DE1900389A1 - Vorrichtung zur hoehenverstellbaren Lagerung eines von unten in eine Glasschmelze hineinragenden feuerfesten Koerpers - Google Patents

Description

VE 110 Aachen, den 3· Januar 1969

Anmelder: Erste Deutsche Floatglas GmbH. & Co. oHG. 505 Porz, Concordiaplatz 3

Vorrichtung zur höhenverstellbaren Lagerung eines von unten in eine Glasschmelze hineinragenden feuerfesten Körpers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur höhenverstellbaren Lagerung eines von unten in eine Glasschmelze hineinragenden feuerfesten Körpers, beispielswiese einer einen aus einem Glasschmelzofen ausfließenden Glasstrom regelnden Überlaufschwelle.

Beim Erschmelzen von Glas in einem Wannenofen und bei der Weiterleitung und/oder Weiterverarbeitung eines Glasstromes stellt sich oft das Problem, daß innerhalb der Glasschmelze unterhalb des Niveauspiegels feuerfeste Körper als Barrieren, Trennwände oder Überlaufschwellen angeordnet werden müssen. Dabei ist es oft wünschenswert, diese Körper höhenverstellbar zu lagern, wobei gleichzeitig die dichte Verbindung zwischen dem feuerfesten Körper und dem Bodenteil des die Glasschmelze enthaltenden Gefäßes erhalten bleiben soll. Um das zu erreichen, ist bisher vorgeschlagen worden, den Körper innerhalb einer öffnung im Boden des Gefäßes anzuordnen, innerhalb derer er auf - und abwärts gleiten kann.

Eine bekannte Ausführungsform eines solchen höhenverstellbaren

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Körpers ist in der deutschen Patentschrift 1 226 753 beschrieben. Diese Patentschrift hat eine Überlauf schwelle zum Gegenstand, bei der der bewegliche Teil aus einem Hohlkörper von länglichem,Querschnitt besteht, der in einer senkrechten Ebene oder in einer zur Senkrechten geneigten Ebene parallel zu sich selbst verschiebbar ist. Der bewegliche Teil der Schwelle gleitet also zwischen den ebenen und parallelen Oberflächen von fest angeordneten Teilen aus feuerfestem keramischem Material.

Bei dieser bekannten Anordnung treten im praktischen Betrieb erhebliche Schitfierigkeiten auf. Das schmelzflüssige Glas dringt nämlich in die Fugen zwischen dem beweglichen Körper und den feststehenden Teilen ein und erstarrt hier so weit, daß der Körper blockiert wird und die erforderliche Höhenverstellung nicht mehr vorgenommen werden kann. Will man diese Schwierigkeiten dadurch vermeiden, daß man die in Frage kommenden Teile so weit aufheizt, daß das Glas auch in den Fugen flüssig gehalten wird, dann treten wesentliche andere Nachteile auf, wie Bildung von Gasblasen, Abdichtungsprobleme u.a.m.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die genannten Mangel zu beseitigen und die Vorrichtung so auszubilden, daß eine einwandfreie Höhenverstellung des Körpers auch in feinster Abstufung jederzeit durchgeführt werden kann.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß unterhalb der Glasschmelze im Bereich des feuerfesten Körpers ein Behälter mit einer Schmelzflussigkeit von höherer Dichte als der des flüssigen Glases, vorzugsweise mit flüssigem Metall wie Zinn vorgesehen ist, deren Niveau bis an das flüssige Glas reicht, und daß der Körper in diese Schmelzflüssigkeit eingetaucht ist.

Das flüssige Metall stellt eine einvrandfreie Abdichtung zwischen den feststehenden Teilen des Bodens des Schmelzglasbehälters und dem beweglichen Körper dar und verhindert infolge seines hohen spez. Gewichtes jedes Eindringen von flüssigem Glas in die Fugen.

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Gleichzeitig können die Fugen so breit ausgebildet sein, daß jeder direkte Kontakt zwischen dem Körper und den feststehenden Teilen vermieden wird, und der Körper auf diese Weise nur von flüssigem Material umgeben ist und so ohne störende Reibungserscheinungen bewegt werden kann.

Die Höhenverstellung des Körpers kann grundsätzlich auf verschiedene Weise vorgenommen werden. So ist es gemäß einer ersten Weiterbildung der Erfindung möglich, den Körper aus einem feuerfesten Material mit geringerem spezifischen Gewicht als dem der Flüssigkeit, in die der Körper eintaucht, herzustellen und ihn in dieser Flüssigkeit schwimmend zu lagern, und zur Höhenregelung des Körpers das Niveau der den Körper tragenden Flüssigkeit zu verändern. Dabei kann die Änderung des Niveaus der Flüssigkeit auf verschiedenen Wegen erfolgen, beispielsweise mittels heb- und senkbar angeordneter, mit dem Flüssigkeitsbad kommunizierender Gefäße oder durch einenjin das Flüssigkeitsbad eintauchenden Verdrängungskörper oder durch Änderung des Gasdruckes an einer Stelle oberhalb des Zinnbades oder durch andere an sich bekannte Maßnahmen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform für die Höhenverstellung des Körpers ist an dem Körper ein Gestänge befestigt, das aus dem Schmelzglasbehälter herausgeführt wird und mit dessen Hilfe die Regelung der Höhenlage erfolgt. Dabei kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß außerhalb des den feuerfesten Körper aufnehmenden Schmelzbadbehälters mit diesem Kommunizierende Kammern vorgesehen sind, und daß der feuerfeste Körper unterhalb des Zinnbadniveaus angreifende Ansätze aufweist, die in diese Kammern hineinreichen, und an denen das die Höhenlage regelnde Gestänge angreift. Nach einer anderen Ausführungsform kann der Körper an beiden Seiten mit sich nach oben erstreckenden Ansätzen aus dem gleichen feuerfesten Material versehen sein, an dem von oben das Gestänge angreift. Auf diese Weise bildet der Schwellenkörper einen U-förmigen Querschnitt, und das schmelzflüssige Glas kommt mit dem Gestänge nicht in Berührung.

Da sich bei einer solchen direkt auf den Körper wirkenden Höhen-

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verstellung der Niveauspiegel des Flüssigkeitsbades mit der Höhenverstellung des Körpers ändert, können Mittel vorgesehen werden, mit deren Hilfe diese Änderungen des Niveauspiegels entweder auf ein Maß zurückgeführt werden, das nicht mehr störend, wirkt, oder sie können durch zusätzliche Maßnahmen vollständig kompensiert werden.

Die Reduzierung der Hohenveränderungen auf ein zulässiges Maß läßt sich z.B. dadurch erreichen, daß das den Schwellenkörper aufnehmende Zinnbad selbst oder ein mit diesem in kommunizierender Verbindung stehendes Zinnbad eine verhältnismäßig große freie Oberfläche hat. Das bei einer Höhenveränderung des Schwellenkörpers verdrängte Zinnvolumen verteilt sich dadurch auf einer größeren Fläche, so daß je nach Größe der freien Oberfläche die Höhen-" änderung des Zinnspiegels nur einen Bruchteil der Höhenänderung des Schwellenkörpers betragen kann.

Eine Kompensation der Höhenveränderungen des Zinnbadspiegels kann auf verschiedene Weise erreicht werden, wozu grundsätzlich die gleichen Mittel geeignet sind, wie sie weiter oben in Verbindung mit der Höhenverstellung eines im Zinnbad schwimmenden Schwellenkörpers beschrieben sind. Die für die Änderung des Flüssigkeitsniveaus vorgesehenen Vorrichtungen können mit den mechanischen Ein=- richtungen für die Höhenverstellung des Körpers gekoppelt sein in der Weise, daß der Ausgleich des Flüssigkeitsniveaus automatisch erfolgt.

Schließlich ist es zweckmäßig, Vorrichtungen zur Regelung der Temperatur des den Körper umgebenden Flüssigkeitsbades vorzusehen, damit erforderlichenfalls das Flüssigkeitsbad so weit aufgeheizt werden kann, daß weder das Bad selbst noch die sich darüber befindliche Glasschicht unzulässig abkühlt und dadurch die freie ... Bewegung des Körpers hindert.

Zur Erläuterung der Erfindung werden verschiedene Ausführungsbeispiele an Hand der Abbildungen näher beschrieben, wobei in allen

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Fällen die Anwendung der Erfindung auf eine Überlaufschwelle gezeigt ist. Die Abbildungen zeigen in.

Fig. 1 die grundsätzliche Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schnitt in Strömungsrichtung der Glasschmelze ;

Pig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Schnitt quer zur Strömungsrichtung der Glassdmelze mit einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zur Regelung des Niveauspiegels des Zinnbades;

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Anordnung zur Regelung des Niveauspiegels des Zinnbades;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Zwangsführung der Überlaufschwelle und automatischem Ausgleich des Zinnbadniveaus, und

Fig. 5 eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einer anderen Ausführungsform für die Zwangsführung der Überlaufschwelle und dem automatischen Ausgleich des Zinnbadniveaus.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für das Hauptanwendungsgebiet der Erfingung, nämlich ihre Anwendung auf eine Überlaufschwelle. Das schmelzflüssige Glas 1 wird aus dem Glasschmelzofen 2 durch einen Kanal oder Feeder 3 einer bei 4- angeordneten nicht dargestellten Verarbeitungsstation zugeführt. Innerhalb dieses Kanals oder Feeders wird die in der Zeiteinheit der Verarbeitungsstation 4-zugeführte Menge des aus dem Schmelzofen 2 kommenden schmelzflüssigen Glases mit Hilfe der Überlaufschwelle 10 geregelt. Die Überlaufschwelle 10 ist in dem Bad 11 aus schmelzflüssigem Metall wie Zinn schwimmend gelagert. Das schmelzflüssige Bad 11 befindet sich in einem entsprechend ausgebildeten Behälter 12 aus feuerfestem Material, der quer unterhalb des Kanals 3 angeordnet ist.

Der Behälter 12 ist in seinem oberen Bereich verengt und bildet.

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dort mit seinen beiden Flächen 15 einen breiten Spalt, innerhalb dessen der Schwellenkörper 10 in senkrechter Richtung auf und ab gleiten kann, wenn sich der Füllstand in dem Behälter 12 ändert. Dabei ist der durch die Flächen 15 bestimmte Spalt so bemessen, daß sich auf allen Seiten zwischen den Flächen 15 und dem Schwellenkörper eine ausreichend dicke Schicht flüssigen Zinns befindet, die gewissermaßen als Schmierfilm wirkt und jeden direkten Kontakt zwischen dem Schwellenkörper 10 und den Wänden des Behälters 12 verhindert. Auf diese Weise wird eine ungehinderte Beweglichkeit des Schwellenkörpers 10 in senkrechter Richtung ermöglicht, so daß dieser durch Änderung des Füllstandes im Behälter 12 in seiner Höhenlage variiert werden kann.

Um den Füllstand im Behälter 12 zu ändern, ist gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zu beiden Seiten des Behälters 12 je ein kippbares Gefäß 17 vorgesehen, die über Leitungen 16 am Boden der Gefäße 1? mit dem Behälter 12 in Verbindung stehen. Die Gefäße 17 können um eine durch die Welle 18 bestimmte Achse verschwenkt werden. Zu diesem Zweck ist der Hebelarm 19 roit dem Gefäß 17 fest verbunden, im dargestellten Fall dadurch, daß der Hebelarm 19 auf der Welle 18 fest aufgekeilt und die Welle 18 mit den mit dem Gefäß 17 verbundenen Ansätzen 20, 21 ebenfalls fest verbunden ist. Die Welle 18 dreht sich innerhalb der Lager 22 und 23. Die Stellung des Hebelarmes 19 wird gesteuert durch das Gestänge 24·, 25 (Fig. 3) j wobei der Hebelarm 25 von dem Reduktionsgetriebe 26 betätigt wird. Das Reduktionsgetriebe" 26 seinerseite erhält seinen Antrieb von der durch die !fotozelle 27 und das Kegelradpaar 28 angetriebenen Welle 29. Das Gefäß 17 wird also bei Betätigung der Antriebswelle 27 je nach Drehrichtung der Antriebswelle in der einen oder anderen Richtung, um die unterhalb des Gefäßes liegende Drehachse 18 verschwenkt. Dadurch wird der Querschnitt verändert und gleichzeitig das Gefäß abgesenkt oder angehoben. In- > folge der kommunizierenden Verbindung über die Leitung 18 wird beim Verschwenken des Gefäßes 17 der Niveauspiegel des Zinnbades 11 gesenkt, indem ein Teil des flüssigen Zinns in die Gefäße 17 strömt. Die Leitung 16 ist über die Dichtung 32 mit der Behälterwand 12 dicht verbunden, wobei die Dichtung 32 die notwendige Drehung der·'

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Leitung 16 erlaubt.

Innerhalb der Behälterwände sowohl des Behälters 12 als auch der Gefäße 17 sind elektrische Heiaelemente 34 vorgesehen, mit deren Hilfe das Zinn auf einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur gehalten wird. Ferner sind im Boden des Behälters 12 Rohrleitungen 35 vorgesehen, durch die ggf. eine Kühlflüssigkeit durchgeleitet werden kann.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Höhenlage der überlauf schwelle 4-2 durch zusätzliche mechanische Mittel eingestellt wird, wobei diese mechanischen Mittel so angeordnet Bind, daß sie ohne Berührung mit der oberhalb der Überlaufschwelle 42 befindlichen Glasschmelze und unter Vermeidung aller Abdichtungsprobleme für das flüssige Zinn, nach außen geführt sind. Zu diesem Zweck sind seitlich des eigentlichen Behälters 12 für das die Uberlaufschwelle 42 aufnehmende Flüssigkeitsbad Behälter 50 angeordnet. Diese Behälter 50 stehen über schlitzförmige Durchbrüche 51 in den Wänden 52 mit dem Behälter 12 in Verbindung. Die überlaufschwelle 42 weist an ihrem unteren Ende je einen seitlichen Ansatz 43 auf, der durch die Durchbrüche 51 in den Behälter 50 hineinreicht. Am Ende des Ansatzes 43 greift das die Höhenlage regelnde Gestänge 53 an. An seinem oberen Ende ist die Stange 53 mit einem Gewinde 54 versehen und mit einer Mutter 55 in Eingriff, die ihrerseits über das Kegelradpaar 57 von der Welle 58 betätigt wird.

Ebenfalls von der Welle 58 wird die Spindel 59 betätigt * die mit dem Verdrängungskörper 60 in Eingriff steht. Der Verdrängungskörper 60 taucht innerhalb des Behälters 50 in das flüssige Zinn ein. Durch Drehung der Spindel 59 während der Auf- oder Abwärtsbewegung der Überlaufschwelle 42 wird dadurch der Verdrängungskörper 60 in entgegengesetztem Sinn wie die Überlaufschwelle bewegt. Die Volumen der überlaufschwelle und des Verdrängungskörpers und/oder das übersetzungsverhältnis der die beiden Spindeln 53 und 59 in Drehung versetzenden Getriebe sind so aufeinander abgestimmt, daß das Niveau des Zinnbades bei einer Höhenänderung der Überlaufschwelle unverändert bleibt. 009830/0 933

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Schließlich zeigt Fig. 5 eine weitere Ausführungsmöglichkeit, bei der das an der Überlaufschwelle 42 angreifende Gestänge 45, 46 am oberen Ende der Überlaufschwelle 42 angreift. Der Schwellenkörper 42 weist zu diesem Zweck an seinem oberen Ende seitlich je einen Ansatz 43, 44 aus dem gleichen feuerfesten Material auf. Dadurch wird eine U-förmige Vertiefung für den Durchtritt des Glasstromes geschaffen. An den Ansätzen 43, 44 sind die Stangen 45, befestigt, die ihrerseits an der Traverse 47 befestigt sind. Die Traverse 47 ist an beiden Enden mit Gewindebohrungen versehen, und an mit diesen Gewindebohrungen zusammenwirkenden Gewindespindeln 68, 69 gelagert. Ferner sind zur Regulierung des Niveaus des Zinnbades 11 zwei heb- und senkbäre Gefäße 61 vorgesehen, die mit Hilfe der drehbaren-Gewindespindeln 62 auf die gewünschte Höhe einstellbar sind. Zu diesem Zweck sind an den Gefäßen'61 mit Gewindebohrungen versehene Ansätze 64, 65 angebracht, die ihrerseits mit den Gewindespindeln 62 in Eingriff stehen. Die Gewindespindeln 62 werden über die Zahnräder 66, 67 und über die Spindeln 68, 69 von den Motoren 70, 71 angetrieben, die miteinander synchronisiert sind. Die Gefäße 61 stehen über die Leitungen 75 in der Art kommunizierender Gefäße mit dem Zinnbad 11 in Verbindung. In ähnlicher Weise wie bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist also auch hier die Bewegung der Überlaufsclwelle mit der Bewegung der Gefäße 60 kinematisch gekoppelt, so daß die Niveauänderungen des Zinnbades 11, die durch das Heben und Senken der Überlaufschwelle hervorgerufen werden, dadurch automatisch kompensiert werden.

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Claims (9)

1&00389 Patentansprüche

1. Vorrichtung zur höhenverstellbaren Lagerung eines von unten in eine Glasschmelze hineinragenden feuerfesten Körpers, beispielsweise einer einen aus einem Glasschmelzofen ausfließenden Glasstrom regelnden Überlaufschwelle, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Glasschmelze im Bereich des feuerfesten Körpers (10) ein Behälter (12) mit einer Schmelzflussigkeit (11) von höherer Dichte als der des Glases, vorzugsweise mit Metall wie'Zinn vorgesehen ist, deren Niveau bis an das flüssige Glas reicht, und daß der Körper (10) in diese Schmelzflüssigkeit (11) eingetaucht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) aus feuerfestem Material mit geringerem spezifischem Gewicht als dem des flüssigen Zinnes besteht und in dem Zinnbad schwimmend gelagert ist, und daß zur Höhenregelung des Körpers (10) Mittel vorgesehen sind, mit denen das Niveau des Zinnbades veränderbar ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage des Körpers (10) durch mechanische, direkt auf den Schwellenkörper angreifende Vorrichtungen regelbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,. daß außerhalb des den feuerfesten Körper (4-2) aufnehmenden Zinnbadbehälters (12) mit diesem Behälter (12) kommunizierende Kammern (50) vorgesehen sind, und daß der feuerfeste Körper (42) unterhalb des Zinnbadniveaus sitzende Ansätze (4-3) aufweist, die bis in die Kammern (50) hineinreichen, und anöden das die Höhenlage regelnde Gestänge (53) angreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) an beiden Seiten sich nach oben erstreckende und

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so einen U-fÖrmigen Durchtrittsquerschnitt für den Glasstrom bildende Ansätze (4-3) 44) aus dem gleichen Material wie der Schwellenkörper (10) aufweist, und daß an diesen Ansätzen (4-3, 44·) das die Höhenverstellung bewirkende Gestänge (4-5, 4-6, 4-7) angreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere mit dem den Schwellenkörper (10, 4-2) aufnehmenden Flüssigkeitsbad (11) kommunizierende Gefäße (17, 61) vorgesehen sind, die zur Regelung des Niveaus des den Schwellenkörper (10, 4-2) aufnehmenden Flüssigkeitsbades (11) heb- und senkbar angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Niveaus des den Schwellenkörper (10, 4-2) aufnehmenden FJüssigkeitsbades. (11) ein in das Zinnbad bzw. in ein mit diesem kommunizierendes Gefäß (50) eintauchender in seiner Verdrängungswirkung regulierbarer Verdrängungskörper (60) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Niveaus des den Schwellenkörper aufnehmenden Flüssigkeitsbades der dieses Bad aufnehmende Behälter gasdicht abgeschlossen, und der Gasraum oberhalb des Niveaus des Flüssigkeitsbades an eine regelbare Druckgasquelle anschließbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß . die Mittel (53 bis .58 Fig. 4- und 4-5, 46, 47 Fig. 5) zum Heben und Senken des Schv/ellenkörpers (42) mit den Mitteln[59, 60 Fig. 4 und 61, 62 Fig. 5) zum Heben und Senken des Niveaus des Flüssigkeitsbades kinematisch miteinander verbunden sind, derart, daß die durch das Heben und Senken des Schwellentirpers (42) bewirkte Änderung des Flüssigkeitsniveaus automatisch ausgeglichen wird.

1o.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Temperatur des den Schwellenkörper aufnehmenden Zinnbades regelnde Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen (34-, 35)» wie elektrische Widerstandsheizungen, Induktionsheizungen, Kühlschlangen usw. vorgesehen sind.

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