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Vorrichtung zur Registrierung und Regelung der Höhe des Glasstandes
von Schmelzwannen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Registrierung
und Regelung der Höhe des Glasstandes von Schmelzwannen.
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Es hat sich für die maschinelle Fertigung von Glasgegenständen als
erforderlich erwiesen, dafür zu sorgen, daß alle Einflußgrößen so weit wie möglich
konstant gehalten werden. Eine dieser Größen ist die Höhe des Glasstandes in der
Schmelzwanne. Schwankungen des Glasstandes haben zur Folge, daß die Fertigungsmaschiuen
ungleichmäßigbeschicktwerden. So ergeben sich z. B. bei einem Speiserbetrieb Abweichungen
im Gewicht des Glastropfens, wodurch eine Glasform entweder ungenügend ausgefüllt
wird oder das Glaserzeugnis zu große Wandstärken erhält. Aber auch für den Schmelzprozeß
und für die Lebensdauer der Wanne selbst Ist die Konstanthaltung der Größe des Glasstandes
von erheblicher Bedeutung, da die Schmelzwannen bekanntlich in der Schwemmkante
der höchsten Korrosion ausgesetzt sind. Um eine Konstanthaltung des Glasstandes
zu erreichen, ist es zunächst erforderlich, daß die Höhe registriert werden kann.
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Zu diesem Zweck sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt
worden. Diese arheiten beispielsweise pneumatisch mittels Düsen, deren Austrittsluftdruck
von der Entfernung der Glasoberfläche abhängt, oder sie benutzen radioaktive Präparate,
deren Strahlung durch Verwendung des Glasspiegels mehr oder weniger geschwächt wird.
Diese bekannten Verfahren erreichten aber nicht die erforderliche Genauigkeit und
waren schwer zu eichen. Auch mußten empfindliche Antriebs- und Steuerteile meist
in der Nähe stark strahlender Ofenteile angebracht sein.
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Als vorteilhaft hat sich ein elektrisches Verfahren erwiesen, bei
welchem die Leitfähigkeit des Glases bei hohen Temperaturen ausgenutzt wird. Hierbei
wird die Glasoberfläche in regelmäßigen Abständen mit einer Platineiektrode abgetastet.
Die Platinelektrode wird bei dieser bekannten Methode von einem Motor auf und ab
bewegt. Wenn die nach unten gehende Elektrode die Glasoberfläche berührt, wird sie
abgestoppt und ihre Stellung mittels einer Brückensdaltung auf ein Anzeigeinstrument
übertragen. Hierauf bewegt sich die Elektrode wieder so weit nach oben, bis der
sich bildende Glasfaden abgerissen ist. Die dadurch eintretende Unterbrechung des
Elektroden- und Glasstromkreises bewirkt die Umkehr der Drehrichtung des Motors,
so daß die Elektrode wieder nach unten läuft und das Spiel von neuem beginnt.
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Es hat sich aber gezeigt, daß auch bei dieser bekannten Methode ein
relativ hoher Aufwand an empfindlichenSchalt- und Steuerelementen erforderlich ist.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht,
dieses an sich bekannteVerfahren
zu vereinfachen und die Betriebssicherheit zu erhöhen.
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Die Vorrichtung zur Registrierung und Regelung der Höhe des Glasstandes
von Schmelzwannen, bei welcher eine auf und ab bewegte, in den Glasspiegei aus-
und eintauchende Elektrode einen Relaisstromkreis zur Betätigung oder Steuerung
der Registrier-und Regeleinrichtung schließt und öffnet, ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrode an der Kolbenstange eines in einem Zylinder hydraulisch oder pneumatisch
gegen den Druck einer Feder betätigten Kolbens befestigt ist.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
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Hydrauliköl oder ein anderes geeignetes Medium wird aus dem Vorratsbehälter
1 mittels einer Pumpe 2, die von einem Motor 3 angetrieben wird, angesaugt und in
die Leitung 4 gepreßt. Ein Druckregler 5 hält den Druck auf einer einstellbaren
Höhe, vorzugsweise 1 atü. EinFeiueinstellventii6 regelt die demZylinder9 zuströmende
molmenge, wodurch die Laufgeschwindigkeit derElektrodeE gegen die Glasoberfläche
in weiten Grenzen verändert werden kann. Das Magnetventil 7 ist beim Einfahren der
Elektrode durch das Schaitwerk S geöffnet. Da der Öldruck außer von dem konstant
bleibenden Gewicht der bewegten Teile und der gleichbleibenden Reibung im Zylinder
nur von dem Druck der Feder 8 im Zylinder 9 abhängt, stellt der an einem Drucksehreiber
10 mit Skala 30 jeweils registrierte Druck ein Maß für den Weg der Elektrode dar.
Der bei Glasberührung der Elektrode erreicht Druck entspricht also einem bestimmten
Glasstand.
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Der D'rüdschreiher 10, dessen Arbeitsbereich in über
einstimmung
mit dem genormten Transmitter-Ausgangsdruck in den Grenzen von 0,7 bis l atü ausgelegt
werden kann, erhält also zweckmäßigerweise eine in Millimeter Glasstand geeichte
Skala. Ist der Glasstand tiefer abgefallen, als es dem Hub der Elektrode E entspricht,
so tritt der Druckschalter 11 in Funktion und bewirkt die sonst von der Glasberührung
ausgehende Schließung des MagIletventils 7 und die Umsteuerung des Schaltwerlies
S. Das Schaltwerli ist so ausgelegt. daß es das Magnetventil 7 etwa 3 Sekunden in
der Stellung »zu« festhält. In dieser Zeit stehen die Elektroden E und der Zeiger
des Druckschreibers 10 still, und der Glasstand kann zu Regelzwecken mit Hilfe eines
Druckbügelreglers abgetastet werden. Damit ist außerdem vermieden, daß die Messullg
des Druckes durch veränderliche Strömungswiderstände verfälscht wird. Nach Ablauf
der Zeit bleibt das Maglletventil 7 geschlossen, während das Magnetventil 12 geöffnet
wird und die Feder 8 das Öl über das Feineinstellventil 13, das die Geschwindigkeit
der Aufwärtsbewegung des Kolbens bestimmt, in den Vorratsbehälter 1 zurückdrückt.
Zwischen dem Magnetventil 12 und dem Regel ventil 13 ist noch ein kleiner Windkessel
14 vorgesehen, der bei Öffnen des Magnetventils 12 über ein Luftpolster einen plötzlichen
Druckabfall bewirkt, so daß die Elektrode ruckartig aus dem Glas angehoben wird,
um eventuell sich bildende Glasfäden zur Glasoberfläche zum Abreißen zu bringen.
Fällt der Druck am Druckschalter 11 unter ein einstellbares NIaß, das einer bestimmten
Rückzughöhe der Elektrode E aus dem Glas entspricht, so schaltet er das SchaltwerkS
wieder um, das Magnetventil 12 schließt, das Magnetventil 7 dagegen öffnet sich,
und der Abtastvorgang beginnt von vorn.
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Die Arbeitsweise der elektrischen Schalteinrichtung ist folgende:
Das Schaltwerk S ist ein motorangetriebenes Kontaktschaltwerk, das nach Anlauf des
Motors 15 über den Selbsthaltekontakt 16 in 4 Sekunden eine halbe Umdrehung ausführt
und danach bis zur nächsten Erregung stehenbleibt. Berührt nun die Elektrode E die
Glasoberfläche, so wird ein elektronisches Relais 19 geschlossen, das parallel zum
Druckschalter 11 liegt. Ein Strom fließt dadurch von Umschalter 18, der in diesem
Zeitpunkt am rechten Kontakt anliegt, über das Elektronenrelais 19 zum Schaltwerksmotor
15 und gleichzeitig zum Ruhekontaktrelais 20, das damit den Stromkreis zu Magnetventil
7 öffnet und dieses Ventil sofort nach Glasberührung schließt, wodurch die Elektrode
E zum Stehen kommt. Die Schaltwalze läuft ab, betätigt gegebenenfalls einen (nicht
gezeichneten) Regelimpulskontakt und legt den Umschaltekontakt 18 nach links in
Bereitschaftsstellung für den unteren Umschaltepunkt des Druckschalters. Kurz vor
Öffnen des Selbsthaltekontaktes 16, der den Motor 15 der Schaltwalze nach 4 Sekunden
zum Stehen bringt und das Relais 20 wieder in Ruhestellung zurückfallen läßt, wird
Kontakt 17 geschlossen, der das Magnetventil 12 öffnet und den Stromkreis zum Magnetventil
7 durch Öffnen des Ruhestromrelais 21 weiterhin offen hält. Durch das Magnetventil
12 kann nun das Öl aus dem Zylinder 9 in den Vorratsbehälter 1 ablaufen, wodurch
der Druck unter Druckschalter 11 fällt. Dieser schaltet nach Unterschreiten der
eingestellten Druckhöhe über Umschaltekontakt 18 das Schalt-erkS ein, das jetzt
Kontaktl7 öffnet, wodurch das Magnetventil 12 und das Ruhestromrelais 21 geschlossen
werden. Nach Ablauf des Selbsthaltekontaktes 16 bleibt das Schaltwerk stehen, das
Ruhestromrelais 20 schließt und das Magnetventil 7 öffnet, womit sich der Vorgang
wiederholt.
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In bestimmten Fällen kann die hydraulische Anzeige des Glas standes
über den Druck des Öles auf den Kolben gegen die Rückholfeder fehlerbehaftet sein,
nämlich dann, wenn z. B. veränderliche Reibung an Gestängen auftritt, die zur Aufhängung
der Elektrode in ungünstigen Fällen verwendet werden müssen, oder wenn die Elektrode
durch Wegschmelzen des keramischen Schutzrohres im Laufe der Zeit leichter wird.
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Ferner kann die Entfernung der Ä'leß- und Registriergeräte von der
Elektrode mit ihrer Betätigungseinrichtung sehr groß werden. so daß eine hydraulischeÜbertragung
zu ungünstig wird. In diesen Fällen kann an der Kolbenstange der Elektrodenbetätigung
in einfacher Weise ein elektrischer Weggeber 23 (Fig. 2) angebracht werden, der
an ein oder mehrere Registriergeräte 24 und Regler angeschlossen wird. Die Anzeige
ist dann vom Vorgang in dem hydraulischen System völlig unabhängig, während die
Vorteile dieser Betätigungsart uneingeschränkt bestehenbleiben, wenn man von der
Notwendigkeit der Zuleitungen zum Geber absieht.
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Obwohl Ölpumpen und Elektromotore weitgehend wartungsfrei und betriebssicher
sind, kann der Wunsch bestehen, eine solche Anlage ohne bewegte Teile mit L)ruckluft
zu betreiben. Fig. 2 zeigt eine solche Einrichtung, bei der zur Erzeugung des Öldruckes
ein Druckkessel D vorgesehen ist, der über das Magnetventil25, das Feineinstellventil
26 und den Druckregler 27 unter Luftdruck von vorzugsweise 1 atü gesetzt wird. Mit
dem Öffnen des Magnetventils 25 wird der Kolben mit der Elektrode zum Glas hin bewegt.
Der Vorgang über das Schaltwerk läuft wie vorbeschrieben ab. Das Rückströmen des
Öles aus dem Geber in den Vorratsbehälter erfolgt durch Öffnen des Magnetventils
28 unter gleichzeitigem Schließen des Ventils 25, wodurch die Luft aus dem Behälter
ins Freie entweichen kann. Der Steuerdruckschalter 29 ist auf dem Behälter angebracht.
Als Druckübertragungsmittel kann auch die Druckluft ohne Öl verwendet werden.
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Wird in die Leitung zu den Registrier-, Anzeige-und Regelgeräten
ein Magnetventil 22 vorgesehen, das vom Schaltwerk oder einem sonst geeigneten Relais
so lange gehalten wird, als sich der Kolben nach Glasherührung der Elektrode in
Ruhe befindet, so bleiben die Meßarerke auf der jeweils zuletzt angezeigten Glasstandshöhe
bis zur folgenden Abtastung stehen.
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Der Glasstand kann also jederzeit abgelesen werden.
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Außerdem erreicht man damit eine größtmögliche Schonung derMeßwerke,
da sie nicht mehr auf Dauerbetrieb mit periodisch wechselnden Drücken beansprucht
werden.
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An Stelle des Zylinders mit Kolben und Dichtmanschette kann zur Vermeidung
der Reibungskräfte vorzugsweise ein Federbalg, der mit Innen- oder Außendruck beaufschltagt
wird, oder eine federbelastete Membran treten, wie sie beispielsweise in pneumatischen
Ventilen verwendet wird.
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Zur Verbesserung der Druckkonstanz während des Registriervorganges
ist es zweckmäßig, einen weiteren Windkessel in der Leitung zwischen Elektrodenbetätigungsorgan
und Druckregistriervorichtung vorzusehen.
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Wird in die Druckleitung zum Druck- bzw. Glasstandsschreiber ein
einstellbarer Druckschalter eingebaut, so läßt sich damit eine Regelung des Glasstandes
ausführen, indem der Druckschalter bei überschreiten eines einstellbaren Druckes,
der einem bestimmten Glasstand entspricht, einen Kontakt schließt, der seinerseits
die Einlegemaschine in Betrieb setzt. Wird
der eingestellte Druck
bei den nachfolgenden Abtastungen der Elektrode infolge Steigens des Glasspiegels
nicht rnehr erreicht, so öffnet sich der Kontakt und stellt die Einlegemasehine
wieder ab. An Stelle des Druckschalters kann ein Kontaktmanometer oder eine ähnliche
Einrichtung treten.
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Die gesamte Vorrichtung ist aus bewährten und bekannten Elementen
aufgebaut. Die Ölpumpe mit Behälter, Rohrleitungen, Ventilen und dem elektrischen
Schaltwerk kann auf gedrängtem Raum von etwa 50 50 cm an einem geeigneten Platz
in der Nähe der Schmelzwanne, an der der Glasstand zu messen ist, untergebracht
werden. Der Zylinder mit der anhängenden Elektrode wird über dem Glasstandsmeßloch
befestigt und besitzt lediglich eine Ölzuleitung und eine asbestgeschützte Zuleitung
zur Elektrode.
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PATENTANSPR8CHE 1. Vorrichtung zur Registrierung und Regelung der
Höhe des Glasstandes von Schmelzwannen, bei welcher eine auf und ab bewegte, in
den Glasspiegel aus- und eintauchende Elektrode einen Relaisstromkreis zur Betätigung
oder Steuerung der Registrier- und Regeleinrichtung schließt und öffnet, dadurch
gekennzeichnet, daß die Eiektrode (E) an der Kolbenstange eines in einem Zylinder
(9) hydraulisch oder pneumatisch gegen den Druck einer Feder (8) betätigten Kolbens
befestigt ist.