DD143898B1 - Vorrichtung zur herstellung beschichteter und unbeschichteter mikroglaskugeln - Google Patents

Description

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Steinach, den 12.04.1979

Anmelder:

Dipl.Ing, Greiner-Bär, Gerhard, Dipl.Ing. Schmidt, Werner, Dipl.Ing. Söllner, Horst, Knauer, Lothar·, · Köhler, Heinz, Ulbrich, Karl, Ing. Bäz, Horst,

Dr.rer.nat.Schafer, Manfred, Hochsch.Ing.Abicht, Ulrike,

Lauscha Sonneberg Steinach Lauscha Lauscha Lauscha Lauscha Steinach Lauscha

Zust e1lungs-B eν о1Imacht iger:

VEB T r i s о 1 a Steinach

Betrieb des VEB Kombinates Glasseide Oschatz

Titel der Erfindung:

"Vorrichtung zur Herstellung beschichteter und unbe-

Mikroglaskugeln

schichteter

Anwendungsgebiete der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung beschichteter und unbeschichteter kleiner Kügelchen, insbesondere aus Glas, die vorzugsweise als Reflexionsmaterial für Straßenmarkierungen, zum Strahlläppen verschiedener

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Materialien und als Verstärkungs- und Füllmaterial in thermo- und duroplastischen Kunststoffen Verwendung finden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Zur Herstellung kleiner Kügelchen aus Glas sind verschiedene prinzipielle Methoden bekannt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht aus von der Methode des Formens von Glaskügelchen während ihrer Bewegung in einer der Fallrichtung entgegengesetzten Richtung durch eine Verbrennungskammer unter Verwendung eines vorher· produzierten Glaskorns»

Zur Herstellung kleiner Kügelchen aus Glas sind Einrichtungen bekannt, die im wesentlichen aus einem senkrechten zylindrischen Schornstein bestehen, wobei die Spitze des Schornsteins zur Atmosphäre geöffnet und von einem Trichter umgeben ist, der zur Aufnahme der kleinen Glaskügelchen bestimmt ist. Der Schornstein wird von einer- Anzahl Gasdüsen umgeben, die die notwendige Y/.ärmemenge zur Formung der Glaskügelchen liefern· Innerhalb des Schornsteins sind oberhalb der Gasdüsen mehrere ZufUhrungsrohre für die gemahlenen Glaspartikel angebracht, durch die die Glaspartikel nach unten fallen und durch den entstehenden Auftrieb nach kurzer Fallstrecke nach oben umgelenkt werden. Die Glaspartikel schmelzen in der Flamme und werden aus dem oberen Ende des Schornsteins ausgetragen und im Trichter aufgefangen (US PS 2 334 578).. Um die Gefahr des Anklebens der Glaspartikel an den Innenrändern des Schornsteins zu mindern, ist eine feuerfeste Beschichtung angebracht_# Die Außenwände des Schornsteins werden durch Luftdüsen gekühlt. (US PS 2 947 115, US PS 2 619 776) Diese bekannten Einrichtungen weisen eine ganze Reihe Nachteile auf. Da die Schutzschicht unter der Teraperatureinwirkung abplatzt und Teile der Schutzschicht durch anhaftende Zapfen aus Glas weggebrochen wird, muß die Anlage alle 3 bis 4 Stunden stillgelegt und die Schutzschicht erneuert werden. Dadurch entstehen sehr hohe Kosten. Durch die Kühlung bedingt, wird eine große Wärmemenge abgeführt, wodurch ein hoher Energieverbrauch zu verzeichnen ist» Gleichzeitig ist damit aber

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auch verbunden, daß viele unförmige Teilchen entstehen, da die im Schornstein verbleibende Wärmemenge nicht ausreicht, um kleine Glaskügelchen hoher Qualität zu fertigen. Da die Zuführungsdüsen in den Schornstein hineinragen, werden diese hoch erhitzt, die Glaspartikel kleben an den Düsenöffnungen an und verstopfen diese· Durch die gegenüber dem Schornstein senkrechte Brenneranordnung entstehen durch das einströmende Gas Wirbel, die dazu führen, daß die Glaspartikel in hoher Zahl an die Wände des Schornsteins geschleudert werden und dort ankleben«

Bei einer ähnlichen anderen bekannten Einrichtung werden die Glaspartikel am unteren Ende des Schornsteins mit Hilfe des Verbrennungsgases und der Verbrennungsluft eingeführt. (BRD AS 1 285 107) Um ein zu großes Anstauen der anhaftenden Glaspartikel an der Innenwand des Schornsteins zu verhindern, wird mittels einer Hammervorriehtung der Schornstein in Schwingung versetzt, so daß die anhaftenden Zapfen abbrechen und am Unterteil des Schornsteins herausfallen.(US PS 2 618 776)

Obwohl die Wirbelbildung und das Verkleben der Glaspartikeldüsen bei dieser Vorrichtung vermieden werden, treten die anderen bereits erwähnten Schwierigkeiten ebenfalls unvermindert auf. Das Hämmern, ob manuell oder automatisch, ist sehr geräuschvoll und ist folglich für das Bedienungspersonal oder die angrenzenden Bereiche unzumutbar»

Bei einer ähnlichen anderen bekannten Einrichtung wird das manuelle oder automatische Hämmern durch einen kontiunierlich laufenden Vibrator ersetzt.

Obwohl bei dieser Einrichtung die Lärmquelle beseitigt ist, bleiben alle anderen bereits erwähnten Mängel wie bei den anderen erwähnten Einrichtungen bestehen,

Eine andere bekannte Einrichtung zur Herstellung kleiner Glaskügelchen besteht in der Hauptsache aus einem konischen Abfallrohr, dessen größter Durchmesser sich am oberen Ende befindet. ^\xrch besonders angeordnete Elemente wird das Rohr

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in periodische umlaufende und vertikale Bewegungen versetzt, um die an der Wandung anhaftenden Glasteilchen auf diese Weise zu lösen, damit sie herausfallen» Das konische Metallrohr wird von außen mittels Luftzufuhr gekühlt. (US PS 2 600 963)

Die Nachteile dieser bekannten Einrichtung sind begründet, durch den Lärm, der durch die Bewegungen des Metallrohres verursacht wird und durch die hohen Kosten, verursacht durch die Kühlung, die gleichzeitig zu einer minderwertigen Qualität der kleinen Kügelchen führt.

Eine andere bekannte Vorrichtung beruht darauf, daß vorgewärmte Glaskörner einem Abzugsschacht eingegeben werden, wobei die Körner geschmolzen und anschließend plötzlich bis zu einem Punkt oberhalb struktureller Umwandlung abgekühlt werden. Danach ist eine Zone mäßiger und relativ langsamer Abkühlung eingebaut, wobei die Körner bis zu einem Punkt unterhalb struktureller Umwandlung kühlen· Anschließend erfolgt in einer anderen eingebauten Zone ein plötzliches Abkühlen der Kügelchen bis zu einer Temperatur etwas über 100 C. (BRD PS 1 019 806, Frankreich PS 1 096 304, Österreich PS 189 756)

Diese Vorrichtung ist konstruktiv und reglungstechnisch äußerst aufwendig.

Eine weitere bekannte Vorrichtung beruht darauf, daß ein Rohrofen am oberen Ende dicht abgeschlossen und seine axiale Lange so bemessen ist, daß aufwärts bewegte Glaskügelchen seine obere Wandung nicht berühren können, daß er einen Innendurchmesser aufweist, der mindestens gleich dem sechsfachen Durchmesser der Brennermündung ist, und daß der einen größeren Durchmesser als der Rohrofen aufweisende Auffangtrichter· den unteren Teil des Rohrofens erfaßt. (3RD PS 1 223 511, Prankreich PS 1 377 221, US PS 3 361 549)

Die Kosten der nach diesem Verfahren hergestellten Glaskügelchen sind sehr hoch, da reiner Sauerstoff zur Verbrennung benutzt werden muß. Die Größe der herzustellenden Glaskügelchen

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ist relativ gering, da es unmöglich ist;, allein mittels Flammentemperatur die Glasmasse größerer Glasteilchen zu schmelzen,

Зѳі anderen Vorrichtungen ist der Abzugsschacht so gestaltet, daß er sich entweder vom Brennerraum aus in Abzugsrichtung verjüngt, oder daß er sich vom Brennerraum aus zuerst ein kurzes Stuck erweitert und dann verjüngt· Der Abzugsschacht wird bei beiden Möglichkeiten gekühlt.

Durch die Kühlung des Abzugsschachtes bedingt, wird ein großer Teil der aufgebrachten Wärmeenergie abgeführt und so zur Ausbildung der Glaskugelehen unwirksam» Dadurch wird eine sehr lange Schacht strecke benötigt. Ein weiterer enormer \7ärineverlust erfolgt durch die große Öffnung des Abzugsschachtes. Durch die auftretenden \7ärmeverluste bedingt, wird diese Vorrichtung sehr energieaufwendig.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen wird eine Kühlung des Schachtes mit Druckluft, mit einem Wassermantel oder auch mit verdüstern Wasser durchgeführt, (BRD AS 1 285 685) Dabei kommt es zu einer großen Wärmeabfuhr, so daß unerwünschte Unterkühlungen an der Innenoberfläche des Abzugsschachtes auftreten. Resultierend daraus können nur Glaskügelchen geringen Durchmessers produziert werden.

Eine letzte bekannte Vorrichtung beruht darauf, daß ein stationärer Rohrofen verwendet wird. Dabei werden Elemente verwendet, die unter Druck Luft durch das Innere des Ofens rund um die Innenwände führen, um ein aufsteigendes Luftkissen zu bilden. Außerdem v/erden Elemente verwendet, um Außenluft allein oder mit der Du^rkluft; in seperaten Stufen durch Lufteinlaßöffnungen in das Innere des Rohres zu leiten, die Sekundärluft für die Verbrennung zu einer von den inneren Seitenwänden entfernten Fläche liefern. Die zur Bildung des Luftkissens dem Ofen zugeführte Luft steht unter Druck und wird tangential zu dem Innern des Ofenrohres eingeführt» (US PS 3 190 737) Bedingt durch die sehr große Öffnung, die die Ofenv.-andung kühlen soll, tritt: eine sehr großer Energie« verbrauch ein. In der !Praxis erweist es sich als unmöglich, mittels eingespeister Luft einen wirksamen Schutz gegen das

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Anhaften von Glaspartikeln an der Innenwand des Ofens zu schaffen*

Die Beschichtung der Glaskügelchen ist notwendig, wenn sie als Reflexionsmaterial für Straßenmarkierungen und dgl· und als Verstärkungs- und Füllmaterial in Kunststoffen Verwendung finden.

Bei Einsatz von Glaskügelchen zu Straßenmarkierungen und dgl, ist es vorteilhaft, einen feuchtigkeitsdichten Überzug aufzubringen, um einerseits ein Zusammenkleben der Kügelchen zu verhindern, wenn sie einer verhältnismäßig feuchten Atmosphäre ausgesetzt sind. (US PS 2 794 301) Andererseits wird durch einen feuchtigkeitsdichten Überzug erst die volle Reflexion bei regenassen Straßen ermöglicht» Als beschichtungsmittel werden in der Hauptsache bestimmte Siloxane verwendet.

Bei Verwendung von Glaskügelchen als Verstarkungs- und Füllmaterial in Kunststoffen wird vorteilhafterweise auf die Oberfläche der Glaskügelchen ein Haftvermittler aufgebracht. Dadurch ergeben sich deutliche Festigkeitsverbesserungen der mit Glaskügelchen versetzten Kunststoffe, Als Beschichtungsmittel werden auch hier insbesondere Silane verwendet.

Zum Aufbringen der Beschichtungsmittel wurden Tauchverfahren und Verdüsungsverfahren entwickelt« Jedoch nur mit dem Verdüsungsverfahren ist eine Kontinuität im Arbeitsablauf möglich. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb ebenfalls eine Einrichtung zur Beschichtung von Glaskügelchen mittels Verdüsungsverfahren,

Eine bekannte Einrichtung zur Beschichtung von Glaskügelchen beruht darauf, daß eine Siloxanlösung oder -dispersion als lieb el in eine geschlossene Kammer gesprüht wird und daß gerade gefertigte noch heiße Glaskügelchen, in dem sie die geschlossene Kammer passieren, mit einem Überzug versehen werden, so lange sie in der geschlossenen Kammer sind. Dieser Überzug wird dann in ein Silikon überführt, weil er Wärme von den noch heißen Glaskügelchen aufnimmt, (US PS 2 730 841)

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Auf Grund der Tatsache, daß sich die z.T, sehr kleinen Glaskügelchen nach der Fertigung relativ schnell abkühlen, genügt in der Praxis der W arme inhalt· der Glaskligelchen nicht, einen einwandfreien Silikonüberzug zu ermöglichen. Deshalb ist die Qualität des Überzuges für bestimmte Zwecke nicht ausreichend.

Eine andere bekannte Einrichtung zur Beschichtung von Glaskügelchen besteht aus einem langgestreckten Trog, der die mit dem Überzug zu versehenden Kügelchen enthält und eine in dem Trog drehbar gelagerte Schnecke, die zwecks kontinuierlicher Hindurchbewegung der Kügelchen durch den Trog angetrieben wird, wobei während der Bewegung der Kügelchen zuerst ein Aktivierungsmittel und sodann ein Silikonwerkstoff aufgebracht wird, mit dem das Aktivierungsmittel derart reagiert, daß auf den Kügelchen ein Überzug entsteht.

Durch die chemische Aushärtung bedingt, ist eine genaueste Steuerung des Prozesses notwendig. Bei kleinsten Abweichungen leidet die Qualität des Überzuges, Falls bei der Aufbringung des Überzugswerkstoffes zuviel Wasser vorhanden ist, so enthalten die mit einem Überzug versehenen Kügelchen einen Überschuß an nicht ausreagierter· Feuchtigkeit, Falls dagegen die Y/assermenge zu klein ist;, so ist die Reaktion zwischen der Aktivierungsmischung und dem Silikonwerkstoff unvollständig, und der auf den Kügelchen erzeugte Überzug ist nicht gleichmäßig. Überdies entsteht im Schneckenförderer· zwischen Innenwandung des Rohres, Schneckenförderer und den Glaskügelchen eine große Reibung, so daß die Oberfläche eines Teils der Glaskügelchen beschädigt wird.

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Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, die Mängel der aufgezeigten Verfahren zu beseitigen und qualitativ hochwertige Kügelchen aus Glas verschiedener Größen mit geringstem Energieaufwand zu fertigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sur Herstellung kleiner Kügelchen, insbesondere aus Glas zu schaffen, die eine einfache Konstruktion aufweist, kontinuierlich arbeitet und ohne äußere Kühlung des Ofens gestattet, Glaskügelchen hoher Qualität zu produzieren, wobei ohne jegliche Unterbrechung der Produktion eine Beschichtung der Glaskügelchen mit verschiedenen Mitteln entsprechend des jeweiligen Verwendungszweckes möglich sein muß«,

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Merkmale der Erfindung:

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelbst, daß ein senkrechter hohlzylinderartiger Schacht aus ff-Material angeordnet ist, der nach außen durch mehrere Isolierschichten gegen Wärmeverluste geschützt wird, dessen obere Austritts— fläche durch einen doppelwandigen wassergekühlten kegelstumpfartigen Hohlbehälter reduziert ist, wobei nachfolgend ein Sammelbehälter angeordnet ist und die Glaskugelchen durch eine Sammelleitung einem BeSchichtungssystem, bestehend aus mehreren Düsen und einem Trockenofen zugeführt werden, während sich am unteren Ende des hohlzylinderartigen Schachtes die Beheizungs- und Beschickungsanlage, bestehend aus einem Hauptbrenner, einem Ringbrenner und einem Beschickungs-Düsensystem befindet.

Als ff-Material werden vorzugsweise Formschamottesteine verwendet. Die Isolierschichten des hohlzylinderartigen Schachtes bestehen aus einer Schicht Schamotteleichtsteine und einer Schicht Schaumglas. Auf der Länge des Schachtes sind in gleichmäßigen Abständen sechs Thermoelemente angebracht, deren Fühler mit der Innenfläche des Schachtes abschließen. Das Verhältnis der Länge des Schachtes zu seinem Durchmesser bewegt sich zwischen 15:1 und 25 : 1 und liegt vorteilhafterweise bei 18,5 : 1« Die Temperatur im Schacht wird genau geregelt. Das Verhältnis der offenen Flächen des doppelwandigen wassergekühlten kegelstumpfartigen Hohlbehälters liegt zwischen 1 : 1,5 und 1 : 7 und soll vorzugsweise 1 : 4,1 betragen· Das Verhältnis seiner Höhe zu dem Durchmesser seiner kleineren offenen Fläche liegt zwischen 3,5 : 1 und 1,5 : 1 und beträgt νorteilhafterweise 2:1. Das Verhältnis der Länge des Schachtes zu der Höhe des Hohlbehälters liegt zwischen 10:1 und 20 : 1 und beträgt vorzugsweise 12:1. Der Hohlbehälter besteht aus rostfreiem Material und wird wassergekühlt. Der Sammelbehälter weist eine quadratische Form auf. An zwei gegenüberliegenden Seiten sind die Absaugleitungen für die Abgase angebracht. Vor den Öffnungen dieser Absaugleitungen befinden sich Abscheidebleche. Der Sammelbe-

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hälter mündet am unteren Ende in zwei pyramidenartige Einrichtungen, die wiederum in Führungsrohre übergehen, während diese Führungsrohre zu einem Fallrohr zusammengefaßt werden, welches in einer Förderschnecke mündet. Der Sammelbehälter ist aus rostfreiem Stahl gefertigt. Die Höhe des Sammelbehälters beträgt mindestens ein Drittel der Länge des Schachtes.

Im Sammelbehälter befindet sich ein aus rostfreiem Stahl gefertigter, mit Wasser gekühlter Kegelab lenker, dessen Spitze nach unten gerichtet ist. Die Spitze des Kegelab lenkers befindet sich genau im Lot zum Schacht und zum Hohlbehälter« Der Kegelwinkel des Kegelablenkers liegt zwischen 25 und 35 und beträgt vorzugsweise 30°. Der Abstand zwischen Kegelablenker und Hohlbehälter beträgt mindestens 20 % der Länge des Schachtes,

Die Abgase werden mehreren parallel und/oder in Reihe angeordneten Zyklonen, die Kügelchen einem Beschichtungssystem zugeführt. Zum Aufbringen eines Hydrophobier- und Haftmittels auf die Oberfläche der Glaskügelchen werden auf dem Prinzip der Drallzerstäubung beruhende ZerstäubungsdÜ3en verwendet,, Die je nach Bedarf benetzten oder unbenetzten Glaskügelchen werden über eine Förderschnecke einem Förderrohr zugeführt. Das Förderrohr befindet sich innerhalb eines Trockenofens. Zur Beheizung des Ofens sind innerhalb einer feuerfesten Ausmauerung Super-Kanthal-Heiaspiralen installiert» Für die Hydrophobierung der Glaskügelchen wird eine wässrige Lösung verwendet, die Methylhydrogen-Polysiloxan Eisessig enthält.

Das beschichtungssystem ist gekennzeichnet durch eine haftmitte If ührende Leitung nebst zweier Abstellschieber, durch eine Iiydrophobiermittelführende Leitung nebst zweier Abstellschieber sowie durch zwei Mischleitungen nebst je einen zugehörigen Düsenaystem. Innerhalb der Isolierschichten des hohlzylinderartigen Schachtes zwischen Formschamottesteinen und Schamotteleichtsteinen, sind verbrennungsluftfuhrende Rohre so angeordnet, daß die Möglichkeit der Vorwärmung der Verbrennungsluft gegeben ist.

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Ausführungsbeispiel;

Zur näheren Erläuterung wird nachstehend ein in den Zeichnungen dargestelltes bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Pig. 1: schematische Ansicht der Vorrichtung zur Herstellung beschichteter und unbeschichteter· kleiner Kügelchen

Pig. 2: schematische Ansicht des Schachtes Pig. 3: Temperaturverlauf im Schacht Pig. 4: Querschnitt des Schachtes

Pig. 5: Vorderansicht des wassergekühlten Hohlbehälters Pig« 6: Draufsicht des wassergekühlten Hohlbehälters Pig. 7: Ansicht des Brennersystems mit Glasnehlzuführung Pig. 8: schematische Ansicht des Beschichtungssystems

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Zur Formung der Kügelchen aus den Glaskörnern ist eine best inimte Wärmemenge erforderlich» Die zum Schmelzen der Glaskorner erforderliche Wärmemenge ist eine Punktion der Temperatur des Mauerwerks, der Verweilzeit der Glaskorner im Schacht und der Masse der Glaskörner.

Q = f (T, t, m)

Bei konstanter Temperatur im Schacht; und konstanter Verweilzeit der Glaskörner im Schacht ist die erforderliche Wärmemenge nur eine Punktion der Masse der Glaskörner«

Q = f (m) zn = f (d³)

Somit ergibt sich, daß die erforderliche Wärmemenge zum Schmelzen eines Glaskornes proportional der 3. Potenz seines Durchmessers ist» Das bedeutet zum Beispiel, daß zur Produktion eines 0,5 mm Glaskügelchens die 125fache Wärmemenge gegenüber der Produktion eines 0,1 mm Glaskugelchen erforderlich ist. Es wurde festgestellt, daß die Geschwindigkeit, mit der die Glas;körner den Schacht passieren, in engen Grenzen geregelt v/erden muß. Es ist wichtig, daß je nach Zusammensetzung des verarbeiteten Glases diese Geschwindigkeit mehr oder weniger gestägert werden muß, um den Durchmesser und der Dichte der Glaskörner Rechnung zu tragen»

Lan bewirkt diese Regelung z.B. durch Veränderung des Einlaßdruckes für die tragende Verbrennungsluft oder durch Veränderung des Düsendurchmessers für die Drucklufteinspeisung· Auf diese Weise werden die Glaskörner mit einer Geschwindigkeit bewegt, die sich aus der Resultierenden der Luftgeschwindigkeit, der Absauggeschwindigkeit der Abgase, des Auftriebes und ihrer eigenen vom Durchmesser und Dichte der Glaskörner abhängigen Fallgeschwindigkeit zusammensetzt» Man erreicht auf diese Art den Vorteil, daß man in allen Fällen die Bewegungsgeschwindigkeit der Glaskörner einstellen kann, welches eine höchste Erzeugungsmenge ermöglicht. Man kann so die Zeit, während der die Glaskügelchen sich bilden, genau festlegen und auf das äußerste Minium beschränken»

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Die Erfindung umfaßt ein Untergestell 1, das vorzugsweise aus Winkel-, Doppel T- und U-Stahl besteht, die zusammengeschweißt sind. Auf dem Untergestell 1 sind Rahmen 2 aus Doppel-T-Stahl angebracht, die als Unterlage dienen für eine Grundplatte 3 aus feuerfestem Materia]!, auf der der hohlzylinderartige Schacht 4 steht.

Inmitten des Untergestells 1 befindet sich die Einrichtung zum Zerstäuber des zerkleinerten Glases. Von einem (nicht dargestellten) Behälter fällt das zerkleinerte Glas durch die Rohrleitung 5 in einen kegelstumpffö'rmigen Behälter 6. In der den nach unten abschließenden Behälter 6 angebrachten Platte 7 sind sieben Düsen 8 eingearbeitet. Unterhalb der Platte 7 befindet sich ein zylinderförmiger Behälter 9, in den eine Rohrleitung 10 einmündet. In einem (nicht dargestellten) Verdichter wird Druckluft erzeugt und diese über die Rohrleitung 10 in den Behälter 9 gepreßt. Durch die Düsen 8 gelangt die Druckluft in den Behälter 6 und reißt das in diesem Behälter 6 befindliche zerkleinerte Glas mit in das jeder Düse 8 zugeordnete Zuführrohr 11« In den Zuführrohren 11. wird das zerkleinerte Glas mit der von dem (nicht dargestellten) Verdichter kommenden Luft gemischt und gelangt mit dieser Luft in einer ziemlich hohen Geschwindigkeit durch die Zuführrohre 11. in den unteren Teil des hohlzylinderartigen Schachtes 4· Am oberen Ende der Zuführrohre 11 ist ein Hauptbrenner 12 installiert, welcher aus der G_rUndplatte 13, den Mischblechen 14» der Deckplatte 15 mit den Austrittsöffnungen 16 und der 3rennervvandung 17 besteht. Die Zuleitung des Gas-Luft-Gemisches erfolgt über die Rohrleitung 18. Die Mischbleche 14 teilen den Hauptbrenner 12 in mehrere Kammern, in denen das Gas-Luft-Gemisch intensiv genascht wird. Nach der Durchmischung verläßt das Gas-Luft-Gemisch den Hauptbrenner 12 durch die Austrittsöffnungen 16 der Deckplatte 15 und gelangt in den hohlzylinderartigen Schacht 4, in dem die Verbrennung stattfindet. Eine weitere Rohrleitung 19 transportiert ebenfalls Gas-Luft-Gemisch in den Hauptbrennea 1 ?.. Die Rohrleitung 19 endet im Ringspalt 20, aus dem das Gas-Luft-Gemisch ebenfalls in den hohlzylinderartigen Schacht 4 strömt, wobei aus dem Zuführrohr 1t durch

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Druckluft ausströmende zerkleinerte Glas von diesem Gas-Luft-Geiuisch umschlossen wird. Die Verbrennung des aus dem Ringppalt 20 ausströmenden Gas-Luft-Gemisches erfolgt im hohlzy3inderartigen Schacht 4· Die bei der Verbrennung des aus den Austrittsöffnungen 16 und dem Ringspalt 20 ausströmenden Gas-Luft-Gemisches entstehende Wärme ist nötig, um die im hohlzylinderartigen Schacht 4 notwendigen Temperaturen zu halten, damit die aus den Zufuhrrohren 1t durch Druckluft ausgeblasenen zerkleinerten Glaspartikel so weit erhitzt v/erden, daß die Außenhaut des Patikels zum Schmelzen kommt und aus jedem Partikel auf Grund der Oberflächenspannung eine Kugel entsteht.

Damit die durch Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches erreichten Temperaturen im hohlzylinderartigen Schacht 4 nicht zu schnell absinken und Wärme nicht mehr als von der Technologie bedingt abgeführt wird, ist der hohlzylinderartige Schacht 4 aus feuerfestem und warmedämmendem Material aufgebaut, das in mehreren Schichten angeordnet ist.

Die lichte Weite des hohlzylinderartigen Schachtes 4 beträgt 400 mm. Die erste Schicht von innen nach außen besteht aus Porraschaxüottesteinen 21, eine andere Schicht aus Schamotteleichtsteinen 22 und die Außenhaut aus Schaumglas 23· Durch die genannte Ausführung wird eine ausreichende Wärmedämmung nach außen hin erreicht.

Zur Steuerung der notwendigen Warme zur Ausbildung der Ballotini sind im Mauerwerk des hohlzylinderartigen Schachtes 4 Thermoelemente 52 in gleichen Abständen zueinander angeordnet. In Figur 3 ist der Temperaturverlauf im hohlzylinderartigen Schacht 4 aufgezeigt, wie er erforderlich ist zur Herstellung von Ballotini mit einem Durchmesser von 0,4 bis 0,6 mm* Die Wärmeübertragung auf das zerkleinerte Glas erfolgt vorwiegend durch Wärmestrahlung der Inn ep.a us mauerung des hohlzy linderartigen Schachtes 4·

Verursacht durch den Durchmesser der Zuführrohre 11, die lichte Weite des hohlzylinderartigen Schachtes 4 und den Austrittswinkel des zerkleinerten Glases aus den Zufuhrrohren 11 trifft ein Teil des zerkleinerten Glases beim Durchwandern des hohl-

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zylinderartigen Schachtes 4 auf die wärmeabstrahlende Innenausmauerung aus Forraschamottesteinen 21 auf, klebt an diesen zunächst fest und läuft dann gleichmäßig an der Innenausmauerung nach unten. Zwischen den Hauptbrenner 12 und dem unteren Ende des hohlzylinderartigen Schachtes 4 ist; ein Ringbrenner 24 installiert, dem durch eine Zuleitung 25 ein Gas-Luft-Gemisch zugeführt wird. Die AustrittsÖffnungen für das Gas-Luft-Gemisch sind so angebracht, daß die durch die Verbrennung entstehende Wärme an der Grundplatte 3 senkrecht nach oben streicht, aber auch waagerecht unter der Platte 3 wirksam wird« Das an der Innenausmauerung des hohlzylinderartigen Schachtes 4 nach unten ablaufende Glas wird somit durch den Ringbrenner 24 soweit erhitzt, daß es in dünnen Strömen von der Grundplatte 3 nach unten ablaufen kann, wo es einer (nicht dargestellten) Transporteinrichtung erfaßt und weggefordert wird.

Bevor die aus zerkleinertem Glas erschmolzenen Kugeln den hohlzylinderartigen Schacht 4 verlassen können, müssen sie einen Hohlbehälter 26 passieren. Dieser besteht aus einem doppelv/andigen Blechbehälter, der wassergekühlt wird. Figur 5 zeigt eine Seitenansicht der Kühlhaube 26, Figur 6 die Draufsicht. Durch die Rohrleitung 27 wird dem Hohlbehälter 26 Wasser zugeführt, die Rohrleitung 28 dient zur Ableitung des Kühlwassers. Die Kühlwassertemperatur wird konstant gehalten. Der Hohlbehälter 26 ist erforderlich zur Aufrechterhaltung eines Wärmestaus im oberen Teil des hohlzylinderartigen Schachtes 4· Ohne diesen Wärmestau würde zuviel Energie verbraucht werden, um die Temperatur im hohlzylinderartigen Schacht 4 in der erforderlichen Höhe konstant zu halten.

Nach Passieren des Hohlbehälters 26 gelangen die heißen Glaskugeln in einen Sammelbehälter 29 aus hitze- und zunderbeständigem Stahlblech.. In diesem Sammelbehälter 29 erfolgt die Trennung der Glaskugeln von der sie bis dahin tragenden Heißluft durch Entspannung derselben auf Grund des großen Volumens des Behälters 29 und des an ihm anliegenden Unterdruckes. Dac Verhältnis Austrittsfläche Hohlbehälter 26 zu Querschnittsfläche Sammelbehälter 29 beträgt 1 : 40. Nach Eintritt in den

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Sammelbehälter 29 trifft der die Glaskugeln enthaltende Heißluft strahl ьи? einen wassergekühlten Kegelablenker 30, der dem Heißluftstrahl Wärme entzieht und diesen gleichseitig zerteilt. Durch die Rohrleitungen 31 und 32 wird Kühlwasser su- bzw. abgeleitet* Nachdem der Heißluftstrahl mit den в darin enthaltenen Glaskugeln den Kegelablenker 30 passiert hat, trifft dieser an das Dach des Sammelbehälters 29 und streicht entlang der Seitenwände 33 nach unten. An den Seitenwänden 33 sind Abscheideeinrichtungen 34 angebracht, die die Glaskugeln vom Heißluftstrom _abtrennen» Innerhalb des Auffangbehälters herrschen solche Temperaturen, bei denen eine Verformung der Glaskugeln nicht mehr möglich ist.

Die Glaskugeln fallen im Sammelbehälter 29 nach untenjin beidseitig angenordneten Auffangtaschen 35 und 36, in denen die Glaskugeln gesammelt und einer Sammelleitung 37 zugeführt werden«

Die Sammelleitung 37 mündet in einer Einrichtung, in der die Glaskugeln mit einer wasserabweisenden Oberflächenschicht versehen werden. Dabei wird eine Siloxan-Lösung auf die Glasoberfläche der Kugeln aufgebracht, die durch V/ärmeeinwirkung in einem Silikonüberzug umgewandelt wird. Dieser Silikonüberzug ist entscheidend für die hydrophobe Oberfläche» Die über die Sammelleitung 37 ankommenden Glaskugeln laufen zunächst in eine Sammeleinrichtung 38, an deren Auslauf sich eine Verteilereinrichtung 39 befindet» Unterhalb der Verteilereinrichtung 39 sind Düsen 40 so angebracht, daß die aus diesem austretende Siloxan-Lösung in Form eines Nebels auf allen durch die Verteilereinrichtung fallenden Glaskugeln einen Oberflächenüberzug schafft« Nach Durchfallen des Sprühnebels erreichen die Glaskugeln ein Rohr 41, in welchem sich eine Förderschnecke 42 bewegt, die die Glaskugeln in den Trockenofen 43 befördert. In diesem Trockenofen 43 wird der durch die Düsen 40 aufgebrachte Siloxan-Überzüg durch Wärmeeinwirkung in einen Silikonüberzug umgewandeIt, der fest in den Trockenofen 43 befördert, wobei sie in ein Förderrohr 44 gelangen, an dessen innerer lvianteIflache Schneckensegmente 45 so angebracht sind, daß durch Drehung des Förderrohres 44 ein Transport der Glas-

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kugeln in waagerechter Richtung erfolgt, Rings um das Förderrohr 44 sind Heizelemente 46 installiert, die dafür sorgen, daß im Innern des Förderrohres 44 ständig die erforderliche Temperatur aufrechterhalten wird und das durch die Siloxan-Lüsung auf der Glasoberfläche anstehende V/asser verdampft wird.

I\^Tach Einbrennen der Silikon-Schicht auf der Glas oben" lache verlassen die Glaskugeln das Förderrohr 44 und v/erden in bekannten (nicht gezeigten) Einrichtungen fraktioniert.

Im Sammelbehälter 29 erfolgt die Abtrennung der Glaskugeln vom Ileißluftstrom. An den Abscheideeinrichtungen 34 sind Absaugleitungen 47 angebracht, durch die die Heißluft abgezogen wird. Der dazu erforderliche Unterdruck wird durch einen Lüfter 48 erzeugt. Die noch im Abluftstrom enthaltenen feinsten Anteile an Glaskugeln werden in den Zyklonen 49 abgetrennt und über die Rohrleitung 50 in den aus den Auffangtaschen 35 und 36 kommenden Glaskugelstrom eingeleitet. Die von den kleinsten Glasanteilen gereinigte Abluft verläßt die Zyklone 49 über die Rohrstutzen 51 und strömt ins Freie.

Zwischen den Formschamottesteinen und den Schamotteschichtsteinen 22 befinden sich luftführende Rohre 53, in denen die Verbrennungsluft vorgewärmt und nach der Vorwärmung in die Rohrleitungen 18 und 19 eingespeist wird.

Claims (18)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung zur Herstellung beschichteter und unbeschichteter Mikroglaskugeln mittels Einführung von Glasteilchen in einen senkrechten Schacht aus ff-Material und in einer der Fallrichtung entgegengesetzten Richtung, gekennzeichnet durch einen senkrechten hohl zylinderartigen Schacht (4) aus ff-Material, der nach außen durch mehrere Isolierschichten aus Schaumglas (23) und Schamotteleichtsteinen (22) begrenzt ist, dessen obere Austrittsfläche durch einen doppelvvandigen wassergekühlten kegelstumpfartigen Hohlbehälter (26) reduziert ist, wobei nachfolgend ein Sammelbehälter (29) mit einem wassergekühlten Kegelablenker (30) angeordnet ist, an die sich eine Sammelleitung (37), mehrere Zyklone (49) und ein Beschichtungssystem anschließt, bestehend aus ein oder mehreren Düsen (40) und einem Trockenofen (43), während sich am unteren Ende des hohlzylinderartigen Schachtes (4) die Beheizungs- und Beschickungsanlage, bestehend aus dem Hauptbrenner (12), dem Ringbrenner (24) sowie der Rohrleitung (5)» dem Behälter (6), der Platte (7), den Düsen (8), den Zuführungsrohren (11), dem Behälter (9) und der Rohrleitung (10) befindet.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis der Länge des hohlzylinderartigen Schachtes (4) zu seinem Durchmesser zwischen 15J1 und 25:1 bewegt, vorzugsweise aber 18,5:1 beträgt.
3. 3. Vorrichtung nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der offenen Flächen des doppelwandigen wassergekühlten kegelstumpfartigen Hohlbehälters (26) zwischen 1:1,5 und 1:7 liegt, vorzugsweise aber 1: 4,1 beträgt.
4. 4. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe des Hohlbehälters (26) zu dem kleineren offenen Durchmesser des Hohlbehälters (26) zwischen 3,5 : 1 und 1,5 : 1 liegt, vorzugsweise aber 2 : 1 beträgt.
5. 5. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge des Schachtes (4) zu der Höhe

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   des Hohlbehälters (26) zwischen 10 : 1 und 20 : 1 liegt, vorzugsweise aber 12 : 1 beträgt.
6. 6. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ringbrenners (24) 5 bis 15 cm kleiner ist als der Innendurchmesser des Schachtes (4).
7. 7. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen des Gas-Luft-Gemisches-am Ringbrenner (24) in einem Winkel von 60° eingebracht sind.
8. 8. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorwärmung der Verbrennungsluft die luftführenden Rohre (53) im Schacht (4) zwischen den Formschamottesteinen (21) und der Schicht aus Schamotteleichtsteinen (22) angebracht sind.
9. 9. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 8, gekennzeichnet durch sechs, in gleichmäßigen Abständen angebrachte Thermoelemente (52), deren Fühler mit der Innenfläche des Schachtes (4) abschließen.
10. 10. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als ff-Material für den Schacht (4) Formschamottesteine (21) der Klasse I bis II verwendet werden.
11. 11. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Sammelbehälters (29) mindestens ein Drittel der Höhe des Schachtes (4) beträgt.
12. 12. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spitze des Kegelablenkers (30) genau im Lot zum Schacht (4) befindet.
13. 13. Vorrichtung nach den Punkten₄1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (29) aus rost- und zunderfreiem Stahl besteht.
14. 14. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Kegelablenker (30) und Hohlbehälter (26) mindestens 20% der Höhe des Schachtes (4)beträgt,
15. 15. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des Kegelablenkers (30) zwischen 25° und 35° liegt, vorzugsweise aber 30 beträgt.
16. 16. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelablenker (30) und der kegelstumpfartige Hohlbehälter (26) aus rostfreiem und hitzebeständigem Stahl gefertigt sind.
17. 17. Vorrichtung nach den Punkten 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Sammelbehälters (29) eine quadratische Form aufweist, an zwei gegenüberliegenden Seiten die Absaugleitungen (47) für die Abgase angebracht sind, vor den Öffnungen dieser Absaugleitungen (47) im Sammelbehälter (29) am unteren Ende in zwei pyramidenartige Auffangtaschen (35136) mündet, die wiederum in Sammelleitungen (37) übergehen, während die Sammelleitungen (37) in der Rohrleitung (50) mündet, die zu dem Trockenofen (43) führt.
18. 18. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Zuführungsrohre (11) aus Sinterkorund bestehen.

    Hierzu 7 Blatt Zeichnungen