DE1471878B2 - Mischvorrichtung zur Aufbereitung eines Glasansatzes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischvorrichtung zur Aufbereitung eines Glasansatzes, bestehend aus einer um eine waagerechte Ebene drehbaren Mischpfanne, mehreren um feststehende vertikale Achsen drehbaren Rührwerken und einer oberhalb der Rührwerke liegenden, Sprühdüsen für die Beaufschlagung der Oberfläche des Glasansatzes mit einem Benetzungsmittel aufweisenden Verteilerleitung.

Für die kontinuierliche Herstellung von Scheibenglas aller Art werden zunächst die Ausgangssubstanzen als Rohmaterialien wie Sand, Kalziumoxyd, Natriumkarbonat und weitere Beimengungen in geringen Anteilen vermischt, um nachfolgend einem Schmelzofen zugeführt zu werden. Um hochqualitative Gläser herzustellen, die frei von jeglichen Fehlstellen sein müssen, hat es sich als erforderlich erwiesen, die einzelnen Bestandteile des Glasansatzes gründlich zu vermischen, so daß sich eine homogene Ausgangsmenge für die Beschickung des Schmelzofens ergibt. Schwierigkeiten bestehen im allgemeinen auch darin, den einmal erstellten homogenen Glasansatz in dieser Homogenität bis zur Eingabe in den Schmelzofen zu halten, da sich durch die unterschiedlichen Teilchengrößen des Glasansatzes natürlicherweise Entmischungseffekte ergeben. In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, daß der Zusatz eines flüssigen Benetzungsmittels zu dem zunächst trockenen Glasansatz bei oder während des Mischvorganges vorteilhaft ist, da hierdurch nicht nur ein lästiges Stauben während des Mischvorganges vermieden werden kann, sondern darüber hinaus insbesondere nach dem Mischen die Homogenität des Glasansatzes bis zur Schmelze hin erhalten bleibt. Die Zugabe des flüssigen

ίο Benetzungsmittels muß, soll sie zu besonders vorteilhaften Ergebnissen führen, nach einem bestimmten Verfahrensablauf und bei genau vorbestimmter Flüssigkeitsmenge erfolgen.

Glasansätze der hier interessierenden Art neigen jedoch außerordentlich stark zu Klumpenbildungen bei Zugabe von Flüssigkeiten, wie Wasser od. dgl., und setzen sich zufolgedessen auch sehr leicht an einzelne Teile des Mischers, an dessen Wandungen oder an den Rührwerken selbst an. Um diesen Erscheinungen entgegenzuwirken, sind in der Bewegungsbahn des oder der Rührer einer bereits in Vorschlag gebrachten Mischvorrichtung der eingangs genannten Art, ein orstfest angeordnetes, biegsam nachgiebiges Abstreifelement angebracht, und es ist wenigstens ein weiteres, um eine feste vertikale Achse drehbares Abstreifelement darüber hinaus so angeordnet, daß an seinem Umfang befestigte Abstreiforgane bei der Drehung mit der Innenwand der Mischpfanne in Berührung treten (deutsche Patentschrift 1245 052).

Das orstfeste Abstreifelement besteht vorteilhafterweise aus drei bis unmittelbar oberhalb der Gemengeschicht herabhängenden, nebeneinander in einer Reihe angeordneten Kettenstücken, während das oder die drehbaren Abstreifelemente aus einem auf der Drehachse befestigten, oberhalb der Gemengeschicht liegenden Ringkörper bestehen, an dem nach unten ragende Mischstäbe befestigt sind, die bei Drehung des Ringes mit der Innenwand als Abstreifer in Berührung treten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Mischvorrichtungen der vorliegenden Art dahingehend zu verbessern, daß zusätzliche Abstreifelemente bei gleichzeitiger Vermeidung von Klumpenbildungen und Materialansätzen an Vorrichtungsstellen vermieden werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Sprühdüsen so angeordnet sind, daß der von ihnen ausgehende Sprühkegel keine stationären oder rotierenden Teile des Mischers berührt und daß die Dosierung für die einzelnen Sprühdüsen so vorgenommen wird, daß die aus jeder Sprühdüse austretende Flüssigkeitsmenge proportional zur Sprühfläche ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kennzeichnet sich die Mischvorrichtung dadurch, daß die Verteilerleitung für das Benetzungsmittel, von ihrer mittigen Zuführungsleitung aus gesehen, in einem Verteilerabschnitt eine Sprühdüse mit einem Sprühkegel von 30° und eine weitere Sprühdüse mit einem Kegel von 50° und in dem anderen Verteilerabschnitt eine Sprühdüse mit einem Sprühkegel von 50° und eine solche mit einem Sprühkegel von 70° besitzt. Zufolge der speziellen Ausbildung der Verteilerleitung für das Benetzungsmittel und insbesondere durch die vorteilhafte räumliche Anordnung der einzelnen Sprühdüsen zueinander und in bezug auf die einzelnen Vorrichtungselemente in dem Mischer sowie der speziellen Vorgabe bestimmter Sprühkegel können bis-

her unbedingt erforderlich gewesene lästige Abstreifelemente entfallen, wodurch der apparative Aufbau der Mischvorrichtung vereinfacht und der Verfahrensablauf des Mischvorganges und die Bedienung des Mischers verbessert wird.

Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäß ausgebildeten Mischvorrichtung. Es zeigt

Fig. 1 einen seitlichen Aufriß der Mischvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Mischpfanne, Fig. 3 einen Schnitt durch die Mischpfanne längs der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Wiedergabe der Verwirbelung des Glasansatzes in der Mischpfanne während des Mischvorganges,

F i g. 5 eine seitliche Darstellung der Sprühdüsen mit ihren Sprühkegeln,

F i g. 6 einen Seitenaufriß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels, bei dem ein zusätzlicher Rotorkäfig verwendet wird,

F i g. 7 eine Draufsicht auf die Mischpfanne nach Fig. 6,

Fi g. 8 eine Wiedergabe der Ausführungsform nach Fig. 6 die Anordnung der Antriebsmotoren zeigend,

F i g. 9 einen Seitenaufriß, teilweise im Schnitt, längs der Linie 9-9 der Fig. 7 und

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Mischpfanne, wobei die Laufwege der Ansatzmaterialien durch Pfeile angezeigt sind.

Die Gegenstrom-Mischvorrichtung 15 weist gemäß Fig. 1 eine Mischpfanne 16 auf, die um eine senkrechte Achse im Inneren eines tragenden Rahmens 17 angeordnet ist. Die Mischpfanne 16 mit den zylindrischen Wänden 18 und dem Bodenteil 19 wird durch einen Motor 20 über ein Getriebe 21 angetrieben. Die Mischpfanne 16 ist von einer stationären Staubhaube 22 abgedeckt, deren Seiten 23 öffnungen 24 haben. Zwei Rührwerke 26 sind in der sich in waagerechter Ebene drehenden Mischpfanne angeordnet, jedes wird unabhängig voneinander über einen Motor 27 mit Getriebeuntersetzung 28 angetrieben. Auch ist ein durch einen weiteren Motor 30 angetriebener Rotorkäfig 29 in der Mischpfanne 16 vorgesehen, der mit einer relativ hohen Geschwindigkeit während des Naßvermischens umläuft. Oberhalb der Rührwerke 26 und des Rotorkäfigs 29 ist eine Verteilerleitung 31 für das Versprühen einer Flüssigkeit als Benetzungsmittel auf die Oberfläche 32 des Glasansatzes od. dgl. in Stellung gebracht.

Wie insbesondere aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, besitzen die jeweils auf einer Antriebswelle 34 gelagerten Rührwerke 26 Mischarme 33 mit Schaufeln 35, 36. Die Mischschaufeln sind derart winkelförmig angeordnet, daß der Glasansatz während des Rührens vor ihnen angehoben und gleichzeitig seitlich verschoben wird. Wie aus der F i g. 3 ersichtlich, arbeiten die unteren Mischschaufeln 36 in unmittelbarer Nachbarschaft zur Bodenfläche 19 der Mischpfanne, während die oberen Mischschaufeln 35 zwischen Boden und Oberfläche 32 liegen. Der Rotorkäfig 29 wird über die Rotorwelle 39 vom Motor 30 angetrieben und trägt am unteren Ende einen ringförmigen Rotorrahmen 40. Der Motor 30 kann mit unterschiedlicher Geschwindigkeit umlaufen. Eine Mehrzahl Rotorstangen 41 ist an dem Rotorrahmen mittels Klammern 42 befestigt.

Die etwa kreisbogenförmige Verteilerleitung 31 setzt sich aus zwei Leitungsabschnitten 43 und 44 für das Versprühen einer Flüssigkeit zusammen. Die Verteilerleitung ist mittig mit einem Kupplungsstück 46 verbunden, das die Flüssigkeit unter Druck in Abhängigkeit einer vorherbestimmten Zeitfolge durch eine Leitung 47 zuführt. Die Enden der Verteilerleitung sind durch Kappen 48 verschlossen. Nach unten gerichtete Sprühdüsen 49, 50, 51 und 52 sind längs der Unterseite der Verteilerleitung etwa 45 bis 50 cm über der Oberfläche des Glasansatzes od. dgl. angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß die für das Zuführen und homogene Verteilen der Flüssigkeit in den Ansatzmaterialien erforderliche Zeitspanne auf ein Minimum verringert und somit ebenfalls der Mischzyklus zeitlich kurzgehalten werden kann, wenn die Flüssigkeit über eine große Oberfläche bei mit geringer Intensität erfolgendem Aufsprühen aufgebracht wird, und zwar während der Mischer arbeitet. Hierbei wird eine zeitliche und örtliche Übernässung und ein Verklumpen vermieden. Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß das direkte Benetzen von Oberflächenteilen der Mischflügel, des Rotorkäfigs oder der Mischpfanne zum bevorzugten Ansetzen von Material führt. Diese Materialschicht behindert die Mischwirkung und kann zum Abbrechen von Teilen des Rührwerkes führen. Um diesen Mangel zu beheben, ist jede der Sprühdüsen 49 und 52 so angeordnet, daß deren Sprühkegel eine direkte Berührung mit den freiligenden Teilen der umlaufenden Teile des Rührwerkes 29 und des Rotorkäfigs sowie der Wand der Mischpfanne vermeidet. Die Flächen, die die Sprühkegel auf der Oberfläche des Ansatzmaterials bestreichen, werden durch die äußeren Kreise 53 in den F ig. 2 und 3 angedeutet, wobei die inneren Kreise 54 die Oberflächenabschnitte markieren bis zu denen die freiliegenden Teile der umlaufenden Mischflügel oder des Rotorkäfigs an die Spühkegel herankommen können. Die unteren Teile der Mischflügel und des Rotorkäfigs, die in das Innere des Ansatzmaterials untergetaucht sind, werden selbstverständlich nicht direkt durch die Sprühkegel benetzt.

Zur optimalen Verteilung wird die Flüssigkeit auf die Oberfläche der Ansatzmaterialien nach einer bestimmten quantitativen Verteilung aufgebracht, d.h. bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 wird die Flüssigkeit aus jeder der Düsen 49 und 52 proportional zu der Masse des unter denselben vorbeitretenden Ansatzmaterials in der folgenden Weise abgegeben:

Düse 49-35% der Flüssigkeit, Düse 50-23% der Flüssigkeit, Düse 51-14% der Flüssigkeit, Düse 52-28% der Flüssigkeit.

Wie in den Figuren gezeigt, ergibt die Düse 49 einen 70°-Kegel, die Düsen 50 und 52 ergeben 50°-Kegel und die Düse 51 ergibt einen 30°-Kegel.

Für den Mischvorgang werden abgemessene Mengen getrennt vorliegender Ansatzbestandteile in den Mischer eingegeben. Während des Einbringens der Materialien in den Mischer drehen sich die Mischpfanne und die Rührwerke, während der Rotorkäfig in Ruhe bleibt. Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne des Trockenmischens, die sich auf eine halbe bis 3 Minuten belaufen kann, wird über die Verteilerleitung 31 Benetzungsmittel zugeführt und der Rotorkäfig 29 in Gang gesetzt, während Mischpfanne und Rührwerke weiter gegenläufig umlaufen. Die für den Zusatz der erforderlichen Flüssigkeitsmenge durch das Sprühsystem erforderliche Zeitspanne hängt von

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verschiedenen Faktoren ab, z. B. dem Volumen der net. Die Verteilerleitung für die Sprühdüsen setzt sich

zugesetzten Flüssigkeit, dessen Viskosität, der Art der aus einer Hauptleitung 72, Leitungsabschnitten 73

Sprühdüse, dem Flüssigkeitsdruck u. dgl. mehr. und der Leitung 74 in der dargestellten Weise zusam-

Im Anschluß an das Aufsprühen der Flüssigkeit er- men. Die Leitungsabschnitte 73 werden in der Nähe folgt ein Naßvermischen, bei dem die Rührwerke und 5 der äußeren Enden durch Aufhängungen 75 gehalten, der umlaufende Rotorkäfig zu einem Bewegen der und ihre Enden sind durch Kappen 76 verschlossen. Materialien im Inneren der Mischpfanne 16 längs der Die Sprühdüsen 77 an der Unterseite der Leitungsabin der F i g. 4 angezeigten Fließlinie führt. Der Rotor- schnitte sind so angeordnet, daß ein direktes Benetzen käfig, der zu Beginn des Aufsprühens der Flüssigkeit der freiliegenden Teile der umlaufenden Rührwerke, in Gang gesetzt wird und während des restlichen Teils 10 der Rotorkäfige und der Pfannenwand vermieden des Mischzyklus arbeitet, sorgt für eine intensive Ver- wird. Zusätzliche Düsen 79 versprühen Flüssigkeit mischung, wobei durch das Zusammenstoßen mit den über die Oberflächenteile 71, wobei Kappen 80 die Rotorstangen alle eventuellen Agglomerate auf ge- äußeren Enden der zugehörigen kurzen Verteilerleibrochen werden. tungen verschließen.

Um ein vollständiges Homogenisieren des Ansatzes 15 Die Rührwerke und Rotorkäfige 69 sind in ihrem

und einheitliche Verteilung der Flüssigkeit in demsel- Aufbau ähnlich wie die der ersten Ausführungsform,

ben zu erreichen, sollte das Naßvermischen etwa mit Mischarm 81, Antriebswellen 82, Motoren 68 und

2,5 Minuten lang ausgeführt werden, so daß sich ein Untersetzungsgetriebe 67, oberen Mischschaufeln 83

Mischzyklus von insgesamt etwa 5,5 Minuten ergibt, und unteren Mischschaufeln 84 an oberen und unteren

wobei gegebenenfalls auch 2 Minuten ausreichend 20 Mischschaufelwellen 85 und 86.

sein können. Die Rotorkäfige 69 weisen einen ringförmigen

In den Fig. 6 bis 10 ist eine weitere Ausführungs- Rahmen 87 auf, der durch einen unabhängigen Ro-

form einer Mischvorrichtung gezeigt, bei der die Ver- tormotor 88 über eine Rotorwelle 69 angetrieben

teilerleitungen im Innern der Mischpfanne abgewan- wird.

delt ist, um die Leistungsfähigkeit weiter zu erhöhen. 25 Die Sprühdüsen 77 strahlen einen 70°-Kegel unter

Die Möglichkeit der Erhöhung der Geschwindigkeit Aufbringen der Flüssigkeit auf die kreisförmige Flä-

der Flüssigkeitszufuhr ist durch einen zweiten Rotor- ehe 92 der Oberfläche 71 der Ansatzmaterialien aus,

käfig gegeben, der in einer bisherigen Ruhezone der wie es in der Fig. 7 gezeigt ist, während die Düse

Mischvorrichtung angeordnet ist. Unter Anwenden 79 einen 50°-Sprühkegel unter Aufbringen der Flüs-

eines weiteren Verteilerrohres mit weiteren Sprühdü- 30 sigkeit auf die kreisförmige Fläche 93 ausstrahlt. So-

sen ist es möglich, die Flüssigkeit mit einer mehr als mit sollte jede der Düsen 77 etwa 20 oder 21% der

3fach höheren Geschwindigkeit zuzusetzen. Somit er- Gesamtmenge der zugesetzten Flüssigkeit und jede

möglicht die Anordnung mit doppeltem Rotorkäfig der Düsen 79 etwa 9 oder 10% dieser Gesamtmenge

den Zusatz einer stark erhöhten Flüssigkeitsmenge in abgeben, um so eine quantitative Verteilung auf der

dem Ansatz ohne Verlängern des Mischzyklus. Die 35 Oberfläche der Ansatzmaterialien zu erreichen. Die

Ausführungsform nach den F ig. 6 bis 10 weist zusatz- inneren Kreise 94, 95 geben die Stellen über der

lieh den Gegenstrom-Mischer 55 in der Mischpfanne Oberfläche der Ansatzmaterialien wieder, wo sich die

56 auf, die in dem Rahmen 57 um eine senkrechte umlaufenden Mischelemente am nächsten den durch

Achse von dem Motor 58 über das Getriebe 59 ange- die Düsen 77 bzw. 79 ausgesprühten Sprühkegeln

trieben wird. Die Mischpfanne mit den Seitenwänden 40 nähern, ohne daß ein Eintritt in den Sprühkegel er-

60 und der Bodenfläche 61 ist von einer stationären folgt.

Staubhaube 62 mit Seiten 63 und Dachabschnitt 64 An den Sprühvorgang, der wiederum etwa eine Miverschlossen. Auch hier werden die Rührwerke 66 nute dauert, schließt sich ein Reinigen mit Luft unter einzeln über Untersetzungsgetriebe 67 durch Motoren einem Druck von 5,6 bis 7 kg/cm² von etwa 20 Sekun-68 angetrieben, die auf dem Mischer befestigt sind. 45 den an, wodurch aus dem Sprühsystem die Flüssigkeit Die Rotorkäfige 69 sind in Quadranten der Misch- entfernt und somit ein späteres Tropfen aus den Düsen pfanne 90° zu den Rührwerken 66 versetzt angeord- verhindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mischvorrichtung zur Aufbereitung eines Glasansatzes, bestehend aus einer um eine waagerechte Ebene drehbaren Mischpfanne, mehreren um feststehende vertikale Achsen drehbaren Rührwerken und einer oberhalb der Rührwerke liegenden, Sprühdüsen für die Beaufschlagung der Oberfläche des Glasansatzes mit einem Benetzungsmittel aufweisenden Verteilerleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (49 bis 52) so angeordnet sind, daß der von ihnen ausgehende Sprühkegel keine stationären oder rotierenden Teile des Mischers berührt, und daß die Dosierung für die einzelnen Sprühdüsen (49 bis 52) so vorgenommen wird, daß die aus jeder Sprühdüse austretende Flüssigkeitsmenge proportional zur Sprühfläche ist.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitung (31) für das Benetzungsmittel, von ihrer mittigen Zuführungsleitung (47) aus gesehen, in einem Leitungsabschnitt (43) eine Sprühdüse (51) mit einem Sprühkegel von 30° und eine weitere Sprühdüse (52) mit einem Sprühkegel von 50° und in dem anderen Leitungsabschnitt (43) eine Sprühdüse (50) mit einem Sprühkegel von 50° sowie eine weitere Sprühdüse (49), deren Sprühkegel 70° beträgt, besitzt.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitung (73) aus vier sich radial von der Mitte der Mischpfanne nach außen erstreckenden langen Leitungsabschnitten mit jeweils einer Sprühdüse (77) und zwei kurzen Leitungsabschnitten (78) mit je einer Sprühdüse (79) besteht, wobei erstere Sprühdüse (77) einen Sprühkegel von 70° und letztere einen solchen von 50° ausstrahlen.