一种一体化真空玻璃排气封口装置的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃加工领域，具体涉及一种一体化真空玻璃排气封口装置。


背景技术：

2.真空玻璃是两片平板玻璃之间有一定间隔的放置，然后使用焊接材料在两片玻璃四周将其密封并形成真空密闭腔体，从而得到的一种具有优异隔热、隔声性能的玻璃制品。
3.现阶段真空排气封口装置只在200℃左右的工况下工作，对装备的耐热要求降低很多，比较容易实现。
4.因此需要采用两步法的工艺进行排气封口操作，即高温状态封边，低温状态排气，而两步法工艺的优势在于避开了高温，两步法工艺的缺点在于，需要两次升降温，不仅延长了工艺时间，降低了生产效率，而且造成了能源的浪费，增加了生产成本。
5.同时，200℃左右的排气，与高于300℃的排气工艺相比，真空玻璃会有较多的残余气体，对真空玻璃的使用寿命会有一定的影响。
6.另外，部分厂家采用一步法真空封口装置制作真空玻璃，封口动作的驱动采用推拉杆或者拉线的方式，即采用机械外力驱动封口动作，机构复杂，操作难度大，故障率高。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种真空玻璃制造方法及一体化排气封口装置，即解决了两步工艺制作真空玻璃的弊端，又简化了由机械外力驱动的一步法真空封口装置，解决了其结构复杂、故障率高的弊端。
8.一体化真空玻璃排气封口装置包括：外层套筒、中层套筒、内层套筒、负压连接管、真空连接管和加热器，所述内层套筒设置在所述中层套筒内，所述内层套筒的外侧面与所述中层套筒的内侧面之间设置有负压腔，所述中层套装设置在所述外层套筒内，所述中层套筒的外侧面与所述外层套筒的内侧面之间设置有真空腔，所述加热器安装在所述内层套筒内；
9.所述外层套筒的第一端与平板玻璃贴合，所述外层套筒的第二端与所述内层套筒的第二端密封固定连接，所述中层套筒的第二端与所述外层套筒的内侧面动密封连接，所述负压连接管和所述负压腔连通，所述真空连接管与所述真空腔连通。
10.优选地，所述排气孔位于所述外层套筒内部，且所述外层套筒的第一端端面设置有密封圈。
11.具体地，作为真空玻璃的封口片放置在所述中层套筒第一端的外侧面，所述加热器的第一端与所述内层套筒的第一端内侧面紧密贴合。
12.具体地，处于排气状态时，所述封口片和所述中层套筒的第一端与所述平板玻璃之间设置有间隙，所述中层套筒的第一端的内侧面与所述内层套筒的第一端的外侧面贴合，通过内层套筒中的加热器加热封口片；
13.处于封堵状态时，所述封口片与所述平板玻璃贴合，所述中层套筒的第一端的外
侧面与所述封口片贴合，所述中层套筒的第一端的内侧面与所述内层套筒第一端的外侧面之间设置有间隙。
14.所述外层套筒和所述中层套筒之间通过可动组件动密封连接，所述可动组件的行程不小于所述内层套筒的第一端与所述外层套筒的第一端之间的距离。
15.作为一个实施例，所述可动组件为波纹管，所述波纹管的第一端与所述外层套筒的内侧面固定连接，所述波纹管的第二端与所述中层套筒的第二端固定连接。
16.作为另一个实施例，所述可动组件为环形滑块，所述外层套筒的内侧面设置有环形滑槽，所述环形滑块的内环面与所述中层套筒的外侧面密封固定连接，所述环形滑块设置在所述环形滑槽内，且沿所述外层套筒的轴向滑动，所述环形滑块的外环面与所述环形滑槽的环面动密封连接；
17.所述环形滑槽与所述外层套筒同轴设置，所述环形滑槽的长度不小于所述可动组件的行程，所述环形滑槽的外径不大于所述外层套筒的外径。
18.具体地，所述负压连接管和所述真空连接管均与所述外层套筒固定连接，所述负压连接管的内端与所述负压腔连通，所述真空连接管的内端与所述真空腔连通，所述负压连接管的外端和所述真空连接管的外端均与所述炉外真空系统连通。通过调节真空腔与负压腔气压的变化，使中层套筒能够上下移动，即处于排气状态时使封口片及中层套筒顶端与所述平板玻璃之间设置有间隙，且所述中层套筒顶端的内侧面与所述内层套筒顶端外侧面贴合；处于封堵状态时，所述中层套筒升起，使封口片与所述平板玻璃贴合，所述中层套筒顶端的内侧面与所述内层套筒顶端外侧面分离。
19.进一步，所述外层套筒的第二端与所述内层套筒的第二端通过连接圆环固定密封连接，所述外层套筒的第二端与所述连接圆环的外环固定连接，所述内层套筒的第二端与所述连接圆环的内环固定连接。
20.本实用新型与现有技术相比，本实用新型直接在空气加热炉中以较高温的状态进行排气、封口操作，不再需要将平板玻璃冷却至常温下安装排气封口装置再升温排气，而是将真空玻璃在高温环境下的封边、真空排气和封口三个工序，在一个升降温循环中完成，实现了这三个关键加工工序的一体化，简化了生产过程，缩短了工艺时间，降低了生产能耗。同时避免了采用机械外力驱动的方式，只调节真空腔和负压腔的气压变化即可完成封口动作，真空腔和负压腔通过柔性真空管道与炉外真空系统连接，装置结构简单，操作便捷，故障率低。
附图说明
21.附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。
22.图1是根据本实用新型所述的一体化真空玻璃排气封口装置的结构示意图。
23.附图标记：1
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外层套筒，2
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真空连接管，3
‑
负压连接管，4
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波纹管，5
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加热器，6
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内层套筒，7
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中层套筒，8
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负压腔，9
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真空腔，10
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密封圈，11
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封口片，12
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平板玻璃，13
‑
排气孔。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。
25.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。
26.在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
27.在阐述本实用新型的实施例之前，先介绍一下现阶段常用的工艺，其具体如下：
28.真空玻璃两片玻璃的间距通常只有0.2～0.3mm，每平方米真空玻璃需要真空排气的体积只有0.2升。考虑生产设备投资以及生产成本，真空玻璃生产通常不使用能够装入大尺寸玻璃的大型真空炉，而是采取在空气加热炉中热熔封边，用真空管路连接炉外的小型真空泵和炉内的玻璃，通过玻璃上预留的排气孔13对玻璃腔体进行真空排气，完成真空排气后，用封口片11封堵排气孔13，完成真空玻璃制作。
29.为了保证真空玻璃的良好性能，必须使真空玻璃排气更彻底，以获得更高的真空度。为此，在真空玻璃生产中，封边、真空排气和封口的温度通常都会在300至400℃，在最高温度完成封边后，紧接着进行真空排气，而在实际的工艺中通常采取两步法工艺。即，
30.第一步，将玻璃加热到接近400℃进行封边，然后降温至室温；
31.第二步，连接炉外的真空泵和炉内的玻璃，通过玻璃上预留的排气管对玻璃进行真空排气，同时加热炉升温到200℃左右，并保温一定时间，完成真空排气后，封堵排气孔13，完成真空玻璃制作。
32.两步法工艺的优势在于避开了高温，真空排气封口装置只在200℃左右的工况下工作，对装备的耐热要求降低很多，比较容易实现。
33.两步法工艺的缺点在于，需要两次升降温，不仅延长了工艺时间，降低了生产效率，而且造成了能源的浪费，增加了生产成本。
34.另外，200℃左右的排气，与高于300℃的排气工艺相比，真空玻璃会有较多的残余气体，对真空玻璃的使用寿命会有一定的影响。
35.而传统的一体化排气封口装置结构复杂，故障率高，需要单独连接机械驱动装置，严重影响生产效率。
36.因此，需要设计一种一体化制作真空玻璃的排气封口装置，结构简单并且故障率低，以解决真空玻璃加工中的排气封口问题。
37.针对于两步工艺法的缺陷及现有排气封口装置的不足，本实用新型实施例中提出了一种真空玻璃制造方法，该方法能够将真空玻璃在高温环境下的真空排气和封口与封边三个工序，在一个升降温循环中完成，实现了这三个关键加工工序的一体化，结构简单、操作便捷并且故障率低，简化了生产过程，缩短了工艺时间，降低了生产能耗，包括以下步骤：
38.第一步，将至少两片平板玻璃12平行置于空气加热炉内，相邻的两片平板玻璃12之间设置有支撑物，多个支撑物固定间隔排列。
39.第二步，空气加热炉升温至300
‑
400℃；
40.第三步，对平板玻璃12周边进行熔封，形成密闭腔体；
41.第四步，冷却空气加热炉，使炉温保持200℃～360℃；
42.第五步，在空气加热炉内通过排气孔13对密闭腔体内部进行排气操作；
43.第六步，排气完毕后，通过封口片11封堵排气孔13。
44.在一个升降温的过程中，实现了封边、真空排气和封口三个非常关键的工序。
45.同时可以看出，上述方法中一个较为重要的步骤为第五步，即在冷却的过程中实现排气和封口的工序，下面对该工序提供一个可参考的设备。
46.一种一体化真空玻璃排气封口装置，用于上述的一种真空玻璃制造方法的第五步的排气操作；
47.一体化真空玻璃排气封口装置包括外层套筒1、中层套筒7、内层套筒6、负压连接管3、真空连接管2和加热器5，内层套筒6设置在中层套筒7内，内层套筒6的外侧面与中层套筒7的内侧面之间设置有负压腔8，中层套筒设置在外层套筒1内，中层套筒7的外侧面与外层套筒1的内侧面之间设置有真空腔9，加热器5设置在内层套筒6内；
48.外层套筒1、中层套筒7和内层套筒6从外至内依次设置，且均同轴设置，并且其直径存在一定的差距，从而实现在外层套筒1、中层套筒7和内层套筒6之间形成负压腔8和真空腔9。
49.外层套筒1的第一端与平板玻璃12贴合，排气孔13位于外层套筒1内部，且外层套筒1的第一端端面设置有密封圈10。
50.在排气操作中，排气孔13位于外层套筒1内，即此状态下，通过密封圈10将排气孔13与外部密封，并且将排气孔13与真空腔9连通。
51.外层套筒1的第二端与内层套筒6的第二端密封固定连接，中层套筒7的第二端与外层套筒1的内侧面动密封连接。
52.外层套筒1的第二端与内层套筒6的第二端密封固定连接，可得出外层套筒1和内层套筒6的位置固定，其相对位置不会出现改变。
53.而外层套筒1的内侧面与中层套筒7的第二端动密封连接，可得出，中层套筒7和外层套筒1的位置不固定，其相对位置会因为工作状态的不同而出现改变，因此中层套筒7为位于内层套筒6和外层套筒1之间的一个活动部件。
54.负压连接管3和负压腔8连通，真空连接管2与真空腔9连通，用于改变真空腔9和负压腔8内的空气压强。
55.而真空腔9位于中层套筒7的外部，负压腔8位于中层套筒7的内部，所以可以通过改变真空腔9和负压腔8的压力差，控制中层套筒7的运动。
56.封口片11是为了将排气孔13封闭，其为真空玻璃组件，并不与中层套筒顶端固定连接。
57.为便于描述，设定中层套筒的第一端朝向平板玻璃12的侧面为外侧面(如图中所示的上方为外侧面)，外层套筒1、中层套筒7、内层套筒6、加热器5的第一端即为图示中的顶端，外层套筒1、中层套筒7、内层套筒6、加热器的第二端即为图示中的底端。
58.封口片11设置在中层套筒的第一端(顶端)的外侧面；
59.加热器5固定设置在内层套筒6的内，加热器5的顶端与内层套筒6顶端内侧面紧密贴合，且加热器5与内层套筒6的第二端固定连接。
60.加热器5的类型包括电阻丝、电热丝、高频加热器、陶瓷加热片等，至少能提供可以融化封口片11的温度即可，加热器5与内层套筒7和中层套筒6之间进行热量传递，最后加热
封口片11，同时，也可以在加热器5与内层套筒7的内侧面之间可设置具有一定导热材料进行导热，但是该导热材料需要耐高温。
61.外层套筒1和中层套筒7之间通过可动组件动密封连接，可动组件的行程不小于内层套筒6的第一端与外层套筒1的第一端之间的距离。
62.可动组件控制中层套筒7在外层套筒1内的可移动的行程，该行程的确定需要保证：
63.处于排气状态时，封口片11及中层套筒顶端与平板玻璃12之间设置有间隙，该间隙便于将平板玻璃12之间的空气抽出；中层套筒顶端的内侧面与所述内层套筒顶端外侧面贴合，加热器5发热通过内层套筒6和中层套筒7使封口片11受热达到融化温度，并使得真空腔9和负压腔8均处于负压状态，从而达到稳定中层套筒7的目的，避免封口片与平板玻璃12贴合。
64.处于封堵状态时，真空腔9处于负压状态，而负压腔8处于常压状态，在压力差的作用下中层套筒7升起，使封口片11能够贴合在平板玻璃12的外侧面，对排气孔13进行封堵。
65.可动组件可以为多种结构，其只要能够起到动密封即可，下面提供三个实施例：
66.实施例一
67.可动组件为环形滑块，外层套筒1的内侧面设置有环形滑槽，环形滑块的内环面与中层套筒7的外侧面密封固定连接，环形滑块设置在环形滑槽内，且沿外层套筒1的轴向滑动，环形滑块的外环面与环形滑槽的环面动密封连接；
68.环形滑槽与外层套筒1同轴设置，环形滑槽的长度不小于可动组件的行程，环形滑槽的外径不大于外层套筒1的外径。
69.通过在外层套筒1的内侧面设置有环形滑槽，并在中层套筒7的外侧面设置有与环形滑槽适配的环形滑棱，即使得中层套筒7与外层套筒1可滑动连接，同时能够起到导向的作用，并且能够保证真空腔9和负压腔8的独立性，避免两个腔体出现连通的情况。
70.实施例二
71.可动组件为滑块，外层套筒1的内侧面设置有轴向滑槽，滑块与中层套筒7的外侧面固定连接，滑块上设置有与轴向滑槽适配的凸块，凸块在轴向滑槽内沿外层套筒1的轴向滑动，滑块与轴向滑槽和外层套筒1的内侧面动密封连接。
72.本实施例与实施例一相比，改变环形滑槽为轴向滑槽，即与外层套筒1的中轴线平行的滑槽，并通过滑块上的凸块与轴向滑槽适配，也起到了导向的作用，并且能够保证真空腔9和负压腔8的独立性，避免两个腔体出现连通的情况。
73.实施例三
74.如图所示，可动组件为波纹管4，波纹管4的第一端与外层套筒1的内侧面固定连接，波纹管4的第二端与中层套筒7的第二端固定连接。
75.本实施例中，直接将可动组件设置为波纹管4，则去除了可动组件的导向功能，仅保留了保证真空腔9和负压腔8的独立性的功能，避免两个腔体出现连通的情况。
76.负压连接管3和真空连接管2均与外层套筒1固定连接，负压连接管3的内端与负压腔8连通，真空连接管2的内端与真空腔9连通，负压连接管3的外端和真空连接管2的外端均与炉外真空系统连通。
77.通过炉外真空系统(即负压泵)对负压腔8和真空腔9内进行排气，并通过控制抽真
空与否实现对真空腔9和负压腔8的气压控制。
78.外层套筒1的第二端与内层套筒6的第二端通过连接圆环固定密封连接，外层套筒1的第二端与连接圆环的外环固定连接，内层套筒6的第二端与连接圆环的内环固定连接。
79.此为一种结构，即如图所示，保证外层套筒1和内层套筒6之间有足够的间隙，用于放置中层套筒7，同时还保留真空腔9和负压腔8。
80.当然，也可以直接将外层套筒1向内弯折，内层套筒6向外弯折，然后以直接连接的方式进行连接。
81.不做特殊的要求，只要能够保证其密封连接，并且内层套筒6的外侧面与外层套筒1的内侧面之间有足够的间隙即可。
82.最后，对本装置的具体工作原理进行简单描述，本实施例中仅此以图示的方位进行描述，在实际工作中，也可改变平板玻璃12的方位，改变的同时也需要对排气封口装置的方位进行对应的改变。
83.准备工作：
84.将封口片11安装在中层套筒7顶端的外侧面，排气封口装置从玻璃下方对正平板玻璃12的排气孔13，上端面(第一端端面)通过密封圈10与平板玻璃12密封接触，两个平板玻璃12之间的间隙通过排气孔13与排气封口装置的真空腔9形成连通的密封腔室，并通过真空连接管2与位于炉外真空系统连接。
85.此时，负压腔8通过负压连接管3与炉外真空系统(真空泵)连通。此时，真空腔9和负压腔8均为一个大气压，处于平衡状态，中间套筒7处于下限位置，与内层套筒6顶端紧密接触，加热器5与内层套筒6内侧紧密贴合。真空连接管2和负压连接管3均可为柔性的波纹管4。
86.排气过程：在两个平板玻璃12周边熔封形成密闭腔体后，炉温保持在200℃至360℃范围内，炉外真空系统通过真空连接管2对真空腔9进行抽气，并通过与之相通的排气孔13对平板玻璃12的间隙进行抽真空操作。
87.同时，炉外真空系统通过负压连接管3对负压腔8排气。此时，真空腔9和负压腔8同处于负压状态，压力平衡，中间套筒7位置不变，仍然处于下限位置。
88.平板玻璃12的抽真空通道畅通，维持排气状态。
89.封口过程：当平板玻璃12的间隙内的真空度达到要求时，使用加热器5对封口片11进行加热，当封口片11上的封接材料充分熔融后，停止加热，通过负压连接管3向负压腔8内注入空气，使得负压腔8内的气压升高，在两个腔体的压差作用下，中间套筒7由下限位置向上运动到与真空玻璃接触的上限位置，并将位于顶端的封口片11顶封在排气孔13上。
90.维持顶升压力一定时间，直至封口片11上的封接材料完全凝固，封口片11密封固定在平板玻璃12上，方才完成排气封口动作。
91.完成封口后，调节负压腔8的压力，使得真空腔9和负压腔8的气压最终相等，中间套筒7与封口片11脱离，退回到下限位置，实现排气封口操作。
92.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、
结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
93.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
94.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述实用新型的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。