DE10059064B4 - Hollow body for holding a glass melt - Google Patents

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Abstract

Hohlkörper zum Aufnehmen einer Glasschmelze, insbesondere Rohrleitung oder Behandlungskammer;
1.1 mit einer umlaufenden Wandung; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.2 die Wandung weist eine Beulenstruktur auf, und die
1.3 Beulenstruktur ist lückenlos, so dass die Beulen (1.1) unmittelbar aneinander grenzen.Hollow body for receiving a glass melt, in particular a pipe or treatment chamber;
1.1 with a circumferential wall; characterized by the following features:
1.2 the wall has a bulge structure, and the
1.3 Bulge structure is complete, so that the bulges (1.1) directly adjoin one another.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Glaserzeugung im weitesten Sinne vom Erschmelzen bis zur Verarbeitung.The invention relates to the field glass production in the broadest sense from melting to processing.

Bei der Produktion von hoch-korrosiven Gläsern werden Rohrsysteme aus Edelmetall eingesetzt, beispielsweise zum Transport, zur Konditionierung mit Temperierung, Entgasung, Läuterung und anderen Verfahrensschritten sowie zum Homogenisieren. Solche Rohrsysteme umfassen Hohlkörper der unterschiedlichsten Art, beispielsweise in Gestalt von Rohrleitungen zum Transport der Glasschmelze, Behandlungskammern, Tiegelsysteme als Einschmelz- und Homogenisierbehälter oder sogenannte Speiser zum Heranführen von Schmelze zu einem nachgeschalteten Aggregat.In the production of highly corrosive glass pipe systems made of precious metal are used, for example Transport, for conditioning with tempering, degassing, refining and other process steps as well as for homogenization. Such Pipe systems include hollow bodies various types, for example in the form of pipelines to transport the glass melt, treatment chambers, crucible systems as a melting and homogenizing container or so-called feeder to introduce from melt to a downstream unit.

Die genannten Hohlkörper werden meist bei Raumtemperatur hergestellt. Da die Glasschmelze hohe Betriebstemperaturen hat, unterliegen die Hohlkörper beim Aufheizen auf die Betriebstemperatur hohen thermischen Dehnungen. Beim Wechsel des Betriebszustandes, zum Beispiel bei der Variation der Glasart und damit bei Änderungen der Verarbeitungstemperatur kommt es zu entsprechenden Dehnungswechseln, und zwar sowohl über die Zeit hinweg, als auch an verschiedenen Stellen des Hohlkörpers. Solche thermischen Dehnungen führen zu Spannungen in der Wandung des Hohlkörpers. Diese wiederum können zu Verformungen führen. Kommen noch Unterdrücke oder Überdrücke im Hohlkörper hinzu, so kann dies zu bleibenden Verformungen führen, was höchst unerwünscht ist.The hollow bodies mentioned are mostly made at room temperature. Because the glass melt high operating temperatures the hollow bodies are subject when heating up to the operating temperature high thermal expansions. When changing the operating state, for example when changing the type of glass and therefore changes the processing temperature leads to corresponding changes in elongation, both over the time, as well as in different places of the hollow body. Such thermal expansions to stresses in the wall of the hollow body. These in turn can Lead to deformations. Compressions still come or pressures in the hollow body, this can lead to permanent deformations, which is highly undesirable.

Aus einem Aufsatz "Platinwerkstoffe für Hochtemperatur-Einsatz", erschienen in der Zeitschrift "Metall" 7/8-96, ist auf Seite 497 eine Speiservorrichtung zur Dosierung einer diskontinuierlich ausfließenden Menge zu einem Formgebungsautomaten dargestellt und beschrieben. Diese Speiservorrichtung weist einen zylindrischen Teil auf, der mit umlaufenden Sicken versehen ist. Diese Sicken führen zu einer Versteifung der Wandung. Sie verleihen den einzelnen Abschnitten des zylinderförmigen Teiles eine höhere Steifigkeit in radialer Richtung und wirken damit der Gefahr des Einfallens entgegen.From an essay "Platinum Materials for high temperature use ", published in the Magazine "Metall" 7 / 8-96, is on Page 497 a feeder device for dosing a batch outflowing Quantity shown to a molding machine and described. This feeder device has a cylindrical part which is provided with surrounding beads. These beads lead to one Stiffening of the wall. They lend the individual sections of the cylindrical Partly a higher one Stiffness in the radial direction and thus reduce the risk of Against falling.

Es kommt jedoch noch folgendes hinzu: Beim Umformvorgang, das heißt beim Formen der Sicken, findet eine Verfestigung in den Umformzonen statt. Es verbleibt nur noch eine geringe Rest-Umformbarkeit, die im Betrieb, d. h. beim weiteren Aufheizen, zum verfrühten Bruch des Bauteiles führen kann.However, there is the following: Forming process, that is when forming the beads, there is consolidation in the forming zones. There is only a slight residual formability left in operation, d. H. if it is heated further, the component may break prematurely.

Bei einem Aufheizen eines mit Sicken versehenen Hohlkörpers aus Edelmetall kommt es jedoch zu einem Vergrößern der Vertiefungen der Sicken. Dies kann zu gefährlichen Zugspannungen in den Sicken führen. Sind die Spannungsspitzen sehr hoch, so führt dies wiederum zu bleibenden Verformungen und mindert die Lebensdauer des Bauteiles.When heating one with beads provided hollow body made of precious metal, however, the recesses of the beads are enlarged. This can be dangerous Lead tensile stresses in the beads. If the voltage peaks are very high, this in turn leads to permanent ones Deformations and reduces the lifespan of the component.

Außerdem haben Sicken den Nachteil, dass sie Wärmedehnungen lediglich in axialer Richtung kompensieren, nicht aber in Umfangsrichtung.In addition, beads have the disadvantage that they have thermal expansions only compensate in the axial direction, but not in the circumferential direction.

Die oben erwähnten, aus dem Stande der Technik bekannten Umfangssicken haben einen weiteren Nachteil: sie stellen eine Stolperschwelle für die Strömung der Schmelze dar. In Strömungsrichtung gesehen hinter diesen Umfangssicken kann es zu Strömungsablösungen kommen, was unerwünscht ist.The above-mentioned prior art Known peripheral beads have another disadvantage: they pose a stumbling block for the flow the melt. Seen in the direction of flow flow detachments can occur behind these circumferential beads, which is undesirable.

Die Veröffentlichung „Glasschmelzöfen", Springer-Verlag, Berlin, 1984, Seite 19 betrifft einen Hohlkörper mit einer umlaufenden Wandung zum Aufnehmen einer Glasschmelze. Die Wandung weist eine Beulenstruktur auf. Der Hohlkörper ist ein Durchlaufkörper, der im Betrieb von Glasschmelze durchströmt ist. Er hat somit eine Leitfunktion. Dabei ist der Durchmesser nicht von vorrangiger Bedeutung. Auch ist es unwichtig, welche Gestalt die leitenden Flächen haben.The publication "Glass Melting Furnaces", Springer-Verlag, Berlin, 1984, page 19 relates to a hollow body with a rotating one Wall for receiving a glass melt. The wall has one Bulge structure on. The hollow body is a continuous body, which is traversed by molten glass during operation. It therefore has a leading function. The diameter is not of primary importance. Also it does not matter what shape the conductive surfaces have.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohlkörper der genannten Art zum Aufnehmen einer Glasschmelze derart zu gestalten, dass er Dehnungsspannungen, die in jeglicher Richtung auf ihn einwirken, besser als bekannte Hohlkörper standhalten kann, und zwar sowohl bei Belastung durch Unterdurck als auch durch Überdruck. Außerdem sollten bei strömenden Medien Ablösungen der Strömung von der medienberührten Innenfläche des Hohlkörpers sowie tote Bereiche vermieden werden. Schließlich soll der Wärmeübergang zwischen der Wandung des Hohlkörpers und dem Medium möglichst hoch sein, falls eine Beheizung des Mediums durch die Wandung beabsichtigt ist.The invention is based on the object a hollow body to design the type mentioned for receiving a glass melt in such a way that he has tensile stresses that affect him in any direction better than known hollow bodies can withstand both under pressure and under pressure as well as by overpressure. Moreover should be pouring Media replacements the current from the wetted Inner surface of the hollow body as well as dead areas are avoided. Finally, the heat transfer should between the wall of the hollow body and the medium if possible be high if the wall is intended to heat the medium is.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß haben die Erfinder das Prinzip der Sicken verlassen und sind statt dessen zu einer Wandung mit einer Beulenstruktur übergegangen, bei der sich die Beulen über die gesamte Fläche der Wandung erstrecken. Bei einer Rohrleitung sind somit Beulen sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung nebeneinander angeordnet.This task is due to the characteristics solved by claim 1. Have accordingly the inventors abandon the principle of beads and are instead to a wall with a bulge structure, in which the Dents over the entire area extend the wall. There are dents in a pipeline side by side both in the circumferential direction and in the axial direction arranged.

Ein auf diese Weise strukturierter Hohlkörper für eine Glasschmelze, beispielsweise eine Rohrleitung, weist somit an der Wandung in bestimmter Weise verteilte und ausgerichtete Beulen auf, und kann somit axiale als auch radiale Dehnungen aufnehmen, ohne dass sich gefährliche Spannungsspitzen durch lokale Knickbelastungen aufbauen. Man könnte somit sagen, dass die Beulen – verglichen mit den Sicken – zweidimensional angeordnet sind, und nicht nur eindimensional.A structured in this way Hollow body for a glass melt, for example a pipeline, thus points to the wall in certain Distributed and aligned dents, and thus axial as well as absorb radial expansions without causing dangerous Build up voltage peaks due to local buckling loads. So you could say the bumps - compared with the beads - two-dimensional are arranged, and not just one-dimensional.

Die Verwendung solcher zweidimensional strukturierter rohrförmiger Bauteile ist besonders günstig bei Hochtemperatureinsatz, bei dem Rinnen- und Tiegelsysteme auf die erforderliche Temperatur zum Transport und zur Verarbeitung von Glasschmelzen aufgeheizt werden.The use of such two-dimensionally structured tubular components is special Favorable for high-temperature use, in which channel and crucible systems are heated to the required temperature for the transport and processing of glass melts.

Aufgrund der guten Kompensationsmöglichkeit beim Aufheizen der genannten Bauteile wird somit eine Beschädigung der Wandung vermieden. Dies führt zu längeren Standzeiten der Bauteile. Weiterhin findet beim Wechsel der Betriebstemperaturen eine geringere Bauteilbelastung statt, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Standzeiten beiträgt.Because of the good possibility of compensation when the components mentioned are heated, damage to the Wall avoided. this leads to to longer Service life of the components. Furthermore, when the operating temperatures change, a lower component load instead, which also leads to an increase in Downtime contributes.

Mit der Wahl der Beulenform und deren Orientierung lässt sich jeweils eine ganz bestimmte Steifigkeit beziehungsweise Nachgiebigkeit in axialer und radialer Richtung einstellen. Die genannte Beulencharakteristik lässt sich somit je nach zu erwartender Bauteilbelastung maßschneidern.With the choice of the bump shape and its Leaves orientation each have a very specific stiffness or resilience adjust in the axial and radial direction. The mentioned bump characteristic let yourself thus tailor-made depending on the expected component load.

Bei Transportleitungen sollte demgemäß die axiale Nachgiebigkeit durch entsprechende Beulenform erhöht werden, um die großen Längendehnungen in Förderrichtung zu kompensieren. Bei Tiegelsystemen oder bei Rohrsystemen mit größeren Durchmessern ist hingegen vor allem die radiale Nachgiebigkeit zu erhöhen, um die Längendehnung in Umfangsrichtung zu kompensieren.Accordingly, the axial Compliance can be increased by appropriate bulge shape, around the big ones length extensions in the conveying direction to compensate. For crucible systems or for pipe systems with larger diameters on the other hand, the radial compliance must be increased in order to the elongation in Compensate circumferential direction.

Durch die erfindungsgemäße Beulenstruktur des Hohlkörpers wird dessen lokale Steifigkeit bedeutend erhöht, verglichen mit der lokalen Steifigkeit von Hohlkörpern mit Sicken oder gar mit glatten Hohlkörpern. Besonders bei höheren hydrostatischen Drücken kann damit eine hohe Stabilität gewährleistet werden. Dies gilt sowohl für Überdrücke als auch für Unterdrücke, wie diese beispielsweise in Saugspeiserrinnen oder Läuteraggregaten auftreten.Due to the bulge structure of the invention hollow body its local rigidity is significantly increased compared to the local one Stiffness of hollow bodies with beads or even with smooth hollow bodies. Especially at higher hydrostatic pressures thus high stability guaranteed become. This applies to both overpressures as well also for Suppress, such as this, for example, in suction feeder channels or refining units occur.

Die Erfindung hat einen weiteren Vorteil. Die Beulenstruktur führt zu einer geringen oder gar vernachlässigbaren Änderung der strömungsberührten Fläche, und damit zu einer Querschnittsveränderung, die ganz unerheblich ist. Es besteht daher nur eine sehr geringe Gefahr, dass sich tote Ecken oder lokal größere Verweilzeiten der Schmelze bilden, ganz im Gegensatz zu Sicken, die weit stärker in den Innenraum des Hohlkörpers hineinragen.The invention has another Advantage. The bulge structure leads to a slight or even negligible change in the area in contact with the flow, and a cross-sectional change that is irrelevant. There is therefore very little danger that there are dead corners or locally longer residence times of the melt form, in contrast to beads that protrude far more into the interior of the hollow body.

Schließlich erbringt die Erfindung den Vorteil, dass die Wölbstruktur im strömenden Medium minimale Turbulenzen erzeugt, die jedoch ausreicht, um den Wärmeübergang von der Wandung des Hohlkörpers auf das Medium spürbar anzuheben, so dass das hierdurch in erwünschter Weise höhere Temperaturen im Medium bei einem bestimmten Wäremaufwand erzielbar sind. Die dargestellte Vorrichtung ist nicht Gegenstand der Erfindung. Im Einzelnen ist folgendes dargestellt:Finally, the invention provides the advantage that the vaulted structure in the pouring Medium creates minimal turbulence, but is sufficient to the Heat transfer from the wall of the hollow body noticeable on the medium to raise, so that this results in higher temperatures in the desired manner in the medium with a certain amount of heat are achievable. The device shown is not the subject the invention. The following is shown in detail:

1 – 10 zeigen im Ausschnitt die Oberfläche von Hohlkörpern, jeweils in Abwicklung. 1 - 10 show in the detail the surface of hollow bodies, each in development.

11a zeigt in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zum Aufbringen einer erfindungsgemäßen Beulen- oder Wölbstruktur auf ein Band aus Edelmetall. 11a shows a side view of a device for applying a bulge or arch structure according to the invention on a band of precious metal.

11b zeigt in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zum Aufbringen einer erfindungsgemäßen Beulen- oder Wölbstruktur auf einen bereits gefertigten Hohlzylinder. 11b shows a side view of a device for applying a bulge or arch structure according to the invention on an already manufactured hollow cylinder.

12a u. 12b veranschaulichen in vergrößerter Darstellung eine Prägewalze gemäß der Vorrichtung gemäß der 11a und 11b. 12a u. 12b illustrate in an enlarged view an embossing roller according to the device according to the 11a and 11b ,

Die in 1 gezeigte Beulenstruktur ist aus einer Vielzahl von Beulen 1.1 aufgebaut, die in ein Band 1 aus einem Edelmetall eingeprägt sind. Die ausgezogenen Linien stellen die Kanten der einzelnen Beule 1.1 dar. Diese Kanten umgeben jeweils einen eingebeulten oder ausgebeulten Bereich.In the 1 Bulge structure shown is made up of a variety of bulges 1.1 built that into a tape 1 are embossed from a precious metal. The solid lines represent the edges of the individual bumps 1.1 These edges each surround a dented or bulged area.

Dabei sind die Beulen 1.1 derart angeordnet, dass jeweils eine Reihe in Umfangsrichtung des zu bildenden Hohlkörpers verläuft. Zwei einander benachbarte Reihen sind versetzt gegeneinander angeordnet.Here are the dents 1.1 arranged such that a row runs in the circumferential direction of the hollow body to be formed. Two adjacent rows are staggered.

Die 2 und 3 zeigen Beulenstrukturen mit sechseckigen Beulen unterschiedlicher Gestalt.The 2 and 3 show bump structures with hexagonal bumps of different shapes.

4 zeigt eine Beulenstruktur mit ebenfalls sechseckigen Beulen 1.1, die aber in ihrem mittleren Bereich eine kreisförmige Abflachung 1.1.1 aufweisen. 4 shows a bump structure with also hexagonal bumps 1.1 , but a circular flattening in its central area 1.1 .1 have.

Die in den 11a und 11b dargestellten Vorrichtungen zeigen schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zum Herstellen von Beulenstrukturen in einer endlichen bzw. endlosen Materialbahn 1. Die Materialbahn 1 kann wiederum aus einem Edelmetall bestehen.The in the 11a and 11b The devices shown schematically show the structure of a device for producing dent structures in a finite or endless material web 1 , The web of material 1 can in turn consist of a precious metal.

Die Vorrichtung umfasst als wesentliche Teile eine Druckwalze 10 mit flexiblem Mantel sowie eine Prägewalze 11. Die Prägewalze 11 ist mit Rippen 11.1 versehen. Die Rippen sind in der Abwicklung gesehen von einer Struktur, die der zu schaltenden Beulenstruktur in Band 1 entspricht. Siehe die 1 bis 4.The essential parts of the device include a pressure roller 10 with flexible jacket and an embossing roller 11 , The embossing roller 11 is with ribs 11.1 Mistake. The ribs are seen in the development of a structure that the band structure to be switched in band 1 equivalent. See the 1 to 4 ,

Die Beulenstruktur kann derart auf die Materialbahn aufgebracht werden, dass sich die Beulen auf beiden Seiten der Materialbahn und damit der Wandung des Hohlkörpers abzeichnen. Es ist aber auch denkbar, die Beulenstruktur derart aufzubringen, dass diese nur auf der einen Seite der Materialbahn beziehungsweise der Wandung des Hohlkörpers erkennbar ist.The bulge structure can be such the web of material is applied so that the bumps on both Draw sides of the material web and thus the wall of the hollow body. But it is also conceivable to apply the bulge structure in such a way that this only on one side of the material web respectively the wall of the hollow body is recognizable.

Die Beulenstruktur ist mit dem bloßen Auge erkennbar. Sie kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Aussehen eines typischen Wirtshaus-Bierglases aus Pressglas oder Gussglas mit Henkel haben.The bulge structure can be seen with the naked eye. According to one preferred embodiment the appearance of a typical pub glass made of pressed glass or have cast glass with a handle.

Claims (5)

Hohlkörper zum Aufnehmen einer Glasschmelze, insbesondere Rohrleitung oder Behandlungskammer; 1.1 mit einer umlaufenden Wandung; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.2 die Wandung weist eine Beulenstruktur auf, und die 1.3 Beulenstruktur ist lückenlos, so dass die Beulen (1.1) unmittelbar aneinander grenzen.Hollow body for receiving a glass melt, in particular a pipe or treatment chamber; 1.1 with a circumferential wall; characterized by the following features: 1.2 the wall has a bulge structure, and the 1.3 bulge structure is complete, so that the bulges ( 1.1 ) directly adjoin each other. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beulen (1.1) in Reihen angeordnet sind, die sich sowohl in Umfangsrichtung als auch in Achsrichtung des Hohlkörpers erstrecken.Hollow body according to claim 1, characterized in that the bulges ( 1.1 ) are arranged in rows which extend both in the circumferential direction and in the axial direction of the hollow body. Hohlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beulen (1.1) einander benachbarter Beulenreihen gegeneinander versetzt sind.Hollow body according to claim 2, characterized in that the bulges ( 1.1 ) adjacent rows of bumps are offset from each other. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beulen – in Draufsicht gesehen – mehreckig.hollow body according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the dents - in plan view seen - polygonal. Hohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beulen – in Draufsicht gesehen – rund sind.hollow body according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the dents - in plan view seen - round are.
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