CN117623587A - 玻璃熔炉电极的推动组件和方法 - Google Patents

Abstract

一种电极推动组件和方法，包括框架组件、固定耦接到框架组件的多个驱动组件、以及耦接到多个驱动组件并配置成对电极施加推力的推动框架。多个驱动组件配置成使推动框架移动，并且每个驱动组件可独立地从框架组件和推动框架移除。

Description

玻璃熔炉电极的推动组件和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求根据35U.S.C.§119于2022年8月24日提交的美国临时申请序列号63/373381的优先权，其内容通过引用全文并入于此。

技术领域

本公开内容总体上涉及玻璃熔炉电极的推动组件和方法。

背景技术

在玻璃制品(如显示设备的玻璃板，所述显示设备包括电视和手持装置，如电话和平板电脑)的生产中，通常将玻璃组合物熔化以在包括多个电极的熔化容器中形成熔融玻璃。在熔化容器的操作过程中，电极的暴露于熔融玻璃的部分会随着时间的推移而逐渐腐蚀。对这种腐蚀的补偿可以通过使用一种将电极推向熔化的玻璃组合物的机构来实现。由于实现和操作这种机构的复杂性和费用，因此需要不断改进。

发明内容

这里公开的实施方式包括一种电极推动组件。该电极推动组件包括框架组件。该电极推动组件还包括固定地耦接到框架组件的多个驱动组件。此外，该电极推动组件包括耦接到多个驱动组件并配置成对电极施加推力的推动框架。多个驱动组件配置成使推动框架移动，并且每个驱动组件是独立地从框架组件和推动框架中可移除的。

这里公开的实施方式还包括一种推动电极的方法。该方法包括利用耦接到多个驱动组件的推动框架对电极施加推力。多个驱动组件固定地耦接到框架组件。多个驱动组件使推动框架移动，并且每个驱动组件是独立地从框架组件和推动框架中可移除的。

这里公开的实施方式的另外的特征和优点将在以下的详细描述中进行阐述，并且部分地对本领域技术人员来说，从该描述中可以很容易地看到或通过实施这里所描述的公开的实施方式来识别，包括以下的详细描述、权利要求以及附图。

要理解的是，上述一般描述和以下详细描述所述的实施方式旨在提供用于理解所要求保护的实施方式的性质和特征的概述或框架。附图是为了提供进一步的理解，并被纳入且构成本说明书的一部分。附图示出了本公开内容的各种实施方式，并连同描述解释了其原理和操作。

附图说明

图1是示例性熔融下拉玻璃制造设备和工艺的示意图；

图2是根据这里公开的实施方式的示例性的玻璃熔化容器的示意性侧面剖面图；

图3是图2的示例性玻璃熔化容器的示意性俯视剖视图；

图4是图2-3的示例性玻璃熔化容器的示意性端视剖视图；

图5是电极和推动机构的示意性侧视剖视图；

图6是根据这里公开的实施方式的示例性电极和推动组件的示意性侧视图；

图7是根据这里公开的实施方式的示例性电极和推动组件的示意性俯视图；

图8是根据这里公开的实施方式的示例性电极和推动组件的示意性端视图；

图9是根据这里公开的实施方式的示例性驱动组件的示意性侧视图；

图10是根据这里公开的实施方式的示例性驱动组件的示意性侧视图；

图11是根据这里公开的实施方式的示例性电极推动组件的一部分的示意性端视剖视图；

图12A和12B是根据这里公开的实施方式的示例性电极推动组件的一部分的示意性侧视剖视图；

图13是根据这里公开的实施方式的示例性电极和推动组件的示意性俯视图，其中已移除驱动组件；

图14是根据这里公开的实施方式的示例性电极和推动组件的示意性侧视图，其中已移除多个驱动组件；以及

图15是根据这里公开的实施方式的示例性电极和推动组件的示意性侧视图，其中已移除多个驱动组件和推动框架。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施方式，其示例在附图中示出。在可能的情况下，在所有图中使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，不应被解释为限于这里所述的实施方式。

范围可在这里表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表示这样的范围时，另一实施方式包括从一特定值和/或到另一特定值。类似地，当值作为近似值表示时，例如通过使用先行词“约”，将理解为特定值形成另一个实施方式。将进一步理解的是，每个范围的端点相对于另一个端点都是显著的，并且独立于另一个端点。

此处使用的方向术语——例如上、下、右、左、前、后、顶、底——仅参考所绘制的图形，并不暗示绝对方向。

除非另有明确说明，这里所述的任何方法绝不旨在被解释为要求其步骤以特定顺序执行，也不要求使用任何设备进行特别取向。因此，要求保护的方法并不实际详述其步骤应遵循的步骤，或任何要求保护的设备根本不会详述顺序或单个元件的取向，或者在权利要求或描述中不特别声明步骤将被限制在一个特定的顺序，或不详述设备的元件的特定顺序或取向，它绝不旨在任何方面推断顺序或取向。这适用于任何可能的非表达性解释基础，包括:与步骤安排、操作流程、元件顺序或元件取向有关的逻辑问题；从语法组织或标点派生的简单意义；说明书中描述的实施方式的数量或类型。

如这里所用，单数形式“一(a,an)”和“所述”包括复数的指涉物，除非上下文另有明确指示。因此，例如，对“一”元件的引用包括具有两个或更多这样的元件的方面，除非上下文明确地另有指示。

图1所示是示例性玻璃制造设备10。在一些示例中，玻璃制造设备10可包括玻璃熔化炉12，该玻璃熔化炉可包括熔化容器14。包括熔化容器14的玻璃熔化炉12可包括一个或多个附加部件，如加热元件或机构(例如，燃烧器(combustion burner)或电极)，其加热原材料并将原材料转化为熔融玻璃。在进一步的例子中，玻璃熔化炉12可以包括热管理装置(例如，隔热部件)，其减少熔化容器附近的热量损失。在进一步的示例中，玻璃熔化炉12可以包括电子设备和/或机电设备，其便于将原材料熔化成玻璃熔体。此外，玻璃熔化炉12可包括支撑结构(例如，支撑底盘、支撑构件等)或其它部件。

玻璃熔化容器14通常由诸如耐火陶瓷材料之类的耐火材料组成，例如含有氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料。在一些示例中，玻璃熔化容器14可由耐火陶瓷砖构成。下面将更详细地描述玻璃熔化容器14的具体实施方式。

在一些实施方式中，玻璃熔化炉可作为玻璃制造设备的部件而被并入，以制造玻璃基板，例如具有连续长度的玻璃带。在一些示例中，本公开内容的玻璃熔化炉可以被并入作为玻璃制造设备的部件，所述玻璃制造设备包括槽拉设备、浮浴设备、下拉设备(如熔化过程)、上拉设备、压轧设备、拔管设备或将受益于这里所公开的方面的任何其他玻璃制造设备。作为示例，图1示意性地示出作为熔化下拉玻璃制造设备10的部件的玻璃熔化炉12，用于熔化拉出玻璃带用于随后加工成单个玻璃片。

玻璃制造设备10(例如，熔化下拉设备10)可以任选地包括相对于玻璃熔化容器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的部分或整体可以被并入作为玻璃熔化炉12的一部分。

如所示示例所示，上游玻璃制造设备16可包括存储仓18、原料输送装置20和连接到原料输送装置的电机22。存储仓18可配置为存储可送入玻璃熔化炉12的熔化容器14的大量原材料24，如箭头26所示。原材料24通常包括一种或多种玻璃形成金属氧化物和一种或多种改性剂。在一些示例中，原料输送装置20可由电机22驱动，使得原料输送装置20将预定数量的原料24从存储仓18输送到熔化容器14。在进一步的示例中，电机22可以为原料输送装置20提供动力，以基于从熔化容器14下游检测到的熔融玻璃水平的受控速率引入原料24。熔化容器14中的原材料24随后可以加热形成熔融玻璃28。

玻璃制造设备10还可以任选地包括相对于玻璃熔化炉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的一部分可以作为玻璃熔化炉12的一部分而被并入。在一些情况下，下面讨论的第一连接导管32、或下游玻璃制造设备30的其它部分，可以并入作为玻璃熔化炉12的一部分。下游玻璃制造设备的元件，包括第一连接导管32，可以由贵金属形成。合适的贵金属包括从由铂、铱、铑、锇、钌和钯组成的金属组中选择的铂族金属，或其合金。例如，玻璃制造设备的下游元件可由铂铑合金形成，包括按重量计约70％至约90％的铂和按重量计约10％至约30％的铑。然而，其它合适的金属可以包括钼、钯、铼、钽、钛、钨及其合金。

下游玻璃制造设备30可包括第一调质(即，处理)容器，如精炼容器34，其位于熔化容器14的下游，并通过上述第一连接导管32耦接到熔化容器14。在一些示例中，熔融玻璃28可以通过第一连接导管32从熔化容器14重力输送到精炼容器34。例如，重力可使熔融玻璃28从熔化容器14通过第一连接导管32的内部通道到达精炼容器34。然而，其它调质容器可位于熔化容器14的下游，例如在熔化容器14和精炼容器34之间。在一些实施方式中，在熔化容器和精炼容器之间可以使用调质容器，其中来自初级熔化容器的熔融玻璃被进一步加热以继续熔化过程或在进入精炼容器之前冷却到低于熔化容器中熔融玻璃的温度。

气泡可以通过各种技术从精炼容器34中的熔融玻璃中除去。例如，原材料24可包括多价化合物(即，精炼剂)，如氧化锡，其在加热时发生化学还原反应并释放氧气。其它合适的细化剂包括但不限于砷、锑、铁和铈。将精炼容器34加热到高于熔化容器温度的温度，从而加热熔融玻璃和细化剂。细化剂在温度诱导下的化学还原所产生的氧可以在熔融过程中扩散或凝聚成在熔融玻璃中产生的气泡。然后，扩大的气泡可以上升到精炼容器中熔融玻璃的自由表面，然后从精炼容器中排出。这些气泡可以进一步诱导熔融玻璃在精炼容器中的机械混合。

下游玻璃制造设备30还可以包括另一调质容器，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可用于提供均匀的玻璃熔体组合物，从而减少化学或热不均匀的线，否则，这些线可能存在于从精炼容器流出的精细熔融玻璃中。如图所示，精炼容器34可以通过第二连接导管38耦接到混合容器36。在一些示例中，熔融玻璃28可以通过第二连接导管38从精炼容器34重力输送到混合容器36。例如，重力可使熔融玻璃28从精炼容器34通过第二连接导管38的内部通道到达混合容器36。虽然示出了混合容器36位于精炼容器34的下游，但混合容器36也可位于精炼容器34的上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可以包括多个混合容器，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，也可以是不同的设计。

下游玻璃制造设备30还可以包括另一调质容器，如可位于混合容器36下游的输送容器40。输送容器40可以调节待供给的调质熔融玻璃28进入下游成形装置。例如，输送容器40可以作为蓄积器和/或流量控制器，以通过出口导管44调节和/或提供从熔融玻璃28到成形体42的一致流量。如图所示，混合容器36可以通过第三连接导管46耦接到输送容器40。在一些示例中，熔融玻璃28可以通过第三连接导管46从混合容器36重力输送到输送容器40。例如，重力可以驱动熔融玻璃28通过第三连接导管46的内部通道从混合容器36到达输送容器40。

下游玻璃制造设备30还可以包括成形设备48，所述成形设备48包括上述成形体42和入口导管50。出口导管44可以定位为将熔融玻璃28从输送容器40输送到成形设备48的进口导管50。例如，出口导管44可以嵌套在进口导管50的内表面内并与之间隔开，从而提供熔融玻璃的位于出口导管44的外表面和进口导管50的内表面之间的自由表面。熔化下拉玻璃制造设备中的成形体42可包括位于成形体42的上表面的槽52和沿成形体42的底边56在拉伸方向上收敛的收敛成形表面54。通过输送容器40、出口导管44和进口导管50输送到形成体槽的熔融玻璃，作为熔融玻璃的单独流动，从槽的侧壁溢出并沿收敛成形表面54下降。熔融玻璃的分离流动在底边56下面和沿着底边56连接，产生一条玻璃带，通过对玻璃带施加张力，如重力，边卷72和拉卷82，以控制玻璃带的尺寸，随着玻璃冷却和玻璃粘度的增加，玻璃带从底边56沿拉伸或流动方向60拉出。因此，玻璃带58经历粘弹性转变，并获得机械性能，使玻璃带58具有稳定的尺寸特性。在一些实施方式中，玻璃带58可通过玻璃分离装置100在玻璃带的弹性区域内分离成单独的玻璃片62。然后，机器人64可以使用夹持工具65将单个玻璃片62转移到输送系统，从而可以对单个玻璃片进行进一步处理。

图2示出了根据这里公开的实施方式的示例性玻璃熔化容器14的示意性侧面剖视图。玻璃熔化容器14包括位于底板126上方的腔室114，其中原料输送装置20通过进料口116将预定数量的原料批料24输送到腔室114中，其中原料输送装置20与进料口116的组合包括进料机构。玻璃熔化容器14还包括多个电极102和多个燃烧器104。

在操作中，多个电极102和多个燃烧器104加热腔室114，使得原料批料24熔化成熔融玻璃28，在腔室114内达到预定深度(L)。正如在图2中可以看出的，多个燃烧器104位于预定深度(L)之上，并且多个电极102位于预定深度(L)之下。

图3和图4分别示出了图2中示例性玻璃熔化容器14的示意图俯视和端视剖视图。正如在图3和4中可以看出的，每个燃烧器104向腔室114中发射火焰108。此外，如图3所示，进料口116位于腔室114的第一壁120上，多个燃烧器104位于腔室114的第二和第三壁122、124上，第二和第三壁122、124各自在大体彼此平行且大体垂直于第一壁120的方向上延伸。第一、第二和第三壁120、122和124也大体垂直于底板126。

如图4所示，玻璃熔化容器14包括从底板126延伸的电极106，其中电极106位于预定深度(L)以下。如图4进一步所示，燃烧器104在大体平行于预定深度(L)的方向发射火焰108。

虽然图2-4示出了玻璃熔化容器14包括从腔室114的壁延伸的电极102、从底板126延伸的电极106以及燃烧器104，但是这里公开的实施方式可以包括其中玻璃熔化容器14不包括这些部件中的一个或多个的实施方式。总的来说，这些元件中的一个或多个包括加热机构。

在某些示例性实施方式中，电极102和/或电极106包含氧化锡或钼中的至少一种。在某些示例性实施方式中，电极102包含氧化锡，电极106包含钼。

图5示出了电极102和推动机构200的示意性侧视剖视图。推动机构200包括推动框架202和驱动部件204，它们配置成，随着电极102举例来说由于暴露于熔融玻璃而随着时间的推移而腐蚀，如箭头P所示推动电极102，使得电极102的一部分延伸到超出熔化容器14的壁122。

图6-8分别示出了根据这里公开的实施方式的示例性电极102和推动组件300的示意性侧视、俯视和端视视图。推动组件300包括框架组件302和固定地附接到框架组件302的支撑构件304。推动组件300还包括固定地耦接到框架组件302的多个驱动组件308(其中两个如图6所示，其中两个如图7所示，其中四个如图8所示)。多个驱动组件308中的每个都包括便于将每个驱动组件308连接到框架组件302的驱动螺母310和一对附接套306。推动组件300另外包括通过可拆卸轴承318耦接到多个驱动组件308的推动框架314。推动框架314包括框架构件316和推杆312，推杆312穿过框架构件316延伸并配置成通过电极触点338对电极102施加推力。

图9和图10示出了根据这里公开的实施方式的示例性驱动组件308的示意性侧视图。驱动组件308包括容纳于外壳320内的驱动机构340。驱动机构340包括轴向延伸的驱动轴322以及驱动轴承324，所述驱动轴322包括螺纹区域326，所述驱动轴承324周向地环绕驱动轴322的轴向长度。驱动轴承324可以滑套在驱动轴322上，允许驱动轴322自由旋转，而驱动轴承324保持在固定方位上。例如，驱动轴322可以通过手动或机械(例如，自动)动作转动驱动螺母310来旋转，这反过来可以由于螺纹区域326通过外壳320的端壁的旋转而导致驱动轴322相对于外壳320在轴向方向上移动。驱动组件的每个附接套306包括用于容纳连杆334(如图13-15所示)的通道328。

如图10所示，驱动机构340包括周向地环绕驱动轴322的轴向长度的柔性盖336。具体而言，柔性盖336在周向上环绕螺纹区域326，从而保护其免受可能存在于推动组件300附近的灰尘和碎屑的影响。这种保护可以促进驱动轴322的自由旋转(例如，保护驱动轴不因螺纹区域326上的灰尘或碎片而锁定或冻结)。在某些示例性实施方式中，柔性盖336可具有波纹管或手风琴状结构，其可使其与驱动轴322相对于外壳320的轴向运动一起扩展或收缩。在某些示例性实施方式中，柔性盖336可包括铝、玻璃纤维或复合材料或其多层材料中的至少一种。

图11示出了根据这里公开的实施方式的示例性电极推动组件300的一部分的示意性端部剖视图。具体而言，图11示出了通过附接螺栓330耦接到驱动轴承324和框架构件316的可拆卸轴承318，其中可拆卸轴承318在驱动轴322(容纳于外壳320内)和推杆312之间延伸。

在操作中，驱动组件308配置成通过例如使驱动轴322转动(例如，通过转动驱动螺母310)从而使驱动轴322在轴向上移动来移动推动框架314，这样接着由于驱动轴承324、可拆卸轴承318和框架构件316之间的耦接而使推动框架314在轴向上移动。例如，电极推动组件300的每个驱动组件308可以通过使每个驱动组件308的驱动轴322转动来使推动框架314移动，从而由于推动框架314对电极102施加的推力而使电极102移动。

图12A和12B示出了根据这里公开的实施方式的示例性电极推动组件300的一部分的示意性侧视剖视图。具体地，图12A示出了示意性侧面剖视图，其中可拆卸轴承318通过附接螺栓330和附接螺母332连接到框架构件316(其中可拆卸轴承318和框架构件316各自围绕推杆312延伸)。图12B示出了示意性侧视剖视图，其中已从可拆卸轴承318和框架构件316上移除了附接螺栓330和附接螺母332，从而能够使可拆卸轴承318与框架构件316分离。

图13示出了根据这里公开的实施方式的示例性电极102和推动组件300的示意性俯视图，其中驱动组件308已被移除。具体地说，可拆卸轴承318与框架构件316的分离便于驱动组件308从框架组件302和推动框架314移除。这种移除包括将附接套306与附接杆334分离，这可以包括在移除驱动组件308之前从附接杆334的末端移除螺母构件(未示出)。

图14示出了根据这里公开的实施方式的示例性电极102和推动组件300的示意性侧视图，其中多个驱动组件308已被移除。具体地说，推动组件300的所有四个驱动组件308已经按照图13所示和描述的方式从框架组件302和推动框架314中移除。因此，多个驱动组件308各自独立地可从框架组件302和推动框架314上移除。

图15示出了根据这里公开的实施方式的示例性电极102和推动组件300的示意性侧视图，其中多个驱动组件308和推动框架314已被移除。具体而言，在将驱动组件308从框架组件302和推动框架314中移除后，也可以将推动框架314从推动组件300中移除。

这里公开的实施方式可以实现对推动组件300元件的维修和/或更换，例如驱动组件308元件，而不需要对推动组件300进行大量拆卸，这来又可以实现推动组件300的操作，进而以减少费用和最小化工艺停机时间来实现熔化容器14的操作。这里公开的实施方式还可以增加对电极102的物理访问，而不需要对推动组件300进行大量拆卸。

虽然上述实施方式已参照熔化下拉工艺进行了描述，但应理解，此类实施方式也适用于其它玻璃成型工艺，如槽拉工艺、浮法工艺、上拉工艺和压轧工艺。

这种方法可用于制造玻璃制品，其可用于例如电子设备以及用于其它设备。

对于本领域技术人员来说，可以在不偏离本公开内容的精髓和范围的情况下对本公开内容的实施方式进行各种修改和变化，这将是显而易见的。因此，只要这些修改和变化属于所附权利要求及其等同方式的范围内，本公开内容旨在涵盖这些修改和变化。

Claims (15)

1.一种电极推动组件，包括：

框架组件；

多个驱动组件，固定地耦接到框架组件；和

推动框架，耦接到所述多个驱动组件并配置成对所述电极施加推力；

其中所述多个驱动组件配置成使所述推动框架移动，并且每个驱动组件是独立地从所述框架组件和所述推动框架可移除的。

2.根据权利要求1所述的电极推动组件，其中推动框架通过可拆卸轴承耦接到所述多个驱动组件中的每一个。

3.根据权利要求2所述的电极推动组件，其中所述多个驱动组件中的每一个都包括耦接到所述可拆卸轴承的驱动轴承。

4.根据权利要求3所述的电极推动组件，其中所述多个驱动组件中的每一个都包括驱动机构，所述驱动机构包括轴向延伸的驱动轴。

5.根据权利要求4所述的电极推动组件，其中所述驱动轴承周向地环绕所述驱动轴的轴向长度。

6.根据权利要求4所述的电极推动组件，其中所述驱动机构包括柔性盖，所述柔性盖周向地环绕所述驱动轴的轴向长度。

7.根据权利要求4所述的电极推动组件，其中所述多个驱动组件中的每一个配置成通过使所述驱动轴转动来使所述推动框架移动。

8.一种推动电极的方法，包括：

利用耦接到多个驱动组件的推动框架对所述电极施加推力，所述多个驱动组件固定地耦接到框架组件，其中所述多个驱动组件使所述推动框架移动并且每个驱动组件是独立地从所述框架组件和所述推动框架可移除的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述推动框架通过可拆卸轴承耦接到所述多个驱动组件中的每一个。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个驱动组件中的每一个都包括耦接到所述可拆卸轴承的驱动轴承。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述多个驱动组件中的每一个都包括驱动机构，所述驱动机构包括轴向延伸的驱动轴。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述驱动轴承周向地环绕所述驱动轴的轴向长度。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述驱动机构包括柔性盖，所述柔性盖周向地环绕所述驱动轴的轴向长度。

14.根据权利要求11的方法，还包括通过使所述多个驱动组件中的每一个的所述驱动轴转动来使所述推动框架移动。

15.一种玻璃制造设备，包括根据权利要求1-7中任一项所述的电极推动组件。