[發明專利]氣旋流懸浮裝置

有效

• 申請號: 201310395881.7
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103662835A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 黎鑫
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B65G49/06
• 分類號: B65G49/06;B65G51/01
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種氣旋流懸浮裝置。

背景技術

以液晶基板顯示器和智能觸屏手機為代表的平板顯示技術及其產品大量地應用于我們的日常生產和生活中。平板顯示玻璃基板（以下簡稱為“玻璃基板”）的生產制造過程存在著眾多的工序和各類檢測環節。各工序及檢測環節的切換使得玻璃基板頻繁地移動于各作業臺和車間之間。如何實現安全、低傷害、高速地傳送搬運玻璃基板是一項非常關鍵的大型制造裝配技術，是保證生產效率和良品率的關鍵一環。一方面，隨著玻璃基板朝著大型化和薄型化的方向發展（例如，第10代的玻璃基板長寬達2850mm×3050mm，而厚度只有0.7mm），玻璃基板在傳送過程中極易因為局部應力集中、形變以及劃痕等原因而產生破損，嚴重影響了生產的良品率。傳統的接觸式搬運方式（比如，滾輪搬運，參見圖1a）的局限性越來越凸顯。因此，生產制造商在高代玻璃基板生產線上更多的是采用氣懸浮裝置來進行非接觸式的懸浮傳送搬運（參見圖1b）。

氣懸浮裝置是玻璃基板生產線的主要組成部分，其主要作用是在各工藝作業平臺、各工序車間之間傳送玻璃基板。例如，一條8代液晶顯示基板的生產線需要數百米長的氣懸浮裝置。圖1b的氣懸浮裝置由懸浮平面和出氣口組成，壓縮空氣從出氣口流出后在玻璃基板下方形成流動的氣膜，從而玻璃基板能夠懸浮于氣膜之上。圖2a至2c是三種常見的氣懸浮裝置的局部放大剖面圖。它們的不同點在于：小孔型（圖2a）直接將氣流從正面噴射到工件上，這會導致工件中心受到的較大的應力；多孔材質型（圖2b）能夠將壓縮空氣低速均勻地流出，避免了壓力峰值的形成和局部的應力集中，但是多孔材質造價高昂，不易維護；圖2c和2d是應用氣旋流來構成氣懸浮裝置（申請公布號為CN102083720A，“渦流形成體和非接觸式運送裝置”），該元素通過切向設置出氣孔來避免氣流從正面直接噴射到工件上，因此能夠有效地降低作用在工件上的應力；但是，其缺點是：渦流所形成的負壓對工件施加一個吸附力，吸附力對工件的拉拽作用會降低工件的懸浮高度，并且，當工件的前端進入一個氣旋流區域時，工件的前端會被負壓吸附從而導致工件前端的懸浮高度大幅降低；這個問題在薄型玻璃基板的傳送過程中尤為突出，因為薄型玻璃基板的前端剛性很低，在負壓的吸附拉拽作用下會產生觸碰氣懸浮裝置的安全隱患（參見圖3）。以上所述的三種氣懸浮裝置的一個共同點是:流經工件和裝置之間的空氣流量等于供給的空氣流量。

在玻璃基板的懸浮傳送過程中，玻璃基板的懸浮高度，即玻璃基板和氣懸浮裝置之間的間距，越大越好，大的懸浮高度能夠減少玻璃基板在傳送的過程中與裝置之間發生接觸的概率。為了提高懸浮高度，我們就必須增加玻璃基板與氣軌道之間流動的氣膜的厚度；通常，我們是通過增加空氣的供給流量來增加流動氣膜的厚度；但是，增加空氣的供給流量無疑會增加氣懸浮裝置的運行成本和玻璃基板的生產成本。

發明內容

在現行的玻璃基板懸浮保持及傳送過程中，流經玻璃基板和氣懸浮裝置之間的空氣流量等于供給的空氣流量，因此，我們只能通過增加空氣的供給流量來提高玻璃基板的懸浮高度，這導致了氣懸浮裝置的運行成本和玻璃基板的生產成本上升。為了克服這一技術難題，本發明提供一種氣旋流懸浮裝置。

本發明采用的技術方案是：

氣旋流懸浮裝置，包括懸浮平面，其特征在于：所述的懸浮平面設置有通過氣體旋流產生負壓的向內凹的旋流腔，所述的旋流腔的橫截面為圓形，旋流腔的底部開有連通大氣的通孔，所述的通孔位于旋流腔的中心，且通孔的直徑小于旋流腔底部直徑；所述的旋流腔與供給壓縮氣源相連接，所述的供給壓縮氣源連接旋流腔的壁面上的噴嘴，所述的噴嘴朝向旋流腔的壁面的切線方向；旋流腔內的旋流形成中心負壓從所述的通孔中吸入氣流，用于增加支撐工件懸浮的氣量，同時，被吸入的氣流能夠降低中心的負壓從而削弱負壓對工件的向下拉拽的作用。因此，我們能夠通過在旋流腔中心設置通孔來增加工件的懸浮高度。

進一步，所述的懸浮平面的底面開設有與所述的旋流腔內側壁相聯通的可供壓縮氣體流通的氣體通道，所述的氣體通道的進口端與供給壓縮氣源連接，出口端設置有切線噴嘴。

進一步，所述的旋流腔內側壁上設置有多個氣體通道的出口，出口沿旋流腔的圓周方向等間距配置，每個出口端均設置有切線噴嘴。

進一步，所述的懸浮平面等間距設置有若干排，所述的旋流腔在所述的各排的懸浮平面上等間距配置有多個；每排相鄰兩個旋流腔之間氣旋流的方向相反。

進一步，各排所述的旋流腔上的吸氣孔通過管道連通，在其連通管道上設置調節流量的節流閥。