CN219546867U - 玻璃条件测量设备 - Google Patents

Abstract

一种测量设备包括：测量探头；支撑结构；悬臂，所述悬臂在所述支撑结构与所述测量探头之间延伸；以及支撑臂，所述支撑臂在所述支撑结构与所述悬臂之间延伸。所述悬臂可移动地连接到所述支撑臂。

Description

玻璃条件测量设备

本申请根据35U.S.C.§119要求2020年6月25日提交的美国临时申请序列号63/044,280的权益，所述临时申请的内容是本申请的基础并且以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开内容总体涉及一种用于测量玻璃条件的设备，并且更具体地涉及一种用于测量玻璃熔体系统内熔融玻璃的条件的设备。

背景技术

在玻璃制品，诸如用于包括电视机和手持装置(诸如电话和平板电脑)的显示器应用的玻璃板的生产中，可通过使熔融玻璃流动通过玻璃制造设备的玻璃熔体系统来将熔融玻璃形成为玻璃板。在此类工艺期间，可能期望测量熔融玻璃的条件，诸如熔融玻璃温度、流速、粘度、液位等。可例如通过将探头在玻璃制造设备的一个或多个位置处插入到熔融玻璃中来进行此类测量。在此类应用中，由可在玻璃制造设备的不同位置之间移动的独立且充分支撑的探头连续地测量熔融玻璃的条件将是有利的。

实用新型内容

本文公开的实施方式包括测量设备。所述测量设备包括：测量探头；支撑结构；悬臂，所述悬臂在所述支撑结构与所述测量探头之间延伸；以及支撑臂，所述支撑臂在所述支撑结构与所述悬臂之间延伸。所述悬臂可移动地连接到所述支撑臂。

本文所公开的另外的特征和优点将在接下来的详细描述中进行阐述，并且本领域的技术人员将借助于所述描述容易地理解或通过实践如本文所描的所公开实施方式(包括随后的详细描述、权利要求书以及附图)很容易认识其部分内容。

应理解，本实施方式的上述概述和以下详述均意图提供用于理解所要求保护的实施方式的性质和特征的概观或框架。包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书并且构成本说明书的一部分。附图示出本公开内容的各种实施方式并且所述描述用来解释其原理和操作。

附图说明

图1是示例性融合下拉玻璃制备设备和工艺的示意图；并且

图2是根据本文公开的实施方式的示例性测量设备的示意性透视图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的当前优选实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。在任何可能的情况下，所有附图中相同附图标号将用来指代相同或相似的部分。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。

范围在本文中可表述为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当表达这类范围时，另一个实施方式包括从所述一个特定值和/或至所述另一个特定值。类似地，例如，在通过使用先行词“约”将值表述为近似值时，应理解特定值形成另一个实施方式。还应当理解，范围中的每一个的端值相对于另一端值以及独立于另一端值都是有意义的。

如本文所用的方向性术语，例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部，仅参考如所绘制的附图而作出，并且并不意图暗指绝对取向。

除非另外明确说明，否则决不意图将本文阐述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤，也不意图要求任何设备的特定取向。因此，在方法权利要求项未实际叙述其步骤所遵循的顺序、或者任何设备权利要求项未实际叙述单个部件的顺序或取向、或者在权利要求或描述中并未以其它方式具体地陈述所述步骤将限于特定顺序或者设备的部件的特定顺序或取向并未被叙述的情况下，决不意图在任何方面推断顺序或取向。这适用于任何可能的用于解释的非表示基础，包括：关于步骤、操作流程、部件的顺序或部件的取向的布置的逻辑问题；获自语法组织或标点的明确含义；以及在本说明书中描述的实施方式的数量或类型。

如本文所用，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数个指代物。因此，例如，除非上下文另外明确指示，否则对“一个”部件的引用包括具有两个或更多个此类部件的方面。

图1中示出的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，所述玻璃熔化炉可包括熔化容器14。除熔化容器14之外，玻璃熔化炉12包括一个或多个另外的部件，诸如加热原材料并且将原材料转化为熔融玻璃的加热元件(如将在本文中更详细地描述)。在另外的示例中，玻璃熔化炉12可包括减少来自熔化容器附近的热量损失的热管理装置(例如，绝热部件)。在另外的示例中，玻璃熔化炉12可包括有利于将原材料熔化为玻璃熔体的电子装置和/或机电装置。更进一步，玻璃熔化炉12可包括支撑结构(例如，支撑底盘、支撑构件等)或其他部件。

玻璃熔化容器14通常由耐火材料，诸如耐火陶瓷材料，例如包含氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料组成。在一些示例中，玻璃熔化容器14可由耐火陶瓷砖构成。以下将更详细地描述玻璃熔化容器14的具体实施方式。

在一些示例中，玻璃熔化炉可作为玻璃制造设备的部件并入以制造玻璃基板，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化炉可作为玻璃制造设备的部件并入，所述玻璃制造设备包括狭槽拉制设备、浮浴设备、下拉设备(诸如熔合工艺)、上拉设备、压轧设备、管拉制设备或将受益于本文公开的各方面的任何其他玻璃制造设备。通过示例，图1示意性地示出用于熔合拉制玻璃带以用于后续加工为单个玻璃板的玻璃熔化炉12作为熔合下拉玻璃制造设备10的部件。

玻璃制造设备10(例如，熔合下拉设备10)可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的一部分或整个上游玻璃制造设备可作为玻璃熔化炉12的一部分并入。

如在示出的示例中所示，上游玻璃制造设备16可包括储存仓18、原材料递送装置20和连接到原材料递送装置的马达22。储存仓18可被构造来储存一定量的原批材料24，所述一定量的原批材料可被馈送到玻璃熔化炉12的熔化容器14中，如箭头26所指示。原批材料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，原材料递送装置20可由马达22提供动力，使得原材料递送装置20将预定量的原批材料24从储存仓18递送到熔化容器14。在另外的示例中，马达22可为原材料递送装置20提供动力以基于从熔化容器14下游感测到的熔融玻璃的液位以受控速率引入原批材料24。熔化容器14内的原批材料24随后可被加热以形成熔融玻璃28。

玻璃制造设备10还可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的一部分可作为玻璃熔化炉12的一部分并入。在一些情况下，以下讨论的第一连接导管32或下游玻璃制造设备30的其他部分可作为玻璃熔化炉12的一部分并入。包括第一连接导管32的下游玻璃制造设备的元件可由贵金属形成。合适的贵金属包括选自由铂、铱、铑、锇、钌和钯组成的金属或其合金的组。例如，玻璃制造设备的下游部件可由铂-铑合金形成，所述铂-铑合金包含按重量计约100％至约60％的铂和按重量计约0％至约40％的铑。然而，其他合适的金属可包括钼、铼、钽、钛、钨及其合金。氧化物弥散强化(ODS)贵金属合金也是可能的。

下游玻璃制造设备30可包括第一调节(即，处理)容器，诸如澄清容器34，所述第一调节容器位于熔化容器14的下游并且通过上述第一连接导管32联接到熔化容器14。在一些示例中，可通过第一连接导管32将熔融玻璃28从熔化容器14重力馈送到澄清容器34。例如，重力可致使熔融玻璃28通过第一连接导管32的内部路径从熔化容器14传递到澄清容器34。然而，应当理解，其他调节容器可定位在熔化容器14的下游，例如在熔化容器14与澄清容器34之间。在一些实施方式中，可在熔化容器与澄清容器之间采用调节容器，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工艺或冷却至低于熔融玻璃在进入澄清容器之前在熔化容器中的温度的温度。

可通过各种技术从澄清容器34内的熔融玻璃28去除气泡。例如，原批材料24可包括多价化合物(即，澄清剂)，诸如氧化锡，所述多价化合物在加热时经历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。澄清容器34被加热到高于熔化容器温度的温度，从而加热熔融玻璃和澄清剂。由澄清剂的温度诱导化学还原产生的氧气泡上升穿过澄清容器内的熔融玻璃，其中在熔化炉中产生的熔融玻璃中的气体可扩散或聚结到由澄清剂产生的氧气泡中。扩大的气体气泡然后可上升到澄清容器中熔融玻璃的自由表面，并且然后从澄清容器排出。氧气泡可进一步诱导澄清容器中熔融玻璃的机械混合。

下游玻璃制造设备30还可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可位于澄清容器34的下游。混合容器36可用于提供同质玻璃熔体组合物，从而减少原本可存在于离开澄清容器的经澄清熔融玻璃内的具有化学或热异质性的软管。如图所示，澄清容器34可通过第二连接导管38联接到混合容器36。在一些示例中，可通过第二连接导管38将熔融玻璃28从澄清容器34重力馈送到混合容器36。例如，重力可致使熔融玻璃28通过第二连接导管38的内部路径从澄清容器34传递到混合容器36。应当注意，虽然混合容器36被示出在澄清容器34的下游，但混合容器36可定位在澄清容器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，例如位于澄清容器34上游的混合容器和位于澄清容器34下游的混合容器。这些多个混合容器可具有相同的设计，或者它们可具有不同设计。

下游玻璃制造设备30还可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可调节熔融玻璃28以被馈送到下游形成装置中。例如，递送容器40可充当蓄积器和/或流量控制器以通过出口导管44调整和/或提供熔融玻璃28向形成主体42的一致流动。如图所示，混合容器36可通过第三连接导管46联接到递送容器40。在一些示例中，可通过第三连接导管46将熔融玻璃28从混合容器36重力馈送到递送容器40。例如，重力可通过第三连接导管46的内部路径将熔融玻璃28从混合容器36驱动到递送容器40。

下游玻璃制造设备30还可包括形成设备48，所述形成设备包括上述形成主体42和入口导管50。出口导管44可定位成将熔融玻璃28从递送容器40递送到形成设备48的入口导管50。例如，出口导管44可嵌套在入口导管50的内表面内并且与所述内表面间隔开，从而提供定位在出口导管44的外表面与入口导管50的内表面之间的熔融玻璃的自由表面。熔合下拉玻璃制作设备中的形成主体42可包括定位在形成主体的上表面中的槽52和沿着形成主体42的底部边缘56在拉制方向上会聚的会聚形成表面54。经由递送容器40、出口导管44和入口导管50递送到形成主体42槽的熔融玻璃溢出槽的侧壁并且作为单独的熔融玻璃流沿着会聚形成表面54下降。单独的熔融玻璃流在底部边缘56下方并沿着所述底部边缘汇合，以产生单一玻璃带58，所述单一玻璃带通过向玻璃带施加张力(诸如通过重力、边缘辊72和牵引辊82)来从底部边缘56在拉制或流动方向60上拉制，以在玻璃冷却和玻璃粘度增加时控制玻璃带的尺寸。因此，玻璃带58经历粘弹性转变并获得赋予玻璃带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通过玻璃分离装置100分离成单个玻璃板62。然后机器人64可使用夹持工具65将单个玻璃板62转移到传送器系统，于是可进一步处理单个玻璃板。

图2示出根据本文公开的实施方式的示例性测量设备200的示意性透视图。测量设备200包括测量探头202，所述测量探头被构造来测量在玻璃制造设备(通常由虚线框表示)10(诸如参照图1所示和描述的玻璃制造设备10)内流动的熔融玻璃(未示出)的条件。

例如，测量探头202可测量在参考图1所示和描述的任何导管或容器(诸如熔化容器14、第一连接导管32、澄清容器34、第二连接导管38、混合容器36、第三连接导管46、递送容器40、出口导管44和/或入口导管50)内流动的熔融玻璃的条件。此外，测量探头202可被构造来测量一个或多个熔融玻璃条件，所述一个或多个熔融玻璃条件虽然不限于此，但例如可包括熔融玻璃温度、粘度、流速和/或液位(具体地，在玻璃制造设备10的上述容器或导管中的任一者内流动的熔融玻璃的液位)。

测量设备200还包括支撑结构204；悬臂206，所述悬臂在支撑结构204与测量探头202之间延伸；以及支撑臂208，所述支撑臂在支撑结构204与悬臂206之间延伸。如图2所示，支撑结构204包括基座214，并且悬臂206经由滑动机构216在悬臂206的大约中点(或质心)和支撑臂208的端部处可移动地连接到支撑臂208，其中滑动机构216允许悬臂206相对于支撑臂208的竖直移动(即，在Z方向上的移动)。

如图2进一步所示，测量设备200还包括竖直调整机构210，其中悬臂206的第一端部206A连接到测量探头202并且悬臂206的第二端部206B连接到竖直调整机构210。竖直调整机构210可使悬臂206相对于支撑臂208竖直地移动(即，使悬臂206相对于支撑臂208在Z方向上移动)，其中悬臂206相对于支撑臂208沿着滑动机构216竖直地滑动。

在某些示例性实施方式中，测量探头202测量玻璃制造设备10内熔融玻璃的液位，诸如在玻璃制造设备10的上述容器或导管中的任一者内流动的熔融玻璃的液位。响应于玻璃制造设备10内熔融玻璃的液位的变化，竖直调整机构210可使悬臂206相对于支撑臂208竖直地移动(即，使悬臂206相对于支撑臂208在Z方向上移动)。

例如，测量探头202可被校准以将测量条件(诸如电流、电压或压力)与探头在熔融玻璃内的预定深度相关联，如由本领域普通技术人员所知。玻璃制造设备10内熔融玻璃的液位的变化进而可致使产生测量条件的变化，使得将测量条件返回到先前设定点需要改变探头的高度，这可通过竖直调整机构210完成，所述竖直调整机构结合竖直地移动的悬臂206竖直地(即，在Z方向上)移动测量探头202。悬臂206的竖直移动然后可与玻璃制造设备10内的熔融玻璃的液位的变化相关，这可由竖直调整机构210测量或记录。

竖直调整机构210可包括本领域普通技术人员已知的那些。示例性竖直调整机构210是购自Honeywell的10260A Hercu-Line致动器。

如图2另外所示，测量设备200还包括水平调整机构212，所述水平调整机构可相对于基座214在双轴水平方向(即，在X方向和Y方向上)移动悬臂206(并且因此测量探头202)和支撑壁208。具体地，水平调整机构212包括可在第一水平方向(即，在X方向上)移动悬臂206和支撑臂208的第一水平调整机构212A和可在第二水平方向上(即，在Y方向上)移动悬臂206和支撑臂208的第二水平调整机构212B。此外，虽然第一水平调整机构212A和第二水平调整机构212B被示出为具有燕尾榫滑动机构(其可例如由马达(诸如伺服马达)启动)，但本文公开的实施方式包括本领域普通技术人员已知的其他类型的水平调整机构。

如图2进一步所示，测量设备200还包括周向地围绕测量探头202的至少一部分的大气控制装置218。大气控制装置218可例如帮助最小化缺陷，这些缺陷否则可存在于接近熔融玻璃的自由表面的区域中，在所述区域中测量探头202插入在玻璃制造设备10内。可结合本文公开的实施方式使用的示例性大气控制装置218在美国专利号8,978,419中被示出和描述，所述专利的全部公开内容通过引用并入本文。也可使用本领域普通技术人员已知的其他合适的大气控制装置。

测量装置200的部件，诸如支撑结构204、悬臂206和支撑臂208，可包括提供足够的机械性质以在测量探头202和大气控制装置218从第一端部206A悬置时使得能够支撑悬臂206的第一端部206A的材料。此类支撑应导致悬臂206的第一端部206A的最小竖直位移(即，可由悬臂206和/或支撑臂208和/或支撑结构204的变形造成的第一端部206A在Z方向上的位移)，因为此类竖直位移可导致不期望的效果，诸如测量探头202的次优操作。

在某些示例性实施方式中，支撑结构204、悬臂206和支撑臂208各自包含铝。

在某些示例性实施方式中，悬臂206的第一端部206A的竖直位移小于约0.1毫米，诸如小于约0.05毫米，诸如从约0.01毫米到约0.1毫米，并且进一步诸如从约0.02毫米到约0.05毫米。此类竖直位移范围可包括其中测量探头202和大气控制装置218从第一端部206A悬置的那些。

本文公开的实施方式包括其中测量设备200可相对于玻璃制造设备10移动的那些。此类实施方式包括其中测量设备200可独立地移动以接近玻璃制造设备10的各种导管或容器，使得测量探头202可在任何和此类导管或容器中连续地测量在玻璃制造设备200内流动的熔融玻璃的一个或多个条件的那些。此类实施方式还可包括其中测量设备200不需要来自玻璃制造设备10的任何机械支撑以便满足如上所述悬臂206的第一端部206A的竖直位移范围的那些。

虽然已经参考熔合下拉工艺和狭槽拉制工艺描述了以上实施方式，但应当理解，此类实施方式也适用于其他玻璃形成工艺，例如浮法、上拉工艺、管拉工艺和压轧工艺。

对本领域技术人员将显而易见的是，可在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型进行各种修改和变更。因此，本公开内容意图涵盖此类修改和变更，前提条件是其属于所附权利要求和其均等物的范围内。

Claims (9)

1.一种测量设备，所述测量设备包括：

测量探头；

支撑结构；

悬臂，所述悬臂在所述支撑结构与所述测量探头之间延伸；以及

支撑臂，所述支撑臂在所述支撑结构与所述悬臂之间延伸；其中所述悬臂可移动地连接到所述支撑臂。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括竖直调整机构，并且所述悬臂的第一端部连接到所述测量探头并且所述悬臂的第二端部连接到所述竖直调整机构。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述测量探头测量玻璃制造设备内熔融玻璃的液位。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述竖直调整机构能够响应于所述玻璃制造设备内所述熔融玻璃的液位的变化而使所述悬臂相对于所述支撑臂竖直地移动。

5.如权利要求3所述的设备，其中所述设备能够相对于所述玻璃制造设备移动。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述装置包括水平调整机构，所述水平调整机构能够在双轴水平方向上移动所述悬臂和所述支撑臂。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括：大气控制装置，所述大气控制装置周向地围绕所述测量探头的至少一部分。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述支撑结构、所述悬臂和所述支撑臂各自包含铝。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述悬臂的所述第一端部具有小于约0.1毫米的竖直位移。