DE1758057B2

DE1758057B2 - Vorrichtung zum Schmelzen und Konditionieren von thermoplastischen Stoffen, insbesondere von Glas

Info

Publication number: DE1758057B2
Application number: DE1758057A
Authority: DE
Inventors: Jr P D Griem
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1967-03-31
Filing date: 1968-03-27
Publication date: 1973-01-04
Also published as: GB1221864A; US3506427A; FR1573971A; US3420510A; NL6804272A; JPS5021486B1; LU55782A1; DE1758057A1; BE712823A; GB1266460A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmelzen und Konditionieren von thermoplastischen Stoffen, insbesondere von Glas, mit einer Schmelzwanne, die über einen Durchgang mit einem Vorherd in Verbindung steht, und mit einer Steuervorrichtung, die in Abhängigkeit von der Temperatur des in der Schmelzwanne befindlichen Stoffes die der Schmelzwanne durch die Heizvorrichtung zugeführte Wärmemenge regelt.

Es ist gebräuchlich, eine Charge aus Glas, Glasbrach oder Glaspulver in einem Ofen zu schmelzen und die Schmelze in einen Vorherd zu leiten, um eine oder mehrere diesem Vorherd zugeordnete Fadenziehdüsen mit flüssigem Glas zu beschicken. Diese Düsen weisen eine gewisse Anzahl kiemer öffnungen oder Bohrungen auf, durch die hindurch die aus dem Vorherd kommenden Glasströme* abfließen und somit Glasströme erzeugen, die leicht zu Fasern verdünnt und ausgezogen werfen können. Die Glasströme könne 1 auf verschiedene Weise zu Fasern umgeformt werden, z. B. durch Kontakt mit Heißgasströme^ großer Geschwindigkeit oder durch unmittelbaren Kontakt mit Strömen aus Dampf oder Druckluft Ferner können die Fäden oder Fasern gebildet werden durch Spinnen oder durch ein Zentrifugalverfahren. Wenn man kontinuierliche Fäden oder Fasern herstellen -will, fcörme.i die Glasströme dadurch dünner gemacht werden, daß man sie unmittelbar mit Längungs- oder Klemmrollen in Berühmng bringt oder daC man sie schnell auf eine Hülse oder zylindrische Spindel aufrollt, um eine Spule zu bilden, wobei das Aufspulen des Fadens mit großer Geschwindigkeit die für das Längen und Ausziehen der Ströme zu Fäden notwendige Kraft liefert.

Die Gleichmäßigkeit und die Güte der Fasern und der Fäden, die aus Glasströmen gebildet sind, sind in großem Maße abhängig von der Homogenität der Glaszusammensetzung, deren Bestandteile gleichmäßig verteilt sein müssen, und von der richtigen Kontrolle der Temperatur und der Viskosität des Glases im Bereich jeder dem Vorherd zugeordneten Düse. Die bisher verwendeten Einrichtungen von öfen und Vorherden haben gewisse Fehler, durch die Schwierigkeiten entstehen, um eine zufriedenstellende Kon- XX' He der Homogenität, der Viskosität und der Temperatur des Glases aufrechtzuerhalten, während die Fäden oder Fasern inittels der verschiedenen entlang dem Vorherd angeordneten Düsen ausgebildet werden.

Wenn beispielsweise eine an eine herkömmliche Anlage mit Ofen und Vorherd angeschlossene Düse schadhaft wird oder ausfällt oder wenn man sie reinigen oder irgendeine andere Warning an ihr vornehmen will, muß die betreffende Düse aus der Produktion herausgenommen werden, dadurch wird der Durchsatz, mit dem das Glas aus dci.i Ofen in den Vorherd fließt, plötzlich um den Anteil herabgesetzt, der dem Verbrauch der so außer Betrieb gesetzten Düse oder Düsen entspricht. Der Extremfall ist of fensichtlich der, bei dem alle Düsen außer Betrieb gesetzt werden oder wenn die einzige dem Vorherd zugeordnete Düse außer Betrieb genommen wird. In diesen beiden Fällen wird der aus dem Ofen kommende und auf die Düse hingerichtete Glasstrom sofon unterbrochen, weil eine direkte Verbindung zwischen Ofen, Vorherd und Düse besteht. Selbst wenn die Erwärmung der in dem Ofen befindlichen Glasschmelze unmittelbar steuerbar ist durch eine Vorrichtung, die die Temperatur des Glases wahrnimmt, ist daher die Reaktionszeit dieser Vorrichtung solang, daß das gesamte in dem Ofen befindliche Glas und die gesamte thermische Umgebung des Ofens einer Überhitzung ausgesetzt sind, bevor die Steuervorrichtung wirksam werden kann.

Dies ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Wenn z.B. die Ofenbeschickung nur auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden darf, um gewisse

Eigenschaften des Materials zu bewahren, dann kann die eine übergroße Wärmezufuhr bei der Ankunft

die obenerwähnte Überhitzung verhindern, daß man einer unvollständig geschmolzenen Masse in dem er-

die Glasschmelze in dem Ofen in einem gewünschten sten Bereich erzeugen, auszuschalten, wenn sich eine

Zustand hält. Selbst wenn der Temperaturanstieg solche Masse zeigt

nicht die Eigenschaften des in dem Ofen in Schmelze 5 Aus der USA.-Patentsehrift 3 010 657 ist eir sich

befindlichen Glases ändert, muß der Betrieb oder die an eine Schmelzwanne anschließender Vorherd zum

Produktion während einer gewissen Zeit nach der Konditionieren einer Glasschmelze bekannt, in des-

Wiederinbetriebnahme der Düse oder Düsen unter- sen am Ende befindlicher Konditionierungszone im

brachen werden, um es dem Ofen zu erlauben, wie- Bereich des Ausgangsendes der Kondhionierangs-

dei auf seine gewünschte Temperatur zuriickzakom- w zone ein Temperaturfühler vorgesehen ist, weicher

men und einen Glasstrom zu liefern, dessen Terrpe- mit einer Steuervorrichtung gekoppelt ist, die auf die

ratur sich in Grenzen hält, die steuerbar sind durch Brennstoffzufuhr für die Konditionierungszone be-

iu dem Vorherd und/oder der Düse angeordnete nor- aufschlagende Brenner einwirkt. Bei der bei diesem

male Heizmittel. Vorherd verwendeten Wärmezufuhrsteuerung han-

Umgekehrt tritt bei der Inbetriebnahme einer oder 15 delt es sich somit um eine reine sogenannte »Feedmehrerer Düsen eines Vorherdes das entgegenge- backe-Steuerung, bei der ein am Ausgangsende gesetzte Phänomen auf, d.h. daß es dem Ofen unmög- mes?enes Signal als alleiniges Signal verwendet wird, lieh ist, die in ihm befindliche Glascharge in der und um eine Steuervorrichr g. die die Wärmezufuhr zweckmäßigen Zeit auf die gewünschte Temperatur in vor dem Ort des WärmeiüH.ers liegenden Bereizu bringen, weil seine Ansprechzeit zu lang ist. 20 chen steuert. Eine solche Steuerung, bei welcher nur-

Dazu kommen noch die Schwieiigktiten am Ein- mehr die Temperatur des nachträglich auf die Meß-

garg der Vorherde, die durch diejenigen in den Vor- stelle zukommenden Schmelzgutes beeinflußt werden

herden selbst noch gesteigert werden können. 1 ann, gewährleistet nicht die Erzielung einer kon-

Zu" Erzielung einer befriedigenden Kontrolle der stanten gewünschten Temperatur der aus dem VorViskosität und der Temperatur des Glases hat man 25 herd austretenden Schmelze und neigt außerdem zu Vorherde entworfen, die in eine gewisse Anzahl auf- Über- oder Untersteuerungen bei der Wärmezufuhr, einanderfolgender Bereiche unterteilt sind, wobei je- da beispielsweise der Fall eintreten kann, daß die 3n der Bereich getrennt steuerbar ist durch eine auf der Meßstelle befindliche Schmelze zu kühl ist. die einen vorgegebenen Punkt eingeregelte Steur,vor- davor im Vorherd befindliche Schmelze jedoch berichtung. Diese Steuervorrichtung ist einem war- 30 reits wärmer ist und durch die auf Grund der Tempemeempfindlichen Element zugeordnet, das in der in raturmessung erfolgte Steuerung, durch die zusätzdem kontrollierten Bereich befindlichen Schmelze hche Wärme eingeführt wird, noch weiter erwärmt angeordnet ist. Da die Temperatur der in dem Ofen wird und dabei den gewünschten Temperaturwert befindlichen Schmelze bei 1425 C und die Tempe- stark überschreitet. Diese bekannte Vorrichtung ist ratur beim Ausziehen dir Fäden bei 1260^cC liegt, 35 im übrigen auch viel zu träge, um lau'end eine konmu3 der Vorherd das Glas bei einer relativ hohen stante gewünschte Temperatur in der Schmelze ein-Tempeiatur aufnehmen, und diese Temperatur muß steuern.

unter Beibehaltung des flüssigen Zustandes des GIa- Aus der USA.-Patentschrift 2 047 647 ist eine ses auf die gewünschte Temperatur zur Ausbildung Vorrichtung zur Steuerung der Wärmezufuhr zu der Fasern herabgesetzt werden. Dies geschieht in 40 einer Schmelzwanne zum Aufschmelzen von Glas beden obenerwähnten aufeinanderfolgenden Heizberei- kannt, welche in Abhängigkeit von dem Temperaturchen, signal eines an der Oberfläche der Glasschmelze an-

Die meisten Glasofen haben Entschäumungsvor- geordneten Temperaturfühlers steuert. Hier wird die

richtungen zwischen dem Schmelzofen und dem Vor- Ausgangstemperatur des Glases beim Ausgang auf herd. Diese Vorrichtungen verschließen oder lösen 45 der Schmelz? überhaupt nicht berücksichtigt. Auch

sich jedoch mit c~r Zeit, so daß kleine Bruchteile diese Steuerung neigt, da sie von einem einzigen

oder Massen unvollständig geschmolzenen Materials Temperatui signal abhängt, zu Temperaturübersteue-

aus i!em Schmelzofen in die Vorherde gelangen. rungeti oder -unterSteuerungen und ist sehr träge.

Wenn diese Masse relativ kalte.i Materials in den er- Auch hier ist die Gewährleistung einer gleichmäßigen sten Heizbereich des Vorherdes gelangt, wird dies 50 konstanten Ausgangstemperatur der Glasschmelze

von der wärneempfindlichen Vorrichtung dieses Be- nicht gegeben. Eine weitere D^;skussicn dieser be-

reiches festgestellt, die dann der Heizungsvorrichtung kannten Vorrichtung ist nicht sacndienlich, da diese

dieses Bereiches den Befehi gibt, eine zusätzliche Vorrichtung keinen an die Glaswanne angeschlosse-

Wärmemenge ?u liefern Nun ist aber die zusätzliche nen Vorherd aufweist und somit nicht zur Gattung Wärmemenge zum Schmelzen der Masse unvollstän- 55 des A.nme.dungsgegenstandes gehört,

dig geschmolzenen Materials in dem ersten Bereich Aus der USA.-Patentschrift 3 012 373 und der bri-

Übergroß und erzeugt ein thermisches Ungleichge- tischen Patentschrift 1038 815 sind Glasschmelzvor-

wicht der Schmelze in diesem Bereich^ weil die Hei- richtungen Bekannt, welche jeweils aus einem

zung der verschiedenen Bereiche des Vorherdes Schmelzteii und einem sich über Ausziehdüsen behauptsächlich dazu bestimmt ist, die Stabilität der 60 findlichen Könditionierungsteil bestehen. Der Kondi-

Temperatur d^s bereits geschmolzenen Glases zu ge- tionierungsteil ist jeweils als Wanne ausgebildet die

währleisten und nicht zum Schmelzen der Massen elektrisch beheizt wird, um die darin befindliche

kalten Materials, die zufällig in den Vorherd gelan- Glasschmelze auf eine bestimmte Temperatur zu

gen; Ähnliche Ungleichgewichte werden in den auf- bringen. Am Boden der Schmelzwanne ist jeweils ein einanderfolgendep Bereichen des Vorherdes in dem 65 TemperaturfüBler vorgesehen, dessen Temperatursig-

Maße erzeugt, wie die kalte oder unvollständig ge- nal auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung der

schmolzene Masse durch diesen hindurchgeht. Daher elektrischen Beheizung einwirkt. Die Steuerungen

ist es also zweckmäßig, die schnellen Steuerungen, dieser bekannten Vorrichtungen sind ebenfalls reine

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»feedbacka-Steuerungen. Die Nachteile dieser Steue- einem am Ausgang der Schmelzwanne angeordneten rungen sind die gleichen, wie bei der Steuerung der Temperaturfühler kommen. Bei der erfindungsgemä-Vorrichtung gemäß der USA.-Patentschrift ßen Vorrichtung ist somit die Gewähr gegeben, däß 3 010657. Auch bei den Vorrichtungen gemäß der eine Übersteuerung oder Untersteuerung der ! USA.-Patentschrift 3 012 373 und der britischen Pa- 5 Schmelztemperatur nicht eintreten kann, da die von tentschrift 1038 815 sind Wärmeübersteuerungen dem am Ausgang der Schmelzwanne angeordneten oder -Untersteuerungen nicht zu vermeiden. Diese Meßfühler kommenden Signale nicht allein für die Steuerungen haben auch jeweils eine große Trägheit. Wärmezufuhr bestimmend sind, sondern nur als Kor- ; Die genaue Hinhaltung einer konstanten Temperatur rektursignale verwertet werden, die dann die Steueder Glasschmelze ist bei diesen bekannten Vorrich- io rung beeinflussen, wenn die gewünschte Temperatur hingen nicht gewährleistet. am Ausgang der Schmelzwanne über längere Zeit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht eingehalten ist. Die Korrektursteuerung kann Vorrichtung der eingangs erläuterten Art zu schaf- beispielsweise so ausgelegt sein, daß sie bei kurzzeitifen, welche bei einfachem Aufbau eine exakte und gen vorübergehenden Temperaturschwankungen, die zuverlässige Regelung der Temperatur der Stoff- 15 am Ausgang der Schmelzwanne auftreten und beischmelze ohne Übersteuerung oder Untersteuerung spielsweise durch das Ausströmen von unaufgegewährleistet und im Betrieb nahezu trägheitsfrei und schmolzenen Partikeln verursacht sein können, nicht sicher ist. anspricht, so daß die von den Meßstellen in der

Diese Arfgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schmelzwanne beaufschlagte Steuerung unverändert eine Ausbildung der Vorrichtung, welche gekenn- ao eingestellt bleibt und somit vermieden ist, daß der zeichnet ist durch eine zusätzliche Temperatursteuer- Schmelze unnötige zusätzliche Wärme auf Grund vorrichtung mit mindestens einem im Bereich des eines Signals des Thermofühlers im Schmelzwannen-Durchgangs zwischen der Schmelzwanne und dem ausgang zugeführt wird, die zu einer Temperatur-Vorherd angeordneten Temperaturfühler der mit Übersteuerung führen würde, einer mit der Steuervorrichtung verbundenen Meß- as Die Steuerung bei der erfindungsgemäßen Vor- und Anzeigevorrichtung gekoppelt ist und in der richtung ist im Gegensatz zu den Steuerungen bei be-Meßund Anzeigevorrichtung ein Signed erzeugt, das kannten Vorrichtungen nahezu trägheitslos und gedie Regelwirkung der Steuervorrichtung beeinflußt. währleistet eine exakte Konstanthaltung der aus der

Die "erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber SchmcUwanüc austretenden Schmelze sowie eine dem Stand der Technik auch wesentliche Vorteile. 30 saubere Temperaturführung der Schmelze auch bei Durch die Anordnung einer zusätzlichen Tempera- Auftreten von Durchsatzschwankungen in der Vortursteuervorrichtung, die von der mittels eines im richtung. Die Steuerung bei der erfindungsgemäßen Ausgang der Beheizungseinheit befindlichen Tempe- Vorrichtung ist im Gegensatz zu den Steuerungen bei raturfühlers gemessenen Temperatur beaufschlagt den bekannten Vorrichtungen keine »feedback«- wird, und die ihrerseits auf die Steuervonichtung zur 35 Steuerung, sondern eine »feedforward«-Steuerung, Steuerung der Heizvorrichtung in der Beheizungsein- durch welche die in einer C-hmelzwanne befindliche heit einwirkt, ist es möglich, eine Modifizierung und Schmelze im Hinblick auf die sich am Ausgang der Feinkorrektur der durch die Steuervorrichtung der Schmelzwanne andeutenden Temperaturverhältnisse, Heizvorrichtung vorgenommenen Steuerung in dem die in einem nachgeschalteten Vorherd auftreten Sinne zu erreichen, daß eise Übersteuerung der Tem» 40 werden, gesteuert wird. Mit anderen Worten, bei der peratur in der Beheizungseinheit oder ein zu träges erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die in einem Ansprechen der Steuerung vermieden werden. Damit einer Schmelzwanne nachgeschalteten Vorherd herrbleiben schädliche Überhitzungen der Stoffschmelze sehende Schmelzetemperatur gesteuert durch Tempein der BeheizungseinheH ebenso vermieden, wie un- raturführunp in der Schmelzwanne und durch eine wirtschaftlich lange Abkühlungs- und Aufheizungs- 45 Korrekturregelung in Abhängigkeit von den Meßsigzeiten bei Durchsatzschwankungen in der Vorrich- nalen eises Fühlers, der am Eingang des Vcherdes tung, beispielsweise bei der Wartung von nachge- (Ausgang der Schmelzwanne) angeordnet ist. Insgeschalteten Stoffverteilungseinheiten. samt gesehen gewährleistet die eründungsgemäße

Bei der erfindtmgsgemaBea Vorrichtnag erfolgt die Vorrichtung eine präzise Temperatursteuerung einer Steuerung der Temperatur der in der Schmelzwanne so Schmelze, insbesondere einer Glasschmelze zur Erbefindlichen Schmelze durch Messung der Schmelz- Zeugung von Glasfäden, und ermöglicht eine stötemperaru. an einer Anzahl von Meßstellen, die rungsireie automatische Schmelzeaufbereitung und längs der Schmelzwanne verteilt sind, und durch Zu- -verarbeitung.

fuhr von Wärme zu der Schmelze im Abhängigkeit Mit Vorteil ist eine Vorrichtung gemäß der Erfin-

von den an den Meßstellen gemessenen Temperatti- 55 dung so ausgebildet, daß der Fühler zusammen mit ren. Diese Wärmezufuhr wird von einer Steuervor- der Meß- und Anzeigevorrichtung ein Signal erzeugt, richtung gesteuert Bei der ernndungs.gemäßen Vor- das die Tätigkeit der Heizvorrichtung unterbricht, richtung wird diese Temperatursteuenmg beeinflußt wenn die Temperatur des Stoffes fällt und das die und fiberlagert von einer daran angeschlossenen Tätigkeit der Heizvorrichtung erhöht, wenn diese Steuerung, welche von den Temperatursignalen be- 60 Temperatur sicigt Hierdurch wird auf besonders aufschlagt wird, die von einem am. Ausgang der wirksame Weise eine Überhitzung der Schmelze ver-Schmelzwanne angeordneten Temperaturfühler korn- meidende Temperatursteuerung bei Schmelzdurchmen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so- satzändenmgen in der Vorrichtung erreicht mh eine »Crobsteuerung« der Temperatur, die in Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemä-Abhängigkeit von in der Schmelze t/erteilten MeB- 65 Ben Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß sie eine fühlern erfolgt, vorgesehen. Dieser Giobsteuerung ist Meßvorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit zusätzlich eine »Fernsteuerung« überlagert, die in dur Temperaturänderung des Stoffes sowie Vonich-Abhängigkeit von den Meßwerten reagiert, die von rungen aufweist, die in Abhängigkeit von dieser Ge-

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_;η schwindigkeit der Änderung die Übertragung des Si- werden, um das Schmelzen der Glasbeschickung zu gnals verhindern, bis eine vorbestimmte Änderungs- gewährleisten und um das geschmolzene Glas auf β geschwindigkeit erreicht ist. einer Temperatur zu halten, die bestimmt ist durch _!r Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge- dessen Einstellpunkt. Der Anlieferdurchsatz der Luft _n mäßen Vorrichtung wird auch, dadurch erreicht, daß 5 und des Brennstoffes für die Brenner 16 kann durch _α sie eine Meßvorrichtung zum Messen der Größe der das Ventil 42 Oder durch ein von der Steuervorrich-Temperaturänderung des Stoffes sowie Vorrichten- mng 22 gesteuertes Register eingeregelt werden., Die gen .aufweist^ die in Abhängigkeit von dieser Größe Steuervorrichtung 22 regelt auch den durch das Vendie Übertragung des Signals verhindern; bis ein vor- til 32 von der Quelle 30 her fließenden Brennstoffbestimmtes Niveau der Änderung erreicht ist. io durchsatz. Die Steuervorrichtung 22 kann das Ventil Bei den beiden letztgenannten Ausgestaltungen er- 42 öffnen oder schließen in Abhängigkeit jeweils von gibt sich eine Steuerung, bei der eine Kompensation einem Absinken oder Ansteigen der Temperatur des kurzzeitiger, durch Inkomogenität in der Schmelze Glasschmelzebades, so wie sie von dem Thermoelehervorgerufener Temperaturunstetigkeiten in der ment 20 angezeigt wird, und den Durchsatz des Ga-Steuerupg ermöglicht wird. 15 ses oder anderen Brennstoffes von de^r Quelle 30 her Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus proportional zum Durchsatz der Luft regeln. Gemäß den Patentansprüchen. einer anderen Ausführungsform könnte die Steuer-Im folgenden wird ein Ausfühmngsbeispiel der Er- vorrichtung 22 das Ventil 32 in Abhängigkeit jeweils findung an Hand der Zeichnung beschrieben. Die von einem Absinken oder Ansteigen der von dem einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematised ao Thermoelement 20 angezeigten Temperatur öffnen Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. oder schließen und den Durchsatz der Verbren-Da die Erfindung insbesondere vorteilhaft ist in nungsluft durch das Ventil oder das Regclglied 42 in Verbindung mit einer Ausrüstung zum Schmelzen Abhängigkeit von dem Brennstoffdurchsatz in dem von Glas oder anderen Mineralien, die im Hinblick Ventil 32 regeln.

auf die Ausbildung von Fasern oder Fäden durch as Wie oben erwähnt, hat die soeben beschriebene Wärme erweichbar sind, ist ein Schmelzofen dieser Steuervorrichtung eine relativ langsame Ansprech-Art in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der zeit, weil die die Glasschmelze umgehende Umge-Vf -richtung dargestellt, die den Gegenstand der Er- bung und das feuerfeste Material eine ausreichende findung bildet. In der F i g. 1 sieht man einen Ofen Trägheit aufweisen, um die Reaktion dieser Steueroder eine Schmelzwärme iö aus feuerfestem Mate- 30 vorrichtung auf die Signale des Thermoelementes 20 rial, der bzw. die zur Aufnahme einer Beschickung zu veivögern, was zu einer wesentlichen Übersteueaus Glas, Glasbruch (calcin) oder pulverisiertem rung in der einen oder anderen Richtung führen Glas (groisil) 12 durch einen Eintrittsquerschnitt 14 kann, wenn die Temperatur der von dem Ofen 10 ar. hindurch ausgebildet ist. Der Ofen 10 kann durch den Vorherd 18 gelieferten Schmelze plötzlich aneine gewisse Anzahl von Gas- oder ölbrennera 16 35 steigt oder absinkt. Um diesem Problem zu begegauf die gewünschte Temperatur erhitzt werden, um nen, ist eine temperaturempfindliche Vorrichtung: die Glasbeschickung zu verflüssigen. Wie in der wie z. B. ein Thermoelement 50, im Bereich d-s den Zeichnung dargestellt, wird der Rohstoff am rück- Ofen 10 mit dem Vorherd 18 verbindenden Ablaufes wältigen Ende eines länglichen Ofens 10 eingeführt, oder Austrittes 17 des Ofens 10 angeordnet. Da die während die nach vorn oder allgemeiner in Längs- 40 gesamte thermische Umgebung in diesem Bereich richtung des Ofens fließende Schmelze sich bei ihrem verringert ist, ändert sich dort die Temperatur der Durchgang durch den Ofen vermischt und geläutert Glasschmelze schneller, wenn es durch eine Durchwird und einem Vorherd 18 zufließt. satzveränderung zwischen dem Schmelzofen 10 und Das Glas oder jede beliebige andere in dem Vor- dem Vorherd 18 in den diesem zugeordneten Düsen herd 18 befindliche Schmelzmasse kann in beliebiger 45 zu einer Temperaturänderung kommt. Daher erzeugt Weise, je nach dem Behandlungsverfahren, einer die von dem Thermoelement 50 wahrgenommene oder mehrerer (nicht dargestellter) Düsen zugeführt Temperatur ein Signal, welches durch einen Verstärwerden, von denen jede eine gewisse Anzahl von ker 52 verstärkt und der Steuervorrichtung 22 zugeöffnungen oder Bohrungen aufweist, durch welche leitet werden ka~n, um die Regelwirkung der von hindurch zur Ausbildung von Primärfäden vorberei- so dem Thermoelement 20 empfangenen Signale zn äntete Glasstföme abfließen, die dat.- .iner Vorrich- dem.

tang zum Längen oder Ausziehen zugerihrt werden. Zur Erzielung einer noch kürzeren Ansprechzeit Eine Temperaturmeßvorrichtung 20, -vie z. B. ein könnte in Abänderung das Thermoelement 50 auch Thermoelement, ist zur Messung der in dem Ofen 10 in dein Vorherd unmittelbar über einem Punkt anbefindlicnen Schmelze vorgesehen. Ein der von dem 55 geordnet sein, wo dieser die Glasscheibe an eine Thermoelement 20 wahrgenommenen Temperatur Düse abgibt. An dieser Stelle, die von dem Schmelzproportionales Signal wird einer Steueivorrichtnng ofen noch viel weiter entfernt ist als die in der 22 zugeleitet Die Brenner 16 werden von einer Zeichnung gezeigte Stelle, kann die gesamte thermi-Quelle 30 her über ein Steuerventil 32 mit Brennstoff sehe Umgebung noch geringer sein. Bei beiden Ausbeschickt Die von einer Quelle 40 herkommende 60 führungsformen wird die Temperatur der Glas-Verbrennungsluft, die im allgemeinen durch einen schmelze nach Verlassen des Ofens ermittelt und geWärmeaustauscher geleitet wird, in dem sie erwärmt messen, um die von den Thermoelementen 20 eingewird, wird über ein Steuerventil 42 angeliefert, um leitete Steuerung zu ändern. Anders ausgedrückt ersieh in einer Speiseleitung 44 zu vermischen. mittelt das Thermoelement 50 die Temperatur der Die Steuervorrichtung 22 kann von einer bekann- 65 Glasschmelze im Austritt des Ofens, weil es in dem ten Bauart sein, die die Steuerung der Ventile 32 und Auslauf und oder dem Vorherd angeordnet ist
42 derart gewährleistet, daß die Brenner 16 im not- Wenn der Durchsatz zwischen dem Ofen und dem wendigen Maß mit Brennstoff und Luft beschickt Vorherd gestoppt oder verlangsamt wird, wird der

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Abfluß des frischen warmen Glases durch den rangen entsprechend einer Unterbrechung oder vorAblauf 17 entsprechend angehalten oder verringert. bestimmten Zunahmen und/oder Abnahmen des Dementsprechend fällt die von dem Thermoelement Durchsatzes in Richtung des Vorherdes 18. Wenn so 50 wahrgenommene Temperatur stufenartig ab. Die- eine unvollständig geschmolzene Masse zufällig in ser Temperatürabfall der Glasschm size müßte nor- 5 den Ablauf oder Austritt 17 kommt und somit malerweise aiizeigen, daß in dem Schmelzofen eine schnelle Temperaturänderungen oder solche von kur-Temperaturerhöhung notwendig ist. Die Abfallge- zcr Dauer hervorruft, dann kann sie durch diesen schwindigkeit der Temperatur in dem Ablauf zeigt hindurchfließen, ohne die Wirkungsweise der Steuerjedoch an, daß diese Veränderung nicht durch eine vorrichtung 22 in Abhängigkeit von dem Thennoeleunzureichcndc Beheizung des Ofens bedingt ist, sop- io ment 20 zu ändern. So kann der Rechner 54. z.B. dem daß sie hervorgerufen ist durch eine Unterbre- für eint Temperaturänderung von mehr als 22° C inchung oder Verminderung des Durchsatzes in Rieh- nerhalb einer Zeit von weniger als sechs Sekunden tung des Vorherdes. Dementsprechend wird das von derart programmiert sein, daß er kein Änderungssigdem Thermoelement 50 angelieferte Signal dazu ver- nal an die Steuervorrichtung 22 abgibt. Auf diese wendet, um über die Steuervorrichtung 22 die Behei- 15 Weise kaun die normale Steuerung nur geändert werzung des Ofens zu verändern insbesondere um den den im Falle von vorgegebenen Änderungsgeschwin-Brennstoffdurchsatz zu verringern, bevor die Tempe- digkeiten der Temperatur oder der Größe der von ratur in dem Ofen übergroß zu werden droht. den in F i g. 1 dargestellten Kreisen wahrgenomme-

Gemäß einer Ausführungsform kann die von dem nen Temperaturänderung.

Thermoelement 50 in dein Ablauf 17 ermittelte Tem- 46 Die beschriebene Steuereinrichtung ermöglicht we-

peratur alle zwei Sekunden von einem Rechner sentliche Zeiteinsparungen, weil sie eine Verkürzung

(Computer) 54 gemessen werden. Ein Temperaturab- der notwendigen Zeit für die Wiederaufnahme der

fall in dem Ablauf 17 von etwa 22° C, gemessen in Produktion nach der Außerbetriebnahme einer Düse,

vier Ablesungen über eine Zeitspanne von sechs Se- z. B. für eine Reinigung, ermöglicht. Eine solche Rei-

kunden hinweg, zeigt an, daß der Durchsatz unter- »5 nigung findet bei gewissen Produktionsstraßen drei-

brochen worden ist. Die Änderungsgeschwindigkeit mal pro Tag statt. Die beschriebene Steuereinrich-

der Temperatur des Glases in dem Ablauf 17 wird tung ermöglicht eine Zeitersparnis von zwei Stunden

verwendet, um die Beheizung im Schmelzbereich her- pro Tag für die Produktion dank der Beschleunigung

abzusetzen und somit dort eine relativ konstante der Wiederinbetriebnahme nach der Reinigung. Fer-

Temperatur aufrechtzuerhalten. 30 ner erlaubt es diese Anordnung, eine schnellere und

Umgekehrt wird bei einer Zunahme des Durchsat- genauere Kontrolle über die Viskosität und die Tem-

zes in dem Vorherd 18 die von dem Thermoelement pcratur der Schmelze während der Behandlung aus-

50 gemessene Temperatur im Bereich des Ablaufes zuüben.

beeinflußt durch Zufuhr von Frischglas, das auf Es ist zu bemerken, daß die hier im Zusammeneine erhöhte Temperatur gebracht ist. Auch hier 35 hang mit einem Glasschmelzofen dargestellte und bekann die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur schriebene Kontrolle des Beschickungsdurchsatzes gemessen werden mittels des Rechners 54 und ν er- auch für andere Verfahren und in Verbindung mit wendet werden zur Steigerang der Beheizung des anderen Einrichtungen zur Wärmebehandlung verOfens, um eine auf den Verbrauch abgestimmte wendet werden kann. So kann die Anlage beispiels-Schmelzgeschwindigkeit zu gewährleisten. 40 weise verwendet werden zur gleichmäßigeren Erwär-

An Stelle eines Rechners kann auch ein Integrator mung und Aushärtung von ein Bindemittel enthalten-56 zur Ermittlung der Änderungsgeschwindigkeit der den Bahnen oder Teppichen aus Fasern, bei welchen Temperatur und als Summierungsvorrichtung ver- das Bindemittel in einem Ofen während des Durchwendet werden. Die Änderungsgeschwindigkeit oder gangs durch diesen ausgehärtet werden soll. Der die Summe der von dem Integrator 56 ermittelten 45 Durchsatz der Bahnen oder Teppiche durch diesen Veränderangsmenge kann verglichen werden mit Ofen kann verwendet werden zur Erzeugung eines einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit oder Signals analog zu dem, welches von dem dargestellmit einer Summe oder vorgegebenen Menge in einem ten Thermoelement 50 erzeugt wird, um die Zufuhr Vergleichskreis 58. Der Vergleichskreis 58 kann ver- von Wärme und/oder Trockenluft an die in dem bonden sein mit einem Sperrkreis 60 (Inhibitor), der 50 Ofen befindlichen Produkte zu ändern,
die Übertragung eines Änderungssignals an die Steu- Es ist hervorzuheben, daß die gezeigte Steuereinervorrichtong 22 verhindert, es sei denn, daß die richtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Summe oder die Gesamtmenge oder daß die Ände- Schmelzofen für Glas oder für jeden anderen durch rüügsgeschwindigkeit der Temperatur gleich ist oder Hitze erreichbaren Stoff mit einem Vorherd ebenfalls innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen einer 55 bei anderen Verfahren und Geräten zur Wärmebe-Summe oder vorgegebenen Menge oder einer vorge- handlung anwendbar ist So können die Steuerungen gebenen Ändeningsgeschwindigkeit liegt, die in dem z. B. verwendet werden, um gleichmäßigeres Erwär-Vergleichskreis 58 programmiert ist men und Aushärten (Tempern) von Bahnen zu ge-

So können der Rechner 54 und der Integrator- währleisten, dis uliregelmäßig auftretende Bereiche Vergleichs- and Sperrkreis beide zur Anwendung 60 aufweisen, welche wesentlich größere oder kleinere kommen, mn zu unterscheiden zwischen einer Ab- Massen eines Stoffes enthalten, der nicht deiselben kühlung auf Grund einer Unterbrechung oder Ver- Wärmebehandlung bedarf wie das Trägermaterial. So minderung des Durchsatzes und den Temperaturab- könnten diese unregelmäßigen Masten in der befallen auf Grund von durch den Ablauf fließenden, schriebenen Weise festgestellt werden, und ein durch unvollständig geschmolzenen, relativ kalten Massen. 65 diese Feststellung erzeugtes Signal könnte zur Ober-Bin Ändeiangssignal wird an die Steuervorrichtung steuerung der normalen Steuerungen verwendet wernur übertragen in Abhängigkeit von Änderungsge- den, so daß die WärmezufuL,- für das Verfahren schwindigkehen oder von Gesamtmengen von Ände- sichergestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 758 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schmelzen und Konditionieren von thermoplastischen Stoffen, insbesondere von Glas, mit einer Schmelzwärme, die über einen Durchgang mit einem Vorherd in Verbindung steht, und mit einer Steuervorrichtung, die

in Abhängigkeit von der Temperatur des in der Schmelzwanne befindlichen Stoffes die der Schmelzwanne durch die Heizvorrichtung züge führte Wärmemenge regelt, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Temperatursteuervorrichtung (50, 52, 54 bzw. 50, 52, 56, 58, 60) mit mindestens einem im Bereich des Durchgangs (17) zwischen der Schmelzwanne und dem Vorherd angeordneten Temperaturfühler (50), der mit einer mit der Steuervorrichtung (22) verbundenen MeB- und Anzeigevorrichtung (52, 54 bzw. 52, ic. 58. 60) gekoppelt ist und in der Meß- und Anzeigevorrichtung ein Signal erzeugt, das die Regelwirkur.g der Steuervorrichtung (22) beeinflußt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler zusammen mit der Meß- und Anzeigevorrichtung ein Signal erzeugt, das die Tätigkeit der Heizvorrichtung (16) unterbricht, wenn die Temperatur des Stoffes fällt und das die Tätigkeit der Heizvorrichtung (16) erhöht, wenn diese Temperatur steigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß -te eine Meßvorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit der Temperaturänderung des Stoffes s\ wie Von Achtungen aufweist, die in Abhängigkeit von dieser Geschwindigkeit der Änderung die Übertragung des Signals verhindern, bis eine vorbestimmte Änderungsgeschwindigkeit erreicht ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Meßvorrichtung zum Messen der Größe d°r *o Temperaturänderung des Stoffes sowie Vorrichtungen aufweist, die in Abhängigkeit von dieser Größe die Übertragung des Signals verhindern, bis ein vorbestimmtes Niveau der Änderung .erreicht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit der Temperaturänderung als Computer (54) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung zum Messen der Temperaturänderungsgeschwindigkeit bzw. zum Messen der Größe der Temperaturänderung als Vorrichtung mit einem Integrator (56), einem Vergleichskreis (58) und einem Sperrkreis (60) ausgebildet ist.