CN114341066A - 用于生产玻璃带的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃制造设备包括成型设备,所述成型设备限定在行进方向上延伸的行进路径。所述成型设备沿着在所述成型设备的所述行进方向上的所述行进路径输送玻璃成型材料带。所述玻璃制造设备包括冷却管,所述冷却管基本上平行于所述行进路径延伸并且跨所述行进方向延伸。所述冷却管包括多个孔口,所述多个孔口沿着所述冷却管间隔开并且面向所述行进路径。制造玻璃的方法可包括:使冷却剂在朝向流动的熔融材料带的目标位置的方向上从导管的出口流出。方法还可包括在所述冷却剂朝向所述目标位置流动的同时改变所述冷却剂的相。所述相变可冷却所述目标位置。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求2019年9月6日提交的美国临时申请序列号62/896,699和2019年6月28日提交的美国临时申请序列号62/868,187的优先权,所述临时申请的公开内容是本申请的依托并且以引用方式整体并入本文。
技术领域
本公开内容总体涉及用于生产玻璃带的设备和方法,并且更具体地,涉及用于冷却玻璃带的设备和方法。
背景技术
通过玻璃制造设备将熔融材料制造成玻璃带是已知的。为了增加玻璃制造设备的生产能力,可增加熔融材料的流量。然而,增加流量可能需要增加对熔融材料的冷却来维持目标冷却曲线。
发明内容
下文呈现对本公开内容的简化概述,以提供对详述中所述的一些实施例的基本理解。
根据本公开内容的实施例的制造玻璃的方法可有助于增加玻璃制造过程中熔融材料的流量,并且可抑制(例如,减少、防止、消除)与松垮翘曲相关联的问题。当从成型装置拉制的熔融材料的粘度过低使得拉制的熔融材料带在重力、拉辊力或两者下无法维持其厚度、配准和/或形状时,可能会发生松垮翘曲。本公开内容的实施例可通过以下来避免松垮翘曲:强劲冷却熔融材料流(例如,第一物流、第二物流)的与相应熔融材料流的内部相反的外部,以增加拉制熔融材料带的位置处的有效粘度。本公开内容的实施例的方法可通过允许比使用热传递(例如,通过对流和/或辐射)可能的更大的冷却速率(例如,热通量)和/或冷却能力来解决松垮翘曲。对玻璃带的强劲冷却还可促进将具有低液相线粘度的熔融材料加工至预定厚度。此外,将冷却剂朝向熔融材料带上定位在成型容器下方的位置引导还可抑制成型容器上熔融材料的结晶。另外,将冷却剂朝向拉辊上方的位置引导可增加加工效率。增加的冷却能力(例如,拉辊上方、成型装置下方)可实现从成型容器拉制熔融材料带时至熔融材料带可进行处理时的熔融材料路径长度的减小。
因此,公开了一种玻璃制造设备,其包括成型设备,所述成型设备限定在行进方向上延伸的行进路径。所述成型设备被配置为沿着在所述成型设备的所述行进方向上的所述行进路径输送玻璃成型材料带。所述玻璃制造设备包括冷却管,所述冷却管基本上平行于所述行进路径延伸并且跨所述行进方向延伸。所述冷却管包括多个孔口,所述多个孔口沿着所述冷却管间隔开并且面向所述行进路径。
在一些实施例中,所述冷却管沿着冷却轴线线性地延伸。
在一些实施例中,所述冷却轴线基本上垂直于所述行进方向。
在一些实施例中,所述玻璃制造设备包括多个喷嘴,其中所述多个喷嘴中的每个喷嘴与所述多个孔口中的对应一个或多个孔口流体连通,并且所述多个喷嘴中的每个喷嘴被配置为朝向所述行进路径排出雾化流体流。
在一些实施例中,所述多个喷嘴中的第一喷嘴的第一喷嘴孔口包括第一直径,并且所述多个喷嘴中的第二喷嘴的第二喷嘴孔口包括等于所述第一直径的第二直径。
在一些实施例中,所述多个喷嘴包括一组包括所述第一喷嘴的顺序间隔的喷嘴,所述第二喷嘴与所述第一喷嘴间隔开第一距离,并且所述多个喷嘴中的第三喷嘴与所述第二喷嘴间隔开第二距离,其中所述第二喷嘴串联定位在所述第一喷嘴与所述第三喷嘴之间,并且所述第一距离不同于所述第二距离。
在一些实施例中,所述第三喷嘴的第三喷嘴孔口包括不同于所述第二直径的第三直径。
在一些实施例中,所述冷却管包括多个冷却管,其中所述多个冷却管中的第一组定位在所述行进路径的第一侧上,并且所述多个冷却管中的第二组定位在所述行进路径的第二侧上。
在一些实施例中,所述多个冷却管中的所述第一组中的冷却管沿着所述行进方向顺序地间隔开,并且所述多个冷却管中的所述第二组中的冷却管沿着所述行进方向顺序地间隔开。
根据一些实施例,描述了一种玻璃制造设备,其包括成型设备,所述成型设备限定在行进方向上延伸的行进路径。所述成型设备被配置为沿着在所述成型设备的所述行进方向上的所述行进路径输送玻璃成型材料带。所述玻璃制造设备包括喷嘴,所述喷嘴被配置为朝向所述行进路径排出雾化流体流。
在一些实施例中,所述喷嘴被配置为排出所述雾化流体流的一个或多个液滴,所述一个或多个液滴包括在约0.5微米至约3微米范围内的直径。
在一些实施例中,所述喷嘴被配置为在约0度至约90度的喷雾角范围内排出雾化流体流。
在一些实施例中,所述玻璃制造设备包括冷却管,所述冷却管基本上平行于所述行进路径延伸并且跨所述行进方向延伸,所述冷却管包括面向所述行进路径的多个孔口。
在一些实施例中,第一冷却管基本上平行于所述行进路径延伸并且跨所述行进方向延伸。所述第一冷却管包括面向所述行进路径的第一孔口。
在一些实施例中,所述喷嘴包括跨所述行进方向顺序地间隔开的多个喷嘴。
根据一些实施例,公开了包括形成玻璃成型材料带的生产玻璃带的方法。方法可包括:使所述玻璃成型材料带在行进方向上沿着行进路径移动。方法可包括:将冷却流体转化成一个或多个雾化流体流。方法可包括:将冷却流体转化成一个或多个雾化流体流。方法可包括:将所述一个或多个雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的区域引导。方法可包括:通过蒸发所述一个或多个雾化流体流的一部分而不使所述一个或多个雾化流体流的所述部分接触所述玻璃成型材料带的所述区域来冷却所述玻璃成型材料带的所述区域。方法可包括:将所述玻璃成型材料带冷却成所述玻璃带。
在一些实施例中,所述引导所述一个或多个雾化流体流可包括:将第一雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的第一侧引导并将第二雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的第二侧引导。
在一些实施例中,所述引导所述一个或多个雾化流体流可包括:相对于所述行进方向在所述第一雾化流体流下游将第三雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的所述第一侧引导。
在一些实施例中,所述将所述一个或多个雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的所述区域引导可包括:改变朝向所述区域引导的所述一个或多个雾化流体流的量。
在一些实施例中,所述冷却所述玻璃成型材料带的所述区域可包括:获得所述玻璃成型材料带沿着垂直于所述行进方向的轴线的基本上均匀温度。
在再一些实施例中,公开了一种制造玻璃的方法,其包括:使冷却剂从导管的出口在朝向流动的熔融材料带的目标位置的方向上流动,并且在所述冷却剂正在朝向所述目标位置流动的同时改变所述冷却剂的相,所述相变冷却所述目标位置。所述冷却剂可包括水、氮气或二氧化碳中的一者或多者。
在一些实施例中,从所述出口流出的所述冷却剂的质量流量可在约1克/分钟至约200克/分钟的范围内。
在一些实施例中,从所述出口流出的所述冷却剂可包括中值粒度在约5微米至约20微米的范围内的固体颗粒。例如,所述固体颗粒的约90%可包括在约1微米至约100微米范围内的大小。
在一些实施例中,从所述出口流出的所述冷却剂可包括液体液滴。
所述方法还可包括:加热所述导管。所述方法还可包括:利用沿着所述熔融材料带行进的对流空气流来使气体移动。所述对流空气流可在与所述熔融材料带的行进方向相反的方向上流动。
在一些实施例中,所述目标位置可定位在成型容器下方。例如,所述成型容器与所述目标位置之间的最小距离可以是约1米或更少。
所述方法可包括:利用拉辊牵拉所述熔融材料,其中所述目标位置定位在所述成型容器与所述拉辊之间。
所述出口与所述流动的熔融材料带之间的最小距离可在约100微米至约1米的范围内。
所述导管可包括喷嘴,所述喷嘴包括所述出口。例如,所述喷嘴可包括沸腾喷嘴或剪切喷嘴。在一些实施例中,所述喷嘴可包括扩散器。
在一些实施例中,所述导管可包括多个导管,所述多个导管中的第一组的出口使所述冷却剂朝向所述熔融材料带的第一表面流动,并且所述多个导管中的第二组的出口使所述冷却剂朝向所述熔融材料带的与所述第一表面相反的第二表面流动。所述多个导管中的所述第一组可布置在第一行中。所述多个导管中的所述第二组可布置在第二行中。
在一些实施例中,所述方法还可包括:确定所述熔融材料带的一部分的厚度与预定厚度的偏差,所述冷却通过增加所述熔融材料带的所述部分的粘度来减小所述熔融材料带的所述部分的厚度与所述预定厚度的所述偏差。
本文所公开的实施例的另外的特征和优点将在以下详述中陈述,并且在一定程度上根据说明对本领域技术人员将显而易见或通过实践包括以下详述、权利要求以及随图的本文所述的实施例意识到。应理解,本实施例的前述一般描述和以下详细描述均意图提供用于理解本文所公开实施例的性质和特征的综述或框架。附图被包括在内以提供进一步理解,并且并入本说明书中并构成其一部分。附图示出本公开内容的各种实施例,并且连同说明书用于解释本公开内容的原理和操作。
附图说明
当参考附图阅读以下详述时,可更好地理解这些和其他特征、实施例和优点,在附图中:
图1示意性地示出根据本公开内容的实施例的玻璃制造设备的示例性实施例;
图2示出根据本公开内容的实施例的沿着图1的线2-2的玻璃制造设备的透视剖面图;
图3示出根据本公开内容的实施例的在图1的视角3处截取的玻璃制造设备的放大部分;
图4示出根据本公开内容的实施例的沿着图3的线4-4的玻璃制造设备的多个冷却管的侧视图;
图5示出根据本公开内容的实施例的沿着图3的线5-5的多个冷却管中的第一冷却管的剖视图;
图6示出根据本公开内容的实施例的沿着图3的线6-6的多个冷却管中的第一冷却管的前视图;
图7示出根据本公开内容的实施例的在图1的视角3处截取的玻璃制造设备的另外的实施例的放大部分;并且
图8示出根据本公开内容的实施例的沿着图7的线8-8的多个冷却管中的第一冷却管的另外的实施例的剖视图。
图9示意性地示出根据本公开内容的实施例的示例性玻璃制造设备;
图10示出根据本公开内容的实施例的沿着图9的线10-10截取的玻璃制造设备的剖视图;
图11是图10的放大视图6;
图12示出根据本公开内容的实施例的图10的线12-12截取的玻璃制造设备的另一剖视图;
图13是示出作为质量流量的函数的总热通量的曲线图;并且
图14是示出作为质量流量的函数的热通量的定位的曲线图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文更全面地描述实施例,在这些附图中示出示例性实施例。在任何可能的情况下,相同附图标号贯穿附图用于指代相同或相似部分。然而,本公开内容可以许多不同形式体现并且不应解释为限于本文所陈述的实施例。
本公开内容涉及一种用于生产玻璃带的制造设备和方法。现在将通过用于由玻璃成型材料带生产玻璃带的示例性实施例来描述用于生产玻璃带的方法和设备。如图1示意性所示,在一些实施例中,示例性玻璃制造设备100可包括玻璃熔融和递送设备102和成型设备101,所述成型设备101包括被设计来由大量熔融材料121生产玻璃成型材料103的成型容器140。在一些实施例中,玻璃成型材料带103可包括定位在沿着玻璃成型材料带103的第一外边缘153和第二外边缘155形成的相对边缘部分(例如,边缘珠)之间的中央部分152,其中所述边缘部分的厚度可大于所述中央部分的厚度。另外,在一些实施例中,分离的玻璃带104可通过玻璃分离器149(例如,划线器、刻痕轮、金刚石尖端、激光器等)沿着分离路径151与玻璃成型材料带103分离。
在一些实施例中,玻璃熔融和递送设备102可包括被取向来从存储仓109接收批料107的熔融容器105。批料107可由通过马达113提供动力的批料递送装置111引入。在一些实施例中,任选的控制器115可操作来启动马达113以将期望量的批料107引入到熔融容器105中,如箭头117所指示。熔融容器105可加热批料107以提供熔融材料121。在一些实施例中,可采用熔融探针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将所测量信息传达到控制器115。
另外,在一些实施例中,玻璃熔融和递送设备102可包括第一调节站,所述第一调节站包括位于熔融容器105下游并且通过第一连接导管129联接到熔融容器105的细化容器127。在一些实施例中,熔融材料121可通过第一连接导管129从熔融容器105重力馈送到细化容器127。例如,在一些实施例中,重力可通过第一连接导管129的内部通路将熔融材料121从熔融容器105驱动到细化容器127。另外,在一些实施例中,可通过各种技术从细化容器127内的熔融材料121去除气泡。
在一些实施例中,玻璃熔融和递送设备102还可包括第二调节站,所述第二调节站包括可位于细化容器127下游的混合腔室131。可采用混合腔室131来提供熔融材料121的同质组成,从而减少或消除否则可存在于离开细化容器127的熔融材料121内的不同质。如图所示,细化容器127可通过第二连接导管135联接到混合腔室131。在一些实施例中,熔融材料121可通过第二连接导管135从熔融容器127重力馈送到混合腔室131。例如,在一些实施例中,重力可通过第二连接导管135的内部通路将熔融材料121从细化容器127驱动到混合腔室131。
另外,在一些实施例中,玻璃熔融和递送设备102可包括第三调节站,所述第三调节站包括可位于混合腔室131下游的递送腔室133。在一些实施例中,递送腔室133可调节要馈送到入口导管141中的熔融材料121。例如,递送腔室133可用作调整熔融材料121并将恒定流量的熔融材料121提供到入口导管141的蓄积器和/或流量控制器。如图所示,混合腔室131可通过第三连接导管137联接到递送腔室133。在一些实施例中,熔融材料121可通过第三连接导管137从混合腔室131重力馈送到递送腔室133。例如,在一些实施例中,重力可通过第三连接导管137的内部通路将熔融材料121从混合腔室131驱动到递送腔室133。如进一步所示,在一些实施例中,递送管139可被定位来将熔融材料121递送到成型设备101,例如,成型容器140的入口导管141。
成型设备101可包括根据本公开内容的特征的成型容器的各种实施例,例如,具有用于融合拉制玻璃带的楔状件的成型容器、具有狭槽拉制玻璃带的狭槽的成型容器,或设置有由压辊来自成型容器的玻璃带的压辊的成型容器。在一些实施例中,成型设备101可包括作为重拉工艺的一部分的例如利用成型设备101进行的板材重拉。例如,可包括厚度的玻璃带104可进行加热和重拉以获得包括更小厚度的较薄玻璃带104。作为说明,下文示出并公开的成型容器140可被提供来将熔融材料121从成型楔状件209的限定为根部145的底部边缘融合拉下,以产生玻璃成型材料带103。例如,在一些实施例中,熔融材料121可从入口导管141递送到成型容器140。然后,熔融材料121可部分地基于成型容器140的结构成型为玻璃成型材料带103。例如,如图所示,熔融材料121可沿着在玻璃制造设备100的行进方向154上延伸的拉制路径从成型容器140的底部边缘(例如,根部145)拉下。在一些实施例中,边缘引导器163、164可引导熔融材料121从成型容器140离开,并且部分地限定玻璃成型材料带103的宽度“W”。在一些实施例中,玻璃成型材料带103的宽度“W”在玻璃成型材料带103的第一外边缘153与玻璃成型材料带103的第二外边缘155之间延伸。
在一些实施例中,在玻璃成型材料带103的第一外边缘153与玻璃成型材料带103的第二外边缘155之间延伸的玻璃成型材料带103的宽度“W”可大于或等于约20毫米,例如,大于或等于约50mm,例如,大于或等于约100mm,例如,例如,大于或等于约500mm,例如,大于或等于约1000mm,例如,大于或等于约2000mm,例如,大于或等于约3000mm,例如,大于或等于约4000mm,但在另外的实施例中可提供小于或大于上述宽度的其他宽度。例如,在一些实施例中,玻璃成型材料带103的宽度“W”可在约20mm至约4000mm的范围内,例如,在约50mm至约4000mm的范围内,例如,在约100mm至约4000mm的范围内,例如,在约500mm至约4000mm的范围内,例如,在约1000mm至约4000mm的范围内,例如,在约2000mm至约4000mm的范围内,例如,在约3000mm至约4000mm的范围内,例如,在约20mm至约3000mm的范围内,例如,在约50mm至约3000mm的范围内,例如,在约100mm至约3000mm的范围内,例如,在约500mm至约3000mm的范围内,例如,在约1000mm至约3000mm的范围内,例如,在约2000mm至约3000mm的范围内,例如,在约2000mm至约2500mm的范围内,包括其间的所有范围和子范围。
图2示出沿着图1的线2-2的成型设备101(例如,成型容器140)的剖面透视图。在一些实施例中,成型容器140可包括被取向来接收来自入口导管141的熔融材料121的槽201。出于说明目的,为清楚起见,从图2移除熔融材料121的剖面线。成型容器140还可包括成型楔状件209,所述成型楔状件209包括在成型楔状件209的相对端部165、166(参见图1)之间延伸的一对向下倾斜的会聚表面部分207、208。成型楔状件209的这对向下倾斜的会聚表面部分207、208可沿着行进方向154会聚成沿着成型容器140的根部145相交。玻璃制造设备100的拉制平面213可沿着行进方向154延伸穿过根部145。在一些实施例中,玻璃成型材料带103可沿着拉制平面213在行进方向154上拉制。如图所示,拉制平面213可穿过根部145等分成型楔状件209,但在一些实施例中,拉制平面213可相对于根部145以其他取向延伸。在一些实施例中,玻璃成型材料带103可沿着可在行进方向154上与拉制平面213共面的行进路径221移动。
另外,在一些实施例中,熔融材料121可在方向156上流入到成型容器140的槽201中并且沿着所述槽201流动。然后,熔融材料121可通过流过对应堰板203、204并且向下流过对应堰板203、204的外表面205、206而从槽201溢流。然后,相应熔融材料流121可沿着成型楔状件209的向下倾斜的会聚表面部分207、208流动以便从成型容器140的根部145拉下,在根部处这些流会聚并融合成玻璃成型材料带103。然后,玻璃成型材料带103可沿着行进方向154在拉制平面213中从根部145拉下。在一些实施例中,玻璃成型材料带103包括基于玻璃成型材料带103的竖直位置的一个或多个材料状态。例如,在一个位置处,玻璃成型材料带103可包括粘性熔融材料121,并且在另一位置处,玻璃成型材料带103可包括处于玻璃态的非晶固体(例如,玻璃带)。
玻璃成型材料带103包括面向相反方向并且限定玻璃成型材料带103的厚度“T”(例如,平均厚度)的第一主表面215和第二主表面216。在一些实施例中,玻璃成型材料带103的厚度“T”可小于或等于约2毫米(mm)、小于或等于约1毫米、小于或等于约0.5毫米,例如,小于或等于约300微米(μm)、小于或等于约200微米,或者小于或等于约100微米,但在另外的实施例中,可提供其他厚度。例如,在一些实施例中,玻璃成型材料带103的厚度“T”可在约20微米至约200微米的范围内、在约50微米至约750微米的范围内、在约100微米至约700微米的范围内、在约200微米至约600微米的范围内、在约300微米至约500微米的范围内、在约50微米至约500微米的范围内、在约50微米至约700微米的范围内、在约50微米至约600微米的范围内、在约50微米至约500微米的范围内、在约50微米至约400微米的范围内、在约50微米至约300微米的范围内、在约50微米至约200微米的范围内、在约50微米至约100微米的范围内、在约25微米至约125微米的范围内,包括其间的所有厚度范围和子范围。可含或不含氧化锂的示例性熔融材料可包括碱石灰熔融材料、铝硅酸盐熔融材料、碱金属-铝硅酸盐熔融材料、硼硅酸盐熔融材料、碱-硼硅酸盐熔融材料、碱-铝磷硅酸盐熔融材料,或碱-铝硼硅酸盐玻璃熔融材料。在一个或多个实施例中,熔融材料121可包括,以摩尔百分比(mol%)计:在约40mol%至约80mol%范围内的SiO2、在约10mol%至约30mol%范围内的Al2O3、在约0mol%至约10mol%范围内的B2O3、在约0mol%至约5mol%范围内的ZrO2、在约0mol%至约15mol%范围内的P2O5、在约0mol%至约2mol%范围内的TiO2、在约0mol%至约20mol%范围内的R2O以及在约0mol%至约15mol%范围内的RO。如本文所使用,R2O可指代碱金属氧化物,例如,Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。如本文所使用,RO可指代MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO。在一些实施例中,熔融材料121还可任选地包括在约0mol%至约2mol%范围内的以下中的任何一者或多者:Na2SO4、NaCl、NaF、NaBr、K2SO4、KCl、KF、KBr、As2O3、Sb2O3、SnO2、Fe2O3、MnO、MnO2、MnO3、Mn2O3、Mn3O4、Mn2O7。在一些实施例中,玻璃成型材料带103、玻璃带106和/或由其形成的玻璃板可以是透明度,这意指玻璃成型材料带103和/或由熔融材料121拉制而成的玻璃带106在400纳米(nm)至700nm的光学波长内可包括的平均光透射率为约85%或更大、约86%或更大、约87%或更大、约88%或更大、约89%或更大、约90%或更大、约91%或更大,或者约92%或更大。
在一些实施发,玻璃分离器149(参见图1)可将玻璃带104沿着分离路径151与玻璃成型材料带103分离,以提供多个分离的玻璃带104(即,多个玻璃板)。根据其他实施例,玻璃带104的更长部分可盘绕到存储辊上。然后,分离的玻璃带可加工成期望应用,例如,显示应用。例如,分离的玻璃带可用于广泛多种显示应用,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)、触摸传感器、光伏器件和其他电子显示器。
图3示出玻璃成型材料带103在图1的视角3处的一部分的放大视图。在一些事实,玻璃制造设备100可包括用于冷却玻璃成型材料带103的冷却设备301。例如,玻璃成型材料带103可在行进方向154上沿着行进路径221从成型设备101(例如,在图1至图2中示出)输送。冷却设备301可相对于行进方向154位于成型设备101(例如,在图1中示出)下游。例如,冷却设备301可包括冷却管,所述冷却管基本上平行于行进路径221延伸并且跨行进方向154延伸。在一些实施例中,冷却管可包括多个冷却管303。
冷却设备301可包括可将冷却流体(例如,水)递送到多个冷却管303的流体源305。冷却设备301可包括可将压缩气体(例如,空气)递送到多个冷却管303的气体源307。冷却流体和压缩气体可进行混合并作为从多个冷却管303朝向玻璃成型材料带103的雾化流体流排出。在一些实施例中,由于邻近于玻璃成型材料带103的温度相对高,因此雾化流体流可至少部分地蒸发。例如,邻近于玻璃成型材料带103的空气温度可在约315℃至约593℃的范围内。雾化流体流的一部分的蒸发可造成空气的冷却,及因此,玻璃成型材料带103的冷却。
在一些实施例中,流体源305可联接到多个冷却管303。例如,多个冷却管303可包括第一冷却管309、第二冷却管311和第三冷却管313。流体源305可经由第一流体管线315联接到第一冷却管309,冷却流体可通过所述第一流体管线315流动到第一冷却管309。流体源305可经由第二流体管线317联接到第一冷却管311,冷却流体可通过所述第二流体管线315流动到第二冷却管311。流体源305可经由第三流体管线319联接到第三冷却管313,冷却流体可通过所述第三流体管线315流动到第三冷却管313。在一些实施例中,流体管线315、317、319可包括可以是基本上中空的并且冷却流体可输送通过其的导管(例如,管件、管等)。在一些实施例中,流体源305可联接到可净化来自流体源305的冷却流体的净化器321。例如,净化器321可去除可能存储于从流体源305供应的冷却流体中的非期望材料,例如,杂质、颗粒、化学物质等。净化器321可在净化器321的入口处联接到流体源305,并且净化器321可在净化器321的出口处联接到第一流体管线315、第二流体管线317和第三流体管线319。在一些实施例中,净化器321可净化来自流体源305的冷却流体并将经净化冷却流体递送到第一冷却管309(例如,经由第一流体管线315)、第二冷却管311(例如,经由第二流体管线317)和第三冷却管313(例如,经由第三流体管线319)。
在一些实施例中,气体源307可联接到多个冷却管303。例如,气体源307可经由第一气体管线323联接到第一冷却管309,压缩气体可通过所述第一气体管线323流动到第一冷却管309。气体源307可经由第二气体管线325联接到第二冷却管311,压缩气体可通过所述第二气体管线325流动到第二冷却管311。气体源307可经由第三气体管线327联接到第三冷却管313,压缩气体可通过所述第三气体管线327流动到第三冷却管313。在一些实施例中,气体管线323、325、327可包括可以是基本上中空的并且压缩气体可输送通过其的导管(例如,管件、管等)。在实施例中,冷却设备301可包括一个或多个阀329。例如,阀329可联接到以下中的一者或多者:第一流体管线315、第二流体管线317、第三流体管线319、第一气体管线323、第二气体管线325或第三气体管线327。阀329可选择性地打开和闭合以控制通过管线和通向第一冷却管309、第二冷却管311和/或第三冷却管313的冷却流体和/或压缩气体的流量。
虽然图3示出了包括三个冷却管(例如,第一冷却管309、第二冷却管311和第三冷却管313)的多个冷却管303,但多个冷却管303可包括多于或少于三个冷却管。在一些实施例中,第一冷却管309、第二冷却管311和第三冷却管313可在结构和功能上基本上相同。这样,对第一冷却管309和附接到第一冷却管309的相关联部件的本文描述与多个冷却管303中的其他冷却管基本上相同。在一些实施例中,第一冷却管309可基本上平行于行进路径221延伸并且跨行进方向154延伸。在一些实施例中,通过跨行进方向154延伸,第一冷却管309可基本上垂直于行进方向154延伸。例如,在一些实施例中,第一冷却管309可沿着第一冷却轴线331线性地延伸。第一冷却轴线331可基本上垂直于行进方向154。然而,第一冷却管309不限于这种取向,并且在一些实施例中,第一冷却管309可通过相对于行进方向154形成相对于行进方向大于或小于90度的角度而跨行进方向154延伸。在一些实施例中,第一冷却管309可包括冷却流体和压缩气体可行进穿过的基本上中空导管(例如,管、管道、软管等)。如本文将描述,第一冷却管309可包括可沿着第一冷却管309间隔开的多个孔口,其中雾化流体流(例如,包括冷却流体和压缩气体)通过所述孔口朝向玻璃成型材料带103排出。此外,或替代地,在一些实施例中,多个冷却管303可绕它们的轴线旋转。例如,第一冷却管309可绕第一冷却轴线331旋转,使得第一冷却管309可向上和/或向下引导雾化流体流。
参考图4,示出沿着图3的线4-4的多个冷却管303的侧视图。在一些实施例中,多个冷却管303可定位在行进路径221的相反侧上。例如,例如,多个冷却管303中的第一组401可定位在行进路径221的第一侧405上,而多个冷却管303中的第二组403可定位在行进路径221的第二侧407上。在一些实施例中,第一组401可包括第一冷却管309、第二冷却管311和第三冷却管313(例如,在图3中示出)。在一些实施例中,第二组403可包括第四冷却管411、第五冷却管413和第六冷却管415。第二冷却管311、第三冷却管313、第四冷却管411、第五冷却管413和第六冷却管415可与第一冷却管309基本上相同。在一些实施例中,多个喷嘴416可附接到冷却管309、311、313、411、413、415,并且雾化流体流419可朝向玻璃成型材料带103沿着其行进的行进路径221从冷却管309、311、313、411、413、415(例如,通过多个喷嘴416)排出。
在一些实施例中,多个冷却管303中的第一组401和多个冷却管303中的第二组403可沿着行进方向154间隔开。例如,多个冷却管303中的第一组401中的冷却管309、311、313可沿着行进方向154顺序地间隔开。在一些实施例中,第二冷却管311可沿着行进方向154与第一冷却管309间隔开成使得第二冷却管311定位在第一冷却管309下游。第三冷却管313可沿着行进方向154与第二冷却管311间隔开成使得第三冷却管313定位在第二冷却管311下游。在一些实施例中,多个冷却管303中的第二组403中的冷却管411、413、415可沿着行进方向154顺序地间隔开。例如,第五冷却管413可沿着行进方向154与第四冷却管411间隔开成使得第五冷却管413定位在第四冷却管411下游。第六冷却管415可沿着行进方向154与第五冷却管413间隔开成使得第六冷却管415定位在第五冷却管413下游。在一些实施例中,第一组401和第二组403中的冷却管309、311、313、411、413、415可以匹配标高定位在行进路径221的相反侧上。例如,第一冷却管309和第四冷却管411可以第一标高布置为第一行421,其中可垂直于行进路径221的第一标高轴线423可横穿第一冷却管309和第四冷却管411。第二冷却管311和第五冷却管413可以第二标高布置为第二行425,其中可垂直于行进路径221的第二标高轴线427可横穿第二冷却管311和第五冷却管413。第三冷却管313和第六冷却管415可以第三标高布置为第三行429,其中可垂直于行进路径221的第三标高轴线431可横穿第三冷却管313和第六冷却管415。
在一些实施例中,多个冷却管303中的第一组401和第二组403中的冷却管309、311、313、411、413、415不限于布置在相对冷却管处于匹配标高的行(例如,第一行421、第二行425、第三行429)中。而是,在一些实施例中,第一组401的冷却管309、311、313可相对于第二组403的冷却管411、413、415错开。例如,在一些实施例中,第一标高轴线423可横穿一个冷却管(例如,第一冷却管309或第四冷却管411)但不横穿另一冷却管(例如,第一冷却管309或第四冷却管411中的另一者)。此外,或替代地,在一些实施例中,第二标高轴线427可横穿一个冷却管(例如,第二冷却管311或第五冷却管413),但不横穿另一冷却管。此外,或替代地,在一些实施例中,第三标高轴线431可横穿一个冷却管(例如,第三冷却管313或第六冷却管415),但不横穿另一冷却管。这样,在一些实施例中,垂直于行进路径221的轴线可横穿零个冷却管、一个冷却管或两个冷却管。虽然第一组401和第二组403被示出为相同数量的冷却管(例如,在第一组401中三个冷却管并且在第二组403中三个冷却管),但第一组401和第二组403可包括不同数量的冷却管,例如,其中第一组401包括比第二组403多的冷却管或少的冷却管。
在一些实施例中,生产玻璃带104的方法可包括:将所述一个或多个雾化流体流419朝向玻璃成型材料带103的区域443引导。例如,引导一个或多个雾化流体流419可包括:将第一雾化流体流445朝向玻璃成型材料带103的第一侧405引导并将第二雾化流体流447朝向玻璃成型材料带103的第二侧407引导。在一些实施例中,第一雾化流体流445和第二雾化流体流447可沿着第一标高轴线423以相同标高引导向玻璃成型材料带103的相反侧(例如,第一侧405和第二侧407)。因此,第一雾化流体流445和第二雾化流体流447可冷却位于第一标高处的玻璃成型材料带103。
在一些实施例中,引导一个或多个雾化流体流419可包括:相对于行进方向154在第一雾化流体流445下游将第三雾化流体流449朝向玻璃成型材料带103的第一侧405引导。例如,第一雾化流体流445可沿着第一标高轴线423朝向玻璃成型材料带103的第一侧405引导,而第三雾化流体流449可沿着第二标高轴线427朝向玻璃成型材料带103的第一侧405引导。第二标高轴线427可相对于行进方向154在第一标高轴线423下游与第一标高轴线423间隔开一定距离。因此,第三雾化流体流449相对于行进方向154在第一雾化流体流445下游朝向玻璃成型材料带103的第一侧405引导。在一些实施例中,通过朝向玻璃成型材料带103的多个位置(例如,第一侧405、第二侧407)并且相对于行进方向154在多个标高处(例如,沿着标高轴线423、427、431)引导一个或多个雾化流体流419、445、447、449,可在多个位置处控制玻璃成型材料带103的温度。在一些实施例中,另外的雾化流体流可沿着另外的标高朝向玻璃成型材料带103的第二侧407引导。例如,另外的雾化流体流可在相对于行进方向154在第二雾化流体流447下游的位置处(例如,沿着第二标高轴线427、第三标高轴线431等)朝向第二侧407引导。类似地,另外的雾化流体流可相对于行进方向154在第三雾化流体流449下游(例如,沿着第三标高轴线431)朝向玻璃成型材料带103的第一侧405引导。
参考图5,示出沿着图3的线5-5的第一冷却管309的截面图。在一些实施例中,第一冷却管309可以是基本上中空的并且可包括用于将冷却流体和压缩气体递送到第一喷嘴501的一个或多个腔室。例如,第一冷却管309可包括第一腔室503和第二腔室505。第一腔室503和第二腔室505可沿着第一冷却管309的长度延伸。在一些实施例中,第一腔室503可联接到第一气体管线323(例如,在图3中示出)。第一腔室503可与第一气体管线323流体连通,使得第一冷却管309可从第一气体管线323接收第一腔室503内的压缩气体507。在一些实施例中,第二腔室505可联接到第一流体管线315(例如,在图3中示出)。第二腔室505可与第一流体管线315流体连通,使得第一冷却管309可从第一流体管线315接收第二腔室505内的冷却流体509。
在一些实施例中,第一冷却管309可包括面向行进路径221的第一孔口513和第二孔口515。例如,通过面向行进路径221,垂直于行进路径221的轴线可从行进路径221朝向第一冷却管309延伸并且可在横穿第一冷却管309的另一部分之前横穿第一孔口513。在一些实施例中,通过面向行进路径221,垂直于行进路径221的另一轴线可从行进路径221朝向第一冷却管309延伸并且可在横穿第一冷却管309的另一部分之前横穿第二孔口515。在一些实施例中,第一孔口513和第二孔口515可分别与第一腔室503和第二腔室505流体连通。例如,第一孔口513可经由在第一孔口513与第一腔室503之间延伸的第一通路与第一腔室503流体连通。第二孔口515可经由在第二孔口515与第二腔室505之间延伸的第二通路与第二腔室505流体连通。在一些实施例中,压缩气体507可从第一腔室503递送到第一孔口513,而冷却流体509可从第二腔室505递送到第二孔口515。
在一些实施例中,多个喷嘴416(例如,在图4中示出)中的一个或多个喷嘴可附接到第一冷却管309,并且可与第一冷却管309中的第一孔口513和第二孔口515流体连通。一个或多个喷嘴可朝向行进路径221排出雾化流体流。一个或多个喷嘴可以基本上相同的方式附接到第一冷却管309。例如,多个喷嘴416中的第一喷嘴501可附接到第一冷却管309,并且可与第一孔口513和第二孔口515流体连通。第一喷嘴501可以若干方式附接到第一冷却管309。例如,在一些实施例中,第一喷嘴501可经由螺纹连接附接,其中第一喷嘴501或第一冷却管309中的一者包括阳螺纹部分,而第一喷嘴501或第一冷却管309中的另一者包括阴螺纹部分。第一喷嘴501可螺纹连接到第一冷却管309上,以减小第一喷嘴501从第一冷却管309无意脱离的可能性。第一喷嘴501和第一冷却管309不限于螺纹连接接合,并且在一些实施例中,第一喷嘴501可经由机械紧固件(例如,粘合剂、锁定机构等)附接到第一冷却管309。在一些实施例中,第一喷嘴501可与第一冷却管309一起成型,例如,其中第一喷嘴501和第一冷却管309包括一体结构。应理解,虽然第一喷嘴501可以若干方式附接到第一冷却管309,但第一喷嘴501可从第一冷却管309接收压缩气体507和冷却流体509并且朝向行进路径221排出第一雾化流体流445。
在一些实施例中,第一喷嘴501可以是基本上中空的并且可限定第一混合腔室523。第一混合腔室523可由第一喷嘴501的一个或多个壁环绕。第一混合腔室523可与第一冷却管309的第一孔口513和第二孔口515流体连通,使得第一混合腔室523可从第一孔口513接收压缩气体507并且从第二孔口515接收冷却流体509。在一些实施例中,压缩气体507可从第一冷却管309中的第一腔室503,穿过第一孔口513并且流动到第一混合腔室523中。冷却流体509可从第一冷却管309中的第二腔室505,穿过第二孔口515并且流动到第一混合腔室523中。在一些实施例中,第一喷嘴501可包括限定在第一喷嘴501的与第一冷却管309相反的端部处的第一喷嘴孔口525。第一喷嘴孔口525可被取向来面向行进路径221。在一些实施例中,第一喷嘴孔口525可与第一混合腔室523流体连通。例如,第一喷嘴孔口525可从第一混合腔室523接收压缩气体507和冷却流体509的混合物并且将压缩气体507和冷却流体509的混合物作为第一雾化流体流445从第一喷嘴孔口525朝向行进路径221排出。
在一些实施例中,第一喷嘴501可排出第一雾化流体流445的一个或多个液滴531。例如,第一喷嘴501可经由雾化工艺将压缩气体507和冷却流体509的混合物转化成包括一个或多个液滴531的第一雾化流体流445。在一些实施例中,雾化工艺可将冷却流体509从液体化为一个或多个液滴531。一个或多个液滴531可包括可在约0.5微米至约3微米范围内的直径。在一些实施例中,第一混合腔室523可接收压缩气体507和冷却流体509的混合物。第一混合腔室523可维持处于比周围环境高的压力,使得压缩气体507和冷却流体509的混合物流动通过第一喷嘴孔口525并且从第一喷嘴501排出。在一些实施例中,第一喷嘴501可在约0度至约180度范围内的喷雾角535内、或在约0度至约90度范围内的喷雾角535内、或在约20度至约90度范围内的喷雾角535内排出第一雾化流体流445。喷雾角535可以若干方式变化。例如,可更改第一喷嘴孔口525的剖面大小(例如,直径),这可相应地更改喷雾角535。
在一些实施例中,第一雾化流体流445的一部分可在到达行进路径221之前蒸发。例如,第一雾化流体流445可离开第一喷嘴孔口525,并且可沿着排出方向539朝向行进路径221行进。在一些实施例中,随着第一雾化流体流445沿着排出方向539行进,第一雾化流体流445的一部分可蒸发。例如,第一喷嘴501周围的环境温度可足够高(例如,在约315℃至约593℃的范围内)以致使一个或多个液滴531中的至少一些在从第一喷嘴孔口525排出之后但在到达沿着行进路径221行进的玻璃成型材料带103之前蒸发。第一喷嘴501可与行进路径221间隔开排出距离541。在一些实施例中,第一雾化流体流445的一个或多个液滴531的密度在从第一喷嘴孔口525到排出距离541的中点(例如,在第一喷嘴501与玻璃成型材料带103之间约中途)可比从排出距离541的终点到玻璃成型材料带103大。这部分地归因于一个或多个液滴531中的一些在沿着排出方向539行进的同时发生蒸发。在一些实施例中,第一雾化流体流445的在到达行进路径221之前蒸发的部分可包括全部第一雾化流体流445,使得没有任何一个或多个液滴531到达行进路径221而接触玻璃成型材料带103。在一些实施例中,第一雾化流体流445的在到达行进路径221之前蒸发的部分可包括少于全部第一雾化流体流445。例如,第一雾化流体流445中的一些可不在到达行进路径221并接触玻璃成型材料带103之前蒸发,在此情况下,一个或多个液滴531中的一些可接触玻璃成型材料带103。然而,不蒸发而是到达行进路径221并且接触玻璃成型材料带103的一个或多个液滴531的量可足够小以便不影响玻璃成型材料带103的质量。
第一雾化流体流445的部分的蒸发产生若干益处。例如,当第一雾化流体流445的部分蒸发时,一个或多个液滴531可从液体变为气体,这可造成空气温度的降低。在一些实施例中,当第一雾化流体流445的部分蒸发时,邻近于沿着行进路径221的玻璃成型材料带103的空气温度可降低,这可致使邻近于第一雾化流体流445的玻璃成型材料带103冷却。归因于包括附接到冷却管的多个喷嘴的玻璃制造设备100,玻璃成型材料带103的沿着可垂直于行进方向154的方向的温度可得以冷却。在一些实施例中,可提供去湿器来减少邻近于玻璃成型材料103的湿气,以抵消由于雾化流体流的蒸发造成的湿度升高。此外,由于第一雾化流体流445的部分在接触玻璃成型材料带103之前蒸发(例如,其中所述部分包括第一雾化流体流445中的一些或全部),因此一个或多个液滴531与玻璃成型材料带103之间的接触受限。
在一些实施例中,生产玻璃带104的方法可包括:将冷却流体509转化成一个或多个雾化流体流419(例如,在图4中示出)。例如,可经由第一流体管线315(例如,在图3中示出)将冷却流体509供应到第一冷却管309的第二腔室505。冷却流体509可在第一喷嘴501的第一混合腔室523中与压缩气体507混合。在一些实施例中,冷却流体509和压缩气体507的混合物可在从第一喷嘴501的第一喷嘴孔口525排出时形成一个或多个雾化流体流419中的第一雾化流体流445。在一些实施例中,生产玻璃带104的方法可包括:通过蒸发一个或多个雾化流体流419(例如,在图4中示出)的一部分而不使一个或多个雾化流体流419的所述部分接触玻璃成型材料带103的区域443来冷却玻璃成型材料带103。例如,一个或多个雾化流体流419可在雾化流沿着排出方向539朝向玻璃成型材料带103行进时蒸发。一个或多个液滴531中的至少一些可由于玻璃成型材料带103周围的环境空气的高温而蒸发。在一些实施例中,一个或多个液滴531的蒸发可造成玻璃成型材料带103的区域443附近空气温度的降低。空气温度的这种降低可造成玻璃成型材料带103的区域443的温度的降低。在一些实施例中,生产玻璃带104的方法可包括:将玻璃成型材料带103冷却成玻璃带104。例如,在朝向玻璃成型材料带103引导一个或多个雾化流体流419的位置下游,可将玻璃成型材料带103分离(例如,在图1中示出)和/或冷却成玻璃带104。
参考图6,示出沿着图3的线6-6的第一冷却管309的前视图。应理解,多个冷却管303(例如,在图3中示出)中的每一个可在结构和功能上基本上类似于图5至图6所示的第一冷却管309。例如,第一冷却管309可包括沿着第一冷却管309间隔开并且面向行进路径221(例如,在图3至图5中示出)的多个孔口601。在一些实施例中,虽然在图5中示出了一个喷嘴,但喷嘴(例如,第一喷嘴501)可包括跨行进方向154(例如,在图5中示出)顺序地间隔开并且与多个孔口601流体连通的多个喷嘴609。例如,在一些实施例中,多个孔口601可包括第一孔口513、第二孔口515、第三孔口603、第四孔口605等。第一孔口513、第二孔口515、第三孔口603和第四孔口605由于被喷嘴(例如,第一喷嘴501和第二喷嘴613)阻挡视线而以短划线示出。第一冷却管309可包括可与可附接到第一冷却管309的多个喷嘴609流体连通的另外的孔口,但另外的孔口被喷嘴阻挡视线。在一些实施例中,第一孔口513和第二孔口515可与第三孔口603和第四孔口605间隔开。第一孔口513和第二孔口515可与第一喷嘴501流体连通,而第三孔口603和第四孔口605可与第二喷嘴613流体连通。第三孔口603和第四孔口605可在结构和功能上类似于第一孔口513和第二孔口515(例如,也在图5中示出),其中第一孔口513和第三孔口603可从第一腔室503(例如,在图5中示出)接收压缩气体507,而第二孔口515和第四孔口605可从第二腔室505(例如,在图5中示出)接收冷却流体509。
在一些实施例中,多个喷嘴609可与多个孔口601流体连通,其中多个喷嘴609被配置为朝向行进路径221排出雾化流体流。例如,多个喷嘴609中的每个喷嘴可与多个孔口601的对应一个或多个孔口流体连通。在一些实施例中,多个喷嘴609中的每个喷嘴可朝向行进路径221(例如,在图5中示出)排出雾化流体流。在一些实施例中,多个喷嘴609可包括第一喷嘴501、第二喷嘴613和第三喷嘴615。在一些实施例中,多个喷嘴609中的第一喷嘴501的第一喷嘴孔口525可包括第一直径616。在一些实施例中,多个喷嘴609中的第二喷嘴613的第二喷嘴孔口617可包括可等于第一直径616的第二直径619。在一些实施例中,多个喷嘴609可包括一组顺序地间隔开的喷嘴,所述一组顺序地间隔开的喷嘴包括第一喷嘴501和与第一喷嘴501间隔开第一距离621的第二喷嘴613。在一些实施例中,第一喷嘴501和第二喷嘴613可顺序地间隔开,其中没有中间喷嘴定位在第一喷嘴501与第二喷嘴613之间。
在一些实施例中,多个喷嘴609中的第三喷嘴615可与第二喷嘴613间隔开第二距离633,其中第二喷嘴613串联定位在第一喷嘴501与第三喷嘴615之间,并且第一距离621不同于第二距离633。例如,第二喷嘴613和第三喷嘴615可顺序地间隔开,其中没有中间喷嘴定位在第二喷嘴613与第三喷嘴615之间。在一些实施例中,通过串联地定位,第二喷嘴613可定位在第一喷嘴501与第三喷嘴615之间,其中轴线可横穿第一喷嘴501、第二喷嘴613、第三喷嘴615和其他喷嘴(例如,多个喷嘴609)。在一些实施例中,第一距离621可不同于第二距离633。例如,第一距离621可小于第二距离633,使得第一喷嘴501和第二喷嘴613可相比第二喷嘴613和第三喷嘴615定位成更靠近在一起。在一些实施例中,第三喷嘴615的第三喷嘴孔口629可包括第三直径631,其中第三直径631可不同于第一直径616和/或第二直径619。例如,在一些实施例中,第一直径616和第二直径619可大于第三直径631。
在一些实施例中,多个喷嘴609中的邻近喷嘴之间的间距可以是不恒定的。例如,多个喷嘴609可包括内喷嘴群组639、第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643。内喷嘴群组639可朝向第一冷却管309的中心定位,而第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643可朝向第一冷却管309的端部定位。在一些实施例中,第一外喷嘴群组641可包括第一喷嘴501和第二喷嘴613。内喷嘴群组639可定位在第一外喷嘴群组641与第二外喷嘴群组643之间。第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643的喷嘴孔口(例如,第一喷嘴501的第一喷嘴孔口525和第二喷嘴613的第二喷嘴孔口617)的直径可大于内喷嘴群组639的喷嘴孔口(例如,第三喷嘴615的第三喷嘴孔口629)的直径。
第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643的喷嘴孔口的较大直径可部分地归因于跨玻璃成型材料带103的不同冷却要求。例如,简要参考图1,玻璃成型材料带103的中央部分152可包括的厚度可小于沿着玻璃成型材料带103的第一外边缘153和第二外边缘155形成的边缘部分的厚度。在一些实施例中,对中央部分152的冷却可利用相比对包括边缘部分的第一外边缘153和第二外边缘155的冷却更小的雾化流体流来实现。为了适应由于跨玻璃成型材料带103的厚度差异造成的不同冷却速率,第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643可提供相比内喷嘴群组639更大的雾化流体流。例如,第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643可包括相比内喷嘴群组639的喷嘴孔口的直径更大的直径的喷嘴孔口。更大直径可允许从第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643引导更大的雾化流体流。更大的流可产生更大的液滴蒸发,这可因此造成第一外喷嘴群组641和第二外喷嘴群组643附近玻璃成型材料带103的更大冷却。在一些实施例中,对玻璃成型材料带103的冷却可基于邻近喷嘴之间的间距进一步控制。例如,内喷嘴群组639内的相邻喷嘴之间的间距可小于第一外喷嘴群组641和/或第二外喷嘴群组643内的邻近喷嘴之间的间距。内喷嘴群组639之间减小的间距可允许提供更大数量的贫嘴作为内喷嘴群组639的一部分,这可实现对玻璃成型材料带103的中央部分152的更受控冷却。
参考图4和图6,在一些实施例中,将一个或多个雾化流体流419朝向玻璃成型材料带103的区域443引导可包括改变沿着垂直于行进方向154的轴线647朝向区域443引导的一个或多个雾化流体流419的量。例如,多个喷嘴609的喷嘴孔口可大小不同,这可改变可朝向玻璃成型材料带103引导的一个或多个雾化流体流419的量。在一些实施例中,较大的喷嘴孔口可产生较大的雾化流体流,而较小的喷嘴孔口可产生较小的雾化流体流。此外,或替代地,沿着轴线647的多个喷嘴609中的邻近喷嘴之间的间距可不同,其中一些喷嘴定位成相比其他喷嘴更靠近在一起。在一些实施例中,冷却玻璃成型材料带103的区域443可包括:获得玻璃成型材料带103沿着垂直于行进方向154的轴线647的基本上均匀温度。例如,玻璃成型材料带103的边缘153、155(例如,在图1中示出)可壁玻璃成型材料带103的中央部分152厚。为了实现对玻璃成型材料带103的更受控且均匀冷却,可将更大的雾化流体流朝向边缘153、155而不是中央部分152引导。因此,可在边缘153、155附近实现更大冷却以适应玻璃成型材料带103的增加的厚度,其中边缘153、155处的更大冷却可产生玻璃成型材料带103的基本上均匀温度。
参考图7,示出冷却设备701的另外的实施例。冷却设备701可类似于相对于图3至图6示出和描述的冷却设备301。例如,冷却设备701可包括流体源305、气体源307、净化器321和多个冷却管303(例如,第一冷却管309、第二冷却管311、第三冷却管313等)。在一些实施例中,冷却设备701可包括联接到气体源307和净化器321并且与之流体连通的雾化器703。雾化器703可从气体源307接收压缩气体并从净化器321接收冷却流体。雾化器703可包括压缩气体和冷却流体可在其内混合以形成雾化流体流的腔室。在一些实施例中,将压缩气体和冷却流体转化成雾化流体流的过程可类似于图5至图6的实施例,其中混合发生在第一喷嘴501内。然而,雾化流体流的形成不限于发生在第一喷嘴501内,并且在一些实施例中,雾化流体流可在第一喷嘴501下游(例如,在雾化器703处)生成。在一些实施例中,第一雾化管线705可联接到雾化器703和第一冷却管309,使得第一雾化流体流可从雾化器703,穿过第一雾化管线705,并且递送到第一冷却管309。在一些实施例中,第二雾化管线707可联接到雾化器703和第二冷却管311,使得第二雾化流体流可从雾化器703,穿过第二雾化管线707,并且递送到第二冷却管311。在一些实施例中,第三雾化管线709可联接到雾化器703和第三冷却管313,使得第三雾化流体流可从雾化器703,穿过第三雾化管线709,并且递送到第三冷却管313。雾化流体流可从多个冷却管303朝向玻璃成型材料带103排出。在一些实施例中,冷却设备701可包括一个或多个阀,例如,图3所示的冷却设备301的阀329。阀329可联接到第一雾化管线705、第二雾化管线707或第三雾化管线709中的一者或多者。阀329可选择性地打开和闭合以控制通过管线705、707、709和通向第一冷却管309、第二冷却管311和/或第三冷却管313的压缩气体和冷却流体的流量。
图8示出沿着图7的线8-8的第一冷却管309的截面图。在一些实施例中,第一冷却管309可以是基本上中空的并且可包括用于将第一雾化流体流803递送到第一喷嘴501的腔室801。腔室801可沿着第一冷却管309的长度延伸。在一些实施例中,腔室801可联接到第一雾化管线705,例如,其中腔室801与第一雾化管线705流体连通并且被配置为从第一雾化管线705接收第一雾化流体流803。在一些实施例中,第一冷却管309可包括面向行进路径221的孔口805。孔口805可例如经由在腔室801与孔口805之间延伸的通路与腔室801流体连通。在一些实施例中,第一雾化流体流803可从腔室801递送到孔口805。第一雾化流体流803可穿过孔口805并且可接收在第一喷嘴501的第一混合腔室523内。在一些实施例中,第一雾化流体流803可在朝向行进路径221的排出方向539上从第一喷嘴501的第一喷嘴孔口525排出。类似于图5的实施例,第一雾化流体流803的一个或多个液滴531中的一部分可在接触玻璃成型材料带103的区域443之前蒸发,从而冷却玻璃成型材料带103。
在一些实施例中,玻璃制造设备100可提供与冷却沿着行进路径221行进的玻璃成型材料带103相关联的若干益处。例如,多个冷却管303可定位在玻璃成型材料带103的相反侧上并且沿着玻璃制造设备100的行进方向154间隔开。此外,多个冷却管303可沿着玻璃成型材料带103的宽度基本上垂直于行进方向154延伸。多个冷却管303可将雾化流体流朝向玻璃成型材料带103引导。在一些实施例中,雾化流体流的一部分可在接触玻璃成型材料带103之前蒸发。蒸发可降低邻近于玻璃成型材料带103的空气温度,这同样可冷却玻璃成型材料带103。此外,通过蒸发雾化流体流的部分,接触玻璃成型材料带103的液滴的数量可受到限制,从而降低污染玻璃成型材料带103的风险。因此,多个冷却管303可在多个位置处(例如,沿着行进方向154、垂直于行进方向154、以及在玻璃成型材料带103的相反侧上)冷却玻璃成型材料带103。对玻璃成型材料带103的冷却可在降低污染风险的情况下实现,因为雾化流体流被限制接触玻璃成型材料带103。通过提供对玻璃成型材料带103的更高效冷却,生产速率可得以增加。
图9至图12示出图1的玻璃制造设备的另一实施例。如下文所述,朝向熔融材料带引导的冷却剂可经历相变,例如,从液体或固体到气体。根据本公开内容的实施例制造玻璃的方法可抑制(例如,减少、防止、消除)与松垮翘曲相关联的问题。提供经历相变的冷却剂可在冷却剂经历相变时吸收大量热量(例如,潜热、蒸发焓、升华焓)。另外,提供经历相变的冷却剂可在冷却剂被加热到其经历相变化为气体的温度时以及在之后冷却剂作为气体加热时可吸收热量。这种增加的冷却能力可使得能够将包括较低液体相线粘度的熔融材料加工至原本将可能的预定厚度(例如,300微米至约5毫米)。此外,将冷却剂朝向熔融材料带上定位在成型容器下方的位置引导还可抑制成型容器上去玻璃化(例如,结晶)的发生。同样,将冷却剂朝向拉辊上方的位置引导可提供增加的加工效率(例如,减少的时间、减少的空间)。例如,增加的冷却能力(例如,拉辊上方、成型装置下方)可实现从成型容器拉制熔融材料带时与熔融材料带可经历随后加工时之间时间的减少。另外,增加的冷却能力(例如,拉辊上方、成型装置下方)可实现从成型容器拉制熔融材料带时至熔融材料带可进行处理时熔融材料路径长度的减小。
本公开内容的实施例的另外的特征可提供另外的技术益处。例如,提供在约1克/分钟(g/min)至约200g/min范围内的冷却剂质量流量可在不损坏被冷却的熔融材料带的一个或多个表面的情况下实现增加的冷却速率和/或冷却能力。而且,提供包括小中值粒度(例如,5微米至约20微米)的冷却剂可抑制(例如,减少、防止、消除)表面损坏的发生,因为这降低颗粒在继续增加冷却速率和/或冷却能力的同时,代替和/或在经历相变之前冲击熔融材料带的表面的可能性。同样,提供包括受控的窄粒度分布(例如,颗粒的约90%包括在约1微米至约100微米范围内的大小)的冷却剂可降低(例如,减少)表面损坏的发生,因为这降低颗粒在继续增加冷却速率和/或冷却能力的同时,代替和/或在经历相变之前冲击熔融材料带的表面的可能性。以上粒度关系中的任一种可通过加热导管(例如,导管的出口、喷嘴)来实现,因为这种加热可抑制(例如,减少、防止、消除)颗粒团聚。另外,将喷嘴定位在熔融材料带附近(例如,在约100毫米至约1米的范围内)可降低(例如,减小)离开导管的冷却剂的速度,这可抑制(例如,减少、降低、消除)表面缺陷的发生。提供沿着熔融材料带行进的对流空气流可降低(例如,减少)颗粒会代替和/或在经历相变之前冲击熔融材料带的表面的可能性,因为对流空气流可重引导(例如,运走)此类颗粒。而且,这种对流空气流可在冷却剂经历相变之后对其进行引导(例如,去除)。提供经历到气体的相变的冷却剂可降低(例如,减少、消除)对流动带的表面损坏。
图10示出根据本公开内容的实施例的沿着图9的线10-10的玻璃制造设备100的剖面透视图。如所示出和描述,成型容器140可包括被取向来接收来自入口导管141的熔融材料121的槽201。成型容器140还可包括成型楔状件209,所述成型楔状件209包括在成型楔状件209的相对端部165、166(参见图9)之间延伸的一对向下倾斜的会聚表面部分207、208。成型楔状件209的这对向下倾斜的会聚表面部分207、208可沿着行进方向154会聚成沿着成型楔状件209的底部边缘相交以限定成型容器140的根部145。玻璃制造设备100的拉制平面213可沿着行进方向154延伸穿过根部145。在一些实施例中,玻璃成型材料带103可沿着拉制平面213在行进方向154上拉制。如图所示,拉制平面213可穿过根部145等分成型楔状件209,但在一些实施例中,拉制平面213可相对于根部145以其他取向延伸。
另外,在一些实施例中,熔融材料121流入到成型容器140的槽201中,然后通过同时流过堰板203、204并向下流过堰板203、204的外表面205、206而从槽201溢流。相应熔融材料流121、212沿着成型楔状件209的对应向下倾斜的会聚表面部分207、208流动以便从成型容器140的根部145拉下,在根部处熔融材料121的流211、212会聚并融合成玻璃成型材料带103。然后,玻璃成型材料带103可沿着行进方向154在拉制平面213中从根部145拉下。
在一些实施例中,但未示出,成型容器140可包括被取向来接收来自入口导管141的熔融材料121的管。在一些实施例中,管可包括熔融材料121可流动通过的狭槽。例如,狭槽可包括沿着管的位于管的顶部的轴线延伸的细长狭槽。在一些实施例中,第一壁可在第一周边位置处附接到管,并且第二壁可在第二周边位置处附接到管。第一壁和第二壁可包括一对向下倾斜的会聚表面部分。第一壁和第二壁还可至少部分地限定成型容器内的中空区域。在一些实施例中,包括管、第一壁和/或第二壁的管壁可包括在以下范围内的厚度:约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约7mm、约0.5mm至约3mm、约1mm至约10mm、约1mm至约7mm、约3mm至约10mm、约3mm至约7mm,或者其间的任何范围或子范围。在以上范围内的厚度与包括较厚壁的实施例相比可产生总体降低的材料成本。
在一些实施例中,玻璃成型材料带103可冷却以下玻璃转变线167下方成为玻璃带106。在一些实施例中,玻璃分离器149(参见图9)然后可沿着分离路径151将玻璃板104从玻璃带106分离。如图所示,在一些实施例中,分离路径151可沿着第一外边缘153与第二外边缘155之间玻璃成型材料带103和/或玻璃带106的宽度“W”延伸。另外,在一些实施例中,分离路径151可垂直于玻璃成型材料带103的行进方向154延伸。此外,在一些实施例中,行进方向154可限定玻璃成型材料带103可沿着其从成型容器140融合拉制的方向。在一些实施例中,玻璃成型材料带103可包括其沿着行进方向154遍历的速度:约1毫米/秒(mm/s)或更多、约10mm/s或更多、约50mm/s或更多、约100mm/s或更多或者约500mm/s或更多,例如,在以下范围内:约1mm/s至约500mm/s、约10mm/s至约500mm/s、约50mm/s至约500mm/s、约100mm/s至约500mm/s,或者其间的任何范围或子范围。
如图10至图11所示,在一些实施例中,玻璃成型材料带103从根部145拉制,其中玻璃成型材料带103的第一主表面215和玻璃成型材料带103的第二主表面216面向相反方向并且限定玻璃成型材料带103的平均厚度“T”。在一些实施例中,玻璃成型材料103和/或玻璃带106的中央部分152的平均厚度“T”可以是约2mm或更少、约1mm或更少、约500micrometers(μm)或更少、约300μm或更少、约200μm或更少或者约100μm或更少,但在另外的实施例中可提供其他厚度。例如,在一些实施例中,玻璃成型材料带103和/或玻璃带106的平均厚度“T”可在以下范围内:约50μm至约750μm、约100μm至约700μm、约200μm至约600μm、约300μm至约500μm、约50μm至约500μm、约50μm至约700μm、约50μm至约600μm、约50μm至约500μm、约50μm至约400μm、约50μm至约300μm、约50μm至约200μm或约50μm至约100μm,或者其间的任何范围或子范围。
而且,如图9所示,玻璃制造设备100可包括两对边缘辊(例如,接触第一外边缘153的第一对边缘辊171a和接触第二外边缘155的第二对边缘辊171b)。另外,玻璃制造设备100可包括两对拉辊(例如,接触包括第一外边缘153的第一边缘部分的第一对拉辊173a和接触包括第二外边缘155的第二边缘部分的第二对拉辊173b)。如本文所使用,“上游”和“下游”是用于基于行进方向154描述关系的术语。例如,在一些实施例中,两对边缘辊可位于成型容器140下游。在一些实施例中,两对拉辊可位于成型容器140下游,如图9所示。在另外的实施例中,两对拉辊可位于两对边缘辊171a、171b下游。例如,如图所示,两对拉辊173a、173b可位于两对边缘辊171a、171b下游和成型容器140下游。虽然未示出,但在一些实施例中,两对拉辊173a、173b可设置为没有边缘辊171a、171b。在一些实施例中,两对拉辊173a、173b可在行进方向154上施加拉力,以获得玻璃成型材料带103的预定厚度(例如,平均厚度“T”),所述预定厚度可在以上所论述的厚度范围内。
如图9至图12示意性地示出,玻璃制造设备100可包括冷却设备175。例如,如图10所示,冷却设备175可包括第一冷却设备218a和/或第二冷却设备218b。如图所示,在一些实施例中,冷却设备175可包括第一冷却设备218a和第二冷却设备218b两者,其中拉制平面213定位在第一冷却设备218a与第二冷却设备218b之间。虽然示出了两个冷却设备218a、218b,但在另外的实施例中可提供单个冷却设备或多于两个冷却设备。图3是在图10的视角3处截取的放大视图,并且图12是沿着图10的线12-12截取的剖面。图11至图12两者论述第一冷却设备218a的特征。将更全面地描述第一冷却设备218a,应理解,这种描述也可适用于一个或多个其他冷却设备,诸如第二冷却设备218b。
如图10至图11所示,在一些实施例中,第一冷却设备218a可包括导管219a。如图11所示,从导管219a流出的冷却剂由高管219a在流动方向353上引导。如图所示,导管219a可包括在流动方向353上具有长度357的流动分段。在一些实施例中,导管219a的流动分段的长度357可以是约0.1米(m)或更多、约0.1m或更多、约0.5m或更多、约10m或更少、约5m或更少或者约1m或更少。在一些实施例中,导管219a的流动分段的长度357可在以下范围内:0.01m至约10m、约0.01m至约5m、约0.01m至约1m、0.1m至约10m、约0.1m至约5m、约0.1m至约1m、约0.5m至约10m、约0.5m至约5m、约0.5m至约1m,或者其间的任何范围或子范围。
如图所示,导管219a的流动分段在基本上垂直于流动方向353的方向上可包括第一宽度342。如本文所使用,第一宽度342是导管219a的内表面355在垂直于流动方向353的剖面中的最大尺寸。如果内表面是圆形圆柱形表面,则最大尺寸将是圆形圆柱形表面在垂直于流动方向的剖面中的直径。在一些实施例中,如图11所示,第一宽度342沿着导管219a的流动分段的长度357可基本上相同。在一些实施例中,虽然未示出,但导管219a的流动分段的第一宽度342可沿着导管219a的流动分段的长度357增加(例如,单调递增)。在其他实施例中,虽然未示出,但导管219a的流动分段的第一宽度342可沿着导管219a的流动分段的长度357减小(例如,单调递减)。
导管219a的流动分段包括最大宽度。如本文所使用,导管219a的流动分段的最大宽度是导管219a的流动分段的内表面355在垂直于流动方向的剖面中沿着导管219a的流动分段的长度的每个点处的最大尺寸。在一些实施例中,导管219a的流动分段的第一宽度342和/或最大宽度可以是约0.1m或更多、约0.4mm或更多、约1mm或更多、约3mm或更多、约10mm或更多、约20mm或更多、约50m或更多、约5m或更少或者约1m或更少。在一些实施例中,导管219a的流动分段的第一宽度342和/或最大宽度可在以下范围内:约0.1mm至约5m、0.1mm至约1m、约0.1mm至约5m、0.4mm至约1m、约1mm至约5m、约1mm至约1m、约3mm至约5m、约3mm至约1m、约10mm至约5m、约10mm至约1m、约20mm至约5m、约20mm至约1m、约50mm至约5m、约50mm至约1m,或者其间的任何范围或子范围。
如图10至图11所示,第一冷却设备218a的导管219a可与冷却剂源251a流体连通。在一些实施例中,冷却剂源251a可包括泵、罐、筒、锅炉、压缩机和/或压力容器。在一些实施例中,冷却剂源251a可以气相存储冷却剂。在一些实施例中,冷却剂源251a可以液相存储冷却剂。在一些实施例中,冷却剂源251a可以固相存储冷却剂。
如图11所示,导管219a可包括出口343a。在一些实施例中,如图所示,导管219a可包括喷嘴217a。在一些实施例中,如图所示,可提供喷嘴217a以补充流动分段,其中喷嘴217a可附接到流动分段的端部。如图所示,喷嘴217a可包括出口346a,所述出口346a可包括导管219a的出口343a。在进一步实施例中,如图所示,喷嘴217a的出口346a可包括第二宽度344,并且喷嘴217a可包括入口341a,所述入口341a包括不同于第二宽度344的第一宽度342。在更进一步实施例中,如图所示,第二宽度344可大于第一宽度342。在更进一步实施例中,喷嘴217a可包括宽度(例如,第一宽度342,剖面)开始沿着朝向拉制平面213的方向增加的入口341a。在一些实施例中,虽然未示出,但喷嘴的出口可包括与导管的另一部分(例如,其余部分)基本上相同的剖面。在一些实施例中,喷嘴217a在流动方向353上可包括长度347。在一些实施例中,喷嘴217a的长度347可小于出口346a的第二宽度344。在一些实施例中,喷嘴217a的长度347可在以上关于导管219a的长度357论述的范围中的任一者内。
在一些实施例中,如图11所示,喷嘴217a可包括扩散器。不希望受理论约束,扩散器可降低(例如,减小)喷嘴217a中冷却剂的速度,这可抑制(例如,减少、降低、消除)冷却剂接触玻璃成型材料带103的表面的机会。另外,不希望受理论约束,当冷却剂包括负焦耳-汤姆逊系数时,扩散器可降低流动通过扩散器的冷却剂的温度。在一些实施例中,雾化器可定位在冷却剂源与喷嘴之间以生成颗粒(例如,液体液滴、固体颗粒)。
在一些实施例中,喷嘴217a可包括沸腾喷嘴。不希望受理论约束,沸腾喷嘴可使用冷却剂的动能(例如,加速度)将冷却剂流分离到颗粒中来生成颗粒(例如,液体液滴、固体颗粒)。在一些实施例中,冷却剂流的部分可在由沸腾喷嘴加速时经历到气体的相变(例如,“沸腾”)。在一些实施例中,随着冷却剂流在喷嘴中加速期间变稀,冷却剂流的部分可基于冷却剂的表面张力彼此分离。
在一些实施例中,喷嘴217a可包括剪切喷嘴。在另外的实施例中,剪切喷嘴可由单个冷却剂流生成颗粒(例如,液体液滴、固体颗粒)。在更进一步实施例中,剪切喷嘴可包括可指示冷却剂流基于引入其中的剪切力分离到颗粒中的旋转流体运动。在另外的实施例中,剪切喷嘴可通过组合冷却剂和另一流体(例如,气体)来形成颗粒(例如,液体液滴、固体颗粒)。在更进一步实施例中,冷却剂可由剪切喷嘴内的另一流体外接。不希望受理论约束,冷却剂与另一流体之间的剪切可产生冷却剂颗粒。
在一些实施例中,导管219a(例如,导管219a的喷嘴217a和/或流动分段)可包括导热材料。在另外的实施例中,导管219a(例如,导管219a的喷嘴217a和/或流动分段)可包括热导率为约20瓦/米开尔文(W/mK)或更多、约50W/mK或更多、约100W/mK或更多、约1000W/mK或更少、约500W/mK或更少或者约300W/mK或更少的材料。在另外的实施例中,导管219a(例如,导管219a的喷嘴217a和/或流动分段)可包括热导率在以下范围内的材料:约20W/mK至约1000W/mK、约20W/mK至约500W/mK、约20W/mK至约200W/mK、约50W/mK至约1000W/mK、约50W/mK至约500W/mK、约50W/mK至约200W/mK、约100W/mK至约1000W/mK、约100W/mK至约500W/mK、约100W/mK至约200W/mK,或者其间的任何范围或子范围。例如,氮化硅包括约20W/mK的热导率,青铜包括约26W/mK的热导率,铂包括约55W/mK的热导率、碳化硅包括60W/mK的热导率,并且金包括约310W/mK的热导率。提供导热(例如,约20W/mK或更多)的材料可抑制(例如,减少、防止、消除)分别沿着导管219a的流动分段和/或导管219a的喷嘴217a的长度357或347的热波动和/或热梯度。在另外的实施例中,这可抑制(例如,减少、防止、消除)冷却剂团聚,所述冷却剂团聚可导致否则可能冲击(例如,破坏)玻璃成型材料带103的表面的较大粒度。在一些实施例中,导管219a和/或喷嘴217a可包括导热陶瓷或金属中的一者或多者。导热陶瓷的示例性实施例可包括氮化硅、氧化铝或碳化硅中的一者或多者。导热金属的示例性实施例可包括铜合金(例如,青铜、黄铜)、铁、钢合金、铂、铂合金、镍、锡、铜、钨、钼、铝、金和/或银。在一些实施例中,导管219a和/或喷嘴217a可包括电绝缘材料(例如,包括约10,000Ω/m或更多的电阻率,和/或包括约0.0001S/m或更少的导电率)。
在一些实施例中,导管219a(例如,导管219a的喷嘴217a和/或流动分段)可包括垂直于流动方向353截取的多边形(例如,三角形、四边形、五边形、六边形等)剖面。在一些实施例中,导管219a(例如,导管219a的喷嘴217a和/或流动分段)可包括垂直于流动方向353截取的曲线(例如,椭圆形、圆形)剖面。在一些实施例中,导管219a(例如,导管219a的喷嘴217a和/或流动分段)可包括垂直于流动方向353截取的包括多边形形状和曲线形状的组合的剖面。
在一些实施例中,如图10至图12所示,第一冷却设备218a可包括加热器(例如,电加热器227a)。在另外的实施例中,如图所示,加热器(例如,电加热器227a)可被配置为邻近于出口343a、346a加热第一冷却设备218a。在一些实施例中,加热器可在邻近出口343a、346a加热导管时附接到导管219a或与导管219a间隔开。在另外的实施例中,如图所示,加热器(例如,电加热器227a)可加热第一冷却设备218a的喷嘴217a。在一些实施例中,加热器可附接到喷嘴217a来加热喷嘴,但在另外的实施例中,加热器可与喷嘴217a间隔开。在一些实施例中,加热器(例如,电加热器227a)可外接喷嘴217a和/或导管219a。提供加热器(例如,电加热器227a)可将导管219a的喷嘴217a和/或流动分段维持处于预定温度,这可抑制(例如,接收、防止、消除)冷却剂团聚,所述冷却剂团聚可产生否则可冲击玻璃成型材料带103的表面的较大粒度。
在一些实施例中,虽然未示出,但加热器可包括家热流体(例如,空气、流、超临界二氧化碳)循环通过其的加热导管。在一些实施例中,如图10至图12所示,加热器可包括电加热器227a。电加热器227a可包括金属或耐火材料(例如,陶瓷)。金属的示例性实施例可包括铬、钼、钨、铂、铂、铑、铱、锇、钯、钌、金和它们的组合(例如,合金)。金属(例如,合金)的另外的示例性实施例可包括镍铬合金(例如,尼克罗姆合金)、铁铬铝合金或如上所述的铂合金。陶瓷的示例性实施例可包括碳化硅、二硅化铬(CrSi2)、二硅化钼(MoSi2)、二硅化钨(WSi2)、氧化铝、钛酸钡、钛酸铅、亚铬酸镧、氧化锆、氧化钇或它们的组合。在一些实施例中,电加热器227a可包括铂或铂合金。在一些实施例中,电加热器227a可包括碳化硅。在一些实施例中,电加热器227a可包括二硅化钼。
如图11至图12所示,加热器(例如,电加热器227a)可经由导线224a连接到电源229a。如本文所使用,电源229a可以是能够形成电势差的任何装置。在一些实施例中,电源229a可包括电池、电容器、燃料电池或发电机。在一些实施例中,电源229a可包括可商购获得的电力供应单元,例如,可编程电力供应单元、不可中断电力供应单元、切换模式电力供应单元和/或线性稳压电力供应单元。
如图10至图12所示,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可面向玻璃成型材料带103的表面(例如,第一主表面213a)。在一些实施例中,出口343a或346a与玻璃成型材料带103(例如,第一主表面213a)之间的最小距离349可以是约100mm或更多、约200mm或更多、约500mm或更多、约1m或更少、约800mm或更少或者约500mm或更少。在一些实施例中,出口343a或346a与玻璃成型材料带103(例如,第一主表面213a)之间的最小距离349可在以下范围内:约100mm至约1m、约200mm至约1m、约500mm至约1m、约100mm至约800mm、约200mm至约800mm、约500mm至约800mm、约100mm至约500mm、约200mm至约500mm,或者其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中,冷却剂可在导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a与玻璃成型材料带103之间经历相变。在另外的实施例中,基本上所有冷却剂可在从导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a流出之后经历相变。在另外的实施例中,基本上所有冷却剂在与玻璃成型材料带103相距在以上针对最小距离349论述的范围中的任一者内的距离内经历相变。在另外的实施例中,基本上没有冷却剂冲击流动的熔融材料带。
在一些实施例中,如图10至图12所示,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可定位在成型容器140下方,使得喷嘴217a在行进方向154上相对于成型容器140定位在下游。导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a被设计来在流动方向353上将冷却剂从出口引导到目标位置351a。贯穿本公开内容,目标位置限定为在冷却剂流从出口流出时由冷却剂流的中央轴线350撞击的位置。参考图11,玻璃成型材料带103上的目标位置351a限定为在冷却剂流从出口343a、346a流出时由冷却剂流的中央轴线350撞击的位置。中央轴线350的长度限定为出口343a、346a与玻璃成型材料带103之间的最下距离。在一些实施例中,出口343a或346a与目标位置351a之间的最小距离349可包括中央轴线310的长度,并且可以是约1mm或更多、约10mm或更多、约100mm或更多、约1m或更少、约500mm或更少或者约200mm或更少。在一些实施例中,最小距离349可在以下范围内:约1mm至约1m、约10mm至约1m、约100mm至约1m、约1mm至约500mm、约10mm至约500mm、约100mm至约500mm、约1mm至约200mm、约10mm至约200mm、约100mm至约200mm,或者其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中,如图所示,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可在行进方向154上相对于拉辊对173a、173b定位在上游。如进一步所示,目标位置351a可在行进方向154上相对于拉辊对173a、173b定位在上游。
在另外的实施例中,如图所示,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可定位在成型容器140与拉辊对173a、173b之间。即,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可在行进方向154上相对于成型容器140定位在下游并且在行进方向154上相对于拉辊对173a、173b定位在上游。在另外的实施例中,如图所示,目标位置351a可定位在成型容器140与拉辊对173a、173b之间。即,目标位置351a可在行进方向154上相对于成型容器140定位在下游并且在行进方向154上相对于拉辊对173a、173b定位在上游。
在另外的实施例中,如图所示,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可定位在边缘辊对171a、171b上方。即,导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口346a可在行进方向154上相对于边缘辊对171a、171b定位在上游。在另外的实施例中,目标位置351a可定位在边缘辊对171a、171b上方。即,目标位置351a可在行进方向154上相对于边缘辊对171a、171b定位在上游。
在一些实施例中,第一冷却设备可包括多个导管,但在另外的实施例中,可提供单个导管。如果提供多个导管,如图12所示,则多个导管219a-219c可包括所示的三个导管,但在另外的实施例中,可提供两个导管或多于三个导管。在另外的实施例中,如图所示,每个导管219a-219c可连接到相应冷却剂源251a-251c。在另外的实施例中,虽然未示出,但一个或多个导管可连接到同一流体源。在另外的实施例中,导管219a-219c中的一者或多者可包括喷嘴。在更进一步实施例中,如图所示,每个导管219a-219c可包括相应喷嘴217a-217c。在另外的实施例中,导管219a-219c中的一者或多者可与加热器(例如,电加热器227a-219c)相关联。在更进一步实施例中,如图所示,每个导管219a-219c可与相应加热器(例如,电加热器227a-227c)相关联。在仍进一步实施例中,如图所示,每个电加热器227a-227c可在电路中设置有对应电源229a-229c和导线224a-224c。在仍进一步实施例中,虽然未示出,但多个电加热器227a-227c可由共同电源供电。
如图10所示,多个导管(如果提供)可包括第一组导管(例如,219a-219c,参见图12)。第一组导管219a-219c可提供多个目标位置351a-351c,其中多个目标位置中的每个目标位置与第一组导管中的对应导管相关联。如图10进一步所示,多个导管还可包括第二组导管(例如,第二导管220a),在一些实施例中,所述第二组导管可与图12所示的第一组导管219a-219c成镜像。第二组导管220a可提供第二组目标位置(例如,图10中的352a),在一些实施例中,所述第二组目标位置可与图12所示的第一组目标位置351a-351c成镜像。第二组目标位置(例如,图10中的352a)中的每个目标位置可与第二组导管(例如,导管220a)中的对应导管相关联。在一些实施例中,如图所示,第一组(例如,导管219a-219c)和对应第一组目标位置351a-351c可布置在第一行中。在另外的实施例中,如图所示,第一行沿着玻璃成型材料带103的宽度W的方向451延伸。在另外的实施例中,虽然未示出,但第一行可沿着玻璃成型材料带103的行进方向154或在导管行和列的矩阵中延伸,并且对应目标位置可在宽度的方向451上和在行进方向154上延伸。在一些实施例中,如图所示,多个导管中的第一组(例如,第一冷却设备218a)的出口可面向玻璃成型材料带103的第一表面(例如,第一主表面213a)。在另外的实施例中,如图10所示,多个导管中的第二组(例如,第二冷却设备218b)的出口(例如,出口232a)可面向玻璃成型材料带103的与玻璃成型材料带103的第一表面(例如,第一主表面213a)相反的第二表面(例如,第二主表面213b)。在一些实施例中,第二组导管(例如,导管220a)和对应第二组目标位置(例如,目标位置352a)可布置在与图12示出且以上论述的导管219a-219c和目标位置351a-351c的行或矩阵的第二行或矩阵中。
如图10至图12所示,第一冷却设备218a可被配置为使冷却剂从导管219a的出口343a(例如,喷嘴217a的出口346a)流出。在一些实施例中,如图所示,冷却剂可作为冷却剂颗粒223从出口343a或346a流出。在一些实施例中,冷却剂可作为固体颗粒从出口343a或346a流出。在另外的实施例中,从出口343a或346a流出的冷却剂可包括具有在以下范围内的中值粒度的固体颗粒:约5μm或更多、约10μm或更多、约20μm或更少或者约10μm或更少。在另外的实施例中,从出口343a或346a流出的冷却剂可包括具有在以下范围内的中值粒度的固体颗粒:约5μm至约20μm、约5μm至约10μm、约10μm至约20μm,或者其间的任何范围或子范围。在一些实施例中,从出口343a或346a流出的冷却剂可包括固体颗粒,并且约90%的固体颗粒可包括在以下范围内的大小:约1μm至约100μm、约5μm至约100μm、约10μm至约100μm、约1μm至约75μm、约5μm至约75μm、约10μm至约75μm、约1μm至约50μm、约5μm至约50μm、约10μm至约50μm、约1μm至约20μm、约5μm至约20μm、约10μm至约20μm,或者其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中,冷却剂可作为液体从出口343a或346a流出。在另外的实施例中,冷却剂可作为液体颗粒(例如,雾化流体)从出口303a或346a流出。在另外的实施例中,从出口343a或346a流出的冷却剂可包括具有在以下范围内的中值粒度的液体颗粒:约5μm或更多、约10μm或更多、约20μm或更少或者约10μm或更少。在另外的实施例中,从出口343a或346a流出的冷却剂可包括具有在以下范围内的中值粒度的液体颗粒:约5μm至约20μm、约5μm至约10μm、约10μm至约20μm,或者其间的任何范围或子范围。在一些实施例中,从出口343a或346a流出的冷却剂可包括液体颗粒,并且约90%的液体颗粒可包括在以下范围内的大小:约1μm至约100μm、约5μm至约100μm、约10μm至约100μm、约1μm至约75μm、约5μm至约75μm、约10μm至约75μm、约1μm至约50μm、约5μm至约50μm、约10μm至约50μm、约1μm至约20μm、约5μm至约20μm、约10μm至约20μm,或者其间的任何范围或子范围。
提供具有小中值粒度(例如,5μm至约20μm)的冷却剂颗粒223可降低(例如,减少、防止、消除)表面损坏的发生,因为这降低颗粒在继续增加冷却速率和/或冷却能力的同时,代替和/或在经历相变之前冲击熔融材料带的表面的可能性。此外,提供经历到气体的相变的冷却剂可降低(例如,减少、消除)对流动带的表面损坏变化(例如,增加的粗糙度)。同样,提供包括受控的窄粒度分布(例如,颗粒的约90%包括在约1微米至约100微米范围内的大小)的冷却剂可降低(例如,减少、消除)表面损坏的发生,因为这降低颗粒在继续增加冷却速率和/或冷却能力的同时,代替和/或在经历相变之前冲击熔融材料带的表面的可能性。以上粒度关系中的任一种可通过加热导管(例如,导管的出口、喷嘴)来实现,因为这种加热可抑制(例如,减少、防止、消除)颗粒团聚。
在一些实施例中,冷却剂可被配置为在从导管219a的出口343a和/或喷嘴217a的出口流出之后经历相变,诸如变为气体225,如图10至图12所示。在一些实施例中,冷却剂可经历从固体到气体的相变(例如,升华、熔融然后蒸发)。在一些实施例中,冷却剂可经历从液体到气体的相变(例如,蒸发)。在一些实施例中,冷却剂可从相变吸收约0.1千焦/千克(kj/kg)或更多、约1kj/kg或更多、约10kj/kg或更多、约100kj/kg或更多、约500kj/kg或更多、约5,000kj/kg或更少或者约600kj/kg或更少的热能。在一些实施例中,冷却剂可从相变吸收在以下范围内的热能:约0.1kj/kg至约5,000kj/kg、约1kj/kg至约5,000kj/kg、约10kj/kg至约5,000kj/kg、约100kj/kg至约5,000kj/kg、约500kj/kg至约5,000kj/kg、约0.1kj/kg至约600kj/kg、约1kj/kg至约600kj/kg、约10kj/kg至约600kj/kg、约100kj/kg至约600kj/kg、约500kj/kg至约600kj/kg,或者其间的任何范围或子范围。例如,氮气包括约0.2kj/kg的蒸发潜热,二氧化碳包括约570kj/kg的升华潜热,并且水包括约2,300kj/kg的蒸发潜热。
冷却剂可吸收热能,从而冷却玻璃成型材料带103。冷却剂可在其从其从出口343a或346a流出时的初始温度加热到其经历相变时的第二温度时吸收热能。冷却剂可在其经历相变(例如,变为气体225)时吸收热能。冷却剂可在其从其经历相变时的第二温度加热到初始温度时吸收热能。不希望受理论约束,由材料在其不经历相变的情况下从第二温度加热到第二温度时吸收的热能的量与材料的热容成比例。在一些实施例中,冷却剂在约300开尔文(K)至约500K的温度下可包括约1千焦/千克开尔文(kj/kgK)或更多、约2kj/kgK或更多、约3kj/kgK或更多、约5kj/kgK或更少或者约4kj/kgK或更少的热容。在一些实施例中,冷却剂可在约300K至约500K的温度下包括在以下范围内的热容:约1kj/kgK至约5kj/kgK、约2kj/kgK至约5kj/kgK、约3kj/kgK至约5kj/kgK、约1kj/kgK至约4kj/kgK,2kj/kgK至约4kj/kgK、约3kj/kgK至约4kj/kgK,或者其间的任何范围或子范围。例如,氮气包括约1kj/kgK的热容,二氧化碳包括约1kj/kgK的热容,并且水包括约4kj/kgK的热容。
在一些实施例中,冷却剂可包括水、氮气和二氧化碳中的一者或多者。在一些实施例中,冷却剂可以是氢键化合物。不希望受理论约束,呈固体和/或液体的氢键化合物可相比无氢键化合物可与更高的蒸发、融合和/或升华潜热相关联。在另外的实施例中,冷却剂可包括氨、水或有机醇(例如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇)。在一些实施例中,冷却剂可包括烷烃(例如,甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷)。
在一些实施例中,冷却剂可在没有推进剂的情况下从导管流出。在一些实施例中,冷却剂可利用推进剂从导管流出。在另外的实施例中,推进剂可包括载气。在更进一步实施例中,载气可包括与呈气相的冷却剂相同的材料。在更进一步实施例中,载气可包括空气、氮气、氦气、氩气、氙气、二氧化碳或氧气中的一者或多者。
在一些实施例中,如图10所示,对流空气流231、241可由风扇233a、243a或被设计来驱动空气流的气体装置生成。在另外的实施例中,如图所示,对流空气流231、241的一部分可沿着玻璃成型材料带103行进。在更进一步实施例中,如图所示,对流空气流231的一部分可在与玻璃成型材料带103的行进方向154相反的方向上沿着玻璃成型材料带103行进。在更进一步实施例中,如图所示,对流空气流241的一部分可在玻璃成型材料带103的行进方向154上沿着玻璃成型材料带103行进。在更进一步实施例中,虽然未示出,但对流空气流可跨玻璃成型材料带103的行进方向154(例如,在方向451或宽度“W”的方向分量上)行进。如图所示,对流空气流231的与第一主表面213a相关联的部分可在与对流空气流241的与第二主表面213b相关联的部分相反的方向上行进。虽然未示出,但对流空气流231、241的沿着玻璃成型材料带103行进的部分可在相同方向上行进。例如,风扇233a、243a或其他装置可实现对流空气流231、241的沿着玻璃成型材料带103行进的部分均在行进方向154上流动或均在与行进方向154相反的方向上流动。
在一些实施例中,如图10和图12所示,除风扇233a、243a之外或替代风扇233a、243a,对流空气流231、241可由一个或多个真空源237a、237b促进。真空源237a、237a以及风扇233a、243a可有助于去除玻璃成型材料带103附近的气体225。
本公开内容的实施例的玻璃制造设备100可用于制造玻璃的方法中。方法可包括使玻璃成型材料带103在行进方向154上流动,如图10至图11所示。如图所示,方法可包括使冷却剂在流动方向353上从导管219a的出口343a朝向玻璃成型材料带103的目标位置351a流动。冷却剂可包括以上针对冷却剂描述的材料中的任一者,例如,水、氮气或二氧化碳中的一者或多者。在一些实施例中,如以上所述且图10至图12所示,导管219a的出口343a可包括喷嘴217a。在另外的实施例中,喷嘴217a可包括扩散器。在另外的实施例中,喷嘴217a可包括沸腾喷嘴。在另外的实施例中,喷嘴217a可包括剪切喷嘴。在一些实施例中,导管219a的出口343a与玻璃成型材料带103之间的最小距离349可在以上论述的范围内,例如,在约100mm至约1m的范围内。如上所述,从导管219a的出口343a流出的冷却剂可包括液体和/或固体。在一些实施例中,从导管219a的出口343a流出的冷却剂可包括冷却剂颗粒223。在另外的实施例中,冷却剂颗粒可包括在以上论述的范围内(例如,在约5μm至约20μm的范围内)的中值粒度。在更进一步实施例中,颗粒可包括冷却剂固体颗粒。在另外的实施例中,约90%的颗粒可包括在以上论述范围内(例如,约1μm至约100μm)的大小。在更进一步实施例中,颗粒可包括冷却剂固体颗粒。方法可包括例如用加热器(例如,电加热器227a)加热导管219a,如上所论述。
在一些实施例中,如图10至图11所示,导管219a的出口343a与成型容器140之间的最小距离359可以是约1mm或更多、约10mm或更多、约100mm或更多、约1m或更少、约500mm或更少或者约200mm或更少。在一些实施例中,导管219a的出口343a与成型容器140之间的最小距离359可在以下范围内:约1mm至约1m、约10mm至约1m、约100mm至约1m、约1mm至约500mm、约10mm至约500mm、约100mm至约500mm、约1mm至约200mm、约10mm至约200mm、约100mm至约200mm,或者其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中,冷却剂可以约1克/分钟(g/min)或更多、约10g/min或更多、约50g/min或更多、约200g/min或更少、约100g/min或更少或者约50g/min或更少的质量流量从导管219a的出口343a流动。在一些实施例中,冷却剂可以下以下范围内的质量流量从导管219a的出口343a流出:约1g/min至约200g/min、约1g/min至约100g/min、约1g/min至约50g/min、约10g/min至约200g/min、约10g/min至约100g/min、约10g/min至约50g/min、约50g/min至约200g/min、约50g/min至约100g/min,或者其间的任何范围或子范围。提供在以上范围内的冷却剂质量流量可在不损坏被冷却的熔融材料带的一个或多个表面的情况下实现增加的冷却速率和/或冷却能力。
在一些实施例中,如以上所述和图10至图11所示,目标位置351a可定位在成型容器140下方。在另外的实施例中,成型容器140与目标位置351a之间的最小距离345可在以上关于最小距离359所论述的范围中的任一者内,例如,约1米(m)或更少。在一些实施例中,如以上所论述和图10所示,方法还可包括用拉辊对173a、173b牵拉熔融材料121(例如,玻璃成型材料带103)。在另外的实施例中,如图所示,目标位置351a可定位在成型容器140与拉辊对173a、173b之间。
方法和可包括在冷却剂朝向目标位置351a流动的同时改变冷却剂的相,其中相变冷却目标位置351a。在一些实施例中,改变冷却剂的相可包括在冷却剂朝向目标位置351a流动的同时将冷却剂的相变为气体225,其中相变冷却目标位置351a。在一些实施例中,从导管的出口排放的大部分(基本上全部)量的冷却剂在到达玻璃成型材料带103之前变相。变相成使得大部分冷却剂无法接触玻璃成型材料带103可降低(例如,减少)冷却剂原本在没有相变的情况下可能发生的冷却剂可施加在带上的冲击力。这样,冷却剂的相变可提供有益效果,即在不损坏带的情况下提供对目标位置的冷却,否则如果冷却剂在相变为气体之前冲击带,则可能会发生损坏情况。在一些实施例中,除了冷却流动带的包括目标位置的部分,冷却剂(例如,冷却剂的相变)还可冷却流动带的邻近于目标位置的部分。在一些实施例中,如图10和图12所示,方法还可包括用沿着玻璃成型材料带103行进的对流空气流231、241使气体225移动。
方法还可包括确定玻璃成型材料带103的厚度(例如,部分(例如,目标位置351a)的平均厚度“T”)与预定厚度的偏差。在一些实施例中,部分的厚度可大于预定厚度。方法还可包括通过使冷却剂从导管219a的出口343a朝向玻璃成型材料103的部分(例如,目标位置351a)流动来冷却部分(例如,目标位置351a)。在一些实施例中,冷却剂的相变可冷却部分(例如,目标位置351a)。在另外的实施例中,冷却剂相变为气体可冷却部分(例如,目标位置351a)。在一些实施例中,冷却可通过增加玻璃成型材料带103的部分(例如,目标位置351a)的粘度来降低(例如,减少、消除)玻璃成型材料带103的部分(例如,目标位置351a)的厚度的偏差。
实施例
将通过以下实施例进一步阐明各种实施例。在图13中报告作为质量流量的函数的总热通量。在图14中报告作为质量流量的函数的热梯度。在图13至图14中报告的数据是通过使固体二氧化碳从在出口处包括1mm宽度的喷嘴朝向维持处于1000℃下的腔室内的不锈钢的110mm×56mm×6mm板的第一表面流动来获得。使用具有0.7mm的最小间距的热电偶来记录温度。
如关于图13所使用,总热通量是每时间单位的温度变化乘以板材的质量和板材的热容除以板材的表面积。水平轴901(例如,x轴)是以克/分钟(g/min)为单位的二氧化碳的质量流量。竖直轴903(例如,y轴)是以千瓦/米2(kW/m2)为单位的总热通量。第一水平线905表示可在约800℃至约900℃范围内的温度下沿着板材的表面使用气体辐射冷却和/或对流获得的最大热通量,这可对应于距离成型容器在约130mm至约650mm范围内的最小距离的目标位置。第二水平线907表示在约1000℃至约1100℃范围内的温度下沿着包材的表面使用气体辐射冷却和/或对流获得的最大热通量,这可对应于距离成型容器在约100mm或更少的最小距离的目标位置。图13中表示的数据表明总热通量随着质量流量增加而增加,直到约200g/min,超过所述质量流量总热通量趋于平稳在约60kW/m2。不希望受理论约束,热通量随着表面与对流流动之间的差增加而增加;然而,边界层和/或转变区域可限制进一步增加热通量的另外的冷却的能力。这样,使用小于总热通量趋于平稳的200g/min的质量流量可以是有益的。将冷却剂质量流量限制为200g/min可获得最大总热通量同时避免玻璃成型材料带103上在不进一步增加热通量的情况下对带造成损坏的不必要力。对于所测试最低质量流量(例如,约30g/min),获得大于第一水平线905的总热通量。对于约90g/min的质量流量,获得大于第二水平线907的总热通量。
如关于图14所使用,热通量的局部化是跨板材的表面的温度变化乘以板材的热导率。水平轴1001(例如,x轴)是以克/分钟(g/min)为单位的二氧化碳的质量流量。竖直轴1003(例如,y轴)是以千瓦/米2(kW/m2)为单位的热通量局部化。第一水平线1005表示可在约800℃至约900℃范围内的温度下沿着板材的表面使用气体辐射冷却和/或对流获得的最大热通量,这可对应于距离成型容器在约130mm至约650mm范围内的最小距离的目标位置。第二水平线1007表示在约1000℃至约1100℃范围内的温度下沿着包材的表面使用气体辐射冷却和/或对流获得的最大热通量,这可对应于距离成型容器在约100mm或更少的最小距离的目标位置。图14中所标绘的所有数据包括大于第一水平线1005和第二水平线1007的热通量值的热通量值局部化。然而,热通量局部化随着质量流量增加而降低。图14表明,在将冷却剂用于局部厚度控制的实施例中,较小冷却剂质量流量可提供更局部化温度控制及因此更局部化厚度控制。
用于不同玻璃制造设备的表面粗糙度在表1中报告。如本文所用,“表面粗糙度”意指Ra表面粗糙度,其为表面轮廓在法向于测试区域的表面的方向上与平均位置的绝对偏差的算术平均数。除非另外指明,所有表面粗糙度值是使用原子力显微镜术(AFM)测量的80μm×80μm测试区域的平均粗糙度(Ra)。实施例A是根据本公开内容的实施例不暴露于冷却剂的熔融材料带。实施例B是暴露于从导管的端部处的加热喷嘴以约80g/min流出的二氧化碳冷却剂(这产生约30kW/m2的总热通量)的熔融材料带。实施例C是暴露于从导管的端部处的加热喷嘴以约120g/min的冷却剂质量流量流出的二氧化碳冷却剂(这产生约43kW/m2的总热通量)的熔融材料带。实施例D是暴露于如实施例C中的二氧化碳冷却剂的熔融材料带,不同之处在于喷嘴不加热。表1表明实施例A和实施例B具有相同表面粗糙度。这样,二氧化碳冷却剂并不损坏熔融材料带的表面。当冷却剂质量流量增加,实施例C包括稍微增大的表面粗糙度。然而,当喷嘴不加热时,表面粗糙度加倍。在实施例D中,观察到更大的二氧化碳颗粒团聚。这样,加热喷嘴抑制(例如,接收、消除、防止)冷却剂颗粒团聚,如果喷嘴不加热,则所述团聚原本增加熔融材料带的表面粗糙度。
表1:表面粗糙度
实施例 | 表面粗糙度(Ra)(nm) |
A | 0.2 |
B | 0.2 |
C | 0.3 |
D | 0.6 |
根据本公开内容的实施例制造玻璃的方法可降低(例如,减少、防止、消除)与松垮翘曲相关联的问题。本公开内容的实施例可通过以下来避免松垮翘曲:强劲冷却熔融材料流(例如,第一物流、第二物流)的与相应熔融材料流的内部相反的外部,以增加拉制熔融材料带的位置处的有效粘度。本公开内容的实施例的方法可通过允许比使用通过对流和/或辐射进行的热传递可能的更大的冷却速率(例如,热通量)和/或冷却能力来解决松垮翘曲问题。提供经历相变的冷却剂可在冷却剂经历相变时吸收大量热量(例如,潜热、蒸发焓、升华焓)。另外,提供经历相变的冷却剂可在冷却剂被加热到其经历相变化的温度时以及在之后冷却剂作为气体加热时可吸收热量。这种增加的冷却能力可使得能够将包括较低液体相线粘度的熔融材料加工至原本将可能的预定厚度(例如,300微米至约5毫米)。此外,提供经历到气体的相变的冷却剂可避免对流动的熔融材料带的表面损坏,否则如果允许固体或液体冲击流动带则可发生表面损坏。
对目标位置的定位可提供进一步技术益处。例如,将冷却剂朝向定位在成型容器下方的目标位置引导可降低成型容器上熔融材料去玻璃化(例如,结晶)的发生。同样,将冷却剂朝向拉辊上方的目标位置引导可提供增加的加工效率(例如,减少的时间、减少的空间)。例如,增加的冷却能力(例如,拉辊上方、成型装置下方)可实现从成型容器拉制熔融材料带时与熔融材料带可经历随后加工时之间时间的减少。另外,增加的冷却能力(例如,拉辊上方、成型装置下方)可实现从成型容器拉制熔融材料带时至熔融材料带可进行处理时熔融材料路径长度的减小。
本公开内容的实施例的另外的特征可提供另外的技术益处。例如,提供在约1克/分钟至约克/分钟范围内的冷却剂质量流量可在不损坏正在冷却的熔融材料带的一个或多个表面的情况下实现增加的冷却速率和/或冷却能力。而且,提供包括小中值粒度(例如,5微米至约20微米)的冷却剂可降低(例如,减少、防止、消除)表面损坏的发生,因为这降低颗粒在继续增加冷却速率和/或冷却能力的同时,代替和/或在经历相变(例如,变为气体)之前冲击熔融材料带的表面的可能性。同样,提供包括受控的窄粒度分布(例如,颗粒的约90%包括在约1微米至约100微米范围内的大小)的冷却剂可降低(例如,减少、消除)表面损坏的发生,因为这降低颗粒在继续增加冷却速率和/或冷却能力的同时,代替和/或在经历相变(例如,变为气体)之前冲击熔融材料带的表面的可能性。以上粒度关系中的任一种可通过加热导管(例如,导管的出口、喷嘴)来实现,因为这种加热可抑制(例如,减少、防止、消除)颗粒团聚。另外,将喷嘴定位在熔融材料带附近(例如,在约100毫米至约1米的范围内)可降低(例如,减小)离开导管的冷却剂的速度,这可降低(例如,减少、消除)表面缺陷的发生。提供沿着熔融材料带行进的对流空气流可降低(例如,减少、消除)颗粒会代替和/或在经历相变(例如,变为气体)之前冲击熔融材料带的表面的可能性,因为对流空气流可重引导(例如,运走)此类颗粒。而且,这种对流空气流可在冷却剂经历相变(例如,变为气体)之后对其进行引导(例如,去除),从而为另外的冷却剂产生经历相变的空间以提供对带的持续冷却。
除非相反地明确指明,否则如本文所使用的术语“所述”、“一个”或“一种”意指“至少一个/种”,并且不应限于“仅一个/种”。因此,例如,除非上下文另外明确指明,否则对“部件”的引用包括具有两个或更多个此类部件的实施例。
如本文所用,术语“约”意指数量、大小、配方、参数和其他量及特性不是并且也不需要是精确的,而是可根据以下需要为近似的和/或较大些或较小些:反映公差、换算因数、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。当术语“约”用于描述范围的值或端值时,应将本公开内容理解为包括所提及的特定值或端值。如果说明书中的范围的数值或端值表述“约”,则范围的数值或端值意图包括两种实施例:一种由“约”修饰,而一种不由“约”修饰。还应当理解,每个范围的端值不论是相对于另一个端值,还是独立于另一个端值都是有意义的。
如本文所用的术语“基本”、“基本上”及其变型意图指出所描述的特征等于或近似等于一定值或描述。例如,“基本上平面的”表面意图表示平面或近似平面的表面。此外,如上文所限定,“基本上”意图表示两个值相等或近似相等。在一些实施例中,“基本上类似”可表示值在彼此的约10%以内,例如,在彼此的约5%以内或在彼此的约2%以内。
除非另外指明,否则如本文所使用的术语“包含”和“包括”及其变型应解释为同义和开放式。过渡短语包含或包括之后的元素列表是非排他性列表,使得除了列表中具体叙述的元素之外,还可存在元素。
应理解,虽然已经关于各种实施例的说明性和具体示例对其进行详细描述,但本公开内容不应视为限于此,因为在不脱离以下权利要求的范围的情况下,所公开特征的众多修改和组合是可能的。
Claims (35)
1.一种玻璃制造设备,包括:
成型设备,所述成型设备限定在行进方向上延伸的行进路径,所述成型设备被配置为沿着所述行进路径在所述行进方向上输送玻璃成型材料带;以及
冷却管,所述冷却管基本上平行于所述行进路径延伸并且跨所述行进方向延伸,所述冷却管包括沿着所述冷却管间隔开并且面向所述行进路径的多个孔口。
2.如权利要求1所述的玻璃制造设备,其中所述冷却管沿着冷却轴线线性地延伸。
3.如权利要求2所述的玻璃制造设备,其中所述冷却轴线基本上垂直于所述行进方向。
4.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃制造设备,进一步包括多个喷嘴,所述多个喷嘴中的每个喷嘴与所述多个孔口中的对应一个或多个孔口流体连通,并且所述多个喷嘴中的每个喷嘴被配置为朝向所述行进路径排出雾化流体流。
5.如权利要求4所述的玻璃制造设备,其中所述多个喷嘴中的第一喷嘴的第一喷嘴孔口包括第一直径,并且所述多个喷嘴中的第二喷嘴的第二喷嘴孔口包括等于所述第一直径的第二直径。
6.如权利要求5所述的玻璃制造设备,其中所述多个喷嘴包括一组包括所述第一喷嘴的顺序间隔的喷嘴,所述第二喷嘴与所述第一喷嘴间隔开第一距离,并且所述多个喷嘴中的第三喷嘴与所述第二喷嘴间隔开第二距离,所述第二喷嘴串联定位在所述第一喷嘴与所述第三喷嘴之间,并且所述第一距离不同于所述第二距离。
7.如权利要求6所述的玻璃制造设备,其中所述第三喷嘴的第三喷嘴孔口包括不同于所述第二直径的第三直径。
8.如权利要求1-7中任一项所述的玻璃制造设备,其中所述冷却管包括多个冷却管,所述多个冷却管中的第一组定位在所述行进路径的第一侧上,并且所述多个冷却管中的第二组定位在所述行进路径的第二侧上。
9.如权利要求8所述的玻璃制造设备,其中所述多个冷却管中的所述第一组中的冷却管沿着所述行进方向顺序地间隔开,并且所述多个冷却管中的所述第二组中的冷却管沿着所述行进方向顺序地间隔开。
10.一种生产玻璃带的方法,包括:
形成玻璃成型材料带;
使所述玻璃成型材料带在行进方向上沿着行进路径移动;
将冷却流体转化成一个或多个雾化流体流;
将所述一个或多个雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的区域引导;
通过蒸发所述一个或多个雾化流体流的一部分而不使所述一个或多个雾化流体流的所述部分接触所述玻璃成型材料带的所述区域来冷却所述玻璃成型材料带的所述区域;以及
将所述玻璃成型材料带冷却成所述玻璃带。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述引导所述一个或多个雾化流体流包括:将第一雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的第一侧引导并将第二雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的第二侧引导。
12.如权利要求11所述的方法,其中所述引导所述一个或多个雾化流体流包括:相对于所述行进方向在所述第一雾化流体流下游将第三雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的所述第一侧引导。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法,其中所述将所述一个或多个雾化流体流朝向所述玻璃成型材料带的所述区域引导包括:改变朝向所述区域引导的所述一个或多个雾化流体流的量。
14.如权利要求10-13中任一项所述的方法,其中所述冷却所述玻璃成型材料带的所述区域包括:获得所述玻璃成型材料带沿着垂直于所述行进方向的轴线的基本上均匀温度。
15.一种制造玻璃的方法,包括:
使冷却剂在朝向流动的熔融材料带的目标位置的方向上从导管的出口流出;以及
在所述冷却剂朝向所述目标位置流动的同时改变所述冷却剂的相,所述相变冷却所述目标位置。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述冷却剂可包括水、氮气或二氧化碳中的一者或多者。
17.如权利要求15-16中任一项所述的方法,其中从所述出口流出的所述冷却剂的质量流量在约1克/分钟至约200克/分钟的范围内。
18.如权利要求15-17中任一项所述的方法,其中从所述出口流出的所述冷却剂包括中值粒度在约5微米至约20微米的范围内的固体颗粒。
19.如权利要求18所述的方法,其中所述固体颗粒的约90%包括在约1微米至约100微米范围内的大小。
20.如权利要求15-16中任一项所述的方法,其中从所述出口流出的所述冷却剂包括液体液滴。
21.如权利要求15-20中任一项所述的方法,进一步包括:加热所述导管。
22.如权利要求15-22中任一项所述的方法,进一步包括:利用沿着所述熔融材料带行进的对流空气流来使所述气体移动。
23.如权利要求22所述的方法,其中所述对流空气流在与所述熔融材料带的行进方向相反的方向上流动。
24.如权利要求15-23中任一项所述的方法,其中所述目标位置定位在成型容器下方。
25.如权利要求24所述的方法,其中所述成型容器与所述目标位置之间的最小距离是约1米或更少。
26.如权利要求24-25中任一项所述的方法,进一步包括:利用拉辊牵拉所述熔融材料,所述目标位置定位在所述成型容器与所述拉辊之间。
27.如权利要求15-26中任一项所述的方法,其中所述出口与所述流动的熔融材料带之间的最小距离在约100微米至约1米的范围内。
28.如权利要求15-27中任一项所述的方法,其中所述导管包括喷嘴,所述喷嘴包括所述出口。
29.如权利要求28所述的方法,其中所述喷嘴包括沸腾喷嘴。
30.如权利要求28所述的方法,其中所述喷嘴包括剪切喷嘴。
31.如权利要求28所述的方法,其中所述喷嘴包括扩散器。
32.如权利要求15-31中任一项所述的方法,其中所述导管包括多个导管,所述多个导管中的第一组的出口使所述冷却剂朝向所述熔融材料带的第一表面流动,并且所述多个导管中的第二组的出口使所述冷却剂朝向所述熔融材料带的与所述第一表面相反的第二表面流动。
33.如权利要求32所述的方法,其中所述多个导管中的所述第一组布置在第一行中。
34.如权利要求32-33中任一项所述的方法,其中所述多个导管中的所述第二组布置在第二行中。
35.如权利要求15-34中任一项所述的方法,进一步包括:确定所述熔融材料带的一部分的厚度与预定厚度的偏差,所述冷却通过增加所述熔融材料带的所述部分的粘度来减小所述熔融材料带的所述部分的厚度与所述预定厚度的所述偏差。
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