防止气体占据在热玻璃板划线工艺中使用的喷嘴制造技术

一种在激光划线工艺或其它高能玻璃热处理工艺中对热玻璃板进行淬冷工艺中用的喷嘴。通过高能装置(例如激光)进行划线。喷嘴位于玻璃板附近，用于淬冷玻璃的液体中的生成气体位于喷嘴中(例如，水)。从淬冷液体去除气体(例如，气泡)。随后，用喷头将淬冷液体喷射到板的追踪激光划线的位置上，例如使用在拉引机的底部使用移动砧机。喷嘴(吹扫喷嘴)具有吹扫开口和引向排放位置的管线。吹扫喷嘴可以具有倾斜的通道，该倾斜的通道在喷嘴的吹扫开口附近形成前级气泡。喷嘴可以包括冷却盘管，该盘管围绕喷嘴通道以使冷却剂沿着盘管行进。这冷却了通过喷嘴的淬冷液体，并增加了喷嘴中淬冷液体中气泡的溶解度。气体过滤器可以接受来自加压的淬冷液体源的富含气体的淬冷液体，从液体中去除气体，并将气体耗尽的淬冷液体输送至喷嘴。

【技术实现步骤摘要】
防止气体占据在热玻璃板划线工艺中使用的喷嘴本申请是申请人为康宁股份有限公司、申请日为2010年5月14日、申请号为201010233482.7、题为“防止气体占据在热玻璃板划线工艺中使用的喷嘴”提交的专利技术专利申请的分案申请。
本申请涉及在划线工艺中用水流淬冷热玻璃板。
技术介绍
熔融工艺(例如下拉工艺)形成高质量的能够用在例如平板显示器的多种器件中的薄玻璃板。与其它方法生产的玻璃板相比，熔融工艺中生产的玻璃板表面具有优异的平滑性和光洁度。下文中参考图1(现有技术)对熔融工艺加以描述，但更具体的描述参见共同转让的美国专利3,338,696和3,682,609，所有这些申请在此整体引入供参考。图1显示了用熔融工艺制造玻璃板12的例示性玻璃制造系统10的示意图。如图所示，该例示性玻璃制造系统包括熔化容器14、澄清容器16、混合容器18、输送容器20、熔融拉丝机(FDM)22和移动砧机(TAM)24。典型地，组件16、18和20由铂或含铂金属制成，但它们也可以包含其它耐火金属。玻璃批料如箭头26所示引入熔化容器14中并熔化形成熔融态玻璃28。熔化容器14通过熔化容器至澄清容器的连接管30与澄清容器16连接。澄清容器16具有接受来自熔化容器14的熔融态玻璃28(该点未显示)的高温处理区域，气泡在该区域中从熔融态玻璃28中被去除。澄清容器16通过精炼炉(finer)至搅拌室的连接管32与混合容器18连接。同时，混合容器18通过搅拌室至筒体的连接管34与输送容器20连接。输送容器20将熔融态玻璃28通过下导管(downcomer)36输送至FDM22，该FDM22包括入口38/成形容器40(例如等静压管)和拉辊组件42。如图所示，熔融态玻璃28从下导管36流入通向成形容器40的入口38，成形容器40典型地由陶瓷或玻璃-陶瓷耐火材料制成。成形容器40包括接受熔融态玻璃28的开口44，熔融态玻璃28流入槽46，随后溢流并在熔凝在一起之前沿两个纵向面48(只显示一个面)流向称为根部50的地方。两个纵向面48在根部50处汇集，熔融态玻璃28的两个溢流壁在根部50处再聚集(例如再熔化)以形成玻璃板12，随后通过拉辊组件42下拉玻璃板12。玻璃板在下拉过程中冷却，从根部的熔融态转变为粘弹态并最终转变为弹性态。拉辊组件42输送拉制的玻璃板12，玻璃板12在等静压管的底部基本上是平的，但在随后的工艺中可能在玻璃板12的宽度和/或长度方向上形成轻微弓状或弯曲的形状。在输送到TAM24的过程中，弓形形状会残留在玻璃板12中。TAM24具有激光-机械划线装置52和突缘装置(nosingdevice)54，用于对拉制的玻璃板划线。以使玻璃板随后可分离成不同的玻璃板56。TAM24位于板的弹性区域，该区域在本文中被称为拉引机58的底部。更具体地，图2(现有技术)是显示TAM处使用在热玻璃板12上的激光划线工艺的示意图。玻璃板具有主表面60、第一边62和第二边64。激光划线和淬冷在玻璃的宽度方向上从第一边到第二边进行，或者相反。使用激光器68(例如安装在地板70上的静态CO2激光器)形成激光束72。激光束扩展(未显示)并被再定向，例如，使用两面镜子74形成光头76。激光束可随后通过一个或多个透镜78，例如一对圆柱透镜，转化以形成具有椭圆轨迹的激光束。随后使用镜子82将激光束再定向到玻璃的主表面60上。沿着期望的分隔线或划线84，具有椭圆轨迹的激光束用以在局部区域加热玻璃板。光头沿着直线滑道86在玻璃板的宽度方向上移动，而TAM24以与玻璃板(沿着路径90移动)相同的速度垂直移动(沿着路径88)，以使TAM与玻璃间没有相对移动。图2显示了光头76和在它前面的淬冷喷嘴装置92，它们沿着TAM的直线滑道在玻璃的宽度方向上移动。这副图显示了该装置在第一边62处的初始位置用于激光划线和淬冷并随后向第二边64移动，显示了由激光划线和淬冷引起的玻璃的受影响区域。首先通过机械划线器(未显示)将玻璃板在96处沿着玻璃板的一个边缘划线或刻痕。这个裂纹起始点随后用于形成裂纹98，通过沿玻璃板的激光束运动和随后在期望的分离线的路径上用冷却流淬冷。该图显示了在玻璃中形成机械刻痕后的激光束位置。激光束斑点66沿玻璃板的宽度方向追踪划线84的路径。激光束相对于玻璃以大约200至1000毫米/秒的速度移动。在激光束加热玻璃表面过程中，跟随在激光斑点66的尾部近距离的喷嘴装置92用高粘性的水流100喷射玻璃。当以正确的热平衡操作时(考虑射束剖面、射束能、工艺速度、水体积和喷水嘴与射束之间的距离)，玻璃表面这种快速冷却产生拉应力，该拉应力足以产生源自起始缺陷(裂纹起始点)的中值裂纹98并将它沿玻璃表面向第二边64以工艺速度传播。裂纹只部分地延长进入玻璃的厚度。在TAM(未显示)下面的一种常用机械装置用吸盘吸住板，使板弯曲并沿着划线使其破裂。循环操作TAM24，该循环在玻璃被弯曲和分离的位置上方的位置处开始于玻璃第一边62。光头76和淬冷喷嘴装置92沿着划线由玻璃的第一边62向第二边64移动，而玻璃和TAM以相同的速率继续垂直向下移动。一旦激光划线和淬冷工艺完成，TAM随后达到第二边64的冲程末端。玻璃沿着划线进行弯曲，位于划线附近但在它下面的机械设备在板向下行进的点上切割来自带的单块玻璃板。TAM向上移动，回到玻璃的第一边62处的冲程起点。
技术实现思路
在激光划线期间对热的玻璃板进行淬冷时，必须精确控制来自喷水嘴的水的释放。如果在淬火工艺中喷水流溅射，即使是一微秒，玻璃板的淬冷将会间断。这种异常状况是不被接受的，因为当水流停止时，淬冷停止，沿玻璃板传播的裂纹也因此停止。这导致激光划线工艺失败。在划线期间，强制激光束和相应的淬冷喷射流都不被中断，从而当它们切割玻璃时造成的局部应力梯级不被中断。裂纹沿着这个应力梯级在板的宽度方向传播，辅以弯曲操作将其与母板裂开。如果淬冷喷射发生中断，由于失败的分离，可能在玻璃中产生局部板裂纹或全条带裂纹。当需要时，水量必须“间歇地(guillotine)”截断。如果在喷嘴的水流关掉后水还从喷嘴中滴出，其可能接触玻璃的质量区，导致该处玻璃的潜在削弱，并可能使该部分玻璃板报废。沿着拉辊接触玻璃处的玻璃的第一边62和第二边64的外缘形成连续的珠(玻璃的增厚区域)。玻璃的质量区是珠之间玻璃的主要表面。由于辐射到喷水嘴和周围的水运输管上的下拉过程中产生高热量，可能发生淬冷水的散流。人们发现，由于这些热量，在喷嘴和伴随的给水管中的水的空气溶解度发生变化，导致供水中的溶解空气脱气并在管、喷嘴管体和喷嘴尖端中形成气隙或气泡。为简单起见，即使出现气隙或气袋，这些公开经常将此称作为气泡或微泡。这些气泡累积，依次引起两个问题。首先，如果足够大，这些气泡覆盖了喷口并引起喷嘴外水流的中断。其次，气泡的存在引起在划线冲程结束时需要开启或关闭喷嘴的时间上的不期望的延迟。在装置回到其原始位置时，这些问题又会不期望地引起水流继续流动和撞击下一块玻璃板的质量区。这两种行为根本上由几十至几百微米大小的存在于水体系中的小气泡或微泡引起，气泡或微泡在升高的温度下由于水中空气溶解度的变化而产生。当空气由于水的高温从溶液中出来时产生气泡，该高温由喷水嘴与热玻璃板的接近而引起。板可处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止气体占据喷嘴的方法，包括:提供加压的液体源、引自所述加压的液体源的主液体供给管线、喷嘴、尖端和气体去除装置，所述喷嘴包括具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道的主体，所述尖端连接到所述喷嘴管体、并与所述喷嘴通道连通，所述尖端具有适于释放所述液体喷流的喷口，所述气体去除装置适于从所述液体去除气体；使用所述气体去除装置从所述液体去除气体，以防止所述气体占据所述喷嘴；通过所述尖端喷口喷射所述液体的喷流而不间断所述喷流，其中所述气体去除装置包括：吹扫开口，所述吹扫开口在所述喷嘴的上部与所述喷嘴通道流体连通；吹扫管线，所述吹扫管线从所述吹扫开口引向在所述喷嘴中远离所述喷嘴吹扫气体的排放位置；设置在所述主液体供给管线中的初级阀和设置在所述喷嘴和所述排放位置之间的次级阀；所述方法还包括通过打开所述次级阀并通过所述吹扫开口和沿着所述吹扫管线将所述液体引向所述排放位置以去除所述气体。

【技术特征摘要】
2009.05.15 US 12/466,5541.一种防止气体占据喷嘴的方法，包括:提供加压的淬冷液体源、引自所述加压的淬冷液体源的主液体供给管线、所述喷嘴、尖端和气体去除装置，所述喷嘴包括具有与所述主液体供给管线连通的喷嘴通道的喷嘴管体，所述尖端连接到所述喷嘴管体、并与所述喷嘴通道连通，所述尖端具有喷口，所述气体去除装置包括吹扫开口，所述吹扫开口在所述喷嘴管体的上部与所述喷嘴通道流体连通；吹扫管线，所述吹扫管线从所述吹扫开口引向远离所述喷嘴的排放位置；设置在所述主液体供给管线中的初级阀和设置在所述喷嘴和所述排放位置之间的次级阀；通过打开所述次级阀并通过所述吹扫开口和沿着所述吹扫管线将所述液体引向所述排放位置而使用所述气体去除装置从所述喷嘴内的液体去除气体，以防止所述气体占据所述喷嘴；通过所述尖端喷口喷射所述液体的喷流而不间断所述喷流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括提供初级螺线管、次级螺线管和可编程逻辑控制器(PLC)，并且从所述PLC发送电信号至所述初级螺线管用于打开和关闭所述初级阀，并且发送电信号至所述次级螺线管用于打开和关闭所述次级阀。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括通过从所述PLC发送所述电信号至所述初级螺线管以打开所述初级阀，和从所述PLC发送所述电信号至所述次级螺线管以打开所述次级阀进行吹扫，所述次级阀打开一段足以在液体通过所述喷口时从所述喷嘴中去除全部气泡的持续时间。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括通过从所述PLC发送所述电信号至所述初级螺线管用于关闭所述初级阀，在所述初级阀的所述关闭时自动打开所述次级阀，并在预定的时间间隔后关闭所述次级阀进行吹扫，其中由所述吹扫去除的液体的量小于将使空气通过所述喷口进入所述喷嘴中的量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷嘴通道包括倾斜表面，所述倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸，所述方法还包括沿着所述喷嘴通道的所述倾斜表面将所述气体的气泡从所述尖端附近朝所述吹扫开口移动，并随后通过所述吹扫开口，沿着所述吹扫管线将所述液体和所述气泡吹扫到所述排放位置。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括冷却盘管，所述冷却盘管在所述喷嘴管体中围绕所述喷嘴通道延伸，所述冷却盘管具有流体入口和流体出口，所述方法还包括使冷却剂流入所述液体入口，通过所述冷却盘管，通过所述喷嘴管体并围绕所述喷嘴通道，并且通过冷却流经所述喷嘴通道的液体并增加所述气体在所述液体中的溶解度，以便从所述液体出口去除所述冷却剂而从所述液体去除所述气体。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从所述主液体供给管线使气体流入立管，并随后从所述立管去除所述气体，所述立管相对于所述主液体供给管线在所述加压的淬冷液体源和所述喷嘴之间升高。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述喷嘴通道包括倾斜表面，所述倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸，所述方法还包括沿着所述喷嘴通道的所述倾斜表面将所述气体的气泡从所述尖端附近朝所述吹扫开口移动，并随后通过所述吹扫开口，沿着所述吹扫管线将所述液体和所述气泡吹扫到所述排放位置。9.如权利要求1所述的方法，还包括：提供空气过滤器，所述空气过滤器包括：具有相对端部的细长主体；空心多孔疏水纤维，所述空心多孔疏水纤维沿着所述细长主体的长度在所述相对端部之间延伸并在所述相对端部处密封以在所述相对端部处暴露所述纤维中的开口；在所述相对端部之一的液体入口和在所述相对端部中另一个的液体出口，所述液体入口和所述液体出口与所述纤维开口流体连通，所述液体入口与来自所述加压的淬冷液体源的所述主液体供给管线流体连通，并且所述液体出口与引至所述喷嘴的所述主液体供给管线流体连通；真空端口，所述真空端口沿着所述细长主体长度与所述纤维的外部连通；以及连接到所述真空端口的真空源，将液体从所述加压的淬冷液体源沿着所述液体纤维的内部流入所述液体入口；施加真空从所述真空源将气体从所述液体通过所述纤维的气孔抽出，并且通过所述真空端口去除所述气体；和通过所述液体出口，使所述液体流入所述主液体供给管线及所述喷嘴。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述喷嘴通道包括倾斜表面，所述倾斜表面在从所述尖端到所述吹扫开口的方向上以向上的角度延伸，所述方法还包括沿着所述喷嘴通道的所述倾斜表面将所述气体的气泡从所述尖端附近朝所述吹扫开口移动，并随后通过所述吹扫开口，沿着所述吹扫管线将所述液体和所述气泡吹扫到...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·W·布朗，P·M·加佳诺，K·M·希尔，李兴华，W·P·拉滋蒂维斯杰，N·周，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US