CN1221482C - 玻璃熔体的均化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于均化玻璃熔体的均化装置。为了完全避免使用机械搅拌器或至少减小其尺寸和驱动功率，按本发明的装置具有下列特征1.1)它包括一个按渣壳原理设计的容器；以及1.2)一个用于将电能耦合到容器内容物中的高频线圈。

Description

玻璃熔体的均化装置
本发明涉及一种用于均化由无机化合物组成的熔体、尤其是玻璃熔体的均化装置。
制造玻璃熔体的传统过程作为最重要的工段包括一个用于熔化玻璃碎片或玻璃料的装置、一个连接在其后的用于熔体提纯的装置以及最后包括一个用于已提纯熔体均化的装置。为此例如可参见DE 20 33 074A、DE 33 16546 C1、EP 0 119 877 B1。
玻璃熔体的均化在一个容器内进行，搅拌器在容器内旋转。通过搅拌过程应使熔体均化。此外还应消除波筋。
WO 9615071 A介绍了借助在输入通道内的搅拌器使玻璃熔体均化。其中，熔体的均化是通过在搅拌区内不断改变熔体流的方向来实现。
DD-298767 A介绍了一种带搅拌器的搅拌装置，搅拌器浸入一圆柱形混合容器内。搅拌器分成两个搅拌臂。这两个搅拌臂在熔体中的浸入点处于混合容器的对称轴线之外。
SU-914510 B介绍了一种带搅拌器的搅拌装置，搅拌器有一截锥形端部。搅拌器的圆锥形芯体上带着两个叶片，它们使玻璃熔体产生向上的运动。其结果是导致表面层良好地混合。
DE 199 35 686 A介绍了一种带一搅拌容器和一搅拌器的均化装置。此搅拌器有一特殊的外轮廓形状，采用这种外形应达到使熔体离开搅拌区的没有波筋。
带有所述搅拌容器和相配设的搅拌器的已知均化装置存在许多问题。这些问题源自一种力学本质。搅拌器在任何情况下均承受大的机械负荷，所以必须对搅拌器的强度提出高的要求。搅拌器生产过程复杂并因而相当昂贵。这尤其是当搅拌机有搅拌叶片时，而通常都是这种情况。
玻璃熔体往往含有化学腐蚀成分，所以搅拌器或多或少遭受严重的腐蚀。材料相应地昂贵。搅拌器芯体用贵金属涂层也较复杂并因而同样是昂贵的。
从过程结果看，亦即就熔体良好地均化而言，迄今还没有找到一种理想的方案。
本发明要解决的技术问题是按这样的方式设计一种用于均化由无机材料组成的熔体、尤其是玻璃熔体的均化装置，即，应避免上述与传统的搅拌器相伴随的问题，以及与此同时能改善均化过程。
上述技术问题按照本发明通过权利要求1所述特征来解决。
通过按本发明使用一种按渣壳原理设计的容器和一个配属的用于将电能耦合到容器内容物中的高频线圈，搅拌器或其他运动构件成为多余。按照此已知的原理按渣壳坩埚的方式设计容器。该容器可以设计成是圆柱形，其壁由一圈金属管构成，且通常由铜管构成。在彼此相邻的管之间留有缝。这些管被一高频线圈围绕。
有关渣壳原理可参见DE 33 16 546 C1。也可以使用陶瓷材料取代金属管来构成容器壁。也不一定是一个竖立的容器。确切地说，容器也可以由多根管构成，它们呈U形并互相并列，由此构成一个向上开口的笼形渣壳槽，该渣壳槽又被一高频线圈围绕。对此可参见EP 0 528 025 B1。
在高频加热的渣壳坩埚中，由于在冷的壁与热的熔体芯之间的高的温度梯度而存在非常强烈的对流。此外温度可以调整得几乎任意高并因而可使熔体达到很低的粘度。因此采用本系统可以实现非常有效的混合。
本发明人认识到，这样一种熔体组件可理想地用作固定式混合器。熔体在非匀质状态下输入组件并由于强烈的对流流动而均化。在这里的优点是可以实现绝无磨损的运动构件，以及组件的壁尽管存在高的流速也没有侵蚀，因为它们通过冷却本身得到保护。熔体芯内的温度选择得越高，则混合得越有效。
为了再进一步改善混合，可附加地在组件内用气体鼓泡。在这里业已证实氧气作为鼓泡气体是最佳的，因为它能被熔体非常好地吸收以及对熔体的起泡性(Blasigkeit)没有不良影响。
本发明可按各种方式应用。例如按本发明的装置可精确地设在工艺过程中要实现真正均化的那一个地点处。按本发明的均化装置也可以与一个带搅拌器的传统的均化装置串联。最后，按本发明用于均化的装置还可以同时满足分配器的功能，它将来自熔池的玻璃流分配到两个或多个槽中，这些槽本身将各分流输送到其他处理装置。
下面借助附图进一步说明本发明，附图中：
图1是一设备的俯视图，它包括一个按本发明的装置。按本发明的装置有双重功能，亦即均化的功能和同时有分配器的功能；
图2是包括一个按本发明的装置的设备的正视图；
图3是包括一个按本发明的装置的另一种设备的正视图；
图4是包括一个按本发明的装置的另一种设备的正视图；
图5和6表示风嘴的两个实施方式。
图1表示的设备包括一熔池1，它的壁例如由耐火材料构成。
在熔池下游连接一个按本发明的均化装置2。在这里它涉及一个立式容器，此容器按渣壳原理设计。它包括图中未详细表示的构成容器周壁的一圈水冷式金属管。此外它还包括一个在图中同样没有表示的高频线圈，用于将电能耦合入容器的内容物中。最后，它包括一个所谓的桥壁2.1，该桥壁的作用后面还会说明。由图中还可看到两个槽3.1、3.2，借助它们将玻璃溶体供给两个图中未表示的工作熔池。也可以设想用一个槽或比两个更多的槽。
按图2的设备包括一个具有输入玻璃料的输入装置1.1的熔池1。
在熔池1内产生的熔体通过槽1.2到达一个按本发明的均化装置2，它仍按渣壳原理设计并具有一桥壁2.1。接着又是一个槽3，一个传统的均化装置4与此槽3相连。
按图3的设备与按图2的设备的区别在于，槽1.2从下方通入按本发明的装置2中。此外在这里没有桥壁。
在按图4的实施形式中，熔池1同样具有一桥壁1.3，熔体必须越过它流出并到达槽1.2。这样设计的优点在于，无需从熔池1排出熔体便可以更换或修理仍同时起分配器作用的按本发明的均化装置2。
在图2至4中也都没有示出为起分配器作用的均化装置2所配设的高频线圈。在这里可按这样的方式来布置该高频线圈，即，令该高频线圈有一条垂直轴线，但也可以有一条水平的轴线。
若要求通过鼓泡来辅助混合，则可在渣壳坩埚底中安装冷却式鼓气嘴。为此通常可简单地使铂管穿过坩埚底。若熔体温度特别高或熔体腐蚀性很强，则可设计双壁式鼓气嘴并加以水冷却。在这种情况也可采用其他金属材料来代替铂。为了使该风嘴与渣壳坩埚电隔离，比较有益的是可在坩埚底与风嘴之间设置一陶瓷环。
图5表示一个带有双层壁的鼓气嘴5。
图6表示带有单层壁以及一水冷盘管5.1的这种喷嘴5。

Claims (6)

1.一种生产均化玻璃熔体的方法，其包括下列工艺步骤：
1.1在一个熔池(1)内制造玻璃熔体；
1.2该玻璃熔体在一个均化装置(2)内均化；
1.3作为均化装置(2)采用一渣壳坩埚，它包括一圈水冷式金属管，这些金属管构成均化装置(2)的壁；
1.4将高频能量耦合到均化装置(2)中的玻璃熔体内，从而在受到冷却的壁与热的熔体之间建立起一高的温度梯度；
1.5玻璃熔体的均化只通过对流实现，在玻璃熔体内的对流通过所述温度梯度产生，而无需搅拌器或其他运动构件。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述玻璃熔体从上面输入均化装置(2)并从上面重新排出。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在均化装置(2)的熔体进口与均化装置(2)的熔体出口之间设有一桥壁(2.1)。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述玻璃熔体从下面输入均化装置(2)而从其上面排出。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：向均化装置(2)内输入鼓泡气体。
6.一种实施按照权利要求1至5之一所述方法的装置，其具有下列特征：
6.1它具有一个用于制造玻璃熔体的熔池(1)；以及
6.2一个均化装置(2)；
6.3该均化装置(2)设计为渣壳坩埚，其包括一圈水冷式金属管，这些金属管构成均化装置的壁；
6.4一个用于将高频能量耦合到玻璃熔体内的高频线圈；
6.5所述均化装置不带搅拌器或其他运动构件。
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