本申請(qǐng)要求2014年2月3日提交的,申請(qǐng)?zhí)枮?1/935,250的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種平板玻璃組件或者玻璃單元以及,更為具體地,涉及一種包含柔性密封系統(tǒng)的平玻璃板組件及其制造方法。
背景技術(shù):
氣密性地密封由窗玻璃制成的平密閉容器消除了有害氣體遷移進(jìn)入或者移出該密閉容器。大的平氣密性密封的玻璃密閉容器可作為用于窗戶的防霧多層充氬絕緣玻璃組件、真空絕緣玻璃單元、平板顯示器和用于探測(cè)核材料的中子探測(cè)器板(neutron detector panel)。
許多現(xiàn)有絕緣玻璃單元(例如,真空絕緣玻璃元件或者玻璃組件)包括兩個(gè)或者多個(gè)互相間隔一定空間的窗玻璃。橫跨該玻璃板組件的溫差能夠極大地沖擊該組件的結(jié)構(gòu)并且,在一些情況下,導(dǎo)致該組件的失效。更具體地,該外部窗玻璃的溫度一般接近該外側(cè)空氣溫度(當(dāng)暴露于冷空氣中收縮,當(dāng)暴露于熱空氣中膨脹)。該內(nèi)部窗玻璃一般保持在相對(duì)恒定的溫度,與該內(nèi)側(cè)空氣溫度相一致(例如,在建筑物內(nèi))。該外部窗玻璃相對(duì)該內(nèi)部窗玻璃的移動(dòng)(也就是收縮或者膨脹)又稱(chēng)為“窗玻璃差異移動(dòng)”(differential pane movement)。
一些現(xiàn)有的真空玻璃單元一般包括相對(duì)剛性或者無(wú)彈性的密封,其無(wú)法令人滿意地適應(yīng)窗玻璃差異移動(dòng)。一些單元使用焊料密封,但是在寒冷天氣(或者具有足夠的差異移動(dòng)),該焊料密封可能由于它相對(duì)的脆性而破裂。其他現(xiàn)有的玻璃單元包含由若干箔條制成的密封,該若干箔條橋接窗玻璃之間的間隙。然而,玻璃單元包括角部和/或彎曲邊緣,以及由窗玻璃差異膨脹引起的復(fù)雜應(yīng)力模式可使得密封該角部非常困難。矩形窗玻璃可以被認(rèn)為關(guān)于該窗玻璃的幾何中心均勻地膨脹或者收縮。窗格之間最大的相對(duì)移動(dòng)發(fā)生在離所述幾何中心最遠(yuǎn)的位置,即在該角部。而且,該角部的移動(dòng)不垂直該窗玻璃的邊緣,而是沿著一條經(jīng)過(guò)該幾何中心的線,并且窗玻璃差異移動(dòng)隨著該板的尺寸成比例增加。
在角部的該窗玻璃差異移動(dòng)在該密封中產(chǎn)生復(fù)雜的行為,其具有側(cè)向剪切分量,可能引起該箔條的起皺或者斷裂。另外,在箔的連續(xù)性中的間隙和箔在重疊處的厚度突變往往產(chǎn)生泄漏路徑。在采用有機(jī)物密封的玻璃單元中,低輻射涂層必須采用稱(chēng)為“切邊”(edge deletion)的程序從密封劑-玻璃的接觸區(qū)域移除。如果這個(gè)不完成,腐蝕將會(huì)最終橫穿該密封線,在密封劑和玻璃之間形成泄漏路徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明基于從廣泛的試錯(cuò)法測(cè)試中得來(lái)的若干個(gè)原理。對(duì)于拼接接頭,多個(gè)厚度的多個(gè)箔層的使用提供了在一個(gè)箔層中容納一個(gè)接頭的機(jī)會(huì),同時(shí)還產(chǎn)生氣密性焊縫,采取措施以避免沿著預(yù)期焊縫路徑的厚度不連續(xù),例如間隙或者臺(tái)階(step)。這些步驟包括,例如,采用適配較好的對(duì)接接頭,或者至少在任何預(yù)期焊縫路徑上在所述第一箔層內(nèi)的接頭的位置將無(wú)接頭的第二箔層覆蓋于該第一層內(nèi)的接頭上。在一些方面,焊縫段可以重疊以形成連續(xù)的氣密性密封,例如,通過(guò)在直角處使用交錯(cuò)焊縫,或者通過(guò)使用重疊端部的方式從兩個(gè)短的焊縫形成一個(gè)長(zhǎng)的焊縫。
重疊平行的焊縫為每個(gè)窗玻璃提供優(yōu)良的附著力(例如,采用該焊縫輕微地重疊在它們的相鄰邊緣,例如,通過(guò)將該第二焊縫路徑偏離該第一焊縫路徑該焊縫寬度的一半)。而且,該箔可以被焊接至涂層玻璃(例如,低輻射性涂層玻璃)而無(wú)需移除該涂層。超聲波焊縫沿著該焊縫線打碎涂層并分散該碎屑(彼此間隔開(kāi))以停止腐蝕的過(guò)程。
本發(fā)明大體上提供密封設(shè)計(jì),該密封設(shè)計(jì)足夠柔性以適應(yīng)窗玻璃差異移動(dòng),且能容忍從一個(gè)平板元件至另一個(gè)較大的平板元件的溫差。該柔性的氣密性角部密封能夠使用冷焊接技術(shù)(例如,金屬箔至玻璃的超聲波焊接)制成以允許采用退火玻璃和濺鍍低輻射性涂層而不會(huì)由于密封制造過(guò)程要求高溫度而導(dǎo)致的損害或破壞。該密封能夠在大氣環(huán)境或者真空環(huán)境下制造。
在一些方面,本發(fā)明提供的該柔性密封可以具有無(wú)接頭的設(shè)計(jì)(例如,從單片箔制成)以消除十字交錯(cuò)焊縫接頭的需要。本發(fā)明還允許窗玻璃邊緣的溫度接近該窗玻璃的中心的溫度,不僅減少熱損失(即是,表現(xiàn)為所謂的“暖邊”),還免去了由于在溫度比窗玻璃中心更低的邊緣處的拉伸應(yīng)力累積導(dǎo)致的窗玻璃自爆的風(fēng)險(xiǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明涉及一氣密性密封的密閉容器,包括至少兩個(gè)基本相同形狀的壁元件,和在這些壁元件之間形成內(nèi)部空間的間隔件系統(tǒng)。該密閉容器還包括具有一個(gè)或者多個(gè)柔性金屬箔層的橋接元件,該一個(gè)或者多個(gè)柔性金屬箔層在這些壁元件的相鄰、各自的邊緣之間延伸以將該內(nèi)部空間與周?chē)h(huán)境間隔開(kāi)。在沿著該預(yù)期焊縫路徑上,該橋接元件的總厚度基本上不具有臺(tái)階不連續(xù)(step discontinuity),并且該橋接元件通過(guò)超聲波焊縫接合至每個(gè)壁元件上以形成連續(xù)的接合線。
在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明提供一種制造氣密性密閉容器的制造方法,該方法包括將基本相同形狀的第一壁元件和第二壁元件裝配于一起并且將該兩個(gè)壁元件彼此間隔開(kāi)以形成空間,以及在這些壁元件的相鄰、各自的邊緣之間延伸橋接元件。該橋接元件包括一層或者多層柔性金屬箔,且該橋接元件在總厚度上基本上不具有臺(tái)階不連續(xù)。該方法還包括通過(guò)超聲波焊接將該橋接元件接合至該第一壁元件上以在該第一壁元件上形成連續(xù)的接合,以及通過(guò)超聲波焊接將該橋接元件接合至該第二壁元件上以在該第二壁元件上形成連續(xù)的接合。
在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明提供一絕緣的玻璃單元,包括第一平板元件、第二平板元件和設(shè)置在該第一平板元件和該第二平板元件之間的多個(gè)間隔件,該多個(gè)間隔件將該第一平板元件從該第二平板元件間隔開(kāi)。該第一平板元件和該第二平板元件具有相同的形狀。該玻璃單元還包括橋接元件,該橋接元件具有一個(gè)或者多個(gè)柔性金屬箔層,該一個(gè)或者多個(gè)柔性金屬箔層在該第一和第二平板元件的相鄰、各自的邊緣之間延伸以將該內(nèi)部空間與該周?chē)h(huán)境間隔開(kāi)。在沿著該預(yù)期焊縫路徑上,該橋接元件的總厚度基本上不具有臺(tái)階不連續(xù),并且該橋接元件通過(guò)超聲波焊縫接合至每個(gè)壁元件上以形成連續(xù)的接合線。
本發(fā)明的其他方面將通過(guò)考慮以下詳細(xì)的說(shuō)明和附圖變得更為清楚。
附圖說(shuō)明
圖1a為具有隔開(kāi)的壁元件的示例性密閉容器的部分的立面圖并且說(shuō)明箔橋接角部的密封。
圖1b為圖1a的示例性密閉容器的局部截面視圖。
圖2a是具有無(wú)接頭單層或者多層箔橋接角部的密封的示例性密閉容器的部分的立面圖。
圖2b是圖2a的密閉容器的部分的局部剖面圖,說(shuō)明無(wú)接頭單層或者多層箔橋角部密封。
圖3a是具有無(wú)接頭單層或者多層箔橋接,盤(pán)狀拉伸的密封的示例性容器的部分的立面圖。
圖3b是圖3a的示例性密閉容器的部分的截面圖,說(shuō)明具有無(wú)接頭單層或者多層箔橋接,盤(pán)狀拉伸的密封。
圖4說(shuō)明為連接多層箔至壁元件的示例性的冷焊接過(guò)程。
圖5a說(shuō)明為連接雙層箔拼接接頭的示例性的冷焊接過(guò)程。
圖5b是圖5a的過(guò)程的放大圖,說(shuō)明在一個(gè)層中具有對(duì)接接頭的雙層箔拼接接頭。
圖6a是多層箔橋角部密封的立面圖,該密封采用重疊直線焊縫以在角部產(chǎn)生連續(xù)氣密性密封。
圖6b是圖6a的多層箔橋角部密封的局部截面圖,說(shuō)明雙層拼接接頭和采用重疊直線焊接以在角部形成連續(xù)氣密性密封。
圖7a是具有雙層拼接接頭并采用90度弧線焊縫以在角部產(chǎn)生連續(xù)氣密性密封的雙層箔橋角部密封的立面圖。
圖7b是圖7a的雙層箔橋角部密封的部分截面圖,說(shuō)明雙層拼接接頭并采用90度弧線焊縫以在角部產(chǎn)生連續(xù)氣密性密封。
圖8a是示例性容器的部分的立面圖,其包括一個(gè)帶有直角摺的單條鋁箔層和第二箔層以形成焊接的氣密性密封,該密封橫穿隨后形成的封閉環(huán)形的焊縫路徑。
圖8b是圖8a的密閉容器的部分截面圖,說(shuō)明帶有直角摺的單條鋁箔層和第二箔層以形成焊接的氣密性密封,該密封橫穿隨后形成的封閉環(huán)形的焊縫路徑。
圖9a是雙層箔橋接系統(tǒng)的透視圖,僅采用單層薄箔作為該邊緣密封的柔性部份。
圖9b說(shuō)明圖9a的雙層箔橋接系統(tǒng)的部分截面圖。
圖10是示例性密閉容器的部分截面圖,包括具有箔橋保護(hù)的箔橋接系統(tǒng)。
圖11a是示例性密閉容器的立面圖,包括根據(jù)前述任何附圖的暖邊、雙層絕緣玻璃和該橋接密封。
圖11b是在制造該密封期間的該絕緣玻璃的一個(gè)邊緣的部分截面圖。
圖11c是在完成制造該密封后的該絕緣玻璃的一個(gè)邊緣的部分截面圖。
圖12是從玻璃上移除底低輻射性涂層的化學(xué)切邊過(guò)程的示意圖。
圖13是一示例性密閉容器的部分截面圖,包括具有箔橋保護(hù)的箔橋接系統(tǒng)。
可以理解的是,本發(fā)明在它的發(fā)明內(nèi)并不限于以下說(shuō)明書(shū)和上述附圖所說(shuō)明的組件的構(gòu)造和布置。在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前,可以理解,本發(fā)明在它的發(fā)明內(nèi)并不限于以下說(shuō)明書(shū)和上述附圖所說(shuō)明的組件的構(gòu)造和布置。本發(fā)明可以是其他實(shí)施例和以其他方式操作或者執(zhí)行。
具體實(shí)施方式
如上所用,術(shù)語(yǔ)“絕緣玻璃單元”和“玻璃板組件”是同義的并且表示由一個(gè)或者多個(gè)玻璃件或者玻璃元件(為說(shuō)明目的,稱(chēng)為窗玻璃(glass pane))形成的窗玻璃組件,這些玻璃元件對(duì)電磁輻射至少部分透明,基本平行于它們的平面,并且形狀基本相同,其環(huán)繞邊緣被密封以在窗玻璃之間形成內(nèi)部空間。這些術(shù)語(yǔ)也包括平板組件,具有包括玻璃的至少一個(gè)元件和可包括玻璃、陶瓷、鋁、不銹鋼或者其他材料的另一元件。該內(nèi)部空間可至少部分充填有導(dǎo)電率較低且在一些構(gòu)造中比空氣更有粘性的氣體,或者抽空的(例如,通過(guò)抽真空)。
“窗玻璃”是指用于在平板氣密性密閉容器組件中作為壁元件的玻璃元件容器。
“窗玻璃差異移動(dòng)”(differential pane movement)是指兩個(gè)相鄰窗玻璃之間的相對(duì)窗玻璃移動(dòng),其發(fā)生在當(dāng)一個(gè)窗玻璃的溫度相對(duì)另一個(gè)窗玻璃的溫度改變時(shí)。它還可以指在機(jī)械影響或者其它影響(例如,在處理或者使用期間的沖擊)下的相對(duì)窗玻璃移動(dòng)。
“氣密性的”是指一個(gè)密封允許在每英尺的密封長(zhǎng)度上氦泄漏的速率不超過(guò)大約10-8至10-9標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/秒(“scc/sec”)。
“高度氣密性的”是指一個(gè)密封允許在每英尺的密封長(zhǎng)度上氦泄漏的速率不超過(guò)大約10-9scc/sec,并且優(yōu)選不超過(guò)大約10-9scc/sec,并且最優(yōu)選不超過(guò)大約10-12scc/sec。
術(shù)語(yǔ)“柔性的”和“自適應(yīng)的”是指具有彈性性質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其適應(yīng)移動(dòng)的能力。
術(shù)語(yǔ)“非自適應(yīng)”是指具有硬的或者易脆性質(zhì)的結(jié)構(gòu),其與“柔性的”和“自適應(yīng)的”相反。
術(shù)語(yǔ)“高延展性的”是指具有不大于10000帕斯卡(例如不大于5500帕斯卡)的屈服應(yīng)力的物體或者材料。
術(shù)語(yǔ)“冷焊焊縫”是指由不要求在焊接過(guò)程開(kāi)始時(shí)塊狀玻璃溫度或者塊狀箔溫度基本高于室溫的接合過(guò)程(例如,超聲波焊接)產(chǎn)生的焊縫。
術(shù)語(yǔ)“焊頭”(sonotrode)是指一種振動(dòng)工具頭,其通過(guò)超聲波焊接器將平移運(yùn)動(dòng)傳遞至待焊接的基板組件。
術(shù)語(yǔ)“鐵砧”(anvil)是指供放置通過(guò)超聲波焊接機(jī)焊接的待焊接組件且抵抗該組件底部的平移運(yùn)動(dòng)的表面。
術(shù)語(yǔ)“內(nèi)側(cè)”(inboard)關(guān)于焊縫線位置,是指在焊縫線最靠近待焊接的窗玻璃的幾何中心的那一側(cè)的一個(gè)位置。
短語(yǔ)“在整個(gè)厚度上基本上沒(méi)有階梯連續(xù)”是關(guān)于該柔性密封,是指限制整個(gè)厚度變化不超過(guò)0.001英寸。
圖1a及1b示出包括兩個(gè)平板元件1、2的示例性絕緣玻璃單元的一部分,該兩個(gè)平板元件1、2通過(guò)由不可壓縮或者基本不可壓縮的材料(例如,復(fù)合材料、塑膠、玻璃、金屬等等)制成的間隔件3(如圖1b)間隔開(kāi)來(lái)。每個(gè)間隔件3在尺寸上相對(duì)較小(例如,大約直徑100微米,長(zhǎng)1000微米)。當(dāng)從一距離觀察該玻璃單元,該間隔件3的較小尺寸使得間隔件3在視覺(jué)上不顯眼(也就是在大多數(shù)照明和背景條件下基本上不可見(jiàn))。在一些構(gòu)造中,間隔件3可以被一個(gè)或者兩個(gè)平板元件1,2的部分代替。即,一個(gè)或者兩個(gè)平板元件1,2可以形成為中凹狀(dished)。
該絕緣玻璃單元還包括邊緣密封4,由無(wú)接頭單層或者多層箔橋角部密封(foil bridge corner seal)形成。如圖1a、1b、2a和2b所示,該邊緣密封4能夠被應(yīng)用于玻璃單元中,該玻璃單元具有相同尺寸的第一平板元件和第二平板元件1、2(圖1a和1b),或者具有不同尺寸的第一平板元件和第二平板元件1、2(圖2a,2b)。在兩個(gè)示例性玻璃單元中,該邊緣密封4都包括一個(gè)或者多個(gè)箔片(例如,鋁),尺寸近似該較大的窗玻璃那么大以提供邊緣密封4,該邊緣密封4提供無(wú)接頭的自適應(yīng)密封。多余的箔,比如覆蓋窗玻璃單元的預(yù)定可視區(qū)的箔,可以在密封制造后被切除并且回收。窗玻璃尺寸箔片的使用允許在該制造過(guò)程中,在多余的箔被切除之前以及在從該組件突出的箔被焊接至該第二平板元件2之前檢測(cè)該組件(例如,檢測(cè)泄漏)。
圖3a和圖3b例示無(wú)接頭單層或者多層箔橋角部密封4,該密封4是由盤(pán)狀拉伸(dish-drawn)的箔形成。在這個(gè)構(gòu)造中,該箔密封4已被拉伸成盤(pán)狀,具有彼此偏離的邊緣法蘭。該偏離的深度大約與該第二平板元件2的厚度相同以允許對(duì)該元件2的外部表面制造出冷焊焊縫,該外部表面被定向以朝向該密閉容器的外側(cè)。
圖4說(shuō)明為焊接多層箔4至該第一平板元件1的示例性冷焊接過(guò)程。在這個(gè)構(gòu)造中,薄的箔36放置成與該第一平板元件1接觸,并且較厚的箔35放置成與該薄的箔36接觸。超聲波縫焊機(jī)(未示)的焊頭37用于在單個(gè)操作中焊接該兩個(gè)箔層35、36至彼此并且焊接至該玻璃表面以在雙層箔4和該平板元件1之間形氣密性密封。
圖5a和5b說(shuō)明示例性的雙層箔密封4,具有對(duì)接焊縫(butt weld)40,其與箔層36內(nèi)的對(duì)接接頭42連接或者接合。兩片箔36(第一箔)設(shè)置在鐵砧38上以形成該對(duì)接接頭42,并且另一片箔35(第二箔)設(shè)置在接頭42上以拼接該兩片箔36。該焊頭37能夠用于制造該拼接的對(duì)接焊縫40。
圖6a和6b說(shuō)明示例性的有接縫的多層箔橋角部密封4,其包括關(guān)于圖5a和5b說(shuō)明和描述的該柔性拼接的對(duì)接焊縫40。參考圖6a和6b,該箔條4的一側(cè)接合至該第一平板元件1的間隙側(cè)(例如,該間隙側(cè)表面可不具有涂層)。該箔條4的另一側(cè)接合至該第二平板元件2,該第二平板元件2可以根據(jù)需要包括一低輻射性涂層14。如圖所示,重疊焊縫40使用在這些角部以產(chǎn)生連續(xù)的氣密性密封。
圖7a和圖7b說(shuō)明示例性的箔橋角部密封或條4,其具有延伸在每個(gè)雙層箔條4和一雙層箔三角39之間的柔性拼接對(duì)接焊縫40。所得到的箔條組件通過(guò)焊縫5接合至該非涂層平板元件1的間隙側(cè),并且通過(guò)另一焊縫5接合至該具有可選的低輻射性涂層14的第二平板元件2,而不需要移除該涂層14。如圖7a所示,這些焊縫5在每個(gè)角部帶有90度的圓弧,以連接每一對(duì)對(duì)應(yīng)的焊縫直線部分以產(chǎn)生連續(xù)的氣密性密封。
圖8a和圖8b說(shuō)明了示例性組件,包括在一層箔(例如,箔36)和一疊加的第二層更厚的箔(例如,箔35)中的直角摺(right-angle fold)。焊縫43被制成以沿著該折疊箔的一個(gè)或者兩個(gè)邊緣氣密性地密封并穿過(guò)這些焊縫5。
圖9a和9b例示雙層箔的橋接系統(tǒng),包括單層薄箔層,用作該邊緣密封4的柔性部分以降低從該暖窗玻璃邊緣至該冷窗玻璃邊緣的熱傳遞(也就是,該箔密封用作“暖邊緣”密封)。包括寬的薄箔條35的箔條組件用作該橋接元件。兩個(gè)窄箔條36(例如,比該箔35更厚)疊加于該橋接元件35的每個(gè)長(zhǎng)邊緣。該雙層的邊緣通過(guò)該焊縫5接合至它們各自的平板元件1,2。在窗玻璃1和2的角部,可使用交錯(cuò)(crisscross)焊縫形成封閉環(huán)形的密封(例如,參見(jiàn)圖1a和1b),雖然在每個(gè)角部(見(jiàn)圖2a和2b)呈90度圓弧狀的焊縫5能夠連接焊縫5的每一對(duì)對(duì)應(yīng)的直線部分以產(chǎn)生連續(xù)的封閉環(huán)形氣密性密封。通過(guò)采用間隔件3阻止了箔條36和該平板元件1之間的、可導(dǎo)致額外熱損失的實(shí)質(zhì)性接觸,這些間隔件3在元件1、2之間維持比由箔35,36形成的箔堆疊或者橋接的名義總厚度更大的間隙。
圖10例示了具有能夠保護(hù)該邊緣箔橋以免意外傷害(例如,在操作中)的結(jié)構(gòu)的示例性玻璃單元。該示例性單元包括關(guān)于圖9a和圖9b描述和例示的該箔橋系統(tǒng),和采用粘合劑11安裝在該焊縫5的暴露部分的保護(hù)條10。該保護(hù)條在該角部可以是連續(xù)的或者在該角部安裝形成接頭。這些接頭及該保護(hù)條10和該第二平板元件2的邊緣之間的間隙可填充密封劑15。
圖11a,圖11b和11c例示了玻璃單元,其包括已氣密性密封的暖邊緣雙層絕緣玻璃。圖11b例示了在該密封4的制造期間該玻璃單元的一個(gè)邊緣,而圖11c例示了該密封制造完成后的該邊緣。該第一平板元件和第二平板元件1、2被平行地固定并通過(guò)填充有干燥劑的絕緣間隔件12被阻止觸碰到彼此,該填充有干燥劑的絕緣間隔件12通過(guò)粘合劑條11接合至每一各自的平板元件1、2。鋁箔4的氣密性焊縫5使用焊頭37形成在平板元件1、2上。密封劑13(例如,具有低透氣性)充填平板元件1、2之間的周邊空間。
圖12例示了一個(gè)范例性化學(xué)切邊過(guò)程,用于從該第一平板元件1移除該低輻射涂層14,為該超聲波焊接留下光滑表面。該過(guò)程采用合適的液態(tài)化學(xué)品17引起反應(yīng),以在該元件1的與該化學(xué)品17接觸的部分上形成溶解涂層16。該涂層的溶解部分能夠通過(guò)調(diào)整該容器18中的液態(tài)化學(xué)品17的液位19來(lái)控制。
例子
例1:鋁窗紗(aluminum window screen)的方形片被切成9英寸×9英寸并同心地安裝在干凈、未回火的10英寸×10英寸鈉鈣玻璃(soda lime glass)上,使得這些方形幾乎具有一共同中心。兩層1100系列鋁箔,一個(gè)2密耳層和一個(gè)1密耳層放置在一起,使得它們能夠被同時(shí)剪切成12英寸×12英寸的方形。
該雙層箔組件安裝在該窗紗的上面,具有共同中心以在每個(gè)窗玻璃邊緣產(chǎn)生均等的箔外伸量。該窗玻璃的僅被箔覆蓋但沒(méi)有被窗紗覆蓋的環(huán)形區(qū)域可用于為焊縫線提供位置。這個(gè)堆疊組件安裝在定制設(shè)計(jì)的100瓦特超聲波縫焊機(jī)的臺(tái)面(用作鐵砧)上。
單個(gè)連續(xù)焊縫線被制造以將該箔焊接至鄰近該窗玻璃邊緣的側(cè)邊玻璃表面,該焊縫線采用直線焊縫路徑,除了在這些角部,該焊縫路徑呈90度圓弧形彎曲。該焊縫線的末部與其始端重疊以形成封閉環(huán)形。在該第一封閉環(huán)形焊縫線的內(nèi)側(cè)(inboard),制造第二封閉的環(huán)形焊縫線,其平行并部分重疊該第一封閉環(huán)形焊縫線,因此形成一寬度大于該第一封閉環(huán)形焊縫線的單一焊縫。
該組件通過(guò)貫穿該窗玻璃的8毫米直徑的鉆孔被抽真空。該窗紗阻止該層狀鋁箔片組件接觸該窗玻璃,除了在該窗紗的邊緣和該雙焊縫的內(nèi)側(cè)邊緣之間的環(huán)形區(qū)域。在維持真空一晚之后,通過(guò)泵連接的轉(zhuǎn)子計(jì)(spinning rotor gauge)測(cè)量到壓力小于1毫托(mTorr)。真空裝置公司MS-40氦檢漏儀采用氦噴射方法發(fā)現(xiàn)每英寸密封長(zhǎng)度的泄露不大于2E-10scc/sec。
例2:從例1產(chǎn)生的測(cè)試組件,從該封閉的環(huán)形焊縫的內(nèi)側(cè)區(qū)域移除該箔和窗紗,僅留下焊接至該10英寸方形窗玻璃外側(cè)邊緣的連續(xù)且無(wú)接頭的雙層箔條。根據(jù)一份共同待決的專(zhuān)利申請(qǐng),一側(cè)濺鍍有低輻射性涂層的干凈12英寸×12英寸的鈉鈣窗玻璃在它的鍍層表面上設(shè)置約125微米厚且排列成20毫米×20毫米的網(wǎng)格圖案的若干金屬間隔件。該10英寸方形的玻璃和箔組件鋪設(shè)于該12英寸方形窗玻璃的間隔件的頂部上,讓該箔夾設(shè)入于該雙層窗玻璃之間,使得該兩個(gè)窗玻璃具有共同中心,并且在每個(gè)窗玻璃邊緣產(chǎn)生均等的箔外伸量。該較大的窗玻璃的環(huán)形區(qū)域可用于為焊縫提供位置。該堆疊組件采用例1中描述的設(shè)備和技術(shù)被接合在一起,形成一密閉容器。
單個(gè)連續(xù)焊縫線被制造以焊接該箔至鄰近該12英寸方形窗玻璃邊緣的側(cè)邊玻璃表面,該焊縫線采用直線焊縫路徑,除了在這些角部,該焊縫路徑呈90度圓弧形彎曲。該焊縫線的末部與其始端重疊以形成封閉環(huán)形。在該第一封閉環(huán)形焊縫線的內(nèi)側(cè)(inboard),制造第二封閉的環(huán)形焊縫線,其平行并部分重疊該第一封閉環(huán)形焊縫線,因此形成一寬度大于該第一封閉環(huán)形焊縫線的單一焊縫。
該雙層窗玻璃組件通過(guò)該較小窗玻璃的8毫米直徑的鉆孔被抽真空。這些間隔件阻止該較小窗玻璃接觸該較大窗玻璃。如通過(guò)泵連接的轉(zhuǎn)子計(jì)(spinning rotor gauge)所測(cè)量的,該組件被抽空至小于1毫托(mTorr)的真空。使用真空裝置公司MS-40氦檢漏儀采用氦噴射方法發(fā)現(xiàn)每英寸密封長(zhǎng)度的泄露不大于2E-10scc/sec。
例3:參考圖13,圍繞1米×1米×1厘米的矩形中子探測(cè)器密閉容器形成高度氣密性密封。該密閉容器中用于填充氬氣和感應(yīng)裝置。該密閉容器包括兩個(gè)平行的窗玻璃1、2,密封和玻璃邊緣間隔件41。1米×1米的無(wú)鍍層透明的鈉鈣窗玻璃用于窗玻璃1,而0.975米×0.975米的無(wú)鍍層透明的鈉鈣窗玻璃用于窗玻璃2。四個(gè)玻璃邊緣間隔件41(例如,長(zhǎng)0.965米且具有1厘米×1厘米的橫截面)采用焊料玻璃42剛性并氣密性地接合至窗玻璃2,每個(gè)間隔件鄰近窗玻璃2的一個(gè)邊緣。類(lèi)似地,該四個(gè)玻璃間隔件42之間的角部接頭填充有焊料玻璃以在加熱至450℃時(shí)形成高度氣密性的密封。
在冷卻之后,在這些角部接頭的、有意地突出于旨在形成焊縫路徑的該間隔件41的表面上的多余焊料玻璃焊縫路徑被磨掉,使得該余下的焊料玻璃42的表面與旨在形成焊縫的間隔件表面平齊,并被拋光至超聲波焊接可接受的光潔度,即,與該浮法(float)窗玻璃1、2的側(cè)邊表面的光潔度相當(dāng)?shù)墓鉂嵍?。四個(gè)單層鋁箔條(例如,每個(gè)13毫米寬,25微米厚和1米長(zhǎng))采用精確切割的對(duì)接接頭設(shè)置,并以超聲波焊接以形成連續(xù)的環(huán)形而沿玻璃間隔件41的相反于窗玻璃2的表面沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的厚度不連續(xù),使得僅每個(gè)箔條的內(nèi)部與每個(gè)對(duì)應(yīng)的間隔件41接觸,并且該外部從每個(gè)間隔件41的外側(cè)邊緣懸挑出來(lái)。
在合適地固定以保持對(duì)齊后,單個(gè)連續(xù)焊縫線被制造以焊接該箔至鄰近窗玻璃2邊緣的側(cè)邊玻璃表面,根據(jù)本發(fā)明,該焊縫線采用直線焊縫路徑,除了在這些角部,該焊縫路徑呈90度圓弧形彎曲。繼續(xù)參考圖13,已裝配的窗玻璃2和該間隔件41采用一組滾棒間隔件(rolling rod spacers)3安裝至窗玻璃1上,該組滾棒間隔件3安裝以將該玻璃間隔件41和該玻璃窗格1分開(kāi)以為任意一個(gè)窗玻璃的差熱移動(dòng)(differential thermal movement)提供小的間隙。在合適地固定以保持對(duì)齊后,單個(gè)連續(xù)焊縫線被制造以焊接該箔至鄰近窗玻璃1邊緣的側(cè)邊玻璃表面,該焊縫線采用直線焊縫路徑,除了在這些角部,該焊縫路徑呈90度圓弧形彎曲。該焊縫線的末部與其始端重疊以形成封閉的環(huán)形。在該第一封閉環(huán)形焊縫線的內(nèi)側(cè),制造第二封閉環(huán)形焊縫線,其平行并部分重疊該第一封閉環(huán)形焊縫線,因此形成寬度大于該第一封閉環(huán)形焊縫線的單一焊縫。該雙窗玻璃組件然后被置于低真空腔并且通過(guò)貫穿該較小窗玻璃的8毫米直徑的鉆孔被抽真空。該腔然后回填氬氣。
可以理解,在不脫離本發(fā)明的精神和特征的前提下,本發(fā)明也可以以其他具體方式來(lái)實(shí)施,或者包括此處描述的實(shí)施例的組合。雖然在此已例示和描述了具體實(shí)施方式,但在不顯著脫離本發(fā)明的精神的前提下,也可以做出其他改變。
本發(fā)明的各特征在以下權(quán)利要求中闡明。