DD236916A5

DD236916A5 - METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING GLASS BEADS

Info

Publication number: DD236916A5
Application number: DD28089885A
Authority: DD
Inventors: Imre Bocsi; Imre Kabdebon
Original assignee: Szilikatipari Koezponti Kutato Es Tervezoe Intezet,Hu
Priority date: 1984-09-24
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1986-06-25
Also published as: HUT50735A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Glasperlen. Waehrend es das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Verfuegung zu stellen, bei welchem der spezifische Energieverbrauch gesenkt wird und eine zuverlaessige Herstellung gesichert ist, besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren zum Herstellen von Glasperlen sowie eine dazugehoerige Einrichtung zu schaffen, wo selbst bei der Verwendung von Erdgas mit kleiner Verbrennungsgeschwindigkeit die Herstellung von Glasperlen, fast ohne Groessenbegrenzung, gesichert ist. Erfindungsgemaess geschieht dies dadurch, dass das Glasmahlgut vor seiner Einleitung in eine Mischkammer mit dem Waermestrahl des Brennerkopfes und das sauerstoffhaltige Gas mit der Waerme der aus dem Brennraum abgehenden Rauchgase vorgewaermt wird. Fig. 1The invention relates to a method and a device for producing glass beads. While the object of the invention is to provide a method in which the specific energy consumption is lowered and a reliable production is ensured, the object is to provide a method for producing glass beads and an associated device, where even in the use of natural gas at low combustion speed, the production of glass beads, almost without size limitation, is secured. According to the invention, this is done by pre-heating the glass grind before it is introduced into a mixing chamber with the heat jet of the burner head and the oxygen-containing gas with the heat from the flue gases leaving the combustion chamber. Fig. 1

Description

Hierzu 5 Seiten ZeichnungenFor this 5 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Glasperlen, bei welchem aus dem Glasmahlgut, vorzugsweise bei Verwendung von Rauchgasen niedriger Verbrennungsgeschwindigkeit Glasperlen erzeugt werden. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine zum Durchführen besagten Verfahrens dienende Einrichtung.The invention relates to a method for producing glass beads, in which glass beads are produced from the glass grinding material, preferably when using flue gases of low combustion speed. The invention further provides a device for carrying out said method.

Characteristic of the known technical solutions

Für kleinbemessene Glaskugeln, auch „Glasperlen" benannt, sind in der Industrie zahlreiche Anwendungsarten bekannt. Glasperlen werden z. B. als Wegmarkierungszeichen oder zur Herstellung von Industriefiltern, ferner zum Reinigen von Gießereiformen und für sonstige Zwecke gebraucht.Numerous types of applications are known in the industry for small-sized glass spheres, also known as "glass beads." Glass beads are used, for example, as waymarks or for producing industrial filters, and also for cleaning foundry molds and for other purposes.

Zur Erzeugung von kleinen Glasperlen unter 0,5 mm Durch messer sind verschiedene Verfahren bekannt, die im Wesentlichen in zwei Gruppen geteilt werden können:For the production of small glass beads smaller than 0.5 mm in diameter, various methods are known, which can essentially be divided into two groups:

In die eine Gruppe gehören jene Verfahren, bei denen zunächst das Glas in einem Schmelzofen geschmolzen wird; danach aber aus dieser Glasschmelze die Glasperlen hergestellt werden. Eine solche Lösung ist beispielsweise in der US-PS 3293014 sowie in der FR-PS 1409306 beschrieben. Der Mangel derartiger Verfahren aber besteht darin, daß sie einesteils kompliziert und teuer sind und daß andererseits das Ausbringen der erzeugten Glasperlen ungünstig gestaltet sind und daß sich die Glasperlen im Verlaufe der Erzeugung deformieren.One group includes those processes in which the glass is first melted in a melting furnace; but then the glass beads are made from this glass melt. Such a solution is described for example in US-PS 3293014 and in FR-PS 1409306. The lack of such methods, however, is that they are partly complicated and expensive and that on the other hand, the application of the glass beads produced are designed unfavorable and that deform the glass beads in the course of production.

uei den Lösungen, die zur anderen Gruppe gehören, wird in den Brennraum des vertikal angeordneten Ofens Glasstaub bzw. Glasmahlgut gestreut, das sich dort erweicht und Kugelgestalt annimmt. Eine solche Lösung beschreibt z. B. die US-PS 3230064 sowie die Mitteilung „Chem. Abs." Nr. 513950. Nachteilig ist in beiden Fällen, daß die Ofentemperatur für eine gute Viskosität und Oberflächenspannung nicht gesichert werden kann und auch eine notwendige rasche Abkühlung nicht gewährleistet ist. Das aber führt dazu, daß die Glasperlen aneinander kleben oder an der Wand haften bleiben oder auch Deformationen erleiden. Ferner ist aus der HU-PS 158506 zur Erzeugung von Glasperlen ein solches Verfahren bekannt, bei welchem die Glasperlen nicht im Ofen hergestellt werden, sondern das Glasmahlgut einem sauerstoffhaltigen Gas beigemischt wird, welches dem Brenngas zugesetzt wird. Dieses Gemisch wird dann dem Kern der Gasbrennflamme zugeleitet. Die in der Flamme schmelzenden Glaskörnerfliegen aus der Flamme heraus, erstarren und fallen im abgekühlten Raum nieder, wo sie dann eingesammelt werden können.In addition to the solutions belonging to the other group, glass dust or glass meal is sprinkled into the combustion chamber of the vertically arranged furnace, which softens and assumes a spherical shape. Such a solution describes z. See for example US-PS 3230064 and the communication "Chem. It is disadvantageous in both cases that the oven temperature can not be secured for a good viscosity and surface tension and also a necessary rapid cooling is not guaranteed, but this leads to the glass beads sticking to one another or to the wall Furthermore, from HU-PS 158506 for the production of glass beads such a method is known in which the glass beads are not produced in the oven, but the Glasmahlgut is mixed with an oxygen-containing gas, which is added to the fuel gas Mixture is then fed to the core of the gas burner flame.The glassy grains melting in the flame fly out of the flame, solidify and fall down in the cooled space, where they can then be collected.

Nach praktischen Erfahrungen ist dieses Verfahren wegen der unvollkommenen Erwärmung der Glaskörper nur zur Verarbeitung von sehr kleinkörnigem Glasmahlgut geeignet. Wegen des in die Flammenmitte eingeleiteten Glasmahlgutes entsteht eine lange Flamme von etwa 100 bis 150 mm Länge. In diesem relativ „kalten" und nur zur Spitze hin heißer werdenden Gasstrom treiben die Glaskörner vorwärts. Die aus dem Flammenkern austretenden Glaskörner durchqueren nun jeneAccording to practical experience, this method is suitable because of the imperfect heating of the glass body only for the processing of very small-grained Glasmahlgut. Because of the introduced into the flame center Glasmahlgutes creates a long flame of about 100 to 150 mm in length. In this relatively "cold" gas stream, which is only getting hotter and hotter, the glass grains drift forward, and the glass grains emerging from the flame kernel now pass through them

— ί— OUO 9Ο - ί- OUO 9Ο

zu parallel, nahezu mit gleicher Geschwindigkeit fließenden, brennbaren Gas zustandekommt und werden dabei erwärmt. Danach gelangen die Glaskörner in einen relativ kälteren Raum, nämlich in den Strom des brennbaren Gases, wo ihre Temperatur nicht weiter steigt. Bei ihrem Weitertreiben durchdringen die Glaskörper die an der Grenzfläche zwischen Flamme und Umluft entstehende Flammenschicht, und hier nimmt ihre Temperatur wieder etwas zu. Mithin durchqueren die Glasperlen insgesamt nur zwei dünne Flammschichten. Diese relativ kurze Aufenthaltszeit in der heißen Flamme aber scheint offenbar ihre zum Erzielen völliger Kugelgestalt benötigte Erwärmung nicht sicher zu können.come to parallel, almost at the same speed flowing, combustible gas and are thereby heated. Thereafter, the glass grains enter a relatively colder space, namely the stream of combustible gas, where their temperature does not increase any further. As they are driven on, the glass bodies penetrate the flame layer formed at the interface between flame and circulating air, and here their temperature again increases somewhat. Thus, the glass beads pass through only two thin layers of flame. This relatively short residence time in the hot flame, however, does not seem to be able to safely achieve its required to achieve complete spherical shape warming.

In der genannten HU-PS 158506 wird eine solche Einrichtung zur Herstellung von Glasperlen beschrieben, welche mit einem Vorgemisch-Gasbrennertyp versehen ist. Hierbei wird ein aus dem brennbaren Gas, dem sauerstoffhaltigen Gas und dem Glasmahlgut hergestellten Gemisch in den Gasbrenner eingeleitet. Diese Lösung wurde für Stadtgas entwickelt, das aber infolge seines Wasserstoff- und Kohlendioxydgehaltes eine hohe Verbrennungsgeschwindigkeit hat. Brennbare Gase von kleiner Verbrennungsgeschwindigkeit, z. B. das Erdgas gestattet mit der obigen Lösung nur die Erzeugung von gering dimensionierten Glasperlen.In said HU-PS 158506 such a device for the production of glass beads is described, which is provided with a premix gas burner type. Here, a mixture prepared from the combustible gas, the oxygen-containing gas and the Glasmahlgut is introduced into the gas burner. This solution was developed for city gas, but due to its hydrogen and carbon dioxide content has a high combustion rate. Flammable gases of low combustion speed, z. As the natural gas allows with the above solution only the production of small-sized glass beads.

Die Brenngeschwindigkeit wird jedoch von der Ausströmgeschwindigkeit des Gemenges aus brennbarem Gas, sauerstoffhaltigem Gas und Glasmahlgut bestimmt. Dies wiederum begrenzt infolge seiner Absetzgeschwindigkeit die Menge der Glaskörner, die man in die Flamme gelangen lassen darf. Mit anderen Worten besagt das soviel, daß bei dieser Lösung nur kleinere Glaskörner innerhalb des Körnungsgrenzwertes in die Flamme gelangen dürfen, größere Körner jedoch nicht. Ein weiterer Mangel der obigen Lösung ist, daß in die Flamme Gase und Glasmahlgut eingeleitet werden, welche Umwelttemperatur besitzen. Ferner übt die Glasmahlgutmenge, welche in den als sauerstoffhaltiges Gas benutzten primären Luftstrom gelangt, eine Rückwirkung auf die Primärluftmenge aus und erschwert damit das Bestreben, daß die Betriebsparameter des Brennerkopfes auf günstigen Werten zu halten.However, the burning rate is determined by the discharge velocity of the mixture of combustible gas, oxygen-containing gas and glass grinding material. This, in turn, limits the amount of glass grains allowed to enter the flame due to its settling speed. In other words, this means that in this solution only smaller glass grains within the grit limit may enter the flame, but larger grains are not. Another shortcoming of the above solution is that gases and Glasmahlgut are introduced into the flame, which have environmental temperature. Furthermore, the amount of glass powder entering into the primary air stream used as the oxygen-containing gas exerts a repercussion on the amount of primary air, thus making it more difficult to maintain the operating parameters of the burner head at favorable values.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zum Fertigen von Glasperlen zur Verfügung zu stellen, bei welchem der spezifische Energieverbrauch gesenkt wird und eine zuverlässige Herstellung gesichert ist.The object of the invention is to provide a method and an associated apparatus for producing glass beads, in which the specific energy consumption is reduced and a reliable production is ensured.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Glasperlen, bei welchem aus dem Glasmahlgut, vorzugsweise bei Verwendung von Rauchgasen niedriger Verbrennungsgeschwindigkeit Glasperlen erzeugt werden, sowie eine dazugehörige Einrichtung zu schaffen, wo selbst bei der Verwendung von Erdgas mit kleiner Verbrennungsgeschwindigkeit die Herstellung von Glasperlen, fast ohne Größenbegrenzung, gesichert ist.The invention has for its object to provide a method for producing glass beads, in which glass beads are produced from the Glasmahlgut, preferably when using flue gases low combustion rate, as well as an associated device, where even in the use of natural gas with a low combustion rate, the production of glass beads, almost without size limitation, is secured.

Bei der Lösung der gestellten Aufgaben wird von dem in der Bechreibungseinleitung erwähnten bekannten Fertigungsverfahren von Glasperlen ausgegangen, bei welchem zunächst aus Glasmahlgut, brennbarem Gas und sauerstoffhaltigem Gas ein Gemisch gebildet wird, das danach über den Brennerkopf in den Brennraum eingeleitet wird. Dabei werden die in die Flamme gelangenden Glaskörper erwärmt und nehmen die für Glasperlen entsprechende Kugelform an. Dies wurde erfindungsgemäß dadurch fortentwickelt, daß das Glasmahlgut vor seiner Einführung in eine Mischkammer durch den Wärmestrahl des Brennkopfes, während das sauerstoffhaltige Gas durch die Wärme der aus dem Brennraum abgehende Rauchgas vorgewärmtIn the solution of the tasks is assumed by the mentioned in the Beuchreibung Introduction known manufacturing method of glass beads, in which first of Glasmahlgut, combustible gas and oxygen-containing gas, a mixture is formed, which is then introduced via the burner head into the combustion chamber. In the process, the glass bodies reaching the flame are heated and assume the spherical shape corresponding to glass beads. This has been inventively further developed in that the Glasmahlgut preheated before its introduction into a mixing chamber by the heat radiation of the combustion head, while the oxygen-containing gas preheated by the heat of the outgoing from the combustion chamber flue gas

Zweckmäßig werden an der Ausflußöffnung des Brennkopfes mehrere kleine Flammenkerne und eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit zustande gebracht.Appropriately, several small flame cores and an increased flow velocity are brought about at the outflow opening of the combustion head.

In den Bedienungsraum wird das sauerstoffhaltige Gas und das brennbare Gas vorzugsweise mit geregeltem Druck, vorzugsweise mit einem Druck von 145 bis 210 mm WS bzw. 245 bis 310 mm WS eingelassen, im Brennerraum wird jedoch eine geregelte Absaugung, vorteilhaft mit 155 mm WS angewendet.In the operating room, the oxygen-containing gas and the combustible gas is preferably admitted with regulated pressure, preferably with a pressure of 145 to 210 mm WS or 245 to 310 mm WS, in the burner chamber, however, a controlled suction, advantageously applied with 155 mm WS.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit einer solchen Einrichtung durchgeführt werden, die einen Brennerkopf, eine mit diesem verbundene Mischkammer sowie einen an die Mischkammer angeschlossenen, das Glasmahlgut aufnehmenden Behälter, ferner ein Leitungsrohr für sauerstoffhaltiges Gas und für das brennbare Gas einen Einlaßstutzen besitzt, wobei der Brennraum rings um und über dem Brennerkopf von einem Mantel umgrenzt ist, der mit einer Einheit für das Ablösen der Glasperlen in Verbindung steht. Das Wesen der Einrichtung gemäß der Erfindung ist, daß der den Brennraum umgrenzende zylindrische Mantel im unmittelbaren Umkreis des das Glasmahlgut aufnehmenden Behälters, vorzugsweise in dessen Innern angeordnet ist, ferner daß das Rohr, welches das sauerstoffhaltige Gas in die Mischkammer gelangen läßt, mit einem, einen Wärmeaustauscherzugeordneten Rohr verbunden ist, welches den Brennraum mit einem Zyklon zum Abtrennen der Glasperlen verbindet.The method according to the invention can be carried out with such a device having a burner head, a mixing chamber connected thereto and a container receiving the glass meal, a conduit for oxygen-containing gas and for the combustible gas an inlet connection, wherein the combustion chamber is surrounded by a jacket around and above the burner head, which communicates with a unit for detaching the glass beads. The essence of the device according to the invention is that the cylindrical jacket surrounding the combustion chamber is arranged in the immediate vicinity of the container receiving the glass grinding material, preferably in its interior, furthermore that the tube which allows the oxygen-containing gas to pass into the mixing chamber is provided with a a heat exchanger associated pipe is connected, which connects the combustion chamber with a cyclone for separating the glass beads.

Die Grundlage der Erfindung ist jene Erkenntnis, daß mit der beim Erzeugungsprozeß der Glasperlen anfallenden Wärmeenergie sowohl das sauerstoffhaltige Gas, als auch das Glasmahlgut vorgewärmt werden kann. Demzufolge gelangt in den Brennerkopf nurmehr ein Gemisch aus vorgewärmten sauerstoffhaltigen Gas und Erdgas, welches in schwebendem Zustand gleichfalls vorgewärmtes Glasmahlgut mit sich führt. Die Brenngeschwindigkeit des vorgewärmten Gasgemisches nimmt zu, und dadurch kann die Ausfließgeschwindigkeit an der Brenneröffnung, ohne Gefahr eines Abreißens der Flamme, gesteigert werden.The basis of the invention is that knowledge that both the oxygen-containing gas, and the Glasmahlgut can be preheated with the heat energy generated during the production process of the glass beads. As a result, only a mixture of preheated oxygen-containing gas and natural gas, which likewise carries preheated glass meal in the suspended state, enters the burner head. The burning rate of the preheated gas mixture increases, and thereby the outflow rate at the burner opening can be increased without the risk of the flame being torn off.

Andererseits sinkt in dem wärmeren saustoffhaltigen Gas, vorzugsweise Luft, infolge der Änderung der Viskosität die Absetzsowohl Sedimentationsgeschwindigkeit der Glaskörner, d. h. es sinkt die Differenz zwischen der vertikal aufwärts gerichteten Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches an der Brenneröffnung und der Strömungsgeschwindigkeit der im Gasstrom mitgeführten Glaskörner. Als Ergebnis dieser beiden Effekte können auch verhältnismäßig große Glaskörner in die Flamme so eingeführt werden, daß ihnen zum Annehmen der Kugelgestalt, bzw. beim Fertigen von hohlen Glasperlen, die für die Gasausscheidung benötigte Aufenthaltszeit, sowie die Endtemperatur ausreichend gesichert werden kann.On the other hand, in the warmer acid-containing gas, preferably air, as a result of the change in viscosity, settling decreases both the sedimentation rate of the glass grains, i.e., the rate of sedimentation. H. the difference between the vertically upward flow velocity of the gas mixture at the burner opening and the flow velocity of the glass grains entrained in the gas stream decreases. As a result of these two effects, relatively large glass grains can also be introduced into the flame so that they can be adequately secured for accepting the spherical shape, or when making hollow glass beads, the residence time required for the gas excretion, and the final temperature.

Zweckmäßig ist der Brennerkopf auch mit einer Einheit für Flammenstabilisierung versehen, mittels welcher ein Rückschlagen, wie auch ein Abreißen der Flamme verhindert werden kann; zugleich kann damit auch die Strömungsgeschwindigkeit erhöhtSuitably, the burner head is also provided with a unit for flame stabilization, by means of which a kickback, as well as a tearing of the flame can be prevented; at the same time it can also increase the flow velocity

-3- 808-3- 808

vorzugsweise mit einem Vibrations-Dosierer verbundenen Aufgabetrichter besitzt, an welchem in der Querrichtung ein Rohr für sauerstoffhaltiges Gas und dem Aufgabetrichter in entgegengesetzter Richtung ein Einlaßstutzen für brennbares Gas angeschlossen ist, wobei der Einlaßstutzen näher an den Brennerkopf zu liegen kommt. Die Einheit für Flammenstabilisierung kann als Einsatzstück am Mundloch des Brennkopfes angeordnet sein, und kann aus ringförmig angeordneten Platten gebildet werden. Zwischen diesen ist der freie Spaltquerschnitt wesentlich kleiner als die Mundlochöffnung des Brennkopfes.preferably having a feed hopper connected to a vibratory feeder, to which in the transverse direction a tube for oxygen-containing gas and the hopper in the opposite direction an inlet port for combustible gas is connected, wherein the inlet port is closer to the burner head. The flame stabilizing unit may be disposed as an insert at the mouth of the combustion head, and may be formed from annular plates. Between these, the free gap cross-section is much smaller than the mouth hole opening of the burner head.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel wie folgt erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained below in an embodiment as follows. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: die Prinzipdarstellung einer Einrichtung gemäß der Erfindung;Fig. 1: the schematic diagram of a device according to the invention;

Fig. 2: den Schnitt durch die Flamme und den mit einem Flammenstabilisator versehenen Brennerkopf nach Fig. 1;Fig. 2: the section through the flame and provided with a flame stabilizer burner head of Fig. 1;

Fig.3: den Schnitt durch die Flamme bei einem herkömmlichen Brennerkopf ohne Flammenstabilisator;3 shows the section through the flame in a conventional burner head without flame stabilizer;

Fig.4: die Draufsicht nach Fig. 2;4 shows the plan view of Fig. 2;

Fig.5: den Schnitt V-V nach Fig.4;Fig.5: the section V-V of Figure 4;

Fig. 6: ein Diagramm zur Veranschaulichung der Verhinderung eines Zurückschlages der Flamme am Brennerkopf nach Fig. 2;Fig. 6 is a diagram for illustrating the prevention of flashback of the flame at the burner head of Fig. 2;

Fig.7: die Prinzipdarstellung der Verhinderung eines Abreißens der Flamme am Brennerkopf nach Fig.2.FIG. 7 shows the basic illustration of the prevention of the flame being torn off at the burner head according to FIG.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzt die Einrichtung zur Erzeugung von Glasperlen gemäß der Erfindung einen Behälter 1 zur Aufnahme von Glasmahlgut, dessen Durchmesser in vorliegendem Falle mit 1400 mm, seine Höhe aber mit 2800 mm gewählt wurde. Ein im Innern des Behälters 1 zentrisch eingebauter zylindrischer Mantel 3 umgrenzt einen Brennraum 4. In das untere offene Ende des Brennraumes 4 ragt ein Brennkopf 5 hinein, während dessen oberes geschlossenes Ende über ein Rohr 6 mit dem Innenraum 8 eines die Glasperlen ablösenden Zyklons 7 kommuniziert. Der Zyklon 7 ist in seinem oberen Teil zur Ableitung des Gemisches aus Rauchgas und Luft mit einem Abfluß 9, an seinem unteren Ende aber mit einem an sich bekannten Sektorverschluß 10 zum Ablösen der gefertigten Glasperlen versehen.As can be seen from Fig. 1, the device for the production of glass beads according to the invention has a container 1 for receiving Glasmahlgut whose diameter in the present case with 1400 mm, but its height was selected at 2800 mm. In the interior of the container 1 centric built cylindrical jacket 3 defines a combustion chamber 4. In the lower open end of the combustion chamber 4 projects a combustion head 5, while the upper closed end communicates via a pipe 6 with the interior 8 of the glass beads peeling cyclone 7 , The cyclone 7 is provided in its upper part for discharging the mixture of flue gas and air with a drain 9, at its lower end but with a known sector shutter 10 for detaching the finished glass beads.

Das das Rauchgas ableitende Rohr 6 ist erfindungsgemäß einem Wärmeaustauscher 11 zugeordnet, welcher zur Vorwärmung eines in diesem Fallein die Einrichtung einzuführenden sauerstoffhaltigen Gas, der Luft dient. Über einen Einlaß 12 des Wärmeaustauschers 11 gelangt das sauerstoffhaltige Gas in die Einrichtung und danach über einen Auslauf 13 in ein Rohr 14.The flue gas-discharging pipe 6 is according to the invention associated with a heat exchanger 11, which serves for preheating an in this casein the device to be introduced oxygen-containing gas, the air. Via an inlet 12 of the heat exchanger 11, the oxygen-containing gas enters the device and then via an outlet 13 in a pipe 14th

Am ringartigen Bodenteil des Behälters 1 ist ein Auslaß 15 vorgesehen, an welchem ein geschlossener, rohrartiger Dosierer, im vorliegenden Falle ein Vibrations-Dosierer 16 angeschlossen ist. Der Durchsatz des Vibrations-Dosierers 16 beträgt im vorliegenden Fall 100 kg/h. Über einen Aufgebetrichter 18, am Abgebestutzen 17 des Vibrations-Dosierers 16 wird von letzterem das Glasmahlgut 2 in eine Mischkammer 19 aufgegeben. Die Mischkammer 19 ist im vorliegenden Fall eine aus einem L-förmigen Rohr bestehende Einheit, die hier als eine Fortsetzung des Rohres 14 betrachtet werden kann und welche mit ihrem anderen Ende an dem Brennerkopf 5 anschließt. Die Leitung des Vibrations-Dosierers 16 kann auf bekannte Weise reguliert werden.On the annular bottom part of the container 1, an outlet 15 is provided, to which a closed, tubular dosing device, in the present case, a vibration metering device 16 is connected. The throughput of the vibratory dosing device 16 is 100 kg / h in the present case. About a Aufgebetrichter 18, the Abweisestutzen 17 of the vibratory feeder 16 of the latter Glasmahlgut 2 is placed in a mixing chamber 19 of the latter. The mixing chamber 19 in the present case is a unit consisting of an L-shaped tube, which can be regarded here as a continuation of the tube 14 and which connects at its other end to the burner head 5. The line of the vibratory doser 16 can be regulated in a known manner.

In der Mischkammer 19 gelangt somit das sauerstoffhaltige Gas über das Rohr 14. Das Glasmahlgut 2 gelangt auf normalem Wege über den Aufgabetrichter 18 in die Mischkammer 19. Die Mischkammer 19 ist im Abschnitt zwischen dem Aufgabetrichter 18 und dem Brennerkopf 5 mit einem Einlaßstutzen 20 für das brennbare Gas, im vorliegenden Falle für Erdgas, mit kleiner Verbrennungsgeschwindigkeit vorgesehen.In the mixing chamber 19 thus passes the oxygen-containing gas through the tube 14. The glass grinding 2 passes through the hopper 18 in the normal manner through the mixing chamber 19. The mixing chamber 19 is in the section between the hopper 18 and the burner head 5 with an inlet port 20 for the combustible gas, in the present case for natural gas, provided with a low rate of combustion.

Die Mischkammer 19 besteht beispielsweise aus einem Rohr von 80mm Durchmesser zur Herstellung eines homogenen Gemenges aus brennbarem Gas, in diesem Falle Erdgas, sauerstoffhaltigem Gas, d. h. Luft und aus Glasmahlgut. Dieses Gemenge wird dem Brennerkopf 5 zugeführt.The mixing chamber 19 consists for example of a tube of 80mm diameter for producing a homogeneous mixture of combustible gas, in this case natural gas, oxygen-containing gas, d. H. Air and glass meal. This mixture is fed to the burner head 5.

Der Brennerkopf 5 gemäß der Erfindung ist mit einem Flammenstabilisator 21 versehen. Der Brennerkopf 5 ist im Querschnitt kreisförmig, sein Mundloch besitzt einen Durchmesser von 300 mm und er ist von unten sich nach oben erweiternd ausgestaltet.The burner head 5 according to the invention is provided with a flame stabilizer 21. The burner head 5 is circular in cross-section, its mouth hole has a diameter of 300 mm and it is designed to expand from below upwards.

Im dargestellten Falle ist der Flammenstabilisator 21 aus einem Stahlband mit einer Abmessung von 1,5 x 30 mm gefertigt. Der Flammenstabilisator 21 weist Platten 22 in konzentrischer Anordnung nach Fig. 4 und 5 auf. Die Platten 22 können aber gegebenenfalls auch durch eine einzige, kontinuierlich verlaufende Spirale ersetzt werden.In the illustrated case, the flame stabilizer 21 is made of a steel strip with a dimension of 1.5 x 30 mm. The flame stabilizer 21 has plates 22 in a concentric arrangement according to FIGS. 4 and 5. However, if desired, the plates 22 can also be replaced by a single, continuously running spiral.

Die Aufgabe des Flammenstabilisator 21 besteht darin, daß er einerseits das Rückzünden der Flamme in den Brennerkopf 5 und andererseits das Abreißen derFlammeam Mundloch des Brennerkopfes 5 verhindern soll. Darüberhinauszerlegterdie Flamme in viele kleinere Einzelflammen und verhindert dadurch das Zustandekommen eines großen, und demzufolge „kalten" Flammenkernes nach Fig.3.The object of the flame stabilizer 21 is that it should prevent, on the one hand, the flashback of the flame into the burner head 5 and, on the other hand, the tearing off of the flame at the mouth of the burner head 5. Moreover, the flame decomposes into many smaller individual flames, thereby preventing the formation of a large, and therefore "cold", flame kernel according to FIG.

In Fig. 2 ist der Querschnitt der mit dem erfindungsgemäßen Flammenstabilisator 21 zustandekommenden Flamme zu sehen, wobei auf der Vertikalachse 23 des angenommenen Koordinatensystems die Temperaturwerte aufgetragen sind. Hier ist gut zu erkennen, daß man nach dem Verlassen des Flammenstabilisators 21 viele kleine Flammenkerne 24 erhält, welche gewissermaßen eine „Brenngrenzfläche" bilden. Weiterhin ist die Außengrenzfläche der Flamme, d.h. ihre Konturenkurve 25 sowie die Temperaturkurve 26 sichtbar.FIG. 2 shows the cross-section of the flame occurring with the flame stabilizer 21 according to the invention, wherein the temperature values are plotted on the vertical axis 23 of the assumed coordinate system. It will be appreciated that upon leaving the flame stabilizer 21, one obtains many small flame kernels 24, which effectively form a "burning interface." Furthermore, the outer boundary of the flame, i.e., its contour curve 25 and temperature curve 26 are visible.

In Fig.3 wurde zum Vergleich ein herkömmlicher Brennerkopf dargestellt, der jedoch keinen Flammenstabilisator besitzt. Hier ist es klar zu sehen, daß der Verlauf der Temperaturkurve 26 grundsätzlich von der Kurve nach Fig. 2 abweicht. Ferner ist auch die völlig abweichende Beschaffenheit des eizigen, großen „kalten" Flammenkernes 24 klar zu erkennen.In Figure 3, a conventional burner head was shown for comparison, however, has no flame stabilizer. Here it is clear to see that the course of the temperature curve 26 in principle deviates from the curve according to FIG. 2. Furthermore, the completely different nature of the eizigen, large "cold" flame kernel 24 is clearly visible.

Der Behälter 1 für die Aufnahme des Glasmahlgutes 2 ist im vorliegenden Falle mit einer Wärmeisolation 27 versehen. Ferner wurde in den Abfluß 9 des Zyklons 7 im vorliegenden Falle ein Saugventilator 28 eingebaut, dessen Saugleistung in an sich bekannterWeise reguliert werden kann.The container 1 for receiving the Glasmahlgutes 2 is provided in the present case with a heat insulation 27. Further, in the present case, a suction fan 28 has been installed in the drain 9 of the cyclone 7, the suction power of which can be regulated in a manner known per se.

Die Arbeitsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung ist folgende:The operation of the device according to the invention is as follows:

Das in den Behälter 1 eingegebene Glasmahlgut 2 wandert in dem von der Behälterwand und dem Mantel 3 gebildeten Ringraum nach unten. Diese doppelwandige Anordnung wirkt wie ein Wärmeaustauscher. Hierbei wirkt der von der Wärme des Brennkopfes 5 erwärmte Mantel 3 auf das Glasmahlgut 2 als Vorwärmer.The Glasmahlgut 2 entered into the container 1 moves downwards in the annular space formed by the container wall and the jacket 3. This double-walled arrangement acts like a heat exchanger. Here, the heated by the heat of the combustion head 5 jacket 3 acts on the Glasmahlgut 2 as a preheater.

Das vorgewärmte Glasmahlgut 2 gelangt dann über den Auslaß 15 in den Vibrations-Dosierer 16, welcher das Glasmahlgut 2 über den Aufgabetrichter 18 in die Mischkammer 19 gibt. Über das Rohr 14 wird auch die im Wärmetauscher 11 vorgewärmteThe preheated Glasmahlgut 2 then passes through the outlet 15 in the vibratory feeder 16, which gives the Glasmahlgut 2 via the hopper 18 into the mixing chamber 19. About the pipe 14 and the preheated in the heat exchanger 11 is also

-4- 808 98-4- 808 98

Luft in die Mischkammer 19 eingeleitet. Über den Einlaßstutzen 20 aber wird quer zum Rohr 14 Erdgas eingespeist. Sowohl die Luft als auch das Erdgas läßt man mit Überdruck in die Einrichtung gelangen.Air introduced into the mixing chamber 19. About the inlet port 20 but 14 natural gas is fed transversely to the pipe. Both the air and the natural gas are allowed to reach the device with overpressure.

In der Mischkammer 19 wird aus dem Erdgas, der Luft und dem Glasmahlgut ein homogenes Gemenge hergestellt, welches dem Brennerkopf 5 zugeführt wird. Bei dem mit dem Flammenstabilisator 21 versehenen Brennerkopf 5 überfliegen die Glaspartikel die Flamme des Brennerkopfes 5, wobei sie sich erhitzen und Kugelgestalt annehmen. Die aus der Flamme hinausgelangenden Glasperlen bewegen sich nun parallel zur Flamme durch den oberen Teil des infolge der Wirkung des Saugventilators 28 unter Unterdruck stehenden Brennraumes 4 und über das Rohr 6 weiter, wobei sie sich abkühlen. Vom Zyklon 7 werden die Rauchgase über den Abfluß 9 aus der Einrichtung beseitigt bzw. abgeführt.In the mixing chamber 19, a homogeneous mixture is produced from the natural gas, the air and the Glasmahlgut, which is supplied to the burner head 5. In the burner head 5 provided with the flame stabilizer 21, the glass particles fly over the flame of the burner head 5, heating up and assuming spherical shape. The outgoing from the flame glass beads now move parallel to the flame through the upper part of the standing as a result of the action of the suction fan 28 under vacuum combustion chamber 4 and on the pipe 6, where they cool. From the cyclone 7, the flue gases are removed or discharged via the outlet 9 from the device.

An dem dem Wärmeaustauscher 11 zugeordneten Teil des Rohres 6 geben die in diesem Rohr durchströmenden Rauchgase einen Teil ihres Wärmeinhaltes ab, wodurch das über das Rohr 14 eingespeiste sauerstoffhaltige Gas, in diesem Beispiel Luft, vorgewärmt wird.At the heat exchanger 11 associated with the part of the pipe 6, the flue gases flowing through in this pipe give off a portion of their heat content, whereby the oxygen-containing gas fed in via the pipe 14, in this example air, is preheated.

Die verfestigten Glasperlen werden durch den Zyklon 7 abgetrennt und über den Sektorverschluß 10 ausgetragen.The solidified glass beads are separated by the cyclone 7 and discharged through the sector shutter 10.

Zum Brennerkopf 5 ist zu bemerken, daß die Geschwindigkeit des Gas-, Luft-, Mahlgutgemenges in dessen Difusorteil noch vor dem Eintritt in den Flammenstabilisator 21 auf einen, die Brenngeschwindigkeit annähernden Wert sinkt. Zwischen den Platten 22 des Flammenstabilisators 21 aber nimmt infolge Verminderung des Strömungsquerschnittes die Geschwindigkeit des Gemenges zu, d.h. die Strömung des Gemenges wird beschleunigt, sogar auf ein Mehrfaches der Brenngeschwindigkeit. Dies ist in Fig. 6 dargestellt, wo die Geschwindigkeit auf der Horizontalachse 29 des Koordinatensystems nach links zunimmt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gemenges 30 wurde auf der Kurve, die gestrichelte Linie als Darstellung der Verbrennungsgeschwindigkeit als Kurve 31 bezeichnet.To the burner head 5 it should be noted that the speed of the gas, air, Mahlgutgemenges in the Difusorteil before it enters the flame stabilizer 21 drops to a, the burning rate approaching value. Between the plates 22 of the flame stabilizer 21, however, the velocity of the batch increases due to reduction of the flow cross-section, i. the flow of the mixture is accelerated, even to a multiple of the burning speed. This is illustrated in Figure 6, where the velocity on the horizontal axis 29 of the coordinate system increases to the left. The flow rate of the mixture 30 was indicated on the curve, the dashed line representing the combustion rate as curve 31.

Das Rückzünden der Flamme wird also dadurch verhindert, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gemenges in den Spalten zwischen den Platten 22 des Flammenstabilisators 21 wesentlich größer als die Brenngeschwindigkeit ist. Das Rückzünden der Flamme wird auch dadurch verhindert, daß das Gemenge in diesen Spalten an oder zwischen relativ kalten Metallflächen entlang streicht, verglichen an der Zündungstemperatur.The reignition of the flame is thus prevented by the fact that the flow rate of the mixture in the gaps between the plates 22 of the flame stabilizer 21 is substantially greater than the burning rate. Refluxing of the flame is also prevented by sweeping the mixture in these gaps on or between relatively cold metal surfaces as compared to the firing temperature.

Wenn das Gemenge die Spalten zwischen den Platten 22 des Flammenstabilisators 21 verläßt, sinkt infolge der plötzlichen Querschnittszunahme die Strömungsgeschwindigkeit des Gemenges nach Fig. 6, wobei sich über die Platten 22, kleine Wirbel 32 Fig.7 über den Flammenkernen 24 bilden (Fig.7).When the mixture leaves the gaps between the plates 22 of the flame stabilizer 21, due to the sudden increase in cross-section decreases the flow rate of the batch of FIG. 6, forming over the plates 22, small vortex 32 Fig.7 above the flame cores 24 (Fig.7 ).

In diesen Wirbeln 32 findet infolge der Rückströmung ein stabiles Brennen statt, durch welches das zwischen den Platten 22 ausströmende Gemisch mit Sicherheit gezündet wird. Auf diese Weise bleibt die Flamme auf der Oberfläche des Flammenstabilisators 21 stabil, d.h. die Gefahr eines Abreißens der Flamme ist infolge Versuchserfahrungen auszuschließen.In these vortices 32 takes place as a result of the return flow, a stable burning, by which the effluent mixture between the plates 22 is ignited with certainty. In this way, the flame on the surface of the flame stabilizer 21 remains stable, i. the risk of tearing the flame is ruled out as a result of experimental experience.

Bei Versuchen wurde der Durchmesser des Gaseinlaßstutzens 20 mit 25,4mm gewählt. Der Gasverbrauch der Einrichtung betrug 500m³/h. Die Produktion an Glasperlen von max. 1 mm Durchmesser ergab sich mit 110kg/h.In experiments, the diameter of the gas inlet nozzle 20 was selected at 25.4mm. The gas consumption of the device was 500m ³ / h. The production of glass beads of max. 1 mm diameter resulted with 110kg / h.

Example 1:

Die Einrichtung gemäß der Erfindung wurde zur Erzeugung von Glasperlen der Korngrößenfraktion von max.80,um Durchmesser mit folgenden Parametern betrieben:The device according to the invention was operated to produce glass beads of the grain size fraction of max.80 diameter by the following parameters:

Als sauerstoffhaltiges Gas wurde Luft verwendet, bei welcher der Einspeised ruckwert im Interesse einer guten Regulierbarkeit um ca. 50 mm Wassersäule größer sein muß als der gesamte Strömungswiderstand, d. h. die Summe der Einzelwiderstände des Wärmeaustauschers 11, des Rohres 14, der Mischkammer 19, des Brennerkopfes 5 und des Flammenstabilisators 21 beträgt 95 mm Wassersäule. Somit wurde am Einlaß 12 der Druckwert der Luft mit 145 mm WS gewählt.As the oxygen-containing gas, air was used in which the fed-in jerk value in the interest of a good controllability by about 50 mm water column must be greater than the total flow resistance, d. H. the sum of the individual resistances of the heat exchanger 11, the tube 14, the mixing chamber 19, the burner head 5 and the flame stabilizer 21 is 95 mm water column. Thus, at the inlet 12, the pressure value of the air was chosen to be 145 mm.

Am Einlaßstutzen 20 muß der Druck des Erdgases aus Sicherheitsgründen um mindestens 100 mm WS größer sein als der Druck der in der Mischkammer 19 eintretenden Luft. Deshalb wurde dieser Druck mit 245mm WS gewählt.At the inlet port 20, the pressure of the natural gas for safety reasons by at least 100 mm WS must be greater than the pressure of the air entering the mixing chamber 19. Therefore, this pressure was chosen with 245mm WS.

Da im Brennraum 4 atmosphärischer Druck vorherrscht, kann am Abfluß 9 der Wert der nötigen Absaugung aus der Summe der Strömungswiderstandswerte eines nicht dargestellten Staubfilters sowie des Rohres 6 und des Wärmeaustauschers 11 errechnet werden. Dementsprechend wurde der Absaugungswert mit 155 mm WS ermittelt.Since atmospheric pressure prevails in the combustion chamber 4, the value of the necessary extraction from the sum of the flow resistance values of a dust filter, not shown, as well as the pipe 6 and the heat exchanger 11 can be calculated at the outlet 9. Accordingly, the extraction value was determined to be 155 mm WC.

Example 2:

Zur Erzeugung von Glasperlen der Kornfraktion 80-200 μ,η-ι wurde am Einlaß 12 der Luftdruck mit 180 mm WS, am Einlaßstutzen 20 der Erdgasdruck mit 280 mm WS, die Absaugung aber wie im Beispiel 1 mit 155 mm WS bemessen.For the production of glass beads of the grain fraction 80-200 μ, η-ι was at the inlet 12 of the air pressure with 180 mm WS, at the inlet port 20 of the natural gas pressure with 280 mm WS, the suction but as in Example 1 with 155 mm WS.

Example 3:

Die erfindungsgemäße Einrichtung wurde zur Erzeugung von Glasperlen der Kornfraktion 200-300/xim mitfolgenden Parametern betrieben:The device according to the invention was operated to produce glass beads of the grain fraction 200-300 / xim with the following parameters:

Der Druck der Luft wurde am Einlaß 12 mit 210 mm WS, der Erdgasdruck am Einlaßstutzen 20 mit 310 mm WS, die Absaugung aber mit 155 mm WS gewählt. Der wichtigste Vorzug der Erfindung besteht darin, daß sie auch bei brennbarem Gas von sehr niedriger Verbrennungsgeschwindigkeit, z. B. bei Erdgas, nahezu ohne Maßeinschränkung, die Bedingungen für eine zuverlässige Glasperlenerzeugung sichert, den spezifischen Energieverbrauch vermindert, sowie infolge der geschlossenen, wärmeisolierten Ausgestaltung der Apparatur für das Bedienungspersonal verbesserte Arbeitsbedingungen gewährleistet.The pressure of the air was chosen at the inlet 12 with 210 mm WS, the natural gas pressure at the inlet port 20 with 310 mm WS, the suction but with 155 mm WS. The most important advantage of the invention is that even with combustible gas of very low combustion rate, for. As with natural gas, almost without dimensional restrictions, the conditions for reliable glass bead production ensures reduced specific energy consumption, and guaranteed as a result of the closed, heat-insulated design of the equipment for the operator improved working conditions.

Weiterhin besitzt die Einrichtung ein geschlossenes System und ist deshalb gut regulierbar. Das langsame Vorwärmen und die nachfolgende schnelle Erhitzung der Glaskörner in der Flamme sind auch für die Erzeugung von hohlen Glasperlen sehr vorteilhalft.Furthermore, the device has a closed system and is therefore easy to regulate. The slow preheating and subsequent rapid heating of the glass grains in the flame are also very beneficial for the production of hollow glass beads.

Ob man mit der Einrichtung volle oder hohle Glaskugeln erzeugt, hängt in erster Linie von der chemischen Zusammensetzung des aufgegebenen Glasmahlgutes 2 sowie von dessen physikalischen und chemischen Eigenschaften, dem gelösten Gas- bzw. Wassergehalt, der Viskositätstemperatur, der Oberflächenspannungstemperatur usw. ab. Dies kann aber auch sekundär über die Betriebsparameter der Einrichtung beeinflußt werden, z. B. mit dem Luftüberschußfaktor durch Zustandebringen einer oxydierenden oder reduzierenden Flamme, mit der Ausströmungsgeschwindigkeit aus dem Brennraum 4, d. h. mit Regulierung der Aufenthaltszeit im Brennraum 4, ferner mit dem Regulieren der Flammentemperatur bzw. mit Vorwärmung des Grundmaterials in verschiedenem Ausmaße.Whether one produces full or hollow glass beads with the device depends primarily on the chemical composition of the abandoned Glasmahlgutes 2 and its physical and chemical properties, the dissolved gas or water content, the viscosity temperature, the surface tension temperature, etc. from. However, this can also be influenced secondarily via the operating parameters of the device, for. B. with the excess air factor by state bringing an oxidizing or reducing flame, with the outflow velocity from the combustion chamber 4, d. H. with regulation of the residence time in the combustion chamber 4, also with the regulation of the flame temperature or with preheating of the base material to various degrees.

Schließlich sei noch bemerkt, daß man in der Flamme die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Glaskörner mit der Austrittsgeschwindigkeit regulieren, d. h. daß die Höhe des vertikalen Hochsteigens der Glaskörner im Brennraum 4 von derFinally, it should be noted that in the flame to regulate the speed of movement of the glass grains with the exit velocity, d. H. that the height of the vertical rising of the glass grains in the combustion chamber 4 of the

-5- 808 98-5-808 98

Austrittsgeschwindigkeit bestimmt wird. Da man im Innern der Flamme die Temperatur als gleich betrachten kann, was in erster Linie des Flammenstabilisators 21 zu verdanken ist, durchfließen die GlaskörnerZonen von nahezu gleicher Temperatur. Außerdem aus Methan bestehenden Erdgas kann als Gas mit kleiner Brenngeschwindigkeit noch beispielsweise Propan-Butan-Gas in Frage kommen oder verschiedene, aus Kohle gewinnbare Gase, z. B. „SASOL", „SNG" usw.Exit velocity is determined. Since the temperature in the interior of the flame can be regarded as the same, which is primarily due to the flame stabilizer 21, the glass grains pass through zones of almost the same temperature. In addition, consisting of methane natural gas can still come as a gas with a low burning rate, for example, propane-butane gas or various, recoverable from coal gases, eg. As "SASOL", "SNG", etc.

Claims

-1- 808 98

Invention claim:

A method of manufacturing glass beads comprising combustible gas, oxygen-containing gas and glass grind

made to a next mixture, then this is introduced via a burner head in a combustion chamber, wherein the reaching into the flame Glasmahlgutkörner and accept the glass beads appropriate spherical shape, characterized in that the Glasmahlgut before its introduction into a mixing chamber with the heat beam of Burner head and that oxygen-containing gas is preheated with the heat of the outgoing from the combustion chamber flue gases.

2. The method according to item 1, characterized in that at the mouth hole of the burner head a plurality of small flame cores and an increased flow velocity is generated.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that one enters the mixing chamber, the oxygen-containing gas and the combustible gas with regulated pressure, preferably at a pressure of 145 to 210 mm WS or 245-310 mm WS, but in the combustion chamber a regulated suction, advantageous with 155mm WS applies.

4. A device for carrying out the method according to item 1, which has a burner head, a mixing chamber connected thereto and a container for receiving the Glasmahlgutes associated with the mixing chamber, further comprising a tube for conducting the oxygen-containing gas and the combustible gas has an inlet port , wherein the combustion chamber is surrounded by a jacket around and above the burner head and the upper part of the combustion chamber communicates with a unit for separating the glass beads, characterized in that the cylindrical jacket (3) delimiting the combustion chamber (4) in immediate Further, the tube (14), which allows the oxygen-containing gas to enter the mixing chamber (19), is connected to a container (1) receiving a glass grinding material (2), advantageously located in its interior, with a heat exchanger (11) (6) is connected, which connects the combustion chamber (4) with a cyclone (7) for burning off the glass beads.

5. Device according to item 4, characterized in that the combustion head (5) is provided with a flame stabilizer (21).

6. Device according to claim 4 and 5, characterized in that the flame stabilizer (21) from the mouth hole of the burner head (5) concentrically arranged, annular plates (22), between which the free gap cross-section substantially smaller than the mouth hole of the burner head (5 ).

7. Device according to items 4 to 6, characterized in that the mixing chamber (19) connected to the outlet (15) of the container (1), preferably with a vibratory feeder (16) connected to the hopper (18), on which in a pipe (14) for the oxygen-containing gas and the hopper (18) being connected in the opposite direction to a combustible gas inlet pipe (20), the inlet pipe (20) being positioned closer to the burner head (5).