CZ20001221A3 - Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla - Google Patents
Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20001221A3 CZ20001221A3 CZ20001221A CZ20001221A CZ20001221A3 CZ 20001221 A3 CZ20001221 A3 CZ 20001221A3 CZ 20001221 A CZ20001221 A CZ 20001221A CZ 20001221 A CZ20001221 A CZ 20001221A CZ 20001221 A3 CZ20001221 A3 CZ 20001221A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- molten glass
- vacuum degassing
- vacuum
- bubbles
- vessel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/20—Bridges, shoes, throats, or other devices for withholding dirt, foam, or batch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/225—Refining
- C03B5/2252—Refining under reduced pressure, e.g. with vacuum refiners
Description
ZPŮSOB VAKUOVÉHO ODPLYŇOVÁNÍ ROZTAVENÉHO SKLA
Oblast techniky
Předložený vynález se týká způsobu vakuového odplyňovánl roztaveného skla umožňujícího náležité a účinné odstraněni bublin z nepřetržitého toku roztaveného skla získaného tavením skleněných materiálů.
Dosavadní stav techniky
Doposud bylo běžné používat způsob čeřeni k odstranění bublin vytvořených v roztaveném skle získaném tavením skleněných surovin ve sklářské peci dříve, než se vytvoř! roztavené sklo pomocí formovacího zařízení, aby se zlepšila kvalita vytvářených skleněných výrobků.
Je znám způsob, kdy při čeření je čeřící činidlo jako např. siran sodný (Na2SO4) předem přidán do skleněných surovin, a tavením surovin obsahujících čeřící činidlo je získáno roztavené sklo, které se hromad! a udržuje na předem stanovené teplotě po předem určenou dobu, při níž v roztaveném skle pomoci čeřícího činidla vznikají bubliny, jež se dostnou na povrch roztaveného skla, kde jsou odstraněny.
Dále je znám způsob vakuového odplyňovánl roztaveného skla, při němž je roztavené sklo pod sníženým tlakem zaváděno do vakuového prostředí; za takto sníženého tlaku vznikají v nepřetržitém toku roztaveného skla bubliny, které stoupají na povrch roztaveného skla, kde prasknou, jsou odstraněny a roztavené sklo je z vakuového prostředí odvedeno.
Ve výše zmíněném způsobu vakuového odplyňovánl je roztaveného sklo formováno za sníženého tlaku, kde bubliny obsažené ve roztaveném skle rostou v relativně krátkém čase a pomoci vztlaku bublin vzniklých v roztaveném skle stoupají k povrchu, poté následuje prasknutí bublin na povrchu roztaveného skla. Tímto způsobem lze účinně odstraňovat bubliny z povrchu roztaveného skla. Pro účinné odstranění bublin z povrchu roztaveného skla je nezbytné zajistit prudké zvýšeni rychlosti bublin tak, že bubliny stoupají k povrchu roztaveného skla za sníženého tlaku. Jinak jsou bubliny odebírány současně s protékajícím roztaveným sklem s takovým výsledkem, že konečný skleněný produkt obsahuje bubliny a je vadný.
•· · ·· ·· ·· ··· · · · · · · • · ····· ···
Z tohoto důvodu lze předpokládat, že v atmosféře se sníženým tlakem pro vakuové odplyňování by měl být tlak co nejmenší, aby se bubliny zvětšily a stoupla rychlost, čímž by se zlepšil účinek vakuového odplyňování.
Avšak když je tlak v atmosféře se sníženým tlakem pro vakuové odplyňování snížen, někdy v roztaveném skle vznikají četné nové bubliny, jež stoupají k povrchu roztaveného skla, kde vytvoří pohyblivou pěnovou vrstvu, která nepraská. Část pěnové vrstvy může být odstraněna spolu s protékajícím roztaveným sklem, což vede ke kazu ve skleněném výrobku. Když pěnová vrstva roste, teplota vrchního povrchu roztaveného skla se snižuje. Pěnová vrstva má tendenci se téměř neporušovat, čímž se stále zvětšuje. Výsledkem toho je, že vnitřek vakuového odpíyňovacího zařízení je vyplněn neporušenými bublinami. Pěnová vrstva zcela vyplňující přístroj může být v kontaktu s nečistotami na stropě zařízení; takto se přenáší nečistoty do konečného skleněného výrobku. Následkem toho je příliš se snižující tlak v prostředí pro vakuové odplyňování, který není vhodný pro účinné provedení vakuového odplyňování.
Kromě toho je rostoucí rychlost bublin v roztaveném skle určena viskozitou roztaveného skla jakož i velikostí bubliny. Podle toho lze usuzovat, že snížení viskozity roztaveného skla nebo zvýšení teploty roztaveného skla může účinně vynést bubliny na povrch. Avšak když je teplota roztaveného skla zvýšena příliš, způsobuje to zde aktivní reakci s materiálem průtokové cesty, jako jsou žáruvzdorné cihly, s nimiž je roztavené sklo v kontaktu. To může vést k výskytu nových bublin a rozpuštění části materiálu z průtokové cesty do roztaveného skla, a tudíž vyústit ke změně kvality skleněných výrobků. Dále, když je teplota roztaveného skla zvýšena, pevnost materiálu průtokové cesty je snížena, čímž se zkracuje její životnost dráhy a je zapotřebí doplňkového vybavení, jakým je topné těleso udržující vysokou teplotu roztaveného skla. Výsledek je takový, že je obtížné podstatně snížit tlak pro vakuové odplyňování a rovněž zvýšit teplotu roztaveného skla tak, aby bylo dosaženo čistého a efektivního vakuového odplynění.
Při způsobu vakuového odplyňování, kde je zavedeno více omezení, byly oznámeny následující podmínky pro efektivní odplyňování (SCIENCE AND TECHNOLOGY OF NEW GLASSES, 16.-17. října 1991, str.75-76).
Ve vakuovém odplyňovacím zařízení 40 pro provádění vakuového odplyňování roztaveného skla, tak jak je ukázáno na obr. 4, se počet bublin (hustota bublin) v roztaveném skle snižuje na 1/1000, když roztavené sklo vchází do zařízení pň
3·· · · · ·· ·· ·· ···· · · · · · · · • · · é ♦ · · · ·· · • · · · ·· · · · ·· · • · · · · · ···· ···· ··· ·· ·· ·· ·· teplotě 1320 °C při průtoku 6 t/den, kde tlak ve vakuové odplyňovací nádobě 42 je 0,18 atom (136,8 mmHg) a čas setrváni roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě 42 za takto sníženého atmosférického tlaku je 50 minut. Konkrétně výše zmíněné vakuové odplyňování se provádí v modelové aparatuře vakuového odplyfiovacího zařízení 40 následujícím způsobem. Roztavené sklo získané tavením skleněných surovin je vedeno za sníženého tlaku z šachty 47 ležící výše proti proudu do vakuové odplyňovací nádoby 42 stoupající trubicí 44 pomocí vakuové pumpy (není znázorněna), čímž se tvoří tok roztaveného skla v podstatě v horizontálním směru. Poté přechází roztavené sklo za sníženého tlaku do vakuové odplyňovací nádoby 42, aby se v něm odstranily bubliny a pak je roztavené skío vedeno klesající trubicí 46 do dolní šachty 48, kde se udržuje teplota roztaveného skla tak, aby mělo viskozitu 1000 poise.
Z roztaveného skla se odebírají vzorky u přívodu stoupající trubice 44 a u odtoku klesající trubice 46 pro kontrolu hustoty bublin obsažených v každém vzorku roztaveného skla. Výsledná hustota bublin v roztaveném skle v šachtě 47 ležící výše proti proudu před vakuovým odplyňovánfm je 150 (počet/kg) a hustota bublin obsažených v roztaveném skle v dolní šachtě jamce 48 je 0,1 (počet/kg). Tudíž je vidět, že počet bublin klesá na 1/1000. Také je vidět, že se pěnová vrstva na povrchu roztaveného skla nevytvořila, ačkoliv tlak ve vakuové odplyňovací nádobě 42 je nastaven na nižší úroveň 0,18 atom.
Výše zmíněná zpráva objevuje způsob vakuového odplyňování, v němž je dosaženo účinného vakuového odplynění, když tlak ve vakuové odplyňovací nádobě 42 je 0,18 atom (136,8 mmHg) a čas setrvání ve vakuové odplyňovací nádobě je 50 minut. Avšak to neodhaluje různé podmíněné požadavky pro vakuové odplyňování tak, aby se získaly efektivně lepší výsledky vakuového odplyňování.
Konkrétně by úprava vakuovým odplyňováním měla být prováděna v relativně krátkém čase za sníženého atmosférického tlaku. Podle toho, za těchto podmínek, kdy tlak ve snížené atmosféře nemůže být podstatně snížen a tepiota roztaveného skla nemůže být příliš vysoká, jak je zmíněno výše, je důležité určit čas setrváni roztaveného skla za sníženého atmosférického tlaku.
Delší čas setrváni roztaveného skla protékajícího vakuovou odplyňovací nádobou 42, stoupající trubici 44 a klesající trubicí 46, nižší hustota bublin roztaveného skla po úpravě vakuovým odplyňováním.
·· · ·· ·· ·· ·· ···· ·.« ··.·
Pro prodlouženi času setrvání roztaveného skla při sníženém atmosférickém tlaku tee uvažovat o prodloužení délky průtokové cesty roztaveného skla ve směru proudu. Avšak to způsobuje praktické problémy, jakým je podstatné zvýšení nákladů na zařízení způsobené následujícími příčinami. Protože izolátor pro izolaci vysoké teploty roztaveného skla a kryt, jakožto ochrana pro udrženi sníženého tlaku, který obklopuje izolátor a materiály průtokové cesty, jsou umístěny na vnější straně průtokové cesty pro průchod roztaveného skla o vysoké teplotě, izolace a kryt musejí být zvětšeny ve shodě s prodloužením průtokové cesty. Dále, těžký strukturální celek obsahující materiály průtokové cesty, izolace a kryt musí být pohyblivý tak, aby se výška celku mohla přizpůsobovat v závislosti na tlaku ve vakuové odplyňovací nádobě 42. To vytváří objemné pohyblivé zařízení, a proto se náklady na něj zvýší.
Předpokládá se, že čas setrvání může být prodloužen snížením průtokové rychlosti roztaveného skla. Avšak aby se snížiia průtoková rychlost, je nezbytné zvýšit viskozitu snížením teploty roztaveného skla. V tom případě je obtížné, aby bubliny stoupaly na povrch roztaveného skla o vysoké vlskozitě.
Na druhou stranu když je čas setrvání roztaveného skla za sníženého atmosférického tlaku příliš zkrácen, nemůže být dosaženo dostatečného odplynění bublin v roztaveném skle. Konkrétně, není možné získat dostatečný čas pro zvětšení bublin v roztaveném skle za sníženého atmosférického tlaku tak, aby vystoupaly na povrch roztaveného skla, kde by se odstranily prasknutím s takovým výsledkem, že roztavené sklo s bublinami může být vypuštěno předtím, než bubliny dojdou na povrch roztaveného skla. Ačkoliv je možné snížit viskozitu roztaveného skla, tj. zvýšit teplotu roztaveného skla tak, aby se zvýšila rychlost stoupáni bublin v roztaveném skle, teplotu roztaveného skla nelze zvýšit kvůli problémům se snížením pevnosti materiálů použitých pro průtokovou cestu roztaveného skla a s výskytem nových bublin způsobeným reakcí těchto materiálů s roztaveným sklem.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je poskytnout způsob vakuového odplyňovánl roztaveného skia, který je schopen účinně a náležitě zajistit roztavené sklo bez bublin pomocí specifikovaného rozsahu času setrvání roztaveného skla v ·· · ·· ·· ·· ·· ·«·· · · · · · · · • · ····· ···· • · · · ·· ··· ·· · • · ···· · · · · ···· ··· ·· ·· ·· ·· zařízení pro provádění odpiyňováni v nepřetržitém toku roztaveného skla za sníženého atmosférického tlaku.
Dále je předmětem vynálezu určení vhodného rozsahu podmínek vakuového odpiyňováni roztaveného skla za sníženého atmosférického tlaku pří výše zmíněném způsobu vakuového odpiyňováni tak, aby bylo dále možně účinně a náležitě získat roztavené sklo bez obsahu bublin.
Vynálezci této přihlášky provedli širokou studii způsobů vakuového odpiyňováni roztaveného skla, aby dospěli k výše zmíněným předmětům a zjistili, že je nezbytné nechat bubliny zvětšovat se v roztaveném skle tak, aby vystoupaly na jeho povrch, kde probíhá jejich prasknutí, čímž jsou bubliny z roztaveného skla účinně a jistě odstraněny. Tudíž předložený vynález byl proveden při splněni níže uvedených předpokladů:
1. Roztavené sklo protéká nepřetržitě.
2. Je zajištěn předpoklad, že se netvoří nové bubliny.
3. Průměr bublin se zvětšuje v předepsaném čase tak, aby měly dostatečný vztlak.
4. Bublinám je dodávána stoupající rychlost tak, aby byly proti toku roztaveného skla.
5. Je zajištěno dostatečné množství plynů pro difúzi do bublin tak, aby ty bubliny, jež dosáhly povrchu roztaveného skla, mohly prasknout.
Ve shodě s předloženým vynálezem je poskytnut způsob vakuového odpiyňováni roztaveného skla, který zahrnuje přívod roztaveného skla za atmosférického tlaku P (mmHg) do vakuové komory schopné převedeni tlaku na roztavené sklo, aby byl v rozsahu 38 mmHg - P-50 (mmHg), k provedení odplyněnl roztaveného skla a jeho vypuštěni poté, co bylo odplyněno z vakuové komory při průtoku Q t/h za atmosférického tlaku P mmHg pn čase setrvání roztaveného skla ve vakuové komoře v rozmezí od 0,12h - 4,8 h, čehož je dosaženo dělením hmotnosti W (t) roztaveného skia proudícího ve vakuové komoře průtokem Q (t/h) roztaveného skla. V tomto případě čas setrvání ve vakuové komoře přednostně není méně než 0,12 h, ale ne více než 0,8 h.
Dále vakuová komora výhodně obsahuje vakuovou odplyňovacl nádobu, kudy prochází a kde je odplyňováno roztavené sklo v podstatě v horizontální pozici,
hloubka H (m) roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě a hmotnost W (t) roztaveného skla vyhovuje dále zmíněnému vzorci (1):
0,010 m/t< H/W < 1,5 m/t (1)
Dále plocha povrchu Si (m2) roztaveného skla ve vakouvé odplyňovací nádobě a průtok Q (t/h) roztaveného skla přednostně vyhovuje následujícímu vzorci (2):
0,24 m2 x h /1 < S/Q < 12 m2x h /1 (2)
Dále vakuová komora přednostně obsahuje klesající trubici napojenou na vakouvou odplyňovací nádobu k vypouštění roztaveného skla, plocha povrchu S2 (m2) průtokové cesty klesající trubice v části, kde klesající trubice je napojena na vakuovou odplyňovací nádobu a průtok Q (t/h) roztaveného skla vyhovuje následujícímu vzorci (3):
0,008 m2xh/t<Sa/Q< 0,96 m2xh/t (3)
Nákresy:
Obrázek 1(a) je schematický pohled v průřezu pro vysvětleni důležité části vakuového odplyňovacího zařízení k provádění způsobu vakuového odplyňování tok roztaveného skla podle předloženého vynálezu;
Obrázek 1(b) je schematický pohled v průřezu podle přímky B-B’ na obrázku Ka);
Obrázek 1(c) je schematický pohled v průřezu podle přímky C-C’ na obrázku Ka):
Obrázek 2 je schematický pohled v průřezu vakuového odplyňovacího zařízeni k provádění způsobu vakuového odplyňování roztaveného skia ve shodě s příkladem předloženého vynálezu;
Obrrázek 3 je schematický pohled v průřezu vakuového odplyňovacího zařízení k provádění způsobu vakuového odplyňování roztaveného skla ve shodě s příkladem předloženého vynálezu; a
Obrázek 4 je schematický pohled v průřezu vakuového odplyňovacího zařízení k provádění konvenčního způsobu vakuového odplyňování roztaveného skla.
·< · ·· ·· ·· ♦♦ • · · · · · a · · · · • A · · ··· ···· « A ·♦···*···· • A A··· AAAA
AA*· ♦·· ·· ·♦ ·· ··
Navrhované začleněni způsobu vakuového odplyňování roztaveného skla předloženého vynálezu bude popsáno s odkazem k nákresům.
Jak je popsáno výše, předložený vynález se týká způsobu vakuového odplyňování roztaveného skla přivedeného do vakuové komory, kde je specifikován čas setrvání nepřetržitě proudícího roztaveného skia, čímž lze získat účinně a jistě roztavené sklo bez bublin.
Popis způsobu vakuového odplyňování bude proveden s odkazem k obrázkům 1(a), l(b) a 1(c).
Obrázky 1(a) až 1(c) jsou schémata vysvětlující důležité části vakuového odplyňovacího zařízení pro provádění způsobu vakuového odplyňování roztaveného skla ve shodě s tímto vynálezem. Způsob vakuového odplyňování předloženého vynálezu zahrnuje hlavně fázi vakuového odplyňování odstraňování bublin v toku roztaveného skla v podstatě v horizontální pozici za sníženého atmosférického tlaku, úvodní fázi zavedení roztaveného skla k odplynění ve vakuové odplyňovací fázi a fázi vypouštěni odplyněného roztaveného skla ve fázi vakuového odplyňování.
Na obrázku 1(a) úvodní fáze zavedení roztaveného skla z tavící nádoby 10, v níž je nahromaděno sklo získáné tavením skleněných surovin za atmosféry tlaku P (mmHg), do vakuové odplyňovací nádoby 12, ve které je provedena fáze vakuového odplyňování, je vedeno stoupající trubicí 14, přičemž se vytvoří tok roztaveného skla. Fáze vakuového odplyňování pro vynesení a odstranění bublin prasknutím z toku roztaveného skla se provádí v podstatě v horizontálním směru k povrchu roztaveného skla za sníženého atmosférického tlaku hlavně ve vakuové odplyňovací nádobě 12, Fáze vypouštění odplyněného roztaveného skla ve vakouvé odplyňovací nádobě 12 z dolní šachty 18 skrz vakuovou odplyňovací nádobu 12 je vedena klesající trubicí 16. Hlavní části stoupající trubice 14 a klesající trubice 16 jakož i vakuová odplyňovací nádoba 12 pro odplyňování jsou přikryty vakuovým krytem (není znázorněn) napojeným na vakuovou pumpu a evakuace vakuové odplyňovací nádoby je prováděna otvory 12a, 12b na stropě vakuové odplyňovací nádoby 12 tak, aby se udržel snížený tlak konstantní.
Typická hodnota tlaku P v tomto případě je 760 mmHg.
Jak je již popsáno, pn tomto způsobu odplyňování, kdy se bubiiny v roztaveném proudícím skle ve vakuové odplyňovací nádobě 12 zvětšuji a jsou tlačeny nahoru, aby byly na povrchu odstraněny prasknutím, čas setrvání roztaveného δ
skla ve vakuové odplyňovací nádobě 12, tj. čas, během něhož prochází roztavené sklo vakuovou odplyňovací nádobou 12, nemůže být příliš zkrácen. Je také obtížné příliš zkrátit dobu, při níž roztavené sklo stoupá, aby prošlo stoupající trubici 14, dokonce i během úvodní fáze, kdy se roztavené sklo hromadí v tavící nádobě 10 za atmosférického tlaku P (mmHg), je sáto a vytlačováno do vakuové odplyňovací nádoby 12 za podmínky sníženého tlaku. Je to proto, že tlak v dolní části stoupající trubice 14 je vysoký kvůli vlastní hmotnosti roztaveného skla a tlak v horní části stoupající trubice 14 se postupně zmenšuje vzhledem k povrchu roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě 12. Podle toho, když roztavené sklo prochází stoupající trubici 14, daný tlak roztaveného skla je nižší než tlak P (mmHg), který působí, když se roztavené sklo získává tavením skleněných surovin. Výsledkem je, že se bubliny v roztaveném skle zvětšují, zatímco procházejí stoupající trubicí 14. Dále nové bubliny vytvořené uvolňováním plynů v roztaveném skle se zvětšují, když procházejí nahoru stoupající trubicí 14.
Dále Je obtížné příliš zkrátit dobu, během níž roztavené sklo prochází klesající trubicí 16. Důvod je následující. Protože roztavené sklo prochází dolů klesající trubicí 16, tlak na roztavené sklo se postupně zvětšuje kvůli vlastní hmotnosti roztaveného skla z hladiny sníženého tlaku ve vakuové odplyňovací nádobě 12. Nakonec je tlak znovu obnoven do výše zmíněné hodnoty P (mmHg). Avšak bubliny, které nejsou odstraněny ani pomocí sníženého tlaku ve vakuové odplyňovací nádobě 12, se rozplynou do plynných složek v roztaveném skle kvůli tlaku, který se zvětšuje, protože roztavené sklo kíesá do klesající trubice 16.
Proto předložený vynález poskytuje vakuovou komoru, jež převádí tlak aplikovaný na roztavené sklo do rozsahu od 38 mmHg -(P-50) mmHg s ohledem na tlak P (mmHg) a zahrnuje čas, při němž roztavené sklo prochází nejen vakuovou odplyňovací nádobou 12, ale také částmi stoupající trubice 14 a klesající trubice 16. Důvodem, proč je tlak ve vakuové komoře 38 mmHg nebo větší, je, že lze potlačit nečekané vypouštění (sekundární čeření) rozpuštěných plynů ve vakuové komoře, jak je popsáno výše. Vakuová komora definovaná jak je popsáno výše odpovídá hrubé šrafované části na obrázku 1.
Pro nepřetržitý přívod roztaveného skla do vakuové komory, je nezbytné zkonstruovat průtokovou cestu do vakuové komory tak, aby se snížil třecí odpor mezi vnitřním povrchem průtokové cesty vakuové komory a roztaveným sklem a dostatečně se snížila ztráta tlaku tekutiny. Zkonstruování tvaru a průřezu velikosti • · » « A ·· ··
ΦΦΦ · · Φ · · · · φ φ ΦΦΦΦΦ ΦΦΦΦ povrchu průtokové dráhy vakuové komory bylo provedeno tak, aby se dostatečně snížila ztráta tlaku tekutiny. Avšak protože je žádoucí, aby bubliny vytvořené v roztaveném skle vystoupaly do výše v kratším čase, zatímco roztavené sklo nepřetžltě proudí, čímž jsou bubliny tlačeny na jeho povrch, kde dochází k jejich praskání, bere se v úvahu snížení viskozity roztaveného skla, tj. stanovená teplota roztaveného skla je vysoká. Avšak jak je popsáno výše, když je teplota roztaveného skla zvýšená, tvoří se nové bubliny reakcí materiálů použitých v průtokové cestě vakuové komory s roztaveným sklem nebo se materiály rozpouštějí do roztaveného skla a vytvářejí šliru s takovým výsledkem, že nelze udržet kvalitu vytvořených výrobků. Dále, reakce těchto materiálů s roztaveným sklem urychluje erozi materiálů a životnost průtokové cesty do vakuové komory je zkrácena.
Rozsah eroze průtokové cesty vakuové komory způsobená roztaveným sklem je v poměru t/η, tj. poměr času t k viskozitě η roztaveného skla, kde t představuje čas, během něhož roztavené sklo prochází průtokovou cestou a η představuje vtekozltu roztaveného skla. Rostoucí vzdálenost bublin, když bubliny stoupají k povrchu roztaveného skla je v poměru k druhé mocnině t/η, tj. poměr získaný dělením času t, během něhož roztavené sklo prochází průtokovou cestou, vlskozitou η roztaveného skla. Podle toho je vhodné stanovit viskozitu roztaveného skla nižší v přípustných mezích rozsahu míry eroze, aby mohla být udržována dostatečná rostoucí vzdálenost bublin.
Vhodný rozsah viskozity roztaveného skla je od 500 poise až do 5000 poise. Dále, aby bubliny stoupaly na povrch roztaveného skla, které má viskozitu v tomto rozsahu, měly by mít průměr 10 mm až 30 mm. V tom případě, kdy bubliny přesahují 30 mm, vystoupají na povrch, kde neprasknou a na povrchu zůstává pěnová vrstva. To snižuje účinnost přenosu tepla do vakuové odplyňovací nádoby 12 a samotná teplota roztaveného skla je snížena, čímž se účinek vakuového odplyňování zmenšuje.
Analýza plynu odhalila, že bubliny stoupají k povrchu roztaveného skla ve vakouvé odplyňovací nádobě 12, aby uvolnily CO2 a H2O. V tomto případě bylo přímým pozorováním vnitřku vakuové odplyňovací nádoby 12 objeveno, že se snadno vyskytuji nečekaná vypouštění (sekundární čeření) rozpuštěných plynů jako CO2 a H2O atd., v roztaveném skle za určitého tlaku (omezeného tlaku) nebo nižšího. Toto sekundární čeření se vyskytuje v omezeném tlaku 0,05 atm v ·· • Φ • Φ •
φφφφ ·» *» • « · · · * · φ · ··♦ · « · · • · * · · ♦ · φ ♦ • •Φ φ* »» ·· ♦» roztaveném skle, jež má viskozrtu např. 500 poise až 5000 poise, podle toho je vhodné provádět odplyňování za atmosférického tlaku nebo vyššího.
Dále, aby se průměr bublin zvyšoval tak, aby bubliny měly dostatečný vztlak v čase, kdy roztavené sklo prochází vakouvou komorou, je nezbytné rozptylovat nebo zavádět plynné složky, které existují v rozpuštěném stavu v roztaveném skle, do malých bublin, tj. bublin o průměru 0,05 mm až 3 mm obsažených v roztaveném skle v tavící nádobě 10 za sníženého atmosférického tlaku ve vakuové odptyňovaci nádobě 12 tak, aby nezpůsobovaly tvorbu sekundárního čeřeni. Příčiny jsou následující. Je obtížné vytvořit bubliny zaváděním plynných složek do malých stávajících bublin v roztaveném skle, protože plynné složky mají vysoký parciální tlak za atmosférického tlaku, pň němž se získává roztavené sklo v tavící nádobě 10, tj. za atmosférického tlaku P. Dále, pokus tvoření bublin v roztaveném skle tak jako urychlováni zavádění plynných složek do bublin pomoci zvyšování množství plynných složek v roztaveném skle nemůže prakticky zajistit dostatečný účinek.
Se zřetelem k výše zmíněnému je zde užita taková technika, že tok roztaveného skla je produkován průchodem roztaveného skla; malé bubliny vznikají v době, kdy roztavené sklo setrvává ve vakuové komoře; bubliny zvětšené za sníženého atmosférického tlaku jsou tlačeny nahoru k povrchu roztaveného skia ve vakuové odplyňovací nádobě 12, aby praskly a tím se odstranily, a bubliny, které nelze odsát a odstranit pomoci vakuového odplyňování jsou rozpuštěny do roztaveného skla v klesající trubicí 16, aby se tím eliminovaly všechny bubliny v roztaveném skle. V tomto případě podle předloženého vynálezu čas setrvání roztaveného skla ve vakuové komoře, který je získán dělením hmotnosti W (t> roztaveného skla proudícího ve vakuové komoře průtokem Q (t/h) roztaveného skla, je v rozmezí od 0,12 h až 4,8 h, výhodněji v rozmezí od 0,12 h až 0,8 h.
Zde hmotnost W (t) roztaveného skla proudícího ve vakuové komoře v sobě zahrnuje celkovou hmotnost roztaveného skla ve vakouvé komoře (v ozačené části hrubě šrafované části na obrázku 1 (a)).
Když je čas setrvávání kratší než 0,12 h, hustota bublin roztaveného skla nemůže být v přípustném rozmezí pro dobrou kvalitu konečných výrobků, i kdyby viskozita roztaveného skla byla od 500 poise až do 5000 poise a atmosférický tlak na roztavené sklo byl 0,05 , tj.76 mmHg nebo vyšší. Na druhou stranu když je čas setrváváni delší než 4,8 h, je třeba prodloužit vakuovou komoru ve směru • · · · · · · · · · ·♦·· ··· ·· ·* *· ** proudu roztaveného skla, což vyvolává praktický problém se zvýšením nákladů na zařízeni.
Čas setrváváni menší než 0,8 h zajišťuje výhodnější účinky efektivního odstraněni bublin a snížení vytékání těkavých složek z povrchu roztaveného skla. Dále je výhodné, když hloubka H (m) roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě 12 a hmotnost W (t) roztaveného skla proudícího do vakuové komory odpovidajl následujícímu vzorci:
0,010 mA<H/W< 1,5 mA
H/W je přednostně 0,012 mA nebo větší, lépe 0,015 mA nebo větší. Dále H/W je přednostně 1,2 mA nebo menši, lépe 0,9 mA nebo menší.
Důvod, proč poměr hloubky H (m) roztaveného skla ve vakuové odplyňovací komoře 12 ke hmotnosti W (t) roztaveného skla je ve výše zmíněném rozsahu, je následující.
Pokud hloubka H roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě 12 je 0,010 x W nebo nižší, je zde větší ztráta tlaku kvůli třecímu odporu toku roztaveného skla a je nemožné, aby se roztavené sklo dostalo na předem stanovenou velikost průtoku. Na druhou stranu pokud je hloubka 1,5 x W nebo vyšší, bubliny roztaveného skla existující na dně nebo blízko dna vakuové odplyňovací nádoby 12 nemůžou vyplout na povrch roztaveného skla, zatímco roztavené sklo setrvává ve vakuové odplyňovací nádobě 12. Dále, když hloubka roztaveného skla ve vakuové odplyňovací komoře přesahuje 1,5 x W jakožto nejvyšší limit výše zmíněného rozsahu, tlak na roztavené sklo setrvávajíc! na dně nebo blízko dna vakuové odplyňovací nádoby 12 je vysoký a růst bublin v roztaveném skle v této oblasti není urychlen, čímž bubliny nemůžou vystoupat k povrchu roztaveného skla a zde je případ, že bubliny odplují pryč z vakuové odplyňovací komory.
Předem stanovený odplyňovací účinek je možné získat i zavedením roztaveného skla do vakuové odplyňovací nádoby 12 do plné míry horního limitu výše zmíněného přípustného rozsahu odplyňění. Avšak je výhodnější, když hloubka roztaveného skla je přibližně polovinou výšky vakuové odplyňovací nádoby. Například když výška vakuové odplyňovací nádoby 12 je 0,2 m až 0,6 m, hloubka roztaveného skla by měla být v rozmezí od 0,1 m do 0,3 m.
• ·
Na obrázku 1(a) vnitřek vakuové odplyňovací nádoby 12 má tvar pravoúhlého hranolu, takže tvar průtokové dráhy v příčném řezu je pravoúhlý a hloubka H (m) roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě 12 je konstantní. Avšak předložený vynález není omezen na případ, že vnitřek vakuové odplyňovací nádoby má tvar pravoúhlého hranolu, ale tento vynález je použitelný v případě, že povrch dna vakuové odplyňovací nádoby postupně nebo stupňovitě stoupá nebo klesá z výše ležící části do dolní části vakuové odplyňovací nádoby, zatímco povrch stropu nádoby je udržován v určité rovině. V tom případě průměrná hloubka roztaveného skla značí hloubku H (m) roztaveného skla.
Dále, vnitřek vakuové odplyňovací nádoby 12 může mít tvar cylindrického sloupce, takže tvar průtokové dráhy v příčném řezu je kruhový. V tom případě hloubka H (m) roztaveného skla značí hloubku v nejhlubší části mezi hloubkami lišícími se podél směru šířky. V tomto případě povrch dna vakuové odplyňovací nádoby 12 může být postupně nebo stupňovitě zvyšován nebo snižován z části ležící nahoře proti proudu do dolní části nádoby pro protékání roztaveného skla. Stanovení hloubky H (m) roztaveného skla se získá pouhým průměrem hloubek toku roztaveného skla.
Jak je popsáno výše, je nezbytné zajistit zavedení rozpustných plynných složek do bublin nakolik je to možné, aby bubliny v roztaveném skle stoupaly a praskly. Jinak by bubliny, které dosáhly povrchu roztaveného skla vytvořily pěnovou vrstvu, ale nepraskaly by. Pěnová vrstva má účinek tepelné izolace a brání prasknutí bublin ve spojeni se sníženou teplotou na povrchu roztaveného skla. Když se pěnová vrstva zvětšuje, může zaplnit vakuovou odplyňovací nádobu 12 nebo může být z vakuové nádoby 12 vypuštěna současně s tokem roztaveného skla.
Z tohoto hlediska prasknutí bublin je nejdůležitějši věcí. Avšak prasknutí bublin závisí na teplotě povrchu roztaveného skla a na rozsahu zaváděni plynů do bublin právě tak jako na povrchovém napětí každé bubliny tvořící pěnovou vrstvu a viskozitě roztaveného skla tvořícího každou bublinu. Podle toho když vzorec pro roztavené skic a teplota pro provádění vakuového odplyňování roztaveného skla jsou stanoveny, vztah plochy povrchu roztaveného skla v kontaktu se vzduchem, což je nezbytné pro prasknuti bublin, k průtoku roztaveného skla musí být stanoven jako předem stanovený rozsah.
Konkrétně v procesu stoupáni bublin v roztaveném skle ve vakuové odplyňovací komoře 12 na povrch roztaveného skla, kde je způsobeno prasknutí, zatímco • · roztavené sklo prochází vnitřkem nádoby 12 a plynné složky obsažené v bublinách jsou uvolněny na horní povrch 12s za podmínky sníženého tlaku, je vhodné v tomto vynálezu pro způsobení prasknutí bublin, že plocha povrchu roztaveného skla Sí (m2) (plocha povrchu je hrubě vyšrafovaná část znázorněná na obrázku 1(b)), která se stýká s horní plochou 12s za podmínky sníženého tlaku a průtok Q (t/h) roztaveného skla vyhovuji následujícímu vzorci:
0,24 m2x h /t < Si /Q < 12 m2x h /t
Lépe vyhovují následujícímu vzorci:
0,5 m2xh/t<S1/Q< 10m2xh/t
Příčina, proč výše zmíněné vzorce jsou stanovené takto je následující. Pokud plocha povrchu S·) (m2) roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě 12 je 0,24 x Q nebo nižší, velké množství bublin stoupajících k povrchu roztaveného skla zůstává na povrchu, aby vytvořily pěnovou vrstvu, jež ve vakuové odplyňovací nádobě 12 nepopraská, čímž nelze náležitě provést odplyňování, Na druhou stranu jestliže plocha povrchu 8^ (m2) je 12 x Q nebo vyšší, roztavené sklo ve vakuové odplyňovací nádobě 12 má mělkou hloubku, čímž nemůže projít v předem stanoveném průtoku kvůli třecímu odporu způsobenému roztaveným sklem.
Na obrázku 1(b) povrch roztaveného skla, jež se dotýká horní plochy 12a za podmínky sníženého tlaku, má pravoúhlý tvar, Avšak v předloženém ν'/nálezu tvar povrchu roztaveného skla není omezen jen na tento, ale může mít takový tvar, že vnitřní šířka vakuové odplyňovací nádoby 12 je postupně nebo stupňovitě zužovaná nebo rozšiřovaná z horní části k dolní části nádoby 12.
Dále, rychlost stoupání bublin v roztaveném skle, která stoupá s tím, jak se ony zvětšují, je vyjádřena průměrem bublin a Stokeho vzorcem. Když je stanovena viskozita roztaveného skla, čas požadovaný pro stoupání bubiin na povrch roztaveného skla je určen v závislosti na velikosti bubiin. Například když je viskozita užitého roztaveného skla 500 až 5000 poise a za předpokladu, že bubiiny potřebují 60 min pro překonání vzdálenosti 100 cm, nejmenší průměr bublin by měl být 10 mm nebo větší v případě 500 poise, a nejměnší průměr by měl být 30 mm v případě 5000 poise. Konkrétně bubiiny, jež mají průměr 30 mm
• · · · · · · ·· ·· ·· ·· nebo větší můžou jistě být odpiyněny a odstraněny v čase 60 min. V tom případě lze získat rychlost stoupání 0,25 cm/s nebo vyšší.
Podle toho, aby se zajistilo stoupání bublin proti proudu roztaveného skla je nezbytné určit průtok roztaveného skla tak, aby byla rychlost menší než 0,25 cm/s (například když roztavené sklo prochází při průtoku 500 t/den plocha povrchu průtokové cesty v průřezu ve vakuové odplyňovacl nádobě 12 je 9200 cm2 nebo více a délka průtokové cesty ve vakuové odplyňovacl nádobě 12 je přibližné 1 m).
Vtom případě jak je ukázáno na obrázku 1(a) klesající trubice 16 je zařízena pra klesání roztaveného skla, čímž se vytvoří klesající proud v nebo blízko vypouštécího otvoru vakuové odplyňovacl nádoby 12 spojeného s klesající trubicí 16. Když je rychlost stoupání bublin v roztaveném skla nižší než padací rychlost klesajícího proudu, bubliny zvětšujíc! se v roztaveném skle jsou staženy padajícím proudem, aniž by dosáhly povrchu roztaveného skla v nebo biízko vypouštécího otvoru spojeného s klesající trubicí 16 s takovým výsledkem, že je nebezpečné vypouštět roztavené sklo obsahujíc! v sobě bubliny.
Podle toho v předloženém vynálezu plocha povrchu S2 (m2) povrchu v průřezu průtokové cesty klesající trubice 16 (plocha v hrubě šrafované části na obrázku 1(c), která je spojena s vakuovou odplyňovacl nádobou 12 a průtokem Q (i/h) roztaveného skla vhodně odpovídá následujícímu vzorci. Konkrétně bud pouze klesající trubice 16 nebo obě, klesající trubice 16 a stoupající trubice 14 vhodně vyhovují následující vzorci:
0,008 m2x h /t < S2 /Q < 0,96 m2xh/t
Lépe by mohly vyhovovat:
0,01 m2x h/t<S2/Q< 0,96 h /1, zejména
0,01 m2x h /1 < S2 / Q < 0,1 mzx h 11
Důvod, proč by mohly vyhovovat výše zmíněným vzorcům, je následující.
Když plocha povrchu S2 (m2) v průřezu průtokové cesty klesající trubice 16 je 0,008 x Q nebo nižší, dolů směřující vektor v rychlosti proudu roztaveného skla v nebo blízko vypouštécího otvoru spojeného s klesající trubicí 16 se zvětšuje,
čímž jsou bubliny staženy roztaveným sklem v klesající trubici 16 proti působení prouděni. Na druhou stranu když plocha povrchu S2 (m2) v průřezu průtokové dráhy je 0,96 x Q nebo vyšší, průměr klesající trubice 16 se zvětší, což zvýší hmotnost a náklady na zařízení.
Ve znázornění ukázaném na obrázku 1(c) je tvar průtokové cesty v průřezu pravoúhlý. Avšak předložený vynález se neomezuje póze na tento tvar, lze použít také například tvar kruhový.
Předložený vynález se týká způsobu vakuového odplyňování roztaveného skla za atmosféry tlaku P (mmHg). Avšak atmosféra flaku P (mmHg) není vždy nezbytná jakožto atmosféra atmosférického tlaku. Například to může být atmosféra za volitelného tlaku, který je použitelný v případě, že roztavené sklo je produkováno v uzavřené tavící nádobě, která je izolovaná od atmosférického tlaku. Dále roztavené sklo za atmosféry tlaku P (mmHg) nesmí mít volný povrch.
Nyní bude podrobně popsán způsob vakuového odplyňování roztaveného skla ve shodě s předloženým vynálezem s odkazem k příkladům. Avšak mělo by být pochopitelné, že tento vynález není nijak vymezen těmito specifickými příklady.
Příklady provedeni vynálezu
Přiklad
V příkladech bylo provedeno odplyňovánl roztaveného skla za různých podmínek, jak je posáno dále, aby se prozkoumal počet bubiin obsažený v roztaveném skle, tj. hustota bublin před a po provedení odplynění. Dále bylo použito k provedeni odplynění toku roztaveného skla vakuového odplyňovacího zařízeni 20, jak je ukázáno na obrázku 2.
Vakuové odplyňovací zařízení 20 zobrazené na obrázku 2 bylo v podstatě zařízením pro produkováni toku roztaveného skla podél značeni šipkamou na obrázku 2 s využitím principu sifonu způsobeného rozdílem úrovní povrchu roztaveného skla v horní proti proudu ležící šachtě 21 a dolní šachtě 23 k provedení odplynění roztaveného skla ve vakuové odplyňovací komoře 22. Zařízeni 20 bylo vybaveno vakuovým krytem 23, vakuovou odplyňovací nádobou 22, stoupající trubicí 24 a klesající trubicí 26, které jsou utvořeny z jednoho kusu. Roztavené sklo G bylo vedeno do horní proti proudu ležící šachty 21 a dolní šachty 28 a polohy ve výšce vakuového krytu 23, vakuové odplyňovací nádoba 22, stoupající trubice 24 a klesající trubice 26 byly náležitě pňlehlé v závislosti na íiaku ve vakuové odplyňovací nádobě 22.
Bylo použito vakuového krytu 23, který je vyroben z kovového pláště, jež má v podstatě tvar brány pro udržení hermetické vlastnosti ve vakuové odplyňovací nádobě 22 stoupající trubici 24 a klesající trubici 26 a které je vyrobeno tak, aby zakrylo vakuovou odplyňovací nádobu 22 a hlavní části stoupající trubice 24 a klesající trubice 26; zajišťuje podmínku sníženého tlaku uvnitř odsátím vzduchu pomoci vakuové pumpy (není znázorněna) umístěné na vnější straně a udržení redukované podmínky předem stanoveného tlaku otevřením 22a a 22b vytvořenými ve vakuové odplyňovací nádobě 22 zde zakryté. Dále tepelně izolační materiál 27 pro zablokování tepla byl zařízen v prostoru obklopeném vakuovou odplyňovací nádobou 22, stoupající trubicí 24, klesající trubicí 26 a vakuovým krytem 23.
Vakuová komora vystavená tlaku vyššímu než 38 mmHg (0,05 atmosférického tlaku) a nižšímu než PQ - 50 mmHg s ohledem k atmosférickému tíaku Po (mmHg), jakožto výsledek evakuace vakuového krytu 23, byl vytvořen ve vakuové • ·
odplyňovací nádobě 22, stoupající trubici 22 a klesající trubici 26. Specificky vakuová komora byla vytvořena v nádobě 22, stoupající trubici 24 a klesající trubici 26 k rozšíření v části, která byla vyšší ve vyšší rovině než rovina s ohledem na plochu roztaveného skla G v tavící nádobě 25. Podle toho hmotnost W (t) roztaveného skla proudícího ve vakuové komoře odpovídala celkové hmotnosti roztaveného skla obsaženého ve stoupající trubici 24, vakuové odplyňovací nádobě 22 a klesající trubici 26 v oblasti sahající od výšky roviny Zi s ohledem na roztavené sklo v tavící nádobě 25 k úrovni plochy roztaveného skia G ve vakuové odplyňovací nádobě 22 (tj. roztavené sklo stávající v hrubě šrafované části na obrázku 3).
V tomto příkladě tvar průřezu průtokové cesty ve vakuové odplyňovací nádobě 22, stoupající trubici 24 a klesajíc! trubici 26 může být kruhový nebo pravoúhlý. Hloubka H toku roztaveného skia byia konstantní ve směru toku roztaveného skia. Dále šířka toku roztaveného skla byla udělána konstantní tak, aby tvar povrchu roztaveného skla, který se dotýká horního prostoru 22s za podmínky sníženého tlaku, byl pravoúhlý.
V příkladech 1 až 6 uvedených v tabulce 1 byly užity druhy roztaveného skia, jak jsou uvedeny písmeny A - E, s nimiž jsou uvedeny sloučeniny pomocí hmotnostich procent v tabulce 2, a výše zmíněné vakuové odplyňovací zařízení 20 bylo použito k provedeni odpiyňování za podmínky teploty roztaveného skla (°C) v tabulce 1.
Ve všech příkladech 1 až 6 začal přívod vzorků roztaveného skla G do horní proti proudu ležící šachty 21 a do dolní šachty 28 a byl proveden po normálních operacích pro provádění odpiyňování a zkoumání bylo provedeno pomocí hranové světelné metody, v každém případě byty hustoty bublin v přípustné míře.
V tomto případě přípustná míra hustoty bublin byla 1 početfkg nebo nižší.
1S • »
Tabulka 1
| příklad | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Referenční příklad |
| Druh skla | A | A | B | C | D | E | - |
| Tlak ve vakuové odplynovací nádobě | 53 | 68 | 190 | 84 | 152 | 91 | - |
| Teplota roztav.skla | 1350 | 1340 | 1320 | 1400 | 1350 | 1300 | - |
| Průtok Q roztav.skla | 0.050 | 0.354 | 0.104 | 0.833 | 0.917 | 1.458 | 16.667 |
| Hmotnost W roztav.skla | 0.200 | 0.346 | 0.210 | 1.200 | 1.100 | 1.200 | 13.800 |
| Hloubka H roztav.skla | 0.150 | 0.150 | 0.175 | 0.200 | 0.175 | 0.200 | 0.250 |
| Plocha povrchu Si roztaveného skla | 0.480 | 0.720 | 0.630 | 2.400 | 2.200 | 2.400 | 16.200 |
| Plocha průřezu Sa | 0.0044 | 0.0120 | 0.0013 | 0.0450 | 0.0310 | 0.0450 | 0.5670 |
| W/Q | 4.000 | 0.977 | 2.019 | 1.441 | 1.200 | 0.823 | 0.828 |
| H/W | 0.750 | 0.433 | 0.833 | 0.167 | 0.159 | 0.167 | 0.018 |
| Si/Q | 9.600 | 2.034 | 6.058 | 2.881 | 2.399 | 1.646 | 0.972 |
| s2/q | 0.088 | 0.034 | 0.013 | 0.054 | 0.034 | 0.031 | 0.034 |
| Hustota bublin před provedením odplyňování | 500 | 220 | 7000 | 3000 | 200 | 300 | - |
| Hustota bublin po px ovedeni odplyňování | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 0.6 ! | 0.5 | 0.2 | - |
Tabulka 2
| Druh skla | SiO2 | A12Oj | B2O2 | ZrO2 | Na2O | K2O | Mg O | CaO | SrO | BaO | CeO2 | Sb2O2 | so3 | Cl |
| A | 60.0 | 2.0 | — | 2.4 | 8.0 | 7.0 | 0.5 | 2.0 | 8.S | 9.0 | 0.3 | 0.3 | -- | \ - - |
| B | 75.0 | 3.5 | — | -- | 15.0 | 0.3 | 6.0 | — | — | — | -- | -- | 0.2 | — |
| C | 58.0 | 11.0 | 6.0 | -- | — | — | 2.0 | 3.0 | 6.7 | 15.0 | -- | -- | -- | 0.3 |
| D | 71.5 | 2.0 | -- | -- | 13.0 | 0.3 | 4.0 | 9.0 | 0.2 | -- | ||||
| E | 57.9 | 7.0 | — | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 2.0 | 5.0 | 7.0 | 8.0 | -- | -- | 0.1 | -- |
·· · ·· ·· • ♦ ·· * · · • · · · ··· • · · · · ···· ··· ·· ··
Ve všech příkladech 1 až 6 počet bublin na jednotku hmotnosti před provedením vakuového odplynění byl malý a byl v přípustné míře jak ukazuje tabulka 1 a nebyla zde možnost způsobit snížení kvality skleněných výrobků.
Z výše zmíněných příkladů vyšlo najevo, že všechny hustoty bublin byly v přípustné míře a účinek odplyňování by mohl být získán efektivně a jistě zajištěním následujících podmínek. Konkrétně roztavené sklo bylo zavedeno do vakuové komory, která přenesla tlak na roztavené sklo tak, aby byl vyšší než 38 mmHg a nižší než Po - 50 mmHg, v němž bylo provedeno odplyňování roztaveného skla, a roztavené sklo po odplyňování bylo vypuštěno při průtoku Q (t/h) za atmosféry flaku Po (mmHg), kde čas setrvání roztaveného skla ve vakuové komoře, získaný dělením hmotnosti W (t) roztaveného skla proudícího ve vakuové komoře průtokem Q (t/h) roztaveného skla byl v rozmezí od 0,12 h do 4,8 h.
V tom případě bylo také objeveno, že hloubka roztaveného skla a plocha povrchu roztaveného skla ve vakuové odplyňovacl komoře a plocha v příčném řezu průtokové dráhy bud ve stoupající trubici nebo v klesající trubici byly přednostně v předem stanovených mírách.
V referenčním příkladu, když průtok Q roztaveného skla je veiký 16,667 t/h (tj. 400 t/den) je žádoucí, aby hmotnost W roztaveného skla ve vakuové komoře byla 13,8 t; W/Q je 0,828 h a hodnoty jiných podmínek jsou takové, jak ukazuje referenční příklad v tabulce 1.
Jak je popsáno výše, podrobné vysvětlení bylo provedeno jako způsob odplyňování roztaveného skla podle předloženého vynálezu. Avšak předložený vynález není omezen na výše zmíněné příklady. Například jak ukazuje obrázek 3, vakuové odplyňovacl zařízení 30 může být zkonstruováno tak, aby tavící nádoba 35, zaváděcí trubice 34, vakuová odplyňovacl nádoba 32, vypouštěcí trubice 36 a dolní šachta 38 byly formovány v jednom kuse; šroubová pumpa 31 je zařízena v zaváděcí trubici 34, aby kontroiovala průtok roztaveného skla G; šroubová pumpa 39 je zajištěna ve vypouštěcí trubici 36, aby urychlovala vypouštění roztaveného skla G a hladina povrchu roztaveného skla je vždy tvořena ve shodě s hladinou povrchu roztaveného skla G v taviči nádobě 35. Vakuová komora schopná zajištit tlak, který je vyšší než 38 mmHg a nižší než Po - 50 mmHg s ohledem na atmosférický tlak Po (mmHg) jakožto výsledek sníženého tlaku ve vakuovém krytu 33, je vytvořena v části stoupající trubice 34a,
| ·· | • · | ·· | ||
| • · | • | • · | • | |
| • · | ··· | • · | « | |
| • · | • · | • · | • | |
| e · | ·· | • · | ·· |
vakuové odplyňovací nádobě 32 a klesající trubici 36a (tj. část označená hrubým šrafováním části na obrázku 3), kde je část tvořena v prostoru od předního povrchu roztaveného skla G v tavící nádobě 35 k hladině snížené o Z2 než povrch roztaveného skla G. Tudíž vytvoření vakuové komory zajištující tlak Po 50 mmHg nebo nižší v části, která je nižší ve vysoké úrovni než povrch roztaveného skla G v tavící nádobě 35 je způsobeno skutečností, že průtok roztaveného skla je kontrolován šroubovými pumpami 31, 39 takř že flak roztaveného skla je měněn.
Podle toho hmotnost W (t) roztaveného skla proudícího do vakuové komory odpovídá hmotnosti roztaveného skla existujícího od povrchu roztaveného skla G v tavící nádobě 35 k hladině, která je nižší o Z2 s ohledem na povrch roztaveného skla G (hmotnost roztaveného skla v hrubě šrsfované části na obrázku 3).
V předloženém vynálezu můžou být provedena různá vylepšeni a úpravy v rozsahu tohoto vynálezu.
Jak je popsáno výše, podle předloženého vynálezu pil provádění odplyňování roztaveného skla je sklo zavedeno do vakuové komory, která může zajišťovat velikost tlaku vyšší než 38 mmHg, ale nižší než Po - 50 mmHg s ohledem na tlak P aplikovaný na roztavené sklo v tavící nádobě tak, aby se provedlo odplynění roztaveného skla a roztavené sklo po odplynění bylo vypuštěno pil průtoku Q (t/h) za atmosférického tlaku P (mmHg), čas setrvání roztaveného skla ve vakuové komoře získaný dělením hmotnosti W roztaveného skla proudícího do vakuové komory průtokem Q (t/h) roztaveného skla je stanoven v rozsahu od 0,12 h až 4,8 h, čímž může být účinně a jistě získáno roztavené sklo bez bublin.
Dále může být efektivně a jistě získáno roztavené sklo bez bublin stanovením hloubky roztaveného skla, plochy povrchu roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě a plochy průřezu průtokové cesty v klesající trubici v předem stanovených rozmezích.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla vyznačující se tím, že obsahuje:- plnění roztaveného skla za atmosféry tlaku P (mmHg) do vakuové komory schopné přenesení tlaku na roztavené sklo v rozmezí od 38 mmHg (PQ - 50 mmHg) k provedeni odplyňování roztaveného skla, a- vypuštěni roztaveného skla poté, co bylo odplyněno z vakuové komory při průtoku Q (t/h) za atmosféry tlaku P (mmHg), při níž čas setrvání roztaveného skla ve vakuové komoře je v rozmezí od 0,12 h do 4,8 h, což je získáno dělením hmotnosti W (t) roztaveného skla proudícího do vakuové komory průtokem Q (t/h) roztaveného skla.
- 2. Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla podle nároku 1 vyznačující se tím, že vakuová komora zahrnuje vakuovou odplyňovací nádobu, jíž roztavené sklo prochází v podstatě v horizontální pozici a je odpiyňováno a hloubka H roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě a hmotnost W roztaveného skla vyhovují níže zmíněnému vzorci (1):0,010m/t<H/W<1,5m/t (1)
- 3. Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že plocha povrchu Si (m2) roztaveného skla ve vakuové odplyňovací nádobě a průtok Q (t/h) toku roztaveného skla vyhovují níže zmíněnému vzorci (2):0,24m2xh/t<S1/Q<12m2xh/t (2)
- 4. Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla podle nároku 2 nebo 3 vyznačující se tím, že vakuová komora zahrnuje klesající trubici spojenou s vakuovou odplyňovací nádobou pro vypouštění roztaveného skla a plocha povrchu S2 (m2) v průřezu průtokové dráhy klesající trubice v části, kde klesající trubice je spojena s vakuovou odplyňovací nádobou a průtok Q (t/h) roztaveného skla vyhovuje níže uvedenému vzorci (3):0,008 m2x h/t< S2/Q < 0,96 m2x h/t (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10508599A JP4110663B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 溶融ガラス流の減圧脱泡方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20001221A3 true CZ20001221A3 (cs) | 2001-04-11 |
| CZ301550B6 CZ301550B6 (cs) | 2010-04-14 |
Family
ID=14398094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20001221A CZ301550B6 (cs) | 1999-04-13 | 2000-04-05 | Zpusob vakuového odplynování roztaveného skla |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6332339B1 (cs) |
| EP (2) | EP1044929B1 (cs) |
| JP (1) | JP4110663B2 (cs) |
| KR (1) | KR100667643B1 (cs) |
| CN (1) | CN1212279C (cs) |
| CZ (1) | CZ301550B6 (cs) |
| DE (2) | DE60026754T2 (cs) |
| ES (2) | ES2261114T3 (cs) |
| ID (1) | ID25570A (cs) |
| TW (2) | TWI246991B (cs) |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10196259T1 (de) * | 2000-05-31 | 2003-05-15 | Honeywell Int Inc | Füllverfahren |
| DE10034999C1 (de) * | 2000-07-19 | 2001-10-11 | Schott Glas | Saugspeiser |
| JP2002293547A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-09 | Asahi Glass Co Ltd | 陰極線管用ガラスの製造方法 |
| DE10146884A1 (de) * | 2001-06-06 | 2002-12-19 | Schott Glas | Verfahren zur Unterdruckläuterung von alkalifreien Aluminoborosilikat-Glasschmelzen |
| US6854290B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-02-15 | Corning Incorporated | Method for controlling foam production in reduced pressure fining |
| EP1293487A1 (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Asahi Glass Co., Ltd. | Vacuum degassing apparatus for molten glass |
| EP1306353A1 (de) * | 2001-10-27 | 2003-05-02 | Schott Glas | Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten durch Läutern unter Unterdruck ohne Zusatz von As2O3 bzw. Sb2O3 |
| DE10200233C1 (de) * | 2002-01-05 | 2003-04-17 | Schott Glas | Vorrichtung zum Läutern einer Glasschmelze mit einer Unterdruck-Läuterkammer |
| DE10200234C1 (de) * | 2002-01-05 | 2003-04-17 | Schott Glas | Vorrichtung zum Läutern einer Glasschmelze mit einer Unterdruck-Läuterkammer |
| DE10200232C1 (de) * | 2002-01-05 | 2003-01-23 | Schott Glas | Vorrichtung zum Läutern einer Glasschmelze in einer Unterdruck-Läuterkammer |
| DE10211183B4 (de) * | 2002-03-14 | 2005-04-28 | Schott Ag | Vorrichtung zum Läutern einer Glasschmelze mit einer Unterdruck-Läuterkammer |
| WO2003106361A1 (de) * | 2002-06-13 | 2003-12-24 | Schott Glas | Verfahren zur unterdruckläuterung von alkali-borosilicat-glasschmelzen |
| US8156766B2 (en) * | 2003-01-09 | 2012-04-17 | Corning Incorporated | Molten optical glass fining apparatus |
| DE10304973B4 (de) * | 2003-02-06 | 2006-08-17 | Schott Ag | Vorrichtungen, Regelvorrichtung und Regelverfahren für die Läuterung von Glas |
| US6795484B1 (en) | 2003-05-19 | 2004-09-21 | Johns Manville International, Inc. | Method and system for reducing a foam in a glass melting furnace |
| KR101117999B1 (ko) * | 2006-08-29 | 2012-04-23 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 용융 유리의 도관 구조 및 그 도관 구조를 사용한 감압 탈포 장치 |
| CN101595068B (zh) * | 2007-01-31 | 2012-07-25 | 旭硝子株式会社 | 玻璃制造方法及减压脱泡装置 |
| CN101959807B (zh) * | 2008-02-29 | 2013-06-19 | 旭硝子株式会社 | 熔融玻璃的减压脱泡装置 |
| RU2491235C2 (ru) * | 2008-06-02 | 2013-08-27 | Асахи Гласс Компани, Лимитед | Устройство для вакуумного дегазирования, устройство для изготовления стеклянных изделий, и способ изготовления стеклянных изделий |
| JP5327698B2 (ja) * | 2008-08-27 | 2013-10-30 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス溶融方法およびガラス溶融装置 |
| MY159645A (en) | 2009-03-09 | 2017-01-13 | Nitto Boseki Co Ltd | Glass-melting device for producing glass fiber and method for producing glass fiber |
| EP2407437B1 (en) | 2009-03-09 | 2020-01-15 | Nitto Boseki CO., LTD. | Glass-melting device for producing glass fiber and method for producing glass fiber using same |
| US8997525B2 (en) | 2010-06-17 | 2015-04-07 | Johns Manville | Systems and methods for making foamed glass using submerged combustion |
| US9115017B2 (en) | 2013-01-29 | 2015-08-25 | Johns Manville | Methods and systems for monitoring glass and/or foam density as a function of vertical position within a vessel |
| US8973405B2 (en) | 2010-06-17 | 2015-03-10 | Johns Manville | Apparatus, systems and methods for reducing foaming downstream of a submerged combustion melter producing molten glass |
| US8769992B2 (en) | 2010-06-17 | 2014-07-08 | Johns Manville | Panel-cooled submerged combustion melter geometry and methods of making molten glass |
| US10322960B2 (en) | 2010-06-17 | 2019-06-18 | Johns Manville | Controlling foam in apparatus downstream of a melter by adjustment of alkali oxide content in the melter |
| US8707740B2 (en) | 2011-10-07 | 2014-04-29 | Johns Manville | Submerged combustion glass manufacturing systems and methods |
| US9032760B2 (en) | 2012-07-03 | 2015-05-19 | Johns Manville | Process of using a submerged combustion melter to produce hollow glass fiber or solid glass fiber having entrained bubbles, and burners and systems to make such fibers |
| US8991215B2 (en) | 2010-06-17 | 2015-03-31 | Johns Manville | Methods and systems for controlling bubble size and bubble decay rate in foamed glass produced by a submerged combustion melter |
| US9021838B2 (en) | 2010-06-17 | 2015-05-05 | Johns Manville | Systems and methods for glass manufacturing |
| US9096452B2 (en) | 2010-06-17 | 2015-08-04 | Johns Manville | Methods and systems for destabilizing foam in equipment downstream of a submerged combustion melter |
| US9776903B2 (en) | 2010-06-17 | 2017-10-03 | Johns Manville | Apparatus, systems and methods for processing molten glass |
| CN103025669B (zh) * | 2010-07-30 | 2015-04-22 | 旭硝子株式会社 | 熔融玻璃的减压脱泡装置、熔融玻璃的减压脱泡方法、玻璃制品的制造装置及玻璃制品的制造方法 |
| US9533905B2 (en) | 2012-10-03 | 2017-01-03 | Johns Manville | Submerged combustion melters having an extended treatment zone and methods of producing molten glass |
| EP2903941A4 (en) | 2012-10-03 | 2016-06-08 | Johns Manville | METHOD AND SYSTEMS FOR DESTABILIZING FOAM IN A DEVICE HAVING BEEN SWITCHED DOWN UNDERWATER COMBUSTION FURNACE |
| US9227865B2 (en) | 2012-11-29 | 2016-01-05 | Johns Manville | Methods and systems for making well-fined glass using submerged combustion |
| JP2013075823A (ja) * | 2012-12-20 | 2013-04-25 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス溶融方法およびガラス溶融装置 |
| US9249042B2 (en) | 2013-03-01 | 2016-02-02 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Process and apparatus for refining molten glass |
| US9637406B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-05-02 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Apparatus for melting and refining silica-based glass |
| US9611163B2 (en) * | 2014-03-05 | 2017-04-04 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Process and apparatus for refining molten glass |
| US9751792B2 (en) | 2015-08-12 | 2017-09-05 | Johns Manville | Post-manufacturing processes for submerged combustion burner |
| US10670261B2 (en) | 2015-08-27 | 2020-06-02 | Johns Manville | Burner panels, submerged combustion melters, and methods |
| US10041666B2 (en) | 2015-08-27 | 2018-08-07 | Johns Manville | Burner panels including dry-tip burners, submerged combustion melters, and methods |
| US9815726B2 (en) | 2015-09-03 | 2017-11-14 | Johns Manville | Apparatus, systems, and methods for pre-heating feedstock to a melter using melter exhaust |
| US9982884B2 (en) | 2015-09-15 | 2018-05-29 | Johns Manville | Methods of melting feedstock using a submerged combustion melter |
| US10837705B2 (en) | 2015-09-16 | 2020-11-17 | Johns Manville | Change-out system for submerged combustion melting burner |
| US10081563B2 (en) | 2015-09-23 | 2018-09-25 | Johns Manville | Systems and methods for mechanically binding loose scrap |
| US10144666B2 (en) | 2015-10-20 | 2018-12-04 | Johns Manville | Processing organics and inorganics in a submerged combustion melter |
| US10246362B2 (en) | 2016-06-22 | 2019-04-02 | Johns Manville | Effective discharge of exhaust from submerged combustion melters and methods |
| US10301208B2 (en) | 2016-08-25 | 2019-05-28 | Johns Manville | Continuous flow submerged combustion melter cooling wall panels, submerged combustion melters, and methods of using same |
| US10196294B2 (en) | 2016-09-07 | 2019-02-05 | Johns Manville | Submerged combustion melters, wall structures or panels of same, and methods of using same |
| US10233105B2 (en) | 2016-10-14 | 2019-03-19 | Johns Manville | Submerged combustion melters and methods of feeding particulate material into such melters |
| CN106830624A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-06-13 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | 一种提高熔融玻璃液澄清质量的阶梯式减压脱泡装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1598308A (en) * | 1922-11-01 | 1926-08-31 | Cole French Com Pany | Method of and apparatus for fining glass |
| US1596308A (en) | 1923-05-31 | 1926-08-17 | Lovell Mfg Co | Wringer |
| FR1485634A (fr) | 1966-04-19 | 1967-06-23 | Boussois Souchon Neuvesel Sa | Procédé et dispositif pour la fusion du verre et l'élaboration de produits vitreux |
| JPH02188430A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-24 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの製造法 |
| JP2817168B2 (ja) * | 1989-02-21 | 1998-10-27 | 旭硝子株式会社 | ガラスの清澄装置 |
| JP3150726B2 (ja) * | 1991-09-04 | 2001-03-26 | 旭硝子株式会社 | ガラス製品の製造法 |
| JP2664039B2 (ja) * | 1992-01-20 | 1997-10-15 | 旭硝子株式会社 | 減圧脱泡方法及びその装置 |
| JPH07291633A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-11-07 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの製造法 |
| JP3767637B2 (ja) | 1995-08-21 | 2006-04-19 | 旭硝子株式会社 | 高温溶融物用導管の支持構造体 |
| JP3738474B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2006-01-25 | 旭硝子株式会社 | 減圧脱泡方法及びそのための装置 |
| KR100444628B1 (ko) | 1995-11-21 | 2004-11-03 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 용융유리의정제방법및장치 |
| US6119484A (en) * | 1997-10-06 | 2000-09-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Vacuum degassing apparatus for molten glass |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10508599A patent/JP4110663B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-04-05 CZ CZ20001221A patent/CZ301550B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-04-10 ID IDP20000280D patent/ID25570A/id unknown
- 2000-04-11 TW TW093136756A patent/TWI246991B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-11 TW TW089106704A patent/TWI229058B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-12 US US09/547,669 patent/US6332339B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-12 KR KR1020000019164A patent/KR100667643B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-04-13 ES ES00107905T patent/ES2261114T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-13 CN CNB001068229A patent/CN1212279C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-13 ES ES06001859T patent/ES2341665T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-13 DE DE60026754T patent/DE60026754T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-13 EP EP00107905A patent/EP1044929B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-13 EP EP06001859A patent/EP1655268B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-13 DE DE60044102T patent/DE60044102D1/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-09-20 US US09/956,428 patent/US6536238B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60026754T2 (de) | 2006-11-09 |
| JP4110663B2 (ja) | 2008-07-02 |
| DE60044102D1 (de) | 2010-05-12 |
| EP1655268A3 (en) | 2006-06-07 |
| ES2341665T3 (es) | 2010-06-24 |
| KR20010029636A (ko) | 2001-04-06 |
| EP1655268A2 (en) | 2006-05-10 |
| KR100667643B1 (ko) | 2007-01-12 |
| JP2000302456A (ja) | 2000-10-31 |
| TW200510257A (en) | 2005-03-16 |
| CZ301550B6 (cs) | 2010-04-14 |
| TWI229058B (en) | 2005-03-11 |
| US6332339B1 (en) | 2001-12-25 |
| CN1212279C (zh) | 2005-07-27 |
| TWI246991B (en) | 2006-01-11 |
| CN1270148A (zh) | 2000-10-18 |
| EP1044929A1 (en) | 2000-10-18 |
| EP1044929B1 (en) | 2006-03-22 |
| DE60026754D1 (de) | 2006-05-11 |
| US20020033030A1 (en) | 2002-03-21 |
| ID25570A (id) | 2000-10-19 |
| ES2261114T3 (es) | 2006-11-16 |
| US6536238B2 (en) | 2003-03-25 |
| EP1655268B1 (en) | 2010-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ20001221A3 (cs) | Způsob vakuového odplyňování roztaveného skla | |
| US6854290B2 (en) | Method for controlling foam production in reduced pressure fining | |
| KR100855924B1 (ko) | 용융유리의 진공탈가스 장치 | |
| EP2407437B1 (en) | Glass-melting device for producing glass fiber and method for producing glass fiber using same | |
| JP4075161B2 (ja) | 減圧脱泡によるガラスの製造方法 | |
| KR101379601B1 (ko) | 용융 유리의 탈포 장치 | |
| JP5975022B2 (ja) | 溶融ガラスの減圧脱泡方法、溶融ガラスの減圧脱泡装置、溶融ガラスの製造方法、溶融ガラスの製造装置、ガラス製品の製造方法、およびガラス製品の製造装置 | |
| JP4048646B2 (ja) | 溶融ガラスの減圧脱泡方法および減圧脱泡によるガラスの製造装置 | |
| CN106795026A (zh) | 玻璃熔融物制造装置、玻璃熔融物制造方法、玻璃物品制造装置及玻璃物品制造方法 | |
| JP2000178028A (ja) | 溶融ガラスの減圧脱泡装置 | |
| JP2006298657A (ja) | 溶融ガラスの減圧脱泡装置、および該減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの清澄方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20200405 |