УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ВАКУУМНОГО СТЕКЛА
DEVICE FOR VACUUM GLASS SEALING

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для уплотнения вакуумного стекла.
Существующий уровень техники
Вакуумное стекло, составленное из двух или больше стеклянных пластин, привлекает все большее внимание из-за превосходных характеристик звукоизоляции и теплоизоляции, поэтому постоянно предлагаются разные способы производства вакуумного стекла и соответствующая продукция. Заявитель также изобрел способ герметизации составных стеклянных пластин и продукт в форме вакуумного стекла, обработанный с использованием этого способа, в результате длительных исследований и большого числа экспериментов и подал заявку на патент в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности КНР. Согласно способу герметизации составных стеклянных пластин, предложенному заявителем, стеклянные пластины герметизированы по периметру с применением способа сварки металлов; и перед герметизацией, во-первых, металлические слои, отвержденные вместе со стеклянными пластинами, предварительно формируют на поверхности периметра стеклянных пластин, затем две или больше стеклянных пластин герметизируют от проникновения воздуха и соединяют способом сварки металлов после соединения. При сварке два металлических слоя могут быть сварены вместе и непосредственно соединены, металлическая герметизирующая пластина также может быть расположена между этими двумя металлическими слоями, и непроницаемая для воздуха герметизация краев стеклянных слоев реализуется путем сварки и соединения металлической герметизирующей пластины и двух металлических слоев. Структура вакуумного стекла показана на Фиг.1 и Фиг.2, где на Фиг.1 показано, что два металлических слоя непосредственно сварены и соединены, и на Фиг.2 показано, что два металлических слоя герметизированы посредством металлической герметизирующей пластины U-образного сечения.
Согласно способу герметизации составных стеклянных пластин, предложенному заявителем ранее, обычно герметизируют два куска стекла, затем составные стеклянные пластины вакуумируют через резервное отверстие для удаления воздуха, а затем герметизируют само отверстие для удаления воздуха. Этот производственные процесс сложный и требует сложного производственного оборудования, а также вносит некоторую неопределенность в отношении качества продукта, ограничивает эффективность обработки вакуумного стекла и увеличивает издержки на производство вакуумного стекла.
Помимо этого, вакуумное стекло также может быть изготовлено с использованием вакуумной камеры, когда составные стеклянные пластины транспортируют в вакуумную камеру, и операции вакуумирования и герметизации вакуумного стекла выполняют в вакуумной камере. Стеклянные пластины для формирования вакуумного стекла и средняя опора в вакуумном пространстве деформируются под действием атмосферного давления, и эта деформация определенно вызывает то, что вакуумное пространство в вакуумном стекле уменьшается, и величина вакуума вакуумного стекла ухудшается, поэтому трудно обеспечить величину вакуума вакуумного стекла, изготавливаемого с использованием вакуумной камеры.
Раскрытие изобретения
По отношению к проблемам в вышеописанной существующей технологии настоящее изобретение направлено на то, чтобы предложить устройство для уплотнения вакуумного стекла с простой структурой, удобством в эксплуатации, стабильным качеством, высокой эффективностью герметизации и без отверстия для удаления воздуха.
Для того чтобы выполнить эти цели, устройство для уплотнения вакуумного стекла включает стол для удаления воздуха, верхнюю прижимную пластину и нагревательное устройство; стол для удаления воздуха снабжен позиционирующим вырезом для размещения герметизируемых стеклянных пластин, верхняя прижимная пластина прижата к герметизируемым стеклянным пластинам в позиционирующем вырезе и герметично соединена со столом для удаления воздуха по периметру позиционирующего выреза, и тогда герметизируемые стеклянные пластины герметизируют в замкнутом пространстве; и стол для удаления воздуха и/или верхняя прижимная пластина снабжены отверстиями для удаления воздуха, отверстия для удаления воздуха используются при вакуумировании замкнутого пространства и стеклянных пластин, герметизируемых в замкнутом пространстве, и нагревательное устройство используют для нагрева частей, уплотняемых на герметизируемых стеклянных пластинах снаружи одной стороны верхней прижимной пластины и/или снаружи одной стороны стола для удаления воздуха, чтобы выполнить сварку металла уплотняемых частей.
Кроме того, верхняя прижимная пластина герметически соединена со столом для удаления воздуха по периметру позиционирующего выреза посредством уплотнительного кольца, и уплотнительное кольцо расположено в канавке для установки уплотнительного кольца на столе для удаления воздуха и/или верхней прижимной пластине.
Кроме того, нагревательное устройство является индуктивным нагревательным устройством или микроволновым нагревательным устройством, и, соответственно, верхняя прижимная пластина или стол для удаления воздуха между нагревательным устройством и герметизируемой стеклянной пластиной изготовлены из неметаллического материала.
Кроме того, нагревательное устройство является лазерным нагревательным устройством, и верхняя прижимная пластина или стол для удаления воздуха между нагревательным устройством и герметизируемой стеклянной пластиной изготовлены из прозрачного материала.
Кроме того, нагревательное устройство расположено на рабочем механизме и под действием рабочего механизма движется вдоль частей, уплотняемых на герметизируемых стеклянных пластинах, чтобы выполнить сварку частей уплотняемых по периметру стеклянных пластин.
Кроме того, стол для удаления воздуха расположен на известном механизме движения с многими степенями свободы и приводится в действие механизмом движения так, чтобы части, уплотняемые на герметизируемых стеклянных пластинах двигались относительно нагревательного устройства, чтобы выполнить сварку уплотняемых частей.
Кроме того, герметизирующее устройство также включает зажимное устройство, и верхняя прижимная пластина и стол для удаления воздуха взаимно зафиксированы посредством зажимного устройства.
Кроме того, верхняя прижимная пластина изготовлена из неметаллического материала, нагревательное устройство является индуктивным нагревательным устройством, и нагревательное устройство нагревает уплотняемые части на герметизируемых стеклянных пластинах с одной стороны верхней прижимной пластины; и верхняя прижимная пластина также снабжена кольцеобразной прижимной пластиной, кольцеобразная прижимная пластина расположена по периметру позиционирующего выреза, зажимное устройство является зажимным фланцем, зажимный фланец прижимает верхнюю прижимную пластину на столе для удаления воздуха посредством кольцеобразной прижимной пластины, и некоторое число зажимных колец расположены вдоль кольцеобразной прижимной пластины.
Кроме того, стол для удаления воздуха состоит из нижней плиты и кольцеобразной окружающей плиты, нижний торец кольцеобразной окружающей плиты расположен на нижней плите и уплотнен с нижней плитой посредством уплотнительного кольца, уплотнительное кольцо расположено в канавке для установки на нижней плите и/или нижнем конце кольцеобразной окружающей плиты, и внутренняя сторона кольцеобразной окружающей плиты и верхняя поверхность нижней плиты вместе формируют позиционирующий вырез; и верхний торец кольцеобразной окружающей плиты герметически соединен с верхней прижимной пластиной посредством уплотнительного кольца, и уплотнительное кольцо расположено в канавке для установки на верхней прижимной пластине и/или верхнем конце кольцеобразной окружающей плиты.
Кроме того, отверстие для удаления воздуха выполнено на столе для удаления воздуха, некоторое число отверстий для удаления воздуха расположено вокруг стола для удаления воздуха с некоторым интервалом, или некоторое число отверстий для удаления воздуха расположено на нижней плите стола для удаления воздуха.
Согласно устройству для уплотнения вакуумного стекла настоящего изобретения, стол для удаления воздуха и верхняя прижимная пластина формируют замкнутое пространство в герметизирующем устройстве, и верхняя прижимная пластина прижата непосредственно к герметизируемой стеклянной пластине, так что достаточная предварительная прижимная сила обеспечена для стеклянных пластин, обеспечены соединенное состояние стеклянных пластин перед сваркой и стабильность их положений в позиционирующих вырезах, обеспечена надлежащая сварка стеклянных пластин, еще больше уменьшен объем замкнутого пространства, и созданы условий для быстрого вакуумирования замкнутого пространства и быстрой герметизации вакуумного стекла.
Поскольку верхняя прижимная пластина в герметизирующем устройстве настоящего изобретения прижата к стеклянной пластине, атмосферное давление действует непосредственно на стеклянную пластину и среднюю опору через верхнюю прижимную пластину, деформация сжатия стеклянных пластин для формирования вакуумного стекла и средней опоры происходит одновременно с вакуумированием вакуумного стекла, и герметизированное вакуумное стекло непрерывно создает очень небольшую деформацию сжатия после удаления со стола для удаления воздуха, поэтому вакуумное стекло с высокой и стабильной величиной вакуума может быть получено при использовании герметизирующего устройства.
Замкнутое пространство в герметизирующем устройстве настоящего изобретения используется только для получения вакуума, и нагревательное устройство для сварки расположено отдельно снаружи, поэтому работа оборудования не прерывается, конструкция оборудования упрощена, и создано условие для полномасштабного изготовления вакуумного стекла.
Краткое описание чертежей:
Фиг.1 - структурное схематическое изображение 1 известного вакуумного стекла, герметизированного с использованием герметизирующего устройства настоящего изобретения;
Фиг.2 - структурное схематическое изображение 2 известного вакуумного стекла, герметизированного с использованием герметизирующего устройства настоящего изобретения;
Фиг.3 - схематическое изображение стеклянной пластины, поверхность края которой снабжена слоем металла;
Фиг.4 - структурное схематическое изображение варианта осуществления 1 герметизирующего устройства настоящего изобретения;
Фиг.5 - вид сверху изображения с Фиг.4;
Фиг.6 - структурное схематическое изображение варианта осуществления 2 герметизирующего устройства настоящего изобретения;
Фиг.7 - структурное схематическое изображение варианта осуществления 3 герметизирующего устройства настоящего изобретения;
Фиг.8 - структурное схематическое изображение варианта осуществления 4 герметизирующего устройства настоящего изобретения.
Подробное описание
На Фиг.4 и Фиг.5 показано, что герметизирующее устройство настоящего изобретения включает стол для удаления воздуха 1, верхнюю прижимную пластину 2 и нагревательное устройство 5, причем стол для удаления воздуха 1 изготовлен из металлического (или неметаллического) материала и снабжен позиционирующим вырезом 11, стол для удаления воздуха 1 по периметру позиционирующего выреза 11 снабжен канавкой для установки 12, уплотнительное кольцо 3 расположено в канавке для установки 12, и боковая стенка стола для удаления воздуха 1 снабжена отверстием для удаления воздуха 13; верхняя прижимная пластина 2 изготовлена из фторкаучука, герметизируемая стеклянная пластина 8 помещена в позиционирующий вырез 11, верхняя прижимная пластина 2 прижата к герметизируемой стеклянной пластине 7, и стол для удаления воздуха 1 по периметру позиционирующего выреза 11 уплотнен с верхней прижимной пластиной 2 посредством уплотнительного кольца 3, чтобы герметизировать стеклянную пластину 7 в замкнутом пространстве; для того, чтобы обеспечить надежное герметическое соединение между верхней прижимной пластиной 2 и столом для удаления воздуха 1 во время вакуумирования, верхняя прижимная пластина 2 также снабжена кольцеобразной металлической прижимной пластиной 6 и некоторым числом зажимных фланцев 4, причем каждый зажимный фланец 4 состоит из U-образной прижимной пластины и болта, некоторое число зажимных фланцев 4 расположено вдоль кольцеобразной прижимной пластины 6, и кольцеобразная прижимная пластина 6 фиксирует верхнюю прижимную пластину 2 и стол для удаления воздуха 1 между ними и прилагает предварительную прижимную силу; и нагревательное устройство 5 является индуктивным устройством, нагревательное устройство нагревает часть 8, уплотняемую на герметизируемой стеклянной пластине 7 снаружи одной стороны верхней прижимной пластины 2, и металлические слои, предварительно уложенные на две соединяемые между собой стеклянные пластины, сваривают способом сварки металлов, чтобы выполнить герметическое соединение по периметру герметизируемой стеклянной пластины 7.
Поскольку верхняя прижимная пластина 2 изготовлена из неметаллического материала, то когда верхняя прижимная пластина 2 непосредственно зафиксирована с использованием зажимных фланцев 4, поверхность верхней прижимной пластины 2 может быть легко повреждена; и после размещения кольцеобразной металлической прижимной пластины 6 она может защищать верхнюю прижимную пластину 2 и равномерно распределять силу, действующую на прижимную поверхность верхней прижимной пластины 2, чтобы обеспечить уплотняющее действие уплотнительного кольца 3. Конечно, верхняя прижимная пластина 2 и кольцеобразная металлическая пластина 6 также могут быть соединены в единый компонент, и такой единый компонент не только играет определенную роль в герметизации, но и не влияет на сварку.
Верхняя прижимная пластина 2 в одном варианте осуществления также может быть изготовлена из прозрачного материала, такого как полипропилен (ПП), и часть, уплотняемая на герметизируемой стеклянной пластине 7, может быть нагрета с применением лазерного устройства, чтобы выполнить сварку металлических слоев на двух стеклянных пластинах.
Помимо индуктивного нагревательного устройства и лазерного нагревательного устройства нагревательное устройство 5 также может быть микроволновым нагревательным устройством.
При эксплуатации герметизирующего устройства, во-первых, две стеклянные пластины, показанные на Фиг.3, краевые поверхности которых снабжены металлическими слоями 71, соединяют (металлические слои 71 жестко соединены со стеклянными пластинами) согласно состоянию, показанному на Фиг.1 или Фиг.2, и металлический припой помещают между металлическими слоями 71 на двух стеклянных пластинах или между металлическим слоем 71 и U-образной металлической герметизирующей пластиной; затем две соединяемые стеклянные пластины помещают в позиционирующий вырез 11 на столе для удаления воздуха 1, закрывают верхнюю прижимную пластину 2, и, поскольку соединяемые стеклянные пластины выше, чем глубина позиционирующего выреза 11, верхняя прижимная пластина 2 может быть надежно прижата к герметизируемым стеклянным пластинам, и высота стеклянных пластин, превышающая позиционирующий вырез 11, не может влиять на надежное уплотнение уплотнительного кольца 3 на верхней прижимной пластине 2 и столе для удаления воздуха 1; и, в заключение, замкнутое пространство на внутренней стороне уплотнительного кольца 3 вакуумируют с использованием внешнего вакуумного насоса через отверстие для удаления воздуха 13, и запускают нагревательное устройство 5 для нагрева уплотняемой части 8 на герметизируемой стеклянной пластине 7 после достижения заданной величины вакуума, чтобы выполнить сварку металлических слоев на двух стеклянных пластинах.
Зона нагрева нагревательного устройства 5 небольшая, и нагревательное устройство 5 расположено на известном механизме движения с многими степенями свободы (не показан на чертежах), и механизм движения с многими степенями свободы перемещает нагревательное устройство 5 вдоль части, уплотняемой на герметизируемой стеклянной пластине, чтобы постепенно выполнять сварку уплотняемой части, так что может быть обеспечено качество сварки и снижена рабочая нагрузка на операторов.
Нагревательное устройство 5 в варианте осуществления 1 нагревает герметизируемую стеклянную пластину 7 снаружи одной стороны верхней прижимной пластины 2; и если стол для удаления воздуха 1 изготовлен из неметаллического материала и верхняя прижимная пластина 2 изготовлена из металлического материала, как показано на Фиг.6, нагревательное устройство 5 может нагревать герметизируемую стеклянную пластину 7 снаружи одной стороны стола для удаления воздуха 1.
В варианте осуществления 3, показанном на Фиг.7, стол для удаления воздуха 1 состоит из нижней плиты 14 и кольцеобразной окружающей плиты 15, нижний торец кольцеобразной окружающей плиты 15 расположен на нижней плите 14 и уплотнен с нижней плитой 14 посредством уплотнительного кольца, уплотнительное кольцо расположено в канавке для установки на нижнем конце кольцеобразной окружающей плиты 15, и внутренняя сторона кольцеобразной окружающей плиты 15 и верхняя поверхность нижней плиты 14 совместно формируют позиционирующий вырез; и верхний торец кольцеобразной окружающей плиты 15 герметически соединен с верхней прижимной пластиной 2 посредством уплотнительного кольца, и уплотнительное кольцо расположено в канавке для установки на верхнем конце кольцеобразной окружающей плиты 15.
Поскольку и верхняя прижимная пластина 2, и стол для удаления воздуха 1 изготовлены из неметаллических материалов, уплотняемые части на герметизируемых стеклянных пластинах могут быть нагреты путем применения двух нагревательных устройств 5; и, в частности, если обрабатываемое вакуумное стекло состоит из трех стеклянных пластин, уплотняемые части на стеклянных пластинах нагревают, используя два нагревательных устройства 5, с двух сторон стеклянных пластин, так что сварка двух слоев уплотняемых частей может выполняться одновременно, что повышает эффективность производства вакуумного стекла.
В вышеописанных трех вариантах осуществления герметизируемую стеклянную пластину 7 помещают непосредственно на поверхность дна позиционирующего выреза 11; если высота составной герметизируемой стеклянной пластины 7 меньше чем глубина позиционирующего выреза 11, амортизирующий слой или прокладка требуемой толщины может быть размещена на дне позиционирующего выреза 11, чтобы верхняя поверхность стеклянной пластины верхнего слоя была выше, чем позиционирующий вырез 11, для обеспечения надежного прижатия верхней прижимной пластины 2 к стеклянным пластинам. Или же, при условии, что на нормальный нагрев нагревательного устройства 5 это не действует, верхняя прижимная пластина 2 может быть снабжена выступающей плоскостью, которая может быть введена в позиционирующий вырез 11.
Зажимные фланцы 4 в вариантах осуществления могут быть только одного типа из многочисленных зажимных устройств; если взять в качестве примера вариант осуществления 1, то чтобы взаимно зафиксировать верхнюю прижимную пластину и стол для удаления воздуха, также можно применить быстроразъемный хомут, или же кольцеобразная прижимная пластина, верхняя прижимная пластина и стол для удаления воздуха можно снабдить соответствующими сквозными отверстиями и зафиксировать друг с другом с использованием болтов; и даже при условии, что краевая часть верхней прижимной пластины имеет достаточную массу и глубину, задача предварительного уплотнения также может быть выполнена без использования любого зажимного устройства.
Все три вышеописанные варианты осуществления используются для изготовления плоского вакуумного стекла, и герметизирующее устройство настоящего изобретения также может быть использовано для обработки изогнутого вакуумного стекла, как показано на Фиг.8.
Если устройство используется для изготовления вакуумного стекла, верхняя прижимная пластина может адаптироваться к стеклянной поверхности произвольной формы, и равномерность и единообразие предварительных прижимных сил на верхней и нижней стеклянных пластинах могут быть обеспечены посредством атмосферного давления, чтобы можно было надежно обеспечить герметизацию стеклянного изделия со сложной формой поверхности и качество герметизации.
В общем, для герметизации изогнутого вакуумного стекла оптимальным направлением действия нагревательного устройства, такого как высокочастотная сварочная головка, микроволновый генератор, лазерная головка и т.п., должно быть нормальное направление стеклянной поверхности в уплотняемой части, поэтому нагревательные устройства необходимо приводить в действие механизмом движения с многими степенями свободы.
Вышеприведенные примеры использованы только для объяснения настоящего изобретения, варианты осуществления настоящего изобретения этими примерами не ограничены, и разные специфические варианты осуществления, выполненные специалистами в данной области техники и согласно концепции настоящего изобретения, подпадают под объем охраны настоящего изобретения.