DE1596447A1

DE1596447A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorwaermen,Chargieren und Schmelzen von festen Stoffen

Info

Publication number: DE1596447A1
Application number: DE19661596447
Authority: DE
Inventors: Alfred Jacobs
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1965-04-12
Filing date: 1966-03-22
Publication date: 1971-02-25
Also published as: LU48378A1; IL25171A; GB1135285A; NL6604818A; BE674696A; JPS503334B1; AT275068B; SE307222B; CH457739A; FI45071B; FR1466630A; FI45071C; US3459411A; ES321859A1

Description

.Aachen, den 21.J. 1.966

Df:-Ina, Heinrich Sdieller

"prtenianvvait kein Zeichen P 11 652 - 3157

A A Cf! E M, ZoÜernsfr. T T'iofüi-: 3 ΓΙ 92 und 2 51 Ö2

GLA-TEEBEL, 79 Avenue Louise, Brüssel (Belgien)

Priorität aus der luxemburgischen Patentanmeldung Fr. 48 378 vom 12. April 1965

Verfahren und Torrichtung zum Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von festen Stoffen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von festen Stoffen, insbesondere von in Glashütten-Wannenöfen verglasbaren Kompositionen oder Mischungen, wobei das Schmelzgut nach dem Vorwärmen in Form einer schwimmenden Schicht auf ein Bad geschmolzenen Materials aufgebracht wird.

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Obgleich, nachstehend speziell das Chargieren von verglasbarem Material behandelt wird, sei festgehalten, daß die Erfindung ebenso .auch beim Chargieren anderer Stoffe anwendbar ist.

Es gibt zahlreiche Chargier- oder Beschickungsvorrichtungen (vgl. USA-Patentschrift 2 533 826), bei denen die verglasbare Mischung unmittelbar in den Schmelzofen gegeben wird, ohne daß irgendeine Vorwärmung stattgefunden- hat. Hierbei handelt es sich um technisch sehr unvollkommene Einrichtungen, weil zum Erhitzen der Mischung im Ofen dann derselbe hochwertige Brennstoff gebraucht wird, der auch zur Erzielung der für den Schmelzvorgang erforderlichen hohen Temperaturen benötigt wird. Deshalb besteht ein Interesse daran, andere Wärmequellen nutzbar zu machen, die geringere anderweitige Verwendungsmöglichkeiten haben und demzufolge auch nicht so kostspielig sind, um die Mischung auf eine gemäßigtere Temperatur vorzuwärjimen, mit der diese Mischung dann in die Schmelzkammer selbst eingegeben wird. Bei solchen Wärmequellen kann es sich z.B. um Brennstoffe mit geringerem Heizwert oder um heiße Gase handeln, die nach einer Verwendung bei hoher Temperatur gesammelt oder wiedergewonnen sind. Das Vorwärmen ermöglicht es weiterhin, die Abmessungen der Schmelzofen kleiner zu. halten, weil die vorgewärmte Mischung viel schneller zum Schmelzen kommt, wodurch Kosten eingespart werden und sich der Platzbedarf verringert. Dafür kann dann in vorteilhafter Weise eine Vorwärmkammer vorgesehen werden, bei welcher der technische Aufwand und die· Anforderungen an das Material wesentlich geringer sind als bei «iiier SohmelsikÄöaer. BAD ORIGINAL

Bei einigen bekannten Verfahren ( vgl. USA-Patentschrift 1 815 890) wird die Mischung insgesamt oder zum Teil durch

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die Zirkulation'heißer Gase erwärmt, während sie auf waagerechten Flächen ausgebreitet wird. Da jedoch die Gase nicht an allen Stellen durch die tragenden Flächen und damit durch die Schichten des Materials hindurchtreten können, ist der Wärmeaustausch schlecht, so daß nur ein niedriger Wirkungsgrad vorhanden ist und sich eine sehr viel Platz in Anspruch nehmende Einrichtung ergibt. Außerdem wird für das Bewegen des Materials auf den waagerechten Flächen Energie benötigt und es sind teure maschinelle Einrichtungen und Investitionen sowie eine entsprechende Unterhaltung erforderlich. Solche mechanischen Mittel schließen die Verwendung von gebräuchlichem feuerfestem Keramikmaterial aus, welches zwar Wärmebeanspruchungen und chemische Einflüsse gut aushalten kann, aber sehr empfindlich gegen Schwingungen und Stoße ist, die durch die bewegten mechanischen Vorrichtungsteile hervorgerufen werden. Auf der anderen Seite weisen normale Metalle eine schlechte Temperaturbeständigkeit auf und sind anfällig für Korrosionserseheinungen, so daß deshalb sehr kostspielige hitzebeständige Metalle verwendet werden müssen.

Bei anderen bekannten Verfahren (vgl. USA-Patentschrift 2 057 393) sucht man den Wärmeaustausch dadurch zu verbessern, daß man Gas quer oder längs durch das Material gehen läßt, während dasselbe frei herabfällt, sei es in einem durchgehenden Fall oder einem mehrfach unterbrochenen Fall. Während solcher Fallbewegungen haben die Körner unterschied-

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licher Abmessungen und Dichte das Bestreben, sich voneinander zu scheiden, wodurch sich die Homogenität des hergestellten Glases erheblich verschlechtert. Die Agglomeration ist in diesem Fall eine schlechte Hilfe, weil die Körnchen, die zu schweren Belastungen unterworfen sind, teilweise zerstört werden. Der Wärmeaustausch selbst ist auch hier nicht befriedigend, weile das Material zu schnell herabfällt und die Dauer der Vorwärmung zu kurz ist.

Um die Austauschleistung wirklich zu erhöhen, ist auch schon daran gedacht worden, (vgl. USA-Patentschrift 2 564 783) die Vorwärmung der Mischung bei Anordnung derselben in Form einer Materialsäule vorzunehmen, welche je nach Entfernen der unteren Schichten nach und nach tiefer sinkt. Die Zeitdauer, in der die heißen Gase in Berührung mit dem Material sind, hat dabei eine wünschenswerte Größe, jedoch ergibt sich hier eine besondere Schwierigkeit am Fuß der Säule.

Wird nämlich ein solcher, eine senkrechte Säule aufweisender Austauscher in Gestalt einer Kammer ausgeführt, die am unteren Ende mit dem Schmelzbad selbst in Verbindung steht, so wird es unmöglich,' die Menge des geschmolzenen Glases, die aus der Anordnung ausfließt, zu regulieren und es kann ebenso-wenig das Eintauchen von vorgewärmtem, noch festem Material am Fuß der Säule beeinflußt werden. Daher besteht auch keine Möglichkeit, die Niveauhöhe des geschmolzenen Glases im Ofen konstant zu halten. Dies wirkt sich insbesondere auch nachteilig-auf das Verhalten des die senkrechten Wände bildenden feuerfesten Materials und . auf den e i.ii-

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wandfreien Betrieb der das geschmolzene Glas verarbeitenden Maschinen und dgl. aus.

Nun ist es nach den Überlegungen des Erfinders grundsätzlich möglich, einen gesonderten Austauscher mit senkrechter Säule vorzusehen, dem die zum Chargieren oder Beschicken des Schmelzofens erforderlichen Mengen von vorgewärmtem Material jeweils entsprechend dem Fortschreiten der Produktion bzw, der Mveauhöhe des geschmolzenen Glases im Ofen entnommen werden. Bei einer solchen Ausführung würde jedoch das Entleeren des Austauschers, das Verbringen des Materials bis zum Ofen und das Eingeben in denselben einen wegen der EinsatzVerhältnisse bei hoher Temperatur sehr kostspieligen mechanischen Aufwand bedingen, zuviel Handarbeit, zuviel Unterhaltung und zuviel Energie erfordern und zu große Wärmeverluste mit sich bringen,

Der Erfindung liegt die Aufgabe EUgrund·, ein Verfahren der tittfmnge genanntem Art attm Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen yen fisteii Stoffen so asu leiten und tine» Vorrichtung zur Durchführung diese* Verfahren» so auszubilden, daß die laohteil* der bekannten Arten» insbesondere die vorbeschriebenen Naahteile, vermieden werden» Darüber hinaus besteht die der Erfindung zugrundeliegend« Aufgabe darin, Weiterbildungen« Wie sie nachstehend beeohrieben aind, so vorzuneh men, ätf

•i· besonder· Vorteile aufweiten.

Zur Iiöeung ditetr Aufgabe bzw. Aufgaben wird gemäß der Erfindung 4UMi Schmelsgut unter größtnöglioher Binechränkung

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oder Vermeidung eines freien Herabfallens durch eine einfache, kurze und unmittelbare Verlagerungsbewegung vom unteren Teil einer Materialsäule, die bei im wesentlichen , ohne freien Fall unter alleiniger Wirkung ihres Eigengewichts stattfindendem Absinken vorgewärmt wird, bis zu der eingesetzten Schicht gebracht, wobei mittels einer einzigen Vorrichtung gleichermaßen sowohl das Absenken des Materials hervorgerufen und dessen Durchsatz in der Säule reguliert als auch das Abgeben des Materials zur eingesetzten Schicht reguliert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich u.a. durch folgende Vorteile auss Fehlen eines freien Herabfallens sowohl im Austauscher als auch bei dvr weiteren Behandlung, βomit keine Trennung der Bestandteile und keine Zerstörung der Agglomerationen, Aueschaltung von Traneportvorgänfen zwischen einem Austauscher und de» Beechiokungeort, Ksaientrierung auf eine einsige Yorriohtuaf* die das Absieben ums «es Austaus eher'und dft· Beschicken lewirkt, esjaer H»r**$$tom** ! de· Snerfieverbrauches, der Wäx»eTe3rluii*# und ier forderlichen Handarbeit, erhöhte T«*peratiir an der Be»oJii«fc»ngiistellt dank der Hobuetheit un4 der JinfachSieit de» A*»ta*- aehers und der Beschickungsvorrichtung, leichte legmlierbarkeit der Beeohickungsbedingungen, wie auch der AaorAaung des S cha· Iz gute β und der »ireauhöh· des gMchaola«a»m Mat·- rials In der Sohmelskaeeer, erhöhte leistung des A«s*»u- " schers dank Asr «rogen Oberflacke und dtr l*n«§n Itomr dt« _: AuetaiischYor|t»ngee, Erleichterung Ät« Betriatees, w#l4 das Austragen aus des Au· taue eher und da· Einip»ia«ia »it

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einer einzigen Vorrichtung vollzieht; ungeachtet des jeweiligen Zustandes der Ofenproduktion werden die Austauscherabgabemenge und die Beschickungsmenge automatisch konstantgehalten und es wird dadurch jeder Stillstand, jeder aussetzende oder unterbrochene Betrieb und jede Zwischenspeicherung vermieden.

Die Mengen werden vorteilhaft durch Ändern der Geschwindigkeit der einzigen Vorrichtung reguliert. Obgleich auch noch andere Möglichkeiten bestehen, wie z.B. eine Veränderung der Bewegungsamplitude, ist es besonders einfach und leicht, die Abgab einengen durch Ändern der Geschwindigkeit der Vorrichtung zu beeinflussen»

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von Schmelzgut, insbesondere von in Glashütten-Wannenöfen verglasbaren Kompositionen oder Mischungen, mit einer Vorwärmkammer, die wenigstens eine Einfüllöffnung in ihrem oberen Teil und, wenigstens eine Austritts öffnung in ihrem unteren Teil aufweist, und mit einer Schmelzkammer zur Aufnahme eines Bades von geschmolzenem Material und einer auf dem Bad schwimmenden Schicht von Schmelzgut.

Gemäß der Erfindung enthält eine solche Vorrichtung ein unter der Austrittsöffnung der Vorwärmkammer und unmittelbar oberhalb der für das Bad aus geschmolzenem Material vorgesehenen Niveauhöhe angeordnetes Mitnehmer organ, welches eine unerwünschte Abwärtsbewegung des gesamten, sich in Form

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einer Materialsäule in der Vorwärmkammer befindenden Schmelzgutes verhindert, und weist einen Antrieb auf, um dem Mitnehmerorgan eine einstellbare Bewegung zu erteilen,. die in der gesamten Säule ein ohne Fall erfolgendes Absenken und den Durchsatz des Schmelzgutes sowie das Abgeben des Gutes zur eingesetzten Schicht reguliert, wobei sie das Absenken des Schmelzgutes zur einstellbaren Abgabemenge durch eine einfache, kurze und unmittelbare, einen freien Fall so weit wie möglich vermeidende Verlagerung vom unteren Teil der Vorwärmkammer bis zur schwimmenden Schicht hervorruft.

Besondere Vorteile dieser Vorrichtung sind der kompakte Aufbau sowie die Verringerung der notwendigen Investitionen und der Wartung. Sie macht die Anordnung von Speichermitteln zwischen dem Austauscher und der Beschickungsstelle entbehrlich, ebenso auch eine Vorrichtung zur Überwachung des Bedarfs einer Speiseeinrichtung an vorgewärmtem Material.

Einfache Ausführungsformeη der Vorrichtung bestehen gemäß der Erfindung darin, daß das Mitnehmerorgan ein endloses, mit veränderbarer Geschwindigkeit antreibbares Band ist oder daß das Mitnehmerorgan eine geneigte Platte ist, die schwingt oder die hin- und hergehende Bewegungen mit größerer Amplitude ausführt.

Vorteilhaft ist das Mitnehmerorgan eine im wesentlichen waagerechten Hin- und Herbewegungen unterworfene Stoßvorrichtung, die eine· im wesentlichen waagerechte, unterhalb

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des Austauschers angeordnete Platte enthält _t welche auf ihrer der Schicht des Schmelzgutes in der Schmelzkammer zugekehrten Seite eine im wesentlichen senkrecht nach unten gerichtete Schieberfläche aufweist. Diese Vorrichtung gestattet es auch, der in der Schmelzkammer schwimmenden Schicht eine Vorwärtsbewegung zu erteilen und diese Vorwärtsbewegung zu beeinflussen.

Eine andere einfache Ausführungsform der Vorrichtung enthält gemäß der Erfindung als Mitnehmerorgan eine mit Unebenheiten, Vorsprüngen od.dgl. versehene, um eine waagerechte Achse drehbare Walze, die dazu dient, die unteren vorgewärmten Schichten im Austauscher nach unten gehen zu lassen.

Vorzugsweise ist diese Walze mit äußeren in Längsrichtung verlaufenden Flügeln versehen. Dies erleichtert die Mitnahme am Fuß des Austauschers, begrenzt das Abwärtsbewegen auf eine Seite der Walze und ermöglicht es, die auf dem Bad gebildete Sohiofrfc in Sichtung auf die Scnmelzkammer vorzuschieben.'

Gremäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf einer oder auf beiden Seiten, der mit Flügeln ausgestatteten Walzej eine zu dieser konzentrische, gekrümmte Wand vorgesehen, jdie praktisch Jedes Herabfallen zur Seite des Zy-Haders iiin ausschließt, einen Schutz vor direkter Strahlung ermöglicht und die Gasdichtheit der Austrittsöffnung des Austauechers und damit die Leistung desselben verbea-

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In bestimmten Fälleη.kann es erwünscht sein, eine Beschikkung mit zwei verschiedenen zu schmelzenden, vorgewärmten Materialien in getrennten Lagen vorzunehmen, beispielsweise mit Glasbruch bzw. Scherben in einer unteren Lage oder Schicht und mit der pulverförmigen oder agglomerierten verglasbaren Komposition in einer oberen Schicht. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß die Vorrichtung wenig-, stens zwei gesonderte Einheiten enthält, von denen jede eine "Vorwärmkammer, ein Mitnehmerorgan und einen Antrieb aufweist,

Vorteilhaft enthält die Vorwärmkammer ein Gehäuse aus äußeren gasdichten Wänden und wenigstens eine innere Wandung, die für das Gas bei geringerem Druckverlust durchlässig ist, aber ein Hindurchtreten von Schmelzgut nicht zuläßt, und die zusammen mit den äußeren dichten Wänden sowie ggfs. mit inneren gasdichten Scheidewänden einerseits wenigstens einen Raum begrenzt, der einen abwärts führenden Durchlaß für das Schmelzgut von der Einfüllöffnung bis zur Austrittsöffnung desselben bildet, und die andererseits wenigstens einen für das Gas, Jedoch nicht für das Sehmelzgut zugänglichen Gasraum begrenzt; sie enthält ferner wenigstens eine Einlaßöffnung für Heizgase und wenigstens eine Auslaßöffnung für das durch die Berührung mit dem Sehmelzgut in wenigstens einem Raum, zu dem keine Einlaßöffnung führt, abgekühlte Gas, wobei die Gesamtanordnung derart ist, daß die Gase auf ihrem Weg von der Einlaßöffnung bis but Auelaßöffnung sswangläufig wenigstens einmal den abwärts führenden. Purohlaß für das Sohmelzgut sowie wenigstens eine durchlässige innere Wand durchqueren,

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Eine solche Ausführung ermöglicht es, als Austausehflache die gesamte Oberfläche der Körner des Schmelzgutes auszunutzen. Der Durchtrittsquersehnitt des Gases kann sehr groß sein, sogar bei einer verhältnismäßig kleinen Menge an Schmelzgut. Die Gasgeschwindigkeit ist daher gering und somit auch der Druckverlust. Das Mitreißen von Staub durch das Gas ist ebenso wie die Geschwindigkeit vermindert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

In der Zeichnung veranschaulichen die Figuren 1 bis 4 jeweils im senkrechten Schnitt als Beispiel einige Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Austauscher, einem Mitnehmerorgan und einer Schmelzkammer. Es zeigen:

Fig. 1 einen Austauscher ohne Unterteilung und ein Mitnehmerorgan in Form eines Bandes,

Fig. 2 einen ähnlichen Austauscher und ein Mitnehmerorgan in Form einer 36cbaQs5aa5iXKÄKiaao^x Ausschiebevorrichtung,

Mg* 3 einen unterteilten*Austauscher mit einem einzigen Durchgang für das Schmelzgut, unmittelbarem Durchlaß für das Gas unä einem Mitnehmerorgan in Form einer aufgerauhten oder mit Unebenheiten versehenen , .Walze und

Fig. 4 einen unterteilten Austauscher mit doppeltem Durchgang für Sch«melzgut, mehrfacher Unterteilung des Gasweges, einem Mitnehinerorgan in Form einer mit Flügeln versehenen Walze und einem I-Iitnehmerorgan in Form einer geneigten Platte,

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In den Figuren sind gleichartige Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Die erste, in Figo 1 dargestellte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält eine Schmelzkammer 1, die ggfs. mit anderen nicht dargestellten Kammern in Verbindung stehen kann. Die Schmelzkammer weist eine Sohle 2 und Seitenwände einschließlich einer Abschlußmauer 3 auf, welche eine Wanne zur Aufnahme des geschmolzenen Glases 4 bis zur Niveauhöhe 5 bilden. Die Wanne ist fast vollständig durch ein Gewölbe 6 abgedeckt, welches bis zu einem Giebel 7 reicht. Auf dem geschmolzenen Glas und teilweise in dieses eintauchend befindet sich eine Bank oder Schicht 8 aus einer verglasbaren Mischung. In unmittelbarer Nähe der Niveauhöhe des Glases ist ein endloses metallisches Band 9 in horizontaler Anordnung vorgesehen, welches über zwei wassergekühlte Hollen 10 geht und dabei in der Nähe der Abschlußmauer 3 über das Ende des Bades übersteht. Dieses Band 9 verschließt fast vollständig die untere Austrittsöffnung 11 des Austauschers 12. Letzterer wird durch ein trichterförmiges Gehäuse 13 gebildet, das eine durch eine Platte 15 verschlossene Einfüllöffnung 14, eine Einlaßöffnung 16 für die durch eine Leitung 17 herangeführten heißen Gase sowie eine Auslaßöffriung 18 aufweist, aus welcher die abgekühlten Gase zur Leitung 19 hin abziehen. Die Austrittsöffnung 11 besfceht aus einem waagerechten Teil und einem zur Schmelskammer hin gelegenen ansteigenden Teil, wobei die Öffnungsweite durch Verstellen eines Schiebers 20 reguliert werden karm.

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Ist der Austauscher 12 durch Eingeben der Mischung in die obere Einfüllöffnung gefüllt, so kann diese Mischung wegen des Vorhandenseins des Bandes 9 nicht auslaufen. Die Komposition oder Mischung wird durch die Zirkulation heißer Gase erwärmt, d-eren Weg durch die ganze Materialsäule mit den Pfeilen 21 angedeutet ist. Je nach dem Bedarf der Schmelzkammer wird die Komposition oder Mischung aus dem unteren Teil des Austauschers 12 durch das sich bewegende Band 9 ausgetragen und mit vernachlässigbarem Herabfallen als auf dem geschmolzenen Glas 4 schwimmende Schicht 8 eingegeben. Das Band 9 wird durch einen nicht dargestellten Motor mit veränderbarer Drehzahl angetrieben. Hierdurch kann jeweils der Durchsatz der Komposition im Austauscher 12 und die der Schicht 8 zugetragene Abgabemenge reguliert werden. Mach Maßgabe des Austragens der unteren vorgewärmten Schichten sinkt nämlich die Komposition in dem ganzen Austauscher ohne lall herab, was außerdem zur Folge hat, daß in der gesamten Mäterialmenge Relativbewegungen stattfinden, die einer Kolmation der Zwischenräume zwischen den Körnern, durch welche die Heizgase hindurchgehen, entgegenwirken.

Die Heizgase können durch Verbrennung eines Brennstoffes geringerer Qualität erzeugt werden oder es werden- vorteilhaft heiße Gase wiedergewonnen bzw. gegammelt, die sonst unge nutzt blieben, so z.B. die zum Schmelzen des Glases verwendeten Brenngase, die durch Regeneratoren zum Vorwärmen der Verbrennungsluft hindurchgegangen Bind und sich dabei um ein gewisses Maß abgekühlt haben.

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Bei einer weiteren, in Jig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung stammen die Heizgase aus den Brenngasen der Brenner 22 des Ofens und werden durch die Leitung 23 abgezogen, welche die Schmelzkammer mit dem Austauscher verbindet. Die Leitung ist vor dem Eindringen des festen Materials durch eine vorspringende Wand

24 geschützt, welche sich in dem Austauscher oberhalb der Einlaßöffnung 16 befindet. Nach dem Durchgang durch die im Austauscher befindliche Materialsäule und dem Aufheizen derselben werden die abgekühlten Gase dann durch ein Gebläse

25 abgesaugt, welches mit einer Abzugsleitung 26 verbunden ist.

Die Austrittsöffnung 11 ist im Ruhezustand durch eine waa-

Ausschiebers gerechte Platte 27 eines ÄHasnbaßÄXÄ verschlossen, die in waagerechten Führungen 28 gleitet und von einem schematisch angedeuteten Kurbeltrieb 29 eine hin- und hergehende Bewegung erhalten kann. Die Platte 27 endet in einer senkrechten Schieberfläche 30. Mit ausgezogenen Linien (Ziffer 30) ist der Ausschieber in der Nähe des Endes seiner Rückwärtsbewegung dargestellt und mit gestrichelten Linien (Ziffer ^; 31) am Ende der Vorwärtsbewegung, wo er die Öffnung 11 verschließt, nachdem er zuvor die schwimmende Schicht 8 des Schmelzgutes in die Schmelzkammer gedrückt hat. Bei jedem Rückwärtshub hinterläßt der Ausschieber einen freien Raum 32, der sich sogleich mit einem entsprechenden Volumen an Material füllt, welches aus dem unteren Teil des Austausohera 12 durch die freiwerdende öffnung 11 absinkt.

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Wärmeverluste werden mittels einer Wärmeisolierung 33 vermieden, welche das metallische Gehäuse 13 des Austauschers umkleidet. Ferner ist zu diesem Zweck oberhalb des Glasbades zwischen dem Giebel 7 und dem Austauscher 12 eine Abdeckung 34 vorgesehen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, wird ein Austauscher 12 mit einer senkrechten Kammer ■ 35 verwendet, welche einen abwärtsgerichteten Durchgang für

das Schmelzgut bildet. Der Austauscher enthält weiterhin eine Eintrittskammer 36 für die heißen Gase und eine Austrittskammer 37 für die abgekühlten Gase. Diese beiden Kam- -

: mern. 36 und 37 sind von der Kammer 35 im Inneren des Gehäuses 13 durch zwei Wandungen 38 und 38' getrennt, von denen jede durch eine senkrechte Reihe von rechteckigen, geneig-. ten Lamellen gebildet wird, die von den nicht dargestellten -parallelen vorderen und hinteren Stirnwänden des Gehäuses 13 gehalten sind. Zwischen jedem Paar dieser Lamellen bildet das in der Säule angehäufte Material eine kleine geneigte Böschung, die jedoch den äußeren Rand der jeweils unteren Lamelle nicht erreicht. Hierdurch wird ein Durchtritt des Schmelamaterials durch die so gebildete Sperre verhin-";■■■ dert.

Andererseits lassen diese Lamellen das Gas bei nur sehr geringem Druckabfall hindurchgehen, der gegenüber demjenigen vernachlässigbar ist, welcher sich beim Durchgang durch die zwischen den beiden Sperrwandungen 38, 3ö' befindliche

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Schicht des zu schmelzenden Materials ergibt. Der Gesamtdruckverlust ist ebenfalls herabgesetzt, und zwar wegen der geringen Dicke der durchquerten Bettung sowie auch deshalb, weil kein Zusammensacken eintritt, da die Materialsäule zu ihrem größten Teil Schicht für Schicht von den

von oben nach unten geneigten Lamellen getragen wird, ohne daß ±κ±»χ3ϋ3»«3Β±Α3θχ

in der Säule die Zusammenpressung merklich zunimmt. Der Druckverlust ist weiterhin über der Zeit konstant, weil je nach fortschreitender Absenkung die Körner sich aufs neue verlagern und jedes Zusammensacken ausschließen, was sonst infolge des Druckes oder einer mehr kompakteren Anlagerung der Teilchen unter verschiedenen Einflüssen wie z.B. Schwingungen oder dem Austreten der Gase stattfinden könnte» Schließlich wird der Druckverlust gleichmäßig über die gesamte Höhe verteilt, wenn die Wandungen 38, 38' parallel verlaufen, was eine gleichmäßige Verteilung des Gasdurchsatzes gewährleistet. Jedoch kann der Konstrukteur nach seinem Belieben auch den Abstand der Wandungen 38,. 38' entlang ihrer Höhe ändern, um dadurch die Gase entsprechend einem vorgegebenen Gesetz zu verteilen, beispielsweise zu dem Zweck, ,um'das Schmelzgut in einem vorgegebenen Temperaturbereich schneller oder langsamer aufzuheizen.

Der Einsatz der beschriebenen Vorrichtung hat bewiesen, daß dieselbe es ermöglicht, sehr unterschiedliche Stoffe und insbesondere Körner oder Granulate von verglasbaren Kompositionen sowie Glasbruch oder Scherben unterschiedlichster "Formen und Abmessungen zu erwärmen. Es braucht lediglich der Abstand der Wandungen 38, 38' und die Neigung der

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Lamellen dem Bedarfsfall angepaßt zu werden, was sogar während des Betriebes erfolgen kann, wozu die Lamellen in ihrer Richtung einstellbar gemacht und in waagerecht verschiebbaren Eahmen od.dgl, angeordnet werden. Für den industriellen Einsatz ergibt sich durch das Fehlen beweglicher Seile eine Erleichterung des Aufbaues und auch die Möglichkeit, schwierig zu bearbeitende oder bruchempfindliche Werkstoffe zu verwenden, beispielsweise feuerfestes Keramikmaterial und Wärmeisolierungen jeder Art. Infolge der geringen Gasgeschwindigkeit, die sich aus dem großen Querschnitt ergibt, wird die Mitnahme von Staub herabgesetzt. Im übrigen lagert sich der Staub dank der Verlangsamung der Gase in der Kammer 37 ab und sammelt sich im unteren Teil der Vorrichtung.

Die Einfüllöffnung 14 und die Austrittsöffnung 11 sind in sehr einfacher Weise mit Schleusen versehen, die durch einige Lamellen gebildet werden, deren Zwischenräume für die Gase nicht zugänglich sind. Dadurch wird das Entwei;-chen von Gasen oder ein Eintritt von Luft eingeschränkt. Das Vorwärmen kann ohne weiteres bis zur Erweichungstemperatur der Mischung gehen, oberhalb derer dann durch beginnendes Verschweißen der Körner das Ablaufen blockiert wird. Das Auslaufen oder Austragen des vorgewärmten Material© wird durch eine aufgerauhte oder mit Unebenheiten Tersehene Walze 39 gesteuert, die wassergekühlt ist und durch elfte nicht dargestellte Antriebsvorrichtung mit veränderbarer Geschwindigkeit im Sinne des Pfeiles 40 antreib tar ist. Sie erfüllt dieselbe funktion wie das endlose

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Band bei der Ausführung nach Mg. 1.

Die in Pig. 4 wiedergegebene Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält einen Austauscher 12 zum Vorwärmen der verglasbaren Komposition und einen Austauscher 12a zum Vorwärmen von Glasbruch oder Scherben. Beide Austauscher haben Wände aus feuerfester Keramik. Im wesentlichen sind beide Austauscher von derselben Art, wie sie in'Mg. 3 dargestellt ist. Die Zuführungsleitung 17 für die heißen Gase ist an die beiden Austauscher über die Einlaßöffnungen 16 und 16a angeschlossen. Die Räume für das Gas sind bei dieser Ausführung durch eine Anzahl von inneren, dichten und geneigt angeordneten Scheidewänden 41 und 41a mehrfach unterteilt. Die Scheidewände sind einerseits mit äußeren'Gehäuseteilen 15 und 13a und andererseits mit einigen Lamellen der Wandungen 38, 38' und 38a, 38a¹ verbunden. Sie sind außerdem in jedem Austauscher auf beiden Seiten der genannten Wandungen derart zueinander versetzt, daß die heißen Gase gezwungen werden, mehrere Male durch die von dem zu schmelzenden Material ausgefüllten Durchgangskammern 35 und 35a hindurchzugehen, wie dies schematisch durch die Pfeile 21 und 21a angedeutet ist. Die Verteilung der Gase auf die beiden Austauscher wird durch bewegliche bzw. drehbare Klappenventile 42 und 42a reguliert, die in den Auslaßöffnungen 18 und 18a für das Gas angeordnet sind. Beide Auslaßöffnungen 18 und 18a stehen mit einer gemeinsamen Abzugsleitung 19 für die abgekühlten Gase in Verbindung.

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Eine solche Ausbildung ermöglicht es, den Wirkungsgrad des Wärmeaustausche noch weiter zu verbessern, weil die heißesten Gase zuerst auf Material auftreffen, welches sich bereits am Ende seines Weges befindet und daher bereits verhältnismäßig hoch erwärmt ist, und dann nach und nach in dem Maße, wie sie sich selbst abkühlen, durch immer kältere Schichten des Materials hindurchgehen, derart, daß sie den Austauseher mit einer Temperatur verlassen, die nur geringfügig höher als diejenige des Materials am Eintritt ist. Es ist auch möglich, den Wirkungsgrad dadurch zu verbessern, daß mehrere einfache Austauscher etwa der in Fig. 3 dargestellten Art miteinander kombiniert werden.

Es kann erwünscht oder vorteilhaft sein, die durch die Austauscher 12 und 12a hindurchgehenden Materialien auf unterschiedliche Temperaturen vorzuwärmen, beispielsweise Glasbruch oder Scherben im Austauscher 12a auf eine Temperatur, die niedriger ist als die von der Komposition im unteren Teil des Austauschers 12 erreichte Temperatur. In diesem Falle können die Austauscher abweichend von der Darstellung in Fig. 4- hintere inanderges ehaltet werden, wobei dann die Einlaßöffnung 16a für das Gas an die Auslaßöffnung 18 angeschlossen wird und nur die Öffnungen 16 und 18a entsprechend mit den Leitungen 17 und 19 verbunden werden.

Der Austauscher 12 für die verglasbare Komposition wird mittels einer Walze 39 betrieben oder gesteuert, die mit

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in Längsrichtung verlaufenden Flügeln 43 versehen ist und sich mit einstellbarer Geschwindigkeit im Sinne des Pfeiles 40 unter der Austrittsöffnung 11 und zwischen zwei zu ihren beiden Seiten angeordneten, gekrümmten Wänden 44 und 45 dreht. Das vorgewärmte Material wird in regulierter Abgabemenge zwischen der Walze 39» den Flügeln 43 und der Wand 44 herausgeführt und als Bank oder Schicht 8 von regelmäßiger Stärke abgelegt. Diese Schicht wird durch die Bewegung der Flügel 43'» ' die über sie am tiefsten Punkt ihrer Bahn hinweggehen, in Richtung auf die Schmelzkammer gedrückt. Die Wand 44 ist zwar nicht unentbehrlich, bringt aber den großen Vorteil mit sich, daß sie besonders wirksam ein Herabfallen der Mischung vor dem Erreichen der Höhe der Schicht 8 ausschließt. Die Wand 45 schützt die Walze vor Einstrahlung von .der Schmelzkammer her und beide Wände 44 und 45 verlängern zusammen die an der Austrittsöffnung 11 gebildete, einen Durchtritt des Gases hemmende Schleuse.

Die AustrittsÖffnung 11a des Austauschers 12a für Glasbruch oder Scherben ist zum Teil durch eine geneigte Platte 46 verschlossen, die in Ruhe ein Austreten des Materials verhindert, während eine Regelung dieses Austretens durch Veränderung der Amplitude von Schwingungen erfolgt, welche der Platte mittels eines Vibrators 47 erteilt werden. Letzterer ist wassergekühlt und erhält seine elektrische Energie über Leitungen 48. Die so gebildete Lage 49 aus Glasbruch bzw. Scherben breitet sich auf dem geschmolzenen Glas aus und wird durch die sich darüberlegende

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Schicht 8 der verglasbaren Mischung mitgenommen.

Torteilhaft wird die Äbgabemenge heißer Gase proportional zu derjenigen des Materials g'eregelt, so daß eine feste Temperatur des chargierten Materials gewährleistet ist. Es ist zweckmäßig oder angebracht, eine Korrekturmöglichkeit für das Verhältnis der-Abgabemengen vorzusehen, um dadurch diese Temperatur einstellen zu können und sie Änderungen der Betriebsbedingungen anzupassen.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die als Beispiel beschriebenen Ausf uhrungsformen, und es lassen sich zahlreiche" Kombinationen und Abwandlungen treffen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Alle Merkmale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt und/oder in der Zeichnung dargestellt sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik dies zuläßt, für sich allein oder in beliebigen Kombinationen oder Teilkombinationen als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht enthalten sind.

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Claims

Patentansprüche J Dl\ ExpL

1. Verfahren zum Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von Schmelzgut, insbesondere von in Glashütten-Wannenöfen verglasbaren Kompositionen, wobei das Schmelzgut nach dem Vorwärmen in form einer schwimmenden Schicht auf ein Bad geschmolzenen Materials aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das .Schmelzgut unter größtmöglicher Einschränkung eines freien Herabfallens durch eine einfache, kurze und unmittelbare Verlagerungsbewegung vom unteren Teil einer Materialsäule, die bei im wesentlichen ohne freien Fall unter alleiniger Wirkung ihres Eigengewichts stattfindendem Absenken vorgewärmt wird, bis zu der eingesetzten Schicht gebracht wird, wobei ein einziger Bewegungsmechanismus sowohl das Absenken des Materials hervorruft und dessen Durchsatz in der Säule reguliert als auch das Abgeben des Materials zur eingesetzten Schicht reguliert.

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz und die Abgabemenge durch Ändern der Geschwindigkeit des Bewegungsmechanismus reguliert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 sum Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von Sohmelzgut, Insbesondere von in Glashtitten-Waniie&öfeE verglaebaren

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Kompositionen, mit einer Vorwärmkammer, die wenigstens eine Einfüllöffnung in ihrem oberen Teil und wenigstens eine Austrittsöffnung in ihrem unteren Teil aufweist, und mit einer Schmelzkammer zur Aufnahme eines Bades von geschmolzenem Material und einer auf dem Bad schwimmenden Schicht von Schmelzgut, gekennzeichnet durch ein unter der Austrittsöffnung (11) der Vorwärmkammer und unmittelbar oberhalb der für das Bad (4) aus geschmolzenem Material vorgesehenen Niveauhöhe (5) angeordnetes Mitnehmerorgan (9; 27, 30; 39; 46), welches eine unerwünschte Abwärtsbewegung des gesamten, sich in Form einer Materialsäule in der Vorwärmkammer befindenden Schmelzgutes verhindert, und durch einen Antrieb, um dem Mitnehmerorgan (9; 27, 30; 39;' .46) eine einstellbare Bewegung zu erteilen, die in der gesamten Säule ein ohne Fall'erfolgendes Absenken und den Durchsatz des Schmelzgutes sowie das Abgeben des Gutes zur eingesetzten Schicht (8) reguliert, wobei sie das Absenken des Schmelzgutes zur einstellbaren Abgabemenge durch eine einfache, kurze und unmittelbare, einen freien Fall so weit wie möglich vermeidende Verlagerung vom unteren Teil der VorwärmKammer bis zur schwimmenden Schicht (8) hervorruft.

Vorrichtung nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerorgan ein endloses, mit veränderbarer Geschwindigkeit antreibbares Band (9) ist. ·

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerorgan eine geneigte, Wechserbewegungen unterworfene Platte (27, 30; 4-6) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehinerorgan eine im wesentlichen waagerechten Hin- und Herbewegungen unterworfene Ausschiebevorrichtung ist, die eine im wesentlichen waagerechte Platte (27) enthält, welche auf ihrer der Schicht (8) des Schmelzgutes in der Schmelzkammer (1) zugekehrten Seite eine im wesentlichen senkrecht nach unten gerichtete Schieberfläche (30) aufweist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerorgan eine um eine waagerechte Achse drehbare Walze (39) ist, die auf ihrer Oberfläche mit Unebenheiten, Vorsprüngen od.dgl. versehen ist.

δ» Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß als Vorsprünge in Längsrichtung verlaufende Flügel (4-3) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (39) wenigstens an einer Seite von einer konzentrisch zu ihr verlaufenden gekrümmten Wand (4-4- bzw. 4-5) umgeben isto

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10ο Vorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei gesonderte Einheiten (12, 12a) zum Chargieren gleichen oder unterschiedlichen Schmelzgutes enthält, von denen jede eine Vorwärmkammer, ein Mitnehmerorgan (9 bzw, 27, 30 bzw. 39 bzw. 46) und einen Antrieb aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmkammer ein Gehäuse (13» 13a) aus äußeren gasdichten Wänden und wenigstens eine innere Wandung (38, 38', 38a, 38a^r) enthält, die für das Gas bei kleinem Druckverlust durchlässig ist, aber ein Hindurchtreten von Sehmelzgut nicht zuläßt,- und die zusammen mit den äußeren dichten Wänden sowie gegebenenfalls mit inneren gasdichten Scheidewänden (41 bzw. 41a) einerseits wenigstens einen Baum begrenzt, der einen abwärts führenden Durchlaß für das Schmelzgut von der Einfüllöffnung (14, 14a) bis zur Austrittsöffnung (11, 11a) desselben bildet, und die andererseits wenigstens einen für das Gas, jedoch nicht für das Schmelzgut zugänglichen Gasraum begrenzt, ferner gekennzeichnet durch wenigstens eine Einlaßöffnung (16, 16a) für Heizgase und wenigstens eine Auslaßöffnung (18, 18a) für das durch die Berührung mit dem Schmelzgut in wenigstens einem Baum, zu dem keine Einlaßöffnung führt, abgekühlte Gas, wobei die Gesamtanordnung derart ist, daß die Gase auf ihrem Weg von -der Einlaßöffnung (16,, 16a) bis zur Auslaßöffnung

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(18, 18a) zwangsläufig wenigstens einmal den abwärts führenden Durchlaß für das Schmelzgut sowie wenigstens eine durchlässige innere Wand durchqueren«.

12e Verfahren zum·Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von Schmelzgut, wie vorstehend beschrieben,,

1.3» Vorrichtung zum Vorwärmen, Chargieren und Schmelzen von Schmelzgut, wie vorstehend mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschriebene

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