DE10117664C1 - Connecting sleeve used as a component of a low pressure glass refining device comprises a supporting core made from high temperature resistant material, and a sleeve surrounding the core - Google Patents

Connecting sleeve used as a component of a low pressure glass refining device comprises a supporting core made from high temperature resistant material, and a sleeve surrounding the core

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Abstract

Connecting sleeve for guiding from or immersing into glass melts comprises a supporting core (1) made from high temperature resistant material; and a sleeve (2) completely surrounding the core and made from electrically conducting material. The sleeve consists of an inner sleeve (2.1) which is in contact with the glass melt, and an outer sleeve (2.2). Both sleeves are connected together at the end of the core in a gas tight and electrically conducting manner. Each sleeve is connected to an electrode (3.1, 3.2) at the other end of the core. An electrically insulating diffusion barrier (4.3, 4.4) is arranged between the core and the sleeve. The space enclosed by the sleeve is evacuated. Preferably the core is made from a refractory metal or a ceramic, preferably molybdenum. The diffusion barrier is made from a ceramic. The sleeve is made from a thin rolled sheet made from a precious metal alloy.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrstutzen zum Leiten von beziehungsweise zum Eintauchen in eine Glasschmelze und dessen Verwendung.The invention relates to a pipe socket for guiding or for immersion in a glass melt and its use.

Die Erfindung betrifft einen Rohrstutzen für die Glaserzeugungstechnik. Solche Rohrstutzen finden Anwendung an verschiedenen Stellen des Glasherstellungsprozesses, beispielsweise beim Erschmelzen von Glas, beim Läutern, beim Homogenisieren oder beim Konditionieren. Der hier behandelte Rohrstutzen kann eingesetzt werden zum Leiten eines Stromes einer Glasschmelze, und zwar in jeder beliebigen Richtung, vertikal oder horizontal. Er dient auch zum Einbringen von Wärme in die Schmelze.The invention relates to a pipe socket for glass production technology. Such pipe sockets are used at various points in the Glass manufacturing process, for example when melting glass, when refining, homogenizing or conditioning. This here treated pipe sockets can be used to conduct a current a glass melt, in any direction, vertically or horizontal. It is also used to introduce heat into the melt.

Die Anforderungen an die Qualität optischer Gläser sind sehr hoch. Deswegen muß beim Glasherstellungsprozeß darauf geachtet werden, daß Verunreinigungen jeglicher Art nicht in die Schmelze gelangen. Dies betrifft beispielsweise Oxidationsprodukte, die durch chemisch aggressive Schmelzen erzeugt werden können.The requirements for the quality of optical glasses are very high. Therefore, care must be taken in the glass manufacturing process that Impurities of any kind do not get into the melt. this concerns for example, oxidation products caused by chemically aggressive Melting can be generated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrstutzen zu schaffen, der die Qualität des Glases nicht beeinträchtigt, insbesondere was dessen Reinheit anbetrifft, der ferner eine Schmelze wirksam aufzuheizen vermag, und zwar entweder als Schmelzestrom, der den Rohrstutzen durchströmt, oder als stehende Schmelze, in die der Rohrstutzen eingetaucht wird. Schließlich soll der Rohrstutzen kostengünstig und möglichst einfach herstellbar sein und möglichst wenig Teile umfassen.The invention has for its object to provide a pipe socket that does not affect the quality of the glass, especially what it does In terms of purity, which can also effectively heat a melt, either as a melt stream that flows through the pipe socket, or as a standing melt in which the pipe socket is immersed. After all, the pipe socket should be inexpensive and as simple as possible be producible and include as few parts as possible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Ein solcher Rohrstutzen ist gemäß der Erfindung aus einem Tragkern aus hochtemperaturfestem Material aufgebaut. Der Tragkern besteht am besten aus einem Refraktärmetall wie zum Beispiel Molybdän, Wolfram. Er kann aber auch aus einer geeigneten Keramik bestehen, beispielsweise aus Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid.Such a pipe socket is made of a support core according to the invention high temperature resistant material. The support core is best  from a refractory metal such as molybdenum, tungsten. He can but also consist of a suitable ceramic, for example Silicon nitride or aluminum oxide.

Der Tragkern ist umschlossen von einer Hülle, die aus elektrisch leitendem Material besteht und beim Betrieb mit der Glasschmelze in Kontakt gelangt.The support core is enclosed by a sleeve made of electrically conductive Material exists and comes into contact with the glass melt during operation.

Zwischen der Hülle und dem Tragkern befindet sich eine Diffusionssperre. Diese besteht im allgemeinen aus keramischem Werkstoff, zum Beispiel Aluminiumoxid oder Zirkonoxid.There is a diffusion barrier between the shell and the support core. This generally consists of ceramic material, for example Alumina or zirconia.

Die Hülle kommt mit der Schmelze unmittelbar in Kontakt. Sie muß daher glasverträglich sein, auch bei aggressiven Glasschmelzen. Sie muß schließlich vakuumdicht sein. Der von der Hülfe umschlossene Raum wird nämlich gemäß der Erfindung evakuiert. Dies hat die beiden folgenden Gründe: Das Material des Tragkerns ist gegebenenfalls sehr oxidationsempfindlich. Durch Evakuieren wird die Oxidationsgefahr verringert. Weiterhin legt sich bei Evakuierung die Hülle, die eine sehr geringe Dicke haben kann, an die Diffusionssperre bei Evakuierung satt an, was die Steifigkeit und damit die mechanische Festigkeit der gesamten Einheit vergrößert.The shell comes into direct contact with the melt. It must therefore be compatible with glass, even with aggressive glass melts. She must finally be vacuum tight. The space enclosed by the aid becomes namely evacuated according to the invention. This has the following two Reasons: The material of the support core may be very high sensitive to oxidation. Evacuation reduces the risk of oxidation reduced. Furthermore, during evacuation, the envelope, which is very can have a small thickness, the diffusion barrier when evacuation is full, what the rigidity and hence the mechanical strength of the whole Unit enlarged.

Die Hülle umfaßt eine äußere und eine innere Hülse. Am einen Ende des Rohrstutzens sind diese beiden Hülsen gasdicht und elektrisch leitend miteinander verbunden, am anderen Ende hingegen lediglich gasdicht, aber elektrisch voneinander getrennt. An diese elektrisch getrennten Enden werden Elektroden angeschlossen. An die beiden Elektroden kann eine Spannung angelegt und damit ein Stromkreis geschlossen werden. Der Strom fließt somit durch die Hülle hindurch, und zwar durch die Außenhülse der Hülle, sodann durch die Innenhülse der Hülle und wieder zur anderen Elektrode, beziehungsweise in umgekehrter Richtung.The sheath comprises an outer and an inner sleeve. At one end of the These two sleeves are gas-tight and electrically conductive connected to each other, at the other end only gastight, but electrically isolated from each other. At these electrically isolated ends electrodes are connected. One can be attached to the two electrodes Voltage applied and thus a circuit can be closed. The Current thus flows through the sheath, namely through the Outer sleeve of the sleeve, then through the inner sleeve of the sleeve and again to the other electrode, or in the opposite direction.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In it is in each shown the following:

Fig. 1 zeigt einen Rohrstutzen in einem Längsschnitt. Fig. 1 shows a pipe socket in a longitudinal section.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung und im Aufriss eine Anlage zum Läutern von Glasschmelze unter Unterdruck. Fig. 2 shows a schematic representation and in elevation of a plant for refining glass melt under negative pressure.

Der Rohrstutzen umfaßt einen Tragkern 1. Tragkern 1 ist von zylindrischer Gestalt. Er kann auch einen anderen als einen kreisrunden Querschnitt haben, beispielsweise oval oder polygonartig aufgebaut sein. Der Tragkern 1 besteht aus hochtemperaturfestem Werkstoff, im vorliegenden Falle aus einem Refraktärmetall wie Molybdän. Er kann auch aus einer Keramik bestehen.The pipe socket comprises a support core 1 . Support core 1 is cylindrical in shape. It can also have a cross-section other than circular, for example an oval or polygonal structure. The support core 1 consists of a high temperature-resistant material, in the present case of a refractory metal such as molybdenum. It can also consist of a ceramic.

Tragkern 1 ist umhüllt von einer Hülle 2. Die Hülle 2 ist elektrisch leitend. Sie besteht aus einer Edelmetallegierung, zum Beispiel PtRh10, Ptlr1, in Form eines dünnen Bleches. Die Hülle 2 kommt mit der Glasschmelze unmittelbar in Kontakt und muß daher resistent sein, auch gegen aggressive Gläser.Support core 1 is encased by a sheath 2 . The sheath 2 is electrically conductive. It consists of a precious metal alloy, for example PtRh10, Ptlr1, in the form of a thin sheet. The shell 2 comes into direct contact with the glass melt and must therefore be resistant, even to aggressive glasses.

Die Hülle 2 weist als wesentliche Bestandteile eine Innenhülse 2.1 sowie eine Außenhülse 2.2 auf. Am unteren Ende des Rohrstutzens sind die beiden Hülsen 2.1, 2.2 durch eine untere Ringscheibe 2.3 sowohl gasdicht als auch elektrisch leitend miteinander verbunden.The sheath 2 has an inner sleeve 2.1 and an outer sleeve 2.2 as essential components. At the lower end of the pipe socket, the two sleeves 2.1 , 2.2 are connected to one another in a gas-tight and electrically conductive manner by a lower annular disk 2.3 .

Im oberen Bereich des Rohrstutzens ist die Innenhülse 2.1 nach außen abgekröpft, so daß sie eine obere Ringscheibe 2.4 bildet. Die Außenhülse 2.2 ist ebenfalls nach außen abgekröpft und bildet eine mittlere Ringscheibe 2.5. In the upper area of the pipe socket, the inner sleeve 2.1 is bent outwards so that it forms an upper annular disk 2.4 . The outer sleeve 2.2 is also bent outwards and forms a middle ring disk 2.5 .

An die beiden Ringscheiben ist jeweils eine Elektrode angeschlossen, und zwar an die Innenhülse die Innenhülsenelektrode 3.1, und an die Außenhülse die Außenhülsenelektrode 3.2.One electrode is connected to each of the two ring disks, specifically the inner sleeve electrode 3.1 to the inner sleeve and the outer sleeve electrode 3.2 to the outer sleeve.

Man erkennt ferner zwei Keramikringe, nämlich einen oberen Keramikring 4.1 und einen unteren Keramikring 4.2. Diese beiden bilden zusammen mit dem Flansch 1.1 des Tragkerns 1 gewissermaßen eine feste Packung, die von den Elektroden 3.1, 3.2 mehr oder minder umschlossen ist.Two ceramic rings can also be seen, namely an upper ceramic ring 4.1 and a lower ceramic ring 4.2 . Together with the flange 1.1 of the support core 1, these two form, as it were, a solid packing which is more or less enclosed by the electrodes 3.1 , 3.2 .

Tragkern 1 ist außerdem auf seiner gesamten Länge unmittelbar umschlossen von einer Diffusionssperre, und zwar in Gestalt einer Hülse 4.3 und einer Hülse 4.4. Die beiden Hülsen bestehen im vorliegenden Falle aus temperaturstabilem keramischen Werkstoff. Zwischen den Hülsen 4.3 und 4.4 ist am unteren des Rohrstutzens außerdem eine Ringscheibe als Verbindungsstück vorgesehen. Die Diffusionssperre ist gleichzeitig elektrische Isolierung.Support core 1 is also directly surrounded over its entire length by a diffusion barrier, in the form of a sleeve 4.3 and a sleeve 4.4 . In the present case, the two sleeves consist of temperature-stable ceramic material. Between the sleeves 4.3 and 4.4 , an annular washer is also provided as a connecting piece at the bottom of the pipe socket. The diffusion barrier is also electrical insulation.

Die beiden Elektroden 3.1, 3.2 sind miteinander verschraubt - siehe die Schrauben 5. Sie sind jedoch durch Isolierscheiben 6 elektrisch gegeneinander isoliert, gleichermaßen natürlich die Schrauben.The two electrodes 3.1 , 3.2 are screwed together - see screws 5 . However, they are electrically insulated from each other by insulating washers 6 , and of course the screws are equally equally.

Damit der von der Hülle 2 umschlossene Raum evakuiert werden kann, ist ein O- Ring 7 vorgesehen. Dieser ist zwischen den beiden Elektroden 3.1, 3.2 eingespannt.An O-ring 7 is provided so that the space enclosed by the casing 2 can be evacuated. This is clamped between the two electrodes 3.1 , 3.2 .

Die gesamte Elektrodenkonstruktion dient auch dazu, den Rohrstutzen nach außen hin abzustützen. Mittels der Elektroden 3.1, 3.2 kann der Rohrstutzen an anderen Aggregaten befestigt werden. Die Elektroden 3.1, 3.2 bestehen aus einem vakuumdichten und festen metallischen Werkstoff, zum Beispiel aus Edelstahl. Sie sind zum Schutze gegen Überhitzung mit angeschweißten Kühlrohren 8.1, 8.2 versehen. The entire electrode construction also serves to support the pipe socket on the outside. The pipe socket can be attached to other units by means of the electrodes 3.1 , 3.2 . The electrodes 3.1 , 3.2 consist of a vacuum-tight and solid metallic material, for example made of stainless steel. To protect against overheating, they are provided with welded cooling pipes 8.1 , 8.2 .

Man erkennt weiterhin ein Evakuierungsröhrchen 9. Hiermit lassen sich Gase absaugen, die sich in dem von Hülle 2 umschlossenen Raum befinden, um diesen Raum zu evakuieren.An evacuation tube 9 can also be seen . This allows gases to be drawn off which are located in the space enclosed by envelope 2 in order to evacuate this space.

Die in Fig. 2 dargestellte Anlage umfaßt ein erstes Becken 10 zur Aufnahme von Glasschmelze, die geläutert werden soll. Sie umfaßt ferner ein zweites Becken 11 zur Aufnahme von geläuteter Schmelze.The system shown in Fig. 2 comprises a first basin 10 for receiving glass melt which is to be refined. It also includes a second basin 11 for receiving the melted ring.

Oberhalb der beiden Becken 10, 11 befindet sich eine Läutereinrichtung 12. Diese ist von Glasschmelze durchströmt. Auf dem Strömungsweg wird die Glasschmelze einem Unterdruck ausgesetzt.A refining device 12 is located above the two basins 10 , 11 . Glass melt flows through it. The glass melt is exposed to a negative pressure along the flow path.

Bestandteil der Läutereinrichtung 12 sind zwei Rohrstutzen 2, 20. Die beiden Rohrstutzen sind erfindungsgemäß aufgebaut. Sie können in allen Einzelheiten oder im wesentlichen genauso gestaltet sein, wie der Rohrstutzen 2 gemäß Fig. 1.Part of the refining device 12 are two pipe sockets 2 , 20 . The two pipe sockets are constructed according to the invention. They can be designed in all details or essentially the same as the pipe socket 2 according to FIG. 1.

Die genannte Unterdruck-Läutereinrichtung 12 hat die Gestalt eines umgekehrten U. Sie weist einen horizontalen Steg 12.1 auf, ein Steigrohr 12.2 sowie ein Fallrohr 12.3. Steigrohr 12.2 ist an Rohrstutzen 2 angeschlossen, und Rohrstutzen 20 ist an Fallrohr 12.3 angeschlossen.The vacuum refining device 12 mentioned has the shape of an inverted U. It has a horizontal web 12.1 , a riser pipe 12.2 and a down pipe 12.3 . Riser pipe 12.2 is connected to pipe socket 2 , and pipe socket 20 is connected to down pipe 12.3 .

Die Anlage arbeitet wie folgt:
Dem ersten Becken 10 wird an einem Einlass A Schmelze zugeführt, die zu läutern ist. Aus dem Becken 10 wird sodann durch Rohrstutzen 2 Schmelze entnommen. Diese steigt durch Steigrohr 12.2 nach oben, wandert durch den Steg 12.1, gelangt zum Fallrohr 12.3 und strömt durch Rohrstutzen 20 in das zweite Becken 11. Nunmehr ist sie geläutert und wird an einem Auslass B abgezogen. The system works as follows:
The first basin 10 is supplied with melt at an inlet A, which is to be refined. From the basin 10 2 melt is then removed through pipe socket. This rises up through the riser pipe 12.2 , travels through the web 12.1 , reaches the down pipe 12.3 and flows through pipe socket 20 into the second basin 11 . Now it has been refined and is withdrawn from an outlet B.

Die Anlage kann kontinuierlich betrieben werden. Dies bedeutet, daß am Einlass A pro Zeiteinheit soviel Schmelze zugeführt wird, wie am Auslass B abgezogen wird.The system can be operated continuously. This means that on As much melt is fed into inlet A per unit of time as at outlet B is subtracted.

Wie man sieht, sind die beiden Becken 10, 11 baulich vereinigt. Sie sind lediglich durch eine Trennwand 13 voneinander getrennt.As you can see, the two basins 10 , 11 are structurally combined. They are only separated from one another by a partition 13 .

Die Läutereinrichtung 12 ist in ihrer Höhe verstellbar - siehe den Doppelpfeil - in Steg 12.1. Es ist aber auch möglich, lediglich einen der beiden Rohrstutzen oder beide Rohrstutzen 2, 20 separat in der Höhe zu verfahren, sodaß beispielsweise Rohrstutzen 2 in Steigrohr 12.2 auf und ab verschiebbar ist, oder Rohrstutzen 20 in Fallrohr 12.3.The refining device 12 is adjustable in height - see the double arrow - in web 12.1 . However, it is also possible to move only one of the two pipe sockets or both pipe sockets 2 , 20 separately in height, so that, for example, pipe socket 2 in the riser pipe 12.2 can be moved up and down, or pipe socket 20 in the down pipe 12.3 .

Claims (9)

1. Rohrstutzen zum Leiten von oder Eintauchen in Glasschmelzen sowie zu deren Erhitzung;
  • 1. 1.1 mit einem Tragkern (1) aus hochtemperaturfestem Material;
  • 2. 1.2 mit einer den Tragkern (1) vollständig umschließenden Hülle (2), die aus elektrisch leitendem Material besteht;
  • 3. 1.3 die Hülle umfaßt eine Innenhülse (2.1), die beim Betrieb mit Glasschmelze in Kontakt steht, sowie eine Außenhülse (2.2);
  • 4. 1.4 die beiden Hülsen (2.1, 2.2) sind an einem Ende des Tragkerns (1) gasdicht und elektrisch leitend miteinander verbunden;
  • 5. 1.5 jede der beiden Hülsen (2.1, 2.2) ist am anderen Ende des Tragkerns (1) an eine Elektrode (3.1, 3.2) angeschlossen;
  • 6. 1.6 zwischen Tragkern (1) und Hülle (2) befindet sich eine elektrisch isolierende Diffusionssperre (4.3, 4.4);
  • 7. 1.7 der von der Hülle (2) umschlossene Raum ist evakuierbar.
1. Pipe socket for guiding or immersing in glass melts and for heating them;
  • 1. 1.1 with a support core ( 1 ) made of high temperature resistant material;
  • 2. 1.2 with a sheath ( 2 ) which completely surrounds the support core ( 1 ) and consists of electrically conductive material;
  • 3. 1.3 the envelope comprises an inner sleeve ( 2.1 ), which is in contact with molten glass during operation, and an outer sleeve ( 2.2 );
  • 4. 1.4 the two sleeves ( 2.1 , 2.2 ) are gas-tight and electrically conductively connected to one another at one end of the support core ( 1 );
  • 5. 1.5 each of the two sleeves ( 2.1 , 2.2 ) is connected to an electrode ( 3.1 , 3.2 ) at the other end of the support core ( 1 );
  • 6. 1.6 between the support core ( 1 ) and sheath ( 2 ) there is an electrically insulating diffusion barrier ( 4.3 , 4.4 );
  • 7. 1.7 the space enclosed by the envelope ( 2 ) can be evacuated.
2. Rohrstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkern aus einem Refraktärmetall oder aus Keramik besteht.2. Pipe socket according to claim 1, characterized in that the support core consists of a refractory metal or ceramic. 3. Rohrstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkern (1) aus Molybdän besteht.3. Pipe socket according to claim 2, characterized in that the support core ( 1 ) consists of molybdenum. 4. Rohrstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre aus Keramik besteht.4. Pipe socket according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diffusion barrier is made of ceramic. 5. Rohrstutzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre eine Innenhülse (4.3) umfaßt, die zwischen dem Tragkern (1) und der Innenhülse (2.1) der Hülle angeordnet ist, sowie eine Außenhülse (4.4), die zwischen dem Tragkern (1) und der Außenhülse (2.2) der Hülle (2) angeordnet ist. 5. Pipe socket according to claim 4, characterized in that the diffusion barrier comprises an inner sleeve ( 4.3 ), which is arranged between the support core ( 1 ) and the inner sleeve ( 2.1 ) of the sheath, and an outer sleeve ( 4.4 ), which is between the support core ( 1 ) and the outer sleeve ( 2.2 ) of the sleeve ( 2 ) is arranged. 6. Rohrstutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem dünn ausgewalzten Blech aus einer Edelmetallegierung besteht.6. Pipe socket according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shell from a thinly rolled sheet from a Precious metal alloy exists. 7. Verwendung eines Rohrstutzens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Bestandteil einer Unterdruck-Läutervorrichtung (12).7. Use of a pipe socket according to one of claims 1 to 6 as part of a vacuum refining device ( 12 ). 8. Verwendung eines Rohrstutzens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck-Läutereinrichtung (12) entweder insgesamt oder teilweise höhenverstellbar ist.8. Use of a pipe socket according to claim 7, characterized in that the vacuum refining device ( 12 ) is adjustable in total or in part either. 9. Verwendung eines Rohrstutzens nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen an das untere Ende eines Steigrohres (12.2) und/oder eines Fallrohres (12.3) der Unterdruck- Läutereinrichtung (12) angeschlossen ist.9. Use of a pipe socket according to claim 7 or 8, characterized in that the pipe socket is connected to the lower end of a riser pipe ( 12.2 ) and / or a down pipe ( 12.3 ) of the vacuum refining device ( 12 ).
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