Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur
Förderung
und/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze, insbesondere
eine Glasschmelze.The
The present invention relates to a method and a system for
advancement
and / or homogenization of an inorganic melt, in particular
a glass of melt.
Bei
der Verarbeitung anorganischer Schmelzen kommt es vielfach zur Bildung
unerwünschter Wandbeläge und zu
unerwünscht
hohen Druckverlusten. Dies gilt insbesondere für nahezu alle Glas-Produkionsprozesse,
bei denen schlecht homogenisiertes (Wand-)Glas und Glasstandsabfälle als Folge
von Druckverlusten ein großes
Problem darstellen.at
The processing of inorganic melts is often the formation
unwanted wall coverings and too
undesirable
high pressure losses. This is especially true for almost all glass production processes,
in which poorly homogenized (wall) glass and glass waste as a result
of pressure losses a big one
Pose a problem.
Zur
besseren Homogenisierung einer Glasschmelze werden häufig Rührer eingesetzt.
Diese werden üblicherweise
in einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung, wie z.B. eine Wanne oder
ein Rührgefäß, von der
Seite aus durch die Glasschmelze angeströmt, wobei im Bereich der seitlich
auftreffenden Kernströmung
zumindest ein Rührerflügel positioniert
ist. Die Justierung dieses zumindest einen Rührerflügels auf die optimale Höhe bezüglich der
Kernströmung
ist wegen des Abstandes der Rührerflügel zur
Glasoberfläche
häufig
allerdings nicht möglich. Zudem
ist die Einstellung eines möglichst
geringen Abstandes der Flügelspitzen
zu den Wänden
der Aufnahmeeinrichtung in der Regel baulichen Beschränkungen
unterworfen. Dieser Abstand ist jedoch generell eine äußerst wichtige
Größe bei der
Homogensierung einer Glasschmelze. Die Flügelspitzen können zwar
das an den Wänden „schleichende„ Glas
niemals vollständig
erreichen, durch Minimierung des Wandabstandes wird jedoch auch
die unerwünschte Bildung
des Wandbelags minimiert und die Homogenisierungswirkung entsprechend
verbessert. Der Einbau eines Rührers
ist zudem mit unerwünschten Druckverlusten
verbunden.to
better homogenization of a molten glass stirrer are often used.
These are usually
in a suitable receiving device, e.g. a tub or
a mixing vessel, from the
Side streamed through the molten glass, being in the area of the side
impinging core flow
at least one stirrer wing positioned
is. The adjustment of this at least one stirrer blade to the optimum height with respect to
core flow
is due to the distance of the stirrer wings to
glass surface
often
but not possible. moreover
is the setting of one as possible
small distance of the wing tips
to the walls
the reception device usually structural restrictions
subjected. However, this distance is generally a very important one
Size at the
Homogenization of a glass melt. The wingtips can indeed
the glass "creeping" on the walls
never completely
However, by minimizing the distance from the wall will also
the unwanted formation
minimizes the Wandbelags and the homogenization effect accordingly
improved. The installation of a stirrer
is also associated with undesirable pressure drops
connected.
Die US 5,609,661 beschreibt
einen Kanal zum Überführen des
geschmolzenen Glases in eine Zone in der das Glas geformt wird.
Die einzelnen Zonen werden über
die Temperatur kontrolliert und sind abgedichtet gegenüber den
Zonen in der Nachbarschaft.The US 5,609,661 describes a channel for transferring the molten glass to a zone in which the glass is molded. The individual zones are controlled by temperature and are sealed against the zones in the neighborhood.
Die US 4,559,072 beschreibt
die Herstellung eines Glases. Zur Herstellung des Glases wird eine Glasfritte
einem Ofen zugeführt,
um eine Schmelze zu erhalten. Die Materialkomponenten und die Schmelze
werden im Verhältnis
1 Teil Schmelze zu 1 bis 9 Teilen Materialkomponenten gemischt.The US 4,559,072 describes the production of a glass. To produce the glass, a glass frit is fed to a furnace to obtain a melt. The material components and the melt are mixed in a ratio of 1 part melt to 1 to 9 parts of material components.
Die US 4,875,917 beschreibt
beschichtete Glasprodukte, die in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt
werden, wobei zwei Glaskomponenten einer Mischungszone zugeführt werden.
Das so gewonnen Glas zeichnet sich durch einen Gradienten in der
Zusammensetzung aus.The US 4,875,917 describes coated glass products made in a continuous process wherein two glass components are fed to a mixing zone. The glass thus obtained is characterized by a gradient in the composition.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
einfachen und effektiven verbesserten Verfahrens zur Förderung
und/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze, insbesondere
eine Glasschmelze. Das gesuchte Verfahren soll hierbei insbesondere
die Bildung unerwünschter
Wandbeläge
möglichst
zuverlässig
verhindern oder zumindest minimieren und dadurch eine möglichst
hohe Homogenität
der Schmelze gewährleisten.
Zur Optimierung des Verfahrensablaufs soll es zudem eine bedarfsgerechte
Steuerung des Strömungsverlaufs
der Schmelze ermöglichen
und eine optimale Anströmung
vorhandener Förder-
oder Homogenisierungseinrichtungen gewährleisten. Darüber hinaus
sollen auch Druckverluste möglichst
kompensiert oder zumindest minimiert werden. Die Aufgabe besteht
auch in der Schaffung einer Vorrichtung oder eines Systems zur Durchführung dieses
Verfahrens.The
Object of the present invention is to provide a
simple and effective improved method of promotion
and / or homogenization of an inorganic melt, in particular
a glass of melt. The process sought here is in particular
the formation of undesirable
wall coverings
preferably
reliable
prevent or at least minimize and thereby one as possible
high homogeneity
ensure the melt.
To optimize the process, it should also be a needs-based
Control of the flow pattern
allow the melt
and optimal flow
existing funding
or homogenizing devices. Furthermore
should also pressure losses as possible
be compensated or at least minimized. The task exists
also in the provision of a device or system for performing this
Process.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gemäß Anspruch
1 sowie ein Förder- und/oder
Homogenisierungssystem gemäß Anspruch
12 gelöst.
Besonders bevorzugte Verfahrensvarianten bzw. Ausführungsformen
sind den jeweils zugehörenden
Unteransprüchen
zu entnehmen.These
The object is achieved by a
Method according to claim
1 and a promotion and / or
Homogenization system according to claim
12 solved.
Particularly preferred process variants or embodiments
are the respective ones
dependent claims
refer to.
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird die anorganische Schmelze, insbesondere eine Glasschmelze,
in einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise eine
Rinne, Wanne oder dergleichen, durch Zuführung mechanischer Energie mittels
zumindest einer sich drehenden, rotationssymmetrischen flügellosen
Förder-
oder Rühreinrichtung
gefördert
und/oder durchmischt, die nachstehend auch einfach kurz als „Walzen-„ oder „Tonnenrührer„ bezeichnet
wird. Die Förder-
oder Rühreinrichtung
wird benachbart zu einer Seitenwand oder einem Boden der Aufnahmeeinrichtung
angeordnet und so betrieben, dass die Schmelze aus dem Wand- bzw.
Bodenbereich in die Kernströmung
zurückgedrückt wird.
Hiedurch wird die unerwünschte
Wand- oder Bodenbelagsbildung zuverlässig verhindert und die Homogenität der Schmelze
entsprechend erhöht.at
the method according to the invention
is the inorganic melt, in particular a glass melt,
in a suitable receiving device, such as a
Trough, tub or the like, by supplying mechanical energy by means
at least one rotating, rotationally symmetric wingless
conveying
or stirring device
promoted
and / or mixed, hereinafter also referred to simply as "roller" or "barrel stirrer"
becomes. The funding
or stirring device
is adjacent to a side wall or a bottom of the receiving device
arranged and operated so that the melt from the wall or
Ground area in the core flow
is pushed back.
This makes the unwanted
Wall or floor covering reliably prevented and the homogeneity of the melt
increased accordingly.
Zur
Verbesserung der Reinigungswirkung, daß heißt der Verringerung oder Verhinderung
der unerwünschten
Wand- oder Bodenbelagsbildung, und der Homogenisierungswirkung wird
vorzugsweise eine an die Kontur der Aufnahmeeinrichtung angepasste
Förder-
oder Rühreinrichtung
verwendet. Die Aufnahmeeinrichtung wird hierbei insbesondere so gewählt, dass
ein möglichst
großer
Teil ihrer Oberfläche
an die Kontur der Förder-
oder Rühreinrichtung angepasst
ist. So kann insbesondere eine Aufnahmeeinrichtung mit einem relativ
kleinen Bodenbereich und einem relativ groß ausgebildeten Wandbereich
und zumindest eine benachbart zu der Wand angeordnete Förder- oder
Rühreinrichtung
verwendet werden. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei die
Verwendung einer kegelstumpf- oder zylinderförmigen Förder- oder Rühreinrichtung erwiesen.To improve the cleaning effect, that is, the reduction or prevention of unwanted wall or floor coverings, and the homogenization effect is preferably adapted to the contour of the receiving device conveying or stirring device used. The receiving device is chosen in particular so that the largest possible part of its surface is adapted to the contour of the conveying or stirring device. Thus, in particular, a receiving device with a relatively small bottom portion and a relatively large wall portion formed and at least one adjacent to the wall arranged conveying or stirring device can be used. In this case, the use of a truncated cone or cylindrical conveying or stirring device has proved to be particularly advantageous.
Die
zumindest eine Förder-
oder Rühreinrichtung
wird in Abhängigkeit
von dem gewünschten Druckabfall,
der Strömungsgeschwindigkeit
und der erforderlichen Reinigungswirkung, bedarfsgerecht eingestellt.
Sie wird hierbei insbesondere quer zur Strömungsrichtung geeignet positioniert.The
at least one funding
or stirring device
becomes dependent
from the desired pressure drop,
the flow velocity
and the required cleaning effect, adjusted as needed.
It is hereby suitably positioned in particular transversely to the flow direction.
Zur
Vermeidung von Totzonen und/oder zur besseren Umlenkung der Schmelze
wird die zumindest eine Förder-
oder Rühreinrichtung
bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante in einer
Biegung oder einer Ecke der Aufnahmeeinrichtung angeordnet.to
Avoiding dead zones and / or better deflection of the melt
will the at least one funding
or stirring device
in a preferred process variant according to the invention in one
Bend or corner of the receiving device arranged.
Vorzugsweise
werden zumindest zwei Förder-
oder Rühreinrichtungen
symmetrisch bezüglich einer
Symmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung oder der Förderrichtung
für die
Schmelze angeordnet. Die Drehrichtungen dieser beiden, als „Doppelrührsystem„ wirkenden
Förder-
oder Rühreinrichtungen
werden hierbei so gewählt,
dass die sich ihnen zwischen befindende Schmelze in Strömungsrichtung
(fast wie in einer Düse)
beschleunigt wird. Die zuvor über
einen relativ breiten Querschnitt verteilte langsame Strömung strömt daher
nun sehr schnell durch einen relativ engen Querschnitt zwischen
dem „Doppelrührsystem„ (das
daher auch als eine Art „Düsensystem„ oder „Düsenrührsystem„ aufgefasst werden
kann), wobei die Strömungsgeschwindigkeit durch
die Drehgeschwindigkeiten und die Größe dieses freien Strömungsquerschnittes
einstellbar ist. Dieser kann – gemäß den obigen
Ausführungen – beispielsweise
durch Verstellung der beiden Förder- oder
Rühreinrichtungen
quer zur Strömungsrichtung bedarfsgerecht
eingestellt werden. Im Bereich zwischen den Förder- oder Rühreinrichtungen
und der jeweils benachbarten Seitenwand wird die Schmelze hingegen
entgegen der Haupt-Strömungsrichtung
in die Strömung
zurückgedrückt und
durch diese abtransportiert.Preferably
At least two funding
or stirring devices
symmetrical with respect to one
Symmetry axis of the receiving device or the conveying direction
for the
Melt arranged. The directions of rotation of these two, acting as a "Doppelrührsystem"
conveying
or stirring devices
are chosen here as
that the melt between them is in the flow direction
(almost like in a nozzle)
is accelerated. The previously over
Therefore, a slow flow distributed over a relatively wide cross-section flows
now very fast due to a relatively narrow cross section between
the "double stirring system" (the
Therefore, as a kind of "nozzle system" or "Düsenrührsystem" be construed
can), the flow rate through
the rotational speeds and the size of this free flow cross-section
is adjustable. This can - according to the above
Designs - for example
by adjusting the two conveyor or
stirrers
transverse to the direction of flow as needed
be set. In the area between the conveying or stirring devices
and the respectively adjacent side wall becomes the melt
against the main flow direction
into the flow
pushed back and
transported away by these.
Zur
Abschwächung
des Druckgefälles
in einer langgestreckten Aufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise
eine lange Rinne, werden vorzugsweise mehre dieser symmetrisch angeordneten
Förder- oder
Rühreinrichtungspaare
hintereinander angeordnet und durch gleichsinnige Aktivierung der
einzelnen Paare als zusammenwirkendes Fördersystem für die Schmelze
betrieben. Die hintereinander angeordneten Förder- oder Rühreinrichtungen werden hierbei
somit jeweils gleichsinnig betrieben, während die beiden Förder- oder
Rühreinrichtungen
der einzelnen Förder-
oder Rühreinrichtungspaare – gemäß den obigen
Ausführungen – jeweils
gegensinnig betrieben werden.to
attenuation
the pressure gradient
in an elongate receiving device, such as
a long groove, preferably several of these are arranged symmetrically
Promotional or
Agitator couples
arranged one behind the other and by the same direction activation of
individual pairs as a cooperating conveyor system for the melt
operated. The successively arranged conveying or stirring devices are hereby
Thus each operated in the same direction, while the two conveyor or
stirrers
the individual funding
or stirring device pairs - according to the above
Versions - each
operated in opposite directions.
Die
Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl der zumindest einen Förder- oder
Rühreinrichtung
wird vorzugsweise bedarfsgerecht gesteuert. Bei mehreren Förder- oder
Rühreinrichtungen
können
diese insbesondere auch unabhängig
voneinander angesteuert weden.The
Rotational speed or speed of at least one conveyor or
agitator
is preferably controlled as needed. For several conveyor or
stirrers
can
these in particular also independently
from each other.
Durch
geeignete Dimensionierung, Gestaltung und/oder Positionierung der
Förder-
oder Rühreinrichtungen
und durch bedarfsgerechte Steuerung ihrer Drehgeschwindigkeiten
lässt sich
insbesondere nicht nur der durch ihre Anwesenheit bedingte Druckverlust
sondern auch der strömungsbedingte
Druckverlust kompensieren und in weiten Grenzen bedarfsgerecht einstellen.
Gegebenenfalls kann – gemäß den folgenden
Ausführungsbeispielen – sogar eine
Druckerhöhung
erreicht werden.By
appropriate dimensioning, design and / or positioning of
conveying
or stirring devices
and by need-based control of their rotational speeds
let yourself
in particular not only the pressure loss due to their presence
but also the flow-related
Compensate for pressure loss and set it within limits as needed.
Optionally - according to the following
Embodiments - even one
pressure increase
be achieved.
Die
Steuerung der Drehgeschwindigkeit kann auch zur besseren Verteilung
einer Schmelze in der Aufnahmeeinrichtung, wie z.B. eine Rinne,
und zur Reduzierung unerwünschter
Glasstandsabfälle durch
Glasstandsschwankungen genutzt werden, wie sie beispielsweise bei
einer diskontinuierlichen Fahrweise hinter einer herkömmlichen
Rühreinrichtung,
z.B. im Fernsehspeiser, entstehen.The
Control of the rotational speed can also for better distribution
a melt in the receiving device, such as e.g. a gutter,
and to reduce unwanted
Glass waste through
Glass level fluctuations are used, as for example in
a discontinuous driving style behind a conventional one
Agitator,
e.g. in TV feed, arise.
Durch
die Einzelansteuerung der Förder- oder
Rühreinrichtungen
und die individuelle Einstellung der Drehgeschwindigkeiten kann
die Schmelze auch zielgerichtet in eine gewünschte Richtung gelenkt und
quasi auf eine gewünschte
Stelle fokussiert werden. Diese Möglichkeit zur Richtungssteuerung kann
beispielsweise zur besseren Umlenkung der Schmelze um eine Biegung
oder eine Ecke der Aufnahmeeinrichtung, wie z.B. um den Knick einer Knickrinne,
genutzt werden.By
the individual control of the conveyor or
stirrers
and the individual adjustment of the rotational speeds can
the melt is also purposefully directed in a desired direction and
almost to a desired one
Body to be focused. This way to directional control can
for example, for better deflection of the melt around a bend
or a corner of the receiving device, such as e.g. around the kink of a gully,
be used.
Bei
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante
wird die Schmelze durch die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung
einer nachgeschalteten Homogenisierungseinrichtung oder einem Hauptrührwerk,
z.B. in einem Speiser, zugeführt,
das durch gründliche
Durchmischung der Schmelze für
die gewünschte
Homogenisierung sorgt. Gemäß den obigen
Ausführungen
kann die Schmelze durch bedarfsgerechte individuelle Einstellung
der Drehgeschwindigkeiten zweier erfindungsgemäßer Förder- oder Rühreinrichtungen quasi auf das
Hauptrührwerk
fokussiert werden, wodurch sich eine deutliche Verbesserung der
Homogenisierungswirkung erreichen lässt. Als Hauptrührwerk oder Hauptrührer können hierbei
beispielsweise ein oder mehrere herkömmliche Flügelrührer oder auch eine sonstige,
zur gründlichen
Durchmischung der Schmelze geeignete Rühreinrichtung verwendet werden.
Gemäß den folgenden
Ausführungsbeispielen könnte gegebenenfalls
auch ein weiterer Tonnenrührer
zum Einsatz kommen.at
a preferred variant of the method according to the invention
the melt is passed through the at least one conveying or stirring device
a downstream homogenizer or a main agitator,
e.g. in a feeder, fed,
that through thorough
Mixing of the melt for
the desired
Homogenization ensures. According to the above
versions
The melt can be adjusted by need-based individual adjustment
the rotational speeds of two inventive conveying or stirring devices quasi on the
Hauptrührwerk
be focused, resulting in a significant improvement in the
Achieve homogenization effect. As main stirrer or main stirrer can hereby
For example, one or more conventional paddle stirrers or another,
for thorough
Mixing the melt suitable stirring device can be used.
According to the following
Exemplary embodiments could if necessary
also another barrel stirrer
be used.
Ein
erfindungsgemäßes Förder- und/oder Homogenisierungssystem
zur Durchführung
dieses Verfahrens umfasst eine Aufnahmeeinrichtung für die Schmelze,
wie beispielsweise eine Rinne, Wanne oder dergleichen, und zumindest
eine rotationssymmetrische flügellose
Förder- oder Rühreinrichtung, die
benachbart zu einer Seitenwand oder einem Boden der Aufnahmeeinrichtung
angeordnet ist und bei Aktivierung durch Verdrängung der Schmelze aus dem
Wand- und/oder Bodenbereich eine unerwünschte Belagsbildung zuverlässig verhindert
und die Homogenität
der Schmelze entsprechend verbessert.One
inventive conveying and / or homogenizing system
to carry out
this method comprises a receiving device for the melt,
such as a gutter, tub or the like, and at least
a rotationally symmetric wingless
Conveying or stirring device, the
adjacent to a side wall or a bottom of the receiving device
is arranged and upon activation by displacement of the melt from the
Wall and / or floor area reliably prevents unwanted deposit formation
and the homogeneity
the melt is improved accordingly.
Die
zumindest eine Förder-
oder Rühreinrichtung
ist vorzugsweise an die Kontur der Seitenwand oder des Bodens angepasst,
da sich hierduch eine optimale Reinigungs- und Homogenisierungswirkung
erreichen lässt.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die benachbarte Wandung im Vergleich
zu dem nicht im Wirkungs- oder Einflussbereich der zumindest einen
Förder-
oder Rühreinrichtung
liegenden Oberflächenbereich
relativ groß ausgebildet
ist. So kann die Aufnahmeeinrichtung, gemäß den folgenden Ausführungen,
in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung beispielsweise
einen relativ kleinen Bodenbereich und einen relativ groß ausgebildeten
Wandbereich mit zumindest einer zugeordneten Förder- oder Rühreinrichtung
umfassen.The
at least one funding
or stirring device
is preferably adapted to the contour of the side wall or the floor,
because hereduch an optimal cleaning and homogenizing effect
can achieve.
This is especially true when compared to the adjacent wall
to the not in the sphere of influence or influence of the at least one
conveying
or stirring device
lying surface area
formed relatively large
is. Thus, the receiving device, according to the following statements,
in a preferred embodiment of the invention, for example
a relatively small floor area and a relatively large trained
Wall area with at least one associated conveying or stirring device
include.
Als
besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die zumindest eine Förder- oder
Rühreinrichtung
kegelstumpf- oder
zylinderförmig
ausgebildet ist. Zur Verbesserung der Wirkungsweise kann sie gegebenenfalls
auch mit einer bestimmten Oberflächenstrukturierung
versehen sein.When
It proves to be particularly advantageous if the at least one conveyor or
agitator
truncated or
cylindrically
is trained. If necessary, it can improve the mode of action
also with a certain surface structuring
be provided.
Zur
Steuerung des Druckabfalls, der Strömungsgeschwindigkeit und der
Wand-Reinigungswirkung Ist die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung
insbesondere quer zur Strömungsrichtung verstellbar
ausgebildet.to
Control of the pressure drop, the flow velocity and the
Wall Cleaning Effect Is the at least one conveying or stirring device
in particular transversely to the flow direction adjustable
educated.
Zur
Eliminierung unerwünschter
Totzonen ist die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung
vorzugsweise in einer Biegung oder einer Ecke der Aufnahmeeinrichtung,
wie beispielsweise im „Knick„ einer „Knickrine„, angeordnet.to
Elimination of unwanted
Dead zones is the at least one conveying or stirring device
preferably in a bend or a corner of the receiving device,
such as in the "kink" of a "Knickrine" arranged.
Als
besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zwei Förder- oder
Rühreinrichtungen
symmetrisch bezüglich
einer Symmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung oder der Förderrichtung
für die Schmelze
angeordnet sind. Durch bedarfsgerechte Aktivierung eines solchen
Förder-
oder Rühreinrichtungspaares
lassen sich, gemäß den obigen
Ausführungen,
nicht nur eine unerwünschte
Wandbelagsbildung verhindern und die Homogenität der Schmelze entsprechend
verbessern, sondern auch das unerwünschte Druckgefälle und
die Strömungsgeschwindigkeit
einer Schmelze bedarfsgerecht steuern. Es lässt sich auch gezielt eine
gewünschte
bevorzugte Strömungsrichtung
einstellen und eine Art Fokussierung der Strömung auf eine gewünschte Stelle
erreichen.When
it proves particularly advantageous if two conveyor or
stirrers
symmetrical with respect to
an axis of symmetry of the receiving device or the conveying direction
for the melt
are arranged. By need-based activation of such
conveying
or scrambled pair
can be, according to the above
designs,
not just an unwanted one
Prevent the formation of wall coatings and the homogeneity of the melt accordingly
improve, but also the undesirable pressure gradient and
the flow velocity
control a melt as needed. It can also be targeted one
desired
preferred flow direction
set and a kind of focusing the flow to a desired location
to reach.
Zur
Verringerung des Druckgefälles
in langen Rinnen und zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit können bei
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung
auch mehrere dieser symmetrisch angeordneten Förder- oder Rühreinrichtungspaare
in bestimmten Abständen hintereinander
angeordnet sein. Diese Anordnung ist hierbei als zusammenwirkendes
Fördersystem
ausgelegt.to
Reduction of the pressure gradient
in long gutters and to control the flow velocity can at
a preferred embodiment of the invention
also several of these symmetrically arranged conveyor or Rühreinrichtungspaare
at certain intervals in a row
be arranged. This arrangement is here as a cooperative
conveyor system
designed.
Der
zumindest einen Förder-
oder Rühreinrichtung
ist vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung zur bedarfsgerechten
Steuerung ihrer Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl zugeordnet. Diese
ist insbesondere so ausgelegt, dass auch mehrere Förder- oder
Rühreinrichtungen
unabhängig
voneinander ansteuerbar sind.Of the
at least one funding
or stirring device
is preferably a control device for needs-based
Control associated with their rotational speed or speed. These
is particularly designed so that several conveyor or
stirrers
independently
can be controlled from each other.
Bei
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist der zumindest einen Förder-
oder Rühreinrichtung
noch eine geeignete Homogenisierungseinrichtung für die Schmelze
nachgeschaltet, die als Hauptrührwerkzeug
für die
eigentliche Durchmischung oder Homogenisierung der Schmelze zuständig ist.
Diese Homogenisierungseinrichtung kann beispielsweise ein oder mehrere
herkömmliche Flügelrührer oder
auch einen sonstigen zur guten Durchmischung oder Homogenisierung
der Schmelze geeigneten Rührer
umfassen.at
a preferred embodiment of the invention
is the at least one funding
or stirring device
nor a suitable homogenization device for the melt
downstream, as the main stirrer
for the
actual mixing or homogenization of the melt is responsible.
This homogenizing device can, for example, one or more
conventional paddle stirrers or
also another for good mixing or homogenization
the melt suitable stirrer
include.
Eine
Anwendungs- oder Nutzungsmöglichkeit
für das
beschriebene erfindungsgemäße Verfahren
und für
das vorliegende Förder-
und/oder Homogenisierungssystem zur Durchführung dieses Verfahrens bieten
beispielsweise Produktionsprozesse mit diskontinuierlicher Fahrweise,
wie beispielsweise Fernsehrinnen vor dem Speiserkopf. Bei einer
solchen Konfiguration sind nicht nur die beschriebenen Vorteile
der Wandbelagsreduzierung und der Glashomogenisierung von besonderer
praktischer Bedeutung, sondern insbesondere auch die Reduzierung des
Glasstandsabfalls bei periodischer Steuerung der Drehgeschwindigkeiten.
Gerade der Glasstandsabfall im Speiser wird üblicherweise als Quelle unerwünschter
Glasfehler angesehen. Die erfindungsgemäße Möglichkeit zur Richtungssteuerung
der Glasströmung
sind in diesem Fall nur von untergeordneter Bedeutung.A
Application or use possibility
for the
described inventive method
and for
the present subsidy
and / or homogenization system for performing this method
For example, production processes with discontinuous driving,
such as television inside the feeder head. At a
Such configuration is not just the advantages described
the wall covering reduction and the glass homogenization of special
practical significance, but in particular the reduction of the
Glasstandsabfalls with periodic control of the rotational speeds.
Especially the glass waste in the feeder is usually undesirable as a source
Glass defects viewed. The possibility according to the invention for directional control
the glass flow
are only of secondary importance in this case.
Eine
andere Anwendungsmöglichkeit
ist beispielsweise vor einem herkömmlichen Doppelrührsystem
gegeben. Hier sind eher der beschriebene Effekt der Wandbelagsreduzierung
und der Wandreinigung sowie die Möglichkeit zur Richtungssteuerung der
Glasströmung
relevant. Positioniert man die Flügel des sich unmittelbar hinter
einem erfindungsgemäßen Tonnenrührsytem
befindenden Doppelrührsystems
im Bereich der auftreffenden Kern-Glasströmung, so erhöht man die
Misch- oder Homogenisierungswirkung des Doppelrührsystems deutlich.Another application is, for example, given before a conventional Doppelrührsystem. Here, the described effect of wall covering reduction and wall cleaning and the possibility to control the direction of the glass flow are more relevant. If you position the wings gel of the double stirring system located directly behind a barrel stirring system according to the invention in the region of the impinging core-glass flow, the mixing or homogenizing effect of the double-stirring system is markedly increased.
Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich nicht nur aus den zugehörigen
Ansprüchen – für sich und/oder in
Kombination – sondern
auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungbeispiele
in Verbindung mit den zugehörigen
Zeichnungen. In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind, zeigen in schematischer Darstellung:Further
Details, features and advantages of the present invention result
not only from the associated
Claims - for yourself and / or in
Combination - but
also from the following description of preferred embodiments according to the invention
in conjunction with the associated
Drawings. In the drawings, in which equal parts with same
Are provided in a schematic representation:
1 eine
Draufsicht auf ein erstes erfindungsgemäßes Förder- und Homogenisierungs-system
mit zwei senkrecht angeordneten Rührern in einer glasführenden
Förderrinne; 1 a plan view of a first inventive conveyor and homogenization system with two vertically arranged stirrers in a glass-guiding conveyor trough;
2 einen
Querschnitt entlang der Linie A-A in 1; 2 a cross section along the line AA in 1 ;
3 die
Abhängigkeit
des Druckabfalls von der Drehzahl der beiden Rührer; 3 the dependence of the pressure drop on the speed of the two stirrers;
4 die
Abhängigkeit
des Druckabfalls von der Schaftdicke der beiden Rührer; 4 the dependence of the pressure drop on the shaft thickness of the two stirrers;
5 die
Abhängigkeit
des Druckabfalls vom Abstand der beiden Rührer; 5 the dependence of the pressure drop on the distance between the two stirrers;
6a–6c den
zeitlichen Verlauf der Glasströmung
ohne die beiden Rührer; 6a - 6c the time course of the glass flow without the two stirrers;
7a–7c den
zeitlichen Verlauf der Glasströmung
bei nicht aktivierten Rührern; 7a - 7c the time course of the glass flow in non-activated stirrers;
8a–8d den
zeitlichen Verlauf der Glasströmung
bei gleicher Drehzahl der beiden Rührer; 8a - 8d the time course of the glass flow at the same speed of the two stirrers;
9a–9c den
zeitlichen Verlauf der Glasströmung
bei einem sich schneller drehenden unteren (in Strömungsrichtung
gesehen linken) Rührer; 9a - 9c the time course of the glass flow at a faster rotating lower (seen in the flow direction left) stirrer;
10a–10c den zeitlichen Verlauf der Glasströmung bei
einem sich schneller drehenden oberen (in Strömungsrichtung gesehen rechten) Rührer; 10a - 10c the time course of the glass flow at a faster rotating upper (seen in the flow direction right) stirrer;
11 ein
Längendehnungsdiagramm
mit einem Vergleich der Glasströmungen
bei den einzelnen Verfahrensvarianten gemäß den 6, 7, 9 und 10; 11 a length expansion diagram with a comparison of the glass flows in the individual process variants according to the 6 . 7 . 9 and 10 ;
12 eine
Draufsicht auf ein zweites erfindungsgemäßes Förder- und Homogenisierungs-system
mit einer Anordnung aus zwölf
Rührern
in einer Förderrinne; 12 a plan view of a second inventive conveyor and homogenization system with an arrangement of twelve stirrers in a conveyor trough;
13 eine
Draufsicht auf ein drittes erfindungsgemäßes Förder- und Homogenisierungs-system
mit zwei Rührern
in einer Rinnenbiegung zur Umlenkung einer Glasströmung; 13 a plan view of a third inventive conveyor and homogenization system with two stirrers in a channel bend for deflecting a glass flow;
14 ein
viertes erfindungsgemäßes Förder- und
Homogenisierungssystem mit einem benachbart zu dem Boden einer Förderrinne
angeordneten waagrechten Rührer;
und 14 a fourth conveying and homogenizing system according to the invention with a horizontal stirrer arranged adjacent to the bottom of a conveyor trough; and
15 ein
fünftes
erfindungsgemäßes Förder- und
Homogenisierungssystem mit einer symmetrischen Anordnung aus vier
Rührern
in einem durchströmten
Rohr. 15 a fifth inventive conveying and homogenizing system with a symmetrical arrangement of four stirrers in a flow-through pipe.
1 zeigt
eine Rinne 10 mit zwei Seitenwänden 10a und einem
Rinnenboden 10b, in der eine durch einen Pfeil 12 symbolisierte
Glasschmelze in Pfeilrichtung (in der Darstellung von unten nach oben)
strömt.
Die Rinne 10 besitzt gemäß 2 einen
sich nach unten verjüngenden
trapezförmigen Querschnitt
mit einem relativ kleinen Bodenbereich 10b und einem relativ
großen
Wandbereich 10a. Diese spezielle Gestaltung der Rinne 10 ermöglicht ein nahezu
vollständiges
Ablösen
des die Seitenwände 10a benetzenden
unerwünschten
Glases mittels der nachstehend noch ausführlich beschriebenen erfindungsgemäßen Rühreinrichtung 14 und
dessen Rückführung in
die Haupt-Glasströmung 12 zum Weitertransport. 1 shows a gutter 10 with two side walls 10a and a gutter floor 10b in which one by an arrow 12 symbolized molten glass flows in the direction of the arrow (in the illustration from bottom to top) flows. The gutter 10 owns according to 2 a downwardly tapering trapezoidal cross section having a relatively small bottom area 10b and a relatively large wall area 10a , This special design of the gutter 10 allows almost complete detachment of the sidewalls 10a wetting unwanted glass by means of the stirring device according to the invention described in detail below 14 and its return to the main glass flow 12 for further transport.
Benachbart
zu den beiden Seitenwänden 10a ist
jeweils eine flügellose
rotationssymmetrische Rühreinrichtung
oder ein Rührwerkzeug 14 angeordnet,
das nachstehend kurz als Walzen- oder Tonnenrührer bezeichnet wird. Die beiden
Tonnenrührer 14 sind
kegelstumpfförmig
ausgebildet. Sie verjüngen sich
konisch nach unten, wobei die Kegelstumpf-Mantelfläche den gleichen Winkel α bezüglich der
Horizontalen einschließt
wie die Seitenwände 10a der
Rinne 10. Die beiden Tonnenrührer 14 sind somit
so an die Kontur der Seitenwände 10a angepaßt, dass
zwischen ihnen und der jeweils zugeordneten Seitenwand 10a jeweils
ein schmaler Parallelspalt 16 gebildet wird. Die beiden
Tonnenrührer 14 sind
in Querrichtung der Rinne 10, d.h. senkrecht bezüglich der
Strömungsrichtung 12,
verstellbar. so dass die Breite der beiden seitlichen Parallelspalte 16 und
die Größe des zwischen
den beiden Tonnenrührern 14 noch
für die
Haupt-Glasströmung 12 verbleibenden
freien Rinnen- oder Strömungsquerschnitts in
Abhängigkeit
von dem gewünschten
bzw. zulässigen
Druckverlust bedarfgerecht einstellbar ist.Adjacent to the two side walls 10a is in each case a wingless rotationally symmetrical stirring device or a stirring tool 14 hereinafter referred to briefly as a roller or barrel stirrer. The two barrel stirrers 14 are frustoconical. They taper conically downward, wherein the truncated cone lateral surface encloses the same angle α with respect to the horizontal as the side walls 10a the gutter 10 , The two barrel stirrers 14 are thus the contour of the side walls 10a adapted that between them and the respectively associated side wall 10a in each case a narrow parallel slit 16 is formed. The two barrel stirrers 14 are in the transverse direction of the gutter 10 ie perpendicular with respect to the flow direction 12 , adjustable. so that the width of the two lateral parallel column 16 and the size of the between the two barrel stirrers 14 still for the main glass flow 12 remaining free trough or flow cross-section depending on the desired or permissible pressure loss is adjusted as needed.
Die
beiden Tonnenrührer 14 drehen
sich gegenläufig,
wobei der rechte Tonnenrührer 14a im
Uhrzeigersinn und der linke Tonnenrührer 14b entgegen dem
Uhrzeigersinn rotiert, so wie dies durch die beiden Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiert
ist. Die sich zwischen den beiden Tonnenrührern 14 befindende Glasschmelze 12 wird
durch die sich gegenläufig
drehenden Tonnenrührer 14 fast
wie in einer Düse
in Strömungsrichtung 12 beschleunigt,
während
das in die beiden Parallelspalte 16 zwischen den Tonnenrührern 14 und
der jeweils benachbarten Seitenwand 10a einströmende Glas
entgegen der Strömungsrichtung
(in der Darstellung nach unten) in die Haupt-Glasströmung zurückgedrückt und
mit dieser abtransportiert oder weitertransportiert wird. Durch diesen
Wandeffekt wird die unerwünschte
Bildung schlecht homogenisierten Wandglases – wie nachstehend, insbesondere
anhand der 8a–8d, noch
ausführlich
dargelegt wird – im
Wirkungsbereich der beiden Tonnenrührer 14a unterdrückt oder zumindest
stark verringert und die Homogenität der Glasschmelze entsprechend
verbessert.The two barrel stirrers 14 rotate in opposite directions, with the right barrel stirrer 14a clockwise and the left barrel stirrer 14b opposite rotated in the clockwise direction, as indicated by the two arrows 18 respectively. 20 is symbolized. Which is between the two barrel stirrers 14 located glass melt 12 is due to the counter-rotating barrel stirrer 14 almost like a nozzle in the direction of flow 12 accelerates while in the two parallel column 16 between the barrel stirrers 14 and the adjacent side wall 10a incoming glass opposite to the flow direction (in the representation downwards) pushed back into the main glass flow and transported away with this or further transported. By this wall effect, the unwanted formation badly homogenized wall glass - as below, in particular with reference to 8a - 8d , will be explained in detail - in the sphere of action of the two barrel stirrers 14a suppressed or at least greatly reduced and the homogeneity of the molten glass is improved accordingly.
Die
Drehgeschwindigkeiten der beiden Tonnenrührer 14 sind mittels
einer (nicht dargestellten) zugeordneten Steuerungseinrichtung unabhängig voneinander
bedarfgerecht einstellbar. Durch geeignete Wahl der beiden Drehgeschwindigkeiten
oder Drehzahlen kann die Haupt-Glasströmung 12 – gemäß den folgenden
Ausführungen – gezielt
in eine gewünschte
Richtung (nach rechts oder nach links) gelenkt werden. Zudem lässt sich
der Druckabfall der Glasströmung 12 im
Vergleich zu einer herkömmlichen
unbeeinflussten Glasströmung 12 in
einer Rinne 10 ohne erfindungsgemäße Förder- oder Rühreinrichtung 14 merklich
verringern, so dass die als Folge von Druckverlusten auftretenden
Glasstandsabfälle, die
bei fast allen herkömmlichen
Produkionsprozessen von Glas ein großes Problem darstellen, minimiert
werden.The rotational speeds of the two barrel stirrers 14 are independently adjustable as needed by means of a (not shown) associated control device. By suitable choice of the two rotational speeds or speeds, the main glass flow 12 - According to the following statements - targeted in a desired direction (to the right or to the left) are directed. In addition, the pressure drop of the glass flow can be 12 compared to a conventional uninfluenced glass flow 12 in a gutter 10 without conveying or stirring device according to the invention 14 markedly reduce the level of glass waste that occurs as a result of pressure drops, which is a major problem in almost all conventional glass production processes.
Diese
Abhängigkeit
des Druckabfalls der Glasströmung 12 in
der Rinne 10 von der Drehzahl der beiden Tonnenrührer 14 ist
in 3 beispielhaft für einen Schaftdurchmesser der
beiden Tonnenrührer 14 von
jeweils 0,09 m dargestellt. Der Abstand der beiden Tonnenrührer 14 von
der Mitte der Rinne 10 beträgt jeweils 0,15 m. Sie drehen
sich mit gleicher Drehgeschwindigkeit gegenläufig in den oben angegebenen
Drehrichtungen 18 bzw. 20. Die beispielhaft dargestellten
Ergebnisse betreffen den Spezialfall einer rechteckförmigen Rinne 10 (d.h. α = 90°) mit zwei zylinderförmigen Tonnenrührern 14.
Entsprechendes gilt auch für
die in den 4 und 5 dargestellten Ergebnisse.This dependence of the pressure drop of the glass flow 12 in the gutter 10 from the speed of the two barrel stirrers 14 is in 3 by way of example for a shank diameter of the two barrel stirrers 14 each represented by 0.09 m. The distance between the two barrel stirrers 14 from the middle of the gutter 10 is 0.15 m each. They rotate at the same rotational speed in opposite directions in the above-mentioned directions of rotation 18 respectively. 20 , The results shown by way of example relate to the special case of a rectangular channel 10 (ie α = 90 °) with two cylindrical barrel stirrers 14 , The same applies to the in the 4 and 5 presented results.
Die
Abhängigkeit
des Druckabfalls von der Drehzahl der beiden Tonnenrührer 14 ist
in der Kurve 22 dargestellt. Die parallel zur Abszisse
verlaufende konstante Vergleichskurve 24 entspricht dem
Druckabfall in der Rinne 10, der sich bei einer herkömmlichen
Glasströmung 12 ohne
die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 einstellen
würde.
Die angegebenen Werte entsprechen der Druckdifferenz zwischen dem
Eintritt der Glasströmung 12 in
das beschriebene erfindungsgemäße Rührsystem
mit den beiden Tonnenrührern 14 und
dem Austritt bei konstantem Glas-Durchsatz.The dependence of the pressure drop on the speed of the two barrel stirrers 14 is in the curve 22 shown. The constant comparison curve running parallel to the abscissa 24 corresponds to the pressure drop in the gutter 10 that is reflected in a conventional glass flow 12 without the two barrel stirrers according to the invention 14 would set. The values given correspond to the pressure difference between the entry of the glass flow 12 in the described stirring system according to the invention with the two barrel stirrers 14 and exit at constant glass throughput.
Bei
nicht aktivierten stehenden Tonnenrührern 14, d.h. bei
der Drehzahl Null, setzen die beiden Tonnenrührer 14 der Glasströmung 12 naturgemäß einen
bestimmten Strömungswiderstand
entgegen. Zudem ist ihr Einbau mit einer entsprechenden Verkleinerung
des für
die Glasströmung 12 zur
Verfügung
stehenden freien Rinnen- oder Strömungsquerschnitts verbunden,
so dass der Druckabfall zunächst
wesentlich höher
ist als bei der herkömmlichen
Vergleichsströmung
ohne Rührerpaar 14 gemäß Kurve 24.
Dieser Einfluß der
beiden Tonnenrührer 14 auf
die Glasströmung 12 macht
sich – wie nachstehend
noch ausführlich
eräutert
wird – gemäß den 6 und 7 auch
in einer entsprechenden Veränderung
des zeitlichen Strömungsverlaufs
der Glasschmelze bemerkbar.For not activated standing barrel stirrers 14 , ie at zero speed, set the two barrel stirrer 14 the glass flow 12 naturally contrary to a certain flow resistance. In addition, their installation with a corresponding reduction of the glass flow 12 available free gutter or flow cross-section, so that the pressure drop is initially much higher than in the conventional comparison flow without stirrer pair 14 according to curve 24 , This influence of the two barrel stirrers 14 on the glass flow 12 makes itself - as will be explained in detail below - according to the 6 and 7 also noticeable in a corresponding change in the temporal flow of the molten glass.
Läßt man die
beiden Tonnenrührer 14 nun gegenläufig rotieren
und erhöht
allmählich
ihre Drehzahl, so wird die Glasstömung 12 zwischen Ihnen
zunehmend stärker
in Strömungsrichtung
beschleunigt, was mit einer entsprechenden Verringerung des Druckabfalls
verbunden ist. Dieser nimmt mit steigender Drehzahl linear ab und
erreicht bei etwa 25 Umdrehungen pro Minute den Vergleichswert einer
herkömmlichen
Glasströmung
ohne Rührerpaar 14 gemäß Kurve 24.
Bei dieser Drehzahl wird somit der durch den Einbau der beiden Tonnenrührer 14 entstehende
zusätzliche
Druckverlust durch den Einfluß ihrer
Rotation auf die Glasströmung 12 gerade
kompensiert.If you leave the two barrel stirrers 14 Now rotate in opposite directions and gradually increase their speed, so the glass flow 12 between you increasingly accelerated in the flow direction, which is associated with a corresponding reduction in pressure drop. This decreases linearly with increasing speed and reaches the comparison value of a conventional glass flow without stirrer pair at about 25 revolutions per minute 14 according to curve 24 , At this speed is thus by the installation of the two barrel stirrer 14 resulting additional pressure loss due to the influence of their rotation on the glass flow 12 just compensated.
Mit
zunehmender Erhöhung
der Drehzahl verringert sich der Druckabfall weiter. Bei 50 Umdrehungen
pro Minute erreicht er schließlich
einen Wert, der nur noch etwa einem Sechstel des stationären Ausgangswertes
entspricht. Der Druckabfall beträgt dann
nur noch etwas weniger als ein Drittel des Vergleichswertes einer
herkömmlichen
Glasströmung ohne
Rührerpaar 14 gemäß Kurve 24,
was im Vergleich zu herkömmlichen
Produkionsprozessen von Glas mit einer entsprechenden deutlichen
Verringerung der als Folge von Druckverlusten auftretenden unerwünschten
Glasstandsabfälle
verbunden ist.As the speed increases, the pressure drop further decreases. at 50 Revolutions per minute, he finally reaches a value that corresponds to only about one sixth of the stationary output value. The pressure drop is then only slightly less than one third of the comparative value of a conventional glass flow without stirrer pair 14 according to curve 24 , which is associated with a corresponding significant reduction in undesirable glass waste levels as a result of pressure losses as compared to conventional glass production processes.
Durch
eine geeignete Steuerung der Drehgeschwindigkeit der beiden Tonnenrührer 14 kann der
Druckabfall somit in weiten Bereichen variiert und in Abhängigkeit
von den übrigen
Einflußgrößen minimiert
werden. Die Steuerung der Drehgeschwindigkeit kann jedoch auch dazu
genutzt werden, die – z.B.
bei einem Fernsehspeiser – durch
eine diskontinuierliche Fahrweise hinter dem Rührerpaar 14 entstehenden
Glasstandsschwankungen zu reduzieren (d.h. die Glasschmelze besser
auf die Rinne zu verteilen).By a suitable control of the rotational speed of the two barrel stirrers 14 The pressure drop can thus be varied within wide ranges and minimized depending on the other influencing variables. However, the control of the rotational speed can also be used to - the example of a television feeder - by a discontinuous mode of operation behind the pair of stirrers 14 to reduce resulting glass level fluctuations (ie better distribute the glass melt on the gutter).
Der
Druckabfall in der Rinne 10 wird jedoch nicht nur durch
die Drehgeschwindigkeiten der beiden Tonnenrührer 14 bestimmt,
sondern auch noch durch deren Dimensionierung, Gestaltung und Positionierung
beeinflusst. Die Kurve 26 in 4 zeigt
die Abhängigkeit
des Druckabfalls von der Schaftdicke der beiden Tonnenrührer 14 bei
einer beispielhaften Drehgeschwindigkeit von jeweils 30 Umdrehungen pro
Minute (gegenläufig).
Der Abstand der beiden Tonnenrührer 14 von
der Mitte der Rinne 10 beträgt wiederum jeweils 0,15 m.
Die parallel zur Abszisse verlaufende konstante Kurve 24 entspricht
wieder dem Druckabfall in der Rinne 10, der sich bei einer herkömmlichen
Glasströmung
ohne die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 einstellen
würde.The pressure drop in the gutter 10 But not only by the rotational speeds of the two barrel stirrer 14 determined, but also influenced by their dimensioning, design and positioning. The curve 26 in 4 shows the dependence of the pressure drop on the shaft thickness of the two barrel stirrers 14 at an exemplary rotational speed of 30 revolutions per minute (in opposite directions). The distance between the two barrel stirrers 14 from the middle of the gutter 10 in turn is 0.15 m each. The constant curve running parallel to the abscissa 24 again corresponds to the pressure drop in the gutter 10 in a conventional glass flow without the two barrel stirrer according to the invention 14 would set.
Bei
einem kleinen Schaftdurchmesser von 0,05 m ergibt sich zunächst ein
um etwa 50% höherer Druckabfall
als bei der herkömmlichen
Glasströmung gemäß Kurve 24.
Mit zunehmendem Schaftdurchmesser nimmt das Druckgefälle in der
Rinne 10 jedoch ab und erreicht etwa bei einem Schaftdurchmesser
von 0,09 m den herkömmlichen
Vergleichswert ohne die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14. Bei einer
weiteren Erhöhung
des Schaftdurchmessers verringert sich das Druckgefälle in etwa
quadratisch weiter bis zu dem Wert Null, der etwa bei einem Schaftdurchmesser
von 0,13 m erreicht wird. Durch geeignete Dimensionierung der beiden
Tonnenrührer 14 kann
somit – bei
entsprechender Anordnung, Gestaltung und Aktivierung der Tonnenrührer 14 – der gesamte
Druckabfall in der Rinne 10 kompensiert werden. Eine weitere
Erhöhung
des Schaftdurchmessers führt
schließlich
sogar zu einem negativen Druckabfall, d.h. eine Druckerhöhung, zwischen
dem Eintritt und dem Austritt der Glasschmelze in das erfindungsgemäße Rührersystem 14.With a small shaft diameter of 0.05 m, the pressure drop is approximately 50% higher than with the conventional glass flow according to the curve 24 , As the shaft diameter increases, the pressure gradient decreases in the channel 10 However, starting from and reaching about a shaft diameter of 0.09 m, the conventional comparison value without the two barrel stirrer according to the invention 14 , With a further increase in the shaft diameter, the pressure gradient decreases approximately quadratically further up to the value of zero, which is achieved approximately with a shank diameter of 0.13 m. By suitable dimensioning of the two barrel stirrers 14 can thus - with appropriate arrangement, design and activation of the barrel stirrer 14 - the total pressure drop in the gutter 10 be compensated. Finally, a further increase in the shaft diameter even leads to a negative pressure drop, ie an increase in pressure, between the inlet and outlet of the molten glass in the stirrer system according to the invention 14 ,
Wie
oben bereits erwähnt
wurde, wird der Druckabfall in der Rinne 10 auch durch
die Anordnung der beiden Tonnenrührer 14 in
der Rinne 10 bestimmt. Die 5 zeigt
bei sonst konstanten Umgebungsbedingungen die Abhängigkeit
des Druckabfalls vom Abstand der Tonnenrührer 14 bezüglich der Rinnenmitte
bei einer beispielhaften Drehgeschwindigkeit von jeweils 30 Umdrehungen
pro Minute und einem beispielhaften Schaftdurchmesser von 0,09 m. Gemäß Kurve 28 ergibt
sich in nahezu dem angegebenen Abstandsbereich eine im wesentlichen
lineare Verringerung des Druckabfalls mit zunehmendem Rührerabstand.
Bei Abständen
von mehr als 0,17 m ist eine leichte Abflachung der Kurve zu beobachten. Die
parallel zur Abszisse verlaufende konstante Kurve 24 entspricht
wiederum dem Druckabfall in der Rinne 10, der sich bei
einer herkömmlichen
Glasströmung 12 ohne
die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 einstellen
würde.As mentioned above, the pressure drop in the gutter 10 also by the arrangement of the two barrel stirrers 14 in the gutter 10 certainly. The 5 shows at otherwise constant environmental conditions, the dependence of the pressure drop on the distance of the barrel stirrer 14 with respect to the gutter center at an exemplary rotational speed of 30 revolutions per minute and an exemplary shaft diameter of 0.09 m. According to curve 28 results in almost the specified distance range, a substantially linear reduction of the pressure drop with increasing stirrer spacing. At distances of more than 0.17 m, a slight flattening of the curve is observed. The constant curve running parallel to the abscissa 24 again corresponds to the pressure drop in the gutter 10 that is reflected in a conventional glass flow 12 without the two barrel stirrers according to the invention 14 would set.
Die 6 bis 10 veranschaulichen
den zeitlichen Verlauf der Glasströmung 12 in der Rinne 10 für den beispielhaften
Spezialfall einer rechteckförmigen
Rinne 10 (d.h. α =
90°) mit
zwei zylinderförmigen Tonnenrührern 14.
Dem beschriebenen erfindungsgemäßen Rührsystem
mit den beiden Tonnenrührern 14 gemäß den 1 und 2 ist
hierbei in einer Wanne oder einem Rührbehälter 30 noch ein weiterer
Rührer 32 nachgeschaltet,
der als als eigentliches Rührwerkzeug
oder Hauptrührer
für eine
gründliche Durchmischung
der Glasschmelze 12 sorgt. Der Hauptrührer 32 dient somit
zur eigentlichen Homogenisieung der Glasschmelze 12, während die
beiden vorgeschalteten erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14, gemäß den obigen
Ausführungen,
zwar auch zur Homogenisierung der Glasschmelze 12 beitragen,
im wesentlichen jedoch als Förder-
oder Zuführungssystem
für die
bedarfsgerechte Zuführung
der Glasschmelze 12 zu dem Hauptrührer 32 dienen.The 6 to 10 illustrate the time course of the glass flow 12 in the gutter 10 for the exemplary special case of a rectangular channel 10 (ie α = 90 °) with two cylindrical barrel stirrers 14 , The described stirring system according to the invention with the two barrel stirrers 14 according to the 1 and 2 is here in a tub or a stirred tank 30 yet another stirrer 32 downstream, as the actual stirrer or main stirrer for a thorough mixing of the glass melt 12 provides. The main stirrer 32 thus serves for the actual homogenization of the molten glass 12 while the two preceding barrel stirrers according to the invention 14 , according to the above statements, although also for the homogenization of the molten glass 12 contribute, but essentially as a conveying or feeding system for the demand-based supply of molten glass 12 to the main stirrer 32 serve.
Der
Hauptrührer 32 dreht
sich im vorliegenden Fall entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des
Pfeils 34. Er ist der Einfachheit halber ebenfalls als
Tonnenrührer
ausgebildet. Als Hauptrührer 32 kann
jedoch selbstverständlich
auch jede andere zur gründlichen
Durchmischung der Glasschmelze 12 geeignete herkömmliche
Rühreinrichtung,
wie insbesondere z.B. ein oder mehrere Flügelrührer, verwendet werden.The main stirrer 32 rotates in the present case in the counterclockwise direction in the direction of the arrow 34 , He is also designed for simplicity as a barrel stirrer. As main stirrer 32 However, of course, any other for thorough mixing of the molten glass 12 suitable conventional stirring device, such as in particular, for example, one or more paddle stirrers are used.
Die
oberen Teilbilder in den 6 bis 10 zeigen jeweils eine Draufsicht auf die
Wanne 30 mit der Zuführungsrinne 10 und
den jeweiligen Rühreinrichtungen 14 bzw. 32,
während
die unteren Teilbilder zur besseren Veranschaulichung die gleiche
Situation jeweils noch einmal schräg von der Seite zeigen. Die Glasströmung 12 oder
der Glasfluß ist
hierbei jeweils durch Kügelchen
und Linien dargestellt.The upper part pictures in the 6 to 10 each show a plan view of the tub 30 with the feed chute 10 and the respective stirring devices 14 respectively. 32 , while the lower part images show the same situation again obliquely from the side for better illustration. The glass flow 12 or the glass flow is represented by beads and lines.
Die 6a–6c veranschaulichen
zunächst
zu drei verschiedenen Zeitpunkten eine herkömmliche Glasströmung 12 ohne
die beiden Tonnenrührer 14.
Zum Zeitpunkt 1 befindet sich die Glasströmung 12 noch außerhalb
des Einfluß-
oder Wirkungsbereiches des rotierenden Hauptrührers 32. Sie wird
durch diesen somit noch nicht merklich beeinflusst, so dass sich
die Glasströmung 12 gemäß 6a noch
wie eine unbeeinflusste reine Rinnenströmung verhält. Ab dem Zeitpunkt 2 kommt
die Glasströmung 12 in
der oberen (der in Strömungsrichtung
gesehen rechten) Hälfte
der Rinne 10, gezogen durch den entgegen dem Uhrzeigersinn
rotierenden Hauptrührer 32,
etwas schneller voran als in der unteren (der in Strömungsrichtung
gesehen linken) Rinnenhälfte.
Das Glas 12 strömt
relativ nahe an den Hauptrührer 32 in
der Wanne oder im Austrittsaggregat 30 heran, wo es gemäß 6c zum
Zeitpunkt 3 entsprechend dessen Drehrichtung nach oben (rechts)
umgelenkt wird.The 6a - 6c illustrate initially at three different times a conventional glass flow 12 without the two barrel stirrers 14 , At time 1, the glass flow is 12 still outside the influence or range of action of the rotating main stirrer 32 , It is thus not appreciably affected by this, so that the glass flow 12 according to 6a still behaves like an uninfluenced pure trough flow. From time 2 comes the glass flow 12 in the upper (the right in the flow direction) half of the gutter 10 pulled by the counterclockwise rotating main stirrer 32 , slightly faster in advance than in the lower (seen in the direction of flow left) channel half. The glass 12 flows relatively close to the main stirrer 32 in the tub or in the outlet unit 30 where it according to 6c at time 3 according to the direction of rotation upwards (right) is deflected.
In
den 7a–7c sind
die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 zwar
bereits eingebaut, sie sind jedch noch nicht aktiviert. Die zum
Zeitpunkt 1 gemäß 7a noch
gleichmäßig in den
verengten Rinnenbereich zwischen den beiden Tonnenrührern 14 einstömende Glasschmelze 12 gelangt allmählich in
den Einfluß-
oder Wirkungsbereich des Hauptrührers 32.
Zum Zeitpunkt 2 kommt sie gemäß 7b,
gezogen durch den entgegen dem Uhrzeigersinn rotierenden Hauptrührer 32,
in der oberen (rechten) Hälfte
der Rinne 10 etwas schneller voran als in der unteren (linken)
Hälfte.
Sie wird schließlich gemäß 7c zum
Zeitpunkt 3 durch den Hauptrührer 32 – entsprechend
seiner Drehrichtung – nach oben
(rechts) umgelenkt und in der Wanne 30 gerührt. Das
Glas umströmt
zu den beiden Zeitpunkten 2 und 3 die beiden Tonnenrührer 14 und
gelangt dadurch auch in die beiden Randspalte 16 zwischen den
Tonnenrührern 14 und
der jeweilgen Seitenwand 10a. Es verbleibt in Wandnähe, so dass – ebenso
wie bei dem herkömmlichen
vorigen Ausführungsbeispiel ohne
die beiden Tonnenrührer 14 – eine relativ
inhomogene Glasschmelze 12 mit dem unerwünschten Wandglas
in den Austrittsbereich der beiden Tonnenrührer 14 und in die
Wanne 30 gelangt.In the 7a - 7c are the two barrel stirrers according to the invention 14 Although already installed, they are not yet activated. At the time 1 according to 7a evenly in the narrowed channel area between the two barrel stirrers 14 incoming glass melt 12 gradually enters the influence or action of the main stirrer 32 , At time 2 it comes according to 7b pulled by the counterclockwise rotating main stirrer 32 in the upper (right) half of the gutter 10 slightly faster in advance than in the lower (left) half. It finally becomes according to 7c at time 3 through the main stirrer 32 - According to its direction of rotation - upwards (right) and deflected in the tub 30 touched. The glass flows around at both times 2 and 3, the two barrel stirrers 14 and thus also enters the two marginal gaps 16 between the barrel stirrers 14 and the respective side wall 10a , It remains near the wall, so that - as well as in the conventional previous embodiment without the two barrel stirrer 14 - A relatively inhomogeneous glass melt 12 with the unwanted wall glass into the exit area of the two barrel stirrers 14 and in the tub 30 arrives.
In
den 8a–8d drehen
sich die beiden Tonnenrührer 14 entsprechend
den obigen Ausführungen
gegenläufig,
wobei der obere (rechte) Tonnenrührer 14a im
Uhrzeigersinn und der untere (linke) Tonnenrührer 14b entgegen
dem Uhrzeigersinn rotiert, so wie dies durch die beiden Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiert
ist. Die gemäß 8a zum
Zeitpunkt 1 noch gleichmäßig anströmende Glasschmelze 12 gelangt
gemäß 8b zum
Zeitpunkt 2 in den Einfluß-
oder Wirkungsbereich der beiden sich gegenläufig drehenden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14.
Die Glasströmung 12 wird
in dem verengten Rinnenbereich zwischen den beiden Tonnenrührern 14 durch
deren Rotation fast wie in einer Düse in Strömungsrichtung 12 stark
beschleunigt, während
das sich in den beiden Pararallelspalten 16 zwischen den Tonnenrührern 14 und
der jeweils benachbarten Seitenwand 10a befindende Glas
entgegen der Strömungsrichtung
nach hinten zurückgedrückt und
zum Weitertransport in die schnell strömende Haupt-Glasströmung transportiert wird. Durch
diese Wandströmung
wird – im
Gegensatz zu den beiden Beispielen in den 6 und 7 – die
unerwünschte
Bildung schlecht homogenisierten Wandglases im Wirkungsbereich der
beiden Tonnenrührer 14 wirkungsvoll
unterdrückt
oder zumindest stark verringert und die Homogenität der Glasschmelze
entsprechend verbessert. Die schnell strömende Glasschmelze 12 passiert
gemäß 8c zum
Zeitpunkt 3 den Zwischenraum zwischen den beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührern 14 und
dem nachgeschalteten Hauptrührer 32.
Sie wird schließlich
gemäß 8d zum
Zeitpunkt 4 von diesem erfasst und entsprechend dessen Drehrichtung
nach oben (rechts) abgelenkt und in der Wanne 30 gerührt.In the 8a - 8d the two barrel stirrers turn 14 according to the above statements in opposite directions, wherein the upper (right) barrel stirrer 14a clockwise and the lower (left) barrel stirrer 14b rotated counterclockwise, as indicated by the two arrows 18 respectively. 20 is symbolized. The according to 8a at time 1 evenly flowing glass melt 12 arrives in accordance with 8b at the time 2 in the influence or range of action of the two counter-rotating inventive barrel stirrer 14 , The glass flow 12 will be in the narrowed channel area between the two barrel stirrers 14 by their rotation almost as in a nozzle in the flow direction 12 strongly accelerated, while that in the two Pararallelspalten 16 between the barrel stirrers 14 and the adjacent side wall 10a glass is pushed back against the flow direction to the rear and transported for further transport in the fast flowing main glass flow. By this wall flow is - in contrast to the two examples in the 6 and 7 - The unwanted formation poorly homogenized wall glass in the range of action of the two barrel stirrer 14 effectively suppressed or at least greatly reduced and the homogeneity of the molten glass is improved accordingly. The fast flowing glass melt 12 happens according to 8c at time 3 the space between the two barrel stirrers according to the invention 14 and the downstream main stirrer 32 , It finally becomes according to 8d Detected at time 4 of this and according to the direction of rotation upwards (right) deflected and in the tub 30 touched.
In
den 9a–9c dreht
sich der untere (linke) Tonnenrührer 14b schneller
als der obere (rechte) Tonnenrührer 14a.
Die zunächst
noch gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 wird
durch den schnelleren Tonnenrührer 14b gemäß 9a zum Zeitpunkt
1 größenteils
nach unten (links) abgelenkt, so daß der Einfluß des sich
gleichsinnig zu dem Tonnenrührer 14b drehenden
und eine Ablenkung nach oben (rechts) bewirkenden Hauptrührers 32 zunächst im
wesentlichen kompensiert wird. Gemäß 9b erreicht
dadurch zum Zeitpunkt 2 eine gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 den
Hauptrührer 32,
mit einer im wesentlichen senkrecht zur Hauprstömungsrichtung 12 verlaufenden
Strömungsfront.
Der Hauptrührer 32 lenkt
gemäß 9c zum Zeitpunkt
3 die Glaschmelze 12 dann entsprechend seiner Drehrichtung
wiederum nach oben (rechts) ab. Die Glasschmelze 12 kann – entsprechend
dem vorigen Ausführungsbeispiel
mit zwei sich einheitlich drehenden Tonnenrührern 14 – ebenfalls
nicht mehr unmittelbar an der Rinnenwand 10a entlang strömen, so
dass auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen
Drehgechwindigkeiten der beiden Tonnenrührer 14 die unerwünschte Wandglasbildung
zuverlässig
unterbunden wird. Die Glasströmung 12 reagiert
erst relativ spät
auf den Hauptrührer 32.In the 9a - 9c the lower (left) barrel stirrer turns 14b faster than the upper (right) barrel stirrer 14a , The initially evenly flowing glass flow 12 gets through the faster barrel stirrer 14b according to 9a at the time 1 largely deflected down (left), so that the influence of the same direction to the barrel stirrer 14b rotating and deflecting upwards (right) causing main stirrer 32 is initially substantially compensated. According to 9b achieved by time 2, a uniformly flowing glass flow 12 the main stirrer 32 with a direction substantially perpendicular to the main flow direction 12 extending flow front. The main stirrer 32 steers according to 9c at time 3, the glass melt 12 then turn upwards (right) according to its direction of rotation. The glass melt 12 can - according to the previous embodiment with two uniformly rotating barrel stirrers 14 - Also no longer directly on the gutter wall 10a along flow, so that in the present embodiment with different rotational speeds of the two barrel stirrer 14 the unwanted wall glass formation is reliably prevented. The glass flow 12 reacts relatively late to the main stirrer 32 ,
In
den 10a–10c hingegen
dreht sich der obere (rechte) Tonnenrührer 14a schneller als
der untere (linke) Tonnenrührer 14b.
Die zunächst noch
gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 wird
durch den schnelleren Tonnenrührer 14a gemäß 10a zum Zeitpunkt 1 größenteils nach oben (rechts)
abgelenkt, so dass der Einfluss des sich gegensinnig zu dem Tonnenrührer 14a drehenden
und daher gleichfalls eine Ablenkung nach oben (rechts) bewirkenden
Hauptrührers 32 noch
verstärkt
wird. Die Glasschmelze 12 wird daher bereits im Bereich der
beiden Tonnenrührer 14 in
die obere (rechte) Rinnenhälfte
gezogen, was gemäß den 10b und 10c zu
den Zeitpunkten 2 bzw. 3 zu einer merklichen Verstärkung des
Hauptrührereffektes
führt.
Die beiden Tonnenrührer 14 verstärken somit
zwar die Wirkung des Hauptrührers 32,
sie drehen sich jedoch im Sinne einer Strömungsvergleichmäßigung entsprechend
dem vorigen Ausführungsbeispiel „falsch„. Die
Glasschmelze 12 kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel
nicht mehr unmittelbar an der Rinnenwand 10a entlang fließen, so
dass die unerwünschte
Wandglasbildung ebenfalls zuverlässig
unterbunden wird.In the 10a - 10c on the other hand, the upper (right) barrel stirrer turns 14a faster than the lower (left) barrel stirrer 14b , The initially evenly flowing glass flow 12 gets through the faster barrel stirrer 14a according to 10a at time 1 largely deflected upward (right), so that the influence of opposing to the barrel stirrer 14a rotating and therefore also a deflection upwards (right) causing main stirrer 32 is reinforced. The glass melt 12 is therefore already in the range of the two barrel stirrers 14 pulled into the upper (right) half of the channel, which according to the 10b and 10c at the times 2 and 3 leads to a noticeable increase in the main stirrer effect. The two barrel stirrers 14 thus reinforce the effect of the main stirrer 32 However, they rotate in the sense of flow equalization according to the previous embodiment "wrong". The glass melt 12 can no longer directly on the gutter wall also in this embodiment 10a flow along, so that the unwanted wall glass formation is also reliably prevented.
Die
Homogenisierungswirkung der oben beschriebenen Rührerkonfigurationen oder Rührsysteme
bei den einzelnen Verfahrensvarianten lässt sich mittels eines sogenannten
Längendehnungsdiagamms
rechnerisch erfassen, qualitativ bewerten und mit der Homogenisierungswirkung
anderer Rührsysteme
vergleichen. Mittels eines mathematischen Modells werden hierbei
die Pfade einer Schar von gleichmäßig über einen Eintrittsquerschnitt
verteilten Partikel berechnet. Dabei werden die längs der
Partikelpfade auftretenden Dehnungseffekte aufsummiert. Vergleicht
man dies mit einem in ein Rührsystem
eintretendes normiertes Gummiband, so würde dieses um einen bestimmten
Faktor gedehnt am Ausgang des Rührsystems
wieder austreten.The homogenization effect of the above-described stirrer configurations or stirring systems in the individual process variants can be by means of a so-called longitudinal expansion diagram computationally record, qualitatively evaluate and compare with the homogenization effect of other stirring systems. Using a mathematical model, the paths of a family of particles distributed uniformly over an inlet cross section are calculated. The stretching effects occurring along the particle paths are summed up. If one compares this with a normalized rubber band entering a stirring system, then this would stretch out again at the outlet of the stirring system by a certain factor.
Bei
dem mathematischen Modell werden die am Ausgang eintreffenden Partikel
zusammen den jeweils zugehörenden
Dehnungswerten erfasst und anhand eines geeigneten Diskretisierungsschemas mit
bestimmten Diskretisierungswerten nach ihren jeweiligen Längendehnungswerten
sortiert. Die unterhalb der einzelnen Diskretisierungswerte oder
Dehnungsvorgaben liegenden Partikel werden jeweils alle aufsummiert.
Diese Summen werden zur Bestimmung der prozentualen oder relativen
kummulativen Häufigkeit
auf die Gesamtanzahl der gestarteten Partikel bezogen, so dass die
erhaltenen Werte zwischen 0 und 1 liegen, entsprechend einem prozentualen
Anteil an der Gesamtanzahl von 0 bzw. 100 Mit steigenden Dehnungsvorgaben
wachsen sie, ausgehend von dem Minimalwert 0, allmählich bis
zum Maximalwert 1 an, welcher der Gesamtanzahl an Partikeln entspricht.at
the mathematical model becomes the particles arriving at the exit
together the respective belonging
Strain values recorded and using an appropriate discretization scheme with
certain discretization values according to their respective elongation values
sorted. The below the individual discretization values or
Expansion requirements lying particles are all added up.
These sums are used to determine the percentage or relative
cumulative frequency
based on the total number of particles started, so that the
values between 0 and 1, corresponding to a percentage
Share in the total number of 0 or 100 With increasing expansion requirements
grow gradually, starting from the minimum value 0
to the maximum value of 1, which corresponds to the total number of particles.
Die
so erhaltenen relativen kummulativen Häufigkeiten oder Anteilswerte
werden zur Gewinnung der jeweils entsprechenden kummulativen Häufigkeits-
oder Summenkurven in Abhängigkeit
von den zugehörigen
Diskretisierungswerten oder Dehnungsvorgaben in ein Längendehnungsdiagramm eingetragen,
wobei der Ordinatenwert der relativen kummulativen Häufigkeit
und der Abszissenwert der Dehnungsvorgabe entspricht. Hierbei ist
jedoch zu beachten, dass die Ordinate oder y-Achse umgekehrt skaliert
ist. Sie erstreckt sich somit nicht – wie ansonsten bei kummulativen
Häufigkeits-
oder Summenkurven üblich – vom Minimalwert
0 bis zum Maximalwert 1, sondern beginnt stattdessen gemäß 11 mit
der maximalen Häufigkeit
1 (entsprechend einem Wert von 100%) und endet mit der minimalen
Häufigkeit
0 (entsprechend einem Wert von 0%). Bei dieser Art der Auftragung
entspricht die oberste Häufigkeitskurve
einer Kurvenschar in einem Längendehnungsdiagramm
dem wirkungsvollsten Rührsystem
mit der besten Homogenisierungswirkung. Ein tieferer Kurvenverlauf
repräsentiert
hingegen ein schlechteres Rührsystem
mit einer entsprechend geringeren Homogenisierungswirkung. Die unterste
Kurve der Kurvenschar entspricht demgemäß dem unwirksamsten Rührsystem
mit der vergleichsweise schlechtesten Homogenisierungswirkung. Die
Abszisse oder x-Achse
ist zudem logarithmisch unterteilt.The relative cumulative frequencies or proportion values thus obtained are entered into a longitudinal expansion diagram for obtaining the respectively corresponding cumulative frequency or cumulative curves as a function of the associated discretization values or elongation specifications, the ordinate value corresponding to the relative cumulative frequency and the abscissa value to the elongation specification. It should be noted, however, that the ordinate or y-axis is scaled upside down. It thus does not extend - as otherwise usual with cumulative frequency or cumulative curves - from the minimum value 0 to the maximum value 1, but instead starts according to 11 with the maximum frequency of 1 (corresponding to a value of 100%) and ending with the minimum frequency of 0 (corresponding to a value of 0%). In this type of application, the highest frequency curve of a family of curves in a longitudinal expansion diagram corresponds to the most efficient stirring system with the best homogenization effect. A deeper curve, however, represents a poorer stirring system with a correspondingly lower homogenizing effect. The lowest curve of the family of curves accordingly corresponds to the most inefficient stirring system with the comparatively worst homogenization effect. The abscissa or x-axis is also divided logarithmically.
Die 11 zeigt
anhand eines entsprechenden Längendehnungsdiagramms
einen Vergleich der oben beschriebenen, unterschiedlichen Rührerkonfigurationen
oder Rührsysteme
bei den einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensvarianten
gemäß den 6, 7, 9 und 10.The 11 shows on the basis of a corresponding elongation diagram a comparison of the above-described different stirrer configurations or stirring systems in the individual process variants according to the invention according to the 6 . 7 . 9 and 10 ,
Die
unterste Kurve 36 entspricht der Rührerkonfiguration gemäß den 10a–10c mit dem sich schneller drehenden oberen (in
Strömungsrichtung
gesehen rechten) Rührer 14a.
Die beiden rotierenden Tonnenrührer 14 verhindern – gemäß den obigen
Ausführungen – zwar in
ihrem Einfluß-
oder Wirkungsbereich zuverlässig
die unerwünschte Wandglasbildung
und verstärken
die Wirkung des nachgeschalteten Hauptrührers 32 durch eine
entsprechende Ablenkung oder Konzentration der Glasströmung 12 in
dessen Drehrichtung, d.h. nach rechts bzw. oben. Sie drehen sich jedoch
im Sinne der gewünschten
Strömungsvergleichmäßigung „falsch„, so dass
diese Rührerkonfiguration
die vergleichsweise schlechteste Homogenisierungswirkung für die Glasschmelze 12 besitzt.The lowest curve 36 corresponds to the stirrer configuration according to the 10a - 10c with the faster rotating upper (seen in the direction of flow right) stirrer 14a , The two rotating barrel stirrers 14 prevent - according to the above - while in their sphere of influence or reliable reliable unwanted wall glass formation and enhance the effect of the downstream main stirrer 32 by a corresponding deflection or concentration of the glass flow 12 in the direction of rotation, ie to the right or above. However, they rotate in the sense of the desired flow equalization "wrong", so that this stirrer configuration, the comparatively worst homogenization effect for the glass melt 12 has.
Die
zweitunterste Kurve 38 entspricht der herkömmlichen
Verfahrensvariante nach dem Stand der Technik ohne die beiden erfindungsgemäßen Rührer 14 gemäß den 6a–6c.
Trotz der unerwünschten
Wandglasbildung ergibt sich eine besser homogenisierte Glasschmelze
als bei den „falsch„ drehenden
erfindungsgemäßen Rührern 14 entsprechend
der Häufigkeitskurve 36.The second lowest curve 38 corresponds to the conventional process variant according to the prior art without the two stirrers according to the invention 14 according to the 6a - 6c , Despite the unwanted wall glass formation results in a better homogenized glass melt than in the "wrong" rotating stirrers invention 14 according to the frequency curve 36 ,
Die
zweitoberste Kurve 40 entspricht der Rührerkonfiguration gemäß den 7a–7c mit zwar
bereits installierten, jedoch noch nicht aktivierten Rührern 14,
die durch entsprechende Verengung des freien Strömungsquerschnittes in der Rinne 10 zu
einer Konzentration der Glasströmung 12 im
Mittenbereich und zu einer damit verbundenen höheren Strömungsgeschwindigkeit führen. Trotz
der auch bei dieser Rührerkonfiguration
unvermeidlichen Wandglasbildung ergibt sich jedoch eine besser homogenisierte
Glasschmelze als bei den „falsch„ drehenden erfindungsgemäßen Rührern 14 entsprechend
der Häufigkeitskurve 36 oder
bei Weglassung der beiden Rührer 14 entsprechend
der Häufigkeitskurve 38.The second highest curve 40 corresponds to the stirrer configuration according to the 7a - 7c with already installed, but not yet activated stirrers 14 , which by corresponding narrowing of the free flow cross-section in the gutter 10 to a concentration of glass flow 12 in the middle area and lead to a higher flow rate associated with it. Despite the inevitable wall glass formation also with this stirrer configuration, however, a glass melt which is better homogenized than in the case of the "incorrectly" rotating stirrers according to the invention results 14 according to the frequency curve 36 or omitting the two stirrers 14 according to the frequency curve 38 ,
Die
oberste Kurve 42 entspricht der Rührerkonfiguration gemäß den Fig. 9a–9c mit dem
sich schneller drehenden unteren (in Strömungsrichtung gesehen linken)
Rührer 14b.
Durch diesen Tonnenrührer 14b wird
der Einfluß des
sich gleichsinnig zu dem Tonnenrührer 14b drehenden und
eine Ablenkung nach oben (rechts) bewirkenden Hauptrührers 32 gemäß den obigen
Ausführungen im
wesentlichen kompensiert, so dass sich eine gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 mit
einer im wesentlichen senkrecht zur Hauprstömungsrichtung 12 verlaufenden
Strömungsfront
ergibt. Zusätzlich
hierzu wird durch die rotierenden Rührer 14 auch die unerwünschte Wandglasbildung
vermieden, so dass diese Rührerkonfiguration
die vergleichsweise beste Homogenisierungswirkung für die Glasschmelze 12 besitzt.
Sie bewirkt insbesondere eine deutlich bessere Homogenisierung der
Glasschmelze 12 als das durch die Kurve 36 repräsentierte
herkömmliche System
nach dem Stand der Technik ohne erfindungsgemäßes Rührsystem 14.The topmost curve 42 corresponds to the stirrer configuration according to FIGS. 9a - 9c with the faster rotating lower (seen in the flow direction left) stirrer 14b , Through this barrel stirrer 14b the influence of the same goes in the direction of the barrel stirrer 14b rotating and deflecting upwards (right) causing main stirrer 32 substantially compensated according to the above, so that a uniformly flowing glass flow 12 with a substantially perpendicular to the main flow direction 12 resulting flow front. In addition, by the rotating stirrer 14 also avoided the unwanted wall glass formation, so that this stirrer configuration, the comparatively best homogenization effect for the glass melt 12 has. It causes in particular a much better homogenization of the molten glass 12 as that through the bend 36 represented conventional systems of the prior art without stirring system according to the invention 14 ,
Durch
eine geeignete Betriebsweise der erfindungsgemäßen Tonnenrühr 14 läßt sich
die Glasströmung 12 demgemäß so beeinflussen,
dass unerwünschten
Konzentrationseffekten der Strömung 12 auf
einen bestimmten Bereich gezielt entgegenwirkt wird und sich eine
merklich effizientere Arbeitsweise eines nachgeschalteten Rührwerkzeugs 32 ergibt. Sie
sind daher insbesondere für
den Einsatz bei Glasproduktionsprozessen geeignet, da eine der wichtigsten
Aufgaben von glasführenden
Systemen in der Bereitstellung von möglichst hoch homogenem (d.h.
schlieren- und blasenfreiem) Glas für die Formgebung besteht.By a suitable mode of operation of the barrel stirring according to the invention 14 lets the glass flow 12 accordingly influence so that undesirable concentration effects of the flow 12 targeted counteracts a specific area and a noticeably more efficient operation of a downstream stirring tool 32 results. They are therefore particularly suitable for use in glass production processes, since one of the most important tasks of glass-conducting systems is to provide highly homogenous (ie, streak-free and bubble-free) glass for molding.
Die 12 veranschaulicht
in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
die Förderung
einer (durch einen Pfeil 12 symbolisierten) Glaschmelze
durch einer lange schmale Rinne 10 gemäß 2. In der
Rinne 10 sind sechs, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
ausgebildete und angeordnete Rührerpaare 14a und 14b hintereinander
angeordnet. Die Drehgeschwindigkeiten dieser zwölf Tonnenrührer 14 sind mittels
einer (nicht dargestellten) zugeordneten Steuerungseinrichtung unabhängig voneinander
bedarfsgerecht einstellbar.The 12 illustrates in a further embodiment of the invention, the promotion of a (by an arrow 12 symbolized) glass melt through a long narrow channel 10 according to 2 , In the gutter 10 are six, according to the first embodiment formed and arranged stirrer pairs 14a and 14b arranged one behind the other. The rotational speeds of these twelve-ton stirrers 14 are independently adjustable as needed by means of a (not shown) associated control device.
Die
beiden Tonnenrührer 14a und 14b der einzelnen
Rührerpaare
drehen sich jeweils wieder gegenläufig, wobei die (in Strömungsrichtung
gesehen) rechten Tonnenrührer 14a im
Uhrzeigersinn und die (in Strömungsrichtung
gesehen) linken Tonnenrührer 14b entgegen
dem Uhrzeigersinn rotieren, so wie dies durch die Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiert
ist. Die Tonnenrührer 14a und 14b auf
der rechten bzw. linken Seite der Rinne 10 drehen sich
somit jeweils alle einheitlich in einer Richtung 18 bzw. 20.
Die sich zwischen den Tonnenrührern 14 befindende
Glasschmelze 12 wird durch die sich gegenläufig drehenden
Tonnenrührer 14 fast
wie in einer Düse
von rechts nach links in Strömungsrichtung 12 beschleunigt.
Das sich in den Randspalten 16 zwischen den Tonnenrührern 14 und
der jeweils benachbarten Seitenwand 10a befindende Glas
wird hingegen jeweils entgegen der Hauptströmungsrichtung 12 nach rechts
in die schnell strömende
Haupt-Glasströmung zurückgedrückt und
mit dieser gemeinsam weitertransportiert.The two barrel stirrers 14a and 14b The individual pairs of stirrers rotate in opposite directions again, with the right (in the flow direction) barrel stirrer 14a clockwise and (as viewed in the flow direction) left-hand barrel stirrer 14b rotate counterclockwise, as indicated by the arrows 18 respectively. 20 is symbolized. The barrel stirrers 14a and 14b on the right or left side of the gutter 10 Each one of them thus turns in one direction 18 respectively. 20 , Which is between the barrel stirrers 14 located glass melt 12 is due to the counter-rotating barrel stirrer 14 almost like in a nozzle from right to left in the direction of flow 12 accelerated. That's in the margins 16 between the barrel stirrers 14 and the adjacent side wall 10a On the other hand, glass that is in the opposite direction to the main flow direction 12 pushed back to the right in the rapidly flowing main glass flow and transported together with this.
Die 13 veranschaulicht
in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
noch die Umlenkung einer Glasströmung 12 um
eine Biegung oder Kurve 10c einer Knick-Rinne 10.
In der Biegung 10c sind wieder – entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel – symmetrisch
bezüglich
der Rinnenmitte und benachbart zu den Seitenwänden 10a der Rinne 10 zwei
unabhängig
voneinander ansteuerbare Tonnenrührer 14 angeordnet.
Die beiden Tonnenrührer 14 drehen
sich gegenläufig,
wobei der (in Strömungsrichtung
gesehen) rechte Tonnenrührer 14a im
Uhrzeigersinn und der (in Strömungsrichtung gesehen)
linke Tonnenrührer 14b entgegen
dem Uhrzeigersinn rotiert, so wie dies durch die beiden Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiert
ist. Der linke Tonnenrührer 14b dreht
sich jedoch schneller als der rechte Tonnenrührer 14a.The 13 illustrates in a further embodiment of the invention still the deflection of a glass flow 12 around a bend or bend 10c a kink gutter 10 , In the bend 10c are again - according to the first embodiment - symmetrical with respect to the groove center and adjacent to the side walls 10a the gutter 10 two independently controllable barrel stirrers 14 arranged. The two barrel stirrers 14 rotate in opposite directions, with the right (as seen in the flow direction) barrel stirrer 14a in the clockwise direction and the (in the direction of flow) left-hand barrel stirrer 14b rotated counterclockwise, as indicated by the two arrows 18 respectively. 20 is symbolized. The left barrel stirrer 14b turns faster than the right barrel stirrer 14a ,
Die
von unten anströmende
Glasschmelze 12 wird von den beiden sich gegenläufig drehenden Tonnenrührern 14 erfasst
und in dem zwischen Ihnen verbleibenden freien Rinnen- oder Strömungsquerschnitt
stark beschleunigt, wobei sie durch den sich schneller drehenden
linken Tonnenrührer 14b gleichzeitig
entsprechend dem neuen Rinnenverlauf nach links abgelenkt wird.
Gleichzeitig wird das sich in den beiden Randspalten 16 zwischen
den Tonnenrührern 14 und
der jeweils benachbarten Seitenwand 10a einströmende Glas
entgegen der Hauptströmungsrichtung
in die schnell strömende
Haupt-Glasströmung
zurückgedrückt und
mit dieser gemeinsam weitertransportiert, so dass das Auftreten
von Totzonen in der Biegung 10c und die unerwünschte Bildung
von Wandglas zuverlässig
verhindert wird.The inflowing glass melt from below 12 comes from the two counter-rotating barrel stirrers 14 captured and accelerated in the remaining between you free gutter or flow cross-section, passing through the faster-rotating left barrel stirrer 14b is simultaneously deflected to the left according to the new channel course. At the same time that will be in the two marginal columns 16 between the barrel stirrers 14 and the adjacent side wall 10a incoming glass is pushed back against the main flow direction in the rapidly flowing main glass flow and transported together with this, so that the occurrence of dead zones in the bend 10c and the unwanted formation of wall glass is reliably prevented.
Die 14 veranschaulicht
in einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
die Verwendung eines benachbart zu dem Boden 10b einer
glasführenden
Rinne 10 eingebauten erfindungsgemäßen Tonnenrührers 14 zur besseren
Homogenisierung einer Glasschmelze. Der sich senkrecht zur Strömungsrichtung 12 der
Glasschmelze durch die Rinne 10 erstreckende Tonnenrührer 14 dreht
sich entsprechend dem Pfeil 18 im Uhrzeigersinn, so dass Bodenglas
aus dem zwischen dem Tonnenrührer 14 und
dem Rinnenboden 10b gebildeten engen Spalt entgegen der
Haupt-Strömungsrichtung 12 zurückgedrängt und
zum Weitertransport in die schnell strömende Haupt-Glasströmung transportiert
wird. Der bodennahe Tonnenrührer 14 verhindert
durch seine Rotation jedoch nicht nur zuverlässig eine unerwünschte Bodenglasbildung,
sondern führt
auch – entsprechend
den obigen Ausführungsbeispielen
mit senkrechten Tonnenrührern 14 – zu einer
positiven Beeinflussung des unerwünschten Druckgradienten zwischen
dem Ein- und Austritt der Glasschmelze in dem betreffenden Rinnenbereich.The 14 illustrates in a further embodiment of the invention, the use of one adjacent to the ground 10b a glass leading gutter 10 built barrel mixer according to the invention 14 for better homogenization of a molten glass. The perpendicular to the flow direction 12 the glass melt through the gutter 10 extending barrel stirrers 14 turns according to the arrow 18 in a clockwise direction, leaving bottom glass out of between the barrel stirrer 14 and the gutter floor 10b formed narrow gap against the main flow direction 12 pushed back and transported for further transport in the fast flowing main glass flow. The ground-level barrel stirrer 14 prevented by its rotation, however, not only reliable unwanted ground glass formation, but also leads - according to the above embodiments with vertical barrel stirrers 14 - To a positive influence on the undesirable pressure gradient between the inlet and outlet of the molten glass in the respective gutter area.
Der
benachbart zu dem Rinnenboden 10b angeordnete waagrechte
Tonnenrührer 14 kann
gegebenenfalls auch mit ein oder mehreren senkrecht eingebauten
Tonnenrührern 14 entsprechend
den obigen Ausführungsbeispielen
kombiniert werden. Insbesondere kann auch wiederum ein herkömmliches
Rührwerkzeug
nachgeschaltet werden, um dessen Rührwirkung gezielt zu verbessern
und eine optimale Homogenisierung für die Glasschmelze zu erreichen.The next to the gutter floor 10b arranged horizontal barrel stirrers 14 can ge if necessary also with one or more vertically installed barrel stirrers 14 be combined according to the above embodiments. In particular, in turn, a conventional stirring tool can be followed in order to improve its stirring effect targeted and to achieve optimum homogenization of the molten glass.
Die 15 veranschaulicht
schließlich
in einem letzten erfindungsgemäßen Ausführungs-beispiel
noch die Förderung
einer (wieder durch einen Pfeil 12 symbolisierten) Glaschmelze
durch ein senkrechtes Rohr 44. In dem Rohr 44 sind
benachbart zu der Rohrwand 44a vier gleichmäßig zueinander
beabstandete senkrechte Tonnenrührer 14 angeordnet, die
sich entsprechend der Pfeilrichtung 18 im Uhrzeigersinn
drehen und die Glasschmelze 12 aus dem zwischen ihnen und
der Rohrwand 44a jeweils gebildeten engen Spalt zum Weitertransport
zurück
in die Haupt-Glasströmung 12 im
Mittenbereich des Rohres 42 drängen, was mit einer entsprechend
besseren Homogenisierung der Glasschmelze 12 verbunden
ist.The 15 finally illustrates in a final embodiment of the invention still the promotion of a (again by an arrow 12 symbolized) glass melt through a vertical tube 44 , In the pipe 44 are adjacent to the pipe wall 44a four evenly spaced vertical barrel stirrers 14 arranged according to the direction of the arrow 18 Turn clockwise and the glass melt 12 from between them and the pipe wall 44a each formed narrow gap for further transport back into the main glass flow 12 in the middle area of the pipe 42 What would happen with a correspondingly better homogenization of the molten glass 12 connected is.
Ein
entsprechender Effekt würde
sich im vorliegenden Fall auch bei sich entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn
drehenden Tonnenrührern 14 ergeben.A corresponding effect would also be in the present case with counter-clockwise rotating barrel stirrers 14 result.
Zur
besseren Homogenisierung der Glasschmelze 12 kann In der
Mitte des Rohres 44 auch noch ein (nicht dargestellter)
zusätzlicher
konventioneller Rührer
angeordnet sein, dessen Wirkungsgrad sich durch den beschriebenen
Transport der Glasschmelze 12 aus dem Wandbereich des Rohres 44 in den Mittenbereich
deutlich verbessern lässt.
Dies gilt insbesondere bei einem von der Zylindergeometrie abweichenden
Rohr 44, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem ein
auf herkömmliche
Art und Weise mittig positionieter Rührer nicht alle Stellen an der
Wand gleichmäßig erreichen
kann, so dass es nicht nur zur unerwünschten Bildung von Wandglas sondern
auch zum Auftreten von Totzonen kommen kann. Durch die beschriebene
erfindungsgemäße Verwendung
von wandnah angeordneten Tonnenrührern 14 lässt sich
dies zuverlässig
verhindern und eine merkliche Verbesserung des Homogenisierungsgrades
erreichen.For better homogenization of the molten glass 12 Can in the middle of the pipe 44 also be arranged (not shown) additional conventional stirrer whose efficiency is due to the described transport of the glass melt 12 from the wall area of the pipe 44 can be significantly improved in the middle range. This applies in particular to a tube deviating from the cylinder geometry 44 As in the present embodiment, in which a conventional manner centrally positionieter stirrer can not reach all locations on the wall uniformly, so that it can not only come to the undesirable formation of wall glass but also to the occurrence of dead zones. By the invention described use of close-coupled barrel stirrers 14 This can be reliably prevented and achieve a noticeable improvement in the degree of homogenization.
Eine
entsprechende Wirkung lässt
sich auch durch eine geeignete erfindungsgemäße Anordnung von Tonnenrührern in
einem Rührgefäß oder Tiegel erreichen.
Die optimale Anzahl der jeweils erforderlichen Rührer kann hierbei je nach Anwendungszweck geeignet
gewählt
werden.A
corresponding effect leaves
also by a suitable arrangement according to the invention of barrel stirrers in
reach a mixing vessel or crucible.
The optimum number of each required stirrer can be suitable depending on the application
chosen
become.
Der
Vollständigkeit
sei noch darauf hingewiesen, dass auch andere Rührerzahlen und Rührerkonfigurationen,
wie beispielsweise gegebenenfalls auch eine unsymmetrische Rühreranordnung,
verwendbar sind.Of the
completeness
It should be noted that other stirrer numbers and Stirrer configurations,
such as, where appropriate, an unsymmetrical stirrer arrangement,
are usable.
