DE2818212C3 - Verfahren zum Vereinzeln eines Glasschmelzflusses in einzelne Glasposten und Glasspeiser zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Vereinzeln eines Glasschmclzflusscs in einzelne Glasposten für die Weiterverarbeitung sowie einen Glasspeiser zur Durch-

^w> führung des Verfahrens.

Glusspciser sind allgemein erforderlich, um einen aus einer Glasschmelze kommenden, kontinuierlichen Schniclzstrom in die Form von einzelnen Glastropfen oder GlasposlcM i.u unterteilen, wie sie beispielsweise

¹⁾¹ zur Weiterverarbeitung zu Glasgcgenständcri in dafür vorgesehene (ilasverarbcitungsmasehincn benötigt werden. Bei einer Art von Ausführungsforrn solcher Cilasspeiser IaUt man den /ähriüssigcn Glasslroiii

kontinuierlich aus der Austrittsöffnung eines Speiserrohres austreten und schneidet von ihm unterhalb des Speiserrohres in bestimmten Zeitabständen mittels einer Glasschere einzelne Glastropfen von dem Strang ab. Es ist einleuchtend, daß bei diesem Verfahren die Größe der einzelnen Glasposten unter anderem von der Schnittfrequenz, dem Austrittsquerschnitt des Speiserrohres und von der Viskosität der Glasmasse abhängt. Bei gegebener i ropfenfrequenz, d. h. Tropfenzahl in Zeiteinheit, und gegebenem Austrittsquerschnitt des Speiserrohres muß die Tropfengröße über die Viskosität des Glases gesteuert werden. Einmal ist die Genauigkeit dieser Steuerung begrenzt, zum anderen muß bei absinkender Tropfenfrequenz, beispielsweise bei verringerter Maschinengeschwindigkeit, die Viskosität des Glasflusses erhöht werden, weil sich der Austrittsquerschnitt des Speisers meist nicht beliebig ändern läßt. Bei sehr geringen Tropfenfrequenzen ist die Erhöhung der Viskosität des Glases unter anderem deshalb erforderlich, damit der Glasstrang zwischen dem Abschneiden eines Tropfens und dem Aufstoßen des folgenden Postens gehalten werden kann. Dieses Verfahren ist jedoch nur bis zu einer bestimmten Tropfenfrequenz herab durchführbar.

Sollen andererseits größere Posten bei begrenztem Rinnendurchsatz gebildet werden — z. B. 8 kg Tropfen bei 20 to/24 Stunden Durchsatz — ist es erforderlich, zwischen der Bildung von zwei Posten das Glas ablaufen zu lassen, weil es durch die Saugwirkung des Plungers nur eine begrenzte Zeit gehalten werden kann. Der Anteil dieses Nachlaufglases kann mehr als die Hälfte des Gesamtdurchsatzes der Rinne betragen, wodurch dieses Verfahren sehr teuer und unwirtschaftlich wird.

Den Speiseraustritt zwischenzeitlich zu verschließen, ist mit technischen Schwierigkeiten verbunden und würde, beispielsweise durch örtliche Abkühlungen, die Weiterverarbeitung des Glases unmöglich machen oder zumindest die Qualität der hergestellten Glasgegenstände stark beeinträchtigen.

Es sind zwar auch Verfahren bekannt, bei welchen größere Glasposten durch Saugen aus der Glasoberfläche oder aus einem Auslaufring gebildet werden, wie beispielsweise in der DE-PS 2161 858 beschrieben, die nach diesen Verfahren hergestellten Glasposten lassen sich aber nur begrenzt weiterverarbeiten, weil sie infolge starker Abkühlung der Außenhaut des Postens durch die Saugform für ein sich anschließendes Schleuderverfahren oder Pressen nur teilweise geeignet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bilden von Glasposten aus einem Schmelzfluß zu schaffen, mit dem es möglich ist, den aus einem Speiserrohr kontinuierlich austretenden Schmelzstrom ohne in den Glasstrom eingreifende oder diesen unterbindende mechanische Mittel in bestimmten Mengen zwischenzuspeichern und in einem großen Spielraum beliebig wählbaren Postengrößen periodisch in Tropfenform abzurufen. Das Verfahren soll ferner möglichst unbeeinflußt von der Viskosität des geschmolzenen Glases sein. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, einen zur Durchführung des angestrebten Verfahrens geeigneten Glasspeiser /u schaffen.

Verfahrensmäßig wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Glasstrom in einen mit einer unteren Austritisöffnung versehenen Zwischonspeichcrraum laufen läßt, auf die sich in diesem Zwischenspeicherraum ansammelnde Glasmasse periodisch wechselnde, der auf die Glasmasse wirkenden

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Schwerkraft entgegenarbeitende, die Glasmasse zurückhaltende Massenkräfte ausübt und in phasenverminderter, zurückhaltender Massenkräfte jeweils einen Glasposten durch Schwerkraftwirkung aus dem Zwischenspeicherraum austreten läßt. Dieses Verfahren kann zusätzlich dadurch unterstützt werden, daß man den auf die im Zwischenspeicherraum angesammelte Glasmasse wirkenden Umgebungsdruck ebenfalls periodisch ändert.

Die die Glasmasse zurückhaltenden Massenkräne werden zweckmäßigerweise in Form von Zentrifugalkräften durch Rotierenlassen des Zwischenspeicherraumes erzeugt und ihre periodische Änderung durch Änderung der Drehzahl des Zwischenspeicherraumes bewirkt. Während der vollen Wirksamkeit der Zentrifugalkräfte kann man die Zurückhaltewirkung auf die Glasmasse vorteilhafierweise durch ein gewisses Vakuum in dem Zwischenspeicherraum erhöhen, wie man andererseits ein schnelles Ausstoßen der Glasposten bei verminderter bzw. ausgeseL_v.'.T Zentrifugalkraft durch Erhöhung des Innendruck :-s in dem Zwischenspeicherraum unterstützen kann.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein't-τ unterhalb der Austrittsöffnung des stationären Speiserrohres einer Speiserrinne angeordneten, rotierbar gelagerten und mit einem variablen Drehantrieb versehenen, um eine vertikale Drehachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Zentrifugalbehälter mit einer oberen zentralen Eintrittsöffnung, einer unteren zentralen Austrittsöffnung sowie einem zwischen diesen Öffnungen zu einer Zentrifugalkammer erweiterten Innenraum, der an seinem unteren Ende zur Austrittsöffnung hin verjüngt ist

Die Verjüngung am unteren Ende der Zentrifugalkammer ist erforderlich, um nach Abtrennen eines Tropfens bei wiedereinsetzender Zentrifugalkraft durch Rotation des Behälters die Glasmasse oberhalb der Schnittstelle des Tropfens nach oben in die Zentrifugalkammer zurückwandern zu lassen. Durch diese Ausbildung *ird die Austrittsöffnung des rotierenden Speisers nach Abtrennen eines Tropfens jeweils wieder freigehalten und es tritt kein Nachlaufglas aus dem Speiser aus.

Zur besseren Strömungsführung und zum eventuell erforderlichen Druckabschluß der Zentrifugalkammer werden innerhalb dieser vorteilhafterweise einige Einbauten vorgesehen. So ist es zweckmäßig, im Abstand von der oberen Begrenzungsfläche der Zentrifugalkammer eine Schleuderplatte vorzusehen, deren Durchmesser jedoch etwas geringer als der Durchmesser der Zentrifugalkammer in der gleichen Ebene ^rcir. muß. Diese Schleuderplattc begrenzt einen radialen Strömungsraum von der Eintrittsöffnung zur Außenwand der Kaj.imer hin. Durch den duTch die Durchmesserdifferenz zwischen Kammer und Schleuderplatte gebildeten Ringspalt kann die Glasmasse dann entlang der Außenwand der Kammer in deren unteren Teil absinken. Die Schleuderplatte verhindert, daß flüssiges Glas von der Eintrittsöffnung unmittelbar in den zentralen Raum der Kammer und von dort direkt zur Austrittsöffnung gelangen kann. Bei einer speziellen Ausführungsform kann die Schleuderplatte an ihrer Oberseite mit einer zentralen Wulst versehen sein, die dazu dient, den auftretenden Glasstrom allseitig im stetigen Übergang in eine radiale Richtung umzulenken. Bei einer anderen Ausführungsform besitzt die Schleuderplattc anstelle der Wulst an der gleichen Stelle

eine muldenartige Vertiefung, so daß das Speiserrohr verhältnismäßig dicht an die Schleuderplatte herangeführt werden kann, um die in der Mulde befindliche Glasmasse einzutauchen.

Als weiterer zweckmäßiger Einbau wird eine im ^r> wesentlichen horizontal angeordnete Leitplatte oberhalb der Austrittsöffnung vorgesehen. An ihrer Unterseite ist die Leitplatte so ausgebildet, daß sie in einem im wesentlichen konstanten Abstand von der vorzugsweise konisch ausgebildeten, verjüngten Bodenfläche der Zentrifugalkammer verläuft. Durch den Boden der Zentrifugalkammer und die Unterseite der Leitplatte wird ein kegelstumpfartiger Austrittskanal begrenzt. Dieser Austrittskanai bewirkt, daß bei Aussetzen der Zentrifugalkraft stets gleiche Strömungsverhältnisse im i^r> Austrittsbereich gewährleistet sind. Ferner bildet dieser Kanal, der zumindest in seinem oberen Bereich stets mit Glasmasse gefüllt ist. einen Druckabschluß zwischen der Austrittsöffnung und dem Innenraum der Zentrifugalkammer. An ihrer Oberseite ist die Leitplatte zweckmä- -'< > ßigerweise eben ausgebildet, damit sich beim Aussetzen der Zentrifugalkraft Glasmasse von ihr ablegen und bei wiedereinsetzender Zentrifugalkraft ungehindert zur Seitenwand der Zentrifugalkammer hin wandern kann.

Die Schleuderplattc und die Leitplatte können durch .'■"> radiale Stege an der Wand der Zentrifugalkammer befestigt sein.

Während der Rotation des Zentrifugalbehälters iegt sich die Glasmasse an die Seitenwände der Zentrifugalkammer an und nimmt mit ihrer Innenoberfläche die '" Gestalt eines Paraboloids an. Um eine etwa gleiche Glasmassenverteilung an der Wand der Zentrifugalkammer zu erhalten, kann diese so ausgebildet sein, daß ihr Durehmesser von unten nach oben etwa in gleicher Weise wie derjenige der Paraboloidoberfläche zu- <'■ nimmt.

Insbesondere wenn der Innenraum der Zentrifugalkammer mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt werden soll, ist es erforderlich, den Raum um die Austrittsöffnung des Speiserrohres und die Eintrittsöff- ⁴ⁿ nung des Zentrifugalbehälters herum gegen die umgebende Atmosphäre abzudichten, indem mau zwischen der Oberseite des Zentrifugalbehälters und den stationären Bauteilen um das Speiserrohr herum eine Dichtung vorsieht. Diese Dichtung kann zweckmä- ^4> ßigerweise als eine Labyrinthdichtung oder in Form eines aufblasbaren Schlauches ausgebildet sein. Soll die Zentrifugalkammer mit wechselndem Innendruck beaufschlagt werden, so müssen die Lufteintrittsrohre bzw. die Absaugrohre an einer Stelle in die Kammer "'" einmünden, die nicht mit Glasmasse in Berührung kommt. Am zweckmäßigsten führt man die Lufteintrittsrohre so, daß sie dicht neben der Eintrittsöffnung von oben in den Behälter und bis durch die Schleuderplatte hindurchführen, um an deren Untersei- " te in den Innenraum der Zentrifugalkammer zu münden. Diese Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß keine umlaufenden, abzudichtenden Luftanschlüsse an den Zentrifugalbehälter vorgesehen werden müssen, wenn die oberen Enden der Lufteintrittsrohre von dem ^M abgedichteten Raum zwischen Oberseite des Zentrifugalbehälters und dem Speiserrohr ihren Ausgang nehmen und der Druckluft- bzw. Vakuumanschluß stationär in der Konstruktion um das Speiserohr herum vorgesehen wird. ^b5

Schließlich kann es erforderlich sein, den Mantel des Zentrifugalbehälters mit Heizeinrichtungen Material, verse Edelmetallegierung, um die in der Zentrifugalkammer zwischengespei elektrische Strom Glasmass in etwa in einem konstanten Viskositätszustand zi halten und unerwünschte Abkühlungen an den Wändei der Kammer zu vermeiden. Die Hcizeinrichtunger können beispielsweise aus unterhalb der Kammcrwan angeordneten Heizspiralen oder aus in die Kammci hineinragenden Elektroden bestehen. Die StromzufUh rung zu diesen Heizeinrichtungen erfolgt zweckmä ßigerweise durch an dem Zentrifugalbehälter angebrachte, mitrotierende Stromabnehmer, die in zwei ringförmige Kanäle eintauchen, welche mit Salz- odci Metallschmelze gefüllt sind, die ihrerseits wiederum mit zwei stationären Zuleitungselektroden in Verbindung stehen.

In manchen Fällen kann es erforderlich sein, einen unter die Austrittsöffnung schwenkbaren Brenne vorzusehen, der während der Pausenzeiten des Glas speiscrs die Austrittsöffnung warm hält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eine Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die Zeichnun gen nochmals näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein vertikaler Schnitt für eine beispielhafte Darstellungsform eines erfindungsgemäßen Glasspei sers und

Fig. 2 ein vertikaler Schnitt durch einen Teil des Glasspei.'ers, gemäß Fig. 1, jedoch mit einer anderen Ausführun^sform der Schleuderplatte und der Dich lung.

Durch das Speiserrohr 9 fließt die Glasmasse 22, begrenzt durch die obere Begrenzungsfläche 25, über den zentralen Wulst 26 oder die zentrale Mulde 27, die Schleuderplatte 7 und durch die öffnung 8 in die Zentrifugalkammer 24. Diese wird umschlossen vom Zentrifugalbehälter 3, welcher durch das Lager 2 im stationären Gehäuse 6 abgestützt ist und durch den nicht dargestellten Antrieb über die Riemenscheibe 1 in Rotation versetzt wird. Durch die Zentrifugalkräfte wird die Glasmasse 22 von der Mittelachse wegbewegt und ihre innere, der Zentrifugalkammer 24 zugewandte Oberfläche bildet ein Paraboloid 18, 19, dessen Gestall von der Drehzahl des Zentrifugalbehälters 3 abhängt

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gehörenden Paraboloid 18 und dem zur kleineren Drehzahl gehörenden Paraboloid 19 wird Glasmasse gespeichert. Die gespeicherte Menge kann im in der Fig. 1 dargestellten Beispiel IO kg und mehr betragen. Wenn soviel Glasmasse eingeströmt ist, daß ihre innere Oberfläche das Paraboloid 18 bildet, wird die Drehzah verringert und über den Druckluftanschluß 12, Verbin dungskammer 11 und -rohre 10 der Druck in 4er Zentrifugalkammer 24 erhöht. Die zurückhaltenden Massenkräfte werden bei verringerter Drehzahl kleiner die Glasmasse strömt über den Außenrand der Leitplatte 13, durch die Öffnungen 21 über die verjüngte Bodenfläche 28 und durch die Austrittsöffnung 17 nach außen. Die Ausströmgeschwindigkeit wird durch den Oberdruck in der Zentrifugalkammer 24 erhöht Wenn eine ausreichend große Glasmasse ausgetreten ist wird der Glasposten mit bekannten Mitteln abgeschnitten gleichzeitig die Drehzahl gesteigert und in dei Zentrifugalkammer über den Druckluft- und Vakuum anschluß 12 ein Unterdruck hergestellt Der Raum K und die damit verbundene Zentrifugalkammer 24 werden mittels Labyrinthdichtung 15 und/oder aufblasbarem Schlauch 20 nacli außen abgedichtet.

Die Innenwand 23 des Zentrifugalbehälters 3 ist mi einem elektrisch leitenden Material, z. B. einer Edelme tallegierung ausgekleidet und elektrisch beheizt Der

elektrische Strom wird dabei über umlaufende .Stromabnehmer 14. Salz- oder Metallbad 4 und Leiter 5 zugeführt. Natürlich ist auch jede andere Ik'heiztingsart, z. B. mittels Eleklrmlru, anwendbar. Die Innenwand 23 des Zentrifugalbehälters 3 besteht dann aus einem nicht oder nur sehr wenig leitenden nichtmetallischen

Material.

Die Austrittsöffnung 17 ist bedarfsweise in der Zeit zwischen dem Ausstoßen zweier Glasposien mittels Heizelement 29, das ein Gasbrenner oder Strahler sein kann, beheizbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vereinzeln eines Glasschmelzflusses in einzelne Glasposten für die Weiterverarbeitung, bei dem man einen Glasstrom aus einer Speiserrinne austreten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Glasstrom in einem mit einer unteren Austrittsöffnung versehenen Zwischenspeicherraum laufen läßt, auf die sich in diesem Zwischenspeicherraum ansammelnde Glasmasse periodisch wechselnde, der auf die Glasmasse wirkenden Schwerkraft entgegenarbeitende, die Glasmasse zurückhaltende Massenkräfte ausübt und in Phasen verminderter zurückhaltender Massenkräfte jeweils einen Glasposten durch Schwerkraftwirkung aus dem Zwischenspeicherraum austreten läßt.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß man die zurückhaltenden Massenkräfte bzw. bei der Postenabgabe die Schwerkraft durch Änderung des auf die Glasmasse im Zwischcnspcicherraum wirkenden Umgebungsdruckes unterstützt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Massenkräfte in Form von Zentrifugalkräften durch Rotierenlassen des Zwischenspeicher! aurncs erzeugt und ihre periodische Änderung durch Änderung der Drehzahl des Zwischenspeicherraumes bewirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die die Glasmasse zurückhaltenden Zentrifugalkräfte durch Unterdruck im Zwischenspeicherraum und/oder die bei der Postenabgabe wirksam werdende Schwerkraft durch Überdruck im Zwischenspeicherraum unterstützt.

5. Glusspeiscr /ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I bis 4. gekennzeichnet durch einen unterhalb der Ausirittsöffnung des stationären .Speiserrohres 9 einer Speiserrinne angeordneten, rotierbar gelagerten und mit einem variablen Drehantrieb versehenen, um eine vertikale Drehachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Zcntrifugalbchältcr (3) mit einer oberen, zentralen Eintriltsöffnung (16), einer unteren zentralen Austrittsöffnung (17) sowie einem /.wischen diesen Öffnungen (16,17) zu einer Zcntrifugalkammcr (24) erweiterten Inncnraum, der an seinem unteren linde /ur Austrittsöffnung (17) hin verjüngt ist.

6. Glasspeiser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zcnlrimgalkainmcr (24) im Abstand von der oberen Bcgrcn/ungsflächc (25) eine Schlciidcrplatlc (7) angebracht ist, deren Durchmesser geringer ist, als der Durchmesser der Zcnlrifugalkiiutincr (24) in der gleichen Ebene.

Γ-. Glasspeiser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlcudcrplaltc (7) an ihrer Oberseite unterhalb der Auslrillsöffnting des Speiserrohres (9) mit einer zentralen Wulst (26) zum stetigen Umlenken des zufließenden Glasstromes in eine radiale Richtung versehen ist.

K. Cilasspeiser nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, dilß die Schleuderplatle (7') an ihrer Oberseite unterhalb der Austriltsöffniing des Speiserrohres (9) mit einer zentralen Mulde (27) versehen ist.

9. Cilasspeiser nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der /cntrifngalkani

mer (24) oberhalb deren Austrittsöffnung (17) eine Leitplatte (13) angebracht ist, deren Unterseite etwa in konstantem Abstand von der verjüngten Bodenfläche (28) der Zentrifugalkammer (24) verläuft.

10. Glasspeiser nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Zentrifugalkammer (24) in etwa entsprechend dem sich bei Rotation des Zentrifugalbehält<:rs (3) einstellenden Paraboloid (18,19) der Glasmasse (22) von unten nach oben entweder stetig oder in Abstufungen zunimmt.

11. Glasspeiser nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Raumes um die Eintrittsöffnung (16) des Zentrifugalbehälters (3) und das stationäre Speiserrohr (9) gegenüber der umgebenden Atmosphäre zwischen der Oberseite des rotierenden Zentrifugalbehälters (3) und der Unterseite der Umbauung des Speiserrohres (9) eine Dichtung vorgesehen ist.

12. Glasspeiser nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Labyrinthdichtung (15) ausgebildet ist.

13. Glasspeiser nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem aufblasbaren Schlauch (20) besteht.

14. Glasspeiser nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrifugalbehälter (3) Lufteintrittsrohre (10) vorgesehen sind, die unterhalb der Schleuderplatte (7) in die Zentrifugalkammer (24) münden.

15. Glasspeiser nach Anspruch 14 und einem der Ansprüche Il bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsrohre (10) mit ihren äußeren Enden in den abgedichteten Raum zwischen Zentrifugalbehälter (3) und Speiserrohr (9) münden, und daß dieser abgedichtete Raum mit stationär in der Umbauung des Speiserrohres (9) angeordneten Druckluft- bzw. Vakuumanschlüssen (M₁12) versehen ist.

16. Glasspeiser nach einem des Ansprüche 5 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Zentrifugalbehälters (3) um die Zentrifugalkammcr (24) herum aus wärmeisolicrcnden und hiizebcständigcii Werkstoffen bestehen.

17. Glasspeiscr nach einem der Ansprüche 5 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wänden des Zcntrifugalbchälters (3) Heizeinrichtungen vorgesehen sind.

18. Glasspeiser nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Heizeinrichtungen vorgesehen sind, die über in einem stationären Sal/bad (4) umlaufende Stromabnehmer (14) an Zcntrifugalbchäl(cr()) elektrisch gespeist sind.