玻璃熔体搅拌均化叶片和设备的制作方法

本实用新型涉及一种玻璃熔体搅拌均化叶片和设备。

背景技术：
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熔融玻璃中的化学成分均匀性和热均匀性是良好成型操作的关键部分，是生产具有低缺陷水平的高质量最终玻璃产品的关键保障。特别是，液晶显示器用玻璃基板生产工序中，需要在大面积玻璃基板中将条痕抑制在极低水平。为防止条痕产生，需使用搅拌装置对流经搅拌桶内的熔融玻璃进行充分且高效的搅拌动作。一般而言，搅拌装置具备圆筒形状的搅拌室与搅拌器。搅拌器具有作为旋转轴的轴部件与连接于轴部件侧面的叶片。对配置有搅拌器的搅拌室内导入熔融玻璃，通过叶片搅拌熔融玻璃，使熔融玻璃均质化。

发明专利文献1（日本特开昭63-8226 号公报）中，揭示了具有作为旋转轴的轴部件与连接于轴部件侧面的叶片的搅拌器，其所揭示的搅拌器的叶片，是相对搅拌器轴倾斜，因此产生往搅拌腔室的上方向或下方向的熔融玻璃的流动，提高搅拌效果，但搅拌器的叶片，外观轮廓为圆形，且在作为支撑板的主面108上设置有辅助板109a、109b，支撑板外边沿无其它辅助板结构，该搅拌装置自身结构强度较低，且搅拌效果不佳。

发明专利文献2（CN 102596826 B）中揭示了具有作为旋转轴的轴部件与连接于轴部件侧面的叶片的搅拌器；但该装置将熔融玻璃稳定地均质化的能力并非充分。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种玻璃熔体搅拌均化叶片和设备，该玻璃熔体搅拌均化叶片和设备结构简单、设计合理，能够使流经的熔融玻璃得到充分匀质化。

本实用新型玻璃熔体搅拌均化的叶片，其特征在于：包括用于套设在搅拌轴外围的管套和垂直设在管套上的各两个上层叶片体和下层叶片体，所述上层叶片体与下层叶片体关于垂直于管套轴心线的平面镜像对称，并且在周向错位设置；所述上层叶片体和下层叶片体包括支撑板、设在支撑板上表面的上辅助板、设在支撑板下表面的下辅助板和设在支撑板外侧面的侧辅助板。

进一步的，上述两个上层叶片体和下层叶片体分别是第一上层叶片体、第二上层叶片体、第一下层叶片体和第二下层叶片体；所述第一上层叶片体与第二上层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向错位180度，所述第一上层叶片体与第一下层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向均错位60度。

进一步的，上述下辅助板为内端与管套连接、外端与侧辅助板连接的径向直条板。

述上辅助板包括两个设在支撑板上且相互对称的弧形板，所述两个弧形板的内端贴近并与管套连接，外端相互远离并与侧辅助板连接。

进一步的，上述支撑板为扇形板，扇形板内端与套管连接，所述两个弧形板的对称面与下辅助板在周向错位30度。

本实用新型玻璃熔体搅拌均化的设备，其特征在于：包括搅拌腔室和穿设在搅拌腔室内的旋转轴，所述旋转轴上套设有若干个叶片，所述叶片包括用于套设在搅拌轴外围的管套和垂直设在管套上的各两个上层叶片体和下层叶片体，所述上层叶片体与下层叶片体关于垂直于管套轴心线的平面镜像对称，并且在周向错位设置；所述上层叶片体和下层叶片体包括支撑板、设在支撑板上表面的上辅助板、设在支撑板下表面的下辅助板和设在支撑板外侧面的侧辅助板。

进一步的，上述两个上层叶片体和下层叶片体分别是第一上层叶片体、第二上层叶片体、第一下层叶片体和第二下层叶片体；所述第一上层叶片体与第二上层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向错位180度，所述第一上层叶片体与第一下层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向均错位60度。

进一步的，上述下辅助板为内端与管套连接、外端与侧辅助板连接的径向直条板；上述上辅助板包括两个设在支撑板上且相互对称的弧形板，所述两个弧形板的内端贴近并与管套连接，外端相互远离并与侧辅助板连接；上述支撑板为扇形板，扇形板内端与套管连接，所述两个弧形板的对称面与下辅助板在周向错位30度。

进一步的，上述搅拌腔室包含内径为D的壁；叶片轮廓形状为椭圆形，所述叶片长半轴为a，短半轴为b；搅拌腔室内径为D与长半轴a和短半轴b之间的关系满足：0.25D≤a≤0.46D，0.4a≤b≤a。

进一步的，上述搅拌轴的轴向方向从上之下分布3至5片叶片，叶片依次顺时针旋转90°等间距沿搅拌轴的轴向方向分布排列。

进一步的，上述搅拌腔室上侧壁设有垂直于搅拌腔室的入料导流筒，在搅拌腔室下侧壁设有垂直于搅拌腔室的出料导流筒。

进一步的，上述搅拌轴、叶片和搅拌腔室的壁都用铂、铂合金或强化铂金加工制成。

本实用新型玻璃熔体搅拌均化叶片和设备可将熔融玻璃中的非均匀部分拉伸为长薄条纹；并将上述长薄条纹分割为多段短条纹片段和将上述多段短条纹片段分散开来；从而可使熔融玻璃得到充分匀质化。

附图说明：

图1是现在使用的搅拌装置的叶片立体图；

图2是现在使用的搅拌装置的叶片俯视图；

图3是本实用新型实施例的搅拌装置的侧视图；

图4是本实用新型实施例的搅拌器的立体图；

图5是本实用新型实施例的搅拌叶片的立体图；

图6是本实用新型实施例的搅拌叶片的立体图；

图7是本实用新型实施例的搅拌叶片的俯视图；

图8是本实用新型实施例的搅拌装置的流场速度云图；

图9是本实用新型实施例的搅拌装置的流场流线图；

图10是本实用新型实施例的搅拌装置的搅拌器受力图；

图11是本实用新型搅拌腔室内粒子的平均距离随时间的变化关系图；

图 12是本实用新型搅拌功率与搅拌扭矩随搅拌转速的变化关系图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本实用新型方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本实用新型的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。

本实用新型玻璃熔体搅拌均化的叶片204包括用于套设在搅拌轴202外围的管套2041和垂直设在管套2041上的各两个上层叶片体301和下层叶片体302，所述上层叶片体与下层叶片体关于垂直于管套轴心线的平面a镜像对称，并且在周向错位设置；所述上层叶片体301和下层叶片体302包括支撑板301b、设在支撑板301b上表面的上辅助板301a、设在支撑板下表面的下辅助板301d和设在支撑板外侧面的侧辅助板301c。

进一步的，上述两个上层叶片体和下层叶片体分别是第一上层叶片体、第二上层叶片体、第一下层叶片体和第二下层叶片体；所述第一上层叶片体与第二上层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向错位180度，所述第一上层叶片体与第一下层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向均错位60度。

进一步的，上述下辅助板301d为内端与管套2041连接、外端与侧辅助板301c连接的径向直条板，其不仅起到增强叶片自身结构强度，而且还可以起到搅拌的作用。

进一步的，为了设计合理，搅拌玻璃熔体更加均质，上述上辅助板包括两个设在支撑板上且相互对称的弧形板，所述两个弧形板的内端贴近并与管套连接，外端相互远离并与侧辅助板连接。

进一步的，为了设计合理，搅拌玻璃熔体更加均质，上述支撑板为扇形板，扇形板内端与套管连接，所述两个弧形板的对称面与下辅助板在周向错位30度。

本实用新型玻璃熔体搅拌均化的设备，包括搅拌腔室205和穿设在搅拌腔室205内的旋转轴202，所述旋转轴202上套设有若干个叶片204，所述叶片包括用于套设在搅拌轴202外围的管套2041和垂直设在管套2041上的各两个上层叶片体301和下层叶片体302，所述上层叶片体与下层叶片体关于垂直于管套轴心线的平面a镜像对称，并且在周向错位设置；所述上层叶片体301和下层叶片体302包括支撑板301b、设在支撑板301b上表面的上辅助板301a、设在支撑板下表面的下辅助板301d和设在支撑板外侧面的侧辅助板301c。

进一步的，上述两个上层叶片体和下层叶片体分别是第一上层叶片体、第二上层叶片体、第一下层叶片体和第二下层叶片体；所述第一上层叶片体与第二上层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向错位180度，所述第一上层叶片体与第一下层叶片体、第二上层叶片体与第二下层叶片体在周向均错位60度。

进一步的，上述下辅助板301d为内端与管套2041连接、外端与侧辅助板301c连接的径向直条板，其不仅起到增强叶片自身结构强度，而且还可以起到搅拌的作用。

进一步的，为了设计合理，搅拌玻璃熔体更加均质，上述上辅助板包括两个设在支撑板上且相互对称的弧形板，所述两个弧形板的内端贴近并与管套连接，外端相互远离并与侧辅助板连接。

进一步的，为了设计合理，搅拌玻璃熔体更加均质，上述支撑板为扇形板，扇形板内端与套管连接，所述两个弧形板的对称面与下辅助板在周向错位30度。

进一步的，上述搅拌腔室包含内径为D的壁；叶片轮廓形状为椭圆形，所述叶片长半轴为a，短半轴为b；搅拌腔室内径为D与长半轴a和短半轴b之间的关系满足：0.25D≤a≤0.46D，0.4a≤b≤a；取a≈0.4D，b≈0.6a合适。

为了使搅拌玻璃熔体更加均质，熔融玻璃流经搅拌腔室，所述熔融玻璃的粘度为μ，满足60Pa•s≤μ≤100Pa•s，且熔融玻璃的温度范围为1200℃~1450℃；向旋转轴施加合适的驱动力，使搅拌腔室内的搅拌器以转速N旋转来搅拌熔融玻璃，满足5转/分钟≤N≤25转/分钟。

进一步的，为了使搅拌玻璃熔体更加均质，上述搅拌轴的轴向方向从上之下分布3至5片叶片，取4片较佳，叶片依次顺时针旋转90°等间距沿搅拌轴的轴向方向分布排列。

进一步的，为了使搅拌玻璃熔体更加均质，上述搅拌腔室上侧壁设有垂直于搅拌腔室的入料导流筒201，在搅拌腔室下侧壁设有垂直于搅拌腔室的出料导流筒203。

进一步的，上述搅拌轴、叶片和搅拌腔室的壁都用铂、铂合金或强化铂金加工制成。

本实用新型玻璃熔体搅拌均化叶片和设备可将熔融玻璃中的非均匀部分拉伸为长薄条纹；并将上述长薄条纹分割为多段短条纹片段和将上述多段短条纹片段分散开来；从而可使熔融玻璃得到充分匀质化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。