玻璃制造設備和用于制造玻璃帶的方法
【專利說明】玻璃制造設備和用于制造玻璃帶的方法
[0001]相關申請交叉參考
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119，要求2012年5月31日提交的美國申請系列號61/653，806的優先權，本文以該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。
技術領域
[0003]本發明涉及玻璃制造領域，具體來說，涉及玻璃制造設備和用于制造玻璃帶的方法，所述方法使用具有至少第一輥設備、第二輥設備和第三輥設備的牽拉輥裝置。
[0004]背景
[0005]已知例如通過熔合下拉法使用玻璃制造設備來制造玻璃板。共同轉讓的于2009年4月30公開的美國專利申請公開號2009/0107182Α1(安德森(Anderson)等)批露了一種具有下部牽拉輥設備的示例性玻璃制造設備，其具有使一對下輥以恒定的角速度轉動的主驅動電機。所述示例性玻璃制造設備還包括上牽拉輥設備，其具有上從動電機，所述上從動電機構造成以一定的扭矩來轉動一對上輥，該扭矩匹配所述一對下輥主電機的測得的扭矩的預定百分比。安德森(Anderso)等人公開的上牽拉棍設備和下牽拉棍設備的主/從配置在各種工藝應用中會是有益的。但是，仍然期望改善玻璃制造設備以具有可使各種工藝應用受益的構造。
【發明內容】
[0006]在本發明的獨立權利要求中描述了玻璃制造設備和用于制造玻璃帶的方法。玻璃制造設備和用于制造玻璃帶的方法的優選的實施方式在從屬權利要求中描述。
[0007]在本發明的一方面中，提供了玻璃制造設備，其包括:(a)成形裝置，其構造成生產玻璃帶，所述玻璃帶包括在第一邊緣部分和第二邊緣部分之間延伸的寬度；和(b)牽拉輥裝置，其包括:(i)第一輥設備，其包括第一上游拉制輥對，該第一上游拉制輥對構造成沿著拉制路徑從成形裝置拉制玻璃帶的第一邊緣部分，該拉制路徑橫切于玻璃帶的寬度延伸；(ii)第二輥設備，其包括第一中游輥對，該第一中游輥對沿著拉制路徑位于第一上游拉制輥對的下游，其中第一中游輥對構造成與玻璃帶的第一邊緣部分相互作用第三輥設備，其包括第一下游拉制輥對，該第一下游拉制輥對沿著拉制路徑位于第一中游輥對的下游，其中第一下游拉制輥對構造成沿著拉制路徑進一步拉制玻璃帶的第一邊緣部分；和(iv)控制裝置，其構造成獨立地操作至少第一輥設備和第三輥設備，從而使第一上游拉制輥對的至少一個輥以基本上恒定的扭矩轉動和使第一下游拉制輥對的至少一個輥以基本上恒定的角速度轉動。玻璃帶從成形裝置向下游拉制，通過粘性區，凝固區，然后通過彈性區。在一實施例中，所述第一上游拉制輥對位于粘性區，第一中游輥對位于凝固區，第一下游拉制輥對位于彈性區。在另一實施例中，第一上游拉制輥對位于凝固區，第一中游輥對位于凝固區，第一下游拉制輥對位于彈性區。
[0008]在本發明的另一方面中，提供了制造玻璃帶的方法。所述方法包括以下步驟:(a)提供牽拉輥裝置，其包括:(i)第一輥設備，其包括第一上游拉制輥對；(?)第二輥設備，其包括沿著拉制路徑位于第一上游拉制輥對下游的第一中游輥對；和(iii)第三輥設備，包括沿著拉制路徑位于第一中游輥對下游的第一下游拉制輥對；(b)形成玻璃帶，所述玻璃帶具有在第一邊緣部分和第二邊緣部分之間延伸的寬度；(c)獨立地操作第一輥設備，從而使第一上游拉制輥對的至少一個輥以基本上恒定的扭矩轉動以沿著拉制路徑拉制玻璃帶的第一邊緣部分；和(d)獨立地操作第三輥設備，從而使第一下游拉制輥對的至少一個輥以基本上恒定的角速度轉動以進一步沿著拉制路徑拉制玻璃帶的第一邊緣部分。玻璃帶向下游拉制，通過粘性區，凝固區，然后通過彈性區。在一實施例中，所述第一上游拉制輥對位于粘性區，第一中游輥對位于凝固區，第一下游拉制輥對位于彈性區。在另一實施例中，第一上游拉制輥對位于凝固區，第一中游輥對位于凝固區，第一下游拉制輥對位于彈性區。
[0009]還在本發明的另一方面中，提供了制造玻璃帶的方法。所述方法包括以下步驟:(a)提供牽拉輥裝置，其包括:(i)第一輥設備，其包括第一上游拉制輥對；(ii)第二輥設備，其包括沿著拉制路徑位于第一上游拉制輥對下游的第一中游輥對；和(iii)第三輥設備，包括沿著拉制路徑位于第一中游輥對下游的第一下游拉制輥對；(b)形成玻璃帶，所述玻璃帶具有在第一邊緣部分和第二邊緣部分之間延伸的寬度；(c)在一段時間內獨立地操作第一輥設備，從而第一上游拉制輥對沿著拉制路徑將基本上恒定的力施加到玻璃帶的第一邊緣部分；(d)在所述一段時間內獨立地操作第三輥設備，從而使第一下游拉制輥對的至少一個輥以基本上恒定的角速度轉動，且第一下游拉制輥對沿著拉制路徑將不同的力施加到玻璃帶的第一邊緣部分；和(e)在所述一段時間內，于沿著拉制路徑位于第一下游拉制輥對下游的位置，依次從玻璃帶分割多塊玻璃板。玻璃帶向下游拉制，通過粘性區，凝固區，然后通過彈性區。在一實施例中，所述第一上游拉制輥對位于粘性區，第一中游輥對位于凝固區，第一下游拉制輥對位于彈性區。在另一實施例中，第一上游拉制輥對位于凝固區，第一中游輥對位于凝固區，第一下游拉制輥對位于彈性區。
[0010]在以下發明詳述、附圖和任一權利要求中部分地提出了本發明的另外一些方面，它們部分源自發明詳述，或可以通過實施本發明來加以了解。應理解，前面的一般性描述和以下的發明詳述都只是示例和說明性的，不構成對所揭示的本發明的限制。
[0011]附圖簡要說明
[0012]參照以下結合附圖的詳細描述，可以更完整地理解本發明，附圖中:
[0013]圖1是根據本發明的實施例的示例玻璃制造設備的示意圖；
[0014]圖2是圖1的玻璃制造設備的局部透視圖，其包括根據本發明的一實施例的牽拉輥裝置；
[0015]圖3A-3F是圖1的玻璃制造設備的局部視圖，顯示了不同的示例性牽拉輥裝置，其中根據本發明的一實施例，各示例性牽拉輥裝置包括位于粘性區的第一輥設備，位于凝固區的第二輥設備，和位于彈性區的第三輥設備；
[0016]圖4A-4C是圖1的玻璃制造設備的局部視圖，顯示了不同的示例性牽拉輥裝置，其中根據本發明的一實施例，各示例性牽拉輥裝置包括位于凝固區的第一輥設備，位于凝固區的第二輥設備，和位于彈性區的第三輥設備；和
[0017]圖5A-5C是幾張圖表，顯示了根據本發明的一實施例，使用圖3A-3D所示的示例牽拉輥裝置從成形裝置拉制玻璃帶的結果。
[0018]發明詳述
[0019]在此將參照附圖更完整地描述各實施例，附圖中給出了示例性實施方式。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。
[0020]參見圖1，顯示了可根據本發明的一些方面使用的示例性玻璃制造設備100的示意圖。示例性玻璃制造設備100顯示為下拉熔合設備，但是在其他例子中也可以使用其他成形設備。在一個例子中，玻璃制造設備100可包括成形裝置102以生產玻璃帶104，所述玻璃帶104包含在玻璃帶104的第一邊緣部分104a和第二邊緣部分104b之間延伸的寬度“W”。
[0021]進一步如圖1所示，玻璃制造設備100可包括熔融容器106、澄清容器108、混合容器110、輸送容器112、成形裝置102、牽拉輥裝置114，114a, 114b, 114c和114d，以及分割裝置219。在熔融容器110中，如箭頭118所示加入玻璃批料，熔化形成熔融玻璃120。澄清容器108具有高溫加工區域，其通過傾斜管121從熔融容器106接收熔融玻璃120 (此處未顯示)，在澄清容器108中，從熔融玻璃120中除去氣泡。澄清容器108通過從澄清器到攪拌室的連接管122連接到混合容器106。通過從攪拌室到滾筒的連接管124，將所述混合容器110與輸送容器112相連。輸送容器112通過下導管126將熔融玻璃120輸送到入口 128并進入成形裝置102。
[0022]根據本發明的一些方面，可使用各種成形裝置。例如，如圖1和2所示，示例性成形裝置102包括開口 130，其接收流入槽132的熔融玻璃120。如圖2最佳所示，熔融玻璃120隨后從槽132溢流并向下流入兩側134a和134b，之后在成形裝置102的根部136熔合在一起。根部136是兩側134a和134b合并到一起的地方，并且是當玻璃帶104從根部136向下拉出時，分別在兩側134a和134b上流動的熔融玻璃120的兩個溢流壁熔合在一起以形成玻璃帶104的地方。
[0023]玻璃制造設備100還包括牽拉輥裝置114，114a, 114b, 114c和114d分割裝置116，它們都在圖1中示意性地顯示。如下文針對圖2所更詳細描述，提供牽拉輥裝置114來幫助從根部136拉制玻璃帶104，以及還將玻璃帶104拉制到所需厚度。可提供分割裝置116來在一段時間內依次從玻璃帶104分割多塊玻璃板140a和140b (只顯示了兩塊)。分割裝置116可包括所示的移動砧機，盡管可使用其它類型的分割裝置來在一段時間內依次從玻璃帶104分割多塊玻璃板140a和140b (只顯示了兩塊)。在另一種替代方式中，不存在分割裝置116，將卷曲玻璃帶104以形成卷繞的玻璃卷。
[0024]參考圖2，提供了根據本發明的一實施例的牽拉輥裝置114的更加詳細的示意圖。如圖2所示，示例牽拉輥裝置114可包括第一輥設備202，第二輥設備204，第三輥設備206，和控制裝置208 (例如，可編程邏輯控制器208，處理器-存儲器208)。在本實施例中，第一輥設備202包括第一上游拉制輥對210和第二上游拉制輥對212，它們構造成分別從成形裝置102沿著拉制路徑214拉制玻璃帶104的第一邊緣部分104a和第二邊緣部分104b，該拉制路徑214橫切于玻璃帶104的寬度“W”延伸(注:拉制輥210和212顯示為垂直向下傾斜的輥210和212，并在玻璃帶104中施加橫向張力220a，但它們可具有橫向取向；如果它們具有橫向取向，那么它們可相互連接)。第二輥設備204包括第一中游輥對216和第二中游輥對218，它們沿著拉制路徑214分別位于第一上游拉制輥對210和第二上游拉制輥對212的下游(注:輥216和218顯示成垂直向下傾斜的輥216和218，它們在玻璃帶104中施加橫向張力220b，但它們可具有橫向取向；如果它們具有橫向取向，那么它們可相互連接)。第三輥設備206包括第一下游拉制輥對222和第二下游拉制輥對224，它們沿著拉制路徑214分別位于第一中游輥對216和第二中游輥對218的下游(注:拉制輥222和224顯示為垂直向下傾斜的輥222和224，并在玻璃帶104中施加橫向張力220c，但它們可具有橫向取向；如果它們具有橫向取向，那么它們可相互連接)。將控制裝置208構造成至少獨立地操作第一$昆設備202和第三棍設備206，從而使第一上游拉制棍對210中的至少一個輥以基本上恒定的扭矩轉動，以及使第一下游拉制輥對222中的至少一個輥以基本上恒定的角速度轉動。在下文結合圖3-4提供在不同加工應用中，關于牽拉輥裝置114的不同方面的更加詳細的討論。
[0025]參考圖3A-3F，提供根據本發明的一些實施例的成形裝置102和牽拉輥