DE2423724A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von glaskuegelchen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von glaskuegelchenInfo
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Description
Dr. Hu-:. Wen J 5,
Dipl.-Ing. i l:o .; 3 x*7!!cken
Dipl.-Chem. Dr. VVoIrg«ng Laufer
Dipl.-Chem. Dr. VVoIrg«ng Laufer
24 Lübeck, Breite Straße 62-54 λ / λ λ r» Λ /
Z4ZJ/ZA
Anmelder: Potters Industries Inc., Carlstadt, New Jersey 07072, ndustrial Road 600, USA
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glaskügelchen
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kügelchen mit kleinem Durchmesser und insbesondere auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung solcher Kügelchen aus einer- Reihe geschmolzener, aus einer Schmelze auslaufender
Ströme.
Es ist ein System für die Herstellung, von Kügelchen mit
kleinem Durchmesser entwickelt worden, welches einfach im Betrieb und hochwirksam ist. Repräsentative Verfahren und
Vorrichtungen in Zusammenhang mit diesem System sind z.B. in dem US-Patent 3 495 961 offenbart worden, welches am
17. Februar 1970 gewährt bzw. erteilt worden ist. Solche Systeme verwenden im allgemeinen ein rotierendes Zerhackrad
bzw. Zerteilrad, welches einen geschmolzenen Strom in winzige Partikel zerhackt bzw. zerteilt und diese dann durch
eine geheizte Zone für eine bestimmte Zeitspanne durch einen Raum fördert, wobei die Zeitspanne ausreichend ist, um der
Oberflächenspannung zu ermöglichen, die Partikel in die Kugelform umzuformen.-Es ist bekannt, daß die Kügelchen aus
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Glas, Plastik oder anderem kugelformendem Material hergestellt
werden können und daß die Kügelchen zu vielen industriellen und kommerziellen Zwecken verwendet werden. Z.B.
werden sie häufig dazu verwendet, um eine reflektierende Oberfläche auf Straßenverkehrszeichen, Fahrbahnmarkierungen,
Schirmen oder Flächen für Bewegungsbilder, Werbezeichen usw. vorzusehen oder um sie als Füller für verschiedene
thermoplastische und warmhärtbare Harze· zu verwenden.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Systene für viele
Anwendungszwecke sich als effektiv herausstellten, weisen sie doch gewisse Nachteile auf. Z.B. zeigt das Glas oder
anderes Material bei dem geschmolzenen Strom gelegentlich eine Tendenz zum Erstarren auf den Klingen des Zerteilrades
mit dem Ergebnis, daß sich die Schneidfähigkeit der Klinge nach wiederholtem Gebrauch verschlechterte. Zusätzlich,
und dies ist von spezieller· Bedeutung in Fällen, in denen der geschmolzene Strom von großem Durchmesser ist, erzeugt
jede Klinge eine große, jedoch verhältnismäßig dünne Scheibe aus geschmolzenem Glas, und wenn diese Scheiben"
entlang dem Weg für die zerteilten Partikel bewegt v/erden, sind sie oft ungleichmäßiger Kühlung unterworfen, wodurch
ungleichmäßige und. manchmal trübe Kügelchen erzeugt werden. Weiterhin erzielen die bisher verwendeten Verfahren und
Vorrichtungen zum größten Teil nicht das Optimum an Wirksamkeit, während, die Verarbeitungs- bzw. Betriebskosten
innerhalb annehmbarer Grenzen liegen.
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Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines neuen und wirtschaftlichen Verfahrens und einer Vorrichtung
zum Herstellen von Glaskügelchen oder anderen sphärischen Partikeln.
Spezieller besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit dem bzw. mit der
die Tendenz des geschmolzenen Materials zum Erstarren auf dem Zerteilrad im wesentlichen reduziert ist. Eine weitere Aufgabe
besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung vom
vorbeschriebenen Charakter zu schaffen, mit dem bzw. mit der die abgeteilten Partikel von gleichförmigerer Größe und einer·
gleichmäßigen Kühlung während ihrer Förderung unterworfen sind. Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
neue und verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von Glaskügelchen zu schaffen, die wirtschaftlich und im Betrieb voll-•
kommen verläßlich arbeitet:
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird geschmolzenes Glas oder das zur Herstellung von Glaskügelchen verwendete
Material in Form einer Reihe frei fallender und zueinander parallel und nahe angeordneter Ströme aus einer Schmelze
entladen. Ein fortlaufend rotierendes Verteilrad ist unterhalb der Ströme angeordnet und mit einer Reihe von Klingen
versehen, die die Ströme aufeinanderfolgend berühren, um sie in eine Vielzahl zylinderischer Partikel abzubrechen._ -""
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Die Klingen richten bzw. fördern die zylinderischen Partikel
für eine Zeitspanne in bzw. durch einen Rauin; die ausreicht,
daß die Oberflächenspannung der Partikel die'Partikel in die Kugelform umformt und deren Erstarrung veranlaßt, um Kügelchen
von gewünschter Größe zu erzeugen.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird Dampf oder ein Feuchtigkeitsfluid
direkt auf die einzelnen Klingen des Zerteilrades gerichtet, wenn diese die geschmolzenen Ströme berühren. Die
Anordnung ist derart, daß ein Fluidpolster auf der Vorderfläche jeder Klinge gebildet wird, um die Tendenz der geschmolzenen Materialien zum Erstarren oder Agglomerieren auf
den Klingen wesentlich zu reduzieren.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung stimmt bei gewissen besonders wichtigen Ausführungsformen der- Durchmesser
jedes freifallenden Stromes im wesentlichen, mit dem Durchmesser
der zu erzeugenden Kügelchen überein. Jeder Strom wird derart geteilt, daß ein geschmolzener Zylinder von einer
Länge, die im wesentlichen gleich seinem Durchmesser ist, gebildet wird. Wegen der Form der Zylinder findet eine extrem
gleichmäßige und graduelle Kühlung statt, wenn die Zylinder entlang ihrem Weg gefördert werden, und die Wirkung der
Oberflächenspannung wandelt die Zylinder in die Kügelchen von im wesentlichen perfekter Kugelform um.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Klingen
des Zerteilrades in mehreren bevorzugten Ausführungsformen aus Kohlenstoff oder einem anderen porösen Material hergestellt.
Die Porosität der Klingen erhöht die Befeuchtungswirkung oder Nässewirkung des Dampfes und reduziert weiter
die Tendenz des geschmolzenen Materials zum Agglomerieren.
Nach einem noch weiteren Merkmal der Erfindung wird in manchen Ausführungsformen der Dampf direkt in jede Klinge
geleitet, und die Poren auf der Rückseite der Klingen sind mit .einem glasartigen oder gläsernen Überzug abgedichtet.
Der Dampf wird durch die Torderfläche der Klingen geführt, um jede Agglomeration des geschmolzenen Materials auf der
Vorderfläche wesentlich auszuschalten.
Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in den anliegenden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von Glaskügelchen mit
kleinem Durchmesser, z.B. im Bereich von 0,635 bis 5,08 mm, in Verbindung mit einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar im vertikalen Schnitt,
Figur 2 eine vergrößerte teilweise Ansicht auf einen • Teil der Vorrichtung nach Figur 1,
Figur 2a eine noch weiter vergrößerte teilweise
Darstellung zur Bildung eines geschmolzenen
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Giaspartikels durch die "Verwendung· der vorgenannten
Vorrichtung, · · .
Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt gemäß der Linie 3-3 in Figur 2,
Figur 4 einen vergrößerten, teilvreisen Schnitt nach der Linie 4-4 in Figur 3,
Figur 5 einen teilweisen Teilschnitt ähnlich dem in Figur 4, der jedoch eine Vorrichtung zum Herstellen
von Glaskügelchen mit kleinem Durchmesser in Verbindung mit einer anderen Ausführungsform
nach der Erfindung zeigt.
In Figur 1 ist ein keramischer Ofen 10 für Glasmaterial gezeigt, der geeignet über einem Boden 11 abgestützt ist. Der Ofen 10
enthält eine Füllung geschmolzenen Glases oder eines anderen kugelbildenden Materials und wird auf einer entsprechend hohen
Temperatur gehalten, um das Material in einem flüssigen Zustand unter kontrollierter bzw. gesteuerter Viskosität zu halten.
Angrenzend an den untersten Bereich des Ofens 10 an seinem rechten Ende ist ein keramischer Auslaufblock 13 angeordnet,
wie es aus Figur 1 ersichtlich ist. Wie es am besten aus Figur 3 hervorgeht, umfaßt der Block 13 eine Vielzahl zylinderischer
Auslaßmündungen 15, die in einer vertikalen Ebene in Reihe angeordnet
sind. Diese Auslaßmündungen kommunizieren mit dem Inneren
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des Ofens 10, um eine Reihe freifallender Ströme 16 geschmolzenen
Glases zu erzeugen. Der Durchmesser der Auslaßmündungen ist gleichmäßig und sorgfältig kontrolliert bzw. gesteuert, so daß der
Durchmesser jedes geschmolzenen Stromes wenigstens angenähert gleich dem Durchmesser der zu erzeugenden Glaskugeln oder Glaslügelchen
ist. Somit weist jeder Strom 16 z.B. einen Durchmesser
von 3 mm auf, um Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 3 mm zu erzeugen, die für Zwecke verwendet werden, die weiter unten
noch genauer erläutert werden.
Ein fortlaufend rotierendes Zerteilrad 20 ist unmittelbar unterhalb
der Auslaßmündungen 15 in dem Auslaßblock 13 angeordnet.
Das Zerteilrad 20 ist auf einem Tisch 21 angeordnet, wobei die Rotationsachse des Rades sich parallel zur Ebene der geschmolzenen
Ströme 16 erstreckt, jedoch mit einem seitlichen Abstand derart, daß die geschmolzenen Ströme auf das Zerteilrad in seinem
aufsteigenden Bereich auftreffen. Das Zerteilrad kann seitlich
einstellbar sein in einer Weise, die genauer in dem US-Patent 3 4-95 961, auf welches eingangs Bezug genommen wurde, beschrieben
ist, um Änderungen des Auftreffpunktes zu erlauben.
Wie am besten aus Figur 3 hervorgeht, schließt das Zerteilrad 20 ein Paar einen Abstand voneinander aufweisende Scheiben
25 und 26 ein. Die Scheiben 25 und 26 sind so auf einer rotierenden Hülse 27 angeordnet, daß sie und die Hülse als eine
Einheit um eine gemeinsame Achse drehen. Zwischen den Scheiben
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und 26 sind mit Intervallen eine Vielzahl von Zerteilklingen angeordnet. Jede Klinge 30 ist in einer radialen Ebene angeordnet,
und obwohl sich die Klingen in dichter- Nähe zum Umfang der Scheibe 25 und 26 befinden, sind sie vollständig innerhalb
des Umfanges der Scheiben angeordnet, und zwar derart, daß der äußerste Rand der Klingen innerhalb des Scheibenumfanges
liegt. Jede Klinge schließt SeitenvorSprünge 31 und 32, einen
flächen bzw. ebenen Schneid- oder Yorderbereich 33 und einen
abgeschrägten Hinterbereich 34 (Figur 4) ein. Die Seitenvorsprünge
31 und 32 sitzen in entsprechenden Ausnehmungen in den entsprechenden Scheiben, um die Klingen entfernbar
auf ihrem Platz zu halten.
Die Zerteilklingen 30 bestehen aus verhältnismäßig starrem porösem Material. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt
in Fällen·, in denen die Klingen aus Kohlenstoff bestehen, obgleich andere zufriedenstellende Materialien Silika-Glas,
Quarz usw. einschließen, die gesintert worden sind, um die '
gewünschte Starrheit bzw. Festigkeit und Wärmewiderstandsfähigkeit vorzusehen. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, daß die
Sintertemperatur ausreichend niedrig ist, um ein weitgehendes Schmelzen des Klingenmaterials und damit ein nachteiliges
Beeinflussen seiner Porosität zu vermeiden.
Die Hülse 27 ist rotierbar auf einer Welle 38 durch geeignete lager 39 angeordnet. Die Welle 38 schließt eine Axialbohrung
40 ein, die an einem Ende mit einer Fluidleitung 42 (Fig. 1)
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und an dem anderen Ende mit einer radialen Öffnung 43 kommuniziert.
Die Öffnung 43 verbindet die Bohrung 40 mit einer zylinderischen Fluidkammer 45, die zwischen den Scheiben 25 und 26 vorgesehen
ist. Die Kammer ist durch zwei kreisförmige Platten 47 und 48 und eine zylinderische Endwandung 49 gebildet. Die Platten 47
und 48 sind mit der Welle 38 und der Endwandung 49 geeignet
verbunden, derart,daß die Welle, die Platten und die Endwandung
einen stationären Aufbau bilden, um den herum die Scheiben, die
Hülse und die Zerteilkingen rotieren. Die Endwandung 49 ist
von
mit Reihen/ einen Abstand voneinander aufweisenden Perforationen 50 versehen, die unmittelbar an die Vorderflächen 33 der Klingen 30 angrenzend entsprechend angeordnet sind.
mit Reihen/ einen Abstand voneinander aufweisenden Perforationen 50 versehen, die unmittelbar an die Vorderflächen 33 der Klingen 30 angrenzend entsprechend angeordnet sind.
Die Leitung 42 wird mit einem unter Druck stehenden Feuchtigkeitsfluid
gespeist, das sich vorteilhaft auf einem höheren
Temperaturniveaü befindet. Für beste Ergebnisse wird die Temperatur des Fluids reichlich über 200° F (93°C) gehalten.
Das Fluid strömt entlang der Bohrung 40 und durch die Öffnung 43 in die Kammer 45, von welcher es durch die Reihen der Perforationen
50 austritt und zu den Vorderflächen 33 der Klingen 30 gelangt. Wegen der Porosität des Klingenmaterials und der
Befeuchtungswirkung des Fluids wird auf der gesamten Vorderfläche
jeder Klinge ein Feuchtigkeitspolster erzeugt. Obwohl ein weiter Bereich von Fluiden für diesen Zweck zufriedenstellend
ist, ist Dampf besonders vorteilhaft. Im allgemeinen kann im wesentlichem jedes Feuchtigkeitsfluid verwendet werden,
welches die gewünschte Befeuchtungs- oder Nässewirkung
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auf der Vorderfläche der Klingen erzeugt und welches die Fähigkeit besitzt, auf den Vorderflächen Feuehtigkeitspolster
mit erhöhter Temperatur zu bilden.
Das Zerteilrad 20 wird durch einen Synchronmotor 52 fortlaufend in Umdrehung versetzt mit einer konstanten Drehzahl
im Uhrzeigersinn, wie aus Figur 1 hervorgeht. Die Welle des Motors 52 ist mit einer Antriebsscheibe 53 versehen,
die durch einen Riemen 54 mit einer zweiten Scheibe 55 auf , der Hülse 27 verbunden ist.
Die Drehzahl der Hülse 27 und damit die Drehzahl des Rades wird durch eine Anzahl Faktoren bestimmt. Diese schließen
den Strömungswert des geschmolzenen Materials von den Auslaßmündungen
15 ein, der wiederum beeinflußt wird durch die Viskosität des Materials, und ferner die Anzahl der Klingen
30 auf dem Zerteilrad. Um Kugeln oder Kügelciien aus konventionellem
Sodakalksilikaglas zu erzeugen, wobei sich das Material bei einer Temperatur von ungefähr 2300° F (1260° C)
befindet an der Stelle, an der es die Klingen berührt, ist die Drehzahl des Rades 20 beispielsweise in der Größenordnung
von 500 Umdrehungen pro Minute für ein achtklingiges Zerteilrad von dem in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Typ.
Im allgemeinen sollte die Drehzahl des Zerteilrades innerhalb des Bereiches von 150 bis ungefähr 4500 Umdrehungen pro
Minute' gehalten werden, um kleine Kügelchen zu erzeugen, für
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welche allgemein bekannte glasartige Materialien verwendet werden. In den Fällen, in denen die Drehzahl-.des Rades unter
150 Umdrehungen pro Minute absinkt, sind die durch die Klingen auf die einzelnen geschmolzenen Ströme 16 angewendeten
Kräfte zu schwach, um die abgeteilten Partikel entlang einer ausreichenden Entfernung oder Strecke in einen Raum zu fördern,
während Drehzahlen über 4500 Umdrehungen pro Minute einen schädlichen Gebläseeffekt bewirken, der in der-Bildung
von Kugelchen resultieren kann, die nicht vollständig rund sind. Bei mehreren vorteilhaften Ausführungsformen sollte
die Drehzahl des Zerteilrades innerhalb des Bereiches von ungefähr 300 bis ungefähr 3000 Umdrehungen pro Minute.
für beste Ergebnisse liegen.
Das Glas oder ein anderes Material zur Bildung der Glaskügelchen
in dem Ofen wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um geschmolzene Ströme von relativ -geringer
Viskosität zu erzeugen, und zwar im Vergleich zur Viskosität von Glas bei konventionellen Glasherstellungsmethoden.
In bevorzugten Ausführungsformen liegt die Temperatur des geschmolzenen Glases vorteilhaft'im Bereich von 1900° P
(1038° C) bis 2500° F (1371° C), und zwar an den Stellen,
an denen die Ströme 16 die Klingen 30 des Zerteilrades be-, rühren. Die Viskosität des erhitzten Glases liegt für viele
Anwendungen innerhalb des Bereiches von 200 Poises bis herunter zu 1 Poise oder sogar noch weniger. Wenn die Viskosität über
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200 Poises ansteigt, zeigt das Glas die Tendenz, sich zu ziehen
und somit Fäden zu bilden als vielmehr Kügel.chen zu bilden.
Das geschmolzene Glas wird vom Ofen 10 auf den Umfang des ■
rotierenden Zerteilrades 20 in Form freifallender Ströme 16 entladen. Die geschmolzenen Ströme werden nacheinander durch
die Klingen 30 berührt, um jeden Strom in eine Tielzahl einzelner Partikel zu zerteilen. Wie es am besten aus Figur 2A
hervorgeht, berührt die Torderfläche 33 jeder Klinge 30 das untere Ende des entsprechenden Stromes 16, um einen_ -—"
Partikel 60 zu erzeugen, der anfänglich eine zylinderische Gestalt besitzt. Wie es vorstehend erwähnt ist, besitzt
der Strom einen kontrollierten Durchmesser, der durch den Durchmesser d in Figur 2A dargestellt ist, der wenigstens
angenähert dem Durchmesser der zu erzeugenden Kügelch'en entspricht. Die Länge 1 des Partikels 16 entspricht gleichfalls
angenähert dem Durchmesser des Kügelchens. Der Partikel ist somit in der Form eines geschmolzenen Zylinders mit einer
Länge, die seinem Durchmesser im wesentlichen gleich ist.
Die rotierenden Klingen 30 richten bzw. fördern die einzelnen geschmolzenen Partikel in einen Raum für eine Zeitspanne,
die ausreicht, um der Oberflächenspannkraft zu ermöglichen, die zylinderische Form der Partikel in eine sphärische Form
umzuwandeln und um ein Erstarren der Partikel zu veranlassen, um die Glaskügelcheh zu bilden. Bisher im Gebrauch befindliche
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bekannte Vorrichtungstypen, die mit einer verhältnismäßig
hohen Zerteilrate arbeiten, bewirkt , daß die abgeteilten Partikel die Form dünner Scheiben aufwiesen, welche ungleichmäßiger
Kühlung ausgesetzt waren, wenn sie durch den Raumbewegt wurden. Dadurch, daß nun gesichert ist, daß die länge jedes
Partikels wenigstens angenähert seinem Durchmesser gleich ist, zeigen die so hergestellten Kügelchen eine extrem
klare Durchsichtigkeit und Rundheitseigenschaften.
Wegen des Feuchtigkeitspolsters auf der Yorderfläche 33 der
Klingen 30 besteht keine oder nur eine geringfügige Neigung des geschmolzenen Materials zum Verfestigen und Agglomerieren
auf den Klingen. Die Kügelchen gelangen durch die Atmosphäre und werden auf einem Bandförderer 62 am Ende ihrer Flugbahn
gesammelt. Der Förderer 62 transportiert die Kügelchen zu einer geeigneten Klassierung- und Verpackungseinrichtung
(nicht gezeigt).
In gewissen vorteilhaften Ausführungsformen wird der Dampf
oder das Feuchtigkeitsfluid für die einzelnen Zerteilklingen 30 direkt durch jede Klinge zu deren Yorderfläche 33 geführt.
Hierfür sind z.B. in dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel die kreisförmigen Platten 47 und 48 (:Figur 3) weggelassen,
und ein zylinderisches Randglied 65 ist angeordnet zwischen den Zerteilscheiben 25 und 26-. Das Glied 65 schließt
eine Reihe von Schlitzen 66 ein, die sich in einer axialen Richtung erstrecken, und in der Zahl der Anzahl der Klingen
-H-
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des Zerteilrades entsprechen. Die inneren Enden der Klingen
sind innerhalb dieser Öffnungen angeordnet und kommunizieren mit der Kammer, die durch das Glied 65 und die Scheiben
und 26 gebildet ist.
Jede Klinge 30 des Ausführungsbeispieles nach Figur 5 ist auf ihrer Hinterfläche 34 mit einem Glasierungsüberzug
68 versehen. Der Überzug 68 umfaßt z.B. eine körnige Glasmasse in einem konventionellen Dichtungsbirider und
dient dazu, die Poren auf der Hinterfläche der Klingen zu schließen. Die Kammer zwischen den Scheiben 25 und
wird mit unter Druck stehendem Dampf gespeist, und zwar in der vorstehend beschriebenen Weise. Der Dampf tritt
in die inneren Enden der Klingen 30 ein, gelangt durch die offenen Zellen innerhalb des Klingenmaterials und
tritt durch die Torderfläche 33 aus. Der austretende Dampf erzeugt ein Befeuchtungspolster auf jeder Vorderfläche,
um das Agglomerieren des geschmolzenen Glases der Ströme 16 zu verhindern.
Obwohl die Erfindung mit besonderer Bezugnahme auf die Herstellung von Glaskügelchen aus einer Reihe freifallender
Ströme beschrieben und dargestellt worden ist, ist sie in vielen Fällen auch anwendbar bei der Herstellung
von -Kügelchen aus einem einzelnen Strom aus einem anderen kugelbildenden Material. Verschiedene zusätzliche Anwendungen
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der Erfindung ergeben sich dem Fachmann beim Studium der'
vorstehenden Offenbarung von selbst.
Die vorstehend angewandten Ausdrücke und Wendungen sind
zur Erläuterung und nicht zur Begrenzung des Erfindungsist .
gegenstandes verwendet worden und esAicht daran gedacht,
bei Verwendung solcher Ausdrücke und Wendungen Äquivalente der beschriebenen und gezeigten Merkmale oder deren Teile
auszuschließen; es ist selbstverständlich, daß verschiedene Abänderungen innerhalb des Gedankens der Erfindung möglich
sind. . ·
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Claims (25)
1. Verfahren zur Herstellung von Kugeln, gekennzeichnet
durch Vorsehen wenigstens eines Fallstromes aus geschmolzenem
kugelbildendem Material, durch aufeinanderfolgendes Berühren des geschmolzenen Stromes mit den Klingen eines fortlaufend
rotierenden Zerteilrades zum Brechen bzw. Abteilen des Stromes in eine Vielzahl einzelner Partikel, durch Zuführen
eines Fluides zu den einzelnen Klingen des Zerteilrades zum Vorsehen eines Fluidpolsters auf dem den geschmolzenen
Strom berührenden Bereich jeder Klinge, durch Richten bzw. Fördern der Vielzahl der einzelnen Partikel in einen
Raum für eine Zeitspanne, die für die Oberflächenspannkraft ausreicht, die Partikel in die Kugelform umzuformen,
und die die Erstarrung der Partikel bewirkt, und durch Sammeln der so gebildeten Kugeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jede Klinge aus porösem Material besteht und eine den Strom berührende
Fläche aufweist, gekennzeichnet durch Zuführen des angewendeten Fluids durch die Poren und durch ihre vorgenannte
Fläche, um über oder auf dieser Fläche jeder
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ι ere schmölze
Klinge ein Fluidpolster vorzusehen, wenn sie den geschmolzenen Strom berührt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem jede Klinge eine Hinterfläche und eine Vorderfläche in einer Position aufweist,
um den Strom zu berühren, gekennzeichnet durch Zuführen des angewendeten Fluids durch die Poren der Klingen und durch
ihre Vorderflächen, um über oder auf den Vorderflächen jeder klinge ein Fluidpolster vorzusehen, wenn sie den
geschmolzenen Strom berührt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch Vorsehen einer Reihe freifallender Ströme aus
geschmolzenem kugelbildendem Material mit im wesentlichen paralleler Beziehung zueinander und durch gleichzeitiges
Berühren aller Ströme mit jeder Klinge des Zerteilrades, um die Ströme in eine Vielzahl von Partikeln abzuteilen.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch Anwenden eines feuchten, geheizten Fluids direkt auf die einzelnen Klingen des
Zerteilrades, um einen Feuchtigkeitsstrom über wenigstens einen Bereich jeder Klinge vorzusehen, wenn sie den oder
jeden geschmolzenen Strom berührt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur des verwendeten Fluids wenigstens
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über 200° F (930C) liegt.
7. Terfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Fluid aus Dampf
besteht.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Strom in eine
Vielzahl zylinderischer Partikel abgeteilt wird, wobei jeder
Partikel eine Länge aufweist, die im wesentlichen seinem Durchmesser gleicht.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln oder Kügelchen einen
kleinen Durchmesser aufweisen, z.B. in der Größenordnung
von 0,635 bis 5,08 mm.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das kagelbildende Material aus geschmolzenem Glas besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der oder jeder geschmolzene Strom auf einer Temperatur von ungefähr 1900° F (1038° C) bis ungefähr 2500° F (1371° C)
an Stellen gehalten wird, an denen der oder jeder Strom durch die Klingen des Zeiteilrades berührt wird.
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12. Vorrichtung zum Herstellen von Kugeln, gekennzeichnet durch Mittel zum liefern von geschmolzenem kugelbildendem
Material, durch eine Auslaßmündung bildende .Mittel, die mit den vorerwähnten Mitteln kommunizieren, um einen-freifallenden
geschmolzenen Strom vorzusehen, durch ein Zerteilrad, welches rotierbar unterhalb der Mittel für die Auslaßmündungen
angeordnet ist, wobei das Zerteilrad eine Anzahl Klingen einschließt, die den geschmolzenen Strom aufeinanderfolgend
berühren,, durch Mittel zum Anwenden eines Fluids auf die einzelnen Klingen des Zerteilrades, um ein Fluidpolster
auf demjenigen Bereich jeder Klinge vorzusehen, der den geschmolzenen Strom berührt, durch Mittel zum fortlaufenden
Rotieren des Zerteilrades, um im Betrieb die Klingen aufeinanderfolgend mit dem geschmolzenen Strom in Berührung
zu bringen und dadurch den Strom in eine Yielzahl von Partikeln aufzuteilen, wobei die Klingen so arbeiten, um die
Partikel in einen Raum für eine Zeitspanne zu richten bzw. zu fördern, die ausreicht, um der Oberflächenspannkraft zu
ermöglichen, die Partikel in die Kugelform umzuformen, und um das Erstarren der Partikel zu bewirken, um die
Kugeln zu bilden, und durch Mittel zum Sammeln der in fester Form befindlichen Kugeln am Ende ihrer Flugbahn.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klingen aus porösem Material bestehen.
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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingen aus Kohlenstoff bestehen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klinge eine Hinterfläche und eine Vorderfläche in
einer Stellung aufweist, um den geschmolzenen Strom zu berühren, daß Mittel zum Zuführen des Fluides durch die Poren der einzelnen
Klingen und durch ihre Vorderflächen vorgesehen sind, um ein Fluidpolster auf der Vorderfläche jeder Klinge zu bilden.
16. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 12 bis .15, zum Herstellen
von Glaskugeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisemittel eine Quelle geschmolzenen Glases umfassen,
daß das Zerteilrad eine Vielzahl von Klingen umfaßt, die um dessen Peripherie angeordnet sind, wobei jede Klinge
eine Hinterfläche und eine Vorderfläche in einer Position ^_
aufweist, um den geschmolzenen Strom zu berühren, und daß ein glasartiger Überzug auf der Hinterfläche jeder
Zerteilradklinge zur Abdichtung dieser Fläche vorgesehen
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum
Anwenden des Fluids so betreibbar sind, daß ein feuchtes, erwärmtes Fluid direkt zu den Klingen des Zerteilrades
zu deren Erwärmung-zugeführt wird.
- 6 409882/1031
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß. die Mittel für die Auslaßmündungen eine Vielzahl von Auslaßmündungen bilden,
die mit den Speisemitteln kommunizieren und in paralleler Beziehung zueinander mit Abstand angeordnet sind, um eine
Reihe freifallender geschmolzener Ströme vorzusehen, und daß jede Klinge des Zerteilrades eine Hinterfläche und eine
Vorderfläche zum gleichzeitigen Berühren mit allen Strömen aufweist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anwenden des Fluids eine koaxial zum Zerteilrad angeordnete zylinderische
Kammer umfaßt, die eine Vielzahl von Öffnungen.aufweist, ^"
die mit Abstand auf ihrem Umfang vorgesehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil jeder Klinge innerhalb der vorgenannten öffnungen
angeordnet und dem Inneren der Kammer ausgesetzt ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderische Kammer eine Dampfkammer ist, die
mit dem Zerteilrad rotierbar ist, wobei die Vielzahl der Öffnungen Schlitze umfassen, die mit Abstand auf dem Kammerumfang
angeordnet sind.
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22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerteilrad ein Paar einen Abstand voneinander aufweisende
koaxiale Scheiben einschließt, an denen die porösen Kohlenstoffklingen befestigt sind, und ferner eine zylinder!sehe
Kammer einschließt, die zwischen den genannten Scheiben angeordnet ist und mit ihnen eine im wesentlichen geschlossene
Dampfkammer bildet.
23. Vorrichtung nachn Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingen in bezug auf die genannten Öffnungen mit
Abstand winklig angeordnet sind.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12
bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Auslaßmündungen wenigstens eine Aus"laßmündung von zylinderischer
Gestalt umfassen, um einen zylinder!sehen geschmolzenen
Strom von einem Durchmesser vorzusehen, der dem der Kugeln
gleicht, und daß die Klingen des Zerteilrades derart betreibbar sind, um zur Erzeugung der zylinderischen Partikel
den Strom zu berühren, wobei die Partikel eine Länge aufweisen, die im wesentlichen ihrem Durchmesser entspricht.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis
24, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Auslaßmündungen derart ist, um Kugeln von kleinem Durchmesser zu erzeugen,
wobei die Größenordnung der Kugeln im Bereich von 0,635 bis 5,08 mm liegt.
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Lee
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| US370649A US3877914A (en) | 1973-06-18 | 1973-06-18 | Method and apparatus for making glass spheres |
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