專利名稱:分批式制造玻璃用的方法和裝置的制作方法
發(fā)明涉及到通過熔化、凈化和卸空分批式制造玻璃的一種方法和一種容器。
玻璃制造過程中發(fā)生的問題基本上在于將大量熔化的天氣泡玻璃連續(xù)地輸入到加工機(jī)器內(nèi)。
已知的是熔化、凈化和卸空是在連續(xù)槽內(nèi)進(jìn)行的，這樣熔化、凈化和加工就可以同時(shí)進(jìn)行。熔化系統(tǒng)從加配料直到給料器出口是連續(xù)通過一個(gè)固定通道系統(tǒng)連接的。在槽本身范圍內(nèi)即對(duì)于熔化、凈化和冷卻構(gòu)件只能更換個(gè)別部分或是在停車時(shí)進(jìn)行大修。
個(gè)別過程在槽內(nèi)交錯(cuò)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，熔料停留時(shí)間變化很大而流動(dòng)狀況則不是可以明確控制的。因此大部件具有大的安全容積是必要的。由于這些原因熔化容器每容積單位(m3)的熔化玻璃熔煉量是很小的。控制個(gè)別過程和局部化流動(dòng)是困難的。熱量損耗很大而要進(jìn)一步減少也是困難的。
在實(shí)驗(yàn)室用鉑坩堝進(jìn)行的熔化方法也是已知的。同時(shí)外面的熱量經(jīng)過熔料和坩堝的整個(gè)表面?zhèn)鲗?dǎo)到熔料內(nèi)。傳熱表面/熔化容積單位是大的，而氣泡出口通道則是小的。因此熔化能力/熔化容積單位就是很大的。一個(gè)大的熔化能力具有顯著的經(jīng)濟(jì)上優(yōu)點(diǎn)。但是這些優(yōu)點(diǎn)只有在熔料量較大時(shí)才是重要的。但是將實(shí)驗(yàn)室方法轉(zhuǎn)移到具有大熔煉量的設(shè)備上要保留大的熔化能力/熔化容積單位是不可能的，因?yàn)閷?duì)于大設(shè)備只有熔料表面而不再是坩堝表面才能用來傳熱到熔料內(nèi)，而且其中傳熱表面/熔化容積單位較小而氣泡出口通道則較大于是凈化時(shí)間較長。
此外所用的方法借助電阻直接加熱。然而此時(shí)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下還需要大的安全容積，以避免拖延未熔化和未凈化的玻璃。將熱量輸送給位于熔料上的配料是通過在其下面仍在流動(dòng)的熔化玻璃的對(duì)流和輻射來進(jìn)行的。流動(dòng)的速度范圍很大，然而此時(shí)具有最高速度的分流必須流得慢，使其不致帶走熔化不充分的玻璃。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的缺點(diǎn)在于-個(gè)別粒子的停留時(shí)間差異很大，因而產(chǎn)生不同的反應(yīng)條件，材料交換和熱交換的過程，-易受干擾，因?yàn)檎_(tái)設(shè)備在某個(gè)構(gòu)件損壞時(shí)要停車，-固定不變的功率，-即便有可能，但難于轉(zhuǎn)換為其他生產(chǎn)或程序方式。
為了縮短熔化或凈化過程以便提高熔煉量采用了這樣的方法，使其凈化在一個(gè)旋轉(zhuǎn)容器內(nèi)進(jìn)行。
由聯(lián)邦德國公開說明書DE-OS2214157可知，將已熔化但還未凈化的玻璃連續(xù)地輸入到一個(gè)旋轉(zhuǎn)容器內(nèi)。根據(jù)轉(zhuǎn)速來凈化玻璃，其所需時(shí)間僅相當(dāng)通常的一小部分。隨后在旋轉(zhuǎn)容器處排出制備好的熔料。
該法的缺點(diǎn)在于不能將旋轉(zhuǎn)容器內(nèi)的玻璃轉(zhuǎn)移至一個(gè)固定容器內(nèi)而同時(shí)又不形成氣泡。溢出的料流具有大的轉(zhuǎn)動(dòng)能，但沒有穩(wěn)定性。這種料流可以經(jīng)過大的延伸而不致自由落下，不會(huì)折斷。要是直接按出口來截取料流，則會(huì)產(chǎn)生大的剪力，以致旋入氣泡。熔化和凈化在同一容器內(nèi)是不可能的。
由聯(lián)邦德國公開說明書DE-OS2259219可知一種高溫爐，該爐裝備一個(gè)等離子加熱裝置或電弧加熱裝置可以連續(xù)地或不連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。熔化過程是在熔爐旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行的，因此熔料以旋轉(zhuǎn)拋物面形式在爐的內(nèi)面形成一層液壁。
這樣熔化的玻璃幾乎是沒有氣泡的，以致隨后的凈化過程成為多余。
該法的缺點(diǎn)是可以熔化的玻璃量很小，因?yàn)槟芰績H僅通過敝開的熔料表面來輸入，所以對(duì)于較大的料批是不夠用的。
此外由美國專利文獻(xiàn)US-PS2006947可知一種用油或煤氣加熱的爐子，熔化和凈化在該爐內(nèi)也是以一個(gè)薄層配料或玻璃連續(xù)地或不連續(xù)地進(jìn)行的，料層是在一個(gè)旋轉(zhuǎn)喇叭狀容器的拋物面狀內(nèi)側(cè)并且是在其內(nèi)連續(xù)地或不連續(xù)地取出玻璃的。
該法具有下列缺點(diǎn)用煤氣或油加熱時(shí)達(dá)不到大容量熔化所需的能量密度，因?yàn)槟芰恐荒芡ㄟ^敝開的熔料表面來傳入的。大的敝開表面有利于蒸發(fā)，致使重新形成紋影。用上述裝置僅在用旋影容器時(shí)才能輸入并熔化配料，因?yàn)橛霉潭ㄈ萜鲿r(shí)配料要在一個(gè)有限的復(fù)蓋其內(nèi)表面的窄條范圍內(nèi)很快地向下流動(dòng)，其可供使用的時(shí)間既不足以熔化也不足以凈化。取出孔始終是打開的。容器的玻璃容量只能通過改變轉(zhuǎn)速在較小的范圍內(nèi)變動(dòng)。沒有可能鼓氣或攪拌。從旋轉(zhuǎn)容器取出時(shí)會(huì)發(fā)生上述問題。
因此本發(fā)明目的在于提出一種玻璃制造方法，用該法可以避免連續(xù)熔化和凈化時(shí)的那些缺點(diǎn)具有大的熔煉量而且該法還可以連續(xù)地繼續(xù)加工玻璃。發(fā)明的另一目的在于提出一種適合于實(shí)施該法的容器。
上述目的可按照發(fā)明所述來達(dá)到，熔化、凈化和卸空是在一個(gè)或幾個(gè)相同容器內(nèi)進(jìn)行的，容器則用電來加熱，至少是旋轉(zhuǎn)容器來進(jìn)行凈化的，卸空凈化玻璃是在靜止容器時(shí)進(jìn)行的，還有輸送玻璃至繼續(xù)加工站是連續(xù)進(jìn)行的。
用該法時(shí)最好同時(shí)使用幾個(gè)容器，使熔化和凈化或是在單一容器內(nèi)或是在各個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行。
因?yàn)槿刍^程的持續(xù)時(shí)間一般比凈化過程來得長，使用分開容器時(shí)凈化至少是在兩個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)每個(gè)凈化容器由兩個(gè)熔化容器來供料。熔化容器與凈化容器之間的連接可以通過固定配置的流槽或活動(dòng)流槽來實(shí)現(xiàn)。為了縮短凈化過程通過旋轉(zhuǎn)容器進(jìn)行凈化。為了在卸空時(shí)不再有氣泡旋入到熔料內(nèi)，就如旋轉(zhuǎn)容器在卸空時(shí)發(fā)生的情況那樣，應(yīng)為此停住容器。作為補(bǔ)加措施可通過施加一個(gè)超壓或負(fù)壓來控制玻璃流出速度。卸空是卸到一個(gè)連接配料系統(tǒng)的流槽內(nèi)。流槽可以配置成活動(dòng)的，這樣在利用固定配置的容器時(shí)可依次擺動(dòng)這些卸空容器用的流槽到這些容器中。另一種結(jié)構(gòu)型式是由一個(gè)固定配置的流槽和活動(dòng)容器組成，經(jīng)過流槽為了卸空可活動(dòng)容器。卸空以后或者用機(jī)械借助滑動(dòng)擋板或者通過凝結(jié)熔料借助出口處適當(dāng)配置冷卻管來關(guān)閉容器。
更換容器時(shí)或改變流槽方向時(shí)玻璃熔液有短時(shí)中斷而使玻璃在配料系統(tǒng)內(nèi)的位置下降。因?yàn)榧庸C(jī)器連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，須將玻璃位置保持在一個(gè)固定的水平面上，這可通過下述措施來達(dá)到，即在中斷玻璃熔液以前先將由于中斷所需的玻璃料聚集在一個(gè)通過配料系統(tǒng)配置的補(bǔ)償容器內(nèi)，然后在中斷玻璃熔液時(shí)放出來使用。
此外在該配料系統(tǒng)內(nèi)至少有一個(gè)冷卻裝置以冷卻熔料至加工溫度。
按照發(fā)明這些容器是這樣構(gòu)成的，在容器底部均有電極，電極要配置成使其投入的能量得到最佳的使用并能達(dá)到迄今為止更大的能量密度。經(jīng)過流槽為了卸空可以活動(dòng)這些容器，繞一個(gè)垂直軸是可轉(zhuǎn)動(dòng)的還可繞一個(gè)水平軸傾斜，因此，要是凈化是在一個(gè)分開容器內(nèi)進(jìn)行的，就可在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下填裝該容器。傾斜裝置和旋轉(zhuǎn)容器防止玻璃在填裝和凈化時(shí)發(fā)生沉落和溢出。為了關(guān)閉出口容器或是有滑動(dòng)擋板或是有冷卻管，借助于上述裝置可以凝結(jié)熔料。
發(fā)明借助于若干個(gè)附圖所示的實(shí)施例在下面進(jìn)行詳述。
附有圖1a-c活動(dòng)容器與固定安裝流槽的配置圖2 固定容器與擺動(dòng)流槽的配置圖3 固定安裝熔化容器和凈化容器與活動(dòng)流槽的配置圖4 在傾斜配置時(shí)通過容器和流槽的垂直截面圖5a，b固定容器與固定安裝流槽的配置圖6 擺動(dòng)流槽的垂直截面圖7 擺動(dòng)流槽俯視圖圖8 連接關(guān)節(jié)的垂直截面圖9 補(bǔ)償容器的垂直截面圖10 冷卻裝置和加料流槽的垂直截面圖11a，b容器的垂直截面圖12 容器與電極配置的水平截面圖13，14出口與輸氣管的垂直截面圖15 出口與冷卻管的垂直截面圖16 容器關(guān)閉與壓力輸入的垂直截面圖17 出口與冷卻管和空氣輸入的垂直截面。
圖1a-c表示固定安裝連接配料系統(tǒng)4的流槽3時(shí)活動(dòng)容器1a，1b的各種可能配置。容器1a，1b或者可按圖1a和1b所示在園形軌道上運(yùn)動(dòng)，或者可交替地前后運(yùn)動(dòng)。圖1c表示容器1a，1b之間配置了一個(gè)備用容器2，上述兩個(gè)容器1a，1b有一個(gè)損壞時(shí)不需中斷運(yùn)轉(zhuǎn)就可以使用該容器。
圖2表示兩個(gè)固定安裝容器1a，1b的一種配置，同時(shí)流槽3是裝成可擺動(dòng)的。
圖3表示一種配置，包括固定安裝熔化容器6a，6b，6c，6d，6e和6f，分開的旋轉(zhuǎn)凈化容器7a和7b和分別位于熔化容器與凈化容器之間以及凈化容器與配料通道4之間的活動(dòng)流槽8a，8b和3。凈化容器7a和7b是在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行填裝的，旋轉(zhuǎn)直至凈化結(jié)束并在靜止?fàn)顟B(tài)卸空。一種相應(yīng)的配置示于圖4上，包括傾斜凈化容器7，擺動(dòng)流槽3和連接流槽8，該連接流槽8借助擺動(dòng)裝置9向各個(gè)熔化容器可以移動(dòng)。
圖5a表示兩個(gè)容器1a，1b的一種固定配置。圖5b上則示有5個(gè)容器1a，1b，1c，1d和1e通過固定安裝流槽3a，3b，3c，3d和3e與配料系統(tǒng)4的連接。
對(duì)于活動(dòng)流槽3必須將其向外和向內(nèi)擺動(dòng)時(shí)流動(dòng)在流槽上側(cè)向下沒有開口部分上的玻璃排掉，使其在重復(fù)過程不再出現(xiàn)。這種情況通過借助加熱元件10加熱貴重金屬護(hù)板5會(huì)出現(xiàn)的(圖6和7)。
連接流槽3與配料系統(tǒng)4的連接關(guān)節(jié)11以垂直截面示于圖8上。其最好用貴重金屬制成的橋接管12在起動(dòng)時(shí)通過輸入管道13抽真空使之完全填裝玻璃。加熱擺動(dòng)流槽3所用的電流引線14是以已知方式裝置在轉(zhuǎn)軸的范圍內(nèi)。
圖9表示配置在配料系統(tǒng)4內(nèi)的補(bǔ)償容器15并且該容器在更換容器或擺動(dòng)流槽時(shí)能放出必需數(shù)量的玻璃，以保持玻璃液面恆定不變。聚集玻璃是這樣來進(jìn)行的，通過在腔室16內(nèi)石英材料板17的上面產(chǎn)生一種負(fù)壓將玻璃壓入到位于板下的腔室18內(nèi)。放出時(shí)對(duì)腔室16施加負(fù)壓從而來控制玻璃的量。一些控制所需的信息由未示出的玻璃狀態(tài)測量儀來示出。
圖10表示一種用于冷卻玻璃至加工溫度的裝置19。玻璃表面或是通過一個(gè)浮動(dòng)的石英材料板21或是通過貴重金屬槽22來復(fù)蓋，以防止干擾性蒸發(fā)。其上面配置有閘板23a，23b，24a，24b和25a，25b以及冷卻管20。
圖11a表示通過按照發(fā)明所述容器1的一個(gè)垂直截面。在筒形內(nèi)腔底部裝有可以冷卻的電極27。貯存，傳動(dòng)，補(bǔ)償容器和轉(zhuǎn)移熱流以及轉(zhuǎn)換測量值在技術(shù)上均獲得了解決并可用已知方式加以實(shí)施。配料(碎塊混合料)或是放入到固定容器內(nèi)或是放入到旋轉(zhuǎn)容器內(nèi)，兩者均可。用旋轉(zhuǎn)容器時(shí)通過一層玻璃在過快冷卻之前可防護(hù)耐火料29(圖11b)。
熔化所需的能量是在電極27范圍內(nèi)施加的，這些電極最好做成板狀的。
圖12表示通過可以配置這種板狀電極27容器1的一個(gè)水平截面。所加的能量必須分散到整個(gè)容器容積內(nèi)使之不發(fā)生不許可的局部性高溫，而熔化過程特別是在快結(jié)束時(shí)各個(gè)部位是同樣快進(jìn)行的。要是實(shí)際能量密度通過熱流不足以促進(jìn)對(duì)流和輻射，則應(yīng)在玻璃熔液內(nèi)通過一種用機(jī)械加強(qiáng)流動(dòng)的措施來改善能量傳遞。這方面可通過鼓入一種惰性氣體，例如氮來實(shí)現(xiàn)。容器1在出口28處的輸氣管31其各種配置示于圖13，14和15上。劇烈攪拌分散由于耐火料29在一定情況下對(duì)熔料形成的紋影，這樣可使出現(xiàn)紋影也沒有關(guān)系。攪拌熔料以便加速配料粒子的熔解也可以通過改變?nèi)萜鬓D(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向來達(dá)到。
通過離心分離熔料可大大減少凈化時(shí)間。這方面可通過提高抽力和縮短流動(dòng)通道來實(shí)現(xiàn)。離心分離時(shí)可以不加熱或是僅作極小的加熱，因而僅有很小的熱流。加速熔料一結(jié)束就確定氣泡出口通道，盡可能通過氣泡上升方向來確定，可從重力加速度和離心加速度的合力得出，還可以通過容器幾何形狀和拋物面幾何形狀來確定。
如有必要，容器內(nèi)的玻璃可通過鼓入空氣經(jīng)輸入口33(參閱圖16)輸?shù)絻?nèi)腔室26(參閱圖11b)的拋物面30內(nèi)來冷卻。通過離心分離可用很少的甚至在一定情況下不用凈化劑進(jìn)行工作。環(huán)境污染較小，玻璃凈化度可通過改變轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時(shí)間很快毫無問題地適合當(dāng)時(shí)各種需要。
還有可能采用不是轉(zhuǎn)動(dòng)的容器來工作，即僅僅利用快速熔化的優(yōu)點(diǎn)。因此確定容器尺寸應(yīng)是低矮的，使氣泡出口通道在垂直方向是小的。
卸空容器1是通過配置在底部的出口28來進(jìn)行的。玻璃流出速度是通過施加一個(gè)負(fù)壓或超壓來控制的，這些適當(dāng)?shù)赝ㄟ^輸入口33來實(shí)現(xiàn)(參閱圖16)。玻璃出口可通過由于鼓入空氣形成的一個(gè)反壓經(jīng)輸入口34(參閱圖17)在出口28范圍內(nèi)進(jìn)行附加制動(dòng)。
通過內(nèi)腔室26的負(fù)壓制動(dòng)玻璃熔液，然后用已知方式截?cái)嗷蚴怯脵C(jī)械通過一種滑動(dòng)擋板35(圖14)或是通過凝結(jié)玻璃熔料來關(guān)閉。凝結(jié)是借助于配置在出口28處的冷卻管32來實(shí)現(xiàn)的(參閱圖15和圖17)。
權(quán)利要求
1.通過熔化、凈化和卸空分批式制造玻璃用的方法，其特征在于熔化、凈化和卸空是在一個(gè)或幾個(gè)用電加熱的相同容器內(nèi)進(jìn)行的，至少凈化是在轉(zhuǎn)動(dòng)上述容器時(shí)進(jìn)行的，卸空凈化的玻璃是在容器靜止時(shí)進(jìn)行的，并且玻璃輸入到繼續(xù)加工站是連續(xù)進(jìn)行的。
2.按權(quán)利要求
1的方法，其特征在于熔化和凈化是在單一容器內(nèi)進(jìn)行的。
3.按權(quán)利要求
1的方法，其特征在于熔化是在第一個(gè)容器內(nèi)而凈化則在第二個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行的。
4.按權(quán)利要求
3的方法，其特征在于凈化是在至少兩個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，并且使每個(gè)凈化容器至少串聯(lián)兩個(gè)熔化容器。
5.按權(quán)利要求
4的方法，其特征在于熔化容器和凈化容器均通過活動(dòng)流槽相互連接的。
6.按權(quán)利要求
1至5之一的方法，其特征在于凈化后卸空容器至少是卸到一個(gè)連接配料系統(tǒng)的流槽內(nèi)進(jìn)行的。
7.按權(quán)利要求
6的方法，其特征在于給每個(gè)容器固定地配置一個(gè)流槽。
8.按權(quán)利要求
6的方法，其特征在于容器是固定配置的而流槽則是活動(dòng)配置的。
9.按權(quán)利要求
6的方法，其特征在于容器是活動(dòng)配置的而流槽則是固定配置的。
10.按權(quán)利要求
1至9之一的方法，其特征在于卸空容器時(shí)玻璃流出速度是可控制的。
11.按權(quán)利要求
10的方法，其特征在于玻璃流出速度可通過施加壓力來控制。
12.按權(quán)利要求
1至11之一的方法，其特征在于熔化時(shí)往玻璃熔料內(nèi)鼓入惰性氣體。
13.按權(quán)利要求
6之一的方法，其特征在于該配料系統(tǒng)內(nèi)至少配置一個(gè)冷卻裝置。
14.按權(quán)利要求
6之一的方法，其特征在于該配料系統(tǒng)內(nèi)至少配置一個(gè)補(bǔ)償容器。
15.按權(quán)利要求
1至14之一的方法，其特征在于卸空玻璃是通過一個(gè)可用機(jī)械關(guān)閉的出口進(jìn)行的。
16.按權(quán)利要求
15的方法，其特征在于卸空玻璃是通過一個(gè)可徑凝結(jié)玻璃熔料關(guān)閉的出口進(jìn)行的。
17.按權(quán)利要求
1實(shí)施該法用的容器是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱腔室組成的，其特征在于該容器繞一個(gè)垂直軸是可旋轉(zhuǎn)的，該容器(1)具有加熱用的電極(27)，該容器(1)具有關(guān)閉該出口(28)用的裝置，該容器(1)具有施加超壓或負(fù)壓用的裝置，并且該容器(1)在該出口(28)附近具有鼓入某種惰性氣體的輸氣管(31)。
18.按權(quán)利要求
17的容器，其特征在于這些電極(27)是配置在該容器(1)底部的。
19.按權(quán)利要求
17或18之一的容器，其特征在于這些電極(27)是可冷卻的。
20.按權(quán)利要求
17至19之一的容器，其特征在于這些關(guān)閉該出口(28)用的裝置是由一個(gè)滑動(dòng)擋板(35)組成的。
21.按權(quán)利要求
17至19之一的容器，其特征在于這些關(guān)閉該出口(28)用的裝置是冷卻管(32)。
22.按權(quán)利要求
17至21之一的容器，其特征在于該容器(1)繞一個(gè)水平軸是可旋轉(zhuǎn)的。
專利摘要
一種通過烷化、凈化和卸空分批式制造玻璃的方法是在電熱容器內(nèi)進(jìn)行的，此時(shí)至少由旋轉(zhuǎn)該容器來實(shí)施凈化而卸空凈化玻璃則在固定容器上進(jìn)行。通過采用幾個(gè)或是本身活動(dòng)安裝的容器(6a-f，7a，b)，或是通過活動(dòng)流槽(3，8a，8b)相互連接的容器，將玻璃經(jīng)過配料通道(4)連續(xù)地輸送到繼續(xù)加工機(jī)器內(nèi)。這種容器有加熱用的電極，關(guān)閉其出口用的裝置，施加超壓或負(fù)壓用的裝置，在出口附近還有吹入惰性氣體改善玻璃熔液流動(dòng)的輸氣管。
文檔編號(hào)C03B5/027GK85103170SQ85103170
公開日1986年12月31日 申請(qǐng)日期1985年4月23日
發(fā)明者弗朗茲·岡瑟 申請(qǐng)人:肖特玻璃制造廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan