[发明专利]一种玻璃基板制造搅拌系统的设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种玻璃基板制造搅拌系统的设计方法及系统，属于玻璃基板制造领域，本方法通过获取参考搅拌系统的搅拌器叶片扫掠高度、引出量、搅拌槽内径、搅拌器叶片直径、搅拌器功率、搅拌器转速以和搅拌器扭矩等参数，分别建立剪切应力等效关系以及搅拌效果等效关系，根据对应关系计算得出实际搅拌系统的实际搅拌槽内径、实际搅拌器叶片直径和实际搅拌器叶片扫掠高度，从而完成实际搅拌系统的设计；本方法基于参考搅拌系统及剪切应力与搅拌效果等效，建立了搅拌叶片扫掠高度、搅拌叶片直径、搅拌槽内径的设计基准，同时兼顾了搅拌轴蠕变和系统成本优化，能够满足高效率和高均化搅拌效果的技术要求，从而满足更高世代和更高引出量的需求。

技术领域

本发明涉及玻璃基板制造领域，尤其涉及一种玻璃基板制造搅拌系统的设计方法及系统。

背景技术

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。近年来为了提高产线效率，玻璃基板尺寸越来越大，引出量越来越高。为了满足更高世代和更高引出量的需求，搅拌系统的设计是整个玻璃基板制造装备设计的核心之一。

由此可见，现有的搅拌系统设计方法，很难找到剪切应力与搅拌效果的平衡点，导致无法满足高效率和高均化搅拌效果的技术要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种玻璃基板制造搅拌系统的设计方法及系统，能够满足高效率和高均化搅拌效果的技术要求，从而满足更高世代和更高引出量的需求。

为了达到上述目的，本发明采用技术方案如下：

一种玻璃基板制造搅拌系统的设计方法，包括步骤如下：

选取标准搅拌系统作为参考搅拌系统，分别获取参考搅拌系统的搅拌器叶片扫掠高度、引出量、搅拌槽内径、搅拌器叶片直径、搅拌器功率、搅拌器转速以和搅拌器扭矩以上参数；