DE2241701A1

DE2241701A1 - Verfahren und vorrichtung zum austragen von gelaeutertem glas

Info

Publication number: DE2241701A1
Application number: DE2241701A
Authority: DE
Inventors: Douglas Francis St John; Raymond Sears Richards
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1971-08-27
Filing date: 1972-08-24
Publication date: 1973-03-15
Also published as: NL7211550A; BR7205854D0; AU455238B2; GB1389881A; IT962247B; JPS4832114A; AU4561672A; BE787989A; DE2241701B2; JPS5116051B2; CA992320A; DD101652A5; FR2150878B1; ES414017A1; DE2241701C3; CH545255A; ES406109A1; ZA725630B; FR2150878A1

Description

Pacöntai iw Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ir.g. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs

Dipl. Ing. W. Wehnert -.-

2 Hamburg 36 Z 4 4 I / U 1

Neuer Wall 41 OWENS-ILLINOIS, INC.
Toledo. Ohio 43601/USA 22. August 1972

Verfahren und Vorrichtung zum Austragen von geläutertem Glas

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austragen von geläutertem geschmolzenem Glas aus einem rotierenden Behälter, in dem das Glas seine Schwerkraft übersteigenden Kräften unterworfen worden und auf diese Weise daraus Gaseinschlüsse entfernt worden sind.

In der US-PS 2,006,947 von J. Ferguson vom 2. Juli 1935 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Läuterung von geschmolzenem Glas beschrieben, bei dem eine Glasmasse in einem Behälter rotiert, dann das geläuterte geschmolzene Glas durch ein Rohr, das sich durch einen am Boden des Behälters befindlichen Refraktionskonus erstreckt„ abgezogen wird«, Dieses Verfahren hat £doch den Nachteil, dass nur mit einer sehr Durchsatzmenge an geläutertem Glas pro Tag gefahren kann, d,h. die Äustrag-GeschwiiSiäSfkeit aüsserordeatlleh a±©~ drig istβ

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,; fliese Haeht©il@ %® beheben und ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Austragen von geläutertem geschmolzenem Glas aus solchen rotierenden Behältern %u schaffen«

Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens zxm. Austragen von geläutertem geschmolzenem Glas mit vermindertem Gehalt an Gaseinschlüssen, das erfinäungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist» dass man

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a) das geläuterte geschmolzene Glas von einer in Rotation befindlichen Glasmasse abnimmt,

b) die durchschnittliche Geschwindigkeit des abzunehmenden Glases relativ zu der Geschwindigkeit der rotierenden Glasmasse verzögert und dazu den abzunehmenden Anteil in die entgegen die Rotationsrichtung der Masse gerichtete Richtung lenkt, und c) das abgenommene geläuterte geschmolzene Glas ohne nennenswerte Erzeugung von Gaseinschlüssen zur Ruhe bringt.

Das erfindungsgemässe Verfahren schafft die Möglichkeit, geschmolzenes geläutertes Glas' aus einem rotierenden Behälter abzuziehen, ohne dass infolge der in dem geschmolzenen Glas vorhandenen Sch-erbewegungen Gaseinschlüsse entstehen und ohne dass durch den Abziehvorgang Luft in das Glas eindringt.

Gaseinschlüsse können in bereits geläuterter geschmolzener Glasmasse als Folge von "Scher"-kräften gebildet werden. .;n "Scher"-kräften spricht man in diesem Zusammenhang, wenn einzelne Bereiche der geschmolzenen Glasmasse in ihrer Bewegung in Konflikt geraten. Auch dann, wenn einzelne Bereiche der Glasmasse in turbulente Bewegung kommen, kann Luft eingeschlossen werden, die in Form von Gaseinschlüssen darin verbleibt. Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren, mit denen es möglich ist, das Glas aus einem rotierenden Behälter heraus dem Innenraum eines Sammelbehälters, der gebräuchlicher Weise als stationärer Behälter vorgesehen ist, mit einer relativen Durchschnittsgeschwindigkeit von Null oder nahezu Null zuzuführen, so dass der Fluss des geschmolzenen Glases unter sehr geringer "Scher"-kraft in den Sammelbehälter kommt und dadurch die Möglichkeit, dass Blasen eingeschlossen werden, reduziert wird. Es werden beim erfindungsgemässen Verfahren die Relationen zwischen der Glasschicht-Dicke, der Länge des Austrag-Rohres, dem Durchmesser des Austrag-Rohres, der Winkelgeschwindigkeit und der Glasviskosität so einreguliert» dass die durchscnittliche Geschwindigkeit des Glases gegenüber der durchschnittlichen Geschwindigkeit des stationären äuss.eren Behälters auf eine Differenz von Null oder etwa Null gebracht wird.

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Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die aus einem rotierbaren Behälter und einem in zur Aufnahme des ausgetragenen Glases geeigneten Abstand davon angeordneten Sammelbehälter besteht, ist erfindungsgemäss gekennzeichnet dadurch, dass der rotierbare Behälter aus einem Mantel und einer innerhalb des Mantels angeordneten, das Glas enthaltenden Kammer besteht, wenigstens ein Auslaßrohr aufweist, das durch den Mantel und die Kammerwandung hindurch reicht und in eine Richtung gebogen ist, die in Gegenrichtung zu der Umdrehungsrichtung des Behälters geht, und dass anschliessend an dieses Rohr der Sammelbehälter angeordnet ist.

der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung nachstehend

beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäs-

sen Vorrichtung, wobei einige Teile weggelassen sind,

Fig. 2 einen Querschnitt nach 2-2 der Fig. 1, und

Fig. 3 einen Querschnitt nach 3-3 der Fig. 1.

Bei dem erfxndungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Abziehen von geschmolzenem Glas aus einer rotierenden Glasmasse, die in einem rotierenden Behälter enthalten ist, handelt es sich um eine Arbeitsweise, bei der das abgezogene Glas auf die innere Oberfläche eines stationären Behälters so zum Aufliegen gebracht wird, dass die durchscnittliche relative Geschwindigkeit des Glases, wenn es zum Aufliegen kommt, gleich oder nahezu gleich ist derjenigen des stationären Behälters, so dass die Geschwindigkeits-Differenz zwischen zum Aufliegen kommendem Glas und Behälter Null oder nahezu Null ist.

In der nach schwebenden Patentanmeldung P 22 14 157.7 vom-23. März 1972 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Gaseinschlüssen beschrieben. Auf den Inhalt dieser Patent-

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anmeldung wird hler Bezug genommen, da diese als Ausgangsbasis für das erfindungsgemässe Verfahren dienen kann. Unter Verwendung der darin beschriebenen Vorrichtung lassen sich in geschmolzenem Glas vorhandene Gaseinschlüsse dadurch entfernen, dass man eine in einem in Umdrehung befindlichen Behälter enthaltene Glasmasse einer so ausreichenden Anzahl an Umdrehungen je Minute unterwirft, dass das Glas Kräften ausgesetzt wird, die grosser sind als seine Schwerkraft. Die dem Glas aufgezwungene Kraft treibt die Gaseinschlüsse aus der Glasschmelze heraus in die Atmosphäre. Das geschmolzene Glas wird gesammelt und dann durch ein am Boden des Behälters längs der Rotationsachse des Behälters gelegenes Rohr abgezogen, und dabei ist die periphere Geschwindigkeit des Glases gering.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt es, das geschmolzene Glas aus solchen Bereichen in dem Behälter abzuziehen, an denen es eine hohe periphere Geschwindigkeit, bis zu 152,4 m je Sekunde, hat.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen, besteht die erfindungsgemässe Vorrichtung aus einem stationären Behälter 10 und einem rotierbaren Behälter 11. Der stationäre Behälter ist so zu dem rotierbaren Behälter angeordnet, dass er die aus dem Entnahmerohr 16 durch die Austrittsöffnung 17 abgezogene Glasmasse aufnehmen kann.

Der rotierbare Behälter 11 ist auf einer Tragekonstruktion montiert. Die Tragekonstruktion enthält einen die Rotation ermöglichenden Mechanismus; dies ist im einzelnen hier nicht beschrieben. Eine beliebige Anzahl von Tragekonstruktionen können vorhanden sein. Im allgemeinen wird man die rotierbaren Behälter vertikal oder annähernd vertikal aufbauen und üblicherweise um eine zentrale vertikale Achse anordnen.

Der rotierbare Behälter 11 ist so gebaut, dass er eine hohe Festigkeit und Stabilität hat und eine Masse von geschmolzenem

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Glas halten kann, während er mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit rotiert.

Der rotierbare Behälter 11 besteht aus einem Behältermantel 13, innerhalb der Wandung gelegenen Isolierbeschichtungen 14 und einer Kammer 15, die zur Aufnahme des geschmolzenen Glases dient.

Das Entnahmerohr 16 durchstösst die Wandung der Kammer 15, die Isolierbeschichtungen 14 und den Behältermantel 13» Das Rohr hat dann eine Biegung in einer Richtung, die entgegen der Rotationsrichtung gelegen ist. Diese Biegung erkennt man deutlich in Fig. 3. Der Pfeil zeigt die Rotationsrichtung in dem Behälter 11 an. Relativ nahe der inneren Oberfläche des stationären Behälters 10 befindet sich der Ausgang 17. Vorzugsweise ist das Rohr 16 verjüngt ausgebildet, wobei der geringere Durchmesser am den Ausgang 17 aufweisenden Ende sich befindet. Das Rohr kann mit einem gleichförmigen Radius gekrümmt oder winkelförmig ausgebildet sein. Die Kurvenform ist wegen eines ruhigen Glasflusses bevorzugt»

Als Baumaterial für die Kammer 15 wird feuerfestes Material verwendet oder ein Metall, wie beispielsweise Platin, oder irgenein sonstiges Material _s das die Fähigkeit hat, Glas bei Schmelztemperaturen zu halten _e ohne dass es ernstlich zerstört wird.

Innerhalb des Behälters relativ nahe am Eingang für den Strom an geschmolzenem Glas 1st eine Verteilplatte 18 angeordnet. Sie ist aus Stabilitätsgründen zum Teil in die Innenauskleidung und die Isolierbeschichtungen eingesetzt.

Eine Mehrzahl von Öffnungen 20 sind Ia der Verteilplatte 18 vorhanden und dienen als Durchfluss für das geschmolzene Glas.

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Um die äussere Peripherie des Mantels des rotierbaren Behälters sind Führungsräder 23 angeordnet; sie dienen zur Stabilisierung während der Rotation.

Mittels Riemen 22 ist der Behälter mit einem Motor 19 gekoppelt, der den Behälter rotiert. Es können auch andere Rotationseinrichtungen verwendet werden; dies richtet sich im Einzelfall danach, was zweckmässig erscheint.

Die Verteilplatte 18 ist so in dem Behälter 11 angeordnet, dass sie die Behälteröffnung teilweise ausfüllt. Durch die VerteiIplatte 18 gehen eine Mehrzahl von öffnungen 20 hindurch, und durch diese fliesst das Glas an den Behälterwänden herunter.

Der eingebrachte Glasstrom wird von der Verteilplatte 18 zerteilt und verteilt, und es bildet sich ein relativ dünr ;r Film "G" auf der inneren Oberfläche der Kammer 15, der eine Dicke "T" hat. Vorhandene Gaseinschlüsse werden an die Oberfläche des Glases und von dort in die umgebende Atmosphäre getrieben; auf diese Weise wird der Anteil an Gaseinschlüssen in dem geschmolzenen Glas ganz erheblich vermindert, und zwar sowohl mengenmässig als auch hinsichtlich der Grässe der Gaseinschlüsse.

Es werden nachfolgend einige typische Arbeitsbeispiele für das erfindungsgemässe Verfahren gegeben. In diesen Beispielen bedeuten:

R- der Radius von der Mittelachse zu der inneren Oberfläche des stationären Behälters,

R« der Radius von der Mittelachse zu der inneren Oberfläche des rotierenden Behälters, und

R-. der Radius, gemessen bis zu der inneren Oberfläche des Glases, das eine Dicke "T" hat, die verstärk*: gezeichnet in Fig. 1 und 3 dargestellt ist.

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Beispiel 1 Beispiel 2

R₃ - 0,152 m 0,305 m

R₂ = 0,149 m 0,299 m

R₁ = 0,061 m 0,091 m

Viskosität s= 50 Poises 100 Poises

Rotation (UpM) = 3000 UpM 2000 UpM

Durchsatz (t/Std.) = 3,22 t/Std. 12,5 t/Std.

Rohrdurchmesser "Dⁿ = 3,175 mm 5,556 mm

Gaseinschlüsse in geschmolzenem Glas sind nachteilig, weil sie Defekte in dem gehärteten Glas ergeben. Man kann die Einschlüsse aus geschmolzenem Glas dadurch entfernen,dass man das Glas Kräften aussetzt, die grosser sind als die Schwerkraft des Glases, und so die eingeschlossenen Gase veranlasst, aus dem Glas heraus und in die umgebende Atmosphäre abzuziehen. Ein solches Verfahren ist in der zuvor erwähnten noch schwebenden Patentanmeldung beschrieben. Das erfindungsgemässe Verfahren betrifft das Abziehen bzw. Ausgiessen solcher geläuterten geschmolzenen Glasmassen mit einem verminderten Gehalt an gasförmigen Einschlüssen aus einer rotierenden Glasmasse, ohne dass erneut Gaseinschlüsse in die Glasmasse hereinkommen.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird das geläuterte geschmolzene Glas aus einer in Rotation befindlichen Glasmasse abgezogen, und das geläuterte geschmolzene Glas wird auf eine stationäre Oberfläche zum Aufliegen gebracht, so dass das Entstehen von Gaseinschlüssen in dem abgelagerten Glas so gering wie möglich gehalten wird. In Fig. 1 ist mit einem Pfeil angezeigt, an welcher Stelle das nicht geläuterte geschmolzene Glas in den rotierenden Behälter eintritt. Der Glasstrom wird zu der inneren Oberfläche der Behälterwandung abgelenkt und dort gegenüber der Schwerkraft des Glases grösseren Kräften unterworfen. In dem geschmolzenen Glas vorhandene Gaseinschlüsse werden entfernt und in die die Glasoberfläche umgebende Atmosphäre ausgestossen.

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Lin Teil der geläuterten geschmolzenen Glasmasse wird durch eines oder mehrere gebogene Entnahmerohre aus der rotierenden Masse abgezogen. Dabei wird das Glas auf einem Weg abgezogen, der in Gegenrichtung zu der Rotationsrichtung der Masse geführt ist; die durchschnittliche Geschwindigkeit des austretenden Glases ist so verzögert, dass die abgezogene Glasmasse auf einer angrenzenden stationären Oberfläche mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit gegenüber der Oberfläche von Null oder nahezu Null darauf zum Ablagern kommt. Gaseinschlüsse treten in das abgelagerte Glas nicht wieder ein. Die Verzögerung der Duchschnittsgesohwindigkeit des abgezogenen oder ausgegossenen geschmolzenen Glases wird dadurch erreicht, dass man die Richtung des abgezogenen Glasstroms, die Richtung, in der das abgezogene Glas aus der in Umdrehung befindlichen geschmolzenen Glasmasse zu dem Auslaß geführt wird, die Viskosität des abgezogenen Glases, die Rotationsgeschwindigkeit f τ Behälters und die Dimensionen des rotierenden und des stationären Behälters entsprechend aufeinander abstimmt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Austragen von geläutertem geschmolzenem Glas mit vermindertem Gehalt an Gaseinschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass man

a) das geläuterte geschmolzene Glas von einer in Rotation befindlichen Glasmasse abzieht,

b) die durchschnittliche Geschwindigkeit des abzuziehenden Glases relativ zu der Geschwindigkeit der rotierenden Glasmasse verzögert und dazu den abzuziehenden Anteil in die entgegen die Rotationsrichtung der Masse gerichtete Richtung lenkt, und

c) das abgezogene geläuterte geschmolzene Glas ohne nennenswerte Erzeugung von Gaseinschlüssen zur Ruhe bringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Glas in einem Strom von der rotierenden Glasmasse abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Geschwindigkeit des abgezogenen Glases auf eine Geschwindigkeit von annähernd Null verzögert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Glasmasse in einem rotierenden Behälter gehalten und ein Teil des Glases in dem Behälter in Stufe a) abgezogen wird.

5. Rotierbarer Behälter zum Läutern von geschmolzenem Glas, gekennzeichnet durch einen Mantel (13), eine innerhalb des Mantels (13) gelegene Glas enthaltende Kammer (15), wenigstens ein Entnahmerohr (16), das die Wandung der Kammer "(15) und den Mantel (13) durchstösst und in eine Richtung gebogen ist, die entgegen der Rotationsrichtung des Behälters gelegen ist, und eine Aufnahmeeinrichtung (10) zum Aufsammeln des geläuterten geschmolzenen Glases, die im Anschluss an das bzw. die Entnahmerohre (16) angeordnet ist.

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