DE1471878C3 - 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 Schmelzofenzugeführt 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 1 245 052).

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 Materialänsätzen 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 Sprühkege} von 30° und eine weitere Sprühdüse mit einem Kegel von :ίθ° 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 i:i 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, ...·■ .-··■ /./;.;■ ·■-;. 'y^:-- ·.■ ":■,.■ ■ · ■■.. '. ■;' ,/ '

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, . V

Fig. 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,

Fig.7 eine Draufsicht auf die Mischpfanne nach Fig. 6, ■-.■·■ ■-.■:.·· ........ . .■'

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

Fig. 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 an^ gezeigt 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 Fig. 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 ge- .·. richtete Sprühdüsen 49, 50, 51 und 52 sind längs der Unterseite der Verteilerleitung etwa 45 bis 50 cm über

ίο 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 freilegenden 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 i g. 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 Fig. 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°rKegel und die Düse 51 ergibt einen 30°-Kegel.

Für den Mischvorgang werden abgemessene Men-: gen 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

verschiedenen Faktoren ab, z.B. dem Volumen der zugesetzten Flüssigkeit, dessen Viskosität, der Art der Sprühdüse, dem Flüssigkeitsdruck u.dgl. mehr.

Im Anschluß an das Aufsprühen der Flüssigkeit erfolgt ein Naßvermischen, bei dem die Rührwerke und der umlaufende Rotorkäfig zu einem Bewegen der Materialien im Inneren der Mischpfanne 16 längs der in der F i g. 4 angezeigten Fließlinie führt. Der Rotorkäfig, der zu Beginn des Aüfsprühens der Flüssigkeit in. Gang gesetzt wird und während des restlichen Teils des Mischzyklus arbeitet, sorgt für eine intensive Vermischung, wobei durch das Zusammenstoßen mit den Rotorstangen alle eventuellen Agglomerate aufgebrochen werden.

Um ein vollständiges Homogenisieren des Ansatzes und einheitliche Verteilung der Flüssigkeit in demselben zu erreichen, sollte das Naßvermischen etwa 2,5 Minuten lang ausgeführt werden, so daß sich ein Mischzyklus von insgesamt etwa 5,5 Minuten ergibt, wobei gegebenenfalls auch 2 Minuten ausreichend sein könnend ■ .

In den Fig. 6 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform einer Mischvorrichtung gezeigt, bei der die Verteilerleitungen im Innern der Mischpfanne abgewandelt ist, um die Leistungsfähigkeit weiter zu erhöhen. Die Möglichkeit der Erhöhung der Geschwindigkeit der Flüssigkeitszufuhr ist durch einen zweiten Rotorkäfig gegeben, der in einer bisherigen Ruhezone der Mischvorrichtung angeordnet ist. Unter Anwenden eines weiteren Verteilerrohres mit weiteren Sprühdüsen ist es möglich, die Flüssigkeit mit einer mehr als 3fach höheren Geschwindigkeit zuzusetzen. Somit ermöglicht die Anordnung mit doppeltem Rotorkäfig den Zusatz einer stark erhöhten Flüssigkeitsmenge in dem Ansatz ohne Verlängern des Mischzyklus. Die Ausführungsform nach den F i g. 6 bis 10 weist zusätzlich den Gegenstrom-Mischer 55 in der Mischpfanne 56 auf, die in dem Rahmen 57 um eine senkrechte Achse von dem Motor 58 über das Getriebe 59 angetrieben wird. Die Mischpfanne mit den Seitenwänden 60 und der Bodenfläche 61 ist von einer stationären Staubhaube 62 mit Seiten 63 und Dachabschnitt 64 verschlossen. Auch hier werden die Rührwerke 66 einzeln über Untersetzungsgetriebe 67 durch Motoren 68 angetrieben, die auf dem Mischer befestigt sind. Die Rotörkäfige 69 sind in Quadranten der Mischpfanne 90° zu den Rührwerken 66 versetzt angeordnet. Die Verteilerleitung für die Sprühdüsen setzt sich aus einer Hauptleitung 72, Leitungsabschnitten 73 und der Leitung 74 in der dargestellten Weise zusammen. Die Leitungsabschnitte 73 werden in der Nähe der äußeren Enden durch Aufhängungen 75 gehalten, und ihre Enden sind durch Kappen 76 verschlossen. Die Sprühdüsen 77 an der Unterseite der Leitungsabschnitte sind so angeordnet, daß ein direktes Benetzen der freiliegenden Teile der umlaufenden Rührwerke,

ίο der Rotorkäfige und der Pfannenwand vermieden wird. Zusätzliche Düsen 79 versprühen Flüssigkeit über die Oberflächenteile 71, wobei Kappen 80 die äußeren Enden der zugehörigen kurzen Verteilerleitungen verschließen.

Die Rührwerke und Rotorkäfige 69 sind in ihrem Aufbau ähnlich wie die der ersten Ausführungsform, mit Mischarm 81, Antriebswellen 82, Motoren 68 und Untersetzungsgetriebe 67, oberen Mischschaufeln 83 und unteren Mischschaufeln 84 an oberen und unteren Mischschaufelwellen 85 und 86.

Die Rotorkäfige 69 weisen einen ringförmigen Rahmen 87 auf, der durch einen unabhängigen Rotormotor 88 über eine Rotorwelle 69 angetrieben wird.

Die Sprühdüsen 77 strahlen einen 70°-Kegel unter* Aufbringen der Flüssigkeit auf die kreisförmige Fläche 92 der Oberfläche 71 der Ansatzmaterialieri aus, wie es in der Fig. 7 gezeigt ist, während die Düse 79 einen 50°-Sprühkegel unter Aufbringen der Flüssigkeit auf die kreisförmige Fläche 93 ausstrahlt. Somit sollte jede der Düsen 77 etwa 20 oder 21% der Gesamtmenge der zugesetzten Flüssigkeit und jede der Düsen 79 etwa 9 oder 10% dieser Gesamtmenge abgeben, um so eine quantitative Verteilung auf der Oberfläche der Ansatzmaterialien zu erreichen. Die inneren Kreise 94, 95 geben die Stellen über der Oberfläche der Ansatzmaterialien wieder, wo sich die umlaufenden Mischelemente am nächsten den durch die Düsen 77 bzw. 79 ausgesprühten Sprühkegeln nähern, ohne daß ein Eintritt in den Sprühkegel erfolgt. -

An den Sprühvorgang, der wiederum etwa eine Minute dauert, schließt sich ein Reinigen mit Luft unter einem Druck von 5,6 bis 7 kg/cm² von etwa 20 Sekunden an, wodurch aus dem Sprühsystem die Flüssigkeit entfernt und somit ein späteres Tropfen aus den Düsen 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.