CZ136497A3 - Míchadlo pro roztavené sklo - Google Patents

Description

Míchadlo pro roztavené sklo

Oblast techniky

Vynález se týká míchadla pro roztavené sklo, které sestává z hřídele míchadla, míchacích nástavců a spojovacího prvku pro spojení s pohonem míchacího zařízení. Vynález se tedy týká konstrukce míchadel pro míchání roztaveného skla, zejména pro homogenizaci skloviny za vysokých teplot.

Dosavadní stav techniky

Míchadla pro homogenizaci skloviny jsou ve sklářském průmyslu známa a používají se v různých provedeních. Rychlost a kvalita homogenizace jsou v podstatě dány konstrukcí míchadel a materiály, zejména kontaktními materiály, které jsou ve styku se sklovinou. Pro snadno se tavící a méně agresivní skla jsou známy jednoduché konstrukce míchadel s listy a šroubovými nástavci z vysokohodnotných žáruvzdorných materiálů. Těmito michadly se však nedosahuje dostatečné homogenizace, míchadla mají krátkou životnost a v důsledku vysokého otěru materiálu Často způsobují nežádoucí vady skla. Míchadla ze žáruvzdorných a proti opálu odolných ocelí se mohly a mohou použít jen v některých případech, protože tyto druhy oceli často způsobují zbarvení skla a vytváření bublin ve skle. Kromě toho jsou tato míchadla nedostatečně odolná vůči agresivním složkám skloviny. Naproti tomu se pro téměř všechny druhy technického skla osvědčila míchadla, u kterých je kontaktní materiál se sklovinou tvořen látkami ze skupiny ušlechtilých kovů. Proto se tato míchadla, jak je známo, používají ve stále širší a širší míře.

Známé konstrukce míchadel jsou popsány v dokumentech DD 203 899, DE-AS 19 16 817, DE-OS 25 00 793, DE-OS 28 24 268, US-PS 30

175, US-PS 32 24 875, US-PS 30 57 175 a DE 43 26 143 Al.

Nevýhodou těchto známých konstrukcí míchadel je použití velkého množství čistých ušlechtilých kovů, popřípadě jejich slitin, čímž se podstatně zvyšují pořizovací náklady. Další nevýhodou je omezená oblast použití těchto míchadel za vysokých teplot, které vedou ke zničení těchto míchadel. Podstatného rozšíření oblasti použití těchto míchadel se při přijatelných pořizovacích nákladech, dostatečné životnosti a dobré jakosti skla dosáhne použitím stabilizovaných a disperzně vyztužených ušlechtilých kovů, zejména platiny, popřípadě slitiny platiny s rhodiem. Aby se snížil stále ještě vysoký podíl ušlechtilých kovů, používají se ve vzrůstající míře míchadla, která sestávají z více vrstev různých materiálů a ve styku se sklovinou jsou opatřena velmi tenkou kontaktní vrstvou z ušlechtilého kovu.

Nosná vrstva těchto známých míchadel je s výhodou z molybdenu nebo wolframu; tato vrstva ušlechtilého kovu je vůči nosnému materiálu chráněna keramickými materiály. Protože tyto nosné materiály při teplotách přibližně nad 600 °C oxidují, musí být vnitřní prostor míchadla vzduchotěsně uzavřen a být evakuován. Toto vše představuje nevýhody míchadel s vrstvovu konstrukcí. Protože ušlechtilé kovy, popřípadě jejich slitiny, nejsou plynotěsné a špatně provedené sváry na míchadle umožňují vnikání vzdušného kyslíku, dojde v krátké době ke zničení nosného materiálu, což má za následek úplné vyřazení míchadla.

Úkolem vynálezu je s přihlédnutím k těmto nedostatkům známých řešení nalezení takové konstrukce míchadla pro homogenizaci roztaveného skla za vysokých teplot, která bude obsahovat jen nepatrné množství materiálu, který bude tvořen pouze ušlechtilými kovy a/nebo slitinami těchto ušlechtilých kovů. Míchadlo má mít vyšší životnost a trvale zajištovat dobrou jakost skla.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých míchadel tohoto druhu do značné míry odstraňuje míchadlo pro roztavené sklo, které sestává z hřídele míchadla, míchacích nástavců a spojovacího prvku pro spojení s pohonem míchacího zařízení, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že součásti míchadla, to jest válcový hřídel a míchací nástavce, tvoří klečovou konstrukci z jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny nebo platinové slitiny s tlouštkou stěny v rozsahu 1,0 - 2,5 mm, přičemž v dutém hřídeli míchadla je uspořádána množina válcových nebo plochých výztuh tohoto hřídele a/nebo křížové a/nebo segmentové výztuhy.

Míchadlo podle vynálezu se tedy vyznačuje speciální klečovou konstrukcí, kterou se dosáhne minimální spotřeby materiálu a současně vysoké stability i za vysokých teplot. Dosahuje se toho použitím jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny nebo slitiny platiny s rhodiem, přičemž součásti mají nepatrnou tlouštku stěny v rozsahu 1,0 až 2,5 mm.

Nosným prvkem míchadla je v klečové konstrukci míchadla podle vynálezu hřídel míchadla, který je podle vynálezu proveden jako válcová trubka. Horní část hřídele míchadla je v souladu se známými řešeními provedena tak, aby umožnila snadnou a rychlou výměnu míchadla v míchacím zařízení.

Spodní část hřídele míchadla je podle vynálezu úplně uzavřena téměř kulatou čepičkou.

Roztavené sklo je dobře mícháno dostatečně vysokými otáčkami otáčejícího se míchadla, čímž se dosahuje dobré homogenizace skloviny.

Současně se otočným pohybem míchadla dosahuje i přemistování skloviny vertikálním prouděním i ve svislém směru. Počet míchacích nástavců na hřídeli míchadla je dán velikostí jejich náporových ploch a z toho vyplývajících sil, které se přenášejí na hřídel míchadla. Z technického a technologického hlediska je žádoucí optimální počet míchacích nástavců na hřídeli míchadla s jednotlivými velkými střižnými plochami. Je toho podle vynálezu dosaženo tak, že hřídel míchadla je po celé své výšce, na které jsou uspořádány míchací nástavce, uvnitř proti zkroucení vyztužen kulatými nebo vícehrannými výztuhami. V nejjednodušším případě je hřídel míchadla v určitých výškových odstupech opatřen navzájem protilehlými otvory, kterými jsou prostrčeny válcové trubky s uzavřenými zaoblenými konci, které jsou svařeny s hřídelem míchadla. Podle vynálezu vznikne takto míchadlo s množinou válcoi vých nebo plochých míchacích nástavců, kterými se dosahuje homogenizace skloviny.

Optimální tuhosti hřídele míchadla ve zkrutu se podle vynálezu dosáhne tak, že po celé výšce obsahu skloviny jsou ve vnitřním prostoru hřídele míchadla s určitými úhlovými odstupy uspořádány válcové výztuhy tohoto hřídele. V případě hřídele míchadla s velkým průměrem jsou na konci jedné vmitřní výztuhy uspořádány malé míchací nástavce a na koncích dalších výztuh plošně větší míchací nástavce.

Jestliže je po celé výšce obsahu skloviny uspořádán dostatečný počet výztuh, mohou být ploché míchací nástavce připevněny na libovolném místě hřídele míchadla. Do rámce vynálezu spadá kromě toho i prostrčení plochých míchacích nástavců skrze hřídel míchadla, míchací nástavce jsou i v tomto případě s výhodou uspořádány ve šroubovici nebo šroubovicích.

Konkrétně jsou popsaná opatření provedena tak, že výztuhy hřídele míchadla procházejí skrze otvory v hřídeli a jsou současně jako válcové nebo ploché míchací nástavce nerozebiratelně spojeny s tímto hřídelem.

Je výhodné, jestliže výztuhy hřídele míchadla nerozebiratelně končí v zákrytu s povrchem hřídele, přičemž na v zákrytu ukončených výztuhách hřídele míchadla a/nebo na libovolném místě hřídele míchadla jsou připevněny ploché míchací nástavce.

Z hlediska odolnosti proti změnám teploty je dále výhodné, jestliže ve všech výztuhách hřídele míchadla je vytvořen jeden nebo řada dilatačních otvorů.

Kromě toho je výhodné, jestliže válcové nebo ploché míchací nástavce jsou v hřídeli míchadla uspořádány pod libovolným úhlem a nastrčeny na sebe nebo do sebe jsou nerozebiratelně spojeny s hřídelem míchadla.

Jiné možné výhodné řešení spočívá v tom, že hřídel míchadla je opatřen křížovými a segmentovými výztuhami a válcovými a plochými míchacími nástavci libovolného tvaru, zejména vícehranného tvaru, nebo kombinací více tvarů s přídavnými výztuhami hřídele míchadla.

Je to konkrétně provedeno tak, že ploché míchací nástavce, končící jako křížové a segmentové výztuhy a spojené s hřídelem míchadla, jsou uspořádány po celé výšce hřídele míchadla a/nebo jsou střídavě přerušeny.

Z hlediska mechanické pevnosti je dále výhodné, jestliže všechny dutiny uvnitř hřídele míchadla jsou vyplněny sintrovací keramickou hmotou, tvořící přídavnou výztuhu.

Konečně, z téhož a jiných důvodů je výhodné, jestliže hřídel míchadla je na svém spodním konci úplně uzavřen s výhodou zaoblenou čepičkou.

Jestliže průměr hřídele míchadla činí až 90 % průměru míchací komory, což lze doporučit, je tento hřídel podle vynálezu opatřen hvězdicovými, křížovými nebo segmentovými výztuhami nebo kombinací těchto výztuh, které společně tvoří nosné prvky hřídele míchadla. Vnější obvod hřídele míchadla, který nese míchací nástavce, je s výhodou válcový. Konce segmentových výztuh jsou současně provedeny jako míchací nástavce. Konce výztuh hřídele míchadla jsou provedeny jako válcové nebo ploché míchací nástavce. V případě vysokého namáhání hřídele míchadla je zbylý volný prostor, popřípadě zbylé dutiny v hřídeli míchadla, popřípadě v křížových výztuhách, vyplněn práškovou keramickou hmotou, která v teplotní oblasti přibližně nad 800 °C zesintruje a současně si zachová otevřené póry, které umožňují trvalou výměnu vzduchu. Každá z výztuh hřídele míchadla je za tím účelem podle vynálezu opatřena jedním nebo více dilatačními otvory, které při zvýšení teploty umožňují vyrovnávání tlaku.

Výhodou míchadla podle vynálezu je minimální spotřeba ušlechtilých kovů a jejich slitin, čehož se dosahuje popsanou klečovou konstrukcí míchadla podle vynálezu. Zásluhou použití výlučně ušlechtilých kovů se předejde známé vícevrstvé konstrukci míchadel s různými kovovými a keramickými materiály, čímž se podstatně zvýší životnost míchadla.

Zásluhou jednoduché konstrukce jsou snadno možné i opravy vadných míchadel. Zásluhou možnosti výměny jednotlivých vadných součástí lze v krátkých lhůtách provádět i úspornou celkovou renovaci jednotlivých součástí.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na neomezujících příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:

- na obr. 1 v půdorysném řezu výztuhy hřídele míchadla a míchací nástavce,

- na obr. 2 boční pohled na provedení z obr. 1 s přerušovanými plochými míchacími nástavci,

- na obr. 3 axiální řez hřídelem míchadla s válcovými míchacími nástavci, a

- na obr. 4 v řezu půdorysný pohled na provedení z obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn řez míchadlem v půdorysném pohledu, přičemž hřídel 1 míchadla sestává ze čtyř částí a je uvnitř stabilizován čtyřmi segmentovými výztuhami 8. Tyto segmentové výztuhy 8. jsou na svých koncích současně provedeny jako ploché míchací nástavce 6. Jak v hřídeli 1 míchadla, tak i v segmentových výztuhách 8. jsou vytvořeny otvory 2, kterými procházejí válcové míchací nástavce 3 se zaoblenými konci 4, kterými se dosahuje přídavného vyztužení hřídele 1 míchadla. V každé z válcových výztuh 7. je vytvořen dilatační otvor 5. Veškerý volný prostor uvnitř hřídele 1 míchadla je vyplněn porézní sintrovací hmotou 9.·

Na obr. 2 je znázorněn boční pohled na hřídel 1 míchadla. V tomto provedení jsou mají ploché míchací nástavce 6. střídavě různě velké střižné plochy a/nebo jsou různě dlouhé a jsou uspořádány ve více rovinách, takže proud skloviny je v okolí hřídele 1 míchadla rozrušován vícenásobně.

Na obr. 3 je znázorněn boční pohled na část hřídele 1 míchadla, který je tvořen válcovou trubkou z materiálu na bázi platiny, ve které je s přesazením vytvořen libovolný počet proti sobě navzájem uspořádaných otvorů 2. Ve vždy navzájem protilehlých otvorech 2 jsou prostrčeny a v hřídeli i upevněny válcové výztuhy 2, které přecházejí ve válcové míchací nástavce 3 s uzavřenými zaoblenými konci 4.

Na obr. 4 je v řezu znázorněn půdorysný pohled na provedení z obr. 3 a je zde patrné uspořádání válcových míchacích nástavců 3_. Je patrné, že tyto válcové míchací nástavce 3. jsou v tomto případě navzájem natočeny o 60° a jsou uspořádány ve třech výškových úrovních. Ze tří válcových výztuh 7. s dilatačními otvory 5 takto vznikne šest válcových míchacích nástavců 3..

Zastupuj e:

Ing.J.Chlustina

Claims (10)

1. Z 02688/97-CZ

   PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Míchadlo pro roztavené sklo, které sestává z hřídele míchadla, míchacích nástavců a spojovacího prvku pro spojení s pohonem míchacího zařízení, vyznačující se tím, že součásti míchadla, to jest válcový hřídel (1) a míchací nástavce (3, 6), tvoří klečovou konstrukci z jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny nebo platinové slitiny s tlouštkou stěny v rozsahu 1,0 - 2,5 mm, přičemž v dutém hřídeli (1) je uspořádána množina válcových nebo plochých výztuh (7) tohoto hřídele (1) a/nebo křížové a/nebo segmentové výztuhy (8).
2. 2. Míchadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že výztuhy (7) hřídele (1) míchadla procházejí skrze otvory (2) v hřídeli (1) a jsou současně jako válcové nebo ploché míchací nástavce (3, 6) nerozebiratelně spojeny s tímto hřídelem (1).
3. 3. Míchadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že výztuhy (7) hřídele (1) míchadla nerozebiratelně končí v zákrytu s povrchem hřídele (1).
4. 4. Míchadlo podle nároku 3, vyznačující se tím, že na v zákrytu ukončených výztuhách (7) hřídele (1) míchadla a/nebo na libovolném místě hřídele (1) míchadla jsou připevněny ploché míchací nástavce (6).
5. 5. Míchadlo podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že ve všech výztuhách (7) hřídele (1) míchadla je vytvořen jeden nebo řada dilatačních otvorů (5).
6. 6. Míchadlo podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že válcové nebo ploché míchací nástavce (3, 6) jsou v hřídeli (1) michadla uspořádány pod libovolným úhlem a nastrčeny na sebe nebo do sebe jsou nerozebiratelně spojeny s hřídelem (1) michadla.
7. 7. Míchadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že hřídel (1) michadla je opatřen křížovými a segmentovými výztuhami (8) a válcovými a plochými míchacími nástavci (3, 6) libovolného tvaru, zejména vícehranného i

   tvaru, nebo kombinací více tvarů s přídavnými výztuhami (7) hřídele (1) michadla.
8. 8. Míchadlo podle nároků la7, vyznačující se tím, že ploché míchací nástavce (6) , končící jako křížové a segmentové výztuhy (8) a spojené s hřídelem (1) michadla, jsou uspořádány po celé výšce hřídele (1) michadla a/nebo jsou střídavě přerušeny.
9. 9 Míchadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechny dutiny uvnitř hřídele (1) michadla.jsou vyplněny sintrovací keramickou hmotou (9) , tvořící přídavnou výztuhu.
10. 10. Míchadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že hřídel (1) michadla je na svém spodním konci úplně uzavřen s výhodou zaoblenou čepičkou.

    Zastupuj e:

    Ing.J.Chlustina