耐火衬里结构及其在玻璃熔合拉制中的应用
【专利说明】耐火衬里结构及其在玻璃熔合拉制中的应用
[0001] 在本文中提及的任何公开或专利文件的全部内容都通过参考结合。
[0002] 相关申请交叉参考
[0003] 本申请根据35U.S.C. § 119要求2012年7月26日提交的美国临时申请序列第 61/676028号的优先权，本申请以其内容为基础并通过参考将其全文结合于此。
[0004] 本申请涉及2011年8月30日授予库伯拉（Coppola)等人的共同拥有和转让的 美国专利第8007913号，题为"层叠玻璃制品及其制造方法（LaminatedGlassArticles andMethodsofMakingThereof)";涉及库伯拉（Coppola)等人2012年5 月 24 日提交的 共同待审查专利申请USSN13/479701，题为"用于在层叠熔合中控制玻璃流的设备和方法 (ApparatusandMethodforControlofGlassStreamsinLaminateFusion) ";还涉及 2012年8月1日提交的共同待审查专利申请USSN61/678218,题为"用于层叠熔合的方法和 设备（MethodandApparatusforLaminateFusion)"，本申请以其内容为基础并通过参考 将其全文结合于此，但不要求其优先权。 技术背景
[0005] 本发明一般涉及用于熔合拉制玻璃制造中的设备。
[0006] 发明概述
[0007] 本发明提供了用于熔合拉制玻璃制造中的设备。更具体来说，本发明提供了用于 控制拉制玻璃流的热性质并用于保护拉制玻璃流免受周围内部环境污染的耐火衬里结构 ("衬里"）。在一些实施方式中，衬里位于外部马弗炉外壳（"马弗炉"）以及包括一个或 多个熔合拉制溢流槽的内室之间。
[0008] 附图简要描述
[0009] 在本发明的一些实施方式中：
[0010] 图1显示所揭示的衬里结构的示例性角撑（cornerbrace) (100)部件。
[0011] 图2A至2C显示所揭示的结构的示例性组装顺序或次序。
[0012] 图3A至3C显示通过实施角撑（100、102)的方面来限制衬里结构（200)的侧板 (210)和顶板（205)的自由度的进程。
[0013] 图4显示组装好的图2C衬里结构的侧视图，进一步证明了极佳的机械稳定性。
[0014] 图5A显示恪合拉制的端视横截面的示例性示意图，图5B显示图5A恪合拉制设备 (500)和所揭示的衬里（200)的侧视横截面的示例性示意图。
[0015] 发明详述
[0016] 以下参考任何存在的附图详细描述本发明的各种实施方式。对各实施方式的参考 并不限制本发明的范围，本发明的范围仅受所附权利要求的范围限制。而且，本说明书中列 出的任何实施例都非限制性的，仅列出要求权利的本发明的许多可行实施方式中的一些实 施方式。
[0017] 定义
[0018] "鸽尾榫接头"是指撑脚与顶板和壁之间的机械结合（例如滑动配合 (slip-fit))。"纟鸟尾榫接头"包括位于一个结构元件上的至少一个凸榫（tenon)，用于接收 位于另一个结构元件上的至少一个榫眼（mortise)。凸榫和榫眼的组合形成接头。
[0019] "粘合接头"是指位于顶板和壁元件之间的材料结合（例如通过粘合剂密封）。
[0020] "舌-和-槽"接头是指通过将位于板或壁元件的一个边缘上的榫舌装配到位于板 或壁元件的另一个边缘上的对应槽中而形成的接头。
[0021] "角撑板（gusset)"是用于加强框架中的夹角的板或托架。在一些实施方式中，可 将所揭示的耐火衬里的撑脚元件视为在结构和功能方面加以改进的角撑板。
[0022] "包括"、"包含"、或类似术语表示囊括但并不限于，S卩，包括但并不排它。
[0023] 在描述本发明的一些实施方式时，使用"约"修饰例如组合物中的成分数量、材料、 浓度、体积、工艺温度、工艺时间、产率、流速、压力、粘度等值、及其范围，或元件大小、和类 似值、及其范围时，是指可能通过例如以下方式产生的数字数量的变化：通过用于构建或制 备材料、组合物、复合物、浓缩物、组成部件、制造制品、或使用制剂的典型测量和操作程序； 通过这些程序中的非故意误差；通过用于实行本发明方法的起始材料或成分的制造、来源、 或纯度中的差异；和类似考虑因素。术语"约"还囊括由于具有特定起始浓度或混合物的结 构、组合物、或制剂发生热老化而产生差异的量，以及由于对具有特定起始浓度或混合物的 组合物或制剂进行混合或加工而产生差异的量。所附权利要求包括这些"约"数量的等同 项。
[0024] "任选的"或"任选地"表示随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，该表述 包括该事件或情形发生的情况以及该事件或情形不发生的情况。
[0025] 在一些实施方式中，"基本由…组成"可能是指，例如：
[0026] 耐火衬里制品；
[0027] 具有包括所揭示的耐火衬里制品的马弗炉工段（section)的恪合拉制玻璃制造 设备；
[0028] 制造耐火衬里的方法；和
[0029] 使用如本文定义的具有包括所揭示的耐火衬里制品的马弗炉工段的熔合拉制玻 璃制造设备来制造玻璃的方法。
[0030] 本发明的用于制造玻璃的具有耐火衬里的设备、制造玻璃的方法、所得玻璃制品、 组合物、或制剂可包括权利要求中列出的组分或步骤，以及不会实质性影响本发明组合物、 制品、设备、或制造和使用方法的基本和新颖性质的其他组分或步骤，例如选定的特定玻璃 组合物、特定添加剂或成分、特定试剂、特定结构性材料或组分、特定熔融或拉制条件、或类 似结构、材料、或工艺变量。
[0031] 如本文使用的不定冠词"一个"或"一种"及其对应定冠词"该"表示至少一个（一 种）、或一个（一种）或多个（多种），除非另外指明。
[0032] 可使用对于本领域普通技术人员而言是众所周知的缩写（例如，"h"或"hrs"表 示一个或多个小时，"g"或"gm"表示一或更多克，"mL"表示毫升，"rt"表示室温，"nm"表 示纳米，和类似缩写）。
[0033] 对组分、成分、添加剂、大小、条件等方面揭示的具体优选值及其范围只是用于说 明；并不排除其他限定值或限定范围之内的其他值。本发明的设备和方法可包括本文所述 的值、具体值、更具体的值、和优选值中的任意值或任意组合，包括明示或暗示的中间值和 范围。
[0034] 在一些实施方式中，本发明涉及在熔合拉制机（FDM)中制造玻璃片。更具体来说， 本发明拓展了用于形成层叠片玻璃的已知方法和设备（参见US4214886)。
[0035] 在一些实施方式中，所揭示的设备以及所揭示的制造和使用方法提供了一种或多 种有利的特性或方面，包括例如以下所讨论。在任何权利要求中引用的特性或方面都可一 般性地适用于本发明的所有方面。在任何一项权利要求中引用的任何单独或多种特性或方 面都可与在任何其他一项或多项权利要求中引用的任何其他特性或方面组合或排列。
[0036] 在低温应用中，例如低于1000°F，可使用传统的延展性机械紧固件来获得稳定 性和刚性。但是，能承受极端高温操作的材料通常是脆性的，因此不适合用作传统紧固件。 所揭示的耐火衬里允许最大程度地剪切加载材料并在其接头中进行承载。而且，所揭示衬 里的组成部件在组装时是通过重力组合并通过部件几何形状锁定在一起的。
[0037] 耐火材料能在高温下保持其强度。ASTMC71将耐火材料定义为"具有使其在暴 露于1000°F(811K;538°C)以上的环境时适用于结构或用作系统组件的化学和物理性质 的非金属材料"。例如，铝的氧化物（氧化铝）、硅的氧化物（氧化硅）、镁的氧化物（氧化 镁）、和类似材料例如碳化物或其组合，可用作衬里结构的材料。互锁结构的任何组件都可 由合适的耐火材料制造，例如，能承受操作过程中熔合拉制设备内的高温环境的材料。大多 数的极端高温材料是脆性的，例如碳化硅（例如金刚砂或碳硅石）。将这些材料用于结构性 撑脚是针对其特殊的材料性质定制的应用。所揭示的互锁结构最大程度地降低了撑脚中的 拉伸负荷并将剩余的剪切负荷分散在更大的衬里表面面积上。
[0038] 在一些实施方式中，衬里位于马弗炉外壳（由其形成的外壳）以及熔合拉制设备 中被第一上方溢流槽和下方溢流槽占据的室之间。在一些实施方式中，衬里可进一步包 括位于该衬里和马弗炉外壳之间的外部结构性撑脚。在一些实施方式中，可使用额外的 外部结构性撑脚来补充由结构性撑脚以及位于顶板和第一与第二壁之间的任选的粘合结 合得到的稳定性。这种结构可采取以下的形式，例如，嵌入衬里周围的耐火砖中的硅线石 (sillimanite)砖。娃线石是化学式为Al2Si〇d^_S娃酸盐矿物。
[0039] 在一些实施方式中，通常对熔合过程、或具体对层叠件熔合过程的控制要求当与 马弗炉连接时，所揭示的衬里结构独立地或非独立地进行空间取向或按一种或多种规定运 动移动。要容纳马弗炉和/或衬里的取