在熔合拉制中对玻璃带进行冷却的方法
【专利说明】在溶合拉制中对玻璃带进行冷却的方法
[0001 ]相关申请的交叉参考
[0002] 本申请根据35 U. S. C. § 119，要求2013年2月28日提交的美国临时申请系列第61 / 770362号的优先权。 【背景技术】 技术领域
[0003] 本说明书一般地涉及在超高流量熔合拉制法中对玻璃带进行受控冷却。更具体 地，本说明书涉及将流体注入融合拉制机器中，并在融合拉制机器中的多个位置从融合拉 制机器抽取流体，以控制正在成形的玻璃带的温度曲线。
[0004] 技术背景
[0005] 将玻璃基材用于各种商业应用的需求正在增长。为了跟上该需求的步伐，玻璃制 造工艺中的玻璃流量相应地增加。增加熔合拉制过程中的玻璃流量以降低制造成本。在熔 合拉制过程中获得高的玻璃流量的一个障碍在于缺乏以受控的方式对玻璃进行冷却的能 力。通常来说，已经尝试将增加拉制段的高度、改进拉制段的隔热以及提供额外的水冷却表 面用于在高玻璃流量熔合拉制过程中进行受控冷却。但是，已经证明此类措施是不充分的。
[0006] 在其他玻璃制造方法中使用主动空气冷却，但是其并未被用于熔合拉制过程。已 经尝试从拉制段的顶部、中部或底部抽取流体(例如空气），但是仅有有限的成功。仅在拉制 段中采用抽取（即没有空气注入)增加的空气流增加了玻璃带的对流热损耗。但是，空气抽 取导致拉制段的下部分的最大冷却，并且其并不总是可以实现玻璃带所需的温度曲线，例 如当玻璃流量高的时候。
[0007] 因此，需要对玻璃带进行冷却的替代方法。
【发明内容】
[0008] 根据一个实施方式，提供了一种对融合拉制机器的拉制段中的玻璃带进行受控冷 却的方法。该方法可包括获得玻璃带的目标温度变化曲线，以及在拉制段中提供至少两个 端口。可以测量由于在每个端口的流体注入导致的玻璃带的温度变化曲线以及由于在每个 端口的流体抽取导致的玻璃带的温度变化曲线。可以采用在每个端口的流体注入导致的玻 璃带的温度变化曲线以及在每个端口的流体抽取导致的玻璃带的温度变化曲线来评估温 度增益因子。可以通过采用温度增益因子求解最小二乘问题，来计算注入流体流量或者抽 取流体流量。可以通过向每个端口施加确定的空气流，来获得与目标温度变化曲线类似的 玻璃带的实际温度变化曲线。
[0009] 在另一个实施方式中，提供了一种用于对融合拉制机器的拉制段中的玻璃带进行 冷却的主动流体流动方案。该主动流体流动方案可包括获得玻璃带的目标温度变化曲线， 以及在拉制段中提供至少两个端口。可以测量由于在每个端口的流体注入导致的玻璃带的 温度变化曲线以及由于在每个端口的流体抽取导致的玻璃带的温度变化曲线。可以采用在 每个端口的流体注入导致的玻璃带的温度变化曲线以及在每个端口的流体抽取导致的玻 璃带的温度变化曲线来计算温度增益因子。可以通过采用温度增益因子求解最小二乘问 题，来计算每个端口的注入流体流量或者抽取流体流量，以获得与目标温度变化曲线类似 的玻璃带的实际温度变化曲线。可以应用每个端口各自计算的注入流体流量或者抽取流体 流量。可以确定玻璃带的实际温度变化曲线与玻璃带的目标温度变化曲线之差的容差，并 且可以评估玻璃带的实际温度变化曲线与玻璃带的目标温度变化曲线之差是否落在容差 内。当玻璃带的实际温度变化曲线与玻璃带的目标温度变化曲线之差落在容差之外，则该 方案返回到计算增益因子的步骤并继续再次进行计算步骤。当玻璃带的实际温度变化曲线 与玻璃带的目标温度变化曲线之差落在容差之内，则该方案休息一段预定的时间量然后返 回到评估步骤。
[0010]在以下的详细描述中给出了本实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优 点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、 权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。
[0011] 应理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提 供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方 式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说 明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。 【附图说明】
[0012] 图1示意性显示包括熔合拉制机器的玻璃制造工艺的实施方式；
[0013] 图2示意性显示熔合拉制机器的拉制段；
[0014] 图3显示根据一些实施方式，在拉制段中的玻璃带的温度变化曲线，其设计成对lx 的玻璃流量的玻璃带的温度曲线的变化进行优化；
[0015] 图4显示根据一些实施方式，在2x玻璃流量且没有任意冷却的情况下，玻璃带的温 度曲线；
[0016] 图5A显示根据一些实施方式的温度曲线的变化，其大致显示在抽取之后的温度曲 线的变化形状；
[0017] 图5B显示根据一些实施方式的温度曲线的变化，其大致显示在注入之后的温度曲 线的变化形状；
[0018] 图6是根据一些实施方式的主动流体流动方案的流程图；
[0019] 图7显示根据实施例1，仅有流体抽取的方案以及流体注入/抽取方案的情况下，对 于目标温度的玻璃带的温度曲线变化；
[0020] 图8示意性显示根据一些实施方式，拉制段中的端口的位置；
[0021] 图9显示在根据实施例1的7个端口系统中，由于流体抽取导致的每个端口处的温 度曲线的变化；
[0022]图10显示在根据实施例1的7个端口系统中，由于流体注入导致的每个端口处的温 度曲线的变化；
[0023]图11的柱状图显示在根据实施例1的7个端口系统中，计算的仅有流体抽取的方案 以及计算的流体注入/抽取方案；
[0024] 图12A显示根据实施例2, lx玻璃流量的玻璃带的基线温度曲线、在没有冷却的情 况下2x玻璃流量的玻璃带的温度曲线、具有流体注入/抽取冷却情况下2x流量的玻璃带的 温度曲线以及仅具有流体抽取冷却情况下2x流量的玻璃带的温度曲线之间的对比；
[0025] 图12B的柱状图显示在根据实施例2的2x玻璃流量的7个端口系统中，计算的仅有 流体抽取的方案以及计算的流体注入/抽取方案；
[0026] 图13A显示根据实施例2, lx玻璃流量的玻璃带的基线温度曲线、在没有冷却的情 况下3x玻璃流量的玻璃带的温度曲线以及具有流体注入/抽取冷却情况下3x流量的玻璃带 的温度曲线之间的对比；
[0027] 图13B的柱状图显示根据实施例2的3x玻璃流量的7个端口系统中，计算的流体注 入/抽取方案；
[0028] 图14A显示根据实施例2, lx玻璃流量的玻璃带的基线温度曲线、在没有冷却的情 况下4x玻璃流量的玻璃带的温度曲线以及具有流体注入/抽取冷却情况下4x流量的玻璃带 的温度曲线之间的对比；
[0029]图14B的柱状图显示根据实施例2的4x玻璃流量的7个端口系统中，计算的流体注 入/抽取方案。 【具体实施方式】
[0030] 下面详细参考本发明的实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。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。图1显示融合拉制机器的 一个实施方式，本文中一般由附图标记1 〇〇指代。
[0031] 本文所用术语"流体"应该理解成包括任意气体、气体混合物、气体/液体混合物、 蒸汽，或其组合，它们能够以气状方式移动通过拉制段。流体可包括但不限于，空气、氮气、 硼蒸汽以及来源于玻璃制造过程的其他气体或蒸汽。
[0032] 参见图1，显示示例性玻璃制造系统100的示意图，其利用熔合法来制造玻璃板 105。玻璃制造系统100可包括熔融容器110、澄清容器115、混合容器120(例如搅拌室120)、 输送容器125(例如碗125)、熔合拉制机器(FDM)140a以及移动式砧机(TAMH50。在熔融容器 110中，如箭头112所示可将玻璃批料加入其中，