TWI811457B - 模組化熔融玻璃遞送裝置、用於與該模組化熔融玻璃遞送裝置一起使用的熔融玻璃遞送導管組件、及包括該等模組化熔融玻璃遞送裝置及該等熔融玻璃遞送導管組件的玻璃製造裝置 - Google Patents
模組化熔融玻璃遞送裝置、用於與該模組化熔融玻璃遞送裝置一起使用的熔融玻璃遞送導管組件、及包括該等模組化熔融玻璃遞送裝置及該等熔融玻璃遞送導管組件的玻璃製造裝置 Download PDFInfo
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Abstract
本文中所揭露是模組化熔融玻璃遞送裝置及包括該模組化熔融玻璃遞送裝置的玻璃製造裝置。模組化熔融玻璃遞送裝置的模組包括:下車架,包括複數個下車架滾筒。上軌道系統被支撐在該下車架上。該上軌道系統包括:上支撐軌道,相對於水平面用大於0度的仰角α定向。該模組更包括上車架。該上車架包括:基底板,相對於水平面用大於0的仰角β定向;及複數個上車架滾筒,與該上軌道系統的該等上支撐軌道接合,以促進該上軌道系統上的該上車架的平移。支撐框架耦接到該基底板,且熔融玻璃遞送導管組件被支撐在該基底板上在該支撐框架內。
Description
此申請案主張於2019年9月6日所提出的第62/896,702號的美國臨時申請案及於2018年9月27日所提出的第62/737,498號美國臨時專利申請案的優先權權益,該等申請案的整體內容在本文中如同在下文中被完全闡述般地以引用方式依附及併入本文中。
本說明書與玻璃製造裝置相關,且更詳細而言是與具有模組化熔融玻璃遞送裝置及用於與該等模組化熔融玻璃遞送裝置一起使用的熔融玻璃遞送導管的玻璃製造裝置相關。
玻璃製造裝置可以包括用於熔化、處理、及形成玻璃的各種離散元件。例如,除了其他元件以外,典型的玻璃製造裝置還可以包括:熔化器,用於熔化一批玻璃組成成分以形成熔融材料前驅物(例如熔融玻璃);澄清系統,用於從熔融玻璃移除溶解的氣體;混合容器,用於使熔融玻璃均質化;及形成裝置,用於將熔融玻璃形成成所需的形狀(例如條帶、圓柱體、管子等等)。玻璃製造裝置的元件可以通過複數個遞送導管串聯連接,通過該複數個遞送導管,熔融玻璃從一個元件流動到下一個元件。遞送導管可以由耐火金屬(例如鉑、鉑合金等等)所形成,以耐受熔融玻璃的相對高的溫度及腐蝕本性。
玻璃製造裝置的元件可能長時間經受高溫。玻璃製造裝置的室溫條件與高溫操作條件之間的循環可能將應力引入到玻璃製造裝置的元件。規律地且連續地將應力引入到玻璃製造裝置的元件可能導致元件過早故障。進一步地,增加通過玻璃製造裝置的熔融玻璃的吞吐量可能必須使用較高的溫度來確保熔融玻璃正確地流動通過玻璃製造裝置。較高的操作溫度可能進一步增加引入於玻璃製造裝置的元件中的應力,且轉而減少了元件的使用壽命。
因此,需要玻璃製造裝置的元件的替代設計,該等替代設計減輕元件上的應力且藉此延長元件的使用壽命。
在第一態樣中,一種玻璃製造裝置,包括熔融玻璃遞送裝置,該熔融玻璃遞送裝置包括至少一個模組,該至少一個模組包括:下車架,包括複數個下車架滾筒;上軌道系統,被支撐在該下車架上,該上軌道系統包括一對上支撐軌道,該對上支撐軌道相對於水平面用大於0度的仰角α定向;及上車架,包括:基底板,相對於水平面用大於0度的仰角β定向;及複數個上車架滾筒,耦接到該基底板且與該上軌道系統的該對上支撐軌道接合。
第二態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該仰角α等於該仰角β。
第三態樣包括如第一態樣所述的玻璃製造裝置,更包括:下軌道系統,包括一對下支撐軌道,該下車架的該複數個下車架滾筒與該對下支撐軌道接合。
第四態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:膨脹輔助構件,耦接到該下車架,該膨脹輔助構件被配置為向該下車架施加膨脹輔助力。
第五態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:質量補償構件,耦接到該上車架及該上軌道系統,該質量補償構件被配置為沿著該上軌道系統向該上車架施加向上的質量補償力。
第六態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:膨脹輔助構件,耦接到該下車架,該膨脹輔助構件被配置為向該下車架施加膨脹輔助力。
第七態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該向上質量補償力的水平分量與該膨脹輔助力的水平分量相對。
第八態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:支撐框架,耦接到該上車架的該基底板,其中該支撐框架包括:垂直支撐構件,用側向彈簧構件耦接到該基底板,使得該等垂直支撐構件可以相對於該基底板在側向方向上位移;及水平支撐構件,用垂直彈簧構件及側向彈簧構件耦接到該等垂直支撐構件,使得該等水平支撐構件可以相對於該等垂直支撐構件在垂直方向上位移,且該等垂直支撐構件可以相對於該等水平支撐構件在該側向方向上位移。
第九態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該支撐框架包括:垂直支撐板,耦接到該等垂直支撐構件且定位在該等垂直支撐構件與該熔融玻璃遞送導管組件之間;及水平支撐板,耦接到該等水平支撐構件且定位在該等水平支撐構件與該熔融玻璃遞送導管組件之間。
第十態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:熔融玻璃遞送導管組件,被支撐在該上車架組件上,其中該熔融玻璃遞送導管組件包括:支架組件,包括由耐火陶瓷材料所形成的上支架塊及由耐火陶瓷材料所形成的下支架塊;管組件,定位在該支架組件中且在該熔融玻璃遞送導管組件的縱向方向上延伸,該管組件包括由耐火陶瓷材料所形成的上管部及由耐火陶瓷材料所形成的下管部;及遞送導管,定位在該管組件中且在該縱向方向上延伸,該遞送導管由耐火金屬所形成。
第十一態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:鍵槽,形成於該下管部與該下支架塊之間,該鍵槽在橫向於該縱向方向的側向方向上延伸;及鍵,耦接該下管部及該下支架塊且定位在該鍵槽中。
第十二態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該熔融玻璃遞送導管組件更包括:耐火塊,定位在該支架組件周圍,該耐火塊由耐火陶瓷材料所形成。
第十三態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:鍵槽,形成於該下支架塊與該耐火塊之間,該鍵槽在橫向於該縱向方向的側向方向上延伸;及鍵,耦接該下支架塊及該耐火塊且定位在該鍵槽中。
第十四態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該上管部包括:複數個管節段,在該縱向方向上延伸且在該遞送導管的一部分周圍佈置呈拱形。
第十五態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:至少一個凸緣,在該遞送導管的縱向端處耦接到該遞送導管。
第十六態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該至少一個凸緣包括耦接到遞送纜線的總線部分及與該遞送導管接觸的分佈部分。
第十七態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:可平移支撐物,耦接到該總線部分;及彈簧構件,被配置為在垂直方向上向該總線部分施加力。
第十八態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該可平移支撐物與該至少一個凸緣的該總線部分電隔離。
第十九態樣包括:一種玻璃製造裝置,包括熔融玻璃遞送導管組件,該熔融玻璃遞送導管組件包括:支架組件,包括由耐火陶瓷材料所形成的上支架塊及由耐火陶瓷材料所形成的下支架塊;管組件,定位在該支架組件中且在該熔融玻璃遞送導管組件的縱向方向上延伸,該管組件包括由耐火陶瓷材料所形成的上管部及由耐火陶瓷材料所形成的下管部;鍵槽,形成於該下管部與該下支架塊之間,該鍵槽在橫向於該縱向方向的側向方向上延伸;及鍵,耦接該下管部及該下支架塊且定位在該鍵槽中。
第二十態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:耐火塊,定位在該支架組件周圍,該耐火塊由耐火陶瓷材料所形成。
第二十一態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:鍵槽,形成於該下支架塊與該耐火塊之間,該鍵槽在橫向於該熔融玻璃遞送導管組件的該縱向方向的側向方向上延伸;及鍵,耦接該下支架塊及該耐火塊且定位在該鍵槽中。
第二十二態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,其中該上管部包括:複數個管節段,在該縱向方向上延伸且佈置呈拱形。
第二十三態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:遞送導管,由耐火金屬所形成、定位在該管組件中、且在該縱向方向上延伸。
第二十四態樣包括如前述態樣中的任一者所述的玻璃製造裝置,更包括:凸緣,在該遞送導管的縱向端處耦接到該遞送導管。
將在以下的詳細說明中闡述本文中所述的模組化熔融玻璃遞送裝置及包括該等模組化熔融玻璃遞送裝置的玻璃製造裝置的額外特徵及優點,且本領域中的技術人員根據該說明將容易理解該等特徵及優點的一部分,或將藉由實行本文中所述的實施例來認識該等特徵及優點的一部分,該等實施例包括以下的詳細說明、請求項、以及附圖。
要了解到,上述的一般說明及以下的詳細說明兩者描述了各種實施例,且旨在提供概觀或架構以供了解所請求保護的標的的本質及特性。包括了附圖以提供各種實施例的進一步了解,且將該等附圖併入此說明書且構成此說明書的一部分。該等附圖繪示本文中所述的各種實施例,且與說明書一起解釋所請求保護的標的的原理及操作。
現將詳細參照本文中所述的模組化熔融玻璃遞送裝置及包括該等模組化熔融玻璃遞送裝置的玻璃製造裝置的實施例,該等實施例的示例繪示在附圖中。將儘可能使用相同的參考標號來在所有附圖指稱相同或類似的部件。模組化熔融玻璃遞送裝置的模組的一個實施例示意性地描繪在圖3中。該模組可以包括下車架,該下車架包括複數個下車架滾筒。可以將該上軌道系統支撐在該下車架上。該上軌道系統可以包括一對上支撐軌道,該對上支撐軌道相對於水平面用大於0度的仰角α定向。該模組可以更包括上車架。上車架可以包括:基底板,相對於水平面用大於0的仰角β定向;及複數個上車架滾筒,耦接到該基底板且與該上軌道系統的該對上支撐軌道接合,以促進該上軌道系統上的該上車架的平移。支撐框架可以耦接到該基底板,且熔融玻璃遞送導管組件可以被支撐在該基底板上在該支撐框架內。將在本文中具體參照附圖更詳細地描述模組化熔融玻璃遞送裝置、用於與該等模組化熔融玻璃遞送裝置一起使用的熔融玻璃遞送導管、及包括該等模組化熔融玻璃遞送裝置及該等熔融玻璃遞送導管的玻璃製造裝置的各種實施例。
在本文中可以將範圍表示為從「約」一個特定值及/或到「約」另一個特定值。當表達此類範圍時,另一個實施例包括從該一個特定值及/或到該另一個特定值。類似地,在藉由使用先行詞「約」將值表示為近似值時,將了解,該特定值形成了另一個實施例。將進一步了解,範圍中的每一者的端點與另一個端點相比是有意義的(significant)且是與另一個端點無關地有意義的。
如本文中所使用的方向性用語(例如上、下、右、左、前、後、頂、底)是僅參照如所繪製的圖式而作出的,且不是要暗示絕對的定向。
除非另有明確表明,絕不要將本文中所闡述的任何方法解釋為需要其步驟以特定順序執行,也不需要任何的裝置特定的定向。因此,若一個方法請求項實際上並未記載要由其步驟依循的順序,或任何裝置請求項實際上並未記載個別元件的順序或定向,或在請求項或說明書中未另有具體表明步驟要受限於特定的順序,或未記載裝置的元件的特定順序或定向,則絕不要在任何方面推斷順序或定向。這對於用於解譯的任何可能的非明示基礎都是如此,包括:針對步驟、操作流程、元件順序、或元件定向的佈置的邏輯事項;推導自文法組織或標點符號的一般意義,及;說明書中所述的實施例的數量或類型。
如本文中所使用的,單數形式「一個」及「該」包括了複數的指涉對象,除非上下文另有清楚指示。因此,例如對於「一個」元件的指稱包括了具有二或更多個此類元件的態樣,除非上下文另有清楚指示。
藉由示例的方式參照圖1,示意性地描繪了用於由熔融玻璃形成玻璃製品的玻璃製造裝置10的實施例。玻璃製造裝置10可以包括熔化器11、澄清系統13、混合容器14、遞送容器18、及形成裝置20。通過批料入口12將玻璃批料引入到熔化器11中。在熔化器11中熔化批料以形成熔融玻璃16。熔化器11用連接管50流體耦接到澄清系統13。熔融玻璃16從熔化器11流動通過連接管50且流動到澄清系統13中。
澄清系統13可以包括高溫處理區域,該高溫處理區域接收來自熔化器11的熔融玻璃16。在熔融玻璃16駐留在澄清系統13中的同時,從熔融玻璃16移除溶解的氣體及/或氣泡。澄清系統13可以藉由連接管15流體耦接到混合容器14。即,從澄清系統13向混合容器14流動的熔融玻璃可以流動通過連接管15。在熔融玻璃16經過混合容器14時,可以攪拌熔融玻璃16以使熔融玻璃均質化。混合容器14可以轉而藉由連接管17流體耦接到遞送容器18,使得從混合容器14向遞送容器18流動的熔融玻璃流動通過連接管17。
遞送容器18將熔融玻璃16供應通過降流管19而進入形成裝置20。形成裝置20可以是例如且不限於熔融拉製機或用於將熔融玻璃形成成玻璃製品(例如條帶、管子、胚晶等等)的另一種形成裝置。在圖1中所描繪的實施例中,形成裝置20是熔融拉製機,該熔融拉製機包括包殼22,入口24及形成容器30定位在該包殼中。來自降流管19的熔融玻璃16流動到通向形成容器30的入口24中。形成容器30包括接收熔融玻璃16的開口32。熔融玻璃16可以流動到流槽33中,然後在被接觸及在下游方向41上被拉出以形成連續的玻璃條帶38之前,在形成容器30的根部36處熔融在一起之前溢出及沿著形成容器30的兩個收斂側34a及34b向下流動(在該根部處,該兩個側接合)。
雖然圖1示意性地描繪了用於使用熔融拉製機來形成玻璃條帶的玻璃製造裝置10,但也可以使用其他的工序來形成玻璃條帶,包括但不限於浮製玻璃工序、槽拉工序等等。進一步地,雖然玻璃製造裝置10被描繪為用於形成玻璃條帶,但也可以將其他的玻璃製造裝置用於形成玻璃片以外的玻璃庫存材料,包括但不限於玻璃管、玻璃圓柱、胚晶等等。
玻璃製造裝置10可以在室溫下建構,然後在高溫下操作。將玻璃製造裝置10的元件加熱到操作溫度依據該等元件相應的熱膨脹係數增加了元件的尺寸。例如,連接管15、17、及50可以由耐火金屬所形成且可以在加熱時熱膨脹。熱膨脹將應力引入到連接管15、17、及50中。若連接管15、17、及50的熱膨脹被玻璃製造裝置10中的相鄰元件約束,則可能向該等連接管給予額外的應力。例如,連接管50定位在熔化器11與澄清系統13之間且耦接到該熔化器及該澄清系統,該熔化器及該澄清系統中的每一者均也可以在加熱時熱膨脹。熔化器11及澄清系統13的熱膨脹可能約束或抑制連接管50的熱膨脹,藉此將額外的應力引入於連接管50中。因為耐火金屬的高操作溫度,所以即使是向連接管15、17、及50的耐火金屬給予低水平的應力也可以造成耐火金屬的蠕變,藉此減少了連接管的使用壽命且增加了故障的風險。因為玻璃製造裝置可能要長時間停機以促進修理及/或替換,所以連接管的修理及/或替換是昂貴且耗時的且可能減少生產量。
本文中所揭露的是模組化熔融玻璃遞送裝置、用於與該等模組化熔融玻璃遞送裝置一起使用的熔融玻璃遞送導管、及包括該等模組化熔融玻璃遞送裝置及該等熔融玻璃遞送導管的玻璃製造裝置。可以將模組化熔融玻璃遞送裝置例如用作玻璃製造裝置的各種元件之間的連接管(例如連接管15、17、及50)。模組化熔融玻璃遞送裝置被建構為減少或減輕模組化熔融玻璃遞送裝置的耐火金屬中所引入的應力,藉此延長模組化熔融玻璃遞送裝置的使用壽命、增加生產量、及減少玻璃製造裝置的操作及維護成本。
現參照圖1-2,示意性地描繪了模組化熔融玻璃遞送裝置100的示例。在圖2中所描繪的實施例中,模組化熔融玻璃遞送裝置被佈置為代替連接管50將熔化器11(圖1)耦接到玻璃製造裝置10(圖1)中的澄清系統13(圖1)。然而,模組化熔融玻璃遞送裝置100可以用來耦接玻璃製造裝置10的其他元件,包括但不限於澄清系統13及混合容器14(即代替連接管15)、混合容器14及遞送容器18(即代替連接管17)等等。模組化熔融玻璃遞送裝置100可以包括至少一個模組。在圖2中所描繪的實施例中,模組化熔融玻璃遞送裝置100包括兩個模組(模組102a及模組102b)。然而,模組化熔融玻璃遞送裝置100可以包括一個模組或多於兩個的模組。模組102a、102b中的每一者均可以包括下車架104、上軌道系統106、上車架108、及熔融玻璃遞送導管組件110(示意性地描繪於圖5-7中)。
現參照圖3及4,用剖面(圖3)及用垂直橫截面(圖4)示意性地描繪了模組化熔融玻璃遞送裝置100的一個模組(模組102a)。具體而言,圖4描繪模組102a在圖式中所描繪的座標軸的X-Z平面上的橫截面。為了易於說明起見,圖4描繪不具有熔融玻璃遞送導管組件110(在本文中被更詳細地描述)的模組102a。雖然在本文中具體參照模組102a的元件及結構,但應了解,模組102b也包括與模組102a相同的元件且構造類似。
如圖3及4中所描繪,模組102a的下車架104可以包括下車架框架114及耦接到下車架框架114的複數個下車架滾筒(圖3及4中描繪了三個下車架滾筒116a、116b、116c)。在實施例中,模組102a可以更包括下軌道系統112。下軌道系統112可以包括一對下支撐軌道118a、118b。下支撐軌道118a、118b可以彼此平行且在模組102a的縱向方向(即圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向)上延伸。下支撐軌道118a、118b可以具有實質水平的定向(即下支撐軌道118a、118b定位在與圖式中所描繪的座標軸的X-Y平面平行的平面上)。在實施例中,該複數個下車架滾筒116a、116b、116c可以各自與下支撐軌道118a、118b中的一者接合,以促進下車架框架114在下軌道系統112上在圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向上的平移(且因此促進下車架104在該下軌道系統上在圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向上的平移)。在本文中所述的實施例中,下車架框架114及下支撐軌道118a、118b可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼或類似的承載材料。
仍參照圖3及4,模組102a可以更包括上軌道系統106。可以將上軌道系統106支撐在下車架104的下車架框架114上。上軌道系統106可以包括一對上支撐軌道120a、120b。上支撐軌道120a、120b可以彼此平行且相對於水平面(即相對於圖式中所描繪的座標軸的X-Y平面)用仰角α定向。在本文中所述的實施例中,仰角α可以大於0度。在實施例中,仰角α可以大於0度且小於90度或甚至大於0度且小於或等於45度。在一些實施例中,仰角α可以小於0度且大於-90度或甚至小於0度且大於或等於-45度。在圖3及4中所描繪的模組102a的實施例中,上支撐軌道120a、120b與下車架框架114之間的間隔在圖式中所描繪的座標軸的+Y方向上增加。可以用支柱(圖3及4中描繪了三個支柱122a、122b、122c)將上支撐軌道120a、120b支撐在下車架104的下車架框架114上。支柱122a、122b與支柱122c的高度的差異可以決定上支撐軌道120a、120b相對於水平面的仰角α。因此,在圖3及4中所描繪的模組102a實施例中,支柱122a、122b的高度可以小於支柱122c的高度。與下支撐軌道118a、118b及下車架框架114類似,上支撐軌道120a、120b及支柱122a、122b、122c可以由承載材料所形成,例如且不限於結構鋼或類似的承載材料。在本文中所述的實施例中,支柱122a、122b、122c可以藉由焊接及/或機械緊固件耦接到下車架框架114及上支撐軌道120a、120b。
在本文中所述的實施例中,可以將模組102a的上車架108支撐在下車架104上。具體而言,上車架108可以包括基底板124及耦接到基底板124的複數個上車架滾筒(圖3及4中描繪了三個上車架滾筒126a、126b、126c)。在實施例中,該複數個上車架滾筒126a、126b、126c可以各自與上支撐軌道120a、120b中的一者接合以促進基底板124在上軌道系統106上的平移(且因此促進上車架108在該上軌道系統上的平移)。上車架108的基底板124可以相對於水平面(即相對於圖式中所描繪的座標軸的X-Y平面)用仰角β定向。在本文中所述的實施例中,仰角β可以大於0度。在實施例中,仰角β可以大於0度且小於90度或甚至大於0度且小於或等於45度。在實施例中,仰角β可以小於0度且大於-90度或甚至小於0度且大於或等於-45度。在實施例中,仰角β可以等於仰角α。由於上車架108的基底板124的角定向及上支撐軌道120a、120b的角定向,上支撐軌道120a、120b上的上車架108的平移運動的主要向量分量可以與圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向平行。在本文中所述的實施例中,上車架108的基底板124可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼或類似的承載材料。
仍參照圖3及4,上車架108可以更包括耦接到基底板124的支撐框架128。支撐框架128支撐且加強定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的熔融玻璃遞送導管組件110(描繪於圖5-7中)。在實施例中,也可以將支撐框架128建構成適應熔融玻璃遞送導管組件110在熔融玻璃遞送導管組件110的側向方向上(即在圖式中所描繪的座標軸的+/-X方向上)的熱膨脹及收縮。在實施例中,也可以將支撐框架128建構成適應熔融玻璃遞送導管組件110在熔融玻璃遞送導管組件110的垂直方向(即在圖式中所描繪的座標軸的+/-Z方向)上的熱膨脹及收縮。
例如,在實施例中,支撐框架128可以包括複數個垂直支撐構件(圖3及4中所描繪的垂直支撐構件130a、130b、130c)及複數個水平支撐構件132a、132b。垂直支撐構件130a、130b、130c及水平支撐構件132a、132b可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼或類似的承載材料。垂直支撐構件130a、130b、130c的下端(即垂直支撐構件在圖式中所描繪的座標軸的-Z方向上的端部)可以用側向彈簧構件134耦接到上車架108的基底板124。類似地,垂直支撐構件130a、130b、130c的上端(即垂直支撐構件在圖式中所描繪的座標軸的+Z方向上的端部)可以用側向彈簧構件134耦接到水平支撐構件132a、132b。側向彈簧構件134可以是例如且不限於壓縮彈簧、碟形彈簧、彈簧螺栓、及/或上述項目的組合。
側向彈簧構件134可以允許垂直支撐構件130a、130b、130c在圖式中所描繪的座標軸的+/-X方向上(即側向地)位移以適應定位在由上車架108的支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的熔融玻璃遞送導管組件110的熱膨脹及收縮。也就是說,在熔融玻璃遞送導管組件110在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內加熱時,熔融玻璃遞送導管組件110可以膨脹且在+/-X方向上在垂直支撐構件130a、130b、130c上施加力。側向彈簧構件134允許垂直支撐構件130a、130b、130c在+/-X方向上位移,藉此適應熔融玻璃遞送導管組件110的熱膨脹。類似地,在熔融玻璃遞送導管組件110在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內冷卻時,熔融玻璃遞送導管組件110背向垂直支撐構件130a、130b、130c收縮。側向彈簧構件134可以允許垂直支撐構件130a、130b、130c在+/-X方向上位移,使得垂直支撐構件130a、130b、130c保持與熔融玻璃遞送導管組件110接觸,藉此在熔融玻璃遞送導管組件110冷卻及收縮時支撐該熔融玻璃遞送導管組件。
除了側向彈簧構件134以外,支撐框架128也可以包括垂直彈簧構件136。具體而言,垂直支撐構件130a、130b、130c的上端(即垂直支撐構件在圖式中所描繪的座標軸的+Z方向上的端部)可以用垂直彈簧構件136耦接到水平支撐構件132a、132b。垂直彈簧構件136可以是例如且不限於壓縮彈簧、碟形彈簧、彈簧螺栓、及/或上述項目的組合。
垂直彈簧構件136可以允許水平支撐構件132a、132b在圖式中所描繪的座標軸的+/-Z方向上(即垂直地)位移以適應定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的熔融玻璃遞送導管組件110的熱膨脹及收縮。也就是說,在熔融玻璃遞送導管組件110在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內加熱時,熔融玻璃遞送導管組件110膨脹且在+Z方向上在水平支撐構件132a、132b上施加力。垂直彈簧構件136可以允許水平支撐構件132a、132b在+Z方向上位移,藉此適應熔融玻璃遞送導管組件110的熱膨脹。類似地,在熔融玻璃遞送導管組件110在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內冷卻時,熔融玻璃遞送導管組件110背向水平支撐構件132a、132b收縮。垂直彈簧構件136可以允許水平支撐構件132a、132b在-Z方向上位移,使得水平支撐構件132a、132b保持與熔融玻璃遞送導管組件110接觸,藉此在熔融玻璃遞送導管組件110冷卻及收縮時支撐該熔融玻璃遞送導管組件。
在實施例中,上車架108的支撐框架128可以更包括垂直支撐板(圖3及4中描繪了兩個垂直支撐板138a、138b)及/或水平支撐板(圖3及4中描繪了一個水平支撐板140),以向定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的熔融玻璃遞送導管組件110提供額外支撐。例如,在實施例中,支撐框架128可以更包括設置在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的垂直支撐板138a、138b。垂直支撐板138a可以例如藉由焊接、機械緊固件等等耦接到垂直支撐構件130a、130b,使得垂直支撐板138a被設置在垂直支撐構件130a、130b與定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142中的熔融玻璃遞送導管組件110之間(例如如圖5中所描繪)。類似地,垂直支撐板138b可以例如藉由焊接、機械緊固件等等耦接到垂直支撐構件130c,使得垂直支撐板138被設置在垂直支撐構件130c與定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142中的熔融玻璃遞送導管組件110之間(例如如圖5中所描繪)。垂直支撐板138a、138b可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼或類似的承載材料。垂直支撐板138a、138b可以允許由熔融玻璃遞送導管組件110在垂直支撐構件130a、130b、130c上所施加的力(反之亦然)沿著熔融玻璃遞送導管組件110的縱向長度(即熔融玻璃遞送導管組件110大致在圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向上的長度)均勻分佈,使得熔融玻璃遞送導管組件110在熱膨脹及收縮的期間及在熱膨脹及收縮的時期之間被支撐框架128均勻支撐。
在實施例中,支撐框架128更包括設置在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的水平支撐板140。水平支撐板140可以例如藉由焊接、機械緊固件等等耦接到水平支撐構件132a、132b,使得水平支撐板140被設置在水平支撐構件132a、132b與定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142中的熔融玻璃遞送導管組件110之間(例如如圖5中所描繪)。水平支撐板140可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼或類似的承載材料。水平支撐板140可以允許由熔融玻璃遞送導管組件110在水平支撐構件132a、132b上所施加的力(反之亦然)沿著熔融玻璃遞送導管組件110的縱向長度均勻分佈,使得熔融玻璃遞送導管組件110在熱膨脹及收縮期間及在熱膨脹及收縮的時期之間被支撐框架128均勻支撐。
仍參照圖3及4,在實施例中,模組102a可以更包括膨脹輔助構件144以協助下車架104沿著下軌道系統112的下支撐軌道118a、118b平移。具體而言,在定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積142內的熔融玻璃遞送導管組件110的熱膨脹及收縮期間,熔融玻璃遞送導管組件110的全部或部分的縱向長度可能增加(熱膨脹)或減少(熱收縮),從而使得下車架104沿著下軌道系統112的下支撐軌道118a、118b平移。儘管在下車架104與下支撐軌道118a、118b之間併入了複數個下車架滾筒116a、116b、116c,但模組102a的大質量可能使得難以克服模組102a的靜態慣性且藉此使模組102a在該複數個下車架滾筒116a、116b、116c上運動。若未克服模組102a的靜態慣性,則可能將額外的應力給予熔融玻璃遞送導管組件110,從而可能造成熔融玻璃遞送導管組件110的損傷及/或故障。膨脹輔助構件144可以藉由在熔融玻璃遞送導管組件110加熱時在縱向膨脹(即熔融玻璃遞送導管組件110的縱向長度的方向上的膨脹)的方向上向下車架104提供膨脹輔助力,來協助克服模組102a的靜態慣性。
具體而言,膨脹輔助構件144可以包括彈簧構件,例如氣動缸、液壓缸、壓縮彈簧等等,該彈簧構件在一個方向上施加偏壓力(即膨脹輔助構件表現得像單動作缸)。在本文中所述的實施例中,偏壓力可以是在熔融玻璃遞送導管組件110的縱向膨脹的方向(即圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向)上。膨脹輔助構件144可以用車架托座146耦接到下車架104且用軌道托座148耦接到下支撐軌道118a,使得膨脹輔助構件144機械接地到下支撐軌道118a。膨脹輔助構件144可以在+Y方向或-Y方向中的任一者上通過車架托座向下車架104施加膨脹輔助力,以在熔融玻璃遞送導管組件110被加熱且熱膨脹時協助克服模組102a的靜態慣性及促進下車架104的平移。
在實施例中,模組102a可以更包括質量補償構件150以沿著上軌道系統106的上支撐軌道120a、120b抵消上車架108及熔融玻璃遞送導管組件110的質量,且藉此防止上車架108沿著上軌道系統106的上支撐軌道120a、120b不需要地運動。具體而言,如本文中所述,上軌道系統106的上支撐軌道120a、120b可以相對於水平面用仰角α定向,且該複數個上車架滾筒126a、126b、126c與上軌道系統106的上支撐軌道120a、120b接合。因此,在沒有任何額外補償或約束的情況下,上車架108將由於重力沿著上支撐軌道120a、120b向下平移。並且,在模組102a的元件膨脹時,膨脹可能被作用在模組102a上的重力抑制,這轉而可能將應力引入到元件中。為了防止此種不需要的運動及減輕應力的引入,模組102a可以包括質量補償構件150,該質量補償構件被配置為沿著上軌道系統106向上車架108施加向上的質量補償力。
具體而言,質量補償構件150可以包括彈簧構件,例如氣動缸、液壓缸、壓縮彈簧等等,該彈簧構件在一個方向上施加偏壓力(即質量補償構件150表現得像單動作缸)。在本文中所述的實施例中,質量補償構件150可以用車架托座152耦接到上車架108及用軌道托座154耦接到上支撐軌道120a,使得質量補償構件150機械接地到上支撐軌道120a,且質量補償構件150的偏壓力與上支撐軌道120a平行且具有向上垂直方向(即圖式中所描繪的座標軸的+Z方向)上的力分量。質量補償構件150可以沿著上軌道系統106(具體而言是沿著上支撐軌道120a、120b)施加向上的質量補償力且通過車架托座152施加到上車架108,以防止上車架108由於重力沿著上支撐軌道120a、120b向下運動。在實施例中,由質量補償構件150所施加的向上的質量補償力的水平分量可以與由膨脹輔助構件144所施加的膨脹輔助力水平分量相對。質量補償構件150也可以藉由促進上軌道系統106上的上車架108抵抗作用在模組102a上的向下重力而平移,來在模組102a加熱時協助適應熔融玻璃遞送導管組件110的熱膨脹。
再次參照圖2及3,在實施例中,模組102a的下車架104可以包括附加於下車架框架114的車架耦接器170。在實施例中,車架耦接器170可以包括套環塊171及螺紋桿172。可以將螺紋桿172安插通過套環塊171且用鎖緊螺母173固定在適當的位置。車架耦接器170可以例如用來將模組102a固定到相鄰的模組102b,藉此維持模組相對於彼此的相對位置。
現參照圖5-7,圖5示意性地描繪模組102a的橫截面,其中熔融玻璃遞送導管組件110定位在由支撐框架128及基底板124所包封的容積中;圖6A示意性地描繪熔融玻璃遞送導管組件110的通過圖式中所描繪的座標軸的X-Z平面的橫截面;圖6B示意性地描繪圖6A的熔融玻璃遞送導管組件110的一部分的分解圖;圖6C示意性地描繪熔融玻璃遞送導管組件110的通過圖式中所描繪的座標軸的X-Z平面且包括凸緣220的橫截面;圖7描繪熔融玻璃遞送導管組件110的通過圖式中所描繪的座標軸的Y-Z平面的橫截面。在實施例中,熔融玻璃遞送導管組件110可以包括支架組件180、管組件190、及遞送導管200。在實施例中,熔融玻璃遞送導管組件110可以更包括電耦接到遞送導管200的至少一個凸緣220。在實施例中,可以將支架組件180及管組件190建構為在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時防止支架組件180及管組件190彼此相對滑動。然而,在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時,遞送導管200可以相對於支架組件180及管組件190自由滑動。
具體參照圖6A及6B,熔融玻璃遞送導管組件110可以包括遞送導管200,熔融玻璃流動通過該遞送導管。在實施例中,遞送導管200可以由耐火金屬所形成,舉例而言,例如且不限於鉑、鉬、鈀、銠、銥、錸、鉭、鈦、鎢、上述項目的合金、及/或上述項目的組合,其能夠耐得住流動通過該耐火金屬的熔融玻璃的高溫及腐蝕本性。雖然圖式將遞送導管200的橫截面描繪為是圓形,但其他的橫截面也被考慮且是可能的,包括但不限於橫截面呈橢圓形、橫截面呈長橢圓形、橫截面呈卵形等等的遞送導管。在實施例中,加熱器繞組201可以纏繞於遞送導管200周圍以促進加熱遞送導管200及/或補充加熱遞送導管200。
在實施例中,遞送導管200可以定位在管組件190中,使得遞送導管200及管組件都在熔融玻璃遞送導管組件110的縱向方向上延伸。管組件190可以由耐火陶瓷材料構成,該耐火陶瓷材料使遞送導管200及流動通過該遞送導管的熔融玻璃絕緣,且最小化熔融玻璃遞送導管組件110的徑向方向上的溫度變化(即與圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向垂直的方向上的溫度變化)。管組件190可以由例如且不限於氧化鋁、氧化鋯、穩定化的氧化鋯、及/或上述項目的組合所形成。在實施例中,管組件190可以由組裝在遞送導管200周圍的複數個離散部分所形成。例如,在實施例中,管組件190可以由下管部192及上管部194構成,如圖6B中所描繪。在實施例中,下管部192及/或上管部194可以由複數個離散節段構成。例如,如圖6B中所描繪,上管部194可以由複數個管節段196a、196b、196c構成,該複數個管節段在熔融玻璃遞送導管組件110的縱向方向上延伸且在遞送導管200的至少一部分周圍佈置呈拱形。雖然圖6B將上管部194描繪為由複數個管節段196a、196b、196c構成,但其他的實施例也被考慮且是可能的,例如下管部192由複數個管節段構成的實施例,以及下管部192及上管部194都是由複數個管節段構成的實施例。
在本文中所述的實施例中,遞送導管200不黏著或附接到管組件190,且如此,遞送導管200可以相對於管組件190自由滑動。其結果是,在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時,遞送導管200可以相對於管組件190自由熱膨脹及收縮,藉此避免將額外的應力引入到遞送導管200中。
仍參照圖6A及6B,遞送導管200及管組件190可以定位在支架組件180中,使得遞送導管200、管組件190、及支架組件180在熔融玻璃遞送導管組件110的縱向方向上延伸。支架組件180可以由耐火陶瓷材料構成,該耐火陶瓷材料使管組件190、遞送導管200、及流動通過該遞送導管的熔融玻璃絕緣,且最小化熔融玻璃遞送導管組件110的徑向方向上的溫度變化。支架組件180可以由例如且不限於氧化鋁、氧化鋯、穩定化的氧化鋯、及/或上述項目的組合所形成。在實施例中,支架組件180可以由組裝在管組件190周圍的複數個離散部分所形成。例如,在實施例中,支架組件180可以由下管部192及上管部194構成,如圖6B中所描繪。
現參照圖5及6A,可以將絕緣耐火塊202及/或耐火板定位在支架組件180周圍以向遞送導管200、管組件190、支架組件180、及流動通過該遞送導管的熔融玻璃提供進一步絕緣。在實施例中,耐火塊202可以由例如且不限於氧化鋁、氧化鋯、穩定化的氧化鋯、及/或上述項目的組合所形成。
如本文中所述,模組化熔融玻璃遞送裝置100的個別模組的元件及構造可以大致相同。然而,在實施例中,使用在例如支架組件180及管組件190中的耐火陶瓷材料在模組中的每一者中可以是不同的。具體而言,可以將耐火陶瓷材料選定為在模組化熔融玻璃遞送裝置100的特定模組中提供所需的絕緣量或相反地所需的熱傳導量,無論使用在模組化熔融玻璃遞送系統的另一個模組中的耐火陶瓷材料是什麼。
現參照圖7,在實施例中,可以接合支架組件180及管組件190以在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時防止支架組件180與管組件190之間的相對移動。這允許藉由例如質量補償構件150將熔融玻璃遞送導管組件110及上車架作為單個單體固體來支撐。類似地,在實施例中,接合支架組件180及耐火塊202以在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時防止支架組件180與耐火塊202之間的相對移動。例如,在實施例中,可以在下管部192與下支架塊182之間形成一或更多個鍵槽230,使得每個鍵槽230的一部分定位在下管部192中且鍵槽230的一部分定位在下支架塊182中。鍵槽230可以在熔融玻璃遞送導管組件110的側向方向上延伸,該側向方向橫向於熔融玻璃遞送導管組件110的縱向方向。可以將鍵232定位在每個鍵槽230中,藉此耦接下管部192及下支架塊182且在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時防止下管部192與下支架塊182之間的相對運動。在實施例中,每個鍵槽230中的鍵232均可以由耐火材料所形成,舉例而言,例如且不限於耐火陶瓷材料及耐火金屬。或者,鍵232可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼。替代性或附加性地,可以用與下管部192及下支架塊182類似的方式耦接上管部194及上支架塊184。
類似地,可以在耐火塊202與下支架塊182之間形成一或更多個鍵槽230,使得每個鍵槽230的一部分定位在耐火塊202中且鍵槽230的一部分定位在下支架塊182中。鍵槽230在熔融玻璃遞送導管組件110的側向方向上延伸,該側向方向橫向於熔融玻璃遞送導管組件110的縱向方向。可以將鍵232定位在每個鍵槽230中,藉此耦接耐火塊202及下支架塊182且在熔融玻璃遞送導管組件110加熱及冷卻時防止耐火塊202與下支架塊182之間的相對運動。在實施例中,每個鍵槽230中的鍵232均可以由耐火材料所形成,舉例而言,例如且不限於耐火陶瓷材料及耐火金屬。或者,鍵232可以由承載材料所形成,舉例而言,例如且不限於結構鋼。替代性或附加性地,可以用與耐火塊202及下支架塊182類似的方式耦接耐火塊202及上支架塊184。
現參照圖2及6C-8,在實施例中,模組化熔融玻璃遞送裝置100的每個模組102a、102b可以包括單獨的遞送導管200。在這些實施例中,熔融玻璃遞送導管組件110可以包括定位在遞送導管200的兩端處的凸緣220。凸緣220促進在例如模組化熔融玻璃遞送裝置100的個別模組102a、102b的熔融玻璃遞送導管組件110之間形成玻璃密封件。例如,模組化熔融玻璃遞送裝置100可以包括串聯佈置的複數個模組,如本文中所述。熔融玻璃用串列的方式流動通過模組(即在流動通過下一個模組之前流動通過一個模組)。由於熔融玻璃相對高的溫度及腐蝕本性,以及模組的元件相對大的熱膨脹,不在模組化熔融玻璃遞送裝置的相鄰的模組102a、102b之間使用常規的密封件。而是,允許熔融玻璃在相鄰的模組102a、102b之間洩漏。在熔融玻璃冷卻及固化時,玻璃密封件形成於相鄰的模組102a、102b之間。在圖8中所描繪的實施例中,熔融玻璃洩漏在相鄰模組102a、102b的凸緣220之間且固化在凸緣220之間,藉此形成玻璃密封件229。
在實施例中,凸緣220可以是導電的,以促進藉由將電流流動通過凸緣220且轉而流動通過遞送導管200來加熱遞送導管200。在這些實施例中,凸緣220圍束遞送導管200且維持與遞送導管200的外表面電接觸。電流穿過凸緣220且進入遞送導管200以加熱遞送導管200及遞送導管200內的熔融玻璃。在各種實施例中,凸緣220圍束遞送導管200的至少一部分,且可以定位在熔融玻璃遞送導管組件110的縱向端處。因為遞送導管200的電阻,電流直接加熱遞送導管,藉此加熱遞送導管200內部的熔融玻璃。
藉由示例的方式具體參照圖6C,凸緣220可以包括總線部分222及分佈部分224,其中分佈部分224具有圍繞遞送導管200的均勻的橫截面寬度。然而,其他的實施例也被考慮且是可能的。
詳細而言,圖9-13描繪了用於與遞送導管200一起使用的凸緣的各種替代配置。例如,圖9描繪了凸緣260的另一個實施例,該凸緣包括總線部分262及分佈部分264,其中分佈部分264在遞送導管200周圍具有不均勻的橫截面寬度。圖10描繪了凸緣360的一個實施例,該凸緣包括從分佈部分364延伸的複數個總線部分362。圖11描繪凸緣460的一個實施例,該凸緣包括兩個總線部分462,該等總線部分在側向方向(即圖式中所描繪的座標軸的+/-X方向)上從分佈部分464延伸且包括在垂直方向(即圖式中所描繪的座標軸的+Z方向)上延伸的至少一部分以供與電引線連接。圖12描繪凸緣560的一個實施例,該凸緣包括兩個總線部分562,該等總線部分從分佈部分564在相對的方向上延伸(例如在相對的垂直方向上延伸)。圖13描繪凸緣660的一個實施例,該凸緣包括兩個總線部分662,該等總線部分從分佈部分664側向地在相對的方向上延伸以供與電引線連接。凸緣220、260、360、460、560、660的各種配置可以促進將電流引入到遞送導管200中以供進行熔融玻璃的針對性及/或高效率的加熱,且可以至少基於傳遞到遞送導管200的電流的大小及總線部分對於與電流源的連接的可及性來選定。
在本文中所述的實施例中,凸緣220、260、360、460、560、660可以由低電阻金屬(例如過渡金屬,例如且不限於電氣級鎳600/601)及/或高溫耐火金屬(舉例而言,例如且不限於鉑或其合金)製作,該等金屬適於用在玻璃製造中所經歷的高溫下。在各種實施例中,凸緣220、260、360、460、560、660可以例如藉由空氣冷卻或水冷卻來冷卻。在各種實施例中,可以將冷卻流體引導通過冷卻管(未描繪),該冷卻管耦接到凸緣220、260、360、460、560、660且延伸於該等凸緣周圍。在其他的實施例中,可以使用冷卻流體來冷卻凸緣220、260、360、460、560、660的選定部分。
雖然圖2及6C-8將模組化熔融玻璃遞送裝置100的每個模組102a、102b描繪為包括單獨的遞送導管200,但其他的實施例也被考慮且是可能的。例如,在其他的實施例(未描繪)中,模組化熔融玻璃遞送裝置100可以包括延伸通過複數個模組102a、102b且延伸於該複數個模組之間的單個遞送導管200。在這些實施例中,凸緣220、260、360、460、560、660可以位於單個遞送導管200的相對端處。在一些實施例中,單個遞送導管200可以更包括定位在導管上在相鄰的模組之間的額外凸緣。
現參照圖14及15,在實施例中,模組102a可以更包括外部支撐框架250。外部支撐框架250可以包括外部垂直支撐構件252,該外部垂直支撐構件藉由焊接、機械緊固件等等接合到外部水平支撐構件254(圖14中描繪了一個)。外部支撐框架250可以用例如且不限於托座256耦接到下車架104的下車架框架114,使得外部支撐框架250可以與下車架104一起平移。在實施例中,凸緣220耦接到外部支撐框架250以在凸緣及熔融玻璃遞送導管組件110的其他元件熱膨脹及收縮時適應凸緣220的平移。例如,外部支撐框架250可以包括耦接到外部支撐框架250的外部水平支撐構件254的凸緣支撐構件240。凸緣220可以通過可平移支撐物410耦接到凸緣支撐構件240。可平移支撐物410可以包括耦接到凸緣支撐構件240的支撐板411及相對於支撐板411在垂直方向84上平移的耦接托座416。可以將耦接托座416附加到凸緣220的分佈部分224。可平移支撐物410可以包括彈簧412,該彈簧通過與耦接托座416接觸的傳動桿413向耦接托座416施加向上力。電絕緣(未描繪)可以定位在傳動桿413與耦接托座416之間,使得耦接托座416及支撐板411彼此電隔離。彈簧412通過傳動桿413強迫可平移支撐物410的耦接托座416與凸緣220的總線部分222接觸。由彈簧412所施加的力抵消原本會藉由凸緣220的重量給予遞送導管200的負載(及相關的應力)。彈簧412也可以適應凸緣220及熔融玻璃遞送導管組件110的其他元件的熱膨脹及收縮。
例如,在遞送導管200加熱或冷卻時,遞送導管200熱膨脹或收縮。遞送導管的熱膨脹及收縮改變了凸緣220的高度。彈簧412在膨脹及收縮的期間維持對凸緣220的支撐,同時最小化藉由凸緣220的重量給予遞送導管的應力。遞送導管200的縱向膨脹及收縮也改變了凸緣220在縱向方向(即圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向)上的位置。可平移支撐物410可以重新定位以適應凸緣220的縱向位置的改變。例如,彈簧412可以在縱向方向上沿著支撐板411滑動。
雖然未描繪在圖式中,但在實施例中,外部支撐框架250可以更包括附接外部支撐框架250的面板,藉此在熔融玻璃遞送導管組件110周圍形成囊狀器。封裝熔融玻璃遞送導管組件110允許控制緊密環繞熔融玻璃遞送導管組件110的大氣,藉此防止例如氧氣滲透通過熔融玻璃遞送導管組件110的鉑元件。
現參照圖14及16,在實施例中,凸緣220的總線部分222可以用夾鉗399及電力遞送纜線380耦接到電源(未描繪)。遞送纜線380可以具有相對大的質量以適應加熱遞送導管200所需的電力的遞送而不會熔化遞送纜線380。分佈纜線的重量的一部分可能通過凸緣220傳送到遞送導管200,藉此將額外的應力引入到遞送導管200。在實施例中,為了抵銷遞送纜線380給予遞送導管的重量(且藉此減少給予遞送導管200的應力),可以如圖16中所描繪地藉由架空的支撐結構400支撐遞送纜線。架空的支撐結構400可以包括懸掛在模組102a上方的軌道401。架空的支撐結構400可以更包括從軌道401延伸的吊架402。吊架402可以耦接到遞送纜線380,使得遞送纜線380從軌道401懸掛。吊架402支撐遞送纜線380的重量,使得藉由遞送纜線380的重量在遞送導管200上給予的應力最小化。在實施例中,可以由吊運車404支撐吊架402,該等吊運車可以沿著軌道401平移。吊運車404可以允許吊架402平移同時支撐遞送纜線380,藉此在遞送導管200膨脹及收縮時最小化遞送纜線380與遞送纜線380所耦接到的凸緣220的失準。例如,在模組102a加熱及冷卻時,遞送導管200膨脹及收縮,這可以使凸緣220在縱向方向上平移。吊運車404可以允許遞送纜線380與凸緣220一起平移,使得吊架402在凸緣220的位置改變時支撐遞送纜線380,藉此減少由遞送纜線380給予遞送導管200的應力。
在實施例中,吊架402可以包括彈簧支撐物406。彈簧支撐物406可以具有一定的彈簧常數,該彈簧常數允許彈簧支撐物406在遞送纜線380垂直地(即在圖式中所描繪的座標軸的+/-Z方向上)位移時向遞送纜線380提供連續的垂直支撐。例如,在遞送導管200加熱及冷卻時,遞送導管200徑向地(即在與圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向垂直的方向上)且縱向地(即在圖式中所描繪的座標軸的+/-Y方向上)熱膨脹。遞送導管200的徑向膨脹及收縮改變了凸緣220的垂直高度。為了最小化由導體凸緣160的重量給予到遞送導管200上的應力,可以將彈簧支撐物406選定及配合為使得向導體凸緣160施加垂直力,即使在導體凸緣160的位置垂直位移時也是如此。因此,彈簧支撐物406支撐遞送纜線380,無論遞送纜線380相對於架空支撐結構400的位置如何。因此,吊架402可以在模組102a加熱及冷卻時最小化對模組102a的元件(例如遞送導管200)的應力引入。
現將具體參照圖1-5更詳細地描述模組化熔融玻璃遞送裝置100與玻璃製造裝置10的操作。將參照使用模組化熔融玻璃遞送裝置100來代替將熔化器11與澄清系統13連接的連接管50。
起初,可以將模組102a、102b定位在熔化器11與澄清系統13之間在下軌道系統112上。每個模組102a、102b的遞送導管200可以彼此對準、與熔化器11的出口對準、及與澄清系統13的入口對準,以促進熔融玻璃16從熔化器11通過模組化熔融玻璃遞送裝置100的模組102a、102b流動到澄清系統13。可以接著將電流引入到凸緣220中(及/或引入到加熱器繞組201(圖6B)中)以在遞送導管200從熔化器11接收熔融玻璃16流之前預熱遞送導管200。
此後,可以在通過凸緣220及/或加熱器繞組201加熱遞送導管200的同時,將熔融玻璃16引導通過模組102a、102b的遞送導管200且引導到澄清系統13中。隨著模組102a、102b的溫度增加,模組102a、102b的元件可能由於它們相應的熱膨脹係數而徑向地及縱向地熱膨脹,如本文中所述。例如,隨著遞送導管200縱向地膨脹,模組102a、102b可以抵著彼此及/或抵著熔化器11及澄清系統13施加力。這些力可以使得下車架104沿著下軌道系統112位移且上車架108沿著模組102a、102b的上軌道系統106位移,藉此適應模組化熔融玻璃遞送裝置100的模組102a、102b在縱向方向上的縱向熱膨脹而不會將靜態應力引入到模組102a、102b的元件部件(例如遞送導管200等等)中。可以藉由例如膨脹輔助構件144及質量補償構件150來協助下車架104位移,如本文中所述。
可以藉由支撐框架128的側向彈簧構件134及垂直彈簧構件136適應模組102a、102b的元件的徑向熱膨脹。具體而言,在熔融玻璃遞送導管組件110的元件徑向地熱膨脹且壓抵垂直支撐構件130a、130b、130c及水平支撐構件132a、132b時,側向彈簧構件134及垂直彈簧構件136分別允許垂直支撐構件130a、130b、130c及水平支撐構件132a、132b位移,藉此適應熔融玻璃遞送導管組件110的徑向熱膨脹及減輕遞送導管200中的應力引入。
參照圖2及14-16,模組102a、102b的架空支撐結構400及可平移支撐物410在模組化熔融玻璃遞送裝置100加熱時適應模組102a、102b的凸緣220的位移。具體而言,可平移支撐物410的彈簧412藉由在支撐板411與耦接托座416之間伸展來適應凸緣220在垂直方向上的位移,同時也沿著支撐板411滑動以適應凸緣220的縱向位移,藉由減輕通過凸緣220對遞送導管200的應力引入。同時,彈簧支撐物406藉由在向上垂直方向上回縮來適應凸緣220及附接的遞送纜線380的垂直位移,從而減少通過凸緣220附加在遞送導管200上的遞送纜線380的重量且減輕遞送導管200中的應力引入。
再次參照圖1-3,在模組化熔融玻璃遞送裝置100的模組102a、102b的溫度平衡且玻璃製造裝置10的元件的熱膨脹減少(例如停止)時,使用車架耦接器170來將模組102a、102b的下車架104耦接在一起,藉此防止模組102a、102b之間的相對運動。
本文中所述的模組化熔融玻璃遞送裝置可以用來減少或減輕模組化熔融玻璃遞送裝置的元件中的應力,藉此延長模組化熔融玻璃遞送裝置的使用壽命、增加生產量、及減少玻璃製造裝置的操作及維護成本。例如,所描述的模組化熔融玻璃遞送裝置可以藉由適應裝置的元件的熱膨脹來減少由裝置的元件的熱膨脹所造成的應力。藉由適應元件的熱膨脹,可以實現較高的操作溫度,這轉而允許較大的熔融玻璃流量(即增加每小時的熔融玻璃質量)通過裝置,藉此增加了生產輸出量同時減少了由應力引起的損傷或故障的風險。
本領域中的技術人員將理解,可以在不脫離所請求保護的標的的精神及範圍的情況下對本文中所述的實施例作出各種更改及變化。因此,本說明書旨在涵蓋本文中所述的各種實施例的變體及變化,條件是此類變體及變化落於隨附請求項及它們的等效物的範圍之內。
10:玻璃製造裝置
11:熔化器
12:批料入口
13:澄清系統
14:混合容器
15:連接管
16:熔融玻璃
17:連接管
18:遞送容器
19:降流管
20:形成裝置
24:入口
30:形成容器
32:開口
33:流槽
36:根部
38:玻璃條帶
41:下游方向
50:連接管
104:下車架
106:上軌道系統
108:上車架
110:熔融玻璃遞送導管組件
112:下軌道系統
114:下車架框架
124:基底板
128:支撐框架
134:側向彈簧構件
136:垂直彈簧構件
140:水平支撐板
142:容積
144:膨脹輔助構件
146:車架托座
148:軌道托座
150:質量補償構件
152:車架托座
154:軌道托座
170:車架耦接器
171:套環塊
172:螺紋桿
173:鎖緊螺母
180:支架組件
182:下支架塊
184:上支架塊
190:管組件
192:下管部
194:上管部
200:遞送導管
201:加熱器繞組
202:耐火塊
220:凸緣
222:總線部分
224:分佈部分
229:玻璃密封件
230:鍵槽
232:鍵
240:凸緣支撐構件
250:外部支撐框架
252:外部垂直支撐構件
254:外部水平支撐構件
256:托座
262:總線部分
264:分佈部分
360:凸緣
362:總線部分
364:分佈部分
380:遞送纜線
399:夾鉗
400:架空的支撐結構
401:軌道
402:吊架
404:吊運車
406:彈簧支撐物
410:可平移支撐物
411:支撐板
412:彈簧
413:傳動桿
416:耦接托座
460:凸緣
462:總線部分
464:分佈部分
560:凸緣
562:總線部分
564:分佈部分
660:凸緣
662:總線部分
664:分佈部分
102a:模組
102b:模組
116a:下車架滾筒
116b:下車架滾筒
116c:下車架滾筒
118a:下支撐軌道
118b:下支撐軌道
120a:上支撐軌道
120b:上支撐軌道
122a:支柱
122c:支柱
126a:上車架滾筒
126b:上車架滾筒
126c:上車架滾筒
130a:垂直支撐構件
130b:垂直支撐構件
130c:垂直支撐構件
132a:水平支撐構件
132b:水平支撐構件
138a:垂直支撐板
138b:垂直支撐板
196a:管節段
196b:管節段
196c:管節段
34a:收斂側
34b:收斂側
α:仰角
β:仰角
圖1示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例的玻璃製造裝置;
圖2示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例包括複數個模組的模組化熔融玻璃遞送裝置;
圖3示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例的圖2的模組化熔融玻璃遞送裝置的模組;
圖4示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例在沒有熔融玻璃遞送導管組件的情況下的圖3的模組的橫截面;
圖5示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例在有熔融玻璃遞送導管組件的情況下的圖3的模組的橫截面;
圖6A示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例的圖5的模組的熔融玻璃遞送導管組件的垂直橫截面;
圖6B示意性地描繪圖6A的熔融玻璃遞送導管組件的一部分的分解圖;
圖6C示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例的圖5的模組的熔融玻璃遞送導管組件的垂直橫截面,其中凸緣附加於該模組;
圖7示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例的圖5的模組的熔融玻璃遞送導管組件的另一個垂直橫截面;
圖8示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例形成於模組化熔融玻璃遞送裝置的相鄰模組的凸緣之間的玻璃密封件;
圖9示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於加熱遞送導管的凸緣的實施例;
圖10示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於加熱遞送導管的凸緣的實施例;
圖11示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於加熱遞送導管的凸緣的實施例;
圖12示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於加熱遞送導管的凸緣的實施例;
圖13示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於加熱遞送導管的凸緣的實施例;
圖14示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例的模組化熔融玻璃遞送裝置的模組的實施例,該模組包括外部支撐框架;
圖15示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於支撐遞送導管的凸緣的可平移支撐物;及
圖16示意性地描繪依據本文中所示出及描述的一或更多個實施例用於支撐耦接到凸緣的遞送纜線的架空支撐結構。
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無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
104:下車架
106:上軌道系統
108:上車架
112:下軌道系統
170:車架耦接器
220:凸緣
102a:模組
102b:模組
Claims (13)
- 一種玻璃製造裝置,包括一熔融玻璃遞送裝置,該熔融玻璃遞送裝置包括至少一個模組,該至少一個模組包括:一下車架,包括複數個下車架滾筒;一上軌道系統,被支撐在該下車架上,該上軌道系統包括一對上支撐軌道,該對上支撐軌道相對於水平面用大於0度的一仰角α定向;一上車架,包括:一基底板,相對於水平面用大於0度的一仰角β定向;及複數個上車架滾筒,耦接到該基底板且與該上軌道系統的該對上支撐軌道接合;及一熔融玻璃遞送導管組件,被支撐在該上車架上,該熔融玻璃遞送導管組件包括:一支架組件,包括由耐火陶瓷材料所形成的一上支架塊及由耐火陶瓷材料所形成的一下支架塊;一管組件,定位在該支架組件中且在該熔融玻璃遞送導管組件的一縱向方向上延伸,該管組件包括由耐火陶瓷材料所形成的一上管部及由耐火陶瓷材料所形成的一下管部;及 一遞送導管,定位在該管組件中且在該縱向方向上延伸,該遞送導管由耐火金屬所形成。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,更包括:一下軌道系統,包括一對下支撐軌道,該下車架的該複數個下車架滾筒與該對下支撐軌道接合。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,更包括:一膨脹輔助構件,耦接到該下車架,該膨脹輔助構件被配置為向該下車架施加一膨脹輔助力。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,更包括:一質量補償構件,耦接到該上車架及該上軌道系統,該質量補償構件被配置為沿著該上軌道系統向該上車架施加一向上的質量補償力。
- 如請求項4所述的玻璃製造裝置,更包括:一膨脹輔助構件,耦接到該下車架,該膨脹輔助構件被配置為向該下車架施加一膨脹輔助力。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,更包括:一支撐框架,耦接到該上車架的該基底板,該支撐框架包括:垂直支撐構件,用側向彈簧構件耦接到該基底板,使得該等垂直支撐構件可以相對於該基底板在一側向方向上位移;及 水平支撐構件,用垂直彈簧構件及側向彈簧構件耦接到該等垂直支撐構件,使得該等水平支撐構件可以相對於該等垂直支撐構件在一垂直方向上位移,且該等垂直支撐構件可以相對於該等水平支撐構件在該側向方向上位移。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,更包括:一鍵槽,形成於該下管部與該下支架塊之間,該鍵槽在橫向於該縱向方向的一側向方向上延伸;及一鍵,耦接該下管部及該下支架塊且定位在該鍵槽中。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,其中該熔融玻璃遞送導管組件更包括:耐火塊,定位在該支架組件周圍,該耐火塊由耐火陶瓷材料所形成。
- 如請求項8所述的玻璃製造裝置,更包括:一鍵槽,形成於該下支架塊與該耐火塊之間,該鍵槽在橫向於該縱向方向的一側向方向上延伸;及一鍵,耦接該下支架塊及該耐火塊且定位在該鍵槽中。
- 如請求項1所述的玻璃製造裝置,更包括:至少一個凸緣,在該遞送導管的一縱向端處耦接到該遞送導管,該至少一個凸緣包括耦接到一遞送纜線的一總線部分及與該遞送導管接觸的一分佈部分,該玻 璃製造裝置更包括:一可平移支撐物,耦接到該總線部分;及一彈簧構件,被配置為在一垂直方向上向該總線部分施加一力。
- 一種玻璃製造裝置,包括一熔融玻璃遞送導管組件,該熔融玻璃遞送導管組件包括:一支架組件,包括由耐火陶瓷材料所形成的一上支架塊及由耐火陶瓷材料所形成的一下支架塊;一管組件,定位在該支架組件中且在該熔融玻璃遞送導管組件的一縱向方向上延伸,該管組件包括由耐火陶瓷材料所形成的一上管部及由耐火陶瓷材料所形成的一下管部;一鍵槽,形成於該下管部與該下支架塊之間,該鍵槽在橫向於該縱向方向的一側向方向上延伸;及一鍵,耦接該下管部及該下支架塊且定位在該鍵槽中。
- 如請求項11所述的玻璃製造裝置,更包括:耐火塊,定位在該支架組件周圍,該耐火塊由耐火陶瓷材料所形成。
- 如請求項12所述的玻璃製造裝置,更包括:一鍵槽,形成於該下支架塊與該耐火塊之間,該鍵槽在橫向於該熔融玻璃遞送導管組件的該縱向方向的一側向方向上延伸;及 一鍵,耦接該下支架塊及該耐火塊且定位在該鍵槽中。
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