用于熔融玻璃中起泡抑制的整合囊的制作方法
【專利說明】用于熔融玻璃中起泡抑制的整合囊
[0001]相關(guān)申請(qǐng)交叉參考
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§ 120，要求2012年6月15號(hào)提交的美國(guó)申請(qǐng)系列第13/524，558號(hào)的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)玻璃片或玻璃制品的玻璃制造容器，玻璃制造系統(tǒng)和方法，以及用于制備玻璃制造容器的方法。玻璃制造容器配置成使得熔融玻璃在其中流動(dòng)。此外，玻璃制造容器包括外層、中間層和內(nèi)層，其中中間層位于外層和內(nèi)層之間，并且其中所述中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層和內(nèi)層之間通過其中。例如，這樣氣氛可以維持中間層的開放空間內(nèi)的正壓力并抑制熔融玻璃中起泡的形成。此外，本發(fā)明涉及配置成部分插入熔融玻璃中的裝置(例如，鐘形裝置(bell device)、攪拌器、熱電偶、水平面探針)。除此之外，本發(fā)明涉及結(jié)合了鐘形裝置用于制造玻璃管的系統(tǒng)。
[0004]背景
[0005]寬范圍的各種裝置例如液晶顯示器(LCD)、智能手機(jī)、平板電腦使用平坦玻璃片。制造此類平坦玻璃片的一種優(yōu)選技術(shù)是熔合法。在熔合法中，通過使用含有貴金屬(例如，鉑或鉑合金)的玻璃制造容器來制造玻璃片。通常認(rèn)為貴金屬相對(duì)于大多數(shù)玻璃是惰性的，從而應(yīng)該不導(dǎo)致玻璃片中的任意內(nèi)含物。然而，這不是必然正確的。
[0006]在玻璃制造容器內(nèi)的金屬/玻璃界面處存在氧化反應(yīng)，這導(dǎo)致在熔融玻璃中、從而在玻璃片中產(chǎn)生氣體內(nèi)含物。在金屬/玻璃界面處發(fā)生的多種常見的氧化反應(yīng)中的一種是帶負(fù)電荷的氧離子轉(zhuǎn)化成分子氧，這是由于熔融玻璃中的水和羥基物質(zhì)熱分解導(dǎo)致的。由于在玻璃熔化和傳遞的提升的溫度下，熔融玻璃中存在低分壓的氫，導(dǎo)致了該現(xiàn)象的發(fā)生。因此，當(dāng)氫與裝納熔融玻璃的貴金屬容器接觸時(shí)，氫從玻璃制造容器快速滲透出來，耗盡金屬/玻璃界面處的氫?；诨瘜W(xué)平衡，每摩爾的氫離開玻璃制造容器，在玻璃/金屬界面處留下1/2摩爾的氧。因此，當(dāng)氫離開玻璃制造容器時(shí)，金屬/玻璃界面處的氧分壓或者氧水平增加，這導(dǎo)致在熔融玻璃中產(chǎn)生起泡或者氣體內(nèi)含物。此外，還存在涉及熔融玻璃中的其他物質(zhì)(例如鹵素，Cl、F、Br)的催化或氧化的其他反應(yīng)，這會(huì)導(dǎo)致在熔融玻璃和得到的玻璃片中產(chǎn)生氣體內(nèi)含物。此外，還存在由于金屬/玻璃界面處的電化學(xué)反應(yīng)所導(dǎo)致的氧化反應(yīng)。這些電化學(xué)反應(yīng)還會(huì)與熱電池、原電池、高AC或DC電流施加和接地情況相關(guān)。
[0007]如今，存在數(shù)種已知的方法可用于解決這些有問題的氧化反應(yīng)，所述氧化反應(yīng)導(dǎo)致在熔融玻璃以及所得到的玻璃片中形成氣體內(nèi)含物。這些已知的方法包括使用玻璃涂層、繞著玻璃制造容器的外表面的氣氛控制至DC保護(hù)。所有這些方法都具有他們的用途，但是帶來顯著的成本并且會(huì)難以實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。例如，存在一種方法，該方法涉及使用繞著一個(gè)或多個(gè)含貴金屬的玻璃制造容器的濕度控制的外殼，并用于控制容器外部的氫分壓，從而減少玻璃片中氣體內(nèi)含物的形成。美國(guó)專利第5，785，726號(hào)和第7，628，039號(hào)揭示了數(shù)種不同類型的此類濕度受控的外殼(其全文通過引用結(jié)合入本文)。雖然使用濕度控制的外殼是有效的，但是它在基建的構(gòu)建成本以及運(yùn)行成本方面也都是昂貴的。運(yùn)行的原則性花費(fèi)是氮?dú)猓糜诳諝庹{(diào)節(jié)和蒸汽產(chǎn)生的能量以及驅(qū)動(dòng)氣體循環(huán)的風(fēng)扇所需的能量。因此，會(huì)希望提供一種替代方法，來防止玻璃片中氣體內(nèi)含物的形成。本發(fā)明滿足了這些和其它需求。
[0008]概述
[0009]本發(fā)明的獨(dú)立權(quán)利要求描述了玻璃制造容器、玻璃制造系統(tǒng)、用于生產(chǎn)玻璃片或者玻璃制品的方法，用于制備玻璃制造容器的方法，配置成部分插入熔融玻璃中的裝置以及用于制造玻璃管的系統(tǒng)。從屬獨(dú)立權(quán)利要求描述了玻璃制造容器、玻璃制造系統(tǒng)、用于生產(chǎn)玻璃片或者玻璃制品的方法，用于制備玻璃制造容器的方法，配置成部分插入熔融玻璃中的裝置以及用于制造玻璃管的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0010]在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種配置成使得熔融玻璃在其中流動(dòng)的玻璃制造容器。所述玻璃制造容器包括:(1)具有第一側(cè)和第二側(cè)的外層；(2)中間層；以及(3)具有第一側(cè)和第二側(cè)的內(nèi)層。中間層位于外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間。此外，中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間通過其中。
[0011]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種玻璃制造系統(tǒng)，其包括:(a)配置成使得熔融玻璃在其中流動(dòng)的玻璃制造容器；以及(2)控制系統(tǒng)。所述玻璃制造容器包括:(I)具有第一偵_第二側(cè)的外層；(2)中間層；以及(3)具有第一側(cè)和第二側(cè)的內(nèi)層。中間層位于外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間。此外，中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間通過其中。所述控制系統(tǒng)向玻璃制造容器的中間層供給氣氛。
[0012]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)玻璃制品的方法。所述方法包括以下步驟:(a)使得熔融玻璃流動(dòng)通過玻璃制造容器，所述玻璃制造容器包括:(I)具有第一側(cè)和第二側(cè)的外層；⑵中間層；以及(3)具有第一側(cè)和第二側(cè)的內(nèi)層，其中所述中間層位于外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間，并且其中所述中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層的第二側(cè)和內(nèi)層第一側(cè)之間通過其中；以及(b)向玻璃制造容器的中間層供給氣氛。
[0013]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種玻璃制造系統(tǒng)，其包括:(a)熔融容器，玻璃批料材料在其中熔化形成熔融玻璃；(b)熔融至澄清管，其從熔融容器接收熔融玻璃；(c)澄清容器，其從熔融至澄清管接收熔融玻璃并從熔融玻璃去除氣泡；(d)澄清器至攪拌室管，其從澄清容器接收熔融玻璃；(e)攪拌室，其從澄清器至攪拌室管接收熔融玻璃并對(duì)熔融玻璃進(jìn)行混合；(f)攪拌室至碗連接管，其從攪拌室接收熔融玻璃；(g)碗，其從攪拌室至碗連接管接收熔融玻璃；(h)下導(dǎo)管，其從碗接收熔融玻璃；(i)熔合拉制機(jī)器，其至少包括入口和成形容器，其中所述入口從下導(dǎo)管接收熔融玻璃；成形設(shè)備從入口接收熔融玻璃并成形為玻璃片；以及(j)熔融至澄清管、澄清容器、澄清器至攪拌室管、攪拌室、攪拌室至碗連接管、碗、下導(dǎo)管和入口中的至少一個(gè)還包括:(I)具有第一側(cè)和第二側(cè)的外層；(2)中間層；以及⑶具有第一側(cè)和第二側(cè)的內(nèi)層；其中所述中間層位于外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間，其中所述中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層的第二側(cè)和內(nèi)層第一側(cè)之間通過其中，以及(k)控制系統(tǒng)，其向熔融至澄清管、澄清容器、澄清器至攪拌室管、攪拌室、攪拌室至碗連接管、碗、下導(dǎo)管和入口中的至少一個(gè)的中間層供給氣氛。
[0014]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)玻璃片的方法。所述方法包括以下步驟:(a)在熔融容器中，熔化玻璃批料材料以形成熔融玻璃；(b)在澄清容器中，從熔融玻璃去除氣泡，其中通過熔融至澄清管將熔融容器與澄清容器相連；(C)在攪拌室中，對(duì)熔融玻璃進(jìn)行混合，其中通過澄清器至攪拌室管將攪拌室與澄清容器相連；(d)在碗處，接收熔融玻璃，其中通過攪拌室至碗連接管將碗與攪拌室相連；(e)在下導(dǎo)管處，接收熔融玻璃，其中所述下導(dǎo)管與碗相連；(f)將熔融玻璃傳遞到入口，其中所述入口與下導(dǎo)管相關(guān)聯(lián)；(g)將熔融玻璃傳遞到成形設(shè)備，其中所述成形設(shè)備與入口相連；(h)在成形設(shè)備處，從熔融玻璃形成玻璃片；(i)熔融至澄清管、澄清容器、澄清器至攪拌室管、攪拌室、攪拌室至碗連接管、碗、下導(dǎo)管和入口中的至少一個(gè)還包括:(I)具有第一側(cè)和第二側(cè)的外層；(2)中間層；以及(3)具有第一側(cè)和第二側(cè)的內(nèi)層；其中所述中間層位于外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間，其中所述中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層的第二側(cè)和內(nèi)層第一側(cè)之間通過其中；以及(j)從控制系統(tǒng)，向熔融至澄清管、澄清容器、澄清器至攪拌室管、攪拌室、攪拌室至碗連接管、碗、下導(dǎo)管和入口中的至少一個(gè)的中間層供給氣氛。
[0015]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備玻璃制造容器的方法。所述方法包括以下步驟:層疊外層、中間層和內(nèi)層，其中所述外層具有第一側(cè)和第二側(cè)并且所述內(nèi)層具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中所述中間層位于外層的第二側(cè)和內(nèi)層的第一側(cè)之間，并且其中所述中間層具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣氛在外層的第二側(cè)和內(nèi)層第一側(cè)之間通過其中。
[0016]在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種配置成部分插入熔融玻璃中的裝置。所述裝置包括:(a)具有第一端和第二端的區(qū)段，其中所述第一端沒有插入熔融玻璃中，所述第二端插入熔融玻璃中；(b)環(huán)繞至少一部分所述區(qū)段的網(wǎng)；以及(c)環(huán)繞至少一部分所述網(wǎng)的包覆，其中所述網(wǎng)具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣體在區(qū)段和包覆之間通過其中，并且允許氣體從未插入熔融玻璃的第一端離開所述網(wǎng)。
[0017]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于制造玻璃管的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:(a)玻璃前爐，熔融玻璃流動(dòng)通過所述玻璃前爐；(b)配置成部分插于玻璃前爐內(nèi)的熔融玻璃中的裝置，所述裝置包括:(i)具有第一端和第二端的區(qū)段，其中所述第一端沒有插入熔融玻璃中，所述第二端插入熔融玻璃中；(ii)鐘形結(jié)構(gòu)(bell)，其與所述第二端附連并插入熔融玻璃中；(iii)環(huán)繞至少一部分所述區(qū)段的網(wǎng)；以及(iv)環(huán)繞至少一部分所述網(wǎng)的包覆，其中所述網(wǎng)具有可透氣的結(jié)構(gòu)，其允許氣體在區(qū)段和包覆之間通過其中，并且允許氣體從未插入熔融玻璃的第一端離開所述網(wǎng)；以及(c)所述裝置還配置成在熔融玻璃離開玻璃前爐以形成玻璃管之前，使得熔融玻璃繞著其上環(huán)繞著網(wǎng)和包覆的區(qū)段流動(dòng)。
[0018]在以下發(fā)明詳述、附圖和任一權(quán)利要求中部分地提出了本發(fā)明的另外一些方面，它們部分源自發(fā)明詳述，或可以通過實(shí)施本發(fā)明來弄清楚。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的發(fā)明詳述都只是示例和說明性的，不構(gòu)成對(duì)所揭示的本發(fā)明的限制。
[0019]附圖簡(jiǎn)要說明
[0020]