专利名称：输送被套色玻璃流的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于形成生产玻璃器皿的玻璃料的玻璃流输送，并且特别是涉及一种所谓套色玻璃流输送的方法和设备。其中内层或芯玻璃被一种外层或套色玻璃包围。
迄今为止，人们建议提供一种用于形成其壁部分分层的玻璃器皿的套色玻璃流。美国申请08/374,371和08/374,372公开了输送套色玻璃流的技术，其中来自第一料源的芯玻璃通过第一孔而输送。第二孔垂直地置于第一孔之下，并与第一孔对齐，第二孔被一个环形室包围，该环形室通过第一孔和第二孔之间的一个缝与第二孔连接。一个加热的管将来自第二玻璃源的套色玻璃输送到包围着第二孔的环形室中。玻璃依靠重力从第一和第二料源流过第一和第二孔，以便由第二孔形成套色玻璃流，常规方法可使套色玻璃流断开从而形成输送到常规单部玻璃成形机中的单个套色玻璃料。
尽管上面专利申请书公开的技术谈及并克服了现有技术中存在的问题，但进一步的发展仍是人们所希望的。例如，空气泡(有时称之为“气泡”)在套色玻璃流中的存在一直是个问题。套色玻璃流由套色玻璃槽中流出由一个喷管控制，该喷管被置于套色玻璃槽打开的开口之上，以便测量与芯玻璃流成要求体积比的套色玻璃流。然而，套色玻璃流与芯玻璃流的体积比是非常低的，大约为5～10％的等级。必然地，当使用常规的玻璃成形设备时，流过套色玻璃槽出口的套色玻璃极小的体积，在打开的出口处及加热的输送管上部周围形成一股薄瀑布，大约有1/4英寸厚，这股瀑布的体积是散开的。操作一段时间后，空气泡或气泡开始出现在套色玻璃流中。人们认为在流槽打开的出口内部和套色玻璃输送控制管内部热空气的烟囱似的作用使得在套色玻璃槽外部周围大气和薄瀑玻璃布内部之间产生了一个压力差或压力梯度。人们认为这个压力梯度促进了空气通过套色玻璃槽的耐火材料的迁移，最终进入在槽开口处的薄玻璃瀑布中。
人们已经提出了许多技术以求解决这种空气泡或气泡问题，包括用铂做槽出口的衬里来阻止空气迁移。目前优选的技术是周期性地将套色玻璃以远超出形成被套色玻璃流所需的数量从套色玻璃出口和热的输送管“喷出”，并将这种过量的套色玻璃的流动保持一段时间。人们认为这种沿套色玻璃输送路径的“喷出”消除了前面所描述的烟囱似的作用，并且作用于套色玻璃上的静压促进了套色玻璃流入槽出口的耐火材料中，以便阻塞空气流动路径。当套色玻璃的流动恢复到较低的水平时，空气泡或气泡在一段时间内就消除了。然而，连续地使用陶瓷槽要求上述“喷出”操作以不断增长的频率进行，这明显会加速腐蚀和磨损槽材料。人们认为随着槽耐火材料的老化，填充由空气迁移所形成的套色玻璃槽的裂缝和通道会越来越困难。在任何情况下，前述的“喷出”操作都有损于玻璃生产。因此，不希望地增加了生产成本。而且，生产在套色层中有空气泡或气泡的套色玻璃引起废品率不希望的上升，这进一步增加了生产成本。
因此，本发明的总目的是提供一种输送玻璃流，特别是被套色玻璃流的方法和设备，其中减少或消除了套色玻璃流的薄玻璃瀑布中的空气泡或气泡的形成，并且也消除了周期性地沿玻璃流输送路径“喷出”的要求。本发明的另一个目标是提供一种输送玻璃流，特别是套色玻璃流的方法和设备，其特征在于与相似的现有技术相比，该方法和设备的生产效率得到改进，并因此制造成本得到降低。
按照目前本发明优选的一个技术方案，形成以外层套色玻璃包围内层芯玻璃的被套色玻璃流的设备，包括由第一料源通过第一孔输送芯玻璃的槽。第二孔垂直地置于第一孔的下方并与第一孔对齐，第二孔被一个环形室包围，该环形室通过位于第一和第二孔之间的缝与第二孔连接，一个管把套色玻璃从套色玻璃槽开口处输送到环形室中，以便依靠重力使玻璃从第一和第二料源不断流过孔从而形成被套色玻璃流。在套色玻璃槽内的中空喷管置于与槽开口相对的位置，以便测量套色玻璃通过开口和输送管到达环绕着孔的环形室中的流动。这个喷管的内部同加压气体源相连，以便维持管内部和通过槽开口的套色玻璃薄瀑布内部的压力高于套色玻璃槽周围的空气压力。套色玻璃瀑布内部升高的气压逆转了在槽开口处内、外之间的压力差，因此，空气通过环绕在开口处的耐火材料迁移并进入套色玻璃瀑布中的任可趋势都被消除了。
按照本发明的另一方面，本发明提供了一种输送玻璃流的设备，它包括具有下部开口的玻璃槽和暴露在槽内的流动控制喷管。喷管有一个封闭的上端、中空的内部和一个靠近槽开口处的下部开口端，控制槽内喷管的位置以便控制玻璃通过开口的流动。流动控制管的中空内部与加压气体源相连，以便维持管内的压力高于槽周围的空气压。因此，本发明第三方面考虑了一种方法，该方法能阻止空气渗透过槽开口处的耐火材料而进入流过开口处的玻璃中。该方法通过向流动控制管输送加压气体以便维持管内和槽开口内的气压高于槽周围的空气压力。比如说，流动控制管和槽开口内的气压可被保持在比周围大气压高2英寸水柱的压力上。在有些应用中，如琥珀玻璃的制造中，向喷管内部提供还原性气体并使之与玻璃流接触可能是人们所希望的。这可因此有利地改变与玻璃流接触的气氛性质。例如，甲烷或别的易燃气体可被灌入喷管中，以便燃烧并保持与玻璃相接触的高压还原气氛。
从下列描述、附加的权利要求书和附图中将会最好地理解本发明以及其附加的目的、特点和优点
图1是按照本发明目前优选的一个技术方案的玻璃输送系统局部正视示意图。
图2是对图1表示的输送系统的一个部分放大后的局部截面图。
图3是对图1表示的玻璃输送系统的另一个部分放大后的局部截面图。
图4是与图3相似的截面图，但其表示了一个本发明改进的技术方案。
附图表示了输送套色玻璃流的系统10。第一个前炉12将芯玻璃输送到一个碗或槽14中，它在下端具有一个开口16。槽14被一个保护性的套18环绕着，套最好由非磁性材料如不锈钢构成。喷管20和柱塞22控制芯玻璃从槽14通过开口16到达并通过被槽14下方的上部孔环26携带着的第一孔24的输送。下部孔环28携带一个或多个第二孔30，孔30位于第一孔24之下，并与它们对齐。孔30被一个位于孔环26、28之间的环形室32包围。环形室32通过孔24、30之间的侧向空间或缝与孔30相连。环形室32经输送管34与位于套色玻璃槽38下端的开口36相连。槽38包括输送控制喷管40，它与套色玻璃前炉相连。通过控制电子元件41对输送管32进行电阻加热以保持套色玻璃流向环形室32中。到目前为止，系统10基本上与上面提及的美国专利申请08/374,371和08/374,372所公开的系统相同。前者的申请特别是涉及套色玻璃输送管34的结构，而后者的申请特别是涉及孔环24、26的结构。这两个申请的公开内容(它们已转给本申请代理人)在此引入作为参考以作背景技术之目的。
被套色玻璃流输送系统的一个特征是套色玻璃与芯玻璃的体积比很小，那就是说，每单位体积的芯玻璃需要的套色玻璃数量极少。必然地，由于套色玻璃流动速率极低，所以不能填满输送管34或槽开口36的空间。如图2更清楚地所示，套色玻璃极低的体积流动速率使玻璃连续地流到喷管40下部开口端下并通过槽开口36进入输送管34的上端，玻璃在开口36锥形内部周围形成薄壁或薄瀑布，它们流入管34的内部。在目前用于套色玻璃工业生产的系统中，这一开口36锥形内部周围的套色玻璃42的薄壁或薄瀑布大约为1/4英寸厚。这股薄瀑布继续进入管34中，管34位于与开口36轴线成一定角度的位置。开始趋向于沿管34上表面流动的玻璃最终脱离了管的表面，在与管34的下表面成一定角度流动的细流46中形成瀑布44。液流42、44、46是持续、平滑和分层的，它们不会折叠起来吸收空气泡。必然地，人们认为由管40、玻璃瀑布42、44、46内的热空气引起的“烟囱”效应产生了一个相对于外部大气压的压力梯度式压力差，其促进了空气通过开口36周围的槽38的耐火材料的迁移。这种空气的迁移最终到达耐火材料的内部，并在瀑布42内引起气泡或泡沫。
为了克服这种效应，本发明计划将一种加压气体源与喷管40的开口内部、开口36和管34相连。特别地，帽50置于管40的上端。一个中空管52从帽40向上延伸，并在它的上端被具有较大直径的管54包围。因此，管52、54有效地形成一个旋转的管套节56，它允许管40旋转并通过悬臂58使管40垂直移动以便控制在管40的开口下端及开口36上端之间的流动测量缝。旋转的管套节56经导管59与鼓风机60相连，鼓风机不断地通过导管58和管套节56向管40的中空内部提供加压气体(在本技术方案中为大气中的空气)。压力表62与管套节56相连，以便监测管40内的空气压力。空气导向器64设置在管52周围的外部，并位于管套节56之下，以防止空气直接冲入帽50中，过度地冷却槽38内的玻璃。
在管40和开口36内加压气体的存在分割了瀑布44(图2)，并使管34上端内部充满空气。然而，因为管34是金属组合物，最好是铂，所以空气通过管34周围的陶瓷绝缘材料而迁移不是问题。相反，在开口36内升高的气压有效地消除了以前存在的“烟囱效应”，并逆转了穿过槽开口周围的陶瓷材料的压力差。在套色玻璃材料中产生的气泡或泡沫基本消除。已经发现管40和开口36内的气压比周围空气压力高约0.05～10英寸水柱、最好是高约2英寸水柱能得到满意的效果。
如上所述，图1～3表示了一个目前优选的技术方案，其中引入的气体是空气。但是，其它气体也可用于获得其它满意的效果。图4表示了其中旋转的管套节56a包括用于将外部气体源72连接到管56内部的管70的一个系统。来自源72的气体例如可含有氮或氩。例如，在琥珀玻璃的生产中，人们希望在喷管40内维持还原或贫氧气氛并使之与玻璃流接触以防止玻璃氧化。为了达到这个目的，气源72可包含甲烷源或其它易燃气体源。这样的气体在管40的上部空间内燃烧产生了满意的还原性气氛，同时又保持了高压以避免气体通过槽材料而迁移。
权利要求
1．一种用于形成外部套色玻璃包围内部芯玻璃的被套色玻璃流的设备，所用的设备包括用于从第一料源(12)经第一孔(24)输送芯玻璃的装置(14)；形成垂直地位于第一孔之下、并与第一孔对齐的第二孔(30)的装置，其中环形室(32)包围着第二孔，并通过在第一和第二孔之间的缝与第二孔相连接；用于将套色玻璃从第二料源输送到环形室中以便使玻璃在重力作用下从所说的料源处流过所说的孔从而形成所说的被套色玻璃流的装置(34,38)。输送套色玻璃的所说设备包括具有开口(36)和布置在槽内用于控制套色玻璃通过所说槽开口输送的喷管(40)的槽(38)，其改进包括其特征在于上述设备还包括装置(50,52,54,56,59,60或50,52,54,56a,70,72)，它们用于将加压气体输送到管的内部空间中，以保持所说管的内部空间的压力比所说的槽周围的气压高。
2．所说权利要求1中所述的设备，其中用于输送套色玻璃的所说装置(34,38)进一步包括一个加热的输送管(34)，它从槽开口(36)处延伸至环形室(32)处，所说的喷管与开口相对，以便使玻璃流出所说开口并进入加热管中，从而形成一股沿着所说开口和所说加热管内壁延伸的薄瀑布。
3．权利要求1或2所述的设备，其中所说的喷管(40)具有一个封闭的上端和一个位于上述开口上方的开放的下端，其中，用于输送加压气体的所说装置包括旋转的管套节(56或56a)，它与所说管的封闭上端相连接。
4．在上述任何权利要求中所述的设备，其中所说的用于输送气体的装置包括将压力升高的空气输送到所说管(40)中的装置。
5．权利要求1或2所述的设备，其中所说用于输送气体的装置包括与所说管的上端相连的旋转的管套节(56或56a)和用于将该管套节与加压气体源(60或72)相连的装置(59或70)。
6．权利要求9所述的没备，其中所说的气体包括易燃性气体，它在上述设备中燃烧，使所说管内保持高压还原性气氛。
7．在上述任何权利要求中所述的设备，其中在所说管(40)内的气体压力为约0.05～10英寸水柱。
8．权利要求7所述的设备，其中所述的压力大约为2英寸水柱。
9．一种输送玻璃流的设备，它包括玻璃槽(38)，它有一个下端开口(36)，位于所说槽内的槽流动控制管(40)，所说管具有封闭上端，中空内部，靠近槽开口的开口下端，用于控制管的下端位置以使之与所说开口相对从而控制玻璃通过所说开口流动的装置(58)，和，装置(50,52,54,56,59,60或50,52,54,56a,70,72)，它们用于将加压气体输送到管的中空内部中以保持管内压力比槽周围空气压力高。
10．权利要求9所述的设备，其中所说的开口(36)是锥形的，管(40)置于与所说开口相对的地方，以便使玻璃流出开口时形成沿着锥形开口周围延伸的玻璃薄膜，薄膜的内部受到来自管的压力。
11．权利要求10所述的设备，其中所说的气体输送装置包括旋转的管套节(56或56a)，它与管的封闭上端相连。
12．形成被套色玻璃流的设备，其中从不同的料源中以套色玻璃比芯玻璃少得多的体积比输送芯玻璃和套色玻璃，并且由中空喷管(40)计量从耐火材料槽(38)通过槽开口(36)的套色玻璃，以使套色玻璃像在所说开口周边周围的薄层那样流动，防止空气透过所说槽开口的耐火材料进入玻璃层中的方法包括步骤把加压气体输送到所说管内以保持所说管和所说开口内的气压比所说槽周围的大气压高。
13．权利要求12所述的设备，其中管和开口内的压力保持在比周围气压高0.05～10英寸水柱的范围内。
14．权利要求13所述的方法，其中压力大约为2英寸水柱。
15．权利要求12所述的方法，其中气体选自于空气、氮、氩和易燃气体。
16．权利要求12所述的方法，其中气体包括易燃气体，并且所说方法包括一个附加步骤，即燃烧气体以便所说的管和所说的开口内保持高压贫氧气氛。
全文摘要
一种用于形成以外部套色玻璃包围内部芯玻璃的被套色玻璃流的设备,它包括:用于从第一料源处经第一孔(24)输送芯玻璃的槽(14);垂直地位于第一孔之下并第一孔对齐的第二孔(30),第二孔被环形室(32)包围,环形室通过在第一和第二孔之间的缝与第二孔相连。管(34)把套色玻璃从套色玻璃槽(38)的开口(36)输送到环形室中,以便使玻璃在重力作用下从第一和第二料源处流过孔从而形成被套色玻璃流。在套色玻璃槽内的中空管(40)与槽开口相对以便测量套色玻璃通过开口和输送管到达包围孔的环形室中的流动。中空管内部与加压气体源(60或72)相连以便保持管内和通过槽开口的套色玻璃薄瀑布内的压力比套色玻璃槽周围的大气压高。在套色玻璃薄瀑布内升高的气压逆转了槽开口内外之间的压力差,从而消除了空气通过开口周围的耐火材料而迁移并进入套色玻璃薄瀑布中的任何趋势。
文档编号C03B17/02GK1210823SQ98117549
公开日1999年3月17日 申请日期1998年7月30日 优先权日1997年7月31日
发明者G·L·斯科特, J·E·芬斯特尔马彻 申请人:欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司