專利名稱：制造玻璃球的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造玻璃球的方法和裝置。
背景技術(shù)：
公知的制造玻璃球的方法相當(dāng)費(fèi)事，因此也相當(dāng)昂貴。在公知的方法中，將一個(gè)玻璃塊切割成便于使用的小塊或者立方體，然后使其成圓形并在滾筒里進(jìn)行預(yù)磨。這樣形成的粗制玻璃球要再經(jīng)過(guò)粗磨、精磨、研磨和拋光，也就是要進(jìn)行一系列的冷卻再加工。如果從玻璃棒上截取圓柱形截面作原料的話，也會(huì)產(chǎn)生同樣的缺陷。
制造時(shí)，要在玻璃棒上劃準(zhǔn)線，使其形成球狀。玻璃棒也可以通過(guò)空氣壓力或借助一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤使其碎裂，從而噴射或拋出小塊玻璃，其由于表面張力而形成球狀。但這里所生產(chǎn)出來(lái)的球體直徑大小限制在1mm以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種制造玻璃球的方法，利用此方法以簡(jiǎn)易的方式可批量制造直徑更大的粗制玻璃球。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題是這樣來(lái)解決的將玻璃熔液從裝有熔融玻璃的給料容器中輸送到兩個(gè)沿玻璃熔液流動(dòng)方向同步、但彼此反向相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)、且在其圓周上具有分布設(shè)置的半球狀凹區(qū)的輥?zhàn)又g，在預(yù)計(jì)的兩輥?zhàn)娱g的接觸區(qū)形成一條薄玻璃帶，其上具有彼此相鄰的球粒，該玻璃帶的厚度是由兩輥?zhàn)咏佑|區(qū)處凹區(qū)外的輥?zhàn)娱g距來(lái)確定的；在帶有球粒的玻璃帶冷卻后用一個(gè)分離裝置將粗制玻璃球從該玻璃帶上分離出來(lái)；然后對(duì)這些粗制玻璃球進(jìn)行表面冷加工。
此帶有球粒的薄玻璃帶將大量粗制玻璃球集聚于其上，這些粗制玻璃球在冷卻后可借助一個(gè)分離裝置方便地從此薄玻璃帶上分離出來(lái)，因?yàn)榇吮〔ＡП恢瞥删哂蓄A(yù)定斷裂位置的結(jié)構(gòu)。為此，這一分離過(guò)程可以在一個(gè)滾筒里進(jìn)行。
其中有兩點(diǎn)很重要使這兩個(gè)輥?zhàn)油讲⒎聪蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，且該凹區(qū)設(shè)置在輥?zhàn)油饩壣希粌奢佔(zhàn)拥陌紖^(qū)在其兩輥?zhàn)咏佑|區(qū)總能彼此相對(duì)準(zhǔn)，并形成球狀粒結(jié)。必須避免相對(duì)置的凹區(qū)沿周向或軸向錯(cuò)位，這最簡(jiǎn)單的方式是通過(guò)對(duì)兩輥?zhàn)幼飨鄳?yīng)同步調(diào)節(jié)運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于在費(fèi)用較低的情況下制成粗制玻璃球，對(duì)其進(jìn)行冷再加工之前無(wú)需其它工序。
為了使粗制玻璃球易于與玻璃帶分離，規(guī)定球粒之間作為預(yù)定斷裂位置處的玻璃帶的厚度為1.5mm左右。如果厚度太大的話，就不能形成合適的預(yù)定斷裂點(diǎn)。而厚度太小的話，分離時(shí)還會(huì)在粗制玻璃球區(qū)產(chǎn)生裂痕。
在另一種結(jié)構(gòu)中規(guī)定借助輻射熱將輥?zhàn)蛹訜嶂?70到300℃。
這樣就避免輥?zhàn)雍蛶в星蛄５牟Ａеg溫差的過(guò)大，防止在玻璃球內(nèi)產(chǎn)生裂痕。
一般來(lái)講，對(duì)于低粘性(η過(guò)程短)的玻璃，其拉絲裝置只需一對(duì)輥?zhàn)泳妥銐蛄?，因?yàn)槟踢^(guò)程和碾薄過(guò)程幾乎是同時(shí)結(jié)束的。而對(duì)于粘度較大(η過(guò)程較長(zhǎng))的玻璃，這兩道工序用一組輥?zhàn)邮遣荒芡瓿傻?。這時(shí)就需要2到3個(gè)輥對(duì)的輥組。
為了熔融的玻璃均勻地到達(dá)輥?zhàn)?、沿其流?dòng)并流入凹區(qū)，要求熔融的玻璃離開給料容器時(shí)的溫度為1000-1200℃之間，具有1到50dPas(分帕秒)的低粘度，最好是10dPas(分帕秒)左右，而且以200到250g/min(克/分鐘)的物料通過(guò)量送給輥?zhàn)?。?duì)于粘度過(guò)大的玻璃，該玻璃帶、即預(yù)定斷裂位置不能被碾壓至足夠薄。
為了使那些球粒盡可能形成完好的球狀，應(yīng)選擇直徑在100mm到250mm之間的輥?zhàn)雍桶霃皆?mm到10mm之間的凹區(qū)。
為了最佳地利用輥?zhàn)拥膱A周來(lái)形成球粒，要求在所應(yīng)用的輥?zhàn)由蠈紖^(qū)沿其圓周列均勻分布地設(shè)置在輥?zhàn)拥耐獗砻?，而相鄰的圓周列隔列交錯(cuò)地錯(cuò)開半個(gè)分布間隔。因此作為預(yù)定斷裂位置和球粒載體的玻璃帶在這些球粒之間的長(zhǎng)度被限制得很短。
用于本發(fā)明方法的制造玻璃球的裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)將從裝有玻璃熔液的給料容器中流出的熔融玻璃輸送到帶有兩個(gè)同步反向運(yùn)轉(zhuǎn)、其上設(shè)有半球狀凹區(qū)的輥?zhàn)拥某尚脱b置中，以形成帶有球粒的薄玻璃帶；在玻璃帶冷卻后借助一個(gè)分離裝置將球粒作為粗制玻璃球從玻璃帶中分離出來(lái)；然后對(duì)這些粗制玻璃球進(jìn)行表面冷再加工，這樣就可以以公知的方式在所希望的范圍內(nèi)進(jìn)行最終的冷加工。


本發(fā)明的方法和裝置將在下面結(jié)合一示意圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明方法和裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
一個(gè)裝置的給料容器10例如可以是一個(gè)平板玻璃設(shè)備中拉絲設(shè)備的拉絲容器，其中玻璃熔液11通過(guò)一出口縫隙被輸送到兩個(gè)反向運(yùn)轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?0.1和20.2之間。
輥?zhàn)?0.1和20.2的外表面上設(shè)置有多列沿圓周分布的一組半球狀凹區(qū)21，這些凹區(qū)均勻分布在輥?zhàn)油獗砻嫔希⑼ㄟ^(guò)輥?zhàn)?0.1和20.2圓周上的區(qū)域22彼此分隔開。在沿玻璃熔液11的流向運(yùn)轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?0.1和20.2之間距離最小處，也就是屬于想像的接觸區(qū)，保留了一個(gè)確定流過(guò)的玻璃帶13厚度的縫隙，而位于該區(qū)域的兩個(gè)輥?zhàn)?0.1和20.2上的彼此相遇的凹區(qū)21形成玻璃帶13上的球粒12。在那里，首先進(jìn)入最窄區(qū)的凹區(qū)21中被填充玻璃熔液11，該玻璃熔液11在通過(guò)該縫隙位置時(shí)就被擠壓成球粒12?？p隙的大小選定在1.3到1.5mm，熔融的玻璃11是通過(guò)輥?zhàn)?0.1和20.2的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)輸送的，其溫度為1000到1200℃之間，物料通過(guò)量在200到250g/min(克/分鐘)之間。同時(shí)所使用的玻璃熔液應(yīng)具有1到50dPas(分帕秒)之間的低粘度，最好為10dPas(分帕秒)，其可靠地完成凹區(qū)21的填充過(guò)程。
如果制造直徑為7到12mm的玻璃球，輥?zhàn)?0.1和20.2的直徑應(yīng)為100到200mm，凹區(qū)21的半徑應(yīng)為3.5到6mm。為了避免在球粒12內(nèi)部形成裂痕，借助輻射熱將輥?zhàn)?0.1和20.2加熱至270到350℃。
可以沿輥?zhàn)虞S向設(shè)置多列沿圓周分布的圓周列凹區(qū)21，其交替地彼此錯(cuò)位半個(gè)分布間隔，且隔列交錯(cuò)，以使球粒12之間的預(yù)定斷裂處盡可能小。這些預(yù)定斷裂處由玻璃帶13的厚度確定，并由輥?zhàn)?0.1和20.2之間的縫隙來(lái)決定。因此位于球粒12之間的玻璃帶13的厚度不宜太大；但其最小值也很重要，應(yīng)避免在后面將粗制玻璃球14從玻璃帶13分離的過(guò)程中在粗制玻璃球14內(nèi)部形成裂痕。在帶球粒12的玻璃帶13冷卻和固化后，借助一個(gè)分離裝置(如一個(gè)滾筒或一個(gè)沖擊裝置)來(lái)進(jìn)行分離過(guò)程。
對(duì)這樣制成的粗制玻璃球14進(jìn)行表面冷加工，對(duì)此可以根據(jù)所要求的表面特性對(duì)其進(jìn)行粗磨、精磨、研磨和/或拋光處理。
權(quán)利要求
1.一種制造玻璃球的方法，其特征在于將從一個(gè)裝有熔融玻璃的給料容器(10)中流出的玻璃熔液(11)輸送到兩個(gè)沿該熔液流動(dòng)方向同步、但彼此反向運(yùn)轉(zhuǎn)、且在其圓周上具有分布設(shè)置的半球狀凹區(qū)(21)的輥?zhàn)?20.1，20.2)之間，在預(yù)計(jì)的兩輥?zhàn)娱g的接觸區(qū)形成一條薄玻璃帶(13)，其上具有彼此相鄰的球粒(12)，該玻璃帶(13)的厚度是由兩輥?zhàn)咏佑|區(qū)處凹區(qū)(21)外的輥?zhàn)?20.1，20.2)間距來(lái)確定的；在帶有球粒(12)的玻璃帶(13)冷卻后用一個(gè)分離裝置(15)將粗制玻璃球(14)從該玻璃帶(13)上分離出來(lái)；然后對(duì)這些粗制玻璃球(14)進(jìn)行表面冷加工。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述位于球粒(12)之間的玻璃帶(13)設(shè)計(jì)成厚度約為1.5mm的預(yù)定斷裂處。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述輥?zhàn)?20.1，20.2)借助輻射熱加熱到270至300℃。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述從給料容器(10)中流出的熔融的玻璃的溫度為1000至1200℃之間，粘度在1至50dPas之間，最好為10dPas左右，其以200至250g/min的物料通過(guò)量輸送給輥?zhàn)?20.1，20.2)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于應(yīng)用直徑為100-250mm的輥?zhàn)?20.1；20.2)，其上凹區(qū)的半徑為3-10mm。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在所應(yīng)用的輥?zhàn)?20.1，20.2)上將所述凹區(qū)(21)沿其圓周列均勻分布地設(shè)置在輥?zhàn)拥耐獗砻?，其中相鄰的圓周列隔列交錯(cuò)地各錯(cuò)開半個(gè)分布間隔。
7.一種用于本發(fā)明方法的制造玻璃球的裝置，其特征在于將從裝有玻璃熔液的給料容器(10)中流出的熔融玻璃(11)輸送到帶有兩個(gè)同步反向運(yùn)轉(zhuǎn)、其上設(shè)有半球狀凹區(qū)的輥?zhàn)?20.1，20.2)的成型裝置中，以形成帶有球粒(12)的薄玻璃帶(13)；在玻璃帶(13)冷卻后借助一個(gè)分離裝置(15)將球粒(12)作為粗制玻璃球(14)從玻璃帶(13)中分離出來(lái)；然后對(duì)這些粗制玻璃球(14)進(jìn)行表面冷加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造玻璃球的方法和裝置，借助這種方法和裝置可以方便地批量生產(chǎn)玻璃球。按照本發(fā)明，將玻璃熔液從裝有熔融玻璃的給料容器中輸送到兩個(gè)沿玻璃熔液流動(dòng)方向同步、但彼此反向相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)、且在其圓周上具有分布設(shè)置的半球狀凹區(qū)的輥?zhàn)又g，在預(yù)計(jì)的兩輥?zhàn)娱g的接觸區(qū)形成一條薄玻璃帶，其上具有彼此相鄰的球粒，該玻璃帶的厚度是由兩輥?zhàn)咏佑|區(qū)處凹區(qū)外的輥?zhàn)娱g距來(lái)確定的；在帶有球粒的玻璃帶冷卻后用一個(gè)分離裝置將粗制玻璃球從該玻璃帶上分離出來(lái)；然后對(duì)這些粗制玻璃球進(jìn)行表面冷加工。
文檔編號(hào)C03B19/10GK1397508SQ02127560
公開日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2002年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者哈托·謝弗, 克里斯琴·申克, 霍斯特·沃爾夫, 安德烈亞斯·沃爾斯多爾夫 申請(qǐng)人:艙壁玻璃公司