
本文中所述的模块化熔融玻璃递送装置可以用来减少或减轻模块化熔融玻璃递送装置的元件中的应力,从而延长模块化熔融玻璃递送装置的使用寿命、增加生产量以及减少玻璃制造装置的操作和维护成本。例如,所描述的模块化熔融玻璃递送装置可以通过适应装置的元件的热膨胀来减少由装置的元件的热膨胀所造成的应力。通过适应元件的热膨胀,可以实现较高的操作温度,这转而允许较大的熔融玻璃流量(即增加每小时的熔融玻璃质量)通过装置,从而增加了生产输出量同时减少了由应力引起的损伤或故障的风险。
本领域中的技术人员将理解,可以在不脱离所要求保护的标的的精神和范围的情况下对本文中所述的实施例作出各种更改和变化。因此,本说明书旨在涵盖本文中所述的各种实施例的变体和变化,条件是此类变体和变化落于随附权利要求书及它们的等效物的范围之内。
Claims (24)
1.一种玻璃制造装置,包括熔融玻璃递送装置,所述熔融玻璃递送装置包括至少一个模块,所述至少一个模块包括:
下车架,包括多个下车架滚筒;
上轨道系统,被支撑在所述下车架上,所述上轨道系统包括一对上支撑轨道,所述一对上支撑轨道相对于水平面用大于0度的仰角α定向;和
上车架,包括:
基底板,相对于水平面用大于0度的仰角β定向;和
多个上车架滚筒,耦接到所述基底板且与所述上轨道系统的所述一对上支撑轨道接合。
2.如权利要求1所述的玻璃制造装置,其中所述仰角α等于所述仰角β。
3.如权利要求1所述的玻璃制造装置,更包括:下轨道系统,包括一对下支撑轨道,所述下车架的所述多个下车架滚筒与所述一对下支撑轨道接合。
4.如权利要求1所述的玻璃制造装置,更包括:膨胀辅助构件,耦接到所述下车架,所述膨胀辅助构件被配置为向所述下车架施加膨胀辅助力。
5.如权利要求1所述的玻璃制造装置,更包括:质量补偿构件,耦接到所述上车架和所述上轨道系统,所述质量补偿构件被配置为沿着所述上轨道系统向所述上车架施加向上的质量补偿力。
6.如权利要求5所述的玻璃制造装置,更包括:膨胀辅助构件,耦接到所述下车架,所述膨胀辅助构件被配置为向所述下车架施加膨胀辅助力。
7.如权利要求6所述的玻璃制造装置,其中所述向上质量补偿力的水平分量与所述膨胀辅助力的水平分量相对。
8.如权利要求1所述的玻璃制造装置,更包括:支撑框架,耦接到所述上车架的所述基底板,所述支撑框架包括:
垂直支撑构件,用侧向弹簧构件耦接到所述基底板,使得所述垂直支撑构件可以相对于所述基底板在侧向方向上位移;和
水平支撑构件,用垂直弹簧构件和侧向弹簧构件耦接到所述垂直支撑构件,使得所述水平支撑构件可以相对于所述垂直支撑构件在垂直方向上位移,且所述垂直支撑构件可以相对于所述水平支撑构件在所述侧向方向上位移。
9.如权利要求8所述的玻璃制造装置,其中所述支撑框架包括:
垂直支撑板,耦接到所述垂直支撑构件;和
水平支撑板,耦接到所述水平支撑构件。
10.如权利要求1所述的玻璃制造装置,更包括:熔融玻璃递送导管组件,被支撑在所述上车架上,所述熔融玻璃递送导管组件包括:
支架组件,包括由耐火陶瓷材料所形成的上支架块和由耐火陶瓷材料所形成的下支架块;
管组件,定位在所述支架组件中且在所述熔融玻璃递送导管组件的纵向方向上延伸,所述管组件包括由耐火陶瓷材料所形成的上管部和由耐火陶瓷材料所形成的下管部;和
递送导管,定位在所述管组件中且在所述纵向方向上延伸,所述递送导管由耐火金属所形成。
11.如权利要求10所述的玻璃制造装置,更包括:
键槽,形成于所述下管部与所述下支架块之间,所述键槽在横向于所述纵向方向的侧向方向上延伸;和
键,耦接所述下管部和所述下支架块且定位在所述键槽中。
12.如权利要求10所述的玻璃制造装置,其中所述熔融玻璃递送导管组件更包括:耐火块,定位在所述支架组件周围,所述耐火块由耐火陶瓷材料所形成。
13.如权利要求12所述的玻璃制造装置,更包括:
键槽,形成于所述下支架块与所述耐火块之间,所述键槽在横向于所述纵向方向的侧向方向上延伸;和
键,耦接所述下支架块和所述耐火块且定位在所述键槽中。
14.如权利要求10所述的玻璃制造装置,其中所述上管部包括:多个管节段,在所述纵向方向上延伸且在所述递送导管的一部分周围布置呈拱形。
15.如权利要求10所述的玻璃制造装置,更包括:至少一个凸缘,在所述递送导管的纵向端处耦接到所述递送导管。
16.如权利要求15所述的玻璃制造装置,其中所述至少一个凸缘包括耦接到递送缆线的总线部分和与所述递送导管接触的分布部分。
17.如权利要求16所述的玻璃制造装置,更包括:可平移支撑物,耦接到所述总线部分;和弹簧构件,被配置为在垂直方向上向所述总线部分施加力。
18.如权利要求17所述的玻璃制造装置,其中所述可平移支撑物与所述至少一个凸缘的所述总线部分电隔离。
19.一种玻璃制造装置,包括熔融玻璃递送导管组件,所述熔融玻璃递送导管组件包括:
支架组件,包括由耐火陶瓷材料所形成的上支架块和由耐火陶瓷材料所形成的下支架块;
管组件,定位在所述支架组件中且在所述熔融玻璃递送导管组件的纵向方向上延伸,所述管组件包括由耐火陶瓷材料所形成的上管部和由耐火陶瓷材料所形成的下管部;
键槽,形成于所述下管部与所述下支架块之间,所述键槽在横向于所述纵向方向的侧向方向上延伸;和
键,耦接所述下管部和所述下支架块且定位在所述键槽中。
20.如权利要求19所述的玻璃制造装置,更包括:耐火块,定位在所述支架组件周围,所述耐火块由耐火陶瓷材料所形成。
21.如权利要求20所述的玻璃制造装置,更包括:
键槽,形成于所述下支架块与所述耐火块之间,所述键槽在横向于所述熔融玻璃递送导管组件的所述纵向方向的侧向方向上延伸;和
键,耦接所述下支架块和所述耐火块且定位在所述键槽中。
22.如权利要求19所述的玻璃制造装置,其中所述上管部包括:多个管节段,在所述纵向方向上延伸且布置呈拱形。
23.如权利要求19所述的玻璃制造装置,更包括:递送导管,由耐火金属所形成、定位在所述管组件中、且在所述纵向方向上延伸。
24.如权利要求23所述的玻璃制造装置,更包括:凸缘,在所述递送导管的纵向端处耦接到所述递送导管。
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