CS196203B2 - Device for indirect heating channels,feeders and dosing heads for conducting glass - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro nepřímé vytápění · kanálů, dávkovačů a dávkovačích hlav pro vedení skloviny, vytvořených ze žárovzdorného keramického materiálu, elektrovodivého při provozní teplotě.

Je již známo a všeobecně používáno vytápění dávkovačů, kanálů pro vedení skla a dávkovačích hlav, kdy se vytápí buď elektrodami, . které jsou zavedeny do skelné lázně, anebo tím, že se na. vnější stranu žárovzdorného materiálu umístí topné prostředky pro nepřímé odporové vytápění, které jsou na vnější straně obklopeny izolací.

Přímé vytápění pomocí elektrod ponořených do skelné lázně se však vyznačuje tou nevýhodou, že odevzdávaná energie se koncentruje na špičkách elektrod, kde je tak sklo intenzivněji zahříváno a mohou tak vznikat tepelné nerovnoměrnosti. Kromě toho jsou elektrody bud z redukujícího (molybden) anebo oxidujícího (kysličník cínu) materiálu, takže mohou vznikat nežádoucí nečistoty. . Při intenzívním vytápění jednotlivými elektrodami může kromě toho docházet k vytvoření bublin v oblasti dotyku mezi sklem a elektrodou.

Nepřímé vytápění odporovými dráty mimo žlab ze žárovzdorného materiálu se rovněž neosvědčilo, neboť průřezy ' těchto odporových drátů musí být relativně malé, aby .mohly dráty pojmout dostačující ' množství energie, přičemž při potřebných trvalých teplotách od . přibližně 1300°C ' dochází z části k předčasné destrukci drátů v důsledku. jejich malých průměrů.

Vytápění topnými zářiči se rovněž neosvědčilo, neboť zdé je velká část energie odrážena na povrchu a povrch se nejintenzívněji ohřívá, čímž může rovněž docházet k teplotním nestejnoměrnostem.

Vynález si proto klade za úkol nalézt způsob vytápění proudícího skla v kanálech, dávkovačích a dávkovačích hlavách a zařízení pro provádění tohoto způsobu, při kterém je možno zastavit vysokou nerovnoměrnost teplot proudícího skla, který se nevyznačuje ani malým topným výkonem ani k náchylnosti k poruchám jako v případě odporového vytápění, a kdy je zabráněno vzniku nečistot a plynů ve skle a opalování.

Podstatou vynálezu je zařízení pro nepřímé vytápění kanálů, . dávkovačů a dávkovačích hlav pro vedení skloviny, vytvořených ze žárovzdorného keramického materiálu, elektrovodivého při provozní teplotě, zahrnující transformátory a proudové přívody ke kanálům, dávkovačům, a dávkovacím hlavám pro vedení skloviny, které podle vynálezu dále zahrnuje alespoň dvě ploché, na elektrický proud napojené elektrody, které zevně přiléhají na .žárovzdorný keramický - materiál, elektrovodivý - při provozní teplotě.

Pro snadné ovládání jednotlivých topných proudových obvodů může být sekundární strana oddělovacího a/nebo , redukčního transformátoru pro zásobení každého nezávislého proudového obvodu pro dodávku elektrické energie , do plochých elektrod rozdělena na nejméně dvě galvanicky oddělené cívky. V každém topném proudovém obvodu může být umístěno nadproudové relé nebo pojistka pro vypínání proudového obvodu při dosažení určitého výkonu.

Při použití zařízení podle vynálezu je výhodné vytvářet dávkovač nebo dávkovači kanál .pro vedení skloviny jako trubici, která je až do svéiiu vrcholu vypluitéiiiú skiúvinou, přičemž ploché elektrody jsou řešeny jako pásové elektrody obepínající materiál trubice, přičemž . proud . prochází vždy, , od jedné ke druhé nejblíže následující pásové elektrodě. Pásové elektrody mohou být provedeny tak, že alespoň jeden jejich - konec je ohnut tak, že může vyčnívat ven z izolace a je napojitelný na proudový přívod.

Ploché elektrody jsou s výhodou opřeny o přítlačné .pružné prostředky pro jejich přitlačení k žárovzdornému materiálu.

Při použití vynálezu jsou odstraněny známé a uvedené nevýhody způsobů vytápění dávkovačů a vynález představuje při použití zcela nového technického , principu vytápěcí zařízení dávkovačů, - které není náchylné k poruchám., které umožňuje vedení skla při dosud nedosahovaných nestejnoměrnostech teploty, které je přitom hospodárné, a které kromě toho dovoluje bez - obtíží uzpůsobení nejrůznějším - druhům skla a přizpůsobení teploty nejrůznějším podmínkám zpracování.

Vynález je dále blíže vysvětlován na .příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy. V těchto výkresech značí:

obr. 1 schematický příčný - řez dávkovačem upraveným podle vynálezu, obr. 2 podobný schematický příčný řez jako na obr. 1, avšak se třemi , elektrodami, obr. 3 odpovídající příčný řez . jako na obr. 1 a 2, avšak s - pěti . elektrodami a transformátorem s , dvěma sekundárními . - vinutími, obr. ,4a schematický pohled shora na dávkovači kanál s dávkovači hlavou při uplatnění způsobu podle vynálezu, obr. 4b svislý řez sestavou z obr. 4a, obr. 5a schematický pohled shora, obr. 5b příčný řez dávkovacím kanálem ve formě trubice, a obr. 6 závislost elektrického odporu na teplotě pro typické žárovzdorné materiály.

Princip zařízení podle vynálezu je založen na tom, že žárovzdorný materiál, obzvláště jedná-li se o. materiál se sklovitou fází, odlévaný v roztaveném tekutém stavu, je při vysokých - teplotách vodivý. Zařízení se proto hodí pro takové kanály pro vedení skloviny, dávkovače a - dávkovači hlavy, u kterých je tato podmínka splněna. - - Takový materiál je například znám po;d jobchodními názvy ;Zac (křivky (Ta B), Jargal (křivka A na obr. 4) , aj. U posledně jmenovaného sestává struktura z velmi malých krystalů hliníkových sloučenin s modifikací alfa (korund), a s modifikací beta (11 AI2O3, NažO). Prostory mezi jednotlivými.· krystaly , jsou vyplněny skelnou fází. Podíl skelné fáze je však velmi malý. : i

Odpor v úvahu připadajícího žárovzdorného materiálu je tedy při- v - úvahu přicházejících teplotách v kanálů - pro -vedení skla přibližně pětkrát tak vysoký jako odpor normálního sodno-vápenatého skla.· Je tedy ----í -----4.1---.. 4-~ možné pu obvyklých nouoťkáVh,-steny ,v - takových přiváděčích kanálech (přibližně 15 centimetrů) nechat -procházet ' ' proud žáro.. vzdorným .materiálem. ._ja tento -materiál tak ohřívat. Uplatnění přitom nacházejí napětí ležící mezi 200 a 300 V, která předpokládají elektrickou -izolaci částí vedoucích .napětí pro ochranu obslužného personálu.

Teplota připadající v - úvahu pro žárovzdorný materiál je nejméně 900 °C -a -žlab vedoucí - sklo musí být tedy izolován, - aby se - vytvořil teplotní rozdíl mezi vnějším a vnitřním povrchem stěny, která je co možná nejmenší a při kterém se také vnější teplota udržuje nad 900 °C.

K vnějšímu povrchu žářovzdorného materiálu 1 dávkovacího žlabu, upravenému přiměřeně účelu, nebo odpovídajícího kanálu nebo dávkovači hlavy, se mezi izolaci 14 a žárovzdorný materiál 1 přiloží elektrody

2. Tyto elektrody 2 sestvvají z materiálu odolávajícího vysokým teplotám, například ze - známého materiálu pro odporový ohřev „Aluchrom“ . nebo. jiných vysokolegovaných žárovzdorných ocelí, například vysokolegovaných - ocelí obsahujících nikl, chrom nebo molybden. Izolaci ze známých materiálů je účelné upravit v místě elektrod -2 jako pohyblivou a může být přítlačnými pružnými prostředky 4, v daném případě spirálovými pružinami, přitlačována k elektrodám 2, takže tyto elektrody jsou samy přitlačovány k žárovzdornému materiálu 1, takže mezi tímto žárovzdorným materiálem 1 a elektrodami 2 - je zajištěn dobrý elektrický dotyk.

Jsou-li elektrody 2 umístěny pod žárovzdorným materiálem 1, postačuje přítlačný tlak váhy žářovzdorného materiálu nebo kanálu pro vedení skla - k tomu, aby -se zajistil dostatečně dobrý -dotyk.

Elektrody 2 je účelné řešit ve -formě podélného pásu, přičemž jeho jeden konec 3 prochází izolací 14 a slouží jako kontaktní páska, ke které lze - připojit proudový přívod 5.

Pro rovnoměrné vytápění například dávkovače je - zapotřebí, aby elektrody 2 byly uspořádány, podle tvaru dávkovače tak, aby došlo k co .možná nsjrovnom.ěгnějšímú Ohřís

198223 vání ;míst, -n.a --kterých - je -y normálním .-případě '.teplota -- žlabu - nejnižší. - V •těchto -místech je · proto účelné -umístit - obzvláště -velký ppčet ··elektrod -2, - nebo -e^ektJ^ody ·· 2 . usadit tak, ·-aby -se - mohlo .-nastavit - odpovídající -potřebné - množství proudu.. -.Přitom je třeba brát ohled na - sto, . . že ..proud -volí --cestu - - nejmenšího - -odporu -ta podle· -známých -fyzikál-ních - zákonů ledy dece přes -obzvláště .zahřátá -místa - -anebo - po - nejkratších - cestách· -rPři•tom je - třeba -brát v - - úvahu, ;ž.e - ,u Tohoto -materiálu -odpor klesá -se vzrůstající -teplotou. •Podle □Ьг. 1 - až 3 jsou ve výše -uvedeném dávkovacím - kanále -v - blízkosti dna -kanálu .přiloženy - elektrody 2 se - svými ohnutými konci --3, které jsou . -přltlačovány - přítlačnými pružnými -prostředky -4, -přičemž izolace 14 zabraňuje - tepelným ztrátám - a zajišťuje na-stavení -teploty -žárovzdorného materiálu 1 -na - - správnou -výši.

Předpokládanou hlavní -pro.ud_ov.ou --dráhu označují čáry 1S. Jelikož odpor skla je, jak bylo - uvedeno, podstatně menší než odpor žárovzdorného materiálu, bude jistá část proudu procházet samotným pásem skloviny.

Elektrody .2 -jsou -uspořádány .především v dolní části žlabu, -aby se -zahřívala -tato dolní -část, .neboť -k - -vyrovnávání - -teplot dochází -samočinně· - odspodu -vzhůru, - avšak nikoliv, - shora -dolů.

Podstatná - výhoda -.^j^tt^pění -podle -vynálezu spočívá v tom, - že topné -desky .je - možno cílevědomě - přikládat -tak, .aby mohla být - -vytápěna - každá -část kanálu, -jak to - vyplývá -z výkresů. Přitom - hustota -energie nebo - tok energie v - žárovzdorném materiálu - ve vztahu k jednotce Objemu ..jsou udržovány na velmi - malé výši, neboť - plochy - -pokryté .elektrodami 2 - mohou být - voleny libovolně - velké. Při -dostatečně dobré izolaci je možno teplotu žlabu nastavit - na libovolnou výši, nebo lze nastavit libovolné -rozdělení -teplot, takže v- . dávkovači, dávkovači - hlavě nebo jiném kanálu -pro -vedení skla je -možno -vynutit v rozsáhlé míře -zajišťování -rovnoměrného rozložení - teploty.

Podle obr. 4 je možno po celé délce dávkovacího kanálu uspořádat vedle sebe větší počet elektrod 2, přičemž proud prochází vždy napříč dávkovacím kanálem. V samotné dávkovači hlavě je pod výpustí 10 umístěna kruhová elektroda 11, která je spojena s elektrodami 2, uspořádanými okolo dávkovači hlavy. Je tak velmi snadné přiměřeně ohřívat jinak nejchladnější místo dávkovače, totiž spodní stranu dávkovači hlavy, a zabránit tak nestejnoměrnostem teplot vytékajícího- skla vznikajícím jeho ochlazováním ve výpusti.

Podle vynálezu je účelné rozdělit vytápění dávkovače nebo dávkovači hlavy do- řady různých pásem, která jsou nezávisle na sobě zásobena elektrickou energií v od sebe oddělených proudových obvodech z galvanicky oddělených sekundárních cívek. Přitom je dále účelné udržovat o.dpor dvou •paralelních -zapojení na přibližně -stejné - ú.-rovni, - -anebo - - sobě - přizpůsobit -odpor odpo•víd-ajících, .paralelně Ježících - topných - prou..davých obvodů -30. -K -tomuto - - účelu - může sekundární strana - .oddělovacího nebo - regulačního - transformátoru .2.0 -sestávat -z-řady -^«^l^^^ncd^vních - cívek - -.6, které jsou -buzeny společnou -i-^i^j^i^<ámí -cívkou - 8, -přičemž je - podle -vyznačené . - šipky 7- -možné- individuální regulování jednotlivých sekundárních - ob-vodiů.

žCešení - takových - oddělovacích --a -regulačních -transformátorů 20 je odborníkům -známé a nemusí být proto blíže popisováno.

Každý - topný --proudový .obvod -30 obsahuje pojistku -9, anebo odpovídající nadproudové relé, -které -při .-dosažení vyššího -.topného - výkonu, -než jaký -byl pi^í^dern -určen, obvod vypne. - Zabrání -se -tak - -přetížení jednotlivých obvodů -a dosahování -příliš -vysokých teplot.

•t^tn^í^^l^leií -.vytápěcího -zařízení -do - řady -navzájem na sobě nezávislých topných proudových obvodů 30 a použití pojistek 9 je však - potřebné také proto, že v důsledku nikdy nevyloučitelné možnosti vzniku trhlin v -žárovzdorném -materiálu -může .být jednotlivá -dráha - proudu ovlivněná -vniknutím skla -do v-znikléTr-hliny.

Při - vnikn-utí skla - do -takovéto -trhliny se •v -tomto -místě -vniklým -sklem .-podstatně -sníží - odpor. -To vyvolá koncentraci energie v trhlině, -což má -za následek ' -rozšiřování trhliny -a topný obvod musí být -proto chráněn .-před nebezpečím takovéto - poruchy. - To umožňuje - výše - popsané - -rozdělení -do -několika topných - obvodů, . které - jsou jednotlivě jištěny.

Z .obr. 1 -.až -3 je patrno -zapojení jednotlivých topných - -obvodů, - přičemž -podle -obr. 1 jsou -dvě proti - sobě - ležící - elektrody 2 -zásobeny -vedeními 5 přes - - pojistku - -9 - ze sekundární cívky, podle - obr. 2 je - ze -sekundární cívky 6 -proudovými přívody -5 a přes -pojistku 9 zásobena - též - střední elektroda, -která je -zapojena - spolu se dvěma rovněž proti - sobě ležícími -a navzájem spolu spojenými - elektrodami -2 -a podle obr. -3 zásobí transformátor se dvěma sekundárními cívkami pomocí výše uvedených vedení - celkem pět elektrod. V tomto případě je střední elektroda zapojena rovněž spolu s oběma vnějšími proti sobě ležícími elektrodami a obě elektrody umístěné nalevo a napravo od střední elektrody jsou zásobeny z druhé sekundární cívky.

Podle obr. 4 může být ve směru proudu vytékajícího skla uspořádána na dávkovači řada proudových obvodů umístěných jeden za druhým, přičemž dochází vždy k toku proudu napříč žárovzdorným materiálem a dále také pásem skla, přičemž jsou s možností regulace z primární cívky buzeny vždy čtyři sekundární cívky. Každý z obvodů obsahuje však samozřejmě — také v tomto případě, kde. to není ve výkrese vyznačeno, obvyklé pojistky 9. Za prvním vy198203 tápěcím úsekem se čtyřmi obvody následuje další odpovídající úsek a vytápěcí zařízení dávkovači hlavy je spojeno š již popsanou kruhovou elektrodou 11. V. tomto případě je zapojení uspořádáno tak, že proud může téci například z elektrody 2a к elektrodě 2b, odkud proud může opět téci nejen к elektrodě 2a, ale také ke druhé straně vedle ležící elektrody 2c a ke 'kruhové elektrodě 11.

Z elektrody 2c může opět proud procházet ke střední elektrodě 2d. Bližší podrobnosti jsou pro odborníka samozřejmé z obr. 4a a 4b.

Při dalším provedení vynálezu může být podle obr. 5 dávkovači kanál také řešen ve tvaru trubice, přičemž hladina skla sahá až do vrcholu této trubice a vytvoření skelného polštáře je vyloučeno; Elektrody 12 jsou v tomto případě provedeny pásovitě a proud teče vždy z jedné elektrody 12 ke dvěma sousedním elektrodám, pokud pásová elektroda 12 neleží na konci vytápěného úseku, takže může podle obr. 5 docházet jen к jednostrannému toku proudu.

Také zde je každý topný proudový obvod 30 odděleně jištěn, aby se zabránilo nevýhodnému nadměrnému lokálnímu přehřívání. Pásové eléktrody 12 jsou vytvořeny ze stejného materiálu odolného vysokým teplotám, jak již bylo popsáno; a je rovněž výhodné je dělit tam, kde je v žárovzdorném materiálu spára 13. Místo rozdělení je přemostěno vodivou spojkou,' přičemž je tak zabráněno, aby sklo eventuálně se nacházející ve spáře, nežádoucím způsobem vyvolalo vytvoření zvláštní dráhy pro tok proudu a tím i nevýhody vyplývající z vytváření trhlin, jak již byly .výše popsány.

Z uvedeného je zřejmé, že řešení podle vynálezu poskytuje zcela nový a výhodný způsob vytápění všech druhů kanálů, trubic a podobných zařízení pro vedení skla.

Claims (6)

1. Zařízení pro nepřímé vytápění kanálů, dávkovačů a dávkovačích hlav pro vedení skloviny, vytvořených ze žárovzdorného keramického materiálu, elektrovodivého při provozní teplotě, zahrnující transformátory a proudové přívody ke kanálům, dávkovačům a dávkovacím hlavám pro vedení skloviny, vyznačené tím, že zahrnuje alespoň dvě ploché, na elektrický proud napojené elektrody (2), které zevně přiléhají na žárovzdorný keramický materiál [1], elektrovodivý při provozní teplotě.

2. Zařízení podle bodu 1 vyznačené tím, že sekundární strana oddělovacího a/nebo regulačního transformátoru (20) pro zásobení každého nezávislého proudového obvodu pro dodávku elektrické energie do plochých elektrod (2) je rozdělena na nejméně dvě galvanicky oddělené cívky (6).

3. Zařízení podle bodů 1 a 2 vyznačené' tím, že v každém topném proudovém obvodu (30) je nadproudové relé nebo pojistka (9) pro vypínání proudového obvodu při dosažení určitého výkonu.

4. Zařízení podle bodů 1 až 3 vyznačené tím, že dávkovač nebo dávkovači kanál pro vedení skloviny je řešen jako trubice (16), která je až do svého vrcholu vyplnitelná sklovinou, přičemž ploché elektrody (2) jsou řešeny jako pásové elektrody (12) obepínající materiál (1) trubice (16), přičemž proud prochází vždy od jedné ke druhé nejblíže následující pásové elektrodě (12). ,

5.. Zařízení podle bodů 1 až 4 vyznačené tím, že ploché elektrody (2) jsou řešeny jako pásové elektrody (12) a alespoň jeden jejich konec (3) je ohnut tak, že může vyčnívat ven z izolace (14) a je napojitelný na proudový přívod (5).

6. Zařízení podle bodů 1 až 5 vyznačené tím, že o ploché elektrody (2) jsou opřeny přítlačné pružné prostředky (4) pro přitlačení elektrod к žárovzdornému materiálu (1).