專利名稱：一種壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于玻璃深加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復合玻璃結(jié)構(gòu)，特別是指高隔熱、高隔音、高安全性復合真空玻璃結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
真空玻璃是一種具有優(yōu)良隔熱保溫的玻璃制品，目前已在建筑門窗、幕墻及家電等領(lǐng)域得到應用。真空玻璃的制作是采用兩塊平板玻璃周邊用低熔點玻璃封接，兩片玻璃之間內(nèi)設多個支撐物，并將間隙抽成真空，其真空度要求達到KT2Pa以上。對于這種結(jié)構(gòu)，由于大氣壓差的存在，會在真空玻璃內(nèi)部產(chǎn)生明顯的持久應力。典型的真空玻璃結(jié)構(gòu)如圖IA所示，其中數(shù)字101表示兩片平板玻璃，102表示支撐物，103表示低熔點玻璃封接層，104表示抽 氣孔；該真空玻璃的應力分布狀態(tài)顯示于圖IB中，其中數(shù)字105表示真空玻璃邊部應力，106表示支撐點處玻璃外表面彎曲拉應力，107表示支撐物對玻璃的接觸應力。由于真空玻璃內(nèi)部持久應力的存在，極大地降低了真空玻璃的強度及其可靠性應用，相對其他建筑玻璃品種，真空玻璃是一種最“脆弱”的玻璃，無法抵抗較大的外力及彎曲變形，在服役過程中受外力作用很容易破碎。因此，真空玻璃作為一種非安全玻璃而不能用于玻璃幕墻上，真空玻璃的產(chǎn)業(yè)化應用受到了一定的限制。解決真空玻璃應用的瓶頸問題的途徑是要么提高真空玻璃的強度，要么設計出一種結(jié)構(gòu)單元，使得真空玻璃在服役中不受力或少受力。前一種途徑可采用鋼化玻璃和低熔點熔封技術(shù)來實現(xiàn)，目前還有較大難度。本實用新型屬于后一種途徑。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種在服役中不受力或少受力的復合真空玻璃結(jié)構(gòu)，即一種壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)，使其即使受外載作用時，仍能保證真空玻璃無應力和變形，從而大大降低真空玻璃破碎概率，提高真空玻璃的安全可靠性應用及拓寬應用范圍。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的—種壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)，包括三層玻璃結(jié)構(gòu)，其中真空玻璃結(jié)構(gòu)置于上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)之間，真空玻璃結(jié)構(gòu)與另兩片玻璃結(jié)構(gòu)的每一對應平面之間有空腔，兩個空腔之間設有一壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置連通兩個空腔。其中上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)為單片普通平板玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃或其他復合玻璃結(jié)構(gòu)。真空玻璃結(jié)構(gòu)與上片玻璃結(jié)構(gòu)或下片玻璃結(jié)構(gòu)之間的間距中，圍繞玻璃周圍外圍設置有密封膠和中空玻璃分子篩構(gòu)件，所述兩個空腔各自密封。所述壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置為直通U型管。所述U型管兩端分別與兩個空腔相連通，且U型管的兩端在復合結(jié)構(gòu)的一側(cè)邊穿過分子篩構(gòu)件和密封膠，U型管的底部埋置于密封膠中。或者，所述壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置為一端連接有氣囊的U型管。所述符合結(jié)構(gòu)設置兩個對裝的壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置，所述U型管帶氣囊一端置于一空腔內(nèi)，U型管不帶氣囊一端與另一空腔相連通，且連接有氣囊的U型管的兩端在復合結(jié)構(gòu)的一側(cè)邊穿過分子篩構(gòu)件和密封膠，U型管的底部埋置于密封膠中。U型管的內(nèi)徑為2 5mm。U型管的跨度大于真空玻璃結(jié)構(gòu)的厚度。本實用新型為壓力平衡自動調(diào)節(jié)真空玻璃復合結(jié)構(gòu)，整個厚度層結(jié)構(gòu)為真空加兩個中空的絕熱單元。兩個密封的空腔結(jié)構(gòu)之間通過一與兩個空腔相通的壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)壓力，當一面受到外力作用時，玻璃變形導致該面空腔壓力變化可通過壓力自動平衡裝置使兩個空腔壓力相互平衡，這樣夾在中間的真空玻璃兩面壓力始終相等，真空
玻璃不會產(chǎn)生應力和變形。本實用新型通過壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置，使真空玻璃的兩面始終保持壓力平衡，這種復合真空結(jié)構(gòu)即使受外載作用時，仍能保證真空玻璃無應力和變形，這樣就大大降低了真空玻璃破碎概率，從而提高真空玻璃的安全可靠性應用及拓寬應用范圍。

圖IA為現(xiàn)有真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖圖IB為現(xiàn)有真空玻璃應力分布狀態(tài)示意圖圖2為壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)剖面圖圖3A為U型內(nèi)通管壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖3B為帶氣囊的U型內(nèi)通管壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖4A為U型內(nèi)通管壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置安裝方式示意圖圖4B為帶氣囊的U型內(nèi)通管壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置安裝方式示意圖圖5壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)受力后應力分配曲線圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述。圖2是本實用新型壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖2所示，包括上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)201，上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)201可以為單片平板玻璃、鋼化玻璃或夾層玻璃及其他復合玻璃結(jié)構(gòu)；兩片玻璃結(jié)構(gòu)之間至少放置一片真空玻璃202，真空玻璃202可以為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)(如圖IA所示)的真空玻璃，真空玻璃202與上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)201的每一對應平面之間設置有一定的間距，使各對應平面之間形成一空腔，空腔間距視玻璃面積大小而定，一般為5 12mm ;在真空玻璃202與上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)201的空腔周圍設置有中空玻璃分子篩構(gòu)件203 (條狀，其中裝有分子篩材料用于吸附空腔中的水分和殘留有機物)和密封膠204，從而在真空玻璃兩面形成上、下兩個密封的空腔結(jié)構(gòu)205，密封膠204包裹在中空玻璃分子篩構(gòu)件203之外以與真空玻璃202和上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)201固定，同時密封復合真空玻璃結(jié)構(gòu)的四周邊沿；為了保證上述結(jié)構(gòu)形成的上、下兩個空腔結(jié)構(gòu)始終壓力平衡，本實用新型設置有一個壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置206，壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置206的兩端分別與上、下兩個空腔205相連通。壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置206結(jié)構(gòu)可以為U型內(nèi)通管301 (如圖3A所示)，U型管301的尺寸要與復合真空玻璃結(jié)構(gòu)裝配相符，U型管的兩個端口分別與復合真空玻璃結(jié)構(gòu)的兩個空腔205相通，參見圖4A，U型管可埋置于復合真空玻璃結(jié)構(gòu)的密封周邊，穿過分子篩203和密封膠204并完全被密封膠204包裹起來，這樣埋設的話就要求夾在中間的真空玻璃202厚度小于U型管301的跨度，長、寬尺寸需略小于另兩片玻璃結(jié)構(gòu)201 ；U型管301的管內(nèi)徑盡可能小，但不能過小，否則會影響壓力平衡調(diào)節(jié)速度，可以視空腔體積而定，一般為2 5mm ；U型管301需具有足夠強度和剛度，可首選金屬管材。采用U型管相當于是將兩個空腔空氣相通，從而保證兩個空腔結(jié)構(gòu)205內(nèi)氣體壓力平衡。雖然U型管301直徑小，但上、下空腔內(nèi)氣體仍會有一定的對流，從而影響復合真空玻璃的節(jié)能功效。為進一步提升產(chǎn)品品質(zhì)，本實用新型還設計了另一種壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置206，其結(jié)構(gòu)見圖3B，即在U型管301的一端與一氣囊302連接，氣囊302的作用一 是調(diào)節(jié)壓力平衡，二是阻止氣體對流，氣囊302所需體積大小可根據(jù)空腔氣體狀態(tài)平衡方程計算出來；采用該形式，需設有兩個反向安裝的帶氣囊302的U型管301，不帶氣囊的端口與氣囊302分置在兩個空腔中，圖4B顯示了其安裝方式，圖4B中所示件401和402為圖3B所示結(jié)構(gòu)的壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置，其中，件401不帶氣囊的端口與下空腔205相通，帶氣囊端置于上空腔205中，402則相反，不帶氣囊的端口與上空腔205相通，帶氣囊端置于下空腔205中。這樣布置的壓力平衡裝置，當下空腔壓力大于上空腔壓力時，下空腔部分氣體會通過401的U型管導入氣囊內(nèi)，從而使上、下空腔壓力平衡；反之，當上空腔壓力大于下空腔壓力時，上空腔部分氣體會通過402的U型管導入氣囊內(nèi)，從而使上、下空腔壓力平衡。上述裝置避免了上、下空腔氣體交換及對流，從而有效阻止了上、下空腔氣體溫度傳導。通過以上組件裝配形成本實用新型壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)。當上述復合真空玻璃結(jié)構(gòu)受到外力作用而導致某一個空腔壓力變化時，可通過壓力自動調(diào)節(jié)裝置206使該空腔壓力迅速與另一個空腔壓力相等，從而使夾在中間的真空玻璃兩面壓力始終相等，真空玻璃不承受載荷，也不會發(fā)生變形。這種結(jié)構(gòu)采用“犧牲”內(nèi)、外兩片玻璃結(jié)構(gòu)的方法來保護真空玻璃不受損傷，即當該復合真空玻璃結(jié)構(gòu)受到外載作用時，首先破壞的是內(nèi)、外兩片玻璃結(jié)構(gòu)，而不是真空玻璃，這樣就大大提高了真空玻璃的承載性能及可靠性與耐久性應用。當內(nèi)、外兩片玻璃結(jié)構(gòu)米用安全玻璃時，該復合真空玻璃結(jié)構(gòu)可當成安全玻璃應用于建筑幕墻上。另外，上面所述的復合真空玻璃結(jié)構(gòu)由于具有兩個中空層加一個真空層隔熱單元，因此具有非常良好的隔熱隔音功能。性能檢測按前述介紹制作復合真空玻璃結(jié)構(gòu)作為試件，其中上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)均為5mm的鋼化玻璃，長寬尺寸均為lm，中間為4mm+4mm真空玻璃，長寬尺寸均為O. 99m，采用塑料材質(zhì)的U型內(nèi)通管作為調(diào)壓裝置，跨度為lcm，管徑為O. 2mm。采用均布負壓方法測試該復合真空玻璃結(jié)構(gòu)的抗風壓性能。將應變片分別貼于上片玻璃及真空玻璃受拉應力一面，下片玻璃的受壓應力一面，測量應變，均布負壓方式加載，壓力O 2000Pa。應變片記錄的各塊玻璃中心最大應力見圖5，由圖5可以看出，隨壓力加大，上、下片玻璃中心最大應力不斷增大，而真空玻璃板中心最大應力幾乎為零，表明夾在中間的真空玻璃兩面壓力始終相等，真空玻璃不承受載荷。試驗結(jié)果驗證了本實用新型所提供結(jié) 構(gòu)的合理性及實用性。
權(quán)利要求1.一種壓力自平衡真空玻璃無變形復合結(jié)構(gòu)，包括三層玻璃結(jié)構(gòu)，其中真空玻璃結(jié)構(gòu)置于上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)之間，真空玻璃結(jié)構(gòu)與另兩片玻璃結(jié)構(gòu)的每一對應平面之間有空腔，其特征在于兩個空腔之間設有一壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置連通兩個空腔。
2.如權(quán)利要求I所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)為單片普通平板玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃或其他復合玻璃結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于真空玻璃結(jié)構(gòu)與上片玻璃結(jié)構(gòu)或下片玻璃結(jié)構(gòu)之間的間距中，圍繞玻璃周圍外圍設置有密封膠和中空玻璃分子篩構(gòu)件，所述兩個空腔各自密封。
4.如權(quán)利要求3所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置為直通U型管。
5.如權(quán)利要求4所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述U型管兩端分別與兩個空腔相連通，且U型管的兩端在復合結(jié)構(gòu)的一側(cè)邊穿過分子篩構(gòu)件和密封膠，U型管的底部埋置于密封膠中。
6.如權(quán)利要求3所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置為一端連接有氣囊的U型管。
7.如權(quán)利要求6所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于設置兩個對裝的壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置，所述U型管帶氣囊一端置于一空腔內(nèi)，U型管不帶氣囊一端與另一空腔相連通，且連接有氣囊的U型管的兩端在復合結(jié)構(gòu)的一側(cè)邊穿過分子篩構(gòu)件和密封膠，U型管的底部埋置于密封膠中。
8.如權(quán)利要求4至7任一所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于U型管的內(nèi)徑為2 5mm。
9.如權(quán)利要求4至7任一所述的復合結(jié)構(gòu)，其特征在于U型管的跨度大于真空玻璃結(jié)構(gòu)的厚度。
專利摘要本實用新型公開了一種壓力自平衡無變形真空玻璃復合結(jié)構(gòu)，包括三層玻璃結(jié)構(gòu)，其中真空玻璃結(jié)構(gòu)置于上、下兩片玻璃結(jié)構(gòu)之間，真空玻璃結(jié)構(gòu)與另兩片玻璃結(jié)構(gòu)的每一對應平面之間有空腔，兩個空腔之間設有一壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置連通兩個空腔，所述壓力平衡自動調(diào)節(jié)裝置可為直通U型管或一端連接有氣囊的U型管。本實用新型提供的真空玻璃復合結(jié)構(gòu)，當其受到外力或風載荷作用時，玻璃變形導致空腔壓力變化可通過壓力自動平衡裝置使兩個空腔壓力始終平衡，這樣的話夾在中間的真空玻璃兩面壓力始終相等，真空玻璃不會產(chǎn)生應力和變形，從而提高了真空玻璃的承載性能及安全可靠性應用，具有較好的實用價值。
文檔編號B32B17/00GK202742747SQ20122027834
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者包亦望, 劉小根, 楊健, 包旻熙, 萬德田, 邱巖, 陳璐 申請人:中國建材檢驗認證集團股份有限公司