稳定熔融材料柱的方法技术

本发明专利技术揭示了一种设备，该设备在成管或成棒工艺中用于稳定黏性材料，如熔融的玻璃或玻璃陶瓷的流动。所述设备包括稳定件，熔融玻璃离开成形容器喷嘴之后从该稳定件通过。该稳定件位于喷嘴下方有限距离处。黏性材料柱受稳定件壁或者设置在柱与稳定件之间的气膜支撑。本发明专利技术还揭示了一种方法，该方法在拉制工艺过程中用于稳定离开喷嘴之后的黏性材料的流动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由熔融材料制备管材或棒材的方法和设备，具体涉及基于玻璃或玻璃陶瓷的管材或棒材的成形。
技术介绍
制造玻璃管材和/或棒材的方法是公知的。例如，美国专利US2009793描述了一 种形成玻璃管材或棒材的方法。在这种所谓的维洛(Vello)法中，熔融玻璃经容器底部开口从容器流出，形成熔融玻璃柱。在开口处，设置在物料流内的吹管注入气体如空气，使之通过圆柱形或圆锥形截面，进入熔融玻璃中，在柱内产生空心中心线，从而形成中空熔融玻璃管。此后，将玻璃管的流动方向从竖直方向改为非竖直方向，如水平方向。此方法的下拉变化形式也是已知的，其中玻璃管被竖直向下拉，不改变流动方向。当玻璃转变为稳定的结晶形式时会发生失透现象。在高于某温度(称作失透温度或液相线温度)时，晶化受到抑制。对于给定的方法，液相线温度(或者反过来说液相线黏度)直接影响晶化是否有可能发生。对于多组分玻璃，玻璃中常常存在不同的失透限制因素，具体取决于形成的相关晶相和形成位置。为了确定玻璃发生失透的倾向，技术人员必须考虑与具体方法相关的失透限制因素。对于通过拉制法生产的玻璃，这通常是在上述相边界发生的晶化。然而，对于不同的玻璃，玻璃晶化的倾向可能有相当大的差异，而且会随玻璃的化学组成变化。改变组成会影响晶化倾向。然而，组成变化会显著影响玻璃的其他性质，这些性质往往由玻璃的目标用途决定。因此，利用常规方法和设备，不大可能选出一种满足以下要求的玻璃组成它具有针对晶化的必要稳定性(即不发生晶化)，而仍能满足受目标用途控制的预定物理特性方面的要求。
技术实现思路
本专利技术揭示了一种设备，当以黏性液体材料柱的形式将黏性液体材料如熔融玻璃材料从喷嘴拉出时，该设备能够稳定该黏性液体材料的流动。这种方法可用于形成玻璃棒材或管材。在一些情况中，如当需要一组特定的属性时，可能有必要牵拉低黏度的黏性液体材料，如当黏性液体具有低液相线黏度时。为了防止失透，必须将黏性液体材料维持在高温，使材料的黏度小于液相线黏度。然而，为了获得稳定的拉制方法，使黏性材料柱不摇摆或坍塌，对于材料黏度在拉制过程中可以有多低是有限制的。这将制造商置于两难境地要么为防晶化而将黏性材料保持在足够低的黏度，但工艺不稳定；要么将黏度保持在足以实现工艺稳定的数值，但有晶化的风险。本文揭示了使喷嘴流出的黏性材料稳定流动的方法和设备，使得制造商可以在能避免晶化的黏度下拉制材料。在一个实施方式中，描述了一种稳定黏性液体材料柱的方法，所述方法包括a)使黏性液体材料从容器中的开口流出，形成黏性液体材料柱；b)将所述黏性液体材料柱竖直向下拉过一种气氛；c)将所述黏性液体材料柱拉入由稳定件限定并包含入孔和出孔的通路，所述通道设置在黏性液体材料柱周围；以及d)其中所述黏性液体材料在所述开口处的黏度小于该材料的液相线黏度，且该材料柱在稳定件出孔处的黏度至少为IO13泊。若需要管材，如玻璃管，可通过置于容器开口中的吹管将气体注入黏性液体材料柱内部。如需要棒材，可中断气体流动和/或撤去吹管。 在一些实施方式中，黏性液体材料柱从包含稳定件的管子中流过，黏性液体材料接触管子内壁。在其他的实施方式中，用多孔材料或者具有许多穿孔的材料形成稳定管，使气体从稳定管中流过。气体在黏性液体材料柱与稳定管内表面之间形成膜，所述膜阻止黏性液体材料柱与稳定管之间接触。在一些实施方式中，可控制稳定件中的黏性液体材料柱的温度。例如，可将冷却元件设置在稳定件上，当黏性液体材料柱流过稳定件时，冷却元件改变该材料的温度。黏性液体材料柱在入孔处的外径优选小于入孔内径。在另一个实施方式中，揭不了一种将熔融材料拉成基于玻璃的管材的设备，所述设备包含成形容器(forming vessel);延伸通过所述成形容器中的开口、形成供所述熔融材料从其中流过的环形喷嘴的吹管，所述吹管用于接收加压气体，并将该加压气体注入从所述喷嘴流出的熔融材料中；以及设置在所述喷嘴下方预定距离处的稳定件，所述稳定件用于接收通过所述稳定件中的通路的熔融材料流。所述通路可由包含多孔或穿孔壁的稳定管限定。稳定件还可包含冷却元件，用来控制流过稳定件的熔融材料的冷却速率。在一些实施方式中，稳定件可用于接收加压气体，所述加压气体通过稳定管的多孔或穿孔壁，在稳定管的多孔或穿孔壁与熔融材料之间形成气膜。在以下的详细描述中提出了本专利技术另外的特征和优点，对于本领域的技术人员而言，由所述内容或通过按照本文所述实施本专利技术而了解，其中的部分特性和优点将是显而易见的。所含附图用于进一步理解本专利技术，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。应理解，在本说明书和附图中揭示的本专利技术的各种特征可以任意和所有的组合方式使用。附图说明图I是从常规玻璃成形设备的喷嘴流出的熔融玻璃柱(例如熔融玻璃)的截面视图，如常规维洛型或下拉式工艺，包含熔融玻璃柱离开喷嘴后从其中流过的稳定件。图2是图I所示稳定件的截面视图。图3是适用于图I所示设备的另一种稳定件的截面视图。图4是另一种用来从熔融材料形成管材的设备的截面视图，该设备包含稳定件的另一种实施方式。图5是包含图4所示稳定件的多孔管的透视图。图6是用来从熔融材料形成管材的另一种设备的截面视图，该设备包含稳定件的另一种实施方式。图7是包含图6所示稳定件的穿孔管的透视图。具体实施例方式在以下的详述中，为了说明而非限制的目的，给出了说明具体细节的示例性实施方式，以提供对本专利技术的充分理解。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在从本说明书获益后，可以按照不同于本文所述具体细节的其他实施方式实施本专利技术。另外，本文会省去对于众所周知的装置、方法和材料的描述，以免干扰对本专利技术的描述。最后，在任何适用的情况下，相同的附图标记表示相同的元件。如前所述，要令人满意地拉制基于玻璃(或玻璃陶瓷)的管材或棒材，需要在用来形成制品的熔融材料的黏度与拉制制品的能力之间达成平衡。也就是说，熔融材料的黏度必须足够低，以防失透，特别是在熔融材料接触成形设备和气氛的情况下，但也要足够高， 以防熔融材料从成形设备下行后流动不稳定。这些约束条件限制了可供拉制成玻璃管材或棒材的组合物的数量。尽管下面的描述是就生产空心玻璃管而言的，但应当指出，所述实施方式同样适用于拉制实心玻璃棒。本文所用的管材或棒材意指一种实体，该实体具有圆形、卵形或椭圆形或者多边形截面形状(即在垂直于实体长轴的平面内)。管材是中空的，而棒材整个是实心的。另外，尽管对熔融玻璃材料给予了特别关注，但本文所揭示的方法和设备同样可适用于由熔融材料形成制品的其他工艺，如采用熔融塑料的工艺。在形成玻璃管的常规方法，如所谓的维洛法中，将熔融材料供给下部具有开口的储器。所述开口通常是圆形的，但也可以是卵形、椭圆形或多边形。将加压件或吹管竖直插入开口，一般与开口共中心，形成环形喷嘴。吹管是可调整的，从而可相对于喷嘴将其竖直提高或降低；吹管壁可具有直形壁，或者具有圆锥形部分，加压气体在此部分离开。熔融材料流过喷嘴，同时通过吹管将加压气体如空气鼓入熔融材料内部,在所得熔融材料柱内产生空心内部。喷嘴下游的拉制辊或牵拉辊夹住下行的管材，施加向下的拉制力。本文所用的“下游”和“上游”应理解为相对于熔融材料从喷嘴流出的方向，因而上游是指流来的方向，而下游是指流去的方向。通过改变以下参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.25 EP 10305188.41.一种稳定黏性液体材料柱的方法,该方法包括 a.使黏性液体材料从容器中的开口流出，形成黏性液体材料柱； b.将所述黏性液体材料柱竖直向下拉过一种气氛； c.将所述黏性液体材料柱拉入由稳定件限定并包含入孔和出孔的通路，所述通道设置在黏性液体材料柱周围；以及 d.其中所述黏性液体材料在所述开口处的黏度小于该材料的液相线黏度，且该材料柱在稳定件出孔处的黏度至少为IO13泊。2.如权利要求I所述的方法,所述方法还包括将气体注射到黏性液体材料柱内部。3.如权利要求I或2所述的方法，所述方法还包括使所述黏性液体材料柱接触所述稳定件的至少一部分。4.如权利要求I或2所述的方法，所述方法还包括用气膜将所述黏性液体材料柱与所述稳定件隔开。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，所述方法还包括控制所述稳定件中的黏性液体材料柱的温度。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述黏性液体材料柱在所述入孔处的直径小于所述入孔的直径。7.一种用来将熔融材料拉成基于玻璃的管材的设备，所述设备包含 成形容器； 延伸通过所述成形容器中的开口、形成供所述熔融材料从其中流过的环形喷嘴的吹管，所述吹管用于接收加压气体，并将该加压气体注入从所述喷嘴流出的熔融材料中；以及 设置在所述喷嘴下方预定距离处的稳定件，所述稳定件用于接收通过所述稳定件中的通路的熔融材料流。8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述通路由包含多孔或穿孔壁的管子限定。9.如权利要求7或8所述的设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·弗雷德霍姆，L·茹鲍德，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：