专利名称：输送套色玻璃料流的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于形成玻璃制品制备用玻璃料的玻璃料流的输送，更确切地说涉及输送所谓的套色玻璃料流的方法和设备，在该套色玻璃料流中，外层或镶色玻璃层包围着内层或核心玻璃。
迄今为止，人们已经提出了用于形成具有层状间壁的玻璃制品的套色玻璃料流。U.S.申请序列号08/374,371和08/374,372公开了输送这样的套色玻璃料流的技术，其中来自第一料源的核心玻璃通过第一料孔输送。第二料孔垂直放置在下方并与第一料孔成一条直线，并且被一个通过第一和第二料孔之间的间隔与第二料孔连通的环形室包围。加热管将来自第二玻璃源的镶色玻璃输送到包围第二料孔的环形室中。由于重力玻璃从第一和第二料源以这样的方式流过第一和第二料孔，即从第二料孔中出现套色玻璃料流。该套色玻璃料流可以通过常规技术剪切以形成单个套色玻璃坯，以便输送到常规的单分部玻璃制品成型机中。
虽然在上述的专利申请中公开的技术描述和克服了在现有技术中仍然存在的问题，但是还希望有进一步的改进。例如，因为镶色玻璃层相当薄，所以需要镶色玻璃的输送装置能够以非常低的抽拉速度例如以5～10吨/天的数量级输送玻璃。此外，在安装和启动期间镶色玻璃输送槽能够在一段持续的时间例如达45分钟内控制料流，而料流控制管道不会逐渐地凝结在输送槽的底部。在所述的申请中已经建议为了玻璃池的对流和辐射加热从而将玻璃保持在较高的温度下，在玻璃池的上方提供一排气体燃烧器。这些现有技术中的结构在正常运转期间可以令人满意的操作，但是在启动或不使用期间不能与所希望的一样的有效。因此，本发明总的目的是提供一种具有所述特征的套色玻璃料流的输送方法和设备，其中镶色玻璃输送槽适合于在一段持续的时间内以非常低的抽拉速度包括零料流抽拉速度输送玻璃，而不会凝结或不正常启动。
一般，本发明的上述和其它目的是这样完成的，即安装一镶色玻璃输送槽以加快热量传递到输送槽内的镶色玻璃池或浴中和以改善输送槽内的镶色玻璃池或浴中的贮热能力。为了实现这点，与常规玻璃输送槽的设计相比，进行了许多结构和功能上所改进。特别地，在具有一个和多个用于控制玻璃料流通过一个或多个输送槽开孔的喷管的镶色玻璃输送槽中，输送槽管道所占的玻璃池表面积与镶色玻璃池实际总表面积的比例不超过15％，较优选不超过10％和特别优选不超过约8％。与常规输送槽设计中25～27％的比例相比，该扩大的玻璃池的表面积促进来自于气体燃烧器和来自于输送槽辐射壁的热量传递到玻璃池中，并覆盖在玻璃池上方。与常规输送槽相比，玻璃池的深度也可以降低以促进热量从玻璃池表面通过玻璃池传递到环绕输送槽开孔的玻璃中。与常规的28/1～32/1的比例相比，在本发明优选的实施方式中玻璃池表面积与深度的比例是至少50/1，较优选至少75/1。
此外，根据本发明的另一方面，应该扩大玻璃池上方的自由空间以便给气体燃烧提供更多的空间，而气体火焰不会与玻璃池表面接触，并且为通过输送槽侧壁辐射的热量传递提供较大的面积并且覆盖在玻璃池的表面。增加气体燃烧器孔的数目以便使附加的热量传递到玻璃池中。这样设计支撑镶色玻璃输送槽的壳即一个环形输送槽支撑表面使该槽在该槽开孔外面径向结合以降低流过该开孔的镶色玻璃的热量传递。增设的绝缘层布置在镶色玻璃输送槽的外壁表面和壳内壁表面之间以进一步降低热量传递。
将由下面的描述、所附的权利要求和附图更好地理解本发明及其其它的目的、特征和优点，在附图中附
图1是根据本发明的优选的实施方式的玻璃输送体系的局部正视图；附图2是附图1的体系中的输送槽的局部放大剖视图；附图3是附图1中镶色玻璃输送槽的平面图，将实际玻璃池表面积与输送槽管道所占的部分面积相比；附图4A和4B是表示根据本发明的镶色玻璃池深度的部分示意图；附图5是附图2中大体上沿线5-5的剖视图；和附图6是附图5中所示的部分气体燃烧器装置的部件分解图。
附图1表示输送套色玻璃料流的系统10。第一工作区输送核心玻璃至在其下端具有至少一个开孔16(通常是几个开孔)的贮存槽或盆14。贮存槽14由优选用非磁性金属例如不锈钢制成的保护套18包围着。管道20控制核心玻璃从贮存槽通过开孔16到由贮存槽14下面的上料口环24携带的第一料孔22并通过该料孔的输送。下料口环26携带放置在料孔22下面并与之轴向对准的第二料孔28。料孔28由料口环22、26之间形成的环形室30包围着。环形室借助于料孔22、28之间的横向间距或距离与料孔28连接。环形室30通过输送管道32与镶色玻璃输送槽36下端的开孔34配合。输送槽36包括输送控制管道38，并与镶色玻璃工作区40相配合。输送管道32是通过控制电子设备42而电阻加热用于保持镶色玻璃流到环形室30中。描述到这为止，附图1中的系统10基本上与上面引用的美国申请序列号08/374,371和08/74,372中公开的相同。前一申请特别涉及镶色玻璃输送管道32的构造，而后一申请特别涉及料口环24、26的构造。从背景技术的目的出发，这些申请的公开内容在此引入以供参考，其中这二个申请被转让给这里的受让人。
在常规的玻璃输送槽设计中，通过临时降低输送槽管道以使输送槽管道接触到输送槽的底部来中止料流。在中止料流的同时，从外面堵塞料口环或使用无孔的料孔代替该料口环。然后升高输送槽管道使之远离输送槽底部。这必须在几分钟内完成以防止输送槽管道凝结在输送槽底部。为了防止这样的凝结，常规的做法是在料孔变为流动新鲜的热玻璃通过输送槽期间周期性地提升该管道和重新加热出口。一旦输送槽被堵塞和管道被提升，当移去外部的塞子时玻璃的对流将使输送槽内的底部玻璃保持流动以足以在稍后的时间为建立料流。然而，在附图1所示的镶色玻璃体系中，将镶色玻璃输送槽36的出口端连接到输送管32上，因此其不会暴露出来被堵塞或替换。因此，料流控制管道38和控制39(附图2)是唯一的用于中止镶色玻璃料流的装置。已经发现通过将要描述的本发明的装置，输送管38可以停靠在输送槽36的底部达45分钟以上而不会凝结，此后为了玻璃的流动提升该输送管以成功地重新打开输送槽。
在附图2中详细地描述了镶色玻璃输送槽36。输送槽36被金属例如钢的外壳44围绕着。壳44具有一个上凸缘46和一个支承环48。支承环48在离开镶色玻璃输送槽开孔34径向向外的留有间距的地方连接并支承输送槽36的下端以便使流过开孔36和壳44的镶色玻璃之间的热量传递降低至最小。特别地，支承环48具有一个向上延伸的环形凸缘47，其具有连接并支承平台47径向向外边缘的轴肩，平台51围绕着输送槽开孔34。因此这里存在一环48和输送槽36轴肩的最小接触面积，以降低它们之间的热量传递。支承环48具有一种将其中通过的热量降低的结构。使用高效绝热材料填充输送槽36和壳44之间的体积或气体空间，例如商品名为MICROTHERM的多层绝热材料层50，其余用集料绝热材料49填充。
壳44的上凸缘支承与气体源(未示出)连接的气体歧管52(附图2、5和6)。许多燃烧器弯管54(附图2)从歧管52中相应的开孔中伸出，并分别同相应的气体喷嘴56相配合。每个气体喷嘴56径向向内延伸以嵌入相应的喷嘴开孔58，这些喷嘴开孔集中地围绕着四个喷嘴砖60布置成一排。喷嘴砖60支承在镶色玻璃输送槽36的上凸缘上，这样气体火焰在输送槽36的上方径向向内延伸。一系列的盖砖62通过喷嘴砖支承并且其封盖输送槽36的上端。槽36和盖砖62为陶瓷较高，用于由气体火焰吸收热量并将热量再次辐射到槽36中的玻璃池表面63上。因此，在输送槽36中维持熔化玻璃温度所需的热量来自于二个源泉，即输送槽区域上方的气体燃烧器和从工作区输送的玻璃的潜热，一般温度是2000～2300°F。如果该玻璃以足够高的速度流过输送槽36，那么将不需要额外的热量。然而，因为与镶色玻璃的流动有关的非常低的抽拉速度，附加的热量通过气体燃烧器提供(除了通过电子设备42施加在输送管36上的热量外)。通过气体燃烧器提供的热量弥补热量损失和将由于玻璃料流中的变化造成的温度的变化降低到最小。燃烧器的火焰在处于熔化玻璃表面63和盖砖之间的自由空间中的熔化玻璃浴的上方产生热量。燃烧器火焰不应该直接撞击熔化玻璃的表面，其可能造成不希望的气泡的产生。
附图3表示在输送槽36之内的玻璃池的暴露表面积与输送管38所占的表面积的比较。根据本发明的一方面，管38所占的表面积与输送槽36内玻璃池的实际表面积(例如除去管的面积)的比例不超过15％，较优选不超过10％和最优选不超过约8％。在附图3所示的特定实施例中，管38所占的面积是33平方英寸，而输送槽36之内围绕着管38但不包括管38的熔融浴的表面积是401平方英寸，比例大约是8.2％。这些优选的比例与常规输送槽中的约24～27％的比例相比较。相对于该浴的体积提高熔融玻璃表面积可以提高玻璃浴辐射加热的效率。
根据附图4A和4B所示的本发明另一方面，与现有技术相比降低了玻璃浴的深度。这促进了热量从玻璃表面63向输送槽36底部的传递。玻璃表面积(不包括管38)与玻璃深度的比例优选至少是50/1，和最优选是75/1。(所有的比例建立在测量的基础上，其单位例如是平方英寸/平方英寸、平方英寸/英寸等。)在附图4A所示的实施例中，比玻璃浴或玻璃池的表面积为401平方英寸，深度是7.5英寸，其比例是约53.5/1。在附图4B所示的实施例中，401平方英寸的表面积与4.25英寸的深度的比例是约94.4/1。
正如上面刚讨论的一样，根据本发明的另一方面，玻璃池深度的降低具有额外的优点，即提高玻璃池上方用于气体燃烧和加热的自由空间。通过提高该自由空间，输送槽的侧壁逐渐暴露出，并且与盖砖相配合以促进玻璃池的辐射表面加热。也就是说，这里存在用于吸收来自于燃烧器火焰热量的附加表面积，以及存在相应的用于热量重新辐射到玻璃池表面的附加表面积。与现有技术中一般为33/8相比，在附图4A和4B所示的结构中，玻璃池表面和输送槽上凸缘之间的自由空间是53/8英寸。与现有技术中的约250～475平方英寸相比，合在一起的辐射面积(盖砖加侧壁)是697平方英寸。总的辐射表面积与玻璃池的表面积的比例是约1.7/1。正如附图5和6所示的一样，与相应的常规设计中的10～14个燃烧器口相比，本发明的镶色玻璃输送槽的设计优选具有18个气体燃烧器口。这表示在燃烧器功率上比10个燃烧器的设计提高23％。因此，与常规设计中的约25～34的比例相比，自由辐射表面积(侧壁加盖砖)与燃烧器口的比例是约38.7。优选在表面63之上至少5英寸的地方布置燃烧器口。与常规的具有相似半径的输送槽36的结构相比，那么壳44的半径提高约10％，用于绝热50、49的体积将会提高约30％。
权利要求
1.形成一种具有由外层镶色玻璃包围的内层核心玻璃的套色玻璃料流的设备，所述的设备包括一种容纳来自于第一料源(12)的核心玻璃并输送这样的玻璃通过第一料孔(22)的装置(14)，装置(26)形成第二料孔(28)，该料孔垂直有间隔地布置在所述的第一料孔的下方并与之对准，环形室(30)包围着所述的第二料孔并且由通过第一和第二料孔之间的间距与第二料孔连接，装置(32、34、36)用于将来自于第二料源的镶色玻璃输送到环形室这样玻璃借助于重力从第一和第二料源流过料孔以形成所述的套色玻璃料流，所述的用于输送镶色玻璃的装置(32、34、36)包括一个用于将镶色玻璃容纳和贮存在具有暴露的第一上表面积和具有至少一个下开孔(34)的玻璃池中的输送槽(36)，布置在所述的输送槽内的输送管(38)，其可以在所述的玻璃池中远离和向着所述的至少一个开孔移动以打开和关闭所述的开孔，所述的管占去所述玻璃池的表面上的第二面积，多个加热装置(58)围绕所述的输送槽布置在所述的第一表面的上方用于加热所述的玻璃池，其改进之处在于维持所述玻璃池的温度在低抽拉速度下，其中所述的第二表面积与所述的第一表面积的比不超过15％。
2.根据权利要求1的设备，其中所述的比是不超过10％。
3.根据权利要求2的设备，其中所述的比是约8％。
4.根据权利要求1的设备，其中所述的用于输送镶色玻璃的装置(32、34、36)是这样构成的，即在所述的输送槽(36)中所述的玻璃池在所述的加热装置(58)的下面具有一个深度，结果使得所述的第一表面积与所述的深度的比是至少50/1。
5.根据权利要求4的设备，其中所述的深度比是至少75/1。
6.根据权利要求4的设备，其中所述的输送槽(36)具有侧壁和封盖所述的玻璃池的盖砖(62)，其中所述输送槽在所述玻璃池的上方具有侧壁和盖砖的自由表面积，该自由表面积与所述的第一表面积的比是至少1.7/1。
7.根据权利要求6的设备，其中所述的加热装置(58)包括多个在所述的玻璃池表面上方具有口的气体燃烧器，所述的自由表面积与许多所述的燃烧器口的比例是至少35/1。
8.根据权利要求7的设备，其中所述的口(58)布置在所述的第一表面的上方，距离至少是5英寸。
9.根据权利要求1的设备，其中所述的用于输送镶色玻璃的装置(32、34、36)进一步包括用于支承所述的输送槽(36)的装置，包括围绕着所述的输送槽和形成环形输送槽支承表面(在48处)的壳(44)，该表面使得所述的槽径向向外与所述的具有至少一个开孔结合，以减少来自于流过所述开孔的镶色玻璃的热量传递到所述的壳上。
10.一种形成套色玻璃料流的方法，其中来自第一和第二料源的玻璃被以这样的方式输送到一对成直线对准布置的料孔(22、28)中，即来自第二料源的玻璃形成围绕着来自第一料源的内层核心玻璃的镶色玻璃，其中通过如下方式输送来自输送第二料源的玻璃(a)形成一输送槽(36)，其具有侧壁和底部，底部具有一开孔(34)，通过该开孔玻璃从所述的第二料源流出，(b)在所述的输送槽内安置输送管(38)，其向着或远离所述的开孔移动，(c)调节通过所述的开孔的玻璃的流动以便在所述的输送槽内围绕着所述的管形成一镶色玻璃池，(d)在所述的输送槽中输送热量(在58处)到所述的玻璃池上方，和(e)根据所述的管确定所述的输送槽的尺寸，这样所述的玻璃池的具有不包括所述的管的第一表面积(63)，而所述的管占有的第二表面积，第二表面积与第一表面积的比不超过15％。
11.根据权利要求10的方法，其中所述的比不超过10％。
12.根据权利要求11的方法，其中所述的比是约8％。
13.根据权利要求10的方法，其中所述的步骤(c)包括调节玻璃料流的步骤，这样所述的玻璃池在所述的第一表面积下方的深度不超过所述的第一表面积的1/50。
14.根据权利要求13的方法，所述深度比不超过1/75。
15.根据权利要求13的方法，其中所述的输送槽具有一覆盖在所述的侧壁和所述的玻璃池上面的盖砖，所述的输送槽侧壁和盖砖在所述的玻璃池上方限定的自由输送槽表面积与所述的第一表面积的比至少是1.7/1。
全文摘要
用以形成由外镶色玻璃包围内核心玻璃的套色玻璃料流的设备(10),包括容纳并输送第一料源(12)核心玻璃的第一料孔(22),环形室(30)包围的第二料孔(28)布置在第一料孔下方与之隔开并对准。输送槽(36)将第二料源镶色玻璃通过管(32)输送至环形室,重力将第一和第二料源的玻璃料流形成套色玻璃料流。在输送槽内有气体燃烧器(58)。玻璃池表面积(63)扩大而深度降低。壳(44)支承输送槽以于输送槽开孔(34)接合,以便降低镶色玻璃传递到壳上的热量。
文档编号C03B7/00GK1184786SQ9712147
公开日1998年6月17日 申请日期1997年9月20日 优先权日1996年9月20日
发明者G·L·斯科特 申请人:欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司