玻璃制造设备和用于制造玻璃带的方法
【专利说明】玻璃制造设备和用于制造玻璃带的方法
[0001]相关申请交叉参考
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119，要求2012年5月31日提交的美国申请系列号61/653，806的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
[0003]本发明涉及玻璃制造领域，具体来说，涉及玻璃制造设备和用于制造玻璃带的方法，所述方法使用具有至少第一辊设备、第二辊设备和第三辊设备的牵拉辊装置。
[0004]背景
[0005]已知例如通过熔合下拉法使用玻璃制造设备来制造玻璃板。共同转让的于2009年4月30公开的美国专利申请公开号2009/0107182Α1(安德森(Anderson)等)批露了一种具有下部牵拉辊设备的示例性玻璃制造设备，其具有使一对下辊以恒定的角速度转动的主驱动电机。所述示例性玻璃制造设备还包括上牵拉辊设备，其具有上从动电机，所述上从动电机构造成以一定的扭矩来转动一对上辊，该扭矩匹配所述一对下辊主电机的测得的扭矩的预定百分比。安德森(Anderso)等人公开的上牵拉棍设备和下牵拉棍设备的主/从配置在各种工艺应用中会是有益的。但是，仍然期望改善玻璃制造设备以具有可使各种工艺应用受益的构造。
【发明内容】
[0006]在本发明的独立权利要求中描述了玻璃制造设备和用于制造玻璃带的方法。玻璃制造设备和用于制造玻璃带的方法的优选的实施方式在从属权利要求中描述。
[0007]在本发明的一方面中，提供了玻璃制造设备，其包括:(a)成形装置，其构造成生产玻璃带，所述玻璃带包括在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸的宽度；和(b)牵拉辊装置，其包括:(i)第一辊设备，其包括第一上游拉制辊对，该第一上游拉制辊对构造成沿着拉制路径从成形装置拉制玻璃带的第一边缘部分，该拉制路径横切于玻璃带的宽度延伸；(ii)第二辊设备，其包括第一中游辊对，该第一中游辊对沿着拉制路径位于第一上游拉制辊对的下游，其中第一中游辊对构造成与玻璃带的第一边缘部分相互作用第三辊设备，其包括第一下游拉制辊对，该第一下游拉制辊对沿着拉制路径位于第一中游辊对的下游，其中第一下游拉制辊对构造成沿着拉制路径进一步拉制玻璃带的第一边缘部分；和(iv)控制装置，其构造成独立地操作至少第一辊设备和第三辊设备，从而使第一上游拉制辊对的至少一个辊以基本上恒定的扭矩转动和使第一下游拉制辊对的至少一个辊以基本上恒定的角速度转动。玻璃带从成形装置向下游拉制，通过粘性区，凝固区，然后通过弹性区。在一实施例中，所述第一上游拉制辊对位于粘性区，第一中游辊对位于凝固区，第一下游拉制辊对位于弹性区。在另一实施例中，第一上游拉制辊对位于凝固区，第一中游辊对位于凝固区，第一下游拉制辊对位于弹性区。
[0008]在本发明的另一方面中，提供了制造玻璃带的方法。所述方法包括以下步骤:(a)提供牵拉辊装置，其包括:(i)第一辊设备，其包括第一上游拉制辊对；(?)第二辊设备，其包括沿着拉制路径位于第一上游拉制辊对下游的第一中游辊对；和(iii)第三辊设备，包括沿着拉制路径位于第一中游辊对下游的第一下游拉制辊对；(b)形成玻璃带，所述玻璃带具有在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸的宽度；(c)独立地操作第一辊设备，从而使第一上游拉制辊对的至少一个辊以基本上恒定的扭矩转动以沿着拉制路径拉制玻璃带的第一边缘部分；和(d)独立地操作第三辊设备，从而使第一下游拉制辊对的至少一个辊以基本上恒定的角速度转动以进一步沿着拉制路径拉制玻璃带的第一边缘部分。玻璃带向下游拉制，通过粘性区，凝固区，然后通过弹性区。在一实施例中，所述第一上游拉制辊对位于粘性区，第一中游辊对位于凝固区，第一下游拉制辊对位于弹性区。在另一实施例中，第一上游拉制辊对位于凝固区，第一中游辊对位于凝固区，第一下游拉制辊对位于弹性区。
[0009]还在本发明的另一方面中，提供了制造玻璃带的方法。所述方法包括以下步骤:(a)提供牵拉辊装置，其包括:(i)第一辊设备，其包括第一上游拉制辊对；(ii)第二辊设备，其包括沿着拉制路径位于第一上游拉制辊对下游的第一中游辊对；和(iii)第三辊设备，包括沿着拉制路径位于第一中游辊对下游的第一下游拉制辊对；(b)形成玻璃带，所述玻璃带具有在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸的宽度；(c)在一段时间内独立地操作第一辊设备，从而第一上游拉制辊对沿着拉制路径将基本上恒定的力施加到玻璃带的第一边缘部分；(d)在所述一段时间内独立地操作第三辊设备，从而使第一下游拉制辊对的至少一个辊以基本上恒定的角速度转动，且第一下游拉制辊对沿着拉制路径将不同的力施加到玻璃带的第一边缘部分；和(e)在所述一段时间内，于沿着拉制路径位于第一下游拉制辊对下游的位置，依次从玻璃带分割多块玻璃板。玻璃带向下游拉制，通过粘性区，凝固区，然后通过弹性区。在一实施例中，所述第一上游拉制辊对位于粘性区，第一中游辊对位于凝固区，第一下游拉制辊对位于弹性区。在另一实施例中，第一上游拉制辊对位于凝固区，第一中游辊对位于凝固区，第一下游拉制辊对位于弹性区。
[0010]在以下发明详述、附图和任一权利要求中部分地提出了本发明的另外一些方面，它们部分源自发明详述，或可以通过实施本发明来加以了解。应理解，前面的一般性描述和以下的发明详述都只是示例和说明性的，不构成对所揭示的本发明的限制。
[0011]附图简要说明
[0012]参照以下结合附图的详细描述，可以更完整地理解本发明，附图中:
[0013]图1是根据本发明的实施例的示例玻璃制造设备的示意图；
[0014]图2是图1的玻璃制造设备的局部透视图，其包括根据本发明的一实施例的牵拉辊装置；
[0015]图3A-3F是图1的玻璃制造设备的局部视图，显示了不同的示例性牵拉辊装置，其中根据本发明的一实施例，各示例性牵拉辊装置包括位于粘性区的第一辊设备，位于凝固区的第二辊设备，和位于弹性区的第三辊设备；
[0016]图4A-4C是图1的玻璃制造设备的局部视图，显示了不同的示例性牵拉辊装置，其中根据本发明的一实施例，各示例性牵拉辊装置包括位于凝固区的第一辊设备，位于凝固区的第二辊设备，和位于弹性区的第三辊设备；和
[0017]图5A-5C是几张图表，显示了根据本发明的一实施例，使用图3A-3D所示的示例牵拉辊装置从成形装置拉制玻璃带的结果。
[0018]发明详述
[0019]在此将参照附图更完整地描述各实施例，附图中给出了示例性实施方式。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。但是，本发明可以以许多不同的方式实施，不应被解读成局限于在此提出的实施方式。
[0020]参见图1，显示了可根据本发明的一些方面使用的示例性玻璃制造设备100的示意图。示例性玻璃制造设备100显示为下拉熔合设备，但是在其他例子中也可以使用其他成形设备。在一个例子中，玻璃制造设备100可包括成形装置102以生产玻璃带104，所述玻璃带104包含在玻璃带104的第一边缘部分104a和第二边缘部分104b之间延伸的宽度“W”。
[0021]进一步如图1所示，玻璃制造设备100可包括熔融容器106、澄清容器108、混合容器110、输送容器112、成形装置102、牵拉辊装置114，114a, 114b, 114c和114d，以及分割装置219。在熔融容器110中，如箭头118所示加入玻璃批料，熔化形成熔融玻璃120。澄清容器108具有高温加工区域，其通过倾斜管121从熔融容器106接收熔融玻璃120 (此处未显示)，在澄清容器108中，从熔融玻璃120中除去气泡。澄清容器108通过从澄清器到搅拌室的连接管122连接到混合容器106。通过从搅拌室到滚筒的连接管124，将所述混合容器110与输送容器112相连。输送容器112通过下导管126将熔融玻璃120输送到入口 128并进入成形装置102。
[0022]根据本发明的一些方面，可使用各种成形装置。例如，如图1和2所示，示例性成形装置102包括开口 130，其接收流入槽132的熔融玻璃120。如图2最佳所示，熔融玻璃120随后从槽132溢流并向下流入两侧134a和134b，之后在成形装置102的根部136熔合在一起。根部136是两侧134a和134b合并到一起的地方，并且是当玻璃带104从根部136向下拉出时，分别在两侧134a和134b上流动的熔融玻璃120的两个溢流壁熔合在一起以形成玻璃带104的地方。
[0023]玻璃制造设备100还包括牵拉辊装置114，114a, 114b, 114c和114d分割装置116，它们都在图1中示意性地显示。如下文针对图2所更详细描述，提供牵拉辊装置114来帮助从根部136拉制玻璃带104，以及还将玻璃带104拉制到所需厚度。可提供分割装置116来在一段时间内依次从玻璃带104分割多块玻璃板140a和140b (只显示了两块)。分割装置116可包括所示的移动砧机，尽管可使用其它类型的分割装置来在一段时间内依次从玻璃带104分割多块玻璃板140a和140b (只显示了两块)。在另一种替代方式中，不存在分割装置116，将卷曲玻璃带104以形成卷绕的玻璃卷。
[0024]参考图2，提供了根据本发明的一实施例的牵拉辊装置114的更加详细的示意图。如图2所示，示例牵拉辊装置114可包括第一辊设备202，第二辊设备204，第三辊设备206，和控制装置208 (例如，可编程逻辑控制器208，处理器-存储器208)。在本实施例中，第一辊设备202包括第一上游拉制辊对210和第二上游拉制辊对212，它们构造成分别从成形装置102沿着拉制路径214拉制玻璃带104的第一边缘部分104a和第二边缘部分104b，该拉制路径214横切于玻璃带104的宽度“W”延伸(注:拉制辊210和212显示为垂直向下倾斜的辊210和212，并在玻璃带104中施加横向张力220a，但它们可具有横向取向；如果它们具有横向取向，那么它们可相互连接)。第二辊设备204包括第一中游辊对216和第二中游辊对218，它们沿着拉制路径214分别位于第一上游拉制辊对210和第二上游拉制辊对212的下游(注:辊216和218显示成垂直向下倾斜的辊216和218，它们在玻璃带104中施加横向张力220b，但它们可具有横向取向；如果它们具有横向取向，那么它们可相互连接)。第三辊设备206包括第一下游拉制辊对222和第二下游拉制辊对224，它们沿着拉制路径214分别位于第一中游辊对216和第二中游辊对218的下游(注:拉制辊222和224显示为垂直向下倾斜的辊222和224，并在玻璃带104中施加横向张力220c，但它们可具有横向取向；如果它们具有横向取向，那么它们可相互连接)。将控制装置208构造成至少独立地操作第一$昆设备202和第三棍设备206，从而使第一上游拉制棍对210中的至少一个辊以基本上恒定的扭矩转动，以及使第一下游拉制辊对222中的至少一个辊以基本上恒定的角速度转动。在下文结合图3-4提供在不同加工应用中，关于牵拉辊装置114的不同方面的更加详细的讨论。
[0025]参考图3A-3F，提供根据本发明的一些实施例的成形装置102和牵拉辊