專利名稱：輸送被套色玻璃流的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于形成生產(chǎn)玻璃器皿的玻璃料的玻璃流輸送，并且特別是涉及一種所謂套色玻璃流輸送的方法和設(shè)備。其中內(nèi)層或芯玻璃被一種外層或套色玻璃包圍。
迄今為止，人們建議提供一種用于形成其壁部分分層的玻璃器皿的套色玻璃流。美國申請(qǐng)08/374,371和08/374,372公開了輸送套色玻璃流的技術(shù)，其中來自第一料源的芯玻璃通過第一孔而輸送。第二孔垂直地置于第一孔之下，并與第一孔對(duì)齊，第二孔被一個(gè)環(huán)形室包圍，該環(huán)形室通過第一孔和第二孔之間的一個(gè)縫與第二孔連接。一個(gè)加熱的管將來自第二玻璃源的套色玻璃輸送到包圍著第二孔的環(huán)形室中。玻璃依靠重力從第一和第二料源流過第一和第二孔，以便由第二孔形成套色玻璃流，常規(guī)方法可使套色玻璃流斷開從而形成輸送到常規(guī)單部玻璃成形機(jī)中的單個(gè)套色玻璃料。
盡管上面專利申請(qǐng)書公開的技術(shù)談及并克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，但進(jìn)一步的發(fā)展仍是人們所希望的。例如，空氣泡(有時(shí)稱之為“氣泡”)在套色玻璃流中的存在一直是個(gè)問題。套色玻璃流由套色玻璃槽中流出由一個(gè)噴管控制，該噴管被置于套色玻璃槽打開的開口之上，以便測(cè)量與芯玻璃流成要求體積比的套色玻璃流。然而，套色玻璃流與芯玻璃流的體積比是非常低的，大約為5～10％的等級(jí)。必然地，當(dāng)使用常規(guī)的玻璃成形設(shè)備時(shí)，流過套色玻璃槽出口的套色玻璃極小的體積，在打開的出口處及加熱的輸送管上部周圍形成一股薄瀑布，大約有1/4英寸厚，這股瀑布的體積是散開的。操作一段時(shí)間后，空氣泡或氣泡開始出現(xiàn)在套色玻璃流中。人們認(rèn)為在流槽打開的出口內(nèi)部和套色玻璃輸送控制管內(nèi)部熱空氣的煙囪似的作用使得在套色玻璃槽外部周圍大氣和薄瀑玻璃布內(nèi)部之間產(chǎn)生了一個(gè)壓力差或壓力梯度。人們認(rèn)為這個(gè)壓力梯度促進(jìn)了空氣通過套色玻璃槽的耐火材料的遷移，最終進(jìn)入在槽開口處的薄玻璃瀑布中。
人們已經(jīng)提出了許多技術(shù)以求解決這種空氣泡或氣泡問題，包括用鉑做槽出口的襯里來阻止空氣遷移。目前優(yōu)選的技術(shù)是周期性地將套色玻璃以遠(yuǎn)超出形成被套色玻璃流所需的數(shù)量從套色玻璃出口和熱的輸送管“噴出”，并將這種過量的套色玻璃的流動(dòng)保持一段時(shí)間。人們認(rèn)為這種沿套色玻璃輸送路徑的“噴出”消除了前面所描述的煙囪似的作用，并且作用于套色玻璃上的靜壓促進(jìn)了套色玻璃流入槽出口的耐火材料中，以便阻塞空氣流動(dòng)路徑。當(dāng)套色玻璃的流動(dòng)恢復(fù)到較低的水平時(shí)，空氣泡或氣泡在一段時(shí)間內(nèi)就消除了。然而，連續(xù)地使用陶瓷槽要求上述“噴出”操作以不斷增長(zhǎng)的頻率進(jìn)行，這明顯會(huì)加速腐蝕和磨損槽材料。人們認(rèn)為隨著槽耐火材料的老化，填充由空氣遷移所形成的套色玻璃槽的裂縫和通道會(huì)越來越困難。在任何情況下，前述的“噴出”操作都有損于玻璃生產(chǎn)。因此，不希望地增加了生產(chǎn)成本。而且，生產(chǎn)在套色層中有空氣泡或氣泡的套色玻璃引起廢品率不希望的上升，這進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本。
因此，本發(fā)明的總目的是提供一種輸送玻璃流，特別是被套色玻璃流的方法和設(shè)備，其中減少或消除了套色玻璃流的薄玻璃瀑布中的空氣泡或氣泡的形成，并且也消除了周期性地沿玻璃流輸送路徑“噴出”的要求。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種輸送玻璃流，特別是套色玻璃流的方法和設(shè)備，其特征在于與相似的現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法和設(shè)備的生產(chǎn)效率得到改進(jìn)，并因此制造成本得到降低。
按照目前本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)技術(shù)方案，形成以外層套色玻璃包圍內(nèi)層芯玻璃的被套色玻璃流的設(shè)備，包括由第一料源通過第一孔輸送芯玻璃的槽。第二孔垂直地置于第一孔的下方并與第一孔對(duì)齊，第二孔被一個(gè)環(huán)形室包圍，該環(huán)形室通過位于第一和第二孔之間的縫與第二孔連接，一個(gè)管把套色玻璃從套色玻璃槽開口處輸送到環(huán)形室中，以便依靠重力使玻璃從第一和第二料源不斷流過孔從而形成被套色玻璃流。在套色玻璃槽內(nèi)的中空噴管置于與槽開口相對(duì)的位置，以便測(cè)量套色玻璃通過開口和輸送管到達(dá)環(huán)繞著孔的環(huán)形室中的流動(dòng)。這個(gè)噴管的內(nèi)部同加壓氣體源相連，以便維持管內(nèi)部和通過槽開口的套色玻璃薄瀑布內(nèi)部的壓力高于套色玻璃槽周圍的空氣壓力。套色玻璃瀑布內(nèi)部升高的氣壓逆轉(zhuǎn)了在槽開口處內(nèi)、外之間的壓力差，因此，空氣通過環(huán)繞在開口處的耐火材料遷移并進(jìn)入套色玻璃瀑布中的任可趨勢(shì)都被消除了。
按照本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種輸送玻璃流的設(shè)備，它包括具有下部開口的玻璃槽和暴露在槽內(nèi)的流動(dòng)控制噴管。噴管有一個(gè)封閉的上端、中空的內(nèi)部和一個(gè)靠近槽開口處的下部開口端，控制槽內(nèi)噴管的位置以便控制玻璃通過開口的流動(dòng)。流動(dòng)控制管的中空內(nèi)部與加壓氣體源相連，以便維持管內(nèi)的壓力高于槽周圍的空氣壓。因此，本發(fā)明第三方面考慮了一種方法，該方法能阻止空氣滲透過槽開口處的耐火材料而進(jìn)入流過開口處的玻璃中。該方法通過向流動(dòng)控制管輸送加壓氣體以便維持管內(nèi)和槽開口內(nèi)的氣壓高于槽周圍的空氣壓力。比如說，流動(dòng)控制管和槽開口內(nèi)的氣壓可被保持在比周圍大氣壓高2英寸水柱的壓力上。在有些應(yīng)用中，如琥珀玻璃的制造中，向噴管內(nèi)部提供還原性氣體并使之與玻璃流接觸可能是人們所希望的。這可因此有利地改變與玻璃流接觸的氣氛性質(zhì)。例如，甲烷或別的易燃?xì)怏w可被灌入噴管中，以便燃燒并保持與玻璃相接觸的高壓還原氣氛。
從下列描述、附加的權(quán)利要求書和附圖中將會(huì)最好地理解本發(fā)明以及其附加的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

圖1是按照本發(fā)明目前優(yōu)選的一個(gè)技術(shù)方案的玻璃輸送系統(tǒng)局部正視示意圖。
圖2是對(duì)圖1表示的輸送系統(tǒng)的一個(gè)部分放大后的局部截面圖。
圖3是對(duì)圖1表示的玻璃輸送系統(tǒng)的另一個(gè)部分放大后的局部截面圖。
圖4是與圖3相似的截面圖，但其表示了一個(gè)本發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)方案。
附圖表示了輸送套色玻璃流的系統(tǒng)10。第一個(gè)前爐12將芯玻璃輸送到一個(gè)碗或槽14中，它在下端具有一個(gè)開口16。槽14被一個(gè)保護(hù)性的套18環(huán)繞著，套最好由非磁性材料如不銹鋼構(gòu)成。噴管20和柱塞22控制芯玻璃從槽14通過開口16到達(dá)并通過被槽14下方的上部孔環(huán)26攜帶著的第一孔24的輸送。下部孔環(huán)28攜帶一個(gè)或多個(gè)第二孔30，孔30位于第一孔24之下，并與它們對(duì)齊?？?0被一個(gè)位于孔環(huán)26、28之間的環(huán)形室32包圍。環(huán)形室32通過孔24、30之間的側(cè)向空間或縫與孔30相連。環(huán)形室32經(jīng)輸送管34與位于套色玻璃槽38下端的開口36相連。槽38包括輸送控制噴管40，它與套色玻璃前爐相連。通過控制電子元件41對(duì)輸送管32進(jìn)行電阻加熱以保持套色玻璃流向環(huán)形室32中。到目前為止，系統(tǒng)10基本上與上面提及的美國專利申請(qǐng)08/374,371和08/374,372所公開的系統(tǒng)相同。前者的申請(qǐng)?zhí)貏e是涉及套色玻璃輸送管34的結(jié)構(gòu)，而后者的申請(qǐng)?zhí)貏e是涉及孔環(huán)24、26的結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)申請(qǐng)的公開內(nèi)容(它們已轉(zhuǎn)給本申請(qǐng)代理人)在此引入作為參考以作背景技術(shù)之目的。
被套色玻璃流輸送系統(tǒng)的一個(gè)特征是套色玻璃與芯玻璃的體積比很小，那就是說，每單位體積的芯玻璃需要的套色玻璃數(shù)量極少。必然地，由于套色玻璃流動(dòng)速率極低，所以不能填滿輸送管34或槽開口36的空間。如圖2更清楚地所示，套色玻璃極低的體積流動(dòng)速率使玻璃連續(xù)地流到噴管40下部開口端下并通過槽開口36進(jìn)入輸送管34的上端，玻璃在開口36錐形內(nèi)部周圍形成薄壁或薄瀑布，它們流入管34的內(nèi)部。在目前用于套色玻璃工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)中，這一開口36錐形內(nèi)部周圍的套色玻璃42的薄壁或薄瀑布大約為1/4英寸厚。這股薄瀑布繼續(xù)進(jìn)入管34中，管34位于與開口36軸線成一定角度的位置。開始趨向于沿管34上表面流動(dòng)的玻璃最終脫離了管的表面，在與管34的下表面成一定角度流動(dòng)的細(xì)流46中形成瀑布44。液流42、44、46是持續(xù)、平滑和分層的，它們不會(huì)折疊起來吸收空氣泡。必然地，人們認(rèn)為由管40、玻璃瀑布42、44、46內(nèi)的熱空氣引起的“煙囪”效應(yīng)產(chǎn)生了一個(gè)相對(duì)于外部大氣壓的壓力梯度式壓力差，其促進(jìn)了空氣通過開口36周圍的槽38的耐火材料的遷移。這種空氣的遷移最終到達(dá)耐火材料的內(nèi)部，并在瀑布42內(nèi)引起氣泡或泡沫。
為了克服這種效應(yīng)，本發(fā)明計(jì)劃將一種加壓氣體源與噴管40的開口內(nèi)部、開口36和管34相連。特別地，帽50置于管40的上端。一個(gè)中空管52從帽40向上延伸，并在它的上端被具有較大直徑的管54包圍。因此，管52、54有效地形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的管套節(jié)56，它允許管40旋轉(zhuǎn)并通過懸臂58使管40垂直移動(dòng)以便控制在管40的開口下端及開口36上端之間的流動(dòng)測(cè)量縫。旋轉(zhuǎn)的管套節(jié)56經(jīng)導(dǎo)管59與鼓風(fēng)機(jī)60相連，鼓風(fēng)機(jī)不斷地通過導(dǎo)管58和管套節(jié)56向管40的中空內(nèi)部提供加壓氣體(在本技術(shù)方案中為大氣中的空氣)。壓力表62與管套節(jié)56相連，以便監(jiān)測(cè)管40內(nèi)的空氣壓力?？諝鈱?dǎo)向器64設(shè)置在管52周圍的外部，并位于管套節(jié)56之下，以防止空氣直接沖入帽50中，過度地冷卻槽38內(nèi)的玻璃。
在管40和開口36內(nèi)加壓氣體的存在分割了瀑布44(圖2)，并使管34上端內(nèi)部充滿空氣。然而，因?yàn)楣?4是金屬組合物，最好是鉑，所以空氣通過管34周圍的陶瓷絕緣材料而遷移不是問題。相反，在開口36內(nèi)升高的氣壓有效地消除了以前存在的“煙囪效應(yīng)”，并逆轉(zhuǎn)了穿過槽開口周圍的陶瓷材料的壓力差。在套色玻璃材料中產(chǎn)生的氣泡或泡沫基本消除。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)管40和開口36內(nèi)的氣壓比周圍空氣壓力高約0.05～10英寸水柱、最好是高約2英寸水柱能得到滿意的效果。
如上所述，圖1～3表示了一個(gè)目前優(yōu)選的技術(shù)方案，其中引入的氣體是空氣。但是，其它氣體也可用于獲得其它滿意的效果。圖4表示了其中旋轉(zhuǎn)的管套節(jié)56a包括用于將外部氣體源72連接到管56內(nèi)部的管70的一個(gè)系統(tǒng)。來自源72的氣體例如可含有氮或氬。例如，在琥珀玻璃的生產(chǎn)中，人們希望在噴管40內(nèi)維持還原或貧氧氣氛并使之與玻璃流接觸以防止玻璃氧化。為了達(dá)到這個(gè)目的，氣源72可包含甲烷源或其它易燃?xì)怏w源。這樣的氣體在管40的上部空間內(nèi)燃燒產(chǎn)生了滿意的還原性氣氛，同時(shí)又保持了高壓以避免氣體通過槽材料而遷移。
權(quán)利要求
1．一種用于形成外部套色玻璃包圍內(nèi)部芯玻璃的被套色玻璃流的設(shè)備，所用的設(shè)備包括用于從第一料源(12)經(jīng)第一孔(24)輸送芯玻璃的裝置(14)；形成垂直地位于第一孔之下、并與第一孔對(duì)齊的第二孔(30)的裝置，其中環(huán)形室(32)包圍著第二孔，并通過在第一和第二孔之間的縫與第二孔相連接；用于將套色玻璃從第二料源輸送到環(huán)形室中以便使玻璃在重力作用下從所說的料源處流過所說的孔從而形成所說的被套色玻璃流的裝置(34,38)。輸送套色玻璃的所說設(shè)備包括具有開口(36)和布置在槽內(nèi)用于控制套色玻璃通過所說槽開口輸送的噴管(40)的槽(38)，其改進(jìn)包括其特征在于上述設(shè)備還包括裝置(50,52,54,56,59,60或50,52,54,56a,70,72)，它們用于將加壓氣體輸送到管的內(nèi)部空間中，以保持所說管的內(nèi)部空間的壓力比所說的槽周圍的氣壓高。
2．所說權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中用于輸送套色玻璃的所說裝置(34,38)進(jìn)一步包括一個(gè)加熱的輸送管(34)，它從槽開口(36)處延伸至環(huán)形室(32)處，所說的噴管與開口相對(duì)，以便使玻璃流出所說開口并進(jìn)入加熱管中，從而形成一股沿著所說開口和所說加熱管內(nèi)壁延伸的薄瀑布。
3．權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所說的噴管(40)具有一個(gè)封閉的上端和一個(gè)位于上述開口上方的開放的下端，其中，用于輸送加壓氣體的所說裝置包括旋轉(zhuǎn)的管套節(jié)(56或56a)，它與所說管的封閉上端相連接。
4．在上述任何權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其中所說的用于輸送氣體的裝置包括將壓力升高的空氣輸送到所說管(40)中的裝置。
5．權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所說用于輸送氣體的裝置包括與所說管的上端相連的旋轉(zhuǎn)的管套節(jié)(56或56a)和用于將該管套節(jié)與加壓氣體源(60或72)相連的裝置(59或70)。
6．權(quán)利要求9所述的沒備，其中所說的氣體包括易燃性氣體，它在上述設(shè)備中燃燒，使所說管內(nèi)保持高壓還原性氣氛。
7．在上述任何權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其中在所說管(40)內(nèi)的氣體壓力為約0.05～10英寸水柱。
8．權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述的壓力大約為2英寸水柱。
9．一種輸送玻璃流的設(shè)備，它包括玻璃槽(38)，它有一個(gè)下端開口(36)，位于所說槽內(nèi)的槽流動(dòng)控制管(40)，所說管具有封閉上端，中空內(nèi)部，靠近槽開口的開口下端，用于控制管的下端位置以使之與所說開口相對(duì)從而控制玻璃通過所說開口流動(dòng)的裝置(58)，和，裝置(50,52,54,56,59,60或50,52,54,56a,70,72)，它們用于將加壓氣體輸送到管的中空內(nèi)部中以保持管內(nèi)壓力比槽周圍空氣壓力高。
10．權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所說的開口(36)是錐形的，管(40)置于與所說開口相對(duì)的地方，以便使玻璃流出開口時(shí)形成沿著錐形開口周圍延伸的玻璃薄膜，薄膜的內(nèi)部受到來自管的壓力。
11．權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所說的氣體輸送裝置包括旋轉(zhuǎn)的管套節(jié)(56或56a)，它與管的封閉上端相連。
12．形成被套色玻璃流的設(shè)備，其中從不同的料源中以套色玻璃比芯玻璃少得多的體積比輸送芯玻璃和套色玻璃，并且由中空噴管(40)計(jì)量從耐火材料槽(38)通過槽開口(36)的套色玻璃，以使套色玻璃像在所說開口周邊周圍的薄層那樣流動(dòng)，防止空氣透過所說槽開口的耐火材料進(jìn)入玻璃層中的方法包括步驟把加壓氣體輸送到所說管內(nèi)以保持所說管和所說開口內(nèi)的氣壓比所說槽周圍的大氣壓高。
13．權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中管和開口內(nèi)的壓力保持在比周圍氣壓高0.05～10英寸水柱的范圍內(nèi)。
14．權(quán)利要求13所述的方法，其中壓力大約為2英寸水柱。
15．權(quán)利要求12所述的方法，其中氣體選自于空氣、氮、氬和易燃?xì)怏w。
16．權(quán)利要求12所述的方法，其中氣體包括易燃?xì)怏w，并且所說方法包括一個(gè)附加步驟，即燃燒氣體以便所說的管和所說的開口內(nèi)保持高壓貧氧氣氛。
全文摘要
一種用于形成以外部套色玻璃包圍內(nèi)部芯玻璃的被套色玻璃流的設(shè)備,它包括:用于從第一料源處經(jīng)第一孔(24)輸送芯玻璃的槽(14);垂直地位于第一孔之下并第一孔對(duì)齊的第二孔(30),第二孔被環(huán)形室(32)包圍,環(huán)形室通過在第一和第二孔之間的縫與第二孔相連。管(34)把套色玻璃從套色玻璃槽(38)的開口(36)輸送到環(huán)形室中,以便使玻璃在重力作用下從第一和第二料源處流過孔從而形成被套色玻璃流。在套色玻璃槽內(nèi)的中空管(40)與槽開口相對(duì)以便測(cè)量套色玻璃通過開口和輸送管到達(dá)包圍孔的環(huán)形室中的流動(dòng)。中空管內(nèi)部與加壓氣體源(60或72)相連以便保持管內(nèi)和通過槽開口的套色玻璃薄瀑布內(nèi)的壓力比套色玻璃槽周圍的大氣壓高。在套色玻璃薄瀑布內(nèi)升高的氣壓逆轉(zhuǎn)了槽開口內(nèi)外之間的壓力差,從而消除了空氣通過開口周圍的耐火材料而遷移并進(jìn)入套色玻璃薄瀑布中的任何趨勢(shì)。
文檔編號(hào)C03B17/02GK1210823SQ98117549
公開日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者G·L·斯科特, J·E·芬斯特爾馬徹 申請(qǐng)人:歐文斯-布洛克威玻璃容器有限公司