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      用于精制熔融的玻璃的方法和設備的制造方法_3

      文檔序號:9493082閱讀:來源:國知局
      動通過上導管自身,來直接 地加熱上導管46。例如,可把兩個或多個電極66連接到上導管46和/或通道48,從而可 從電源(未顯示)把電流供應到上導管和/或通道48。在圖4所示的實施方式中,把4個 電極連接到澄清容器14,包含連接到上導管46的兩個電極和連接到通道48的兩個電極。 在另一種實施方式中,可去除連接到上導管46的最上部的電極66,其中澄清容器包含3個 電極66。不管進行間接地還是直接地加熱,加熱的上導管加熱在其中流動的熔融的玻璃, 從而熔融的玻璃可取得預定的澄清溫度。
      [0045] 根據(jù)本文所述的實施方式,還可攪拌向上地流動通過上導管46的熔融的玻璃。例 如,如圖1所述,可通過移動元件68例如攪拌元件主動攪拌熔融的玻璃,移動元件68設 置在上導管46之內且混合和勻化熔融的玻璃。
      [0046] 因為上導管46中的移動元件68設置在其中可進行加熱熔融的玻璃和用于澄清過 程的產生氧氣泡的玻璃制造過程的位置,可放松對攪拌自由的玻璃表面62的擔憂。即,在 澄清容器下游的加工步驟中,熔融的玻璃可從澄清溫度顯著地冷卻,并因此呈現(xiàn)更高的粘 度。隨著粘度增加,從熔融的玻璃去除氣泡變得更困難。因此,與這種下游的加工步驟相 反,在上導管46之內攪拌熔融的玻璃可使用多種選擇。
      [0047] 如圖1,3和4所示,移動元件68可包含可旋轉的軸70和從軸向外延伸并偶合到 軸的一個或多個攪拌元件72。軸70從上導管46延伸并偶合到旋轉運動的來源,例如液壓 或電機(未顯示)。旋轉運動的來源可直接地和間接地偶合到軸70。例如,軸70可直接 地偶合到電機軸并與其共線性,或者通過驅動機構(例如齒輪箱和/或鏈驅動)間接地偶 合到電機軸。至少一個攪拌元件可具有各種設計。
      [0048] 在一種實施方式中,攪拌元件72可包含從軸向外延伸的一個或多個葉片,葉片成 形為當其向上通過上導管46時攪動、循環(huán)或旋轉熔融的玻璃。葉片可為平坦的、彎曲的或 呈現(xiàn)為了實現(xiàn)預定的混合效率所需的更復雜的形狀。例如,圖1,3和4中所示的葉片是平 坦的,其中葉片的平面平行于軸70的縱向軸線。應指出,軸70的縱向軸線可平行于上導管 46的縱向軸線57,并與之一致。移動元件68可設計成具有葉片,該葉片通過靠近上導管46 的垂直的壁從而把氣泡吹掃遠離上導管壁的表面并進入熔融的玻璃的流動的中央。
      [0049] 熔融的玻璃從熔融爐12通過連接管道16到達澄清容器進口 50和沿上導管46向 上和隨后通過通道48流出上導管出口 56的流動,是至少部分地通過熔融爐12中的熔融的 玻璃施加的壓力來實現(xiàn)的,該熔融爐12中的熔融的玻璃的高度水平大于澄清容器14中的 熔融的玻璃。但是,熔融的玻璃的移動還可通過使用栗來使熔融的玻璃通過連接管道16 從熔融爐12移動和沿上導管46向上和通過通道48移動來實現(xiàn)。因此,除了混合和勻化 熔融的玻璃以外,通過主動地促進熔融的玻璃通過上導管的向上的移動,至少一個攪拌元 件72還可用來移動和"抽吸(pump) "熔融的玻璃。
      [0050] 在一些實施方式中,軸和攪拌元件可形成為螺桿,其中一個或多個螺旋攪拌元件 72沿著軸以適當?shù)睦p繞速率螺旋上升并朝向自由的玻璃表面。例如,部分移動元件68見 圖5,其中多個螺旋攪拌元件72偶合到軸70?;蛘?,可使用單一螺旋攪拌元件。在另一種 實施方式中,如圖6所示,攪拌元件72可形成為螺旋槳或風扇形式的刀片,其進行取向為 熔融的玻璃提供向上的推力,并使熔融的玻璃和氧氣泡向上移動至自由的玻璃表面。在圖 6的實施方式中,刀片的平面不平行于軸70的縱向軸線。
      [0051] 移動元件68的攪拌元件72無需完全浸沒在熔融的玻璃38的流動之內,這是澄 清容器14下游的混合操作所需要的。在下游混合操作中,延伸穿過自由的玻璃表面的暴露 的攪拌元件可導致拍打(lapping)自由的玻璃表面,由此把設置在自由的玻璃表面上方的 氣體捕集進入熔融的玻璃。如上所述,因為熔融的玻璃從澄清容器向下游移動時發(fā)生冷卻, 澄清容器下游的熔融的玻璃的更高的粘度可使得難以去除這種捕集的氣體口袋。
      [0052] 設置移動元件從而至少部分攪拌元件在澄清容器14之內的自由的玻璃表面62處 或在自由的玻璃表面62上方,可有利于越過自由的玻璃表面均勻地傳播熔融的玻璃中所 容納的氣泡,因此增加氣泡與熔融的玻璃流動的相互作用。如圖4所示,至少部分最上面 的攪拌元件72從自由的玻璃表面62向上延伸距離山。移動元件68可包含可旋轉的攪拌 器,其包含軸70和偶合到軸和從軸向外延伸的攪拌元件72,其中移動元件設置在上導管46 之內從而澄清容器14的第一部分(上導管46)的底74和攪拌元件72的最上面的點76之 間的距離d2大于上導管46的底74和第二部分(通道48)的壁81的內部表面上的最低點 78之間的距離d3。
      [0053] 如圖7所示,在一些其他實施方式中,熔融的玻璃在上導管46之內的攪拌可通過 使恪融的玻璃流動越過或透過設置在上導管46之內的靜止元件80來實現(xiàn),其中靜止元件 80被動地重定向熔融的玻璃的流動,由此促進熔融的玻璃的攪拌和混合。例如,靜止元件 (例如擋板)可偶合到上導管46的壁的內側表面并延伸進入熔融的玻璃的流動,其進行取 向從而至少在擋板的附件區(qū)域內,將本來基本上層流的熔融的玻璃38重定向成非層流。靜 止組件可限定延伸穿過靜止組件的通道,以獲得更加湍急的流動。應理解,用于在上導管之 內引導熔融的玻璃的這種靜止組件可具有獲得適當攪拌所需的各種構造,且無需限制熔融 的玻璃的流動。在一些實施方式中,可在上導管46之內同時使用移動元件和靜止元件。
      [0054] 如上所述,移動元件68,或靜止元件80可由貴金屬或貴金屬合金(例如鉬族金屬 或鉑族金屬合金)形成,例如純鉑或鉑-銠合金。
      [0055] 當熔融的玻璃已經或很快要處于其最高溫度和因此最低粘度(例如在澄清容器 14之內)時,在熔融爐12的短距離之內攪拌熔融的玻璃,還可:1)消除熔融的玻璃的 不均勻流動。沒有攪拌的熔融的玻璃趨于在流動的中央流動更快,由此導致沿著流動周 界形成停滯玻璃和影響玻璃的質量和一致性;2)消除化學不均勻物,其可導致形成細溝 (striae)、條帶(striation)或粗線(cord),而這可導致最終玻璃制品中的最終缺陷,和 3)把在熔融過程中可能溶解進入玻璃的陶瓷材料(例如鋯和鋁氧化物)充分混合進入熔融 的玻璃,由此防止這種材料結晶。
      [0056] 在上導管46中攪拌和加熱熔融的玻璃還可幫助形成氧氣泡,促進它們移動到自 由的玻璃表面62,且當上導管的壁是基本上垂直的時不顯著腐蝕上導管的壁。當包含氧的 氣泡接觸澄清容器的金屬內部表面,或者玻璃制造設備10的由貴金屬或貴金屬合金構造 的其它結構且接觸任意時間長度時,金屬表面可經歷腐蝕。如果任其發(fā)展,這種腐蝕可弱化 和最終導致結構失效。對于澄清容器而言這尤其是個相關的考慮,因為澄清容器最靠近熔 融爐,最有可能具有最多累積的分散在熔融的玻璃之內的氣泡。通過使上導管46基本上垂 直地取向,通過上導管46向上上升的氣體氣泡直接地移動最高達到自由的玻璃表面62,且 不與上導管的表面接觸可觀的時間。即,占據(jù)上導管46的熔融的玻璃中容納的氣泡通過上 導管上升,并在通過自由的玻璃表面釋放進入上導管之內的氣氛64,且不停留在其貴金屬 表面上。當熔融的玻璃沿著通道48移動時亦是如此,因為自由的玻璃表面62在通道48 的整個長度延伸并與上導管46之內的自由的玻璃表面是連續(xù)的。因此,因為在熔融的玻 璃穿過澄清容器14的整個時間段內,熔融的玻璃包含從上導管46的上部部分延伸和沿著 通道48延伸到達澄清容器14的出口 54的自由的玻璃表面,氣體氣泡將穿過自由的玻璃 表面62進入在澄清容器之內的氣氛64。
      [0057] 為了消除通過自由的玻璃表面62離開熔融的玻璃和進入氣氛64的氣體,可通過 排放管道84,將氣氛64排放到澄清容器14的外部的氣氛??商峁┡欧殴艿?4,其延伸穿 過澄清容器的壁(例如壁81)并形成通道,該通道穿過容納在澄清容器之內的氣氛64和澄 清容器外部的氣氛之間的澄清容器壁。如有需要,排放管道84可連接到污染減輕系統(tǒng)(未 顯示)。在其他實施方式中,排放管道84可偶合到真空來源,以主動地從氣氛64抽吸氣 體。
      [0058] 例如,可在靠近澄清容器14的下游端部處提供排放管道84,例如靠近澄清容器 出口 54 (例如在通道48上)。還可提供其它排放管道。在一些實施方式中,軸70向上延 伸通過設置在上導管46頂部的蓋子86。蓋子86可由例如絕熱的耐火材料例如鋁形成。蓋 子86限定通道,軸70通過該通道延伸,且該通道在軸70和蓋子86之間形成間隙88。間 隙88可用作澄清容器氣氛64之內的氣體的額外的排放路徑。在一些實施方式中,還可為 澄清容器14提供用于把調節(jié)氣體添加到氣氛64的通道。例如,圖4顯示管道90,其偶合 到蓋子86和延伸穿過該蓋子86到達在澄清容器14 (例如上導管4
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