CN116670080A - 玻璃制造设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种玻璃制造设备，包含：容器，被配置为输送熔融玻璃；导管，从容器延伸，该导管包括具有连接到其上的凹形加热构件的远端；第一电法兰，连接到导管；和第二电法兰，连接到凹形加热构件。还描述了一种防止熔融玻璃形成材料失透的方法。

Description

玻璃制造设备

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2020年11月12日提交的美国临时申请序列第63/113,009号的优先权，该申请的内容以其整体为依据并以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及玻璃制造设备，更具体地说，涉及用于将熔融材料，诸如熔融玻璃递送到，例如玻璃成型设备的玻璃制造设备。

背景技术

玻璃制造过程可分为三个阶段：熔化，其中原料被加热以形成熔融玻璃形成材料；澄清，其中气态夹杂物(例如气泡)被从熔融玻璃形成材料中去除；以及，热调节。在热调节之后，熔融玻璃形成材料通过出口管道被递送到成型设备中。从出口导管离开的熔融材料应该具有为熔融玻璃形成材料提供适当的成型粘度的温度分布。

如果熔融玻璃形成材料的粘度(例如温度)在出口导管中，特别是在出口导管的出口处没有得到适当的保持，那么熔融玻璃形成材料就可能会失透。也就是说，如果熔融玻璃形成材料的温度低于失透温度足够长的时间，就会发生失透。

发明内容

以下内容呈现本公开内容的简化摘要，以提供对详细描述中所述的一些实施方案的基本理解。当参考附图阅读下面的详细描述时，可以更好地理解这些和其他特征、方面和优点。

在一些玻璃制造过程中，熔融玻璃形成材料从递送系统，例如从递送容器，递送到下游过程，诸如被配置为将熔融材料成型为玻璃制品的成型设备。通常，熔融玻璃形成材料通过导管递送，其中熔融玻璃形成材料从导管的出口孔排出。在各种实施方案中，熔融玻璃形成材料的温度，以及因此的粘度，被保持在合适的温度以促进通过导管的均匀输送。例如，图1和图2图示垂直定向的导管10，其包括连接到导管10的上电法兰12和在导管的排出端16连接到导管10的在上电法兰12下方的下电法兰14，熔融玻璃形成材料18从导管的排出端16流出。这可以通过经过在上电法兰12和下电法兰14之间的导管提供电流来实现，从而通过焦耳加热来加热上电法兰12和下电法兰14之间的导管10，这反过来又加热导管中的熔融玻璃形成材料18。通过该方法加热熔融玻璃形成材料通常被称为“直接”加热，与使用位于导管附近的外部热源，诸如电绕组的间接方法相对比。

电法兰被设计为向导管提供大量级电流，通常是几百到几千安培的范围。电法兰不旨在达到高温，并被配置有足够的厚度以降低其电阻并限制其在操作期间的温度。在一些情况下，电法兰可以由围绕电法兰(未示出)的外周布置的冷却通道，例如冷却管来冷却。因此，电法兰，并且特别是在导管排出端处或附近的下电法兰14，可以作为散热片，其可以冷却导管的排出端。此外，下电法兰14在排出端16的位置可以减少直接排出端的焦耳热。如果排出端16处的玻璃形成材料冷却到低于玻璃形成材料的液态温度的温度，并且玻璃形成材料在排出端处停留足够的时间，则玻璃形成材料可能发生失透并形成结晶块22(以下简称“脱玻”)。如果允许其生长，结晶块22可以与导管分离并污染下游的玻璃形成材料。例如，在玻璃制造设备的操作期间，熔融玻璃形成材料可以迁移到导管的边缘表面20上方，并迁移到下电法兰14上方。边缘表面和电法兰14上的这种迁移的玻璃形成材料可以结晶以形成脱玻22，这可以激发额外的脱玻生长，甚至进入导管的内部。

因此，本文公开了一种玻璃制造设备，包括：被配置为输送熔融玻璃的容器；从容器向下延伸的导管，该导管包括包含连接到其上的凹形加热构件的远端；连接到导管的第一电法兰和连接到凹形加热构件的第二电法兰。在一些实施方案中，凹形加热构件可包括截锥体。凹形加热构件可垂直连接到导管。也就是说，凹形加热构件可以在凹形加热构件和导管之间的连接处与导管垂直相交。

在各种实施方案例中，凹形加热构件包括次要端和主要端，并且第二电法兰连接到主要端的上边缘。

在实施方案中，第二电法兰可包括主体部分，所述主体部分具有限定内部开口的内边缘，该内边缘可围绕主要端的圆周连接到凹形加热构件的上边缘。

在一些实施方案中，玻璃制造设备可以进一步包括连接到第一电法兰和熔融玻璃递送容器之间的导管上的第三电法兰。

玻璃制造设备可以进一步包括配置在凹形加热构件和导管的壁之间的容积中的导热材料。该导热材料可以包括陶瓷接合剂。

在一些实施方案中，导管的厚度可以大于凹形加热构件的厚度T2。

在各种实施方案中，导管、凹形加热构件和第二电法兰可含有铂，例如铂-铑合金。

权利要求1至10中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管包括容器的排流管。

在各种实施方案中，凹形加热构件可以是向上凹的加热构件。

在其他实施方案中，描述了一种玻璃制造设备，包括：熔融玻璃递送容器；从熔融玻璃递送容器延伸的导管，该导管包括与该熔融玻璃递送容器连接的近端和具有锥形加热构件的远端，该锥形加热构件从远端朝向熔融玻璃递送容器延伸；和连接到锥形加热构件的电法兰。

玻璃制造设备可以进一步包括布置在锥形加热构件和导管的壁之间的容积中的陶瓷接合剂。

在各种实施方案中，导管、锥形加热构件和第二电法兰可以含有铂，例如铂-铑合金。

在一些实施方案中，锥形加热构件可包括垂直连接到远端的弓形颈部。

在一些实施方案中，导管的厚度T1大于锥形加热构件的厚度T2。

在另一些实施方案中，公开了一种玻璃制造设备，包括：容器，被配置为输送熔融玻璃；导管，从该容器延伸并与该容器流体相通，该导管包括与该容器连接的近端和与该近端相对并间隔开的远端；凹形加热构件，连接到导管，凹形加热构件包括主要端和次要端，并围绕导管长度的至少一部分延伸；和电法兰，在其主要端连接到凹形加热构件。例如，凹形加热构件的次要端可连接到导管。

在一些实施方案中，次要端包括具有在导管的方向上弯曲的曲率的弓形颈部。例如，弓形颈部可以垂直连接到导管。

在一些实施方案中，凹形加热构件的次要端部连接到导管的远端。

在一些实施方案中，导管的厚度T1大于凹形加热构件的厚度T2。

在各种实施方案中，导管、凹形加热构件和电法兰含有铂，例如铂-铑合金。

在一些实施方案中，凹形加热构件可为向上凹入的加热构件。

在另一些实施方案中，公开了一种防止熔融玻璃形成材料失透的方法，包括：使熔融玻璃形成材料流经导管，该导管包括连接到导管并围绕导管长度的至少一部分延伸的凹形加热构件；在导管和凹形加热构件中，在连接到导管的第一电法兰和连接到凹形加热构件的第二电法兰之间建立电流，该凹形加热构件传导地加热导管长度的至少一部分。凹形加热构件包括包含第一直径d1的主要端和与主要端相对的次要端。该次要端可包括小于d1的第二直径d2。

在一些实施方案中，次要端可包括弓形颈部，该弓形颈部包括在朝向导管的方向上弯曲的曲率并垂直连接到导管。

在一些实施方案中，凹形加热构件可连接到导管的远端。

在一些实施方案中，凹形加热构件可为向上凹入的加热构件。

本文公开的实施方案的其他特征和优点将在后面的详细描述中阐述，并且部分将由该描述而对本领域技术人员是清楚的或者通过实践本文描述的实施方案(包括后面的详细描述、权利要求书以及附图)来认识到。应当理解的是，前述一般描述和以下详细描述两者旨在提供用于理解本文所公开的实施方案的性质和特征的概述或框架的实施方案。包含附图以提供进一步的理解，并且附图被纳入本说明书并构成其一部分。附图图示本公开内容的各种实施方案，并与描述一起解释其原理和操作。

附图说明

图1是导管和与之连接的用于直接加热流经导管的熔融玻璃形成材料的一对电法兰的示意图；

图2是图1的导管和电法兰的横截面图；

图3是根据本文公开的实施方案的示例性玻璃成型设备，包括递送容器和从其延伸的出口导管，其中电法兰被配置为在出口导管中建立电流；

图4是图1的出口导管的正视横截面图，示出附接到出口导管的远端的凹形加热构件；

图5是图2的出口导管的至少一部分的透视图，示出凹形加热构件；

图6是示例性的第一电法兰的透视图；

图7是示例性的第二电法兰的透视图；

图8是凹形加热构件和出口导管的远端的一部分的横截面图，示出垂直连接到出口导管的裙部和弓形颈部；

图9是图4的出口导管的至少一部分的透视图，示出第一电法兰和第二电法兰分别与出口导管和向上凹入的加热构件的附接；

图10是具有抛物线形状的另一个凹形加热构件的透视图；

图11是根据本文描述的实施方案的示例性下降管的一部分的横截面图，其中下降管被示出为将熔融玻璃形成材料递送到包括旋转成型辊的示例性成型设备；和

图12是根据本文所述实施方案的另一个示例性下降管的一部分的横截面图，其中下降管被示出为将熔融玻璃形成材料递送到包括一对反向旋转成型辊的成型设备。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的实施方案，其实施例在附图中图示。只要有可能，相同的附图标记将在整个附图中用于指代相同或相似的部分。然而，本公开内容可以以许多不同的形式体现，且不应该被理解为仅限于本文所阐述的实施方案。

如本文所用，术语“约”是指量、尺寸、配方、参数和其他数量和特征不是也不需要是精确的，而是可以是近似的和/或根据需要较大或较小的，反映公差、换算系数、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。

范围在本文可以表示为从“约”一个特定值，和/或到“约”另一个特定值。当这样的范围被表达时，另一个实施方案包括从一个特定值到另一个特定值。同样，当数值通过使用前缀“约”表示为近似值时，将理解为该特定值构成另一个实施方案。将进一步理解，每个范围的端点关于另一端点且独立于另一端点为重要的。

本文使用的方向性术语--例如上、下、右、左、前、后、顶、底--仅参考所画的图，并且不旨在暗示绝对方向。

除非另有明确说明，否则本文阐述的任何方法都无意被解释为要求以特定的顺序执行其步骤，也无意要求对于任何设备的特定方向。因此，如果一个方法权利要求没有实际叙述其步骤应遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述单个部件的顺序或方向，或者在权利要求或描述中没有具体说明步骤应限于特定的顺序，或者没有叙述设备的部件的特定顺序或方向，则绝不旨在在任何方面推断出顺序或定向。这适用于任何可能的非明确解释依据，包含关于步骤安排、操作流程、组件顺序或组件定向的逻辑事项；从语法组织或标点符号得出的普通含义，以及说明书中描述的实施方案的数量或类型。

如本文所使用，除非上下文另有明确规定，单数形式“一(a/an)”和“该(the)”包含复数指代物。因此，例如，除非上下文明确指出，对“一”组件的提及包含具有两个或更多此类组件的方面。

词语“示例性”、“实施例”或其各种形式在本文中使用意在用作例子、实例或说明。本文中描述为“示例性”或“实施例”的任何方面或设计不应解释为比其他方面或设计更优选或更有利。此外，提供实施例仅仅是为了清楚和理解，并不意味着以任何方式限制或约束所公开的主题或本公开内容的相关部分。可以理解，可以呈现不同范围的无数额外或替代实施例，但为了简洁起见省略这些实施例。

如本文所使用的，除非另有说明，否则术语“包括”和“包含”及其变型应被解释为同义和开放式的。在过渡性短语包括或包含之后的元件清单是非排他性的清单，从而还可能存在除了清单中具体列举的那些元件外的元件。

如本文使用的术语“实质”、“大体上”及其变型旨在指出所描述的特征等于或大约等于某个值或描述。例如，“大体平面的”表面旨在表示是平面的或近似平面的表面。此外，“大体上”旨在表示两个数值相等或近似相等。在一些实施方案中，“大体上”可以表示数值在彼此的约10％内，诸如在彼此的约5％内，或在彼此的约2％内。

如本文所使用，术语“电连接”、“电接通”及其变型，是指通过电导体，例如金属导体，但不包含熔融材料(例如熔融玻璃)的连接。与第二元件电连接的第一元件可包含第一元件和第二元件之间的附加元件，从而附加元件也与第一元件和第二元件电连接。也就是说，第一元件与第二元件电连接并不意味着排除连接中存在其他导电元件。通常，这种电导体可以包括金属线或电缆、母线等，但不限于此。电连接还可以包含其他元件，包含但不限于便于元件之间连接的电连接器(例如，插头、调整片、凸耳、螺栓等)、电控制装置(诸如电流和/或电压控制器)、电流和/或电压测量装置等。

如本文所用，“耐火材料”是指具有化学和物理特性的非金属材料，使其适用于暴露于538℃以上环境的结构，或作为系统的组件。

如本文所用，“圆锥体”包括直圆锥体、斜圆锥体和截锥体。

除非另有说明，图不按比例绘制。

在图3中示出示例性的玻璃制造设备100。在一些实施方案中，玻璃制造设备100可包括包含熔化容器104的玻璃熔化炉102。除了熔化容器104之外，玻璃熔化炉102可任选地包含一个或多个额外的组件，诸如被配置为加热原料并将原料转化为熔融玻璃的加热构件(例如燃烧器和/或电极)。例如，熔化容器104可以是电助熔化容器，其中能量通过燃烧器和通过直接加热而添加到原料中，其中电流通过原料，电流从而通过原料的焦耳加热添加能量。

在进一步的实施方案中，玻璃熔化炉102可包含减少熔化容器的热损失的其他热管理装置(例如，隔离组件)。在仍然进一步的实施方案中，玻璃熔化炉102可包含促进原料熔化为玻璃熔体的电子和/或机电装置。玻璃熔化炉102可包含支撑结构(例如，支撑底盘、支撑构件等)或其他组件。

熔化容器104可由耐火材料形成，诸如耐火陶瓷材料，例如包括氧化铝和/或氧化锆的耐火陶瓷材料，但是该耐火陶瓷材料可以包括其他耐火材料，诸如交替使用或以任何组合使用的钇(例如氧化钇、氧化钇稳定的氧化锆、磷酸钇)、锆石(ZrSiO₄)或氧化铝-氧化锆-二氧化硅或甚至是氧化铬。在一些实施例中，熔化容器104可以由耐火陶瓷砖构成。

在一些实施方案中，玻璃熔化炉102可以被并入作为被配置为制造玻璃制品，例如玻璃带的玻璃制造设备的组件，但是在进一步的实施方案中，玻璃制造设备可被配置为无限制地形成其他玻璃制品，诸如玻璃棒、玻璃管、玻璃封套(例如用于照明装置，例如灯泡的玻璃封套)和玻璃镜片，但是也考虑许多其他玻璃制品。在一些实施例中，熔化炉可以包含在玻璃制造设备中，该玻璃制造设备包括槽拉设备、浮动浴设备、下拉设备(例如熔融下拉设备)、上拉设备、压制设备、轧制设备、拉管设备或将受益于本公开内容的任何其他玻璃制造设备。举例来说，图3示意性地图示了作为熔融下拉式玻璃制造设备100的组件的玻璃熔化炉102，用于熔融下拉玻璃带以便随后加工成单独的玻璃板或将玻璃带卷到线轴上。如本文所用，熔融拉制包括将熔融玻璃流过成型体的侧表面，其中所产生的熔融材料流在成型主体的底部接合，或“熔合”。

玻璃制造设备100可任选性地包含定位在熔化容器104上游的上游玻璃制造设备106。在一些实施例中，一部分或整个上游玻璃制造设备106可被并入作为玻璃熔化炉102的一部分。

如图3图示的实施方案所示，上游玻璃制造设备106可包含原料储存仓108、原料递送装置110(例如螺旋钻或螺旋进料器)和连接到原料递送装置110的电机120。原料储存仓108可被配置为储存一定数量的原料122，原料122可通过一个或多个进料口进料至熔化容器104，如箭头124所示。原料122通常包括一种或多种玻璃成型金属氧化物和一种或多种改性剂。在一些实施例中，原料递送装置110可由马达120提供动力以将预定量的原料122从原料储存仓108递送到熔化容器104。在进一步的实施例中，马达120可为原料递送装置110提供动力以基于相对于熔融材料的流动方向从熔化容器104下游感应到的熔融材料的水平以受控的速度引入原料122。熔化容器104内的原料122可以被加热以形成熔融玻璃形成材料126。通常，在最初的熔化步骤中，原料以颗粒，例如以各种“沙子”或粉末加入到熔化容器中。原料122也可包含来自以前熔化和/或成型操作的碎玻璃(玻璃屑)。燃烧器通常用于开始熔化过程。在电助熔化过程中，一旦原料的电阻被充分降低，电加热就可以通过在与原料接触定位的电极之间形成电位来开始，从而驱动电流通过原料，原料通常进入或处于熔融状态。如本文所使用，所得的熔融玻璃形成材料被称为熔融玻璃126。

玻璃制造设备100可任选性地包含相对于熔融玻璃126的流动方向定位在玻璃熔化炉102下游的下游玻璃制造设备128。在一些实施例中，下游玻璃制造设备128的一部分可以被并入作为玻璃熔化炉102的一部分。然而，在一些情况下，下面讨论的第一连接导管130或下游玻璃制造设备128的其他部分可以被并入作为玻璃熔化炉102的一部分。

下游玻璃制造设备128可包含位于熔化容器104下游的第一调节(例如加工)室，诸如澄清容器132，并且借助于上述第一连接导管130联接到熔化容器104。在一些实施例中，熔融玻璃126可以借助于第一连接管道130从熔化容器104重力进料到澄清容器132。例如，重力可以驱动熔融玻璃126通过第一连接导管130的内部通道从熔化容器104到澄清容器132。因此，第一连接导管130为熔融玻璃126提供从熔化容器104到澄清容器132的流动路径。然而，应该理解，其他调节室可以定位在熔化容器104的下游，例如在熔化容器104和澄清容器132之间。在一些实施方案中，可在熔化容器和澄清容器之间采用调节室。例如，来自一级熔化容器的熔融玻璃可以在二级调节容器中被进一步加热，或者在二级调节容器中冷却到比一级熔化容器中的熔融玻璃的温度低的温度，然后再进入澄清室。

气态夹杂物可以通过各种技术从熔融玻璃126中去除。例如，原料122可以包含多价化合物(例如，澄清剂)，诸如氧化锡，该多价化合物在被加热时发生化学还原反应并释放氧气。其他合适的澄清剂包括但不限于砷、锑、铁和铈，但是由于环境原因可能不鼓励使用砷和/或锑。澄清容器132可被加热，例如加热到大于熔化容器温度的温度，从而加热澄清剂。由熔融玻璃中包含的一种或多种澄清剂的温度诱导化学还原产生的氧气上升通过澄清容器中的熔融玻璃，并且可凝聚或扩散到熔化过程期间产生的气泡中。具有增加的浮力的增大的气泡然后上升到澄清容器中的熔融玻璃的自由表面，并且此后可以从澄清容器中排出。

下游的玻璃制造设备128可进一步包含另一个调节室，诸如混合设备134，例如搅拌容器，用于混合从澄清容器132流向下游的熔融玻璃。混合设备134可用于提供均匀的玻璃熔体组合物，从而减少的化学或热不均匀性，否则该化学或热不均匀性可能存在于离开澄清室的熔融玻璃中。如图所示，澄清容器132可以借助于第二连接导管136联接到混合设备134。在一些实施方案中，熔融玻璃126可借助于第二连接管道136从澄清容器132重力进料到混合设备134。例如，重力可以驱动熔融玻璃126通过第二连接导管136的内部通道从澄清容器132到混合设备134。通常，混合设备134中的熔融玻璃包含自由表面，自由容积在自由表面和混合设备的顶部之间延伸。虽然混合设备134相对于熔融玻璃的流动方向示出在澄清容器132的下游，但在其他实施方案中，混合设备134可以被定位在澄清容器132的上游。在一些实施方案中，下游玻璃制造设备128可以包含多个混合设备，例如澄清容器132上游的混合设备和澄清容器132下游的混合设备。当使用时，多个混合设备可以具有相同的设计，或者它们可以具有彼此不同的设计。在一些实施方案中，一个或多个容器和/或导管可包含定位在其中的静态混合叶片以促进熔融材料的混合和随后的均匀化。

下游玻璃制造设备128可进一步包含仍然另一个调节室，诸如位于混合设备134下游的递送容器138。递送容器138可调节待进料到下游成型设备的熔融玻璃126。例如，递送容器138可作为蓄积器和/或流量控制器，以调整和/或提供熔融玻璃126借助于出口导管(以下简称下降管140)流向下游过程的一致流量。在一些实施方案中，递送容器138中的熔融玻璃126可包含自由表面，其中自由容积从自由表面向上延伸到递送容器的顶部。如图所示，混合设备134可借助于第三连接导管142联接到递送容器138。在一些实施例中，熔融玻璃126可借助于第三连接导管142从混合装置134被重力进料到递送容器138。例如，重力可驱动熔融玻璃126通过第三连接导管142的内部通道从混合设备134到递送容器138。

现在参考图4和图5，下降管140包括联接到递送容器138并与之流体连通的近端144，和与近端144相对并沿下降管140的中央纵轴148与近端144间隔开的远端146。下降管140的壁150包括内表面154和外表面156，壁150界定在近端144和远端146之间延伸的内部通道157。重力可驱动熔融玻璃126通过内部通道157从递送容器138到下降管140的远端146，然后熔融玻璃可从远端146被递送到成型设备158。例如，熔融玻璃126可被递送到下拉式玻璃成型设备(例如，槽拉式玻璃成型设备、溢流下拉式)、浮法玻璃成型设备或轧制玻璃成型设备，但是在进一步的实施方案中，熔融玻璃126可被递送到本领域已知的任何其他玻璃成型设备。

如图4所示，下降管140连接到第一电法兰160，并经由凹形加热构件164电连接到第二电法兰162，第一电法兰160和第二电法兰162被配置为向下降管140提供电流。例如，可在壁150中在第一电法兰160和第二电法兰162之间建立电流，该电流加热壁150，从而加热和/或保持流经第一电法兰160和第二电法兰162之间的下降管140的部分的熔融玻璃的温度。第一电法兰160定位于第二电法兰162的上游，但在进一步的实施方案中，第一电法兰可连接到递送容器38。

参考图6，第一电法兰160包括第一主体部分166和从第一主体部分166延伸的第一电极部分168。第一主体部分166包括界定穿过第一主体部分166的开口172的内边缘170。

转向图7，第二电法兰162包含第二主体部分174和第一电极部分176a。在一些实施方案中，诸如图示的实施方案，第二电法兰162可以包括第二电极部分176b，其中第一电极部分176a布置在第二主体部分174上与第二电极部分176b相对，从而电极部分176a和176b相隔180度。第二主体部分174进一步包括界定穿过第二主体部分174的开口182的内边缘180和围绕主体部分的圆周的外周边缘178。在各种实施方案中，第一主体部分166和/或第二主体部分174可是平面的或大体上是平面的。

虽然未示出，但在进一步的实施方案中，第一电法兰可以包括与第一电极部分168相对的第二电极部分。类似地，第二电法兰162可以以第一电法兰160所示的方式包括一个电极部分。使用多个电极部分，例如相对的电极部分，可以使递送到电法兰所连接的组件的电流在连接处在组件的圆周上更加均匀。

在一些实施方案中，一个或多个额外的电法兰可以连接到第一电法兰160和递送容器138之间的下降管140。例如，图3和图4图示附接到下降管140并定位于第一电法兰160上方，例如在第一电法兰160和输送容器138之间的第三电法兰184。根据一些实施方案，第三电法兰184可与第一电法兰160相似或相同。第三电法兰184可具有单个电极部分或多个电极部分。每个电法兰可电连接到电力供应(未示出)，并被配置为向电法兰递送电流。电力供应可以是本地电网，例如变电站，或单独的发电机。

回到图4和图5，在一些实施方案中，凹形加热构件164可从下降管140的远端146向上延伸。也就是说，凹形加热构件164可为凹形加热构件。凹形加热构件164可包括裙部186，裙部186在与纵轴148正交的平面内包括圆形横截面，但在进一步的实施方案中，加热构件164可具有非圆形的横截面形状。上开口188由凹形加热构件164的上边缘190界定，上边缘190具有第一直径d1。凹形加热构件164还包括由第二下边缘194界定的第二下开口192，下边缘194具有小于第一直径d1的第二直径d2。具有最大尺寸开口，即上开口188的凹形加热构件164的一端被定义为主要端196，而具有较小开口，即第二开口192的向上凹入的加热构件164的一端被定义为次要端198。在一些实施方案中，凹形加热构件164可为锥形的，例如，包括锥形的裙部186。在各种实施方案中，向上凹入的加热构件164的次要端198可包含弓形颈部200(见图8)，其中颈部200包括在纵轴148方向上的曲率。也就是说，弓形颈部200朝向下降管140向内弯曲，并包括下边缘194。

第二电法兰162的内边缘180附接到凹形加热构件164的上边缘190，诸如通过焊接，并且凹形加热构件164的下边缘194附接到下降管140的远端146或接近远端。因此，在凹形加热构件164和壁150之间形成具有封闭底部的杯形容积。

在一些实施方案中，最佳如示出图5的区域A的图8所示，下边缘194可以附接在远端146上方的短距离δ处，以允许在用于将下边缘194连接到壁150的焊缝195之间有足够的间隙。也就是说，在远端146处将下边缘194直接连接到下降管140的焊接操作会使远端146产生变形，这可能会破坏来自远端146的熔融玻璃的流动。因此，凹形加热构件164的下边缘194可以略微移动至远端146的上方，例如其中δ介于约1mm至约3mm的范围内，诸如约1mm至约1.5mm之间，或者介于大于0mm但等于或小于约1mm的范围内。因此，如本文所使用，提及连接到导管的远端146的凹形加热构件包含在远端的3mm内的导管的长度。弓形颈部200可以被布置成使得弓形颈部在下边缘194与壁150相交处与壁150正交。凹形加热构件164与下降管140的正交有助于保持凹形加热构件164的厚度一致，并避免凹形加热构件164内可能发生的电阻变化。换句话说，在不同的实施方案中，下降管140的壁150可包括大体上均匀的厚度T1。另一方面，凹形加热构件164可具有等于或小于T1的厚度T2。通过导体的电流密度是电流的大小和导体的横截面积的函数。下降管140的电阻与导体的长度除以横截面积成比例。也就是说，假设厚度均匀，下降管140或其选定部分的电阻R是下降管或其选定部分的长度L除以垂直于纵轴148的平面内的累积横截面积A(R∝L/A)。下降管140中的电流I为I＝E/R，其中E为跨越长度L的电压，R为电阻。应该明显的是，在与纵轴148正交的平面处，在向上凹入的加热构件164的每个横截面上，d1比d2大。事实上，当凹形加热构件164的横截面接近上边缘190时，d2增大。如果凹形加热构件164的厚度T2大于T1，则凹形加热构件164在其任何横截面上的横截面积A2大于下降管140相应横截面的横截面积A1。因此，凹形加热构件164中的电流密度，以及凹形加热构件产生的热功率，将被降低。因此，在各种实施方案中，裙部186的T2小于壁150的厚度T1，其中厚度T1和T2都被测量为相应组件的相对面之间的最短距离(例如，相对面之间沿与相对面正交的线的距离，例如下降管140的内表面154和外表面156的正交距离)。如果凹形加热构件164以非90度的角度与下降管140相交，则凹形加热构件在与下降管140相交处的横截面积将与凹形加热构件的在凹形加热构件中其他地方的横截面积不同。

图9是示出的下降管140的透视图，其中第一电法兰160连接到下降管，凹形加热构件164连接到下降管的远端，第二电法兰162连接到凹形加热构件164。在所示的实施方案中，凹形加热构件164被布置成向上凹入的加热构件，例如，锥形加热构件。

回到图4，导热材料202可布置在凹形加热构件164和壁150之间的杯形容积204中。然而，导热材料202应该是电隔离的(非电导的)，以防止跨过向上凹入的加热构件164的电短路。导热材料202可包括浇注的陶瓷接合剂(可浇注的)，诸如可从Aremco Products,Inc.(Valley Cottage，NY)获得的Ceramabond 503，由Saint-Gobain Abrasives Incorporated制造的EA139，或者，例如Ceramabond和EA139的混合物。

导热材料202的功能是将由凹形加热构件164中(第一电法兰160和第二电法兰162之间)的电流产生的热量传导到与导热材料202接触的下降管140的那部分。此外，因为凹形加热构件164的厚度T2可以很薄，所以导热材料202可为凹形加热构件提供结构刚性，从而防止向上凹入的加热构件变形或塌陷。凹形加热构件164的尺寸(例如，高度、直径、厚度)，以及在第一电法兰160和第二电法兰162之间供应的电流大小被选择为向远端146提供足够的热能，使得迁移到远端146的边缘表面或凹形加热构件164的外表面的熔融玻璃被保持在高于熔融玻璃的液态温度的温度。因此，远端146可通过凹形加热构件164的传导来加热，并且由于壁150的焦耳加热而直接被该壁加热。

根据各种实施方案，第一绝热材料206可布置在第一电法兰160和第二电法兰162之间，例如，在第一主体部分166和第二主体部分174之间。第一绝热材料可以为例如，陶瓷纤维板(例如，铝硅/或莫来石纤维和粘结剂)，诸如由ZIRCAR Refractory Composites,Incorporated制造的Unifrax3000或ZIRCAR RS-100耐火板。在一些实施方案中，第二绝热材料207也可以布置在第一电法兰160和第二电法兰162之间。第二绝热材料207可以为例如，适用于支撑定位于第一电法兰160上方的绝缘材料或其他材料的重量的耐火砖。第二绝热材料207可包括氧化铝和/或氧化锆，但可以采用本领域已知的其他耐火砖材料。

在一些实施方案中，第三绝热材料208可被定位在第二电法兰162的下方并与之接触。第三绝热材料208可为与第一绝热材料206相同的材料，例如陶瓷纤维板，诸如如Unifrax3000和/或ZIRCAR RS-100耐火板。第三绝热材料208可界定具有足够直径的通道210，以允许从下降管140的远端146流出的熔融玻璃流通过第三绝热材料208而不接触到绝热材料208。

第四绝热材料212，例如可浇注的耐火材料，可围绕下降管140。此外，在一些实施方案中，第五绝热材料214，例如耐火砖，可围绕第四绝热材料212。第五绝热材料214可包括，例如氧化铝和/或氧化锆，但也可以采用其他耐火材料。

下游玻璃制造设备128的组件，包含连接导管130、136、142、澄清容器132、混合设备134、递送容器138、下降管140或电法兰160、162或184中的任何一个，可以由贵金属形成。合适的贵金属包括选自铂、铱、铑、锇、钌和钯或其合金组成的组的铂族金属。例如，玻璃制造设备的下游组件可以由铂-铑合金形成或包含铂-铑合金，铂-铑合金包含约70wt％至约90wt％的铂和约10wt％至约30wt％的铑。然而，适合于形成玻璃制造设备的下游组件的其他金属可包含钼、铼、钽、钛、钨及其合金。

下降管140、第四绝热材料212和第五绝热材料214可由布置在第五绝热材料214的外围的周围的一个或多个钢结构构件216支撑。

进一步的实施方案中，凹形加热构件164可包括如图10所示的抛物线形状，从而导致定位于凹形加热构件164和下降管的壁150的外表面156之间的碗形容积。然而，凹形加热构件164可以具有其他的凹形形状，诸如半球形形状。

图3进一步示出成型设备158的示例性实施方案，该成型设备158包括一个或多个被布置成生产玻璃带220的成型辊218。例如，在一些实施方案中，如图11所图示，成型设备可以包括被布置成围绕旋转轴旋转的单个成型辊218，其中熔融玻璃126通过下降管140被递送到成型辊218的顶部部分。熔融玻璃与成型辊一起旋转，在成型辊218的底部附近释放为玻璃带220。在另一个实施方案中，如图12所示，熔融玻璃通过下降管140在第一旋转成型辊218a和与第一旋转成型辊218a间隔开的第二反向旋转成型辊218b之间递送。熔融玻璃在两个反向旋转成型辊之间被压制，并作为玻璃带220从两个反向旋转成型辊之间出来。

凹形加热构件不需要与旨在将熔融玻璃输送到成型设备的导管连接使用。例如，玻璃制造设备中的各种容器(或导管)可能需要在其操作的某个时间点排出。因此，这些容器可以配备排流管，而这些排流管可以配备有如本文所述的凹形加热构件，凹形加热构件与如关于前述下降管所述的连接在其上的电法兰连接使用。此外，在一些实施方案中，与本文所述的凹形加热构件类似的凹形加热构件可以用于导管上需要额外热能的任何位置，因此不限于向上凹入(例如，连接到垂直布置的导管或管)，而是可以朝向其他方向。此外，凹形加热构件不限于管或导管的末端，而是可以布置成环绕管或导管的中间部分的一部分。

虽然各种实施方案已经相对于其的某些说明性和具体的实施例进行了详细描述，但不应认为本公开内容仅限于此，因为在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对所公开的特征进行许多修改和组合。

Claims (30)

1.一种玻璃制造设备，包括：

容器，被配置为输送熔融玻璃；

导管，从所述容器向下延伸，所述导管包括远端，所述远端包括连接到其上的凹形加热构件；

第一电法兰，连接到所述导管；和

第二电法兰，连接到所述凹形加热构件。

2.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件包括截锥体。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件包括次要端和主要端，所述第二电法兰连接到所述主要端的上边缘。

4.根据权利要求3所述的玻璃制造装置，其中所述第二电法兰包括主体部分，所述主体部分具有限定内部开口的内边缘，所述内边缘围绕所述主要端的周边连接到所述凹形加热构件的上边缘。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃制造设备，进一步包括第三电法兰，所述第三电法兰电连接到所述第一电法兰和熔融玻璃递送容器之间的导管上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件与所述导管垂直相交。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃制造设备，进一步包括导热材料，所述导热材料被设置在所述凹形加热构件和所述导管的壁之间限定的容积内。

8.根据权利要求7所述的玻璃制造设备，其中所述导热材料包括陶瓷接合剂。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管的厚度大于所述凹形加热构件的厚度T2。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管、所述凹形加热构件和所述第二电法兰含有铂。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管包括所述容器的排流管。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件是向上凹入的加热构件。

13.一种玻璃制造设备，包括：

熔融玻璃递送容器；

从所述熔融玻璃递送容器延伸的导管，所述导管包括与所述熔融玻璃递送容器连接的近端和具有锥形加热构件的远端，所述锥形加热构件从所述远端朝向所述熔融玻璃递送容器延伸；和

连接到所述锥形加热构件的电法兰。

14.根据权利要求13所述的玻璃制造设备，进一步包括陶瓷接合剂，所述陶瓷接合剂被布置在所述锥形加热构件和所述导管的壁之间限定的容积内。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的玻璃制造设备，其中所述导管、所述锥形加热构件和所述第二电法兰含有铂。

16.根据权利要求15所述的玻璃制造设备，其中所述锥形加热构件包括垂直连接到所述远端的弓形颈部。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管的厚度T1大于所述锥形加热构件的厚度T2。

18.一种玻璃制造设备，包括：

容器，被配置为输送熔融玻璃；

导管，其从所述容器延伸并与所述容器流体连通，所述导管包括与所述容器连接的近端和与所述近端相对并间隔开的远端；

连接到所述导管的凹形加热构件，所述凹形加热构件包括主要端和次要端，并围绕所述导管的长度的至少一部分延伸；和

在所述凹形加热构件的主要端与所述凹形加热构件连接的电法兰。

19.根据权利要求18所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件的所述次要端连接到所述导管。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的玻璃制造设备，其中所述次要端包括具有在所述导管的方向上弯曲的曲率的弓形颈部。

21.根据权利要求20所述的玻璃制造设备，其中所述弓形颈部垂直连接到所述导管。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件的所述次要端连接到所述导管的所述远端。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管的厚度T1大于所述凹形加热构件的厚度T2。

24.根据权利要求18至23中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述导管、所述凹形加热构件和所述电法兰含有铂。

25.根据权利要求18至24中任一项所述的玻璃制造设备，其中所述凹形加热构件是向上凹入的加热构件。

26.一种防止熔融玻璃形成材料失透的方法，包括：

使所述熔融玻璃形成材料流经导管，所述导管包括连接到所述导管并围绕所述导管的长度的至少一部分延伸的凹形加热构件；

在所述导管和所述凹形加热构件中，在连接到所述导管的第一电法兰和连接到所述凹形加热构件的第二电法兰之间建立电流，所述凹形加热构件导热地加热所述导管的长度的所述至少一部分。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述凹形加热构件包括包含第一直径d1的主要端和与所述主要端相对的次要端，所述次要端包括小于d1的第二直径d2。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述次要端包括弓形颈部，所述弓形颈部包含在朝向所述导管的方向上弯曲的曲率并垂直连接到所述导管。

29.根据权利要求26所述的方法，其中所述凹形加热构件连接到所述导管的远端。

30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法，其中所述凹形加热构件是向上凹入的加热构件。