CN117203168A - 具有泄漏缓解特征结构的玻璃制造设备 - Google Patents

Abstract

一种玻璃制造设备，包括：出口管道，其定位成将熔融玻璃从递送容器递送至成型设备的入口管道。所述设备还包括堵漏部件，其周向地包围所述出口管道的一部分且被配置为抑制熔融玻璃朝向所述玻璃制造设备的外表面的流动。

Description

具有泄漏缓解特征结构的玻璃制造设备

相关申请的交叉引用

本申请主张于2021年4月21日提交的美国临时申请序列号63/177,524的优先权权益，依靠其内容并通过引用将其内容作为整体并入本文。

技术领域

本公开内容大体上涉及一种玻璃制造设备，且更具体地涉及一种具有泄漏缓解特征结构的玻璃制造设备。

背景技术

诸如薄玻璃片材之类的玻璃制品被用于诸如电视、平板电脑、和智能手机之类的显示应用中。在这些制品的制造中，熔融玻璃通常流动通过一个或多个管道。在制造活动中，沿着这些管道或在这些管道之间的泄漏可导致诸如玻璃制品质量降低、加工停机、和/或修理或替换加工部件之类的不期望结果。因此，期望将这些效果最小化。

发明内容

本文中公开的实施方式包括一种玻璃制造设备。所述玻璃制造设备包括定位成将熔融玻璃从递送容器递送至成型设备的入口管道的出口管道。所述玻璃制造设备还包括堵漏部件，所述堵漏部件周向地包围所述出口管道的一部分且被配置为抑制熔融玻璃朝向所述玻璃制造设备的外表面流动。

本文中公开的实施方式还包括一种玻璃制造设备。所述玻璃制造设备包括定位成将熔融玻璃从递送容器递送至成型设备的入口管道的出口管道。出口管道的端部延伸至入口管道的开口端部中，使得环形间隙被设置在入口管道的开口端部和出口管道的端部之间。堵漏部件周向地包围所述出口管道的一部分且定位在入口管道的开口端部上方。堵漏部件被配置为抑制熔融玻璃朝向所述玻璃制造设备的外表面的流动。

本文中公开的实施方式的另外的特征和优点将在随后的详细描述中进行阐述，其通过该描述而对本领域技术人员而言将显而易见、或者通过实践如本文所描述的包括随后的详细描述、权利要求书、以及随附的附图在内的所公开的实施方式而将认识到。

要理解的是，本发明实施方式的前述的一般描述和下述的详细描述均意图提供概述或框架以理解所请求保护的实施方式的本质和特征。包括随附的附图以提供进一步的理解，这些随附的附图被并入并构成本说明书的一部分。附图图解了本公开内容的各种实施方式，并与该描述一起用以解释其原理和操作。

附图说明

图1是示例性的熔合下拉法玻璃制造设备和工艺的示意图；

图2是玻璃制造设备的一部分的示意性截面图；

图3是根据本文中公开的实施方式的堵漏部件的透视图；

图4A是根据本文中公开的实施方式的在接合位置中的堵漏部件的俯视透视图；

图4B是根据本文中公开的实施方式的在分离位置中的堵漏部件的俯视透视图；

图5是根据本文中公开的实施方式的堵漏部件和隔热部件的侧视透视图；

图6是图5的堵漏部件的一部分的分解透视图；和

图7是包括堵漏部件和隔热部件的玻璃制造设备的一部分的示意性截面图。

具体实施方式

现将详细地参照本公开内容的本优选实施方式，其示例被图解在随附的附图中。只要有可能的话，相同的参考数字将在所有附图中用来指示相同或类似的零件。然而，本公开内容可以以多种不同的形式体现，且不应被解读为受限于本文中所阐述的实施方式。

范围在本文中可被表示为从“约”一个特定值起、和/或至“约”另一个特定值。当表示这种范围时，另一个实施方式包括从该一个特定值起和/或至该另一个特定值。类似地，当各值例如通过使用先行词“约”被表示为近似时，要理解的是，该特定值形成了另一个实施方式。要进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一个端点来说都是显著的，并且独立于另一个端点。

如本文中所用的方向性术语，例如，上、下、右、左、前、后、顶、低，仅参照所绘制的图像，且并不意图暗示绝对取向。

除非另外明确陈述，否则绝不意图将本文中阐述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤，也不意图任何设备要求特定取向。因此，在方法权利要求并未实际记载其步骤所要遵循的顺序、或者任何设备权利要求并未实际记载对于单独的部件的顺序或取向、或者权利要求书或说明书中并未另外明确陈述这些步骤受限于特定顺序、或者并未记载对于设备的部件的特定顺序或取向的情况下，在任何方面中都绝不意图推断顺序或取向。这适用于任何可能的非明示解释依据，包括：与步骤安排、操作流程、部件顺序、或部件方向有关的逻辑事项；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式的数量或类型。

如本文中所用，单数形式的“一”和“该”包括复数形式的指示物，除非上下文另外清楚地规定。因此，例如，提及“一”部件包括具有两个或更多个这类部件的方面，除非上下文另外清楚地指示。

图1中示出的是示例性的玻璃制造设备10。在一些示例中，玻璃制造设备10可包括玻璃熔融炉12，其可包括熔融容器14。除了熔融容器14之外，玻璃熔融炉12可选择性地包括一个或多个额外的部件，诸如将原材料加热并将该原材料转化成熔融玻璃的加热元件(例如，燃烧炉或电极)。在进一步的示例中，玻璃熔融炉12可包括减少来自于熔融容器附近的热损失的热管理装置(例如，隔热部件)。在又进一步的示例中，玻璃熔融炉12可包括促进将原材料熔融成玻璃熔融体的电子装置和/或机电装置。又进一步地，玻璃熔融炉12可包括支撑结构(例如，支撑底座、支撑构件等)或其他部件。

玻璃熔融容器14典型地包括耐火材料，诸如耐火陶瓷材料，例如包括氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料。在一些示例中，玻璃熔融容器14可由耐火陶瓷砖构建。以下将更详细地描述玻璃熔融容器14的具体实施方式。

在一些示例中，玻璃熔融炉可作为玻璃制造设备的部件被并入以制造玻璃片材，例如连续长度的玻璃带。在一些示例中，本公开内容的玻璃熔融炉可作为玻璃制造设备的部件而被并入，所述玻璃制造设备包括狭缝拉制(slot draw)设备、浮浴(float bath)设备、诸如熔合工艺之类的下拉(down-draw)设备、上拉(up-draw)设备、压轧(press-rolling)设备、拉管(tube drawing)设备、或会从本文中公开的方面中获益的任何其他的玻璃制造设备。以示例的方式，图1示意性地图解了作为熔合下拉玻璃制造设备10的部件的玻璃熔融炉12，熔合下拉玻璃制造设备10用于熔合拉制玻璃带，所述玻璃带用于随后加工成单独的玻璃片材。

玻璃制造设备10(例如，熔合下拉设备10)可以选择性地包括相对于玻璃熔融容器14定位在上游的上游玻璃制造设备16。在一些示例中，上游玻璃制造设备16的一部分或整个可作为玻璃熔融炉12的部分而被并入。

如图解的示例中所示，上游玻璃制造设备16可包括存储箱18、原材料递送装置20、和连接至所述原材料递送装置的马达22。存储箱18可被配置为存储可进料至玻璃熔融炉12的熔融容器14中的量的原材料24，如箭头26所示。原材料24典型地包括一种或多种形成玻璃的金属氧化物和一种或多种改性剂。在一些示例中，原材料递送装置20可由马达22驱动，从而使得原材料递送装置20将预定量的原材料24从存储箱18递送至熔融容器14。在进一步的示例中，马达22可驱动原材料递送装置20以基于在熔融容器14下游传感得到的熔融玻璃的水平以受控的速率引入原材料24。熔融容器14内的原材料24可在之后被加热以形成熔融玻璃28。

玻璃制造设备10也可选择性地包括相对于玻璃熔融炉12定位在下游的下游玻璃制造设备30。在一些示例中，下游玻璃制造设备30的一部分可作为玻璃熔融炉12的部分而被并入。在一些情况下，以下讨论的下游玻璃制造设备30的第一连接管道32或其他部分可作为玻璃熔融炉12的部分而被并入。包括第一连接管道32的下游玻璃制造设备的元件可由贵金属形成。合适的贵金属包括铂族金属或其合金，该铂族金属选自由铂、铱、铑、锇、钌、和钯构成的金属的群组。例如，玻璃制造设备的下游部件可由包括从约70重量％至约90重量％铂和约10重量％至约30重量％铑的铂-铑合金形成。然而，其他合适的金属可包括钨、钯、铼、钽、钛、钨、和其合金。

下游玻璃制造设备30可包括第一调节(即，加工)容器，诸如精炼容器(finingvessel)34，其位于熔融容器14的下游并借助于以上提及的第一连接管道32耦接至熔融容器14。在一些示例中，熔融玻璃28可借助于第一连接管道32从熔融容器14重力进料至精炼容器34。例如，重力可使熔融玻璃28穿过第一连接管道32的内部路径从熔融容器14到达精炼容器34。然而，应当理解的是，其他调节容器可定位在熔融容器14的下游，例如在熔融容器14和精炼容器34之间。在一些实施方式中，在熔融容器和精炼容器之间可采用调节容器，其中来自于初级熔融容器的熔融玻璃被进一步加热以继续熔融工序，或在进入精炼容器之前冷却至温度低于熔融容器中的熔融玻璃的温度。

可通过各种技术将气泡从精炼容器34内的熔融玻璃28中除去。例如，原材料24可包括多价化合物(即，精炼剂)，诸如氧化锡，其在被加热时经历化学还原反应并释放氧。其他合适的精炼剂没有限制地包括砷、锑、铁、和铈。精炼容器34被加热至温度高于熔融容器温度，由此加热熔融玻璃和精炼剂。由温度诱导的精炼剂的化学还原产生的氧气泡在精炼容器内上升穿过熔融玻璃，其中在熔融炉中产生的熔融玻璃中的气体可扩散或聚结至由精炼剂产生的氧气泡中。然后增大的气泡可上升至精炼容器中的熔融玻璃的自由表面，并在此之后从精炼容器中排出。氧气泡可进一步诱导精炼容器中的熔融玻璃的机械混合。

下游玻璃制造设备30可进一步包括另一个调节容器，诸如用于混合熔融玻璃的混合容器36。混合容器36可位于精炼容器34的下游。混合容器36可用于提供均质的玻璃熔体组合物，由此减少否则可存在于离开精炼容器的精炼熔融玻璃内的化学或热不均质性的线状物(cords)。如所示出的，精炼容器34可借助于第二连接管道38耦接至混合容器36。在一些示例中，熔融玻璃28可借助于第二连接管道38从精炼容器34重力进料至混合容器36。例如，重力可使熔融玻璃28穿过第二连接管道38的内部路径从精炼容器34到达混合容器36。应当理解的是，尽管混合容器36被示出为在精炼容器34的下游，但混合容器36可定位在精炼容器34的上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可包括多个混合容器，例如，精炼容器34上游的混合容器和精炼容器34下游的混合容器。这些多个混合容器可以是相同的设计，或者它们可以是不同的设计。

下游玻璃制造设备30可进一步包括另一个调节容器，诸如可位于混合容器36下游的递送容器40。递送容器40可调节待进料至下游成型装置的熔融玻璃28。例如，递送容器40可充当累积器和/或流量控制器以借助于出口管道44将熔融玻璃28的一致的流调整和/或提供至成型主体42。正如所示，混合容器36可借助于第三连接管道46耦接至递送容器40。在一些示例中，熔融玻璃28可借助于第三连接管道46从混合容器36重力进料至递送容器40。例如，重力可驱动熔融玻璃28穿过第三连接管道46的内部路径从混合容器36到达递送容器40。

下游玻璃制造设备30可进一步包括成型设备48，所述成型设备48包括以上提及的成型主体42和入口管道50。出口管道44可定位成将熔融玻璃28从递送容器40递送至成型设备48的入口管道50。例如，出口管道44可嵌套在入口管道50的内表面内并与入口管道50的内表面间隔开，由此提供定位在出口管道44的外表面和入口管道50的内表面之间的熔融玻璃的自由表面。熔融下拉玻璃制造设备中的成型主体42可包括定位在成型主体的上表面中的槽(trough)52以及沿着成型主体的底部边缘56在拉制方向上汇聚的汇聚成型表面54。经由递送容器40、出口管道44和入口管道50递送至成型主体槽的熔融玻璃溢出该槽的侧壁并作为单独的熔融玻璃流沿着汇聚成型表面54下降。单独的熔融玻璃流在底部边缘56下方并沿着底部边缘56接合以产生单一的玻璃带58，通过对玻璃带施加张力(诸如通过重力、边缘辊72和拉伸辊82之类)而在拉制或流动方向60上从底部边缘56对所述玻璃带58进行拉制，以随着玻璃冷却和玻璃粘度增加来控制玻璃带的尺寸。因此，玻璃带58完成粘弹性过渡并获得给予玻璃带58稳定尺寸特性的机械性质。在一些实施方式中，玻璃带58可在玻璃带的弹性区域中由玻璃分离设备100分离成单独的玻璃片材62。然后机械臂64可利用抓握工具65将单独的玻璃片材62转移至输送系统，由此单独的玻璃片材可被进一步加工。

图2示出了玻璃制造设备10的一部分的示意性截面图。具体而言，图2示出了出口管道44，其定位成将熔融玻璃28从递送容器(图2中未示出)递送至成型设备(图2中未示出)的入口管道50。如图2中所示，出口管道44的一部分延伸至入口管道50的一部分中且被入口管道50的一部分周向地包围。出口管道44和入口管道50分别由第一和第二传热元件(例如，加热元件)140和150周向地包围。间隙160在第一传热元件140和第二传热元件150之间延伸。在某些情况下，熔融玻璃28可不期望地朝向玻璃制造设备10的外表面110流动(例如，通过间隙160从出口管道44泄漏)。除此之外，熔融玻璃28可不期望地从出口管道44的外表面流动至入口管道50中(例如，从加热元件144的外表面滴入入口管道50中)。

图3示出了根据本文中公开的实施方式的堵漏部件200的透视图。堵漏部件200具有大体上圆柱形形状且包括经由接合区域202接合在一起的第一区段200a和第二区段200b。堵漏部件200还包括内周表面204和外周表面206。内周表面204以大于外周表面206的轴向距离延伸，使得凸缘208在堵漏部件200的其余部分的上方延伸。并且尽管堵漏部件200在图3中示出为具有大体上圆柱形形状(即，大体上圆形截面)，但本文中公开的实施方式包括其中堵漏部件200具有其它形状的实施方式，诸如那些具有多边形截面(例如，三角形、矩形、五边形、六边形、八边形等)的形状。

图4A和图4B分别示出了在接合位置和分离位置中的堵漏部件200的俯视透视图。在接合位置中，如图4A中所示，堵漏部件200的第一区段200a和第二区段200b例如通过搭接接头沿着接合区域202接合在一起。接合区域202可包括夹持或紧固机构(未示出)，由此可在第一区段200a和第二区段200b之间建立不同程度的紧密性。如在图4A中进一步所示，堵漏部件200的内周表面204涂覆有耐火涂层210。堵漏部件200的第一区段200a和第二区段200b可如图4B中的双箭头“A”所示的分离。因此，第一区段200a和第二区段200b可在分离位置和接合位置之间移动。

图5示出了根据本文中公开的实施方式的堵漏部件200和隔热部件300的侧视透视图。与堵漏部件200一样，隔热部件300具有大体上圆柱形形状和内周表面304。如图5中所示，隔热部件300在大体上平行于堵漏部件200的方向上延伸且物理接触堵漏部件200。另外，隔热部件300的内周表面304的一部分接触堵漏部件200的凸缘208。尽管图5示出了围绕相似直径延伸的内周表面204和304，但本文中公开的实施方式包括其中内周表面304围绕大于或小于内周面204的直径延伸的实施方式。

图6示出了图5的区域“B”中示出的堵漏部件200的一部分的分解透视图。具体而言，图6示出了堵漏部件200的接合区域202的分解视图。如图6中所示，接合区域202包括第一垂直面202a、水平面202b、和第二垂直面202c。如图6中进一步所示，第一垂直面202a、水平面202b、和第二垂直面202c各自涂覆有耐火涂层210。

图7示出了玻璃制造设备10的一部分的示意性截面图，其与图2中示出的玻璃制造设备10的部分类似，不同之处在于玻璃制造设备10包括堵漏部件200和隔热部件300。具体而言，堵漏部件200周向地包围出口管道44的一部分。堵漏部件200还物理接触入口管道50且具有比入口管道50更大的直径。隔热部件300也周向地包围出口管道44的一部分且可物理接触堵漏部件200。堵漏部件200和隔热部件300各自沿着轴向延伸且有效地填充图2中示出的间隙160。包括凸缘208在内的堵漏部件200的内周表面204可物理接触出口管道44的一部分，或者小的环形间隙可在堵漏部件200的内周表面204和出口管道44之间延伸。隔热部件300的内周表面304也可物理接触出口管道44的一部分。另外，堵漏部件200的至少外周区域可置于第二传热元件150上并且隔热部件300可物理接触第一传热元件144。堵漏部件200也可通过连接至或悬挂于加热元件144(例如，经由支撑支架等)而被支撑。

在某些示例性实施方式中，堵漏部件200可通过下述方式定位在出口管道44上：将堵漏部件200的第一区段200a和第二区段200b定位在出口管道44的相对侧上，然后将第一区段200a和第二区段200b夹持或紧固至接合位置中，在所述接合位置，堵漏部件200周向地包围出口管道44。可调整第一区段200a与第二区段200b接合的紧密程度，以便对出口管道44和/或堵漏部件200的膨胀或收缩(例如，热膨胀或收缩)负责。

在某些示例性实施方式中，出口管道44和堵漏部件200各自包括铂或其合金。在某些示例性实施方式中，堵漏部件200包括包覆有铂或其合金的耐火材料。在某些示例性实施方式中，堵漏部件200的耐火材料和铂或其合金可被焊接在一起。在某些示例性实施方式中，堵漏部件200的耐火材料可包括氧化铝材料或铝硅酸盐材料，诸如高温压制的含氧化铝的耐火材料，比如可购自St.Gobain的Alundum(例如，AN485、AN498、AH199)；氧化铝气泡高温耐火材料，比如可购自Harbison Walker的NA-33或可购自Rath的FL-33；铝硅酸盐材料，比如可购自Emhart Glass的晶体HF339、可购自Harbison Walker的TAMAX或GEM、或可购自RHI的Resistal S60或Resistal S70。堵漏部件200的耐火材料也可包括陶瓷氧化物，诸如氧化锆、锆石、和氧化镁。在某些示例性实施方式中，铂或铂合金的包覆层可具有从约10mils至约100mils、比如从约40mils至约80mils的范围内的厚度。

在某些示例性实施方式中，凸缘208可具有从约40mils至约80mils的范围内的径向方向上的厚度。在某些示例性实施方式中，凸缘208可在堵漏部件200的其余部分上方延伸至少0.1inch，诸如从约0.1inch至约1inch，包括从约0.25inch至约0.75inch。

在某些示例性实施方式中，隔热部件300可包括耐火隔热材料，诸如包括氧化铝、氧化硅、和/或莫来石纤维的板材，诸如包括Fiberfrax和/或Fibermax纤维的板材，诸如真空成型的陶瓷或玻璃纤维板，诸如可购自Unifrax的Duraboard或可购自Rath的KVS161。

在某些示例性实施方式中，耐火涂层210可包括氧化铝陶瓷涂层，诸如可购自St.Gobain的Rokide。

在操作中，堵漏部件200可抑制熔融玻璃28朝向玻璃制造设备10的外表面流动。例如，堵漏部件200可使熔融玻璃28在其表面上方和/或在隔热部件300的表面上方堆积，同时有效地抑制熔融玻璃28向间隙160外的任何流动。

本文中公开的实施方式可将沿着玻璃制造设备的管道或玻璃制造设备的管道之间的泄漏最小化，使得玻璃制品具有改善的质量以及减少加工停机和/或减少替换或修理加工部件的需求。

尽管已参照熔合下拉工艺描述了以上实施方式，但要理解的是，这些实施方式也可应用于其他玻璃成型工艺，诸如浮法工艺、狭缝拉制工艺、上拉工艺、拉管工艺、和压轧工艺。

对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下可对本公开内容的实施方式做出各种改进和变形。因此，意图在于：只要这些改进和变形落入随附的权利要求书和它们的等价体的范围内，本公开内容就覆盖这些改进和变形。

Claims (16)

1.一种玻璃制造设备，包括：

出口管道，定位成将熔融玻璃从递送容器递送至成型设备的入口管道，其中：

堵漏部件周向地包围所述出口管道的一部分且被配置为抑制熔融玻璃朝向所述玻璃制造设备的外表面的流动。

2.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，其中所述出口管道的一部分延伸至所述入口管道的一部分中且被所述入口管道的一部分周向地包围。

3.根据权利要求2所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件接触所述入口管道。

4.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，其中所述设备进一步包括隔热部件，所述隔热部件周向地包围所述出口管道的一部分且接触所述堵漏部件。

5.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件包括在分离位置和接合位置之间可移动的第一区段和第二区段。

6.根据权利要求5所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件包括接合区域，所述第一区段的一部分与所述第二区段的一部分在所述接合区域中交叠。

7.根据权利要求1所述的玻璃制造设备，其中所述出口管道和所述堵漏部件各自包括铂或其合金。

8.根据权利要求7所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件包括包覆有铂或其合金的耐火材料。

9.根据权利要求8所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件的内周表面涂覆有耐火涂层。

10.根据权利要求6所述的玻璃制造设备，其中所述接合区域包括耐火涂层。

11.一种玻璃制造设备，包括：

出口管道，定位成将熔融玻璃从递送容器递送至成型设备的入口管道，所述出口管道的端部延伸至所述入口管道的开口端部中，从而使得环形间隙设置在所述入口管道的所述开口端部和所述出口管道的所述端部之间；

堵漏部件，周向地包围所述出口管道的一部分且定位在所述入口管道的所述开口端部上方，所述堵漏部件被配置为抑制熔融玻璃朝向所述玻璃制造设备的外表面的流动。

12.根据权利要求11所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件包括在分离位置和接合位置之间可移动的第一区段和第二区段。

13.根据权利要求12所述的玻璃制造设备，其中所述堵漏部件包括接合区域，所述第一区段的一部分与所述第二区段的一部分在所述接合区域中交叠。

14.根据权利要求13所述的玻璃制造设备，其中所述接合区域包括耐火涂层。

15.根据权利要求11所述的玻璃制造设备，其中所述设备进一步包括隔热部件，所述隔热部件周向地包围所述出口管道的一部分且接触所述堵漏部件。

16.根据权利要求11所述的玻璃制造设备，其中第一传热元件周向地包围所述出口管道的至少一部分，第二传热元件周向地包围所述入口管道的至少一部分，并且所述堵漏部件被设置在所述第一传热元件和所述第二传热元件之间的间隙中。