玻璃制造設(shè)備和用于制造玻璃帶的方法
【專利說明】玻璃制造設(shè)備和用于制造玻璃帶的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)交叉參考
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§ 119，要求2012年5月31日提交的美國申請(qǐng)系列號(hào)61/653，806的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請(qǐng)為基礎(chǔ)并將其全文通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及玻璃制造領(lǐng)域，具體來說，涉及玻璃制造設(shè)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(shè)備、第二輥設(shè)備和第三輥設(shè)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(shè)備來制造玻璃板。共同轉(zhuǎn)讓的于2009年4月30公開的美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2009/0107182Α1(安德森(Anderson)等)批露了一種具有下部牽拉輥設(shè)備的示例性玻璃制造設(shè)備，其具有使一對(duì)下輥以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所述示例性玻璃制造設(shè)備還包括上牽拉輥設(shè)備，其具有上從動(dòng)電機(jī)，所述上從動(dòng)電機(jī)構(gòu)造成以一定的扭矩來轉(zhuǎn)動(dòng)一對(duì)上輥，該扭矩匹配所述一對(duì)下輥主電機(jī)的測得的扭矩的預(yù)定百分比。安德森(Anderso)等人公開的上牽拉棍設(shè)備和下牽拉棍設(shè)備的主/從配置在各種工藝應(yīng)用中會(huì)是有益的。但是，仍然期望改善玻璃制造設(shè)備以具有可使各種工藝應(yīng)用受益的構(gòu)造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在本發(fā)明的獨(dú)立權(quán)利要求中描述了玻璃制造設(shè)備和用于制造玻璃帶的方法。玻璃制造設(shè)備和用于制造玻璃帶的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。
[0007]在本發(fā)明的一方面中，提供了玻璃制造設(shè)備，其包括:(a)成形裝置，其構(gòu)造成生產(chǎn)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(shè)備，其包括第一上游拉制輥對(duì)，該第一上游拉制輥對(duì)構(gòu)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(shè)備，其包括第一中游輥對(duì)，該第一中游輥對(duì)沿著拉制路徑位于第一上游拉制輥對(duì)的下游，其中第一中游輥對(duì)構(gòu)造成與玻璃帶的第一邊緣部分相互作用第三輥設(shè)備，其包括第一下游拉制輥對(duì)，該第一下游拉制輥對(duì)沿著拉制路徑位于第一中游輥對(duì)的下游，其中第一下游拉制輥對(duì)構(gòu)造成沿著拉制路徑進(jìn)一步拉制玻璃帶的第一邊緣部分；和(iv)控制裝置，其構(gòu)造成獨(dú)立地操作至少第一輥設(shè)備和第三輥設(shè)備，從而使第一上游拉制輥對(duì)的至少一個(gè)輥以基本上恒定的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)和使第一下游拉制輥對(duì)的至少一個(gè)輥以基本上恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。玻璃帶從成形裝置向下游拉制，通過粘性區(qū)，凝固區(qū)，然后通過彈性區(qū)。在一實(shí)施例中，所述第一上游拉制輥對(duì)位于粘性區(qū)，第一中游輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一下游拉制輥對(duì)位于彈性區(qū)。在另一實(shí)施例中，第一上游拉制輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一中游輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一下游拉制輥對(duì)位于彈性區(qū)。
[0008]在本發(fā)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(shè)備，其包括第一上游拉制輥對(duì)；(?)第二輥設(shè)備，其包括沿著拉制路徑位于第一上游拉制輥對(duì)下游的第一中游輥對(duì)；和(iii)第三輥設(shè)備，包括沿著拉制路徑位于第一中游輥對(duì)下游的第一下游拉制輥對(duì)；(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(dú)立地操作第一輥設(shè)備，從而使第一上游拉制輥對(duì)的至少一個(gè)輥以基本上恒定的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)以沿著拉制路徑拉制玻璃帶的第一邊緣部分；和(d)獨(dú)立地操作第三輥設(shè)備，從而使第一下游拉制輥對(duì)的至少一個(gè)輥以基本上恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)以進(jìn)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(qū)，凝固區(qū)，然后通過彈性區(qū)。在一實(shí)施例中，所述第一上游拉制輥對(duì)位于粘性區(qū)，第一中游輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一下游拉制輥對(duì)位于彈性區(qū)。在另一實(shí)施例中，第一上游拉制輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一中游輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一下游拉制輥對(duì)位于彈性區(qū)。
[0009]還在本發(fā)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(shè)備，其包括第一上游拉制輥對(duì)；(ii)第二輥設(shè)備，其包括沿著拉制路徑位于第一上游拉制輥對(duì)下游的第一中游輥對(duì)；和(iii)第三輥設(shè)備，包括沿著拉制路徑位于第一中游輥對(duì)下游的第一下游拉制輥對(duì)；(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(shí)間內(nèi)獨(dú)立地操作第一輥設(shè)備，從而第一上游拉制輥對(duì)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(shí)間內(nèi)獨(dú)立地操作第三輥設(shè)備，從而使第一下游拉制輥對(duì)的至少一個(gè)輥以基本上恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，且第一下游拉制輥對(duì)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(shí)間內(nèi)，于沿著拉制路徑位于第一下游拉制輥對(duì)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(qū)，凝固區(qū)，然后通過彈性區(qū)。在一實(shí)施例中，所述第一上游拉制輥對(duì)位于粘性區(qū)，第一中游輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一下游拉制輥對(duì)位于彈性區(qū)。在另一實(shí)施例中，第一上游拉制輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一中游輥對(duì)位于凝固區(qū)，第一下游拉制輥對(duì)位于彈性區(qū)。
[0010]在以下發(fā)明詳述、附圖和任一權(quán)利要求中部分地提出了本發(fā)明的另外一些方面，它們部分源自發(fā)明詳述，或可以通過實(shí)施本發(fā)明來加以了解。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的發(fā)明詳述都只是示例和說明性的，不構(gòu)成對(duì)所揭示的本發(fā)明的限制。
[0011]附圖簡要說明
[0012]參照以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更完整地理解本發(fā)明，附圖中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例玻璃制造設(shè)備的示意圖；
[0014]圖2是圖1的玻璃制造設(shè)備的局部透視圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的牽拉輥裝置；
[0015]圖3A-3F是圖1的玻璃制造設(shè)備的局部視圖，顯示了不同的示例性牽拉輥裝置，其中根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，各示例性牽拉輥裝置包括位于粘性區(qū)的第一輥設(shè)備，位于凝固區(qū)的第二輥設(shè)備，和位于彈性區(qū)的第三輥設(shè)備；
[0016]圖4A-4C是圖1的玻璃制造設(shè)備的局部視圖，顯示了不同的示例性牽拉輥裝置，其中根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，各示例性牽拉輥裝置包括位于凝固區(qū)的第一輥設(shè)備，位于凝固區(qū)的第二輥設(shè)備，和位于彈性區(qū)的第三輥設(shè)備；和
[0017]圖5A-5C是幾張圖表，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)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(jié)果。
[0018]發(fā)明詳述
[0019]在此將參照附圖更完整地描述各實(shí)施例，附圖中給出了示例性實(shí)施方式。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或類似的部分。但是，本發(fā)明可以以許多不同的方式實(shí)施，不應(yīng)被解讀成局限于在此提出的實(shí)施方式。
[0020]參見圖1，顯示了可根據(jù)本發(fā)明的一些方面使用的示例性玻璃制造設(shè)備100的示意圖。示例性玻璃制造設(shè)備100顯示為下拉熔合設(shè)備，但是在其他例子中也可以使用其他成形設(shè)備。在一個(gè)例子中，玻璃制造設(shè)備100可包括成形裝置102以生產(chǎn)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(jìn)一步如圖1所示，玻璃制造設(shè)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(qū)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(dǎo)管126將熔融玻璃120輸送到入口 128并進(jìn)入成形裝置102。
[0022]根據(jù)本發(fā)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(cè)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(cè)134a和134b合并到一起的地方，并且是當(dāng)玻璃帶104從根部136向下拉出時(shí)，分別在兩側(cè)134a和134b上流動(dòng)的熔融玻璃120的兩個(gè)溢流壁熔合在一起以形成玻璃帶104的地方。
[0023]玻璃制造設(shè)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(duì)圖2所更詳細(xì)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?？商峁┓指钛b置116來在一段時(shí)間內(nèi)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(dòng)砧機(jī)，盡管可使用其它類型的分割裝置來在一段時(shí)間內(nèi)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(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的牽拉輥裝置114的更加詳細(xì)的示意圖。如圖2所示，示例牽拉輥裝置114可包括第一輥設(shè)備202，第二輥設(shè)備204，第三輥設(shè)備206，和控制裝置208 (例如，可編程邏輯控制器208，處理器-存儲(chǔ)器208)。在本實(shí)施例中，第一輥設(shè)備202包括第一上游拉制輥對(duì)210和第二上游拉制輥對(duì)212，它們構(gòu)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(shè)備204包括第一中游輥對(duì)216和第二中游輥對(duì)218，它們沿著拉制路徑214分別位于第一上游拉制輥對(duì)210和第二上游拉制輥對(duì)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?cè)诓Ａ?04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(shè)備206包括第一下游拉制輥對(duì)222和第二下游拉制輥對(duì)224，它們沿著拉制路徑214分別位于第一中游輥對(duì)216和第二中游輥對(duì)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(gòu)造成至少獨(dú)立地操作第一$昆設(shè)備202和第三棍設(shè)備206，從而使第一上游拉制棍對(duì)210中的至少一個(gè)輥以基本上恒定的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)，以及使第一下游拉制輥對(duì)222中的至少一個(gè)輥以基本上恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在下文結(jié)合圖3-4提供在不同加工應(yīng)用中，關(guān)于牽拉輥裝置114的不同方面的更加詳細(xì)的討論。
[0025]參考圖3A-3F，提供根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的成形裝置102和牽拉輥