制備玻璃帶的設備和方法

制備玻璃帶的設備和方法
【專利摘要】用于制備玻璃帶的設備，其包括沿該設備的冷卻軸設置的多個冷卻線圈，該軸沿拉制方向橫向延伸。所述冷卻線圈構造成控制所述玻璃帶沿所述冷卻軸的橫向溫度輪廓。每一冷卻線圈都可由至少一管制成，且構造成循環流體，以從所述冷卻線圈去除熱量。在其它實施例中，用于制備玻璃帶的方法包括以下步驟：控制所述玻璃帶沿該玻璃帶寬度的橫向溫度輪廓。所述控制溫度輪廓的步驟還包括選擇性的從多個冷卻線圈的至少一個去除熱量，所述冷卻線圈沿著冷卻軸設置。
【專利說明】制備玻璃帶的設備和方法
相關申請交叉參考
[0001]本申請根據35U.S.C.§ 120要求2011年6月17日提交的美國申請登記13/163，176的優先權，該文的內容通過引用納入本文。
領域
[0002]本發明總體涉及用于制備玻璃帶的設備和方法，更具體的，涉及用于制備具有多個冷卻線圈的玻璃帶的設備和方法，該冷卻線圈沿著與所述玻璃帶拉制方向橫向的冷卻軸延伸。
背景
[0003]已知用拉制裝置拉制玻璃帶。玻璃帶可后續的分割，以制備可用于多種應用的多個玻璃板。已知在粘稠態拉制所述玻璃帶，且最終冷卻成彈性態，在彈性體下成品特征永久凝固在所述玻璃板中。
概述
[0004]以下給出
【發明內容】
的簡化歸納，以便提供對詳述部分所描述的一些示例性方面的
基本理解。
[0005]在一示例性方面中，用于制備玻璃帶的設備包括拉制裝置，該裝置構造成沿著所述設備的拉制平面在拉制方向將熔融的玻璃拉制成玻璃帶。所述設備還包括冷卻設備，所述冷卻設備包括多個冷卻線圈的，該冷卻線圈沿所述設備的冷卻軸設置，且相對于拉制方向橫向地延伸。所述冷卻線圈構造成控制所述玻璃帶沿所述冷卻軸的橫向溫度輪廓。每一冷卻線圈都由至少一管制成，且構造成通過所述至少一管循環流體，以從所述冷卻線圈去除熱量。
[0006]在另一示例性方面中，用于制備玻璃帶的方法包括在拉制方向將熔融玻璃拉制進入粘稠區的步驟，以成形包括沿著所述拉制方向延伸的相對邊緣的玻璃帶。所述相對的邊緣沿著所述玻璃帶的寬度隔開，該寬度與所述拉制方向橫向。該方法還包括將熔融玻璃從粘稠區拉制進入所述粘稠區下游的凝固區的步驟，其中所述玻璃帶從粘稠態凝固成彈性態。該方法還包括將玻璃帶拉制進入所述凝固區下游的彈性區的步驟。所述設備還包括在所述粘稠區、凝固區和彈性區中的至少一個中，沿著所述玻璃帶的寬度控制所述玻璃帶的橫向溫度輪廓的步驟。所述控制溫度輪廓的步驟還包括選擇性的從多個冷卻線圈的至少一個去除熱量，所述冷卻線圈沿著與所述玻璃帶拉制方向橫向的冷卻軸設置。
附圖簡述
[0007]參照附圖閱讀本發明的以下詳細描述，可以更好地理解本發明的上述各特征、方面和優點以及其它的特征、方面和優點，其中:
[0008]根據本發明的方面，圖1是包括冷卻設備的示例性熔合拉制設備的示意圖；
[0009]圖2顯示了圖1中熔合拉制設備的成形容器的截面圖；
[0010]圖3示例性的顯示了玻璃帶從圖1所示的成形容器拉出；
[0011]根據本發明的一示例性方面，圖4顯示了冷卻設備；
[0012]圖5是沿圖4中5-5線的截面圖,顯示了圖4所示冷卻設備的特征；[0013]圖6是沿圖4中6-6線的截面圖，顯示了圖4所示冷卻設備的特征；以及
[0014]圖7顯示了用新的控制模塊置換所述冷卻設備中控制模塊的方法。
詳細描述
[0015]在此將參照附圖更完整地描述方法，附圖中給出了本發明的示例性實施方式。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。但是，本發明可以以許多不同的方式實施，不應被解讀成局限于在此提出的實施方式。
[0016]提供成形玻璃帶的設備，所述玻璃帶用于后續的加工成玻璃板。圖1示例性的顯示了熔合拉制設備101，但也可以為根據本發明方面的其它實施例提供上拉、狹縫拉制或其它玻璃成形技術。通過這樣的熔合拉制加工技術，本發明可控制粘度和溫度冷卻曲線，以提供加工穩定性和促進高質量的性能。例如，在成形容器之前適當的冷卻可有助于為所述玻璃帶提供足夠的冷卻和足夠高的粘度以最小化帶脫棍(ribbon bagginess)。帶脫棍指帶進行不可控變形的趨勢，例如受自身重力影響而不均勻。在所述成形容器下適當的冷卻也有助于穩定厚度和提供形狀控制。此外，適當的冷卻可有助于將玻璃轉變和調節成能控制成品玻璃平整度、應力和形狀的粘彈區。
[0017]如圖所示，所述熔合拉制設備101可以包括熔融容器105，該熔融容器114設計成用來從儲料斗109接收批料107。所述批料107可以通過批料輸送裝置111引入，用電動機113來驅動所述批料輸送裝置108。可選的控制器115用來激活電動機113，從而將所需量的批料107引入熔融容器105，如箭頭117所示。金屬探針119可以測量豎管123內的玻璃熔體121水平，且通過通信線路125將測得的信號輸送到控制器115。
[0018]所述熔合拉制設 備101還可包括如澄清管的澄清容器127，所述澄清容器127位于熔融容器105的下游，且通過第一連接管129與所述熔融容器105連接。如攪拌室的混合容器131也可位于所述澄清容器127的下游，以及輸送容器133可位于所述混合容器131的下游。如圖所示，第二連接管135可將所述澄清容器127連接至所述混合容器131，以及第三連接管137可將所述混合容器131連接至輸送容器133。還如圖所示，可設置下導管139，以將玻璃熔體121從所述輸送容器133輸送至熔合拉制機140。所述熔合拉制機140可包括具有用于接受從所述下導管139的玻璃熔體的進口 141的成形容器143。
[0019]如圖所示，玻璃熔體工位的示例包括所述熔融容器105、澄清容器127、混合容器131、輸送容器133和成形容器143，可以以串聯的形式沿著熔合拉制設備101設置。
[0020]所述熔融容器105通常由耐火材料制造，例如由耐火(例如陶瓷)磚制造。所述熔合拉制設備101還包括通常由鉬或含鉬金屬例如鉬-銠、鉬-銥以及它們的組合構成的部件，但是這些部件還包含諸如以下的難熔金屬:例如鑰、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯和它們的合金以及/或者二氧化鋯。所述含鉬部件可以包括以下的一種或多種部件:第一連接管129，澄清容器127 (例如澄清管)，第二連接管135，豎管123，混合容器131 (例如攪拌室)，第三連接管137，輸送容器133 (例如缽形料筒(bowl))，下導管139和進口 141。所述成形容器143也是由耐火材料制造，設計用來成形玻璃帶103。
[0021]圖2是圖1所示的熔合拉制設備101沿著線2-2的截面透視圖。如圖所示，所述成形容器143包括成形楔201，所述成形楔201包括一對向下傾斜的、且在所述成形楔201相對端部之間延伸的成形面部分203，205。所述一對向下傾斜的成形面部分203，205沿著拉制方向207合并，以成形根部209。拉制平面211通過所述根部209延伸，其中所述玻璃帶103在拉制方向207沿著所述拉制平面211拉制。如圖所示，所述拉制平面211可在根部209處對開，但所述拉制平面211也可沿著相對于所述根部209的其它取向延伸。
[0022]用于熔合拉制玻璃帶的所述熔合拉制設備101還可包括至少一邊緣輥組件，該組件包括一對邊緣輥，且構造成當帶從所述成形楔201的根部209拉出時能嚙合玻璃帶103相應的邊緣103a, 103b。所述一對邊緣棍促進所述玻璃帶的邊緣的適當的精磨。邊緣棍精磨為熔融的玻璃的邊緣部分提供所需的邊緣特征和適當的融合，該熔融的玻璃從邊緣引導件212的相對面拉出，該邊緣引導件212與一對向下傾斜的成形面部分203，205相連接。如圖2所示，第一邊緣輥組件213a與第一邊緣103a相連接。圖3顯示了第二邊緣輥組件213b與玻璃帶103的第二邊緣103b相連接。雖然在進一步的實施例中，多對邊緣輥具有不同的特征，但所有的邊緣輥組件213a，213b相互之間可以是基本上相同的。
[0023]如圖3所示，所述熔合拉制設備101還可包括分別對應于邊緣103a，103b的第一和第二拉輥組件301a，301b，從而促進將所述玻璃帶103在所述拉制平面211的拉制方向207上牽拉。
[0024]所述熔合拉制設備101還可包括切割裝置303，以允許將玻璃帶103切割成分開的玻璃板305。所述玻璃板305可以再分割成一塊塊的顯示器玻璃板供各種顯示設備使用，比如液晶顯示器(IXD)。切割裝置可以包括用于將玻璃帶103切割成獨立的玻璃板305的激光裝置、機械刻劃裝置、移動砧機和/或其它裝置。
[0025]參考圖2，在一實施方式中，所述玻璃熔體121可流進成形容器143的槽215中。然后，所述玻璃熔體121可同時流經相應的堰217a，217b，且向下流至相應堰217a，217b的外表面219a，219b。然后，各個玻璃熔體流沿著所述向下傾斜的成形面部分203，205在所述成形容器143的根部209交匯。然后，所述玻璃帶103在所述拉制平面211沿著拉制方向207從根部209拉出。
[0026]參考圖3，所述玻璃帶103在所述拉制平面211沿著拉制方向207從根部209拉出，從粘稠區307拉至凝固區309。在凝固區309中，玻璃帶103從粘稠態凝固成帶有所需橫截面輪廓的彈性態。然后，將玻璃帶從凝固區309拉至彈性區311。在彈性區311，冷凍玻璃帶來自粘稠區307的輪廓作為所述玻璃帶的特征。雖然固定的帶可彎曲而偏離這種構造，但內部應力可使所述玻璃帶偏離回其初始固定的輪廓。
[0027]用于制備玻璃帶的任意設備都可包括冷卻設備，該冷卻設備構造成可控制所述玻璃帶沿著冷卻軸的橫向溫度輪廓。例如，所述熔合拉制設備101是示例性的包括冷卻設備。根據本發明的方面，圖4闡述了一示例性的冷卻設備401，但在其它實施例中可提供其它的冷卻設備構造。例如，所述冷卻設備401可作為已經在圖1-3示例性展示的所述熔合拉制機140的一部分。為了清楚，在圖1-3中沒有顯示冷卻設備401的細節，但在圖4-7中，將更加全面的顯示示例性冷卻設備401的方面。
[0028]圖4-7顯示了用于制備玻璃帶的示例性設備，其包括所示的熔合拉制設備101，但也可以為根據本發明方面的冷卻設備提供上拉或其它玻璃成形設備。如圖4-6所示，所示的冷卻設備401可包括沿著所述熔合拉制設備101的冷卻軸405a設置的冷卻線圈403a_e。如圖所示，所述冷卻軸405a可設計成橫向延伸，如基本上與所述拉制方向207正交。例如，如圖3所示,所述冷卻軸405a可基本上與所述拉制方向207正交,且位于所述凝固區309的上部，所述玻璃帶103在那里開始從粘稠態轉變成彈性態。如圖4所示，在這樣的位置，可提供擋熱板406來包含所述熔合拉制機140的結構。所述擋熱板406可包括SiC材料，但在其它實施方式中也可使用其它材料。
[0029]附加的或可選的，如圖3和4所示，所述冷卻軸405b可位于所述凝固區309的下部，所述玻璃帶103在那里完成從粘稠態轉變成彈性態。此外，如圖3所示，所述冷卻軸405c還可位于彈性區311，所述玻璃帶在那里完全凝固成彈性態。事實上，應理解所述冷卻軸可位于從所述成形容器143移動的所述玻璃帶的各種位置。例如，在示例性實施例中，所述冷卻軸405a可位于在成形楔201的根部209和所述切割裝置303之間的玻璃帶的各種其它位置。
[0030]提供冷卻軸可有助于控制所述玻璃帶103沿著冷卻軸的橫向溫度輪廓。例如，所述橫向溫度輪廓可基本上沿著所述玻璃帶的輪廓軸。圖4顯示了一實施例，其中玻璃帶103的溫度輪廓軸407a基本上與拉制方向207正交，且平行于相應的冷卻軸405a。類似的，玻璃帶103的其它溫度輪廓軸407b基本上與拉制方向207正交，且平行于相應的冷卻軸405b。這樣，應理解曲線軸(如407a和407b)，可基本上與拉制方向207正交，且類似的基本上與所述玻璃帶的拉伸軸正交。此外，所述曲線軸可基本上與所述玻璃帶的邊緣103a，103b正交，但所述曲線軸可相對于所述玻璃帶的邊緣103a，103b和/或拉制方向207以斜角取向。
[0031]這樣，本發明的設備和方法可幫助控制沿著所述玻璃帶103的拉制方向207不同位置處，所述玻璃帶103沿著所述冷卻軸的橫向溫度。能控制玻璃帶的橫向溫度，就可幫助控制玻璃帶103橫向方向的橫向粘度和/或溫度冷卻曲線。
[0032]圖5-6顯示了圖4所參考的多個冷卻線圈403a_e。圖5是熔合拉制機140沿著圖3線5-5的部分截面透視圖。為了闡述的目的，圖5顯示了多個冷卻線圈403a-e，包括5個冷卻線圈403a_e，但在其它實施例中也可提供更多或更少的冷卻線圈。
[0033]每一冷卻線圈都可由至少一管制成，且構造成通過所述至少一管循環流體，以從所述冷卻線圈去除熱量。這`樣，液體和/或氣體冷卻流體都可用于通過所述管循環，但與所述玻璃帶或所述熔合拉制設備101的其它部分沒有物理接觸。在一實施例中，所述管可構造成循環液體，以增加從各個冷卻區去除熱量時的熱量交換速率。這樣，所述至少一管可就將液體移動進入所述冷卻區的附近，但不污染電氣組件或所述熔合拉制機的其它結構。因此，可通過不與所述設備的其它部分接觸來取得高的熱交換的好處，所述熱交換涉及借助包括至少一管的冷卻線圈的液體冷卻。
[0034]在一實施例中，所述至少一冷卻線圈可包括多個冷卻線圈或連在一起的線圈片段。在其它實施例中，一種或更多種線圈可形成為具有縫，該縫在所述片段的界面之間和/或沿著所述冷卻管的縱向軸。例如，可焊接、軟焊或通過多個彎管或U形管連接多個直的片段。或者，如圖5所示，每一冷卻線圈的所述至少一管可包括單一的基本上連續的管501，且彎曲成緊湊形狀503。提供的所述單一的基本上連續的管501，在沿著所述冷卻線圈的緊湊形狀503 (如，沿著所述冷卻管的縱向軸)可不包括任何的焊接或軟焊縫，但所述緊湊形狀503可通過多于一種管和/或一種有縫的管來提供。但是，提供具有所示無縫單一連續管的冷卻線圈可減少所述冷卻線圈的裂紋、流體泄漏和/或毀滅性失效，不然這些可能損壞在所述冷卻線圈附近的設備的電氣和其它組件。
[0035]根據本發明的方面，可使用各種緊湊形狀。例如，如圖5所示，所述緊湊形狀503可包括蛇形。該蛇形可允許所述至少一管取得緊湊形式，以增加所述冷卻線圈在相應的冷卻區內的表面積。例如，如圖5所示，該蛇形可包括在彎頭507連在一起的多個直的片段505。
[0036]如圖4所示，每一冷卻線圈403a_e的緊湊形狀503可沿著冷卻平面411延伸。在這種構造中，所述蛇形可基本上沿著冷卻平面411延伸，從而所述直的片段505和彎頭507相互之間基本上共平面。在這樣的實施例中，可在溫度輪廓軸407a，407b的上面和下面取得相對一致的冷卻。如進一步所示，所述冷卻平面411面朝拉制平面211。在一實施例中，所述冷卻平面411可相對于所述拉制平面211以一定角度設置，從而允許熱交換沿著所述冷卻線圈403a_e的高度變化。或者，如圖所示，所述冷卻平面411可基本上平行于所述拉制平面211。提供基本上平行的相對取向，可幫助均勻的從所述玻璃帶吸收熱量，有助于沿著拉制方向207在所述冷卻區的高度上維持所需的溫度輪廓。
[0037]參考圖5，所述多個冷卻線圈403a_e可相互之間相對對齊，成為一排沿著所述冷卻軸405a延伸的冷卻線圈403a_e。雖然只顯示了單一的一排，其它實施例可包括排布成冷卻線圈陣列、有多排的冷卻線圈。在這樣的實施例中，所述冷卻線圈還可沿著各個列對齊，以形成冷卻線圈矩陣。
[0038]如進一步所示，所述多個冷卻線圈403a_e可單獨的包括沿著所述設備的冷卻軸延伸的相應的橫向寬度“W/’，“W2”和“W/’。如圖所示，所述多個冷卻線圈中至少一個冷卻線圈的橫向寬度大于所述多個冷卻線圈中其它冷卻線圈的橫向寬度。例如，所述玻璃帶的中心可與具有比外部冷卻線圈更小橫向寬度的一個或更多個冷卻線圈連接。例如，作為示例，所述冷卻線圈403a-e的排可包括示例性的冷卻線圈403c，它的橫向寬度“W3”小于橫跨在所述內部冷卻線圈403c之上的一對內部冷卻線圈403b，403d的橫向寬度“W2”。類似的，所述冷卻線圈403a-e的排可包括寬度“W/’大于所述一對內部冷卻線圈403b，403d的寬度
、大于內部冷卻線圈403c寬度的一對外部的冷卻線圈403a，403e。
[0039]在其它實施例中，一或更多更冷卻線圈可包括相同的寬度。對于所示的實施例，所述一對內部的冷卻線圈403b，403d具有相同的橫向寬度“W2 ”，且所述一對外部的冷卻線圈403a，403e具有相同的橫向寬度“W/’。提供具有不同和/或相同寬度的冷卻線圈，可幫助補償距所述玻璃帶中心不同距離的所述玻璃帶的冷卻和/或加熱。此外，如下文所進一步描述，所述冷卻線圈可具有不同的寬度，以對應所述多個加熱裝置的橫向寬度。
[0040]如圖6所示，所述多個冷卻線圈403a_e的各個橫向寬度“W/’，“W2”和“W3”基本上小于所述熔合拉制設備101的拉制寬度“W/’。如圖6所示，所述熔合拉制寬度“Wd”可認為是所述玻璃帶103沿著與所述拉制方向207正交方向的、在邊緣103a和103b之間的橫向寬度。使各個冷卻線圈403a_e的橫向寬度“W/’，“W2”和“W3”基本上小于所述熔合拉制設備101的拉制寬度“Wd”，可允許在冷卻區601a_e之內選擇性的冷卻，以幫助獲得所需的沿著冷卻軸405a的溫度輪廓。
[0041]所述冷卻線圈403a_e可相互之間相對對齊，成為一排沿著所述冷卻軸405a延伸的冷卻線圈403a-e，從而所述冷卻線圈的總長度“L”大于或約等于所述熔合拉制設備101的拉制寬度“W/’。雖然也可提供更小的長度，但使長度“L”大于或約等于拉制寬度“Wd”允許橫穿整個玻璃帶103的寬度進行橫向溫度輪廓控制。
[0042]如圖6所示，每一個冷卻線圈403a_e都可獨立的操作，不受其它冷卻線圈影響。例如，所述多個冷卻線圈403a_e的每一個都可分別的包括進口 603a_e，以接受如氣體和/或液體的冷卻流體。例如，如圖所示，可從冷卻流體607的源頭609，為每一各自的進口 603a-e提供冷卻流體607，例如水。每一冷卻線圈403a_e還可包括各自的出口 605a_e，以將加熱過的流體從所述冷卻線圈傳輸至容納結構611，但在其它實施例中也可提供閉合的液體循環排布。在這種實施例中，在將所述冷卻的流體重新輸回所述各個進口 603a_e之前，可使用換熱器去除來自加熱的流體的熱量。
[0043]在一實施例中，可提供泵613，以將流體注入各個進口 603a_e中，以通過所述冷卻線圈403a_e循環。在一實施例中，提供具有多個流量電磁閥617的總管615,所述流量電磁閥617可手動或自動操作，以調節通過所述各個冷卻線圈403a-e的流速。在一實施例中，提供了計算機控制器619，以將信號沿著各個線路621輸送之各個流量電磁閥617。在其它實施例中，用于每一各個冷卻線圈403a_e的預先決定的流量可編程進入計算機，或通過進一步的輸入由計算機來計算。在一實施例中，流量傳感器623可監控每一冷卻線圈403a-e內的流體流量，且通過各個通信線路625將信號提供給所述計算機控制器619。這樣，通過每一各個冷卻線圈403a-e的實際流量可通過各個流量傳感器623監控。然后，可將所述流體流量信號提供給計算機控制器619，其隨后能輸出命令信號以操作泵613和調節各個流量電磁閥617，以提供適當的、通過相應冷卻線圈403a-e的流速。雖然沒有顯示，每一流體循環可包括壓力釋放閥，但在其它實施例中不需要。
[0044]還如圖6所示，可為每一進口 603a_e提供相應的進口溫度傳感器T1,以及可為每一出口 605a_e提供相應的出口溫度傳感器T2。這樣，所述流體進入和排出每一冷卻線圈403a-e的進口和出口溫度是可監控的。計算機控制器619可編程以計算溫度傳感器T1, T2測得的溫度的變化(即AT)。此外，所述計算機控制器619可編程，以計算通過所述冷卻線圈403a-e循環流體的具體熱量。和所述流量傳感器623測得的流速一起，所述計算機控制器619可估計出通過每一冷卻線圈403a-e去除的熱量。這個信息可進一步用于優化冷卻區601a_e內的溫度控制。
[0045]在其它實施例 中，所述設備可包括與每一冷卻區601a_e連接的多個熱量傳感器627。所述熱量傳感器627可構造成監控所述玻璃帶沿著所述橫向輪廓的不同位置的溫度。在一實施例中，每一熱量傳感器627可包括通信線路629，所述通信線路629構造成允許對應于所感測到溫度的信號傳輸回所述計算機控制器619。這樣，就可監控與每一冷卻區601a_e連接的玻璃帶103的部分的溫度。基于感測到的溫度，可不受制于其它冷卻線圈的、獨立的操作通過每一冷卻線圈403a_e的流體的流量，從而取得所需的所述玻璃帶103沿著冷卻軸405a的橫向溫度輪廓。這樣，所示的構造提供了一種控制系統，所述控制系統構造成以在沿著橫向輪廓不同位置所感測到的相應溫度為基礎，選擇性的操作所述冷卻線圈。
[0046]如圖4-7所示，所述熔合拉制設備101還可任選的包括沿著所述冷卻軸405a設置的多個加熱裝置413a_e。根據本發明的方面，可使用各種加熱裝置。例如，如圖3所示，例如，如圖4所示，所述加熱裝置413a_e可包括在電學上相互之間相對并聯或串聯排布的多排加熱元件415。可設計每一排加熱元件415以取得不同的溫度，從而在拉制方向207產生溫度梯度。在其它實施例中，可設計每一排加熱元件415以取得基本上相同的溫度，從而當所述玻璃的部分經過所述加熱裝置413a_e時，將所述帶的部分暴露于基本上相同的加熱溫度。
[0047]同樣如圖4所示，所述加熱元件415可全部沿加熱平面417延伸。在一實施例中，所述加熱平面417相對于所述拉制平面211和/或所述冷卻平面411以一定角度設置，從而當所述玻璃帶的一部分經過所述加熱平面417時，允許改變熱傳遞。或者，如圖所示，所述加熱平面417可基本上平行于所述冷卻平面411和所述拉制平面211，但在其它實施例中，所述加熱平面417可只基本上平行于所述冷卻平面411或所述拉制平面211。提供基本上平行的相對取向，可幫助均勻的將熱量應用至所述玻璃帶，有助于沿著拉制方向207在所述冷卻區(或加熱區)的高度上維持所需的溫度輪廓。
[0048]參考圖5，所述多個加熱裝置413a_e可相互之間相對對齊，成為一排與冷卻線圈403a-e 一起，也沿著所述冷卻軸405a延伸的加熱裝置413a_e。雖然只顯示了單一的一排，其它實施例可包括排布成加熱裝置陣列、有多排的加熱裝置。在這樣的實施例中，所述加熱裝置還可沿著各個列對齊，以形成冷卻線圈矩陣。
[0049]如進一步所示，所述多個加熱裝置413a_e還可包括一相應的橫向寬度，所述橫向寬度約等于所述冷卻線圈403a_e相應的寬度。這樣，如圖5所示，每一加熱裝置都可包括基本上等于所述相應的冷卻線圈橫向寬度“W/’，“W2 ”和“W3”的橫向寬度。和上文對冷卻線圈的描述類似，所述加熱裝置也可具有相同或不同的寬度。提供具有相同和/或不同的寬度的加熱裝置，可有助于補償通常在所述玻璃帶103邊緣103a，103b發生的更快的冷卻。
[0050]如圖6所示，各個橫向寬度“W/’，“W2 ”和“W3”也對應所述加熱裝置413a_e的寬度，且基本上小于所述熔合拉制設備101的拉制寬度“W/’。使各個加熱裝置413a-e相應的橫向寬度“W/’，“W2 ”和“W3 ”基本上小于所述熔合拉制設備101的拉制寬度“Wd”，可允許在冷卻區601a_e之內選擇性的加熱，以幫助獲得所需的沿著冷卻軸405a的溫度輪廓。所述加熱裝置413a_e排也可相互之間相對對齊，成為一排沿著所述冷卻軸413a的加熱裝置413a-e，從而長度“L”大于或約等于所述熔合拉制設備101的拉制寬度“W/’。雖然也可提供更小的長度，但使長度“L”大于或約等于拉制寬度“Wd”允許橫穿整個玻璃帶103的寬度進行橫向溫度輪廓控制。
[0051]如圖6所示，每一個加熱裝置413a_e都可獨立的操作，不受其它加熱裝置影響。例如，所述多個加熱裝置413a-e中的每一個都可包括電接觸件631a，631b，所述電接觸件構造成置于電路中，且當在所述繞組(windings)通電流時，允許所述加熱裝置的繞組進行加熱。在一實施例中，構造繼電器633以接收來自計算機控制器619的信號，從而根據由每一冷卻區601a_e需求決定的所需的熱量輸出，單獨的控制流經所述電接觸件631a，631b的電流。在其它實施例中，用于每一各個加熱裝置413a_e的預先決定的電流可編程進入計算機，或通過進一步的輸入由計算機控制器來計算。
[0052]在另一實施例中，基于從所述多個可選的熱量傳感器627感測到的溫度，可獨立的操作通過每一加熱裝置413a_e的電流。這樣，所示的設備提供了一種控制系統，所述控制系統構造成以在沿著橫向輪廓不同位置所感測到的相應溫度為基礎，選擇性的操作所述加熱裝置。
[0053]在其它實施例中，一或更多冷卻線圈403a_e可與每一加熱裝置413a_e相連接。或者，一或更多加熱裝置413a_e可與每一冷卻線圈403a_e相連接。如圖5_6所示，所述多個加熱裝置413a_e的每一個可與相應的所述冷卻線圈403a_e之一相連接。在一些實施例中，所述加熱裝置413a_e可與所述冷卻線圈403a_e同時操作。這樣，通過將所述加熱裝置與各個冷卻線圈一起操作，可在每一冷卻線圈403a_e分別的進行冷卻微調。或者，在進行冷卻時可關閉所述冷卻線圈403a_e，只通過操作加熱裝置來控制所述溫度輪廓。在這些實施例中，所述冷卻線圈的至少一管可包括多種在只操作所述加熱裝置時能抗拒高溫的材料。例如，所述至少一管可包括高鎳合金，310不銹鋼或其它高溫材料。
[0054]此外，也考慮可選的為所述冷卻線圈提供涂層，以獲得所需的材料的發射率，借此影響從所述玻璃帶的輻射熱量損失。附加的或可選的，所述相同的或不同的涂層還可用于抑制腐蝕。這樣，可將一或更多涂層應用至所述冷卻線圈，以增強發射率特征和/或增強耐腐蝕性。
[0055]如圖4和7示例性所示，所述熔合拉制設備101可包括沿著所述熔合拉制設備101的冷卻軸405a設置的多個溫度控制模塊419a_e，其中每一控制模塊419a_e包括多個冷卻線圈403a_e中的至少一個以及所述多個加熱裝置413a_e中的至少一個。如圖4所示，每一溫度控制模塊419a_e可相對于所述拉制裝置(如示例性的成形楔201)安裝，從而所述相應的冷卻線圈403a_e位于相應的加熱裝置413a_e和所述熔合拉制設備101的拉制平面211之間。
[0056]此外，如圖4和7所示，每一溫度控制模塊419a_e可以可拆卸的相對于所述拉制裝置安裝，但在其它實施例中也可以使用不可拆卸的安裝構造。例如，如圖4示例性所示，安裝托架421通過緊固件423可拆卸的安裝至所述熔合拉制設備101的支撐結構425。另一組緊固件427可將所述加熱裝置413a-e連接至所述安裝托架421。另一組緊固件429可將所述冷卻線圈403a-e連接至所述安裝托架421。如圖所示，所述管501可包括安裝片段431，所述安裝片段431可在與相應加熱裝置413a-e連接的隔熱托架435形成的安裝凹槽433中接收。如圖所示，所述安裝凹槽433可接收所述管501的相應的安裝片段431，以幫助提供將所述冷卻線圈403a-e的緊湊形狀503相對于隔熱托架435以懸臂的方式固定安裝。雖然沒有顯示，但根據本發明的其它方面，還可提供其它可選的安裝結構。
[0057]如圖所示，所述安裝托架421使得所述溫度控制模塊419a_e相對于所述拉制裝置可拆卸的安裝。例如，`如圖7所示，可通過松開對應于選定控制模塊的安裝緊固件423來拆卸選定的溫度控制模塊419a_e中的一個。如圖701所示，可以快速的拆卸所述舊的控制模塊703并用新的控制模塊705置換它。這樣，可以快速的置換選定的控制模塊，而無需更換其它控制模塊。此外，當在拉制方向拉制熔融玻璃時，可以置換與所述舊的控制模塊703相連接的損壞的加熱裝置和/或冷卻線圈，且無需停止所述融合拉制過程。然后，所述舊的控制模塊可整修，從而將來提供用于另一置換模塊。
[0058]如前面所述，可在不同位置提供冷卻線圈和/或加熱裝置。如圖4所示，另一溫度控制模塊437a-e可沿著位于所述凝固區309下部的冷卻軸405b提供。所述溫度控制模塊437a-e可基本上與上文所述的溫度控制模塊419a_e相同。或者，如圖所示，所述溫度控制模塊437a_e具有與所述控制模塊419a_e不同的尺寸。在其它實施例中，只有冷卻裝置或加熱裝置沿著所述冷卻軸405b設置。
[0059]在運行中，用于制備玻璃帶103的方法可包括以下步驟:在拉制方向207將熔融玻璃拉制進入粘稠區307以成形玻璃帶103，所述玻璃帶103包括沿著所述拉制方向207延伸的相對邊緣103a，103b。如圖1和3所示，所述相對的邊緣103a，103b沿著所述玻璃帶103的寬度隔開，該寬度與所述拉制方向207橫向。
[0060]然后，該方法可包括將熔融玻璃從粘稠區307拉制進入所述粘稠區307下游的凝固區309的步驟。在凝固區309中，玻璃帶103從粘稠態凝固成彈性態。該方法還包括將玻璃帶103拉制進入所述凝固區309下游的彈性區311的步驟。可選的，隨后可使用所述切割裝置303將玻璃帶103切割成分開的玻璃板305，以備進一步加工。雖然沒有顯示，所述玻璃帶的邊緣可以裁剪和/或所述玻璃帶可以卷成儲存卷軸，以在其它地方實施進一步的切割技術。
[0061]所述方法還包括在所述粘稠區307、凝固區309和彈性區311中的至少一個中，沿著所述玻璃帶103的寬度控制所述玻璃帶103的橫向溫度輪廓的步驟。所述控制溫度輪廓的步驟還包括選擇性的從多個冷卻線圈403a_e的至少一個去除熱量，所述冷卻線圈403a-e沿著橫向于所述拉制方向207的冷卻軸405a設置。
[0062]如圖6所示，所述從冷卻線圈去除熱量的步驟，可通過在形成相應冷卻線圈的所述至少一管501循環流體如水來實施。通過管循環流體，可避免用流體如水損壞或污染，與所述熔合拉制設備101的加熱裝置或其它零件連接的電氣組件。
[0063]如圖6進一步所示，所述方法可選擇性的操作所述冷卻線圈403a_e以控制所述玻璃帶103的橫向溫度輪廓。例如，熱量傳感器627可感測所述玻璃帶103沿著所述玻璃帶寬度不同位置的溫度。所述熱量傳感器627隨后將反饋輸通過通信線路629輸送至計算機控制器619。基于所述反饋，計算機控制器619隨后能調節泵613和一或更多個流量電磁閥617，以獨立的調節通過一或更多個冷卻線圈403a-e的冷卻流量。這樣，所述方法可調節至少一個冷卻線圈403a_e的冷卻速率，而無需調節其它至少一個冷卻線圈的冷卻速率。此外，所述多個冷卻線圈403a_e可基于溫度反饋選擇性的操作，以提供控制系統，該控制系統基于所感測到的溫度操作所述冷卻線圈。
[0064]在其它實施例中，可通過使用沿著所述冷卻軸405a設置的多個加熱裝置413a_e中的至少一個添加熱量來控制所述溫度輪廓。在一實施例中，所述計算機控制器619可以以熱量傳感器627所感測的 反饋為基礎，自動的調節由每一加熱裝置添加的熱量。示例性方法可涉及用加熱裝置413a_e進行冷卻，而不使用冷卻線圈403a_e。例如，可把流體放出所述冷卻線圈，其中所述冷卻裝置的至少一管的高溫金屬，允許所述冷卻線圈在高溫環境中維持結構完成性，同時，通過各自的加熱裝置短暫(如果有話)干涉所述玻璃帶部分的加熱。在運行中，所述玻璃帶103的接近邊緣103a，103b的外部部分，天然的趨于比所述玻璃帶103的中心部分冷卻得更快。這樣，由與冷卻區601a，601e相連接的外部傳感器627所感測的溫度可確定所述玻璃帶103的外部部分冷卻過快。相應的，所述計算機控制器619可激活外部的一對加熱裝置413a，413e,使其溫度相對高于其它加熱裝置，從而為所述玻璃帶沿著寬度提供更加均勻的冷卻。
[0065]或者，可以關閉加熱裝置，其中冷卻由所述冷卻線圈403a_e執行。在該實施例中，由與中心冷卻區601c相連接的外部傳感器627所感測的溫度可顯示所述玻璃帶的中心部分包括相對高的溫度。相應的，所述計算機控制器619可增加通過所述內部冷卻線圈403c的流體的流速，以增加所述中心冷卻區601c的冷卻速率。這樣，所述中心冷卻線圈以相對更高的速率冷卻，從而為所述玻璃帶沿著寬度提供更加均勻的冷卻。
[0066]在其它實施例中，所述加熱裝置和冷卻線圈可同時操作。例如，通過加熱裝置應用的加熱，可通過用相應的冷卻線圈來的冷卻來調節，從而可微調在各個冷卻區應用的有效冷卻速率。
[0067]如進一步所示，可提供所述相對不同的橫向寬度“W/’，“W2”和“W3”以幫助在最需要調節冷卻速率的地方促進更大的熱交換。例如，所述外部加熱裝置413a，413e可以以相對更大的寬度“W/’連接，有助于以更大的速率將熱量應用至外部邊緣，從而補償邊緣的更快速的冷卻，否則可能會提供不想要的橫向溫度輪廓。[0068]對本領域的技術人員而言，顯而易見的是，可以在不偏離本發明的范圍和精神的情況下對本發明進行各種修改和變動。因此，本發明意在覆蓋對本文內容的修改和變動，前提是這些修改和變動在所附權利要求及其等同方案的范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于制備玻璃帶的設備，所述設備包括: 拉制裝置，其構造成沿著所述設備的拉制平面，在拉制方向上將熔融玻璃拉制成玻璃帶；以及 冷卻設備，其包括沿著所述設備相對于所述拉制方向橫向延伸的冷卻軸設置的多個冷卻線圈，且構造成控制所述玻璃帶沿所述冷卻軸的橫向溫度輪廓，其中每一冷卻線圈都由至少一管制成，且構造成通過所述至少一管循環流體，以從所述冷卻線圈去除熱量。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述多個冷卻線圈相互之間相對對齊，成為一排冷卻線圈。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述至少一管包括單一的、基本上連續的、彎曲成緊湊形狀的管。
4.如權利要求3所述的設備，其特征在于，所述緊湊形狀包括蛇形。
5.如權利要求3所述的設備，其特征在于，所述緊湊形狀沿冷卻平面延伸。
6.如權利要求5所述的設備，其特征在于，所述冷卻平面面朝拉制平面。
7.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述冷卻平面基本上平行于拉制平面。
8.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述多個冷卻線圈中的每一冷卻線圈都可獨立的操作，不受制于所述多個冷卻線圈中其它的冷卻線圈。
9.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述多個冷卻線圈各自包括相應的、沿著所述設備冷卻軸延伸的橫向寬度，其中所述多個冷卻線圈中至少一個冷卻線圈的橫向寬度大于所述多個冷卻線圈中其它冷卻線圈的橫向寬度。
10.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述多個冷卻線圈各自包括相應的、沿著所述設備冷卻軸延伸的橫向寬度，其中所述多個冷卻線圈中各自冷卻線圈的橫向寬度基本上小于所述設備的拉制寬度。
11.如權利要求10所述的設備，其特征在于，所述多個冷卻線圈相互之間相對對齊，成為一排冷卻線圈，且所述線圈的長度大于或約等于所述設備的拉制寬度。
12.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個熱量傳感器，該熱量傳感器構造成監控所述玻璃帶沿著橫向輪廓不同位置的溫度。
13.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括一種控制系統，所述控制系統構造成以在沿著橫向輪廓不同位置所感測到的相應溫度為基礎，選擇性的操作所述多個冷卻線圈。
14.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括沿著所述設備的冷卻軸設置的多個加熱裝置。
15.如權利要求14所述的設備，其特征在于，所述設備還包括沿著所述設備的冷卻軸設置的多個溫度控制模塊，其中每一控制模塊對應所述多個冷卻線圈中的至少一個以及所述多個加熱裝置中的至少一個。
16.如權利要求15所述的設備，其特征在于，每一溫度控制模塊相對于所述拉制裝置安裝，從而所述相應的冷卻線圈位于相應的加熱裝置和所述設備的拉制平面之間。
17.如權利要求16所述的設備，其特征在于，每一溫度控制模塊可拆卸的相對于所述拉制裝置安裝。
18.如權利要求15所述的設備，其特征在于，所述至少一溫度控制模塊中對應的冷卻線圈和加熱裝置包括基本上相同的寬度。
19.如權利要求15所述的設備，其特征在于，所述設備還包括控制器，該控制器構造成操作每一控制模塊，從而同時用相應的冷卻線圈進行冷卻和用相應的加熱裝置進行加熱。
20.一種制造玻璃帶的方法，所述方法包括以下步驟: (I)在拉制方向將熔融玻璃拉制進入粘稠區以成形玻璃帶，所述玻璃帶包括沿著所述拉制方向延伸的相對邊緣，其中所述相對邊緣沿著所述玻璃帶的寬度隔開，該寬度橫向于所述拉制方向； (II)將熔融玻璃從粘稠區拉制進入所述粘稠區下游的凝固區，其中所述玻璃帶從粘稠態凝固成彈性態； (III)將所述玻璃帶拉制進入所述凝固區下游的彈性區；以及 (IV)在所述粘稠區、凝固區和彈性區中的至少一個中，沿著所述玻璃帶的寬度控制所述玻璃帶的橫向溫度輪廓，其中所述控制溫度輪廓的步驟還包括選擇性的從多個冷卻線圈的至少一個去除熱量，所述冷卻線圈沿著與所述玻璃帶拉制方向橫向的冷卻軸設置。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括操作所述冷卻線圈的步驟，從而每一冷卻線圈形成連接的多個冷卻區中的一個，該冷卻區相互對齊以創建沿著所述冷卻軸的一排冷卻區。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，通過在形成相應冷卻線圈的所述至少一管中循環流體來實施從多個冷卻線圈中的至少一個去除熱量。
23.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括調節至少一個冷卻線圈的冷卻速率，而無需調節其它至少一個冷卻線圈的冷卻速率。
24.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括選擇性的操作所述多個冷卻線圈，以控制所述玻璃帶的橫向溫度輪廓。
25.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法還包括感測所述玻璃帶沿著該玻璃帶寬度不同位置的溫度，以及基于所感測的溫度選擇性的操作所述多個冷卻線圈。
26.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述控制溫度輪廓的步驟包括用沿著所述冷卻軸設置的多個加熱裝置中的至少一個來選擇性的添加熱量。
27.如權利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法還包括提供沿著所述設備的冷卻軸設置的多個溫度控制模塊的步驟，其中每一控制模塊包括所述多個冷卻線圈中的至少一個以及所述多個加熱裝置中的至少一個。
28.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法還包括用新的控制模塊置換所述控制模塊中的一個的步驟。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述置換步驟在沿著拉制方向拉制熔融玻璃時實施。
30.如權 利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法還包括操作所述至少一個控制模塊的步驟，從而同時用相應的冷卻線圈進行冷卻和用相應的加熱裝置進行加熱。
【文檔編號】C03B18/04GK103608307SQ201280029243
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月15日 優先權日:2011年6月17日
【發明者】R·德利亞, A·厄爾卡羅特 申請人:康寧股份有限公司