在熔合拉制中對(duì)玻璃帶進(jìn)行冷卻的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】在溶合拉制中對(duì)玻璃帶進(jìn)行冷卻的方法
[0001 ]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)根據(jù)35 U. S. C. § 119，要求2013年2月28日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列第61 / 770362號(hào)的優(yōu)先權(quán)。 【背景技術(shù)】 技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本說(shuō)明書(shū)一般地涉及在超高流量熔合拉制法中對(duì)玻璃帶進(jìn)行受控冷卻。更具體 地，本說(shuō)明書(shū)涉及將流體注入融合拉制機(jī)器中，并在融合拉制機(jī)器中的多個(gè)位置從融合拉 制機(jī)器抽取流體，以控制正在成形的玻璃帶的溫度曲線。
[0004] 技術(shù)背景
[0005] 將玻璃基材用于各種商業(yè)應(yīng)用的需求正在增長(zhǎng)。為了跟上該需求的步伐，玻璃制 造工藝中的玻璃流量相應(yīng)地增加。增加熔合拉制過(guò)程中的玻璃流量以降低制造成本。在熔 合拉制過(guò)程中獲得高的玻璃流量的一個(gè)障礙在于缺乏以受控的方式對(duì)玻璃進(jìn)行冷卻的能 力。通常來(lái)說(shuō)，已經(jīng)嘗試將增加拉制段的高度、改進(jìn)拉制段的隔熱以及提供額外的水冷卻表 面用于在高玻璃流量熔合拉制過(guò)程中進(jìn)行受控冷卻。但是，已經(jīng)證明此類(lèi)措施是不充分的。
[0006] 在其他玻璃制造方法中使用主動(dòng)空氣冷卻，但是其并未被用于熔合拉制過(guò)程。已 經(jīng)嘗試從拉制段的頂部、中部或底部抽取流體(例如空氣），但是僅有有限的成功。僅在拉制 段中采用抽?。礇](méi)有空氣注入)增加的空氣流增加了玻璃帶的對(duì)流熱損耗。但是，空氣抽 取導(dǎo)致拉制段的下部分的最大冷卻，并且其并不總是可以實(shí)現(xiàn)玻璃帶所需的溫度曲線，例 如當(dāng)玻璃流量高的時(shí)候。
[0007] 因此，需要對(duì)玻璃帶進(jìn)行冷卻的替代方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種對(duì)融合拉制機(jī)器的拉制段中的玻璃帶進(jìn)行受控冷 卻的方法。該方法可包括獲得玻璃帶的目標(biāo)溫度變化曲線，以及在拉制段中提供至少兩個(gè) 端口。可以測(cè)量由于在每個(gè)端口的流體注入導(dǎo)致的玻璃帶的溫度變化曲線以及由于在每個(gè) 端口的流體抽取導(dǎo)致的玻璃帶的溫度變化曲線?？梢圆捎迷诿總€(gè)端口的流體注入導(dǎo)致的玻 璃帶的溫度變化曲線以及在每個(gè)端口的流體抽取導(dǎo)致的玻璃帶的溫度變化曲線來(lái)評(píng)估溫 度增益因子?？梢酝ㄟ^(guò)采用溫度增益因子求解最小二乘問(wèn)題，來(lái)計(jì)算注入流體流量或者抽 取流體流量。可以通過(guò)向每個(gè)端口施加確定的空氣流，來(lái)獲得與目標(biāo)溫度變化曲線類(lèi)似的 玻璃帶的實(shí)際溫度變化曲線。
[0009] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于對(duì)融合拉制機(jī)器的拉制段中的玻璃帶進(jìn)行 冷卻的主動(dòng)流體流動(dòng)方案。該主動(dòng)流體流動(dòng)方案可包括獲得玻璃帶的目標(biāo)溫度變化曲線， 以及在拉制段中提供至少兩個(gè)端口。可以測(cè)量由于在每個(gè)端口的流體注入導(dǎo)致的玻璃帶的 溫度變化曲線以及由于在每個(gè)端口的流體抽取導(dǎo)致的玻璃帶的溫度變化曲線?？梢圆捎迷?每個(gè)端口的流體注入導(dǎo)致的玻璃帶的溫度變化曲線以及在每個(gè)端口的流體抽取導(dǎo)致的玻 璃帶的溫度變化曲線來(lái)計(jì)算溫度增益因子?？梢酝ㄟ^(guò)采用溫度增益因子求解最小二乘問(wèn) 題，來(lái)計(jì)算每個(gè)端口的注入流體流量或者抽取流體流量，以獲得與目標(biāo)溫度變化曲線類(lèi)似 的玻璃帶的實(shí)際溫度變化曲線?？梢詰?yīng)用每個(gè)端口各自計(jì)算的注入流體流量或者抽取流體 流量?？梢源_定玻璃帶的實(shí)際溫度變化曲線與玻璃帶的目標(biāo)溫度變化曲線之差的容差，并 且可以評(píng)估玻璃帶的實(shí)際溫度變化曲線與玻璃帶的目標(biāo)溫度變化曲線之差是否落在容差 內(nèi)。當(dāng)玻璃帶的實(shí)際溫度變化曲線與玻璃帶的目標(biāo)溫度變化曲線之差落在容差之外，則該 方案返回到計(jì)算增益因子的步驟并繼續(xù)再次進(jìn)行計(jì)算步驟。當(dāng)玻璃帶的實(shí)際溫度變化曲線 與玻璃帶的目標(biāo)溫度變化曲線之差落在容差之內(nèi)，則該方案休息一段預(yù)定的時(shí)間量然后返 回到評(píng)估步驟。
[0010]在以下的詳細(xì)描述中給出了本實(shí)施方式的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu) 點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過(guò)實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、 權(quán)利要求書(shū)以及附圖在內(nèi)的本文所述的本發(fā)明而被認(rèn)識(shí)。
[0011] 應(yīng)理解的是，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述介紹了各種實(shí)施方式，用來(lái)提 供理解要求保護(hù)的主題的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。包括的附圖提供了對(duì)各種實(shí)施方 式的進(jìn)一步的理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖以圖示形式說(shuō) 明了本文所述的各種實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋要求保護(hù)的主題的原理和操作。 【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1示意性顯示包括熔合拉制機(jī)器的玻璃制造工藝的實(shí)施方式；
[0013] 圖2示意性顯示熔合拉制機(jī)器的拉制段；
[0014] 圖3顯示根據(jù)一些實(shí)施方式，在拉制段中的玻璃帶的溫度變化曲線，其設(shè)計(jì)成對(duì)lx 的玻璃流量的玻璃帶的溫度曲線的變化進(jìn)行優(yōu)化；
[0015] 圖4顯示根據(jù)一些實(shí)施方式，在2x玻璃流量且沒(méi)有任意冷卻的情況下，玻璃帶的溫 度曲線；
[0016] 圖5A顯示根據(jù)一些實(shí)施方式的溫度曲線的變化，其大致顯示在抽取之后的溫度曲 線的變化形狀；
[0017] 圖5B顯示根據(jù)一些實(shí)施方式的溫度曲線的變化，其大致顯示在注入之后的溫度曲 線的變化形狀；
[0018] 圖6是根據(jù)一些實(shí)施方式的主動(dòng)流體流動(dòng)方案的流程圖；
[0019] 圖7顯示根據(jù)實(shí)施例1，僅有流體抽取的方案以及流體注入/抽取方案的情況下，對(duì) 于目標(biāo)溫度的玻璃帶的溫度曲線變化；
[0020] 圖8示意性顯示根據(jù)一些實(shí)施方式，拉制段中的端口的位置；
[0021] 圖9顯示在根據(jù)實(shí)施例1的7個(gè)端口系統(tǒng)中，由于流體抽取導(dǎo)致的每個(gè)端口處的溫 度曲線的變化；
[0022]圖10顯示在根據(jù)實(shí)施例1的7個(gè)端口系統(tǒng)中，由于流體注入導(dǎo)致的每個(gè)端口處的溫 度曲線的變化；
[0023]圖11的柱狀圖顯示在根據(jù)實(shí)施例1的7個(gè)端口系統(tǒng)中，計(jì)算的僅有流體抽取的方案 以及計(jì)算的流體注入/抽取方案；
[0024] 圖12A顯示根據(jù)實(shí)施例2, lx玻璃流量的玻璃帶的基線溫度曲線、在沒(méi)有冷卻的情 況下2x玻璃流量的玻璃帶的溫度曲線、具有流體注入/抽取冷卻情況下2x流量的玻璃帶的 溫度曲線以及僅具有流體抽取冷卻情況下2x流量的玻璃帶的溫度曲線之間的對(duì)比；
[0025] 圖12B的柱狀圖顯示在根據(jù)實(shí)施例2的2x玻璃流量的7個(gè)端口系統(tǒng)中，計(jì)算的僅有 流體抽取的方案以及計(jì)算的流體注入/抽取方案；
[0026] 圖13A顯示根據(jù)實(shí)施例2, lx玻璃流量的玻璃帶的基線溫度曲線、在沒(méi)有冷卻的情 況下3x玻璃流量的玻璃帶的溫度曲線以及具有流體注入/抽取冷卻情況下3x流量的玻璃帶 的溫度曲線之間的對(duì)比；
[0027] 圖13B的柱狀圖顯示根據(jù)實(shí)施例2的3x玻璃流量的7個(gè)端口系統(tǒng)中，計(jì)算的流體注 入/抽取方案；
[0028] 圖14A顯示根據(jù)實(shí)施例2, lx玻璃流量的玻璃帶的基線溫度曲線、在沒(méi)有冷卻的情 況下4x玻璃流量的玻璃帶的溫度曲線以及具有流體注入/抽取冷卻情況下4x流量的玻璃帶 的溫度曲線之間的對(duì)比；
[0029]圖14B的柱狀圖顯示根據(jù)實(shí)施例2的4x玻璃流量的7個(gè)端口系統(tǒng)中，計(jì)算的流體注 入/抽取方案。 【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的例子在附圖中示出。只要有可 能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或類(lèi)似的部分。圖1顯示融合拉制機(jī)器的 一個(gè)實(shí)施方式，本文中一般由附圖標(biāo)記1 〇〇指代。
[0031] 本文所用術(shù)語(yǔ)"流體"應(yīng)該理解成包括任意氣體、氣體混合物、氣體/液體混合物、 蒸汽，或其組合，它們能夠以氣狀方式移動(dòng)通過(guò)拉制段。流體可包括但不限于，空氣、氮?dú)狻?硼蒸汽以及來(lái)源于玻璃制造過(guò)程的其他氣體或蒸汽。
[0032] 參見(jiàn)圖1，顯示示例性玻璃制造系統(tǒng)100的示意圖，其利用熔合法來(lái)制造玻璃板 105。玻璃制造系統(tǒng)100可包括熔融容器110、澄清容器115、混合容器120(例如攪拌室120)、 輸送容器125(例如碗125)、熔合拉制機(jī)器(FDM)140a以及移動(dòng)式砧機(jī)(TAMH50。在熔融容器 110中，如箭頭112所示可將玻璃批料加入其中，