DE2340220A1

DE2340220A1 - Verfahren zum einstellen und stabilisieren der temperatur von glas

Info

Publication number: DE2340220A1
Application number: DE19732340220
Authority: DE
Inventors: Francois Chotin; Jean Paul Perot
Original assignee: Societe Generale pour lEmballage
Current assignee: Societe Generale pour lEmballage
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1974-02-21
Also published as: FR2195598B1; IT994576B; ES417712A1; GB1420852A; SE399697B; FR2195598A1; US3915682A

Description

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⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ^³⁰¹³

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München

Societe Generale Pour I'Emballage Paris, Frankreich

Terfahren zum Einstellen und Stabilisieren der Temperatur von Glas.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen bzw. Steuern und Stabilisieren der Temperatur des Glases, welches am Austritt aus einem Konditionierungskanal zugemessen bzw. abgegeben oder dosiert wird. Diese Einstellung und Stabilisierung soll unter den günstigstens Bedingungen vor sich gehen, wobei der Konditionierungskanal am Austritt eines Glasschmelzofens angeordnet ist.

Die Funktion eines solchen Kanals besteht darin, Fabrikationsvorrichtungen mit Glas von der gewünschten Temperatur bei homogenem oder regelmäßigem Durchsatz zu speisen, um ein Glas konstanter Qualität in Höhe dieser Fabrikationseinrichtungen zu erhalten.

Hierzu umfaßt der Konditionierungskanal für gewöhnlich eine Reihe unterschiedlicher Abschnitte, deren Temperatur

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- 2 gesondert eingestellt "bzw. geregelt wird.

Ein besonders interessantes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Maßnahme ist in der Hohlglasfabrikation zu sehen und die folgende Beschreibung wird mit Bezug auf eine solche Fabrikation gegeben.

Die Vorbauten bzw. Vorkörper eines Schmelzofens für Hohlglas umfassen einen Verteilerkanal der eine mit einem Verteiler ausgestattete Wanne speist. Der Kanal umfaßt gewöhnlich wenigstens drei durch thermische Schirme voneinander getrennte Abschnitte mit mehreren Gruppen von Temperatureinstellvorrichtungen wie Reihen von Brennern und, wenigstens für die strömungsaufwärts angeordneten Abschnitte Reihenanordnungen von Ventilationsdüsen.

Aufgrund der Tatsache, daß lokale Temperaturabweichungen unvermeidlich sind, sei es nur aufgrund der Tatsache, daß im Ofen das Oberflächenglas sich nicht auf der gleichen Temperatur wie das Bodenglas befindet, macht eine solche Konstruktion es möglich, dem Glas eine Kurve der mittleren Temperaturen, die längs des Kanals bestimmt ist, zu dem Ziel zu verleihen, ihm am Austritt die Charakteristiken zu verleihen, die zur in Betracht gezogenen Fabrikation zweckmäßig sind.

Die Einstellung ist im allgemeinen, wenigstens zum Teil, selbsttätig, und verwendet werden Regler oder Einstellorgane, denen Sollwerte entsprechend den Temperaturen eingegeben werden, die theoretisch an den Punkten herrschen sollten, wo die Temperaturmessungen durchgeführt werden.

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Die gewählten Sollwerte hängen von den Konstruktionscharakteristiken des Kanals und den Funktionsparametern, wie der Natur des Glases, dem Zug sowie den Eintrittsund Austrittstemperaturen ab. Sie können theoretisch geschätzt und nach empirischen Verfahren eingestellt werden.

Üblicherweise erfolgt die Einstellung bzw. Regelung der Yentilation von Hand: bei einer gegebenen Fabrikation bemüht man sich, sie nicht zu verändern und man läßt die Steuerung auf die einzige Brennerspeisung wirken.

Einer der Faktoren der Homogenität der Fabrikation ist in einer ausreichenden Stabilität der Temperatur des Glases, welches den Verteiler umgibt, zu sehen. Dies erfordert, daß die Temperaturabweichungen, beispielsweise zwischen Oberfläche und Boden progressiv bis in die Nähe des Verteiler sich-vermindern, eine Bedingung, der nur schwer eben aufgrund des Wärmeaustausches, der sich im Kanal einstellen kann, genügt werden kann.

Nach der Erfindung soll die Verteilung der Temperaturen längs des Kanals verbessert werden, insbesondere soll es möglich werden, die Transversaltemperaturabweichungen unter den besten Bedingungen und vorzugsweise, falls möglich, schon an den anstr.ömseitigen, Abschnitten zu beherrschen. Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß bei im übrigen sonst gleichen Bedingungen die in einer gegebenen Zone eines Kanals aufgezeichneten Temperaturabweichungen vom Längsprofil der Temperaturen in der Zone des Kanals, die sich anströmseitig befindet-, abhängen. Genauer gesagt beobachtet man gewöhnlich, daß die Tempera-

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tür des Bodens stärker als die Temperatur an der Oberfläche den Temperaturaänderungen dieser anströmseitigen Zone folgt.

Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, eine mittlere einem gegebenen Abschnitt des Kanals zugeordnete Temperatur als !Funktion der zwei charakteristische Temperaturen der Meßpunkte am Austritt des folgenden Abschnittes trennendeiEntfernung, d. h. des Abschnittes zu korrigieren, der sich in Strömungsrichtung hinter dem betrachteten befindet. In Praxis führt dies dazu, die Sollwerte ganz oder zum Teil der Regler der Gruppen von Regeleinrichtungen für die Temperatur dieses Abschnittes als Punktion eines für diese Abweichung repräsentativen Meßwertes zu modifizieren. Diese kann entweder direkt gemessen oder aus dem Vergleich der Messung einer der beiden betrachteten Temperaturen mit einem Sollwert abgeleitet werden, der gegebenenfalls direkt der zweiten dieser Temperaturen entspricht. Eine solche Lösung bietet den Vorteil, das Ansprechverhalten des Systems bei Änderungen der Betriebsverhältnisse zu beschleunigen.

Nach einem anderen Aspekt besteht die Erfindung also aufgrund der unvermeidlichen Heterogenität der Temperaturen auf einefi gegebenen Niveau des Kanals darin, gesondert als charakteristisch angesehene Temperaturen eines gegebenen Abschnittes des Kanals zu messen oder die eine zu verwenden, um die Sollwerte einer Gruppe von Regeleinrichtungen für die Temperatur des betrachteten Abschnittes zu korrigieren und den anderen dafür zu verwenden, die Sollwerte einer Gruppe von Regel-

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oder Einstelleinrichtungen für den unmittelbar davor befindlichen Abschnitt zu korrigieren.

Nach der Erfindung wird an einem Kanal der üblichen oben

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beschriebenen Bauart die/Brenner eines gegebenen Abschnittes des Kanals steuernde Regelkette einerseits durch zwei Meßsignale gespeist, die beispielsweise der Oberflächentemperatur im betrachteteten Abschnitt entsprichen und der Bodentemperatur in dem dahinter befindlichen Abschnitt und andererseits durch zwei entsprechende Sollwerte gespeist. Diese Lösung ist ebenfalls anwendbar auf den Fall eines Kanals, der über eine kompliziertere Steuerung verfügt, wie beispielsweise in der französischen Patentschrift No. 72 28 763 der Anmelderin vom 9.Aug.1972,besehrieben ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch den Vorbau oder Vorkörper eines Schmelzofens für die Herstellung von Hohlglas ist;

Pig. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Kanal, der mit einer einzigen Temperatursteuerung pro Abschnitt versehen ist; und

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch einen Kanal mit zwei Temperatursteuerungen in den anströmseitigen Abschnitten.

Nach den Figuren umfaßt der Vorkörper oder Vorbau des Ofens

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einen in drei Abschnitte unterteilten Kanal: einen vorderen ( anströmseitigen ) Abschnitt 1, der mit der nicht dargestellten Vorwanne eines Schmelzofens verbunden ist, einen mittleren Abschnitt 2 und einen hinteren in eine Wanne 4 mündenen Abschnitt 3, welcher mit einem nur sehr schematisch dargestellten Verteiler 5 versehen ist, dessen Stempel über eine untere Öffnung gleichförmige Külbel verteilt oder abgibt, die dazu bestimmt sind, eine nicht dargestellte Fabrikationsmaschine zu speisen.

Der Kanal ist gegen die Vorwanne des Ofens durch ein Register 6 getrennt und seine verschiedenen Abschnitte sind selbst durch Hängeschirme 7, 8 getrennt, welche im wesentlichen bündig oder abgeglichen mit der Oberfläche des schmelzflüssigen Glases 9 sind, derart, daß klar voneinander isolierte Kammern gebildet werden. Jede dieser anströmseitig angeordneten Kammern ist mit zwei Gruppen von Temperaturregel- oder Einstellorganen versehen, nämlich: einerseits zwei einander gegenüber angeordneten Brennerrampen wie beispielsweise die Rampe IO und eine Reihe von Ventilations- oder Belüftungsdüsen 11 für die Kammer 1 und andererseits zwei sich gegenüberstehende Rampen oder Reihenanordnungen von Brennern wie beispielsweise die Reihenanordnung (Rampe) 20 und eine Reihe von Belüftungsdüsen 21 für die Kammer 2. Die hintere Kammer 3 umfaßt eine Brennerreinanordnung 30.

Die Brennerspeisung ist schematisiert in Form von Schiebern 12, 22 und 32, die der Ventilationsdüsen in Form der Schieber 13 bzw. 23. Die Ventilationsluft und die ver-

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brannten Gase werden über Kanäle 14 abgezogen, die sich im Innern des Gewölbes ( siehe Pig. 1 ) befinden.

Nach Fig. 2 werden die Yentilationssdieber 15 und 23 von Hand betätigt, während die Heizschieberl2, 22 und 32 über Steueranordnungen 18, 28 und 38 den durch drei Thermoelemente 16, 26 und 36 im hinteren Teil jedes-Abschnittes 1, 2 und 3 ermittelten Temperaturen zugeordnet werden. Die Thermoelemente bzw. -paare 16, 26 und 36 messen beispielsweise eine Oberflächentemperatur in der Mitte des Kanals.

Den Steueranordnungen 18, 28 und 38 werden jeweils Sollwerte 16a , 26a und 36a eingegeben, welche den Temperaturen entsprechen, von denen man wünscht, daß sie an den Meßstellen herrschen sollen; weiterhin vergleichen sie die durch die jeweiligen Thermopaare 16, 26 und 36 gelieferten Signale mit den aus diesen Werten erarbeiteten Bezugssignalen.

Nach der Erfindung empfängt der Regler 18 auch ein Fehlersignal, das dazu bestimmt ist, die Anzeige des Sollwertes 16a zu korrigieren, wobei dieses Fehlersignal an einem Regler 25 aus dem Vergleich der im hinteren Abschnitt 2 ermittelten Temperaturen durch das Oberflächenthermopaar 26 und durch ein komplementäres Thermopaar 24 erarbeitet wurde, welches beispielsweise die Bodentemperatur in den gleichen Transversalabsehnitt mißt.

Das vom Regler 35 aus den Messungen erarbeitete Signal, die am Austritt aus dem Abschnitt 3 von den Thermopaaren 34 und 36 geliefert wurden, korrigiert von sich aus den Sollwert 26a des Reglers 28.

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Die Vorrichtung der Fig. 3 ist im wesentlichen analog der der Pig. 2 aufgebaut. Jedoch ist die Betätigung der Ventilationsschieber 13 und 23 in diesem Pail jeweils den Anzeigen zweier Thermopaare 17 und 27 aufgrund von zwei Reglern 19 und 29 zugeordnet, die ihre jeweiligen Messungen mit zwei Sollwerten 17a und 27a vergleichen. Die Thermopaare 17 und 27 können "beispielsweise am Boden des Glasstromes 9 angeordnet sein.

Die "beiden Regler 25 und 35, welche die Fehlersignale erarbeiten, die dazu bestimmt sind, die Sollwerte 16a und 26a zu modifizieren, welche jeweils den Reglern 18 und 28 der Abschnitte 1 und 2 zugeordnet sind, werden beeinflußt einerseits durch zwei Temperaturmeßsignale, welche durch zwei komplementäre Thermopaare 24 und 34 geliefert werden und andererseits durch zwei Sollwerte 24a und 34a_fdie die Temperaturabweichung bestimmen, von der man annimmt, daß sie zwischen den Meßpunkten 24 und oder 34 und 36 der Abschnitte 2 und 3 herrschen wird. Die Thermopaare 24 und 34 können beispielsweise sich an der Oberfläche auf einem der Ränder des Kanals befinden.

Selbstverständlich wäre es noch zweckmäßig in diesem Fall die in jedem der Abschnitte 2 und 3 vorgenommene Messung auf die Regelung der Ventilation der Abschnitte und 2 und selbst auf jede der Steuerungen der Reihenanordnungen bzw. Rampen 10 und 20 einerseits und der Düsen 11 und 21 andererseits zu geben; eine solche Lösung jedoch bietet im allgemeinen keine Vorteile.

Schließlich umfaßt der Vorderabschnitt d. h. der hintere Abschnitt 3 zwei gesonderte Heizsteuerungen, von denen die eine allein in dem zum Kanal gehörigen Bereich wirkt und

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die andere am vorderen Ende in dem den Verteiler umgebenden Bereich zur Wirkung kommt. Die erste "benutzt die Rampe 30; die zweite wird wie ein unabhängiger Abschnitt behandelt, deren Temperatur auf einem Sollwert 46a mit Hilfe einer anderen Rampe oder Reihenanordnung 40 von Brennern über die Schieber 42, Thermopaar 46 und Regler 48 gebildete Regelkette gehalten wird. Es ist jedoch nicht günstig, auf die Steuerung oder Regelung der Rampe 30 Messungen aufzugeben, die am Ende des Vorbaus oder Vorkörpers durchgeführt wurden.

Patentansprüche;

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Regeln und Stabilisieren der Temperatur des am Austritt eines Konditionierungskanals unter Dosierung gelieferten Glasas mit. wenigstens drei durch Thermoschirme getrennten Abschnitt und mit mehreren Gruppen von Temperaturregeleinrichtungen wie Brennerrampen oder Brennerreinanordnungen um wenigstens für die in Strömungsrichtung vorne befindlichen Abschnitte Reihen von Ventilationsoder Lüftungsdüsen, wobei die Gruppen eines gegebenen Abschnittes durch eine mittlere diesem Abschnitt zugeordnete Sollwerttemperatur ( hilfs ) gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese mittlere Temperatur als Funktion der Abweichung zweier charakteristischer Temperaturen voneinander, die an zwei am Austritt aus dem Abschnitt hinter dem betrachteten Abschnitt befindlichen Meßstellen genommen werden, korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Sollwerte ganz oder zum Teil aus den Reglern des betrachteten Abschnittes aus Punktion einer Messung modifiziert werden, welche repräsentativ für diese zwei Temperaturen an zwei am Austritt aus den folgenden Abschnitt befindlichen Stellen trennenden Abweichung sind.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gesondert zwei als charakteristisch für einen gegebenen Abschnitt des Kanals betrachtete Temperaturen gemessen werden und daß die eine dazu verwendet wird, die Sollwerte einer Gruppe von Regeleinrichtungen für die

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Temperatur des betrachteten Abschnittes zu korrigieren, die andere, um die Sollwerte einer Gruppe von Regeleinrichtungen für den unmittelbar stromaufwärts befindlichen Abschnitt zu korrigieren.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die die Brenner eines gegebenen Abschnittes des Kanals betätigende oder steuernde Regelkette einerseits durch zwei Meßsignale gespeist wird, die beispielsweise der Oberflächentemperatur im betrachteten Abschnitt und der Bodentemperatur im ströungsabwärts gerichteten Abschnitt entsprechen und andererseits durch zwei entsprechende Sollwerte gespeist wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkette einen ersten von der Oberflächentemperatur und der Bodentemperatur dieses stromabwärts gelegenen Abschnittes beaufschlagten Regler umfaßt und einen zweiten Regler, der vom Austrittssignal des ersten Reglers und von der Oberflächentemperatur des betrachteten Abschnittes gespeist wird und von einem Bezugswert entsprechend dieser Oberflächentemperatur (hilfs) gespeist wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Messungen, welche die die Brenner eines ■ gegebenen Abschnittes des Kanals betätigende Regelkette speisen, gebildet sind durch die Temperatur in der Mitte des Kanals im betrachteten Abschnitt und die Temperatur des Randes des Kanals im strömungsabwärts gelegenen' Abschnitt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß diese Regelkette einen ersten, von dieser Oberflächentemperatur am Austritt aus diesem strömungsabwärts gelegenen Abschnitt und durch eine entsprechende Sollwerttemperatur gespeisten Regler aufweist und einen zweiten Regler, in den einerseits das Austrittsignal aus dem ersten Regler, andererseits die Oberflächentemperaturmessung des betrachteten Abschnittes und schließlich der entsprechende .Sollwert eingegeben werden, wobei der Ausgang aus diesem zweiten Regler die Regeleinrichtungen für die Reihenanordnung oder Rampe von Brennern speist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell- oder Regeleinrichtungen für die Belüftungs- oder Ventilationsdüsen eines gegebenen Abschittes mittels des Ausgangssignals eines Reglers gesteuert werden, welcher durch die Bodentemperatur am Austritt aus diesem Abschnitt gespeist und durch eine entsprechende Sollwerttemperatur (hilfs)gesteuert wird.

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