用于溢流槽中热曲线控制的设备和方法_3

文档序号:8946930阅读:来源:国知局
确定固定套壳外壳和可倾斜外壳各自 的空间位置,W及用接近感应系统中的处理器计算外壳各自空间位置之间的差异,W提供 固定套壳外壳和可倾斜外壳之间的距离;W及 阳103] 调节固定套壳外壳和可倾斜外壳之间的距离,所述调节可W包括例如:
[0104] 将计算的距离与固定套壳外壳和可倾斜外壳各自的空间位置之间的参照距离进 行对比,计算的距离和参照距离分别对应预定的梯度,W及改变可倾斜外壳的空间位置W实现预定或目标溫度梯度,例如等溫条件。
[01化]在一些实施方式中,确定和调节固定套壳外壳和可倾斜外壳之间的距离可W是例 如连续或不连续的方式完成的。 阳106] 在一些实施方式中,确定和调节固定套壳外壳和可倾斜外壳之间的距离可W是例 如在拉制过程之前,在拉制过程中,在拉制过程之后,或其组合的方式完成的。 阳107] 在一些实施方式中,调节固定套壳外壳和可倾斜外壳之间的距离可W包括例如将 可倾斜外壳倾斜至对应于预定溫度梯度的位置或空间位置。在一些实施方式中,可W通过 例如手动或自动化的方式完成调节。
[0108] 在烙合拉直设备的运行过程中,可倾斜外壳和上溢流槽可W是可协调倾斜的,例 如使得可倾斜外壳倾斜可W同时使得机械相连的上溢流槽倾斜。
[0109] 溫度梯度的控制包括例如,使得溫度梯度最小化,使得溫度梯度最大化,使得溫度 梯度稳定化,将接近度或溫度调节至实现所需的或预定的溫度梯度,或其组合。
[0110] 用于确定和调节固定套壳外壳和可倾斜外壳之间的距离的接近感应系统可W包 括例如: 阳111] 至少一个非接触式、高溫稳定传感器,W测量靠近上溢流槽的可倾斜外壳中的溫 度梯度;
[0112] 至少一个接近传感器,W测量固定套壳外壳与可倾斜外壳之间的距离;W及
[0113] 基于测得的溫度梯度来调节固定套壳外壳与可倾斜外壳之间的距离的机制,W实 现预定的溫度梯度,即目柄溫度梯度。
[0114] 所述至少一个非接触式、高溫稳定传感器可W是例如蓝宝石光管。
[0115] 可W将测得的外壳的溫度梯度与包覆玻璃的实际溫度梯度相关联。
[0116] 在一些实施方式中,本发明提供了层叠烙合拉制设备,其包括:
[0117] 可倾斜外壳,其包围了至少一部分的上溢流槽和任选的下溢流槽;
[0118] 包围至少一部分可倾斜外壳的固定套壳外壳;W及
[0119] 接近感应系统,用于确定和调节固定套壳外壳与可倾斜外壳之间的距离,W在可 倾斜外壳内获得目标溫度梯度条件。
[0120] 在一些实施方式中,本发明提供了层叠烙合拉制设备,其包括: 阳121] 可倾斜外壳,其包围了上溢流槽和下溢流槽; 阳122] 包围至少一部分可倾斜外壳的固定套壳外壳;W及 阳123] 接近感应系统,其用于确定和调节W下至少一种:
[0124] 固定套壳外壳与可倾斜外壳之间的距离,W在可倾斜外壳内的至少一个玻璃流上 获得目标溫度梯度条件;
[0125] 可倾斜外壳的加热,W在可倾斜外壳内的至少一个玻璃流上获得目标溫度梯度条 件;或其组合。 阳126] 实施方式中的"基本由…构成"或者"由…构成"可设及,例如: 阳127] 用于烙融玻璃流热曲线控制的玻璃烙融设备,其具有:
[0128] 第一外壳或外罩;W及
[0129] 位于第一外壳内的第一上溢流槽、第二下溢流槽中的至少一个,或其组合;
[0130] 第一外壳包括W下至少一个: 阳131] 与第一外壳的外部壁是一体的多个第一加热元件组件,第一加热元件中的至少一 个靠近外壳内溢流过第一溢流槽的堪的一部分烙融玻璃流; 阳132]与第一外壳的外部壁是一体的多个第二加热元件组件,第二加热元件中的至少一 个靠近外壳内第一上管槽的根部并且靠近第二下管槽的顶部的一部分烙融玻璃流; 阳133]与第一外壳的外部壁是一体的多个第=加热元件组件,多个第=加热元件组件中 的至少一个靠近外壳内接近下管槽的根部的一部分烙融玻璃流;W及
[0134] 控制器,对所述多个第一加热元件组件、所述多个第二加热元件组件、所述多个第 =加热元件组件或其组合中的至少一个的各个加热元件组件进行独立控制。
[0135] 本发明的制品、设备的使用方法可包括权利要求书中所列的组分或步骤,再加上 对本发明的组成、制品、设备或者制备和使用方法的基本性质和新颖性质没有实质影响的 其他组分或步骤,例如特定的设备构造、特定的添加剂或成分、特定的试剂、特定的结构材 料或组分,特定的福射或溫度条件或者类似的结构、材料,或者所选的工艺变量。 阳136] 在一些实施方式中,所掲示的设备和方法在W下数个方面是有利的,包括例如: 阳137] 提供主要是W水平方向改变玻璃流热曲线的能力;
[0138] 独立地控制各个加热元件(例如,丝线圈),即独立于所有其他加热元件;
[0139] 当嵌入外壳的外壁中的时候,加热元件(例如,丝线圈)可W被放置成和调节成对 玻璃流的窄带造成热影响,而不用在外壳的内壁开口;
[0140] 用多个独立可控的热元件来控制玻璃流的热曲线的方法相比于采用冷却方法作 为溫度曲线介质或手段更为简单,更有热有效,并且更为精确,例如安装电阻加热元件(例 如,所掲示的具有丝线圈的支承)比在套壳区域(即第二外壳)或在鼓形罩外壳内安装冷 却装置更为简易;W及 阳141] 相比于使用冷却方法来调节设备的外壳内的热曲线,当使用所掲示的多个有策略 地放置的电阻加热元件时,可W最小化或消除玻璃挥发物冷凝的问题。 阳142] 在一些实施方式中,具有加热元件,例如其上或其中具有丝线圈的丝线圈支承,W 及沿着烙融管槽的堪嵌入围绕外壳的壁中的加热元件的其他益处可包括,例如如下能力:
[0143] 沿着烙合管槽的水平长度或端-端控制溢流的玻璃的热曲线;
[0144] 改变单个烙合溢流槽的质量表面上的玻璃的质量流,作为常规方法(例如, Dockerty的美国专利US3, 338, 696)的补充或替代来控制单层玻璃层的厚度;
[0145] 改变管槽端部处相对于管槽中屯、的玻璃的玻璃质量流,优先是管槽入口相对于压 缩端,W对抗管槽弯垂或避免管槽倾斜;或者 阳146] 独立地改变流过烙融溢流槽的任一堪的玻璃质量流分布。 阳147] 具有所掲示的运些能力和优点实现了对层叠玻璃片的=层的厚度进行独立控制。
[0148] 在一些实施方式中,在例如沿着多层或层叠烙合拉制中的溢流槽之间间隙具有加 热元件组件(包括丝线圈)的其他优点可W包括例如:
[0149] 实现可确保玻璃流的稳定和均匀汇合的合乎希望的溫度曲线的能力; 阳150] 设备和方法可在包覆管槽的底部和忍管槽的顶部提供均匀溫度;W及 阳151] 设备和方法可任选地提供沿着管槽之间的间隙的非均匀溫度,用于如果例如需要 倾斜一个或两个管槽的话,补偿跌落距离的变化。 阳152] 运些能力和才能还可直接用于采用堆叠多个溢流槽的具有超过3层的层叠。
[0153] 在一些实施方式中,在烙合管槽的根部水平具有包括丝线圈的加热元件组件的优 点可W包括例如: 阳154] 控制根部处的玻璃热曲线的能力;W及
[01巧]可W独立地控制横跨一个或多个溢流槽或层叠拉制的端-中屯、A或水平A(即, 溫差)。 阳156] 参见附图,图IA和IB分别显示鼓形罩外壳中的示例性电阻加热器的端视图和透 视图。在图IA和IB中,绕着两-管槽系统(102、104)的碳化娃(SiC)外壳(100)包括位 于外壳的外壁(103)的上部、中部和下部位置并且与其是一整体或与其附连的线圈支承 (110a、ll化、110c)。在一些实施方式中,线圈支承所选择的位置可W是例如,各个管槽的 顶部(IlOaUlOb)和底部(11化、IlOc)处的升高部。线圈支承(110)可W具有例如槽或凹 孔,用于保持丝,并且还可具有任选的外覆盖(IlObi),例如如图2所示。参照线(105a)限 定了中屯、,壁结构线(1〇6、107)分别限定了热控制的左-中屯、-右谱的左侧和右侧。圆圈 (108)表示补充或任选的格罗己棒或者类似的常规加热元件。 阳157] 图2显示图IB的插入物(120),其具有燕尾槽(210)朗尋线圈组件(IlOb)保持在 碳化娃壁(220)中。
[0158] 图3显示鼓形罩外壳(100)壁(220)的示例性端视图部分,其在例如每个单独的 (未示出的)凹孔内具有电阻加热丝(例如,销)线圈(310)。鼓形罩壁线圈支承保持器由 例如45度燕尾槽(dovetailgrooving) (210)构成,其顶部和/或底部的尺寸与加热过程 中人造刚玉背衬(320)增加的膨胀速率相容,并且当线圈支承(例如110b)冷却和收缩时 将其保持在原位。图2所示的任选覆盖(IlObi)出于清楚目的没有显示在图3中。 阳159] 图4显示具有间隙(106)的两个管槽:忍(102)和包覆(104)的相对位置或标称 位置(nominalposition)。参照线(105a)限定了中屯、,参照线(111、112)分别限定了热控 制的端-中屯、-端谱的端部。
[0160] 图5示意性显示在层叠烙合拉制机器中,相对于垂直流动和离开的玻璃片巧00) 的示例性阵列中的线圈支承(顶部11〇曰1-曰5,中部110bl-b5)和独立支承(底部IlOcl和 110c5)O 阳161] 图6显示丝线圈效率的示例性热建模。显示包覆底部区域的溫度变化,其是由于 例如独立地添加到图5的每个中间线圈支承(11化1、62、63、64和65)的450瓦特的结果, 并且显示为相应的溫度变化(%)(°C)vs堪距离(damdistance)(英寸)曲线化00、610、 620、630 和 640)。
[0162] 图7显示相比于位于烙合槽罐根部下方和侧面的常规过渡上入口和压缩线圈 (+300W),本发明的图5的下方线圈支承(+400W) (110cl、110c5)与溢流槽根部溫度的热响 应或溫度变化,显示为相应的溫度变化VS堪距离曲线(720和730)。过渡上入口(TUI, 710)和过渡上压缩(TUC,700)是现有技术的加热丝线圈,其通常位于根部下方并且在它们 各自的边缘引导件之后。边缘引导件参见例如共同拥有和转让的美国专利US8, 176, 753 和 7,685,841 所示。
[0163] 图8不意性显不层畳玻璃制品的实施方式的横截面图。层畳玻璃制品通常包 括玻璃忍层W及与
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