CN114477721A - 玻璃澄清装置及玻璃澄清方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于玻璃制造技术领域，具体公开了一种玻璃澄清装置及方法，旨在解决如何在低温澄清条件下确保澄清效果的问题。该玻璃澄清装置通过将澄清槽的槽底面的中间部位设置为倾斜面，并通过溢流堰结构将倾斜面的前端与前段底面连接，通过导流结构将倾斜面的后端与后段底面连接。因此在溢流堰结构的溢流作用下，可保证玻璃液控制得较浅时也能够在倾斜面的横向均匀分布；同时，倾斜面可以将玻璃液在此处的深度控制得非常浅，使得玻璃液整体温度快速升高，有利于气泡快速长大、加速上浮，确保在同等澄清能力下，能以更低的澄清温度实现气泡的快速消除；另外，在导流结构的导流作用下，能够汇集倾斜面上的玻璃液，使玻璃液上下混合并保持液位稳定。

Description

玻璃澄清装置及玻璃澄清方法

技术领域

本发明属于玻璃制造技术领域，具体涉及一种玻璃澄清装置及玻璃澄清方法。

背景技术

在光学玻璃制造过程中，气泡是影响玻璃质量的关键因素之一，玻璃液的澄清效果直接决定了残留在玻璃中气泡的数量和大小，因此在生产高质量要求的玻璃时，尤其是生产高端镧系玻璃、环保重火石玻璃等小粘度玻璃时，确保玻璃液的澄清效果才能生产出气泡缺陷较少的产品。

目前，通常采用铂金材料制作成圆形或长方形的容器作为澄清槽100来澄清玻璃液，如图1所示，在澄清槽100的上部一般设置有顶盖200，顶盖200的前部设有玻璃液入口管300，顶盖200的后部设有排气管210，澄清槽100后端的下部设有玻璃液出料管400。通过提高澄清槽100的温度可提高玻璃液的温度，使得玻璃液的粘度降低，同时气泡直径增大，气泡上升速度得到提高，达到快速澄清的目的，因此玻璃液澄清过程中往往在澄清槽100前部采用升温工艺，后部采用保温工艺。然而不管是直接加热还是间接加热，在澄清槽100的前部，电能转化为热能，向玻璃液内部传导，由于玻璃液的导热性能较差，玻璃液内部温度往往低于其表面和槽壁面附近的温度，出现温度梯度现象，影响气泡长大、浮升的效果，如图2所示。尤其圆形或方形结构的澄清槽100在深液位状态下，玻璃液内部温度梯度现象会更加明显。

为了提高澄清效率，传统的做法是增大澄清槽100前部的工艺温度。然而，过高的工艺温度会导致与玻璃液接触的铂金表层晶粒长大速度加快，加速铂金粒子脱落进入玻璃液中，形成铂金闪点缺陷，造成玻璃产品透过率降低、着色度变差等问题。所以要想获得高透过率和着色度好的光学玻璃，就必须要使用较低的澄清温度，一般不高于1350℃，以降低铂金的侵蚀和挥发，从而使铂金对玻璃的着色作用降至最低。

为了在低温澄清下获得高气泡质量的光学玻璃，目前通过在澄清槽100内设置均化板来提高澄清效果。例如：授权公告号为：CN203173963U的中国实用新型专利，其公开了一种光学玻璃澄清槽，其包括澄清槽、接料口和减压管；澄清槽的横截面采用梯形结构；澄清槽内设有带孔的均化隔板。

虽然上述实用新型通过在梯形横截面的澄清槽中设置均化隔板，能使气泡在上浮过程中更容易聚集，从而增大气泡直径，加快气泡的上浮速度，提高澄清效率；但是气泡的聚集现象对于直径较大的气泡容易发生，对于直径0.05mm以下的较小气泡就非常困难，因此澄清效果不佳。小气泡难以去除的原因主要有两点：一是小气泡在玻璃液中分布较为分散，且主要受到玻璃液流动方向的拖拽作用，垂直方向上空间的收缩对缩短小气泡之间距离的作用并不明显；二是气泡直径越小，表面张力作用越明显，即使两个小气泡挨在一起，巨大的表面张力也会使其保持原来的形状，很难发生聚集或合并包裹现象。

另外，虽然上述实用新型还公开了长方形澄清槽利用浅槽澄清的原理，可以取得较好的澄清效果。但实际上，由于玻璃液入口管一般直径较小、而且澄清槽的槽底面顺着玻璃液流动方向整体有一个向下的倾斜角度，若澄清槽内玻璃液的液位控制得较浅，则会发生玻璃液在横向方向上难以充满槽底面的现象，反而会造成澄清效果下降。

发明内容

本发明提供了一种玻璃澄清装置，旨在解决如何在低温澄清条件下确保对玻璃液澄清的效果的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃澄清装置，包括澄清槽和顶盖，所述顶盖设置在澄清槽的顶部；所述澄清槽的槽底面包括前段底面、倾斜面和后段底面，所述倾斜面的前端高于其后端，所述倾斜面的前端高于前段底面并通过溢流堰结构与前段底面连接，所述倾斜面的后端高于后段底面并通过导流结构与后段底面连接。

进一步的是，所述澄清槽的槽腔长度为L，所述倾斜面的长度不小于1/2L，所述溢流堰结构与澄清槽的前侧槽壁面之间的距离不超过1/3L，所述导流结构与澄清槽的后侧槽壁面之间的距离不超过1/3L。

进一步的是，所述倾斜面的倾斜角度为1～30°。

进一步的是，所述溢流堰结构包括溢流堰上升沿，所述溢流堰上升沿倾斜设置且其下端位于其上端的前侧，所述溢流堰上升沿的倾斜角度为5～90°，所述溢流堰上升沿的下端与前段底面的后端平滑过渡连接，所述溢流堰上升沿的上端与倾斜面的前端平滑过渡连接。

进一步的是，所述导流结构包括倾斜设置的导流面，所述导流面的上端位于其下端的前侧，所述导流面的倾斜角度为5～90°，所述导流面的上端与倾斜面的后端平滑过渡连接，所述导流面的下端与后段底面的前端平滑过渡连接。

进一步的是，所述顶盖水平设置或倾斜设置；当顶盖倾斜设置时，其前端高于其后端，且顶盖的倾斜角度不大于倾斜面的倾斜角度。

进一步的是，所述澄清槽的槽腔被溢流堰结构和导流结构分隔为从前往后依次连通的进液槽腔段、澄清槽腔段和蓄积槽腔段；所述顶盖的后部设有排气管，所述排气管的进气端与澄清槽腔段相通。

进一步的是，还包括玻璃液入口管，所述玻璃液入口管设置在澄清槽的前端或顶盖的前部，所述玻璃液入口管的出液端与进液槽腔段相通；所述顶盖的底面上设置有第一隔板，所述第一隔板位于玻璃液入口管的出液端与溢流堰结构之间，所述第一隔板的下端伸入至进液槽腔段中，且第一隔板的下端与前段底面之间留有第一过液间隙。

进一步的是，所述顶盖的底面上设置有第二隔板，所述第二隔板处于蓄积槽腔段中，且第二隔板的下端与倾斜面之间留有第二过液间隙。

进一步的是，所述第二隔板的数量至少为两块，并沿蓄积槽腔段的长度方向间隔分布。

进一步的是，还包括玻璃液出料管，所述玻璃液出料管设置在澄清槽后端的下部，且玻璃液出料管的进液端与蓄积槽腔段相通；所述顶盖的底面上设置有第三隔板，所述第三隔板位于导流结构与玻璃液出料管的进液端之间，所述第三隔板的下端伸入至蓄积槽腔段中，且第三隔板的下端与后段底面之间留有第三过液间隙。

进一步的是，所述玻璃液出料管倾斜设置，且其出液端低于其进液端；所述玻璃液出料管的倾斜角度不大于45°。

进一步的是，所述蓄积槽腔段的深度不小于玻璃液出料管内径的1/2。

本发明还提供了一种玻璃澄清方法，该方法采用上述的玻璃澄清装置对玻璃液进行澄清。

进一步的是，上述方法包括将倾斜面上的玻璃液膜的厚度δ按以下公式进行调控的步骤；

上式中，η表示玻璃液的粘度，q表示玻璃液的流量，ρ表示玻璃液的密度，g表示重力加速度，

表示倾斜面的倾斜角度。

本发明的有益效果是：

(1)该玻璃澄清装置通过将澄清槽的槽底面的中间部位设置为倾斜面，并通过溢流堰结构将倾斜面的前端与前段底面连接，通过导流结构将倾斜面的后端与后段底面连接，如此能使得进入澄清槽中的玻璃液在液位达到溢流堰结构的最高点后，方可翻过溢流堰结构沿着倾斜面向下游流动，在溢流堰结构的溢流作用下可保证玻璃液的深度控制得较浅时也能够在倾斜面的横向充满并均匀分布；同时，溢流至倾斜面上的玻璃液能形成横向分布均匀的玻璃液膜，可以将玻璃液在此处的深度控制得非常浅，使得玻璃液整体温度能快速升高至澄清温度，有利于气泡快速长大、加速上浮，确保了该玻璃澄清装置在与现有装置保持同等澄清能力的情况下，能以更低的澄清温度实现气泡的快速消除，有效降低玻璃中的气泡缺陷；另外，相较于传统澄清槽结构，在相同玻璃液流量下，倾斜面上的玻璃液更薄，因此流动速度更快，玻璃液的快速流动，一方面降低了玻璃液中气泡附着在槽壁面上的可能性，另一方面有利于冲刷掉已经附着在槽壁面上的气泡，使之脱离槽壁面尽早上浮消除，提高了澄清效果；再者，在导流结构的导流作用下，能够汇集从倾斜面上流下的玻璃液，使玻璃液上下混合并保持液位稳定。

(2)该玻璃澄清方法利用上述的玻璃澄清装置能够实现以较低的澄清温度对玻璃液进行澄清，不仅可以有效减少玻璃的气泡缺陷，而且较低的澄清温度有利于改善玻璃液中铂金等着色粒子的溶入量，从而提高玻璃的透过率及着色度指标；另外，较浅的玻璃液深度，可以大幅减小澄清槽的体积，减少铂金等制作材料的使用量，相应的澄清室加热空间也可大幅减小，使得澄清过程中的能耗明显减少。

附图说明

图1是现有的玻璃澄清装置的实施结构示意图；

图2是现有的玻璃澄清装置内80mm液位下玻璃液纵截面温度云图；

图3是本发明一种实施方式的实施结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5是图3的右视图；

图6是图3实施方式中第一隔板处的横截面剖视图；

图7是本发明另一种实施方式的实施结构示意图；

图8是图7的左视图；

图9是图7的右视图；

图10是本发明再一种实施方式的实施结构示意图；

图11是图10的左视图；

图中标记为：澄清槽100、进液槽腔段101、澄清槽腔段102、蓄积槽腔段103、前段底面111、倾斜面112、后段底面113、溢流堰结构120、溢流堰上升沿121、导流结构130、顶盖200、排气管210、第一隔板220、第二隔板230、第三隔板240、玻璃液入口管300、玻璃液出料管400。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图3、图7或图10所示，玻璃澄清装置，包括澄清槽100和顶盖200，所述顶盖200设置在澄清槽100的顶部；所述澄清槽100的槽底面包括前段底面111、倾斜面112和后段底面113，所述倾斜面112的前端高于其后端，所述倾斜面112的前端高于前段底面111并通过溢流堰结构120与前段底面111连接，所述倾斜面112的后端高于后段底面113并通过导流结构130与后段底面113连接。

该玻璃澄清装置通常由铂金、铂合金或铂合金强化材料制成，其各组成部件通常焊接组装在一起；其澄清槽100的槽腔被溢流堰结构120和导流结构130分隔为从前往后依次连通的进液槽腔段101、澄清槽腔段102和蓄积槽腔段103。

利用该玻璃澄清装置对玻璃液进行澄清过程中，玻璃液首先进入进液槽腔段101中，待玻璃液的液位达到溢流堰结构120的最高点后，方可翻过溢流堰结构120沿着倾斜面112向下游流动，在溢流堰结构120的溢流作用下可保证玻璃液的深度控制得较浅时也能够在倾斜面112的横向充满并均匀分布；然后，溢流至倾斜面112上的玻璃液能形成横向分布均匀的玻璃液膜，可以将玻璃液在此处的深度控制得非常浅，使得玻璃液整体温度快速升高至澄清温度，有利于气泡快速长大、加速上浮，确保了该玻璃澄清装置在与现有装置保持同等澄清能力的情况下，能够以更低的澄清温度实现气泡的快速消除，有效降低玻璃中的气泡缺陷；另外，相较于传统澄清槽结构，在相同玻璃液流量下，倾斜面112上的玻璃液更薄，因此流动速度更快，玻璃液的快速流动，一方面降低了玻璃液中气泡附着在槽壁面上的可能性，另一方面将有利于冲刷掉已经附着在槽壁面上的气泡，使之脱离槽壁面尽早上浮消除，提高了澄清效果；再者，在导流结构130的导流作用下，能够汇集从倾斜面112上流下的玻璃液，使玻璃液上下混合并保持液位稳定。

其中，澄清槽100为该玻璃澄清装置的主体，其横截面的形状通常为矩形或带圆弧倒角的矩形，如图4、图5、图6、图8、图9和图11所示。澄清槽100的槽底面为非平面结构，而是包括前段底面111、倾斜面112和后段底面113，并通过溢流堰结构120和导流结构130进行衔接的中部凸起结构。前段底面111和后段底面113可以为平面或曲面，通常后段底面113的水平高度不高于前段底面111的水平高度。

为了保证该玻璃澄清装置具有良好的低温澄清效果，需要有效控制倾斜面112的长度及溢流堰结构120和导流结构130的位置，优选的，所述澄清槽100的槽腔长度为L，所述倾斜面112的长度不小于1/2L，所述溢流堰结构120与澄清槽100的前侧槽壁面之间的距离不超过1/3L，所述导流结构130与澄清槽100的后侧槽壁面之间的距离不超过1/3L。

再优选的，所述溢流堰结构120与澄清槽100的前侧槽壁面之间的距离为100～200mm，所述导流结构130与澄清槽100的后侧槽壁面之间的距离为100～200mm。

倾斜面112主要用于将处于其上的玻璃液控制在非常浅的深度，通常形成厚度为1～5mm的玻璃液薄膜，以使得热量很容易从槽壁面和玻璃液表面传至玻璃液内部，进而使玻璃液在此处整体温度快速升高，尽可能快地接近澄清温度，从而使玻璃液中气泡快速长大上浮至玻璃液表面破碎，并进入玻璃液面之上的槽腔空间，达到提高澄清效率的目的。为了确保对玻璃液具有足够的气泡消除长度，通常使倾斜面112的长度不小于1/2L，优选使倾斜面112的长度为1/2～3/4L。通常将倾斜面112的倾斜角度设置为1～30°，具有该倾斜面112的澄清槽100澄清效果较好。为了兼顾玻璃液流速和气泡消除效果，优选将倾斜面112的倾斜角度设置为2～10°。

溢流堰结构120主要用于溢流进入进液槽腔段101中玻璃液，以使得将玻璃液的深度控制得较浅时也能够在倾斜面112的横向方向完全覆盖且均匀分布；溢流堰结构120可以为多种，为了保证良好的溢流效果，优选如图3、图7或图10所示，所述溢流堰结构120包括溢流堰上升沿121，所述溢流堰上升沿121倾斜设置且其下端位于其上端的前侧，所述溢流堰上升沿121的倾斜角度为5～90°，所述溢流堰上升沿121的下端与前段底面111的后端平滑过渡连接，所述溢流堰上升沿121的上端与倾斜面112的前端平滑过渡连接。

为了保证良好的溢流效果，同时减小澄清槽100的体积，以节约制作成本和使用成本，优选将溢流堰上升沿121的倾斜角度设置为45～60°。

导流结构130主要用于将流动至倾斜面112后端的玻璃液导流至蓄积槽腔段103中，汇集玻璃液，使玻璃液上下混合并保持液位稳定；在导流结构130的导流作用下，还能使顺导流结构130下流的玻璃液对倾斜面112上的玻璃液进行牵引，以使玻璃液快速向下游流动。导流结构130可以为多种，为了保证良好的导流效果，优选如图3、图7或图10所示，所述导流结构130包括倾斜设置的导流面，所述导流面的上端位于其后端的前侧，所述导流面的倾斜角度为5～90°，所述导流面的上端与倾斜面112的后端平滑过渡连接，所述导流面的下端与后段底面113的前端平滑过渡连接。

导流面的倾斜角度一般大于倾斜面112的倾斜角度，为了保证良好的导流效果，同时减小澄清槽100的体积，以节约制作成本和使用成本，优选将流面的倾斜角度设置为45～60°。

顶盖200为该玻璃澄清装置的保护部件，其通常水平设置或倾斜设置；当顶盖200倾斜设置时，其前端高于其后端，且顶盖200的倾斜角度不大于倾斜面112的倾斜角度。为了方便排气，通常在顶盖200的后部设有排气管210，优选使排气管210的进气端与澄清槽腔段102相通。顶盖200倾斜设置有利于缩小该玻璃澄清装置的腔体空间，节约铂金等制作材料的使用量，相应地可以缩小澄清室炉体体积，降低澄清能耗。

具体的，再如图3和图4，或者图7和图8，或者图10所示，该玻璃澄清装置还包括玻璃液入口管300，所述玻璃液入口管300设置在澄清槽100的前端或顶盖200的前部，所述玻璃液入口管300的出液端与进液槽腔段101相通。玻璃液入口管300主要用于向澄清槽100的槽腔中输送玻璃液，在图3和图4所示的实施方式中，玻璃液入口管300设置在顶盖200的前部；在图7和图8所示的实施方式中，玻璃液入口管300设置在澄清槽100前端的中部；在图10和图11所示的实施方式中，玻璃液入口管300设置在澄清槽100前端的下部。

考虑到在玻璃液入口管300的出液端不与进液槽腔段101的底部连通时，进入玻璃液的波动往往会影响倾斜面112上玻璃液横向分布的均匀性，并导致进液槽腔段101的底部形成玻璃液流动死区，为此本发明还提出了以下改进方案，如图3和图6、或者图7所示，在顶盖200的底面上设置有第一隔板220，所述第一隔板220位于玻璃液入口管300的出液端与溢流堰结构120之间，所述第一隔板220的下端伸入至进液槽腔段101中，且第一隔板220的下端与前段底面111之间留有第一过液间隙。通过设置第一隔板220，可在含有大量气泡的熔融玻璃液从玻璃液入口管300进入进液槽腔段101后，使之沿进液槽腔段101底部与第一隔板220形成的空间向上流动至溢流堰结构120上边沿；玻璃液从底部向上流动，一方面能防止入口玻璃液的波动影响倾斜面112上玻璃液横向分布均匀性，另一方面还能够防止靠近溢流堰结构120下部的进液槽腔段101形成流动死区。

为了提高该玻璃澄清装置的整体结构强度，防止顶盖200塌陷，再如图3、图7或图10所示，通常在顶盖200的底面上设置有第二隔板230，所述第二隔板230处于蓄积槽腔段103中，且第二隔板230的下端与倾斜面112之间留有第二过液间隙。

优选的，所述第二隔板230的数量至少为两块，并沿蓄积槽腔段103的长度方向间隔分布。为了加强结构并节约成本，通常设置1～3块第二隔板230。

具体的，再如图3和图5、或者图7和图9、或者图10和图11所示，该玻璃澄清装置还包括玻璃液出料管400，所述玻璃液出料管400设置在澄清槽100后端的下部，且玻璃液出料管400的进液端与蓄积槽腔段103相通。玻璃液出料管400主要用于将澄清后的玻璃液输送出，为了确保完全排出蓄积槽腔段103中的玻璃液，通常将玻璃液出料管400倾斜设置，且其出液端低于其进液端。

为避免出料过快，通常使玻璃液出料管400的倾斜角度不大于45°。为了兼顾出料效果和出料效率，优选将玻璃液出料管400的倾斜角度设置为10～30°。

为了确保能够连续出料，优选使蓄积槽腔段103的深度不小于玻璃液出料管400内径的1/2。

为了促进玻璃液表面的挥发层与内部玻璃液进行混合，以获得较均匀的玻璃液，再如图3、图7或图10所示，所述顶盖200的底面上设置有第三隔板240，所述第三隔板240位于导流结构130与玻璃液出料管400的进液端之间，所述第三隔板240的下端伸入至蓄积槽腔段103中，且第三隔板240的下端与后段底面113之间留有第三过液间隙。

本发明还提供了一种玻璃澄清方法，该方法采用上述的玻璃澄清装置对玻璃液进行澄清。

为了达到最优的澄清效果，上述玻璃澄清方法包括将倾斜面112上的玻璃液膜的厚度δ按以下公式进行调控的步骤；

上式中，η表示玻璃液的粘度，q表示玻璃液的流量，ρ表示玻璃液的密度，g表示重力加速度，

表示倾斜面112的倾斜角度。

采用上述的玻璃澄清装置对玻璃液进行澄清的具体过程和原理如下：

(1)使含有大量气泡的熔融玻璃液从玻璃液入口管300进入进液槽腔段101中，玻璃液沿前段底面111与第一隔板220形成的空间向上流动至溢流堰结构120边沿；玻璃液从底部向上流动，一方面防止入口玻璃液的波动影响倾斜面112上玻璃液横向分布均匀性，另一方面防止溢流堰下方产成流动死区；

(2)进液槽腔段101中玻璃液的液位高于溢流堰结构120的最高点时，将翻过溢流堰结构120，沿着倾斜面112向下游流动，并且在倾斜面112上形成横向分布均匀的玻璃液膜；由于玻璃液膜深度很浅，热量很容易从槽壁面和玻璃液表面传至玻璃液内部，使得玻璃液整体温度快速上升至澄清温度，可以实现在较低澄清温度下，玻璃液中气泡快速长大上浮至玻璃液表面破碎，并进入玻璃液面之上的槽腔空间，最后由排气管210排出；此外，相较于传统澄清槽结构，在相同玻璃液流量下，倾斜面112上的玻璃液流动速度更快，玻璃液的快速流动，一方面降低了玻璃液中气泡附着在槽壁面的可能性，另一方面将有利于冲刷掉已经附着在槽壁面上的气泡，使其脱离壁面尽早上浮消除；

(3)玻璃液从倾斜面112流至后端的蓄积槽腔段103中，并经由第三隔板240与后段底面113形成的空间流至玻璃液出料管400，在流经第三隔板240的过程，玻璃液表面的挥发层与内部玻璃液在导流结构130的导流作用下进行混合，最后高均匀无气泡的玻璃液由玻璃液出料管400。

实施例1

结合图3-6所示，玻璃澄清装置，包括澄清槽100、顶盖200、玻璃液入口管300和玻璃液出料管400；

澄清槽100的横截面的形状通常为矩形或带圆弧倒角的矩形；

澄清槽100的槽底面包括前段底面111、倾斜面112和后段底面113，倾斜面112的前端高于其后端，倾斜面112的前端高于前段底面111并通过溢流堰结构120与前段底面111连接，倾斜面112的后端高于后段底面113并通过导流结构130与后段底面113连接；

澄清槽100的槽腔被溢流堰结构120和导流结构130分隔为从前往后依次连通的进液槽腔段101、澄清槽腔段102和蓄积槽腔段103；

澄清槽100的槽腔长度为L，倾斜面112的长度为3/4L，溢流堰结构120与澄清槽100的前侧槽壁面之间的距离为200mm，导流结构130与澄清槽100的后侧槽壁面之间的距离为150mm；

倾斜面112的倾斜角度控制为3°，倾斜面112上的玻璃液膜的厚度δ按公式

进行调控；

溢流堰结构120包括溢流堰上升沿121，溢流堰上升沿121倾斜设置且其下端位于其上端的前侧，溢流堰上升沿121的倾斜角度为70°，溢流堰上升沿121的下端与前段底面111的后端平滑过渡连接，溢流堰上升沿121的上端与倾斜面112的前端平滑过渡连接；

导流结构130包括倾斜设置的导流面，导流面的上端位于其后端的前侧，导流面的倾斜角度为75°，导流面的上端与倾斜面112的后端平滑过渡连接，导流面的下端与后段底面113的前端平滑过渡连接；

顶盖200水平设置在澄清槽100的顶部，顶盖200的后部设有排气管210；

顶盖200的底面上设置有第一隔板220，第一隔板220位于玻璃液入口管300的出液端与溢流堰结构120之间，第一隔板220的下端伸入至进液槽腔段101中，且第一隔板220的下端与前段底面111之间留有第一过液间隙；

顶盖200的底面上设置有第二隔板230，第二隔板230处于蓄积槽腔段103的中部，且第二隔板230的下端与倾斜面112之间留有第二过液间隙；

顶盖200的底面上设置有第三隔板240，第三隔板240位于导流结构130与玻璃液出料管400的进液端之间，第三隔板240的下端伸入至蓄积槽腔段103中，且第三隔板240的下端与后段底面113之间留有第三过液间隙；

玻璃液入口管300设置在顶盖200的前部，玻璃液入口管300的出液端与进液槽腔段101相通；

玻璃液出料管400水平设置在澄清槽100后端的下部，且玻璃液出料管400的进液端与蓄积槽腔段103相通。

采用该玻璃澄清装置进行玻璃液澄清的方法包括以下步骤：

(1)使含有大量气泡的熔融玻璃液从玻璃液入口管300进入进液槽腔段101中，玻璃液沿前段底面111与第一隔板220形成的空间向上流动至溢流堰结构120边沿；玻璃液从底部向上流动，一方面防止入口玻璃液的波动影响倾斜面112上玻璃液横向分布均匀性，另一方面防止溢流堰下方产成流动死区；

(2)进液槽腔段101中玻璃液的液位高于溢流堰结构120最高点时，将翻过溢流堰结构120，沿着倾斜面112向下游流动，并且在倾斜面112上形成横向分布均匀的玻璃液膜；由于玻璃液膜深度很浅，热量很容易从槽壁面和玻璃液表面传至玻璃液内部，使得玻璃液整体温度快速上升至澄清温度，可以实现在较低澄清温度下，玻璃液中气泡快速长大上浮至玻璃液表面破碎，并进入玻璃液面之上的槽腔空间，最后由排气管210排出；在相同玻璃液流量下，倾斜面112上的液膜厚度不到传统澄清槽可控制最低液位的1/10，相应的倾斜面112上的玻璃液流速提高10倍以上，玻璃液的快速流动，一方面降低了玻璃液中气泡附着在槽壁面的可能性，另一方面将有利于冲刷掉已经附着在槽壁面上的气泡，使其脱离壁面尽早上浮消除；

(3)玻璃液从倾斜面112流至后端的蓄积槽腔段103，并经由第三隔板240与后段底面113形成的空间流至玻璃液出料管400，在流经第三隔板240的过程，玻璃液表面的挥发层与内部玻璃液在导流结构130的导流作用下进行混合，最后高均匀无气泡的玻璃液由玻璃液出料管400。

实施例2

结合图7-9所示，该玻璃澄清装置的各组成部分与实施例1基本相同，不同的设置在于：玻璃液入口管300位于澄清槽100前端的中间位置；玻璃液出料管400沿流动方向倾斜向下设置，倾斜角度7°；溢流堰上升沿121倾斜角度为50°；倾斜面112的倾斜角度为1°；顶盖200沿玻璃液流动方向向下倾斜设置，倾斜角度为1°。

采用该玻璃澄清装置进行玻璃液澄清的方法同实施例1。

实施例3

结合图10和图11所示，该玻璃澄清装置的各组成部分与实施例1基本相同，不同的设置在于：玻璃液入口管300位于澄清槽100前端的底部位置；溢流堰结构120与澄清槽100的前侧槽壁面之间的距离为100mm；未设置第一隔板220，第二隔板230设置两块；玻璃液出料管400沿流动方向倾斜向下设置，倾斜角度7°；倾斜面112的倾斜角度为1°；顶盖200沿玻璃液流动方向向下倾斜设置，且倾斜角度与倾斜面112相同。

采用该玻璃澄清装置进行玻璃液澄清的方法同实施例1。

采用不同澄清装置对某光学玻璃进行澄清的参数对比如下：

从上表可以看出，相较于现有的玻璃澄清装置，实施例1-3提供的玻璃澄清装置能够以更低的澄清温度对玻璃液进行澄清，且可以有效减少玻璃的气泡缺陷。

Claims (15)

1.玻璃澄清装置，包括澄清槽(100)和顶盖(200)，所述顶盖(200)设置在澄清槽(100)的顶部；其特征在于：所述澄清槽(100)的槽底面包括前段底面(111)、倾斜面(112)和后段底面(113)，所述倾斜面(112)的前端高于其后端，所述倾斜面(112)的前端高于前段底面(111)并通过溢流堰结构(120)与前段底面(111)连接，所述倾斜面(112)的后端高于后段底面(113)并通过导流结构(130)与后段底面(113)连接。

2.如权利要求1所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述澄清槽(100)的槽腔长度为L，所述倾斜面(112)的长度不小于1/2L，所述溢流堰结构(120)与澄清槽(100)的前侧槽壁面之间的距离不超过1/3L，所述导流结构(130)与澄清槽(100)的后侧槽壁面之间的距离不超过1/3L。

3.如权利要求1所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述倾斜面(112)的倾斜角度为1～30°。

4.如权利要求1所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述溢流堰结构(120)包括溢流堰上升沿(121)，所述溢流堰上升沿(121)倾斜设置且其下端位于其上端的前侧，所述溢流堰上升沿(121)的倾斜角度为5～90°，所述溢流堰上升沿(121)的下端与前段底面(111)的后端平滑过渡连接，所述溢流堰上升沿(121)的上端与倾斜面(112)的前端平滑过渡连接。

5.如权利要求1所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述导流结构(130)包括倾斜设置的导流面，所述导流面的上端位于其下端的前侧，所述导流面的倾斜角度为5～90°，所述导流面的上端与倾斜面(112)的后端平滑过渡连接，所述导流面的下端与后段底面(113)的前端平滑过渡连接。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述顶盖(200)水平设置或倾斜设置；当顶盖(200)倾斜设置时，其前端高于其后端，且顶盖(200)的倾斜角度不大于倾斜面(112)的倾斜角度。

7.如权利要求6所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述澄清槽(100)的槽腔被溢流堰结构(120)和导流结构(130)分隔为从前往后依次连通的进液槽腔段(101)、澄清槽腔段(102)和蓄积槽腔段(103)；所述顶盖(200)的后部设有排气管(210)，所述排气管(210)的进气端与澄清槽腔段(102)相通。

8.如权利要求7所述的玻璃澄清装置，其特征在于：还包括玻璃液入口管(300)，所述玻璃液入口管(300)设置在澄清槽(100)的前端或顶盖(200)的前部，所述玻璃液入口管(300)的出液端与进液槽腔段(101)相通；所述顶盖(200)的底面上设置有第一隔板(220)，所述第一隔板(220)位于玻璃液入口管(300)的出液端与溢流堰结构(120)之间，所述第一隔板(220)的下端伸入至进液槽腔段(101)中，且第一隔板(220)的下端与前段底面(111)之间留有第一过液间隙。

9.如权利要求7所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述顶盖(200)的底面上设置有第二隔板(230)，所述第二隔板(230)处于蓄积槽腔段(103)中，且第二隔板(230)的下端与倾斜面(112)之间留有第二过液间隙。

10.如权利要求9所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述第二隔板(230)的数量至少为两块，并沿蓄积槽腔段(103)的长度方向间隔分布。

11.如权利要求8所述的玻璃澄清装置，其特征在于：还包括玻璃液出料管(400)，所述玻璃液出料管(400)设置在澄清槽(100)后端的下部，且玻璃液出料管(400)的进液端与蓄积槽腔段(103)相通；所述顶盖(200)的底面上设置有第三隔板(240)，所述第三隔板(240)位于导流结构(130)与玻璃液出料管(400)的进液端之间，所述第三隔板(240)的下端伸入至蓄积槽腔段(103)中，且第三隔板(240)的下端与后段底面(113)之间留有第三过液间隙。

12.如权利要求11所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述玻璃液出料管(400)倾斜设置，且其出液端低于其进液端；所述玻璃液出料管(400)的倾斜角度不大于45°。

13.如权利要求11所述的玻璃澄清装置，其特征在于：所述蓄积槽腔段(103)的深度不小于玻璃液出料管(400)内径的1/2。

14.玻璃澄清方法，其特征在于：采用权利要求1至13中任意一项所述的玻璃澄清装置对玻璃液进行澄清。

15.如权利要求14所述的玻璃澄清方法，其特征在于：包括将倾斜面(112)上的玻璃液膜的厚度δ按以下公式进行调控的步骤；

上式中，η表示玻璃液的粘度，q表示玻璃液的流量，ρ表示玻璃液的密度，g表示重力加速度，

表示倾斜面(112)的倾斜角度。

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