CN107207123B - 用于保持和保留玻璃制品的设备 - Google Patents

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Abstract

根据本文所述的一个或多个实施方式，一种设备可以在加工期间保持和保留玻璃制品。所述设备可以包含基底框架，所述基底框架包含一个底部支撑板和位于所述底部支撑板上的多个器皿保持器。所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器可以包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积。每个保留主体可以包含以下的一个或多个：基底连接杆、支座段、主体段、保留段和杠杆段。所述保留主体的支座段可以形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行。根据另一个实施方式，一种组件可以包含多个存储架设备。

Description

用于保持和保留玻璃制品的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年1月23日提交的序列号为62/106,969，名称为“Apparatusesfor Holding and Retaining Glass Articles”(用于保持和保留玻璃制品的设备)的美国临时专利申请的优先权，其全文通过引用的方式纳入本文。
背景技术
本说明书一般涉及用于在加工期间保持玻璃制品的存储架设备，更具体而言，涉及用于在离子交换加工期间保持玻璃制品的存储架设备。
历史上，由于玻璃相对于其他材料具有气密性、光学清晰度和优异的化学耐久性，因此，已将玻璃用作许多应用的优选材料，包括食品和饮料包装、药物包装、厨房和实验室玻璃器皿和窗户或其他建筑特征。
然而，玻璃用于许多应用的用途受到玻璃的机械性能的限制。特别是玻璃破碎是一个令人焦虑的问题，尤其是在食品、饮料和药物的包装中。在食品、饮料和药物包装行业中，破碎可能是成本很高的，因为，例如在填充线内破碎可能要求弃去相邻的未破碎的容器，因为该容器可能含有来自破碎容器的碎片。破碎还要求填充线变慢或停止，因而降低了产量。此外，非毁灭性的破碎(即，当玻璃有裂纹却没有破裂时)可能导致玻璃包装或容器的内容物丧失其无菌性，这进而可能导致高成本的产品召回。
玻璃破碎的一个根本原因是在对玻璃进行加工和/或随后的填充期间，在玻璃的表面中引入了瑕疵。这些瑕疵可由各种来源被引入到玻璃的表面中，包括相邻的玻璃器皿片之间的接触和玻璃与设备(例如处理和/或填充设备)之间的接触。不论是何种来源，这些瑕疵的存在最终可能导致玻璃破碎。
因此，需要替代性的设备以用于在加工期间保持玻璃制品而减轻玻璃破碎。
发明内容
根据一个实施方式，一种设备可以在加工期间保持和保留玻璃制品。所述设备可以包含基底框架，所述基底框架包含一个底部支撑板和位于所述底部支撑板上的多个器皿保持器(ware keeper)。所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器可以包含多个保留主体(retention body)，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积。每个保留主体可以包含以下的一个或多个：基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；支座段(seat segment)，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行；主体段(body segment)，其偶联至所述支座段并且远离所述底部支撑板延伸；保留段(retention segment)，其偶联至所述主体段；以及杠杆段(lever segment)，其偶联至所述保留段。所述保留主体的支座段可以形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行。
在另一个实施方式中，一种组件可以保持和保留玻璃制品。所述组件可以包含多个存储架设备。所述存储架设备中的每一个可以包含一个基底框架，所述基底框架包含一个底部支撑板和位于所述底部支撑板上的多个器皿保持器。所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器可以包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积。每个保留主体可以包含：基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行；主体段，其偶联至所述支座段并且远离所述底部支撑板延伸；保留段，其偶联至所述主体段；以及杠杆段，其偶联至所述保留段。所述保留主体的支座段可以形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行。
在以下的详细描述中列出了本文所述的用于保持和保留玻璃制品的设备的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。
应理解，前述的一般性描述和下文的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1示意性地示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，装载有玻璃制品的存储架设备的透视图；
图2示意性地示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，装载有玻璃制品的堆叠的存储架设备的透视图；
图3示意性示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，一种玻璃制品的截面图；
图4示意性地示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，处于未装载状态的器皿保持器的透视图；
图5示意性地示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，处于装载状态的器皿保持器的透视图；
图6A示意性地示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，位于保留位置中的器皿保持器的透视侧面图；
图6B示意性地示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，位于开启位置中的器皿保持器的透视侧面图；
图7为根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，使用存储架设备对玻璃制品进行离子交换强化的方法的流程图；
图8示意性示出了根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，图7的流程图的方法步骤。
实施方式的描述
下面将详细参考用于在加工期间保持和保留玻璃制品的存储架设备的实施方式，这些实施方式的实例在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。在图1中示意性地示出了一种用于在加工期间保持和保留玻璃制品的设备的一个实施方式。所述存储架设备一般包含一个基底框架，所述基底框架包含一个底部支撑板和位于所述底部支撑板上的多个器皿保持器。所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器可以包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积。在一些实施方式中，每个保留主体可以包含以下的一个或多个：基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行；主体段，其偶联至所述支座段并且远离所述底部支撑板延伸；保留段，其偶联至所述主体段；和/或杠杆段，其偶联至所述保留段。所述保留主体的支座段可以形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行。
具体参考附图，将在本文更详细地描述用于在加工期间保持和保留玻璃制品的设备的各种实施方式。
如本文所指出的，在加工和/或填充期间玻璃制品的破碎是产品损失的来源并且可能导致工艺效率低和成本增加。强化玻璃制品可有助于减轻破碎。可使用各种技术强化玻璃制品，包括化学回火和热回火。例如，化学回火可通过在玻璃制品的表面中引入压缩应力层而用于强化玻璃制品。通过将玻璃制品浸没到熔融盐浴中引入压缩应力。由于来自玻璃的离子被来自熔融盐的相对更大的离子替代，因此，在玻璃的表面中诱导了压缩应力。在化学回火期间，可以机械地操作玻璃制品(例如玻璃容器)以填充和清空玻璃制品中的熔融盐。
虽然化学回火改进了玻璃制品的强度，但是在强化工艺期间机械地操作玻璃制品可能在玻璃的表面中引入瑕疵。例如，玻璃制品与用于在加工期间保留玻璃制品的夹具之间的接触可在玻璃中引入瑕疵，尤其是当玻璃制品与夹具最初浸没于熔融盐浴时和/或当夹具和玻璃制品从熔融盐浴中取出并旋转以清空玻璃制品中的熔融盐时。具体而言，当浸没玻璃制品时，其可能会上浮并因此相对于夹具向上推进。另外，在完成离子交换工艺后，将夹具和玻璃器皿从熔融盐浴中取出，并且旋转夹具以清空玻璃器皿中的包含在玻璃器皿的内部体积中的熔融盐。当夹具旋转时，玻璃器皿可能与夹具突然发生碰撞。玻璃器皿与夹具之间的钝力冲击可能在玻璃的表面中引入瑕疵。
在大多数情况下，瑕疵较浅并且包含在玻璃中诱导的表面压缩应力层内。这一表面压缩应力防止了瑕疵变成裂纹。然而，在极端情况下，瑕疵可以延伸通过表面压缩应力层，这可能导致玻璃制品的破碎。
另外，用于在离子交换加工期间保持和保留玻璃制品的夹具一般由金属材料形成以能够承受熔融盐浴的高温。这样的夹具可以具有大的热质量，该大的热质量可通过改变熔融盐浴的温度而可以对离子交换工艺有不利的影响。所述夹具还易于具有大的表面积，该大的表面积增加了夹具与熔融盐之间的接触，这可造成熔融盐的离子扩散到夹具中，由此降低了工艺性能。
本文描述的用于在加工期间保持和保留玻璃制品的存储架设备减少了瑕疵引入到保留在其中的玻璃制品中。本文描述的存储架设备还具有相对低的热质量和表面积，当使用所述存储架设备以促进通过离子交换对包含于其中的玻璃制品进行强化时，这减缓了离子交换性能的下降。
现参考图1，其示意性地示出了一种用于在加工期间保持和保留玻璃制品900的存储架设备100的一个实施方式。存储架设备100一般包括一个基底框架102，多个器皿保持器120固定在所述基底框架102上。器皿保持器120一般限定了器皿接收体积125，在加工期间，玻璃制品900(例如玻璃容器)可以接收并保留在器皿接收体积125中。基底框架102一般由能够承受高温的材料形成，所述高温例如在离子交换工艺期间熔融盐浴中所经受的温度。在本文所述的实施方式中，基底框架102由金属材料形成，例如不锈钢或者当与盐浴接触时抗腐蚀的其它类似金属或金属合金。
基底框架102一般包括底部支撑板112并且还可以包括侧面部件104、106、108、110。底部支撑板112可以为托盘型(例如如图1所示的通常的矩形)并且支撑多个器皿保持器120，所述器皿保持器120从底部支撑板112的顶部表面延伸出来。侧面部件104、106、108、110可以位于基底框架102的边缘。例如，对于如图1所示的矩形底部支撑板112来说，侧面部件104和106在长度方向(即图1所示的坐标轴的+/-Y方向)中彼此相对，并且侧面部件108、110在宽度方向(即图1所示的坐标轴的+/-X方向)中彼此相对。侧面部件104、106、108、110主要在底部支撑板112的上方延伸。例如，在一些实施方式中，侧面部件104、106、108、110通常可以垂直于底部支撑板112。然而，应理解，侧面部件104、106、108、110通常不需要垂直于底部支撑板112。例如，侧面部件104、106、108、110可以与底部支撑板112呈小于或大于90度的角，只要侧面部件104、106、108、110主要在底部支撑板112的上方延伸(即图1所示的坐标轴的+Z方向)。侧面部件104、106、108、110可以与底部支撑板112一体形成，或者使用常规紧固技术，包括但不限于机械紧固件、焊接等，连接至底部支撑板112。
现在参考图1和2，在本文所述的实施方式中，侧面部件104、106、108、110中的一个或多个可以具有堆叠构件114，所述堆叠构件114使得两个或多个存储架设备100彼此堆叠。例如，在图1和2中，堆叠构件114从侧面部件108、110的顶部和底部突出。堆叠构件114各自可以包含接收部件116和突出部118。在图1和2中示出的实施方式中，突出部118从侧面部件108、110的下面部分突出，并且接收部件116从侧面部件108和110的上面部分突出。可以将第一存储架设备100的突出部118***下部的第二存储架设备101的接收部件116中。例如，突出部118向-Z方向突出并且由下部的存储架设备101的接收部件116接收，而接收部件相对于下部的存储架设备101向+Z方向突出。突出部118和接收部件116可以配合地排列以提供两个或多个存储架设备100、101的支撑性堆叠。在这样的堆叠构造中，两个存储架设备100、101可以通过开放空间分开，以使得下部的存储架设备101的器皿保持器120的顶部不接触到上部的存储架设备100的底部支撑板112。
侧面部件104、106、108、110可以使得加工液体(例如来自离子交换浴的熔融盐)自由流动，直至直接接触稳固在存储架设备100中的玻璃制品900。例如，侧面部件104、106、108、110的高度可以小于玻璃制品900的高度，或者在侧面部件104、106、108、110中可以存在小孔。
在一个实施方式中，可以对每个器皿保持器120成形并调整尺寸以稳固地保留小瓶形状的玻璃制品900。在这样的实施方式中，如图3所示，玻璃制品900一般可以包括主体部分902；颈部部分904，其位于主体部分902上方和开口906。主体部分902利用底部部分914和侧壁916，基本上包围了玻璃制品900的内部体积910。颈部部分904主要连接主体部分902与开口906。开口906可以由环圈908围绕。主体部分902可以具有弯曲的底部边缘918和与颈部部分904相邻的弯曲的区域912。通常，颈部部分904、主体部分902和环圈908一般可以具有圆形截面，并且各自包含一个外部直径。在一个实施方式中，环圈的直径(dc)大于颈部部分的直径(dn)，并且主体部分的直径(db)大于环圈的直径(dc)。虽然本文描述的存储架设备的一些实施方式适于保留小瓶形状的玻璃制品，但是应理解本文考虑的其他实施方式适于保留具有各种形状的玻璃制品，例如容器。
现参考图4和5，器皿保持器120各自包括保留主体122，放置所述保留主体122以限定在其中可以接收玻璃制品900的器皿接收体积125。保留主体122是离散、独立的结构，其位于器皿接收体积125相对侧上以使得保留主体122可以位于在器皿接收体积125中的玻璃制品900的任一侧面上，由此稳固了在器皿接收体积125中的玻璃制品900。在本文描述的实施方式中，保留主体122由成形的线材段形成。如本文所使用的，“线材段”是描述保留主体122的形状，其不对线材段的材料进行限定。由线材段形成保留主体122降低了存储架设备100中材料的总量，这进而降低了存储架设备100的热质量和表面积，从而改进了离子交换性能。另外，由一个或多个线材段形成的保留主体122产生了篮状、开放的结构，这使得当浸没存储架设备100时，来自熔融盐浴的熔融盐易于与玻璃制品的所有表面相互作用，同时还使得存储架设备100在从熔融盐浴中提出时易于排放熔融盐。
在本文描述的实施方式中，保留主体122由线材原料形成，所述线材原料不含可在玻璃中引入瑕疵的角和/或边缘。特别地，保留主体122由径向截面基本上为圆形或椭圆形的线材原料形成。虽然各种直径的线材原料可以用于形成保留主体122，但是所述线材原料的直径通常为小于约5mm，例如，小于约2.5mm、小于约2.0mm、小于约1.3mm或者甚至小于或等于约1mm。在本文所述的实施方式中，器皿保持器120由适于在高温下使用的线材原料形成。例如，不作为限定，器皿保持器120可以由铬镍铁合金(Inconel)、哈斯特洛伊耐蚀镍基合金(Hastelloy)和其他相关的尼孟镍合金(Nimonicalloys)形成，各种等级的高温/腐蚀环境兼容性钢合金、或者可以线材或薄带形式获得的其他类似的材料对熔融盐浴环境不敏感或者显现出有限的敏感性，并且能够在重复的热循环后维持弹性回火特性。在本文描述的实施方式中，使用将线材原料形成为所需形状的计算机数控(CNC)线材弯曲机器或类似的设备，将线材原料形成为所需形状。通过包括对薄板原料进行冲压及使用成形模具以形成保留体积的工艺可获得类似的几何形状。
通常，放置保留主体122以形成线材接收体积125，玻璃制品900可以在加工期间稳固地置于线材接收体积125中。如图4所示，在一个实施方式中，每个保留主体122包括基底连接杆124、支座段126、主体段135、保留段132、下部段128和杠杆段130。保留主体122可以用连接段134(例如环状线材段)连接至另一个保留主体122。两个保留主体122可以经由连接段134连接，从而形成保留主体对136。
如图4和5所示，保留主体122彼此相连以形成保留主体对136。在一个实施方式中，每个器皿保持器120包含四个保留主体122，该四个保留主体122排列成两对保留主体对136，其中保留主体对136彼此线性对称。连接段134将保留主体122彼此稳固，其中，在一个实施方式中，两个连接的保留主体122和连接段134由单一的线材段一体形成。保留主体对136可以位于器皿接收体积125的对立的侧面，在所述器皿接收体积125中可以保持玻璃制品900。应理解本文所述的器皿保持器120不限于包含连接的保留主体122的那些。此外，在其他实施方式中，可以使用彼此连接或未连接的不同数目的保留主体122。
现参考图3-5，基底连接杆124可以位于靠近所保持的玻璃制品900的底部部分914。基底连接杆124可以支撑保留主体122的其他部分并且可以固定在基底框架102上以使得其与底部支撑板112啮合。基底连接杆124一般可以出自底部支撑板112、器皿接收体积125的下方。在一个实施方式中，基底连接杆124与底部支撑板112形成了约90°。
基底连接杆124与支座段126相连。支座段126可以与基底连接杆124相连并且可以位于底部支撑板112的上方并与底部支撑板112基本上平行。由此，支座段126可以与底部支撑板112间隔开。支座段126主要形成了器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板112的上方并且与所述底部支撑板基本上平行。所述器皿支座可以限定器皿接收体积125的底部。底部支撑基底之间的间距可以足够使流体流到所保持的玻璃制品900的下方，以使得保持在器皿接收体积125中的玻璃制品的底部部分914可被流体接触。在一个实施方式中，相邻的保留主体122的支座段126是平行的，使得它们形成了平整的表面。
支座段126可以连接至保留主体122的下部段128。可以对下部段128进行成形以形成器皿接收体积125中的突出区域。由下部段封闭的器皿接收体积的直径可以大于由主体段封闭的器皿接收体积的直径。例如，下部段128相对于器皿接收体积125来说可以是凸形的。可以对下部段128进行成形以使得其避免与保持器皿接收体积125中的玻璃制品900的底部边缘918接触。可望避免的是器皿保持器120与玻璃制品900的底部边缘918的接触，因为底部边缘918上的划痕或其他损坏可因在该区域中与器皿保持器120接触所致，而底部边缘918上的划痕或其他损坏相对于玻璃制品900的其他区域来说可能是不利的，因为玻璃制品900的底部边缘918在垂直压力施加到玻璃制品900上时可为高应力区。然而，在一些实施方式中，支座段126可以直接偶联至主体段135。
下部段128可以连接至保留主体122的主体段135。主体段135可以远离底部支撑板112延伸，在一个实施方式中，其可以基本上垂直于底部支撑板112。如图5所示，主体段135可以基本上是竖直的并且可以为保持在器皿接收体积125中的玻璃制品900的侧壁916的轮廓。主体段135可以形成篮状或笼状构造，所述构造限制了玻璃制品900在水平方向的移动，所述水平方向由X-Y平面的方向限定。
主体段135连接至保留主体122的保留段132。通常可以对保留段132进行成形以形成器皿接收体积125中的凹入区域。由保留段132封闭的器皿接收体积的直径可以小于由主体段135封闭的器皿接收体积的直径。例如，凹入区域相对于在器皿接收体积125中保持的玻璃制品900来说可以是凹入的。保留段132相对于器皿接收体积125来说可以是凹形的。例如，保留段132可以为颈部部分904和弯曲区域912的形状的轮廓，所述颈部部分904和弯曲区域912位于所保持的玻璃制品900的主体部分902的顶部。每个保留主体122的各保留段132间的距离可以大于所保持的玻璃制品900的颈部部分904的直径。由此，玻璃制品900通过器皿接收体积125中的器皿保持器120得到稳固，以使得玻璃制品900在垂直移动中受到限制，所述垂直移动通过Z轴的方向限定。例如，当玻璃制品900相对于其在图5中的位置被倒置时，保留段132将接触玻璃制品900的主体部分902的弯曲区域912，并将玻璃制品900保留在器皿接收体积125中。
保留段132可以偶联至杠杆段130。杠杆部分一般可以远离底部支撑板112延伸，并且相对的保留主体122的杠杆段可以远离彼此延伸。任意两个杠杆段130可以通过连接段134连接以形成保留主体对136。
现参考图6A和6B，器皿保持器120可以在开启位置(图6B所示)和保留位置(图6A所示)之间转换。在开启位置中，器皿接收体积125增加并且玻璃制品900可以自由地移入或移出器皿保持器120。在保留位置中，器皿接收体积125减少并且如上文所述，玻璃制品900稳固地被器皿保持器120保持。例如，当器皿保持器120在保留位置时，相对的保留主体122的各保留段132间的距离小于所保持的玻璃制品900的主体部分902的直径。因此，玻璃制品900通过保持器120得到稳固，以使得玻璃制品900在垂直移动中受到限制。然而，当在开启位置时，相对的保留主体122的各保留段132间的距离大于所保持的玻璃制品900的主体部分902的直径。因此，在开启位置中，玻璃制品900相对于向上垂直移动(Z方向)来说并不稳固。
在一个实施方式中，器皿保持器120的形状可以使得经由向下垂直施加的力(图6B中标有字母“F”的箭头所示)进行开启位置和保留位置之间的转换。在这样的构造中，保留主体122可以由在向下的力施于其上时能够弹性变形的材料构成。由此，当向保留主体122施加向下的力时，器皿保持器120可移至开启状态。当力被释放时，器皿保持器可自然地移动回保留位置。在另一个实施方式中，器皿保持器120可以自然地偏向于开启状态，并且当一个力作用于器皿保持器120时，其可以移动成保留状态。例如，在器皿保持器120上被位于器皿保持器上方的存储架100的一个部件接触，可以将器皿保持器120移动成保留位置。例如，在一个实施方式中，可以使用一种工具开启一个或多个器皿保持器120。所述工具可以包含机械封锁元件，所述机械封锁元件以与器皿保持器120的阵列精确对准的形式将所述工具紧固至存储架设备100。当封锁于适当的位置时，每个工具具有楔状特征，该楔状特征接触杠杆段130并且迫使杠杆段130分开到各保留段132位于离彼此足够远的位置的程度，以使玻璃制品900清出。
在一个实施方式中，位于保留段132上方的保留主体122的杠杆段130不与主体段135平行。靠近器皿保持器120顶部的这一“斜”的形状的杠杆段130使得向下的力F转换成保留主体122的开启移动，其中各保留主体122的各保留段132彼此移开以使在器皿接收体积125中保持的玻璃制品900的主体部分902自由通过保留段132。在保留主体122的下部段128处可发生弹性变形。例如，下部段128的形状可以允许弹性变形，该弹性变形使得当向连接段134施加向下的力时，保留段132进行水平移动(在Y轴方向中)。
现共同参考图1、2、7和8，玻璃制品900可在保持在存储架设备100的器皿保持器120中的同时，通过离子交换得到强化。图7含有用于通过离子交换对玻璃制品900进行强化的方法的工艺流程图500；图8示意性地示出了流程图中所述的工艺。在第一步骤502中，玻璃管原料1000由可进行离子交换的玻璃组合物形成，首先使用常规成形和形成技术，对该玻璃管原料1000进行成形，以形成玻璃制品900(在所述实施方式中具体为玻璃小瓶)。在步骤504中，使用机械存储架装载机602将玻璃制品900装载到存储架设备100中。存储架装载机602可以为机械抓取装置，例如卡钳等，其能够一次抓取多个玻璃制品900。或者，所述抓取装置可以利用真空***抓取玻璃制品900。存储架装载机602可以偶联至机械臂或能够相对于玻璃制品900和存储架设备100而放置存储架装载机602的其他类似装置。存储架装载机602将单独的玻璃制品900放置在每个器皿保持器120的器皿接收体积125中。可对存储架装载机602进行操作以施加向下的力将器皿保持器120移动成用于装载的开启构造。
在接着的步骤506中，使用机械传送器将装载有玻璃制品900的存储架设备100转移到盒体装载区，所述机械传送器例如传送带606、高架起重机等。随后，在步骤508中，将多个存储架设备100(示出了一个)装载到盒体608中。虽然在图8中仅示出了一个存储架设备100，但是应理解构造盒体608以用于保持多个存储架设备100，从而使得可同时加工大量玻璃制品900。利用盒体装载机610将每个存储架设备100置于盒体608中。盒体装载机610可以为机械抓取装置，例如卡钳等，其能够一次抓取一个或多个存储架设备100。或者，所述抓取装置可以利用真空***抓取存储架设备100。盒体装载机610可以偶联至机械臂或能够相对于盒体608和存储架设备100而放置盒体装载机610的其他类似装置。
在接着的步骤510中，含有存储架设备100和玻璃制品900的盒体608被转移到离子交换站并装载到离子交换罐614中以促进对玻璃制品900进行化学强化。使用盒体转移装置612将盒体608转移至离子交换站。盒体转移装置612可以为机械抓取装置，例如卡钳等，其能够抓取盒体608。或者，所述抓取装置可以利用真空***抓取盒体608。使用高架轨道***，例如门式起重机等，可将盒体转移装置612和所附的盒体608从盒体装载区自动传送到离子交换站。或者，使用机械臂可将盒体转移装置612和所附的盒体608从盒体装载区传送到离子交换站。在另一个实施方式中，使用传送器将盒体转移装置612和所附的盒体608从盒体装载区传送到离子交换站，并在这之后使用机械臂或高架起重机将二者从传送器转移至离子交换罐614。
一旦盒体转移装置612和所附的盒体608处于离子交换站中，则在将盒体608和玻璃制品900浸没到离子交换罐614中之前，任选地对盒体608和其中所包含的玻璃制品900进行预热。在一些实施方式中，可以将盒体608预热到大于室温并小于或等于离子交换罐614中的熔融盐浴温度的温度。例如，可以将玻璃制品900预热到约300℃–500℃的温度。然而，应理解，由于本文所述的存储架设备100的热质量相对较低，因此所述预热步骤是任选的。
离子交换罐614含有熔融盐浴616，所述熔融盐例如熔融碱金属盐，如KNO3、NaNO3和/或其组合。在一个实施方式中，所述熔融盐浴为100％熔融KNO3，其温度维持在大于或等于约350℃并且小于或等于约500℃。然而，应理解，还可以使用具有各种其他组合物和/或温度的熔融碱金属盐浴以促进玻璃制品的离子交换。
在步骤512中，玻璃制品900在离子交换罐614中得到离子交换强化。具体而言，将玻璃制品浸没于熔融盐中并在其中保持足够长的时间段以在玻璃制品900中获得所需的压缩应力和层的深度。随着玻璃制品900的浸没，玻璃制品初始具有正浮力，这是因为空气从玻璃制品的内部体积中逸出并被熔融盐替代。随着玻璃制品900因为正浮力而上升，玻璃制品在处于保留位置的同时被器皿保持器120的保留段132垂直保留在适当的位置。另外，器皿保持器120的篮状开启结构使得熔融盐浴接触玻璃制品的所有表面，从而改进了在玻璃制品表面中诱导的压缩应力的均匀性。
在一个实施方式中，玻璃制品900可以在离子交换罐614中保持足够的时间以获得最高达约100μm的层的深度及至少约300MPa或者甚至350MPa的压缩应力。保持的时间段可以小于30小时或者甚至小于20小时。然而，应理解的是，取决于玻璃容器的组成、熔融盐浴616的组成、熔融盐浴616的温度和所需的层的深度及所需的压缩应力，玻璃制品保持在罐614中的时间段可以有所变化。
待玻璃制品900经离子交换强化后，使用盒体转移装置612连同机械臂或者高架起重机将盒体608与玻璃制品900从离子交换罐614中移除。在从离子交换罐614中移除期间，存储架设备100的器皿保持器120中的篮状开启结构使得存储架设备内的熔融盐易于从每个存储架设备中排出。待盒体608从离子交换罐614中移除后，盒体608和玻璃制品900悬浮在离子交换罐614上并且盒体608绕着水平轴旋转以将玻璃制品900中剩余的任何熔融盐清空倒回离子交换罐614中。当盒体608旋转时，玻璃制品900通过器皿保持器120仍然处于器皿接收体积125中的其的位置中。随后，将盒体608旋转回到其初始位置并在清洗玻璃制品之前先使其冷却。
然后使用盒体转移装置612将盒体608和玻璃制品900转移至清洗站。如上文所述，可以使用机械臂或高架起重机进行该转移，或者，作为替换，使用自动传送器，例如传送带等进行该转移。在接着的步骤514中，将盒体608和玻璃制品900下降到含有水浴620的清洗罐618中，以从玻璃制品900的表面移除任何过量的盐。可以使用机械臂、高架起重机或偶联至盒体转移装置612上的类似装置将盒体608和玻璃制品900下降到洗涤罐618中。与盐浴浸没相似，当玻璃制品被浸没到清洗罐618中时，其一开始具有正浮力。随着玻璃制品900因为正浮力而上升，玻璃制品在处于保留位置的同时被器皿保持器120的保留段132垂直保留在适当的位置。
然后将盒体608和玻璃制品900从清洗罐618中取出，悬浮在清洗罐618上，并且盒体608绕着水平轴旋转以将玻璃制品900中剩余的任何清洗水清空倒回清洗罐618中。当盒体608旋转时，玻璃制品900通过器皿保持器120仍然处于器皿接收体积125中的其的位置中。在一些实施方式中，在盒体608和玻璃制品900被移至下一加工站之前可以进行多次清洗操作。
在一个具体的实施方式中，将盒体608和玻璃制品900在水浴中浸渍至少两次。例如，可以将盒体608浸渍在第一水浴中，并随后浸渍在不同的第二水浴中以确保从玻璃制品的表面移除所有残余的碱金属盐。可以将来自第一水浴的水送至废水处理处或送至蒸发器。
在接着的步骤516中，使用盒体装载机610将存储架设备100从盒体608中移除。随后，在步骤518中，使用存储架装载机602将玻璃制品900从存储架设备100中卸载并转移至洗涤站。可以利用存储架装载机602使器皿保持器120转换成开启状态。在步骤520中，用从喷嘴622中发射出来的去离子水的喷射流624洗涤玻璃制品。去离子水的喷射流624可以与压缩空气混合。
任选地，在步骤521(未在图8中示出)中，将玻璃制品900转移至检验站，在该检验站中对玻璃检验瑕疵、碎片、退色等。
虽然本文所示及所述的存储架设备与玻璃容器，例如小瓶，一起使用，但是应理解所述存储架设备可以用于保持和保留各种其他类型的玻璃制品，包括但不限于筒、注射器、安瓿、瓶、烧瓶、管形瓶、管、烧杯、小瓶等，其既包括圆形的玻璃制品又包括非圆形的玻璃制品。
现应理解，本文所述的存储架设备可以用于在加工期间保持和保留玻璃制品。由线材段形成存储架设备的线材保持器减少了在保留于存储架设备中的玻璃制品中引入瑕疵，并且在整个加工的所有阶段中稳固地保持了玻璃制品。以这种方式形成的器皿保持器还降低了存储架设备的热质量和表面积，当使用所述存储架设备促进通过离子交换进行的玻璃制品的强化时，这改进了离子交换性能。
本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，且这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (21)

1.一种用于在加工期间保持和保留玻璃制品的设备，所述设备包括：
基底框架，其包含一个底部支撑板；
多个器皿保持器，其位于所述底部支撑板上，其中，所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积，其中，每个保留主体包含：
基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；
支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行；
下部段，其偶联至所述支座段；
主体段，其偶联至所述下部段并且远离所述底部支撑板延伸，所述下部段位于所述支座段与所述主体段之间；
保留段，其偶联至所述主体段,其中，由保留段封闭的器皿接收体积的直径小于由主体段封闭的器皿接收体积的直径；和
杠杆段，其偶联至所述保留段，其中，所述保留主体的支座段形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行，所述器皿支座限定了器皿接收体积的底部并且被构造成用于支撑其上的玻璃制品以使得玻璃制品的底部直接在器皿支座上。
2.如权利要求1所述的设备，其中，相对的保留主体的杠杆段远离彼此延伸。
3.如权利要求1所述的设备，其中，由下部段封闭的器皿接收体积的直径大于由主体段封闭的器皿接收体积的直径。
4.如权利要求1所述的设备，其中，每个保留主体的支座段与所述底部支撑板间隔开。
5.如权利要求1所述的设备，其中，用连接段将每个保留主体连接至相邻的保留主体以形成保留主体对。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述连接段为环状线材段。
7.如权利要求1所述的设备，其中，每个器皿保持器包含四个保留主体。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述四个保留主体中的每一个连接至另一个保留主体，以使得每个器皿保持器包含两对保留主体对。
9.如权利要求8所述的设备，其中，所述两对保留主体对彼此线性对称。
10.如权利要求8所述的设备，其中，所述保留主体对位于所述器皿接收体积的相对侧面上。
11.如权利要求1所述的设备，其中，当向所述保留主体施加向下的力时，所述器皿保持器移至开启位置。
12.一种用于保持和保留玻璃制品的组件，所述组件包含多个存储架设备，每个存储架设备包含：
基底框架，其包含一个底部支撑板；
多个器皿保持器，其位于所述底部支撑板上，其中，所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积，其中，每个保留主体包含：
基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；
支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行,其中，每个保留主体的支座段与所述底部支撑板间隔开；
下部段，其偶联至所述支座段；
主体段，其偶联至所述下部段并且远离所述底部支撑板延伸，所述下部段位于所述支座段与所述主体段之间；
保留段，其偶联至所述主体段；和
杠杆段，其偶联至所述保留段，其中，所述保留主体的支座段形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行，所述器皿支座限定了器皿接收体积的底部并且被构造成用于支撑其上的玻璃制品以使得玻璃制品的底部部分直接在器皿支座上。
13.如权利要求12所述的组件，其中，相对的保留主体的杠杆段远离彼此延伸。
14.如权利要求12所述的组件，其中，由保留段封闭的器皿接收体积的直径小于由主体段封闭的器皿接收体积的直径。
15.如权利要求12所述的组件，其中，由下部段封闭的器皿接收体积的直径大于由主体段封闭的器皿接收体积的直径。
16.如权利要求12所述的组件，其中，用连接段将每个保留主体连接至相邻的保留主体以形成保留主体对。
17.如权利要求12所述的组件，其中，每个器皿保持器包含四个保留主体。
18.如权利要求12所述的组件，其中，当向所述保留主体施加向下的力时，所述器皿保持器移至开启位置。
19.一种用于在加工期间保持和保留玻璃制品的设备，所述设备包括：
基底框架，其包含一个底部支撑板；
多个器皿保持器，其位于所述底部支撑板上，其中，所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积，其中，每个保留主体包含：
基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；
支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行；
下部段，其偶联至所述支座段；
主体段，其偶联至所述下部段并且远离所述底部支撑板延伸，所述下部段位于所述支座段和所述主体段之间，其中，由下部段封闭的器皿接收体积的直径大于由主体段封闭的器皿接收体积的直径；
保留段，其偶联至所述主体段；和
杠杆段，其偶联至所述保留段，其中，所述保留主体的支座段形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行，所述器皿支座限定了器皿接收体积的底部并且被构造成用于支撑其上的玻璃制品以使得玻璃制品的底部直接在器皿支座上。
20.一种用于在加工期间保持和保留玻璃制品的设备，所述设备包括：
基底框架，其包含一个底部支撑板；
多个器皿保持器，其位于所述底部支撑板上，其中，所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积，其中，每个保留主体包含：
基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；
支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行，其中，每个保留主体的支座段与所述底部支撑板间隔开；
下部段，其偶联至所述支座段；
主体段，其偶联至所述下部段并且远离所述底部支撑板延伸，所述下部段位于所述支座段与所述主体段之间；
保留段，其偶联至所述主体段；和
杠杆段，其偶联至所述保留段，其中，所述保留主体的支座段形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行，所述器皿支座限定了器皿接收体积的底部并且被构造成用于支撑其上的玻璃制品以使得玻璃制品的底部直接在器皿支座上。
21.一种用于在加工期间保持和保留玻璃制品的设备，所述设备包括：
基底框架，其包含一个底部支撑板；
多个器皿保持器，其位于所述底部支撑板上，其中，所述多个器皿保持器中的每一个器皿保持器包含多个保留主体，所述多个保留主体由线材段形成并且限定了其间的器皿接收体积，其中，每个保留主体包含：
基底连接杆，其与所述底部支撑板啮合；
支座段，其与所述基底连接杆相连并位于所述底部支撑板上且基本上与所述底部支撑板平行；
下部段，其偶联至所述支座段；
主体段，其偶联至所述下部段并且远离所述底部支撑板延伸，所述下部段位于所述支座段与所述主体段之间；
保留段，其偶联至所述主体段；和
杠杆段，其偶联至所述保留段，其中，用连接段将每个保留主体连接至相邻的保留主体以形成保留主体对，并且所述保留主体的支座段形成器皿支座，所述器皿支座位于所述底部支撑板的上方并且与所述底部支撑板基本上平行，所述器皿支座限定了器皿接收体积的底部并且被构造成用于支撑其上的玻璃制品以使得玻璃制品的底部直接在器皿支座上。
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