一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法技术方案

本发明专利技术提供了一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，通过利用软件建立搅拌系统的几何模型，根据流体仿真软件建立流体仿真模型，使得得到搅拌系统，便于对搅拌系统通过温度的变化进行均化效果，通过在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件，可根据搅拌系统的玻璃流体入口温度通过搅拌模拟计算得到出口截面温度分布，通过在搅拌系统中设置的不同出口截面所测得不同的出口截面温度，从而得到最符合搅拌均化效果的搅拌速度，通过流体模拟仿真手段对搅拌工艺以及搅拌系统结构进行优化，大大保证了均化效率，提高了实际产线工艺加工。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法
本专利技术涉及玻璃基板制造领域，具体为一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法。
技术介绍
一般的TFT-LCD(薄膜晶体管显示器)、PDP(等离子体显示屏)等平板显示器制造领域所用的玻璃基板以溢流下拉的方式制造，在成型工序中将由玻璃熔化炉熔化了的玻璃液供给到熔融溢流下拉成型装置来制造。玻璃的化学均匀性和热均匀性是判断形成玻璃的操作是否良好的关键因素。在液晶基板玻璃生产中，影响企业效益和产量的主要因素是玻璃缺陷，基板玻璃主要品质缺陷有气泡、结石、条纹等。其中气泡分为澄淸不良产生的气泡、二次气泡、混入气泡等，结石主要是铂铑结石，条纹则主要是因为熔融玻璃液成分不均匀引起。在液晶基板玻璃生产中，为了均化熔融玻璃液的成分，通道中搅拌装置是提高玻璃均匀性的一种有效途径。熔融玻璃从搅拌室顶部流到底部的过程中，叶片起混合熔融玻璃的作用。为了耐高温和耐玻璃的化学腐蚀，搅拌器和搅拌室通常采用高熔点金属制造。玻璃搅拌装置中的挥发性氧化物可由玻璃以及搅拌装置中存在的任何元素形成。玻璃自由表面是指暴露至搅拌装置内的大气的玻璃熔液表面。由于玻璃自由表面上方的大气(大气包括上述挥发物的一种或全部)比搅拌装置外部的大气更热，可穿过任何开口(如搅拌器轴和搅拌容器盖之间的环形空间)向上的自然流动趋势。随着搅拌器轴和玻璃熔液自由表面之间的距离增大搅拌器轴变得更冷，如果温度低于上述氧化物的露点，则搅拌装置大气内所包含的挥发性氧化物可冷凝在所述轴的表面上。当冷凝物达到临界尺寸时，将脱落进入玻璃中，形成玻璃产品中的夹杂物或气泡缺陷。己证明，加热玻璃自由表面上方的轴在减少玻璃熔体中的颗粒杂质方面仅仅取得部分效果，仅造成冷凝的成层。改进搅拌工艺是减少铂族缺陷的更有效办法。通常，玻璃搅拌系统是按照最高剪切应力来设计的，使之可能与合理的搅拌器寿命相一致。实际上，在正常设计中，这种系统即便在低速下运行也能够产生高剪切应力。由于制造搅拌系统时常用的高熔点金属(如铂族金属及其合金)成本高，所以希望用最小的搅拌系统获得最大程度的搅拌。一般而言，通过增大叶片速度，减小搅拌器叶片与搅拌室壁之间的间隙(耦合距离)，降低玻璃温度，或者将这些措施组合起来，可增大剪切应力。在物理实验中，对搅拌效果的衡量是一个难点，研究人员多在试验中采用对模拟流体染色的方法来直观地展现搅拌效果，但是这种方法不能定量地对比实验数据；或者实验人员通过测量成品中局部密度的方法来衡量搅拌效果，但这种方法却不能对比搅拌前后的密度，存在一定的误差。
技术实现思路
针对现有技术中在搅拌效果上采用对模拟流体染色的方法或者通过测量成品中局部密度的方法存在不能定量地对比实验数据和无法对比搅拌前后的密度，存在误差，本专利技术提供了一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，该方法通过流体模拟仿真手段对搅拌工艺进行优化，同时还可用于对搅拌系统结构对的优化。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，包括如下步骤：步骤1，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；步骤2，得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；步骤3，通过搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件进行搅拌模拟计算得到出口截面温度分布；步骤4，在出口截面温度分布中计算得到温度极差，并在搅拌系统中输入一组搅拌速度，得到最小温度极差和对应的搅拌速度，依次得到搅拌系统均化效果的优化。优选的，步骤1中，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端、搅拌槽出口端、搅拌槽本体、搅拌轴和若干个搅拌叶片；搅拌槽本体为圆柱空腔体，搅拌入口端在搅拌槽本体侧壁的上部设置；搅拌槽出口端在搅拌槽本体的底部设置，搅拌轴在搅拌槽本体的顶部插入设置，若干个搅拌叶片沿着搅拌轴的轴体在搅拌槽本体内设置。优选的，步骤2中，在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度为设置入口半径为R，并将沿着半径R划分为n段为R1、R2...Rn，形成n个玻璃流体入口截面；当r≤R1时，玻璃温度为T1，当R1<r≤R2时，玻璃温度为T2，依次类推，当RN-1<r≤Rn时，玻璃温度为Tn；其中R为玻璃流体入口截面的条件半径值；R1为第一玻璃流体入口截面；R2为第二玻璃流体入口截面；Rn为第n玻璃流体入口截面；r为玻璃流体入口截面的实际半径值；T1为第一玻璃温度；T2为第二玻璃温度；Tn为第n玻璃温度。进一步的，所述的玻璃温度T1>T2>……>Tn。进一步的，所述入口截面输入温度条件：温度极差为ΔT入口＝T1-Tn。优选的，步骤3中，沿着搅拌系统设置若干个出口截面，若干个出口截面包括第一出口截面和第二出口截面，其中第一出口截面距离搅拌系统的槽底为第二出口截面距离搅拌系统的槽底为H；其中H为搅拌系统出口截面距离槽底的高度值。进一步的，第一出口截面通过搅拌模拟计算得到第一出口截面输出温度分布极差为ΔT1＝T1max-T1min；第二出口截面通过搅拌模拟计算得到第二出口截面输出温度分布极差为ΔT2＝T2max-T2min；其中，ΔT1为第一出口截面输出温度分布极差；T1max为第一出口截面最大输出温度；T1min为第一出口截面最小输出温度；ΔT2为第二出口截面输出温度分布极差；T2max为第二出口截面最大输出温度；T2min为第二出口截面最小输出温度。优选的，步骤4中，在搅拌系统中采用一组搅拌速度V1、V2...Vn进行搅拌模拟，得到不同搅拌速度下搅拌系统中不同出口截面的温度极差，并得到不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度，其中V1、V2...Vn为第1、2...n次的旋转速度。进一步的，对不同出口截面的最小温度极差与最小温度极差对应的搅拌速度的范围为进行结构仿真得到搅拌叶片应力强度更优的搅拌速度V0。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供了一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，通过利用软件建立搅拌系统的几何模型，根据流体仿真软件建立流体仿真模型，使得得到搅拌系统，便于对搅拌系统通过温度的变化进行均化效果，通过在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件，可根据搅拌系统的玻璃流体入口温度通过搅拌模拟计算得到出口截面温度分布，通过在搅拌系统中设置的不同出口截面所测得不同的出口截面温度，从而得到最符合搅拌均化效果的搅拌速度，通过流体模拟仿真手段对搅拌工艺以及搅拌系统结构进行优化，大大保证了均化效率，提高了实际产线工艺加工。进一步的，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端、搅拌槽出口端、搅拌槽本体、搅拌轴和若干个搅拌叶片；通过建立搅拌系统几何模型进行均化效果的优化，保证了能够在几何模型体内进行均化优化，保证了搅拌计算的准确性。进一步的，在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度，使得搅拌系统的玻璃流体入口中产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；/n步骤2，得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；/n步骤3，通过搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件进行搅拌模拟计算得到出口截面温度分布；/n步骤4，在出口截面温度分布中计算得到温度极差，并在搅拌系统中输入一组搅拌速度，得到最小温度极差和对应的搅拌速度，依次得到搅拌系统均化效果的优化。/n

【技术特征摘要】
1.一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，并通过流体仿真软件建立流体仿真模型；
步骤2，得到流体仿真模型后进行网格划分并在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件、其他边界条件和材料属性；
步骤3，通过搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度条件进行搅拌模拟计算得到出口截面温度分布；
步骤4，在出口截面温度分布中计算得到温度极差，并在搅拌系统中输入一组搅拌速度，得到最小温度极差和对应的搅拌速度，依次得到搅拌系统均化效果的优化。


2.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，步骤1中，通过CAD软件建立搅拌系统的几何模型，其中搅拌系统包括搅拌入口端(1)、搅拌槽出口端(2)、搅拌槽本体(3)、搅拌轴(5)和若干个搅拌叶片(4)；所述搅拌槽本体(3)为圆柱空腔体，所述搅拌入口端(1)在搅拌槽本体3侧壁的上部设置；所述搅拌槽出口端(2)在搅拌槽本体(3)的底部设置，所述搅拌轴(5)在搅拌槽本体(3)的顶部插入设置，若干个所述搅拌叶片(4)沿着搅拌轴(5)的轴体在搅拌槽本体(3)内设置。


3.根据权利要求1所述的一种玻璃基板制造搅拌系统均化效果优化方法，其特征在于，步骤2中，在搅拌系统的玻璃流体入口截面中建立输入温度为设置入口半径为R，并将沿着半径R划分为n段为R1、R2...Rn，形成n个玻璃流体入口截面；当r≤R1时，玻璃温度为T1，当R1＜r≤R2时，玻璃温度为T2，依次类推，当RN-1＜r≤Rn时，玻璃温度为Tn；其中R为玻璃流体入口截面的条件半径值；R1为第一玻璃流体入口截面；R2为第二玻璃流体入口截面；Rn为第n玻璃流体入口截面；r为玻璃流体入口截面的实际半径值；T1为第一玻璃温度；T2为第二玻璃温度；Tn为第n玻璃温度。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王答成，李孟虎，徐莉华，
申请(专利权)人：彩虹显示器件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61