DE803120C - Anlage zur fortlaufenden Glasherstellung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 1. MÄRZ 1951

KLASSE 32a GRUPPE

G p8p VIb j32a

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur fortlaufenden Herstellung von Glas; sie besteht in bekannter Weise aus einem Schmelzofen und einem damit in Verbindung stehenden Behälter zur Entlüftung der flüssigen Glasmasse. In dem Behälter wird die der Arbeitskammer zufließende Glasmasse erhitzt, worauf sie diesen Entlüftungsbehälter durch eine seinem Boden benachbarte Öffnung verläßt.

Bei bekannten Anlagen dieser Art dient der Entlüftungsbehälter gleichzeitig zur langsamen Abkühlung der Glasmasse und steht mit dem Schmelzofen durch ein Wehr oder eine Schwelle in Verbindung, die sich in einer der seitlichen Ofenwände befindet. Diese Anlagen sind vorgeschlagen worden, um das Auftreten von Wärmeströmungen zwischen dem Schmelzofen und dem der Entlüftung und der langsamen Abkühlung dienenden Behälter zu unterdrücken. Unter Wärmeströmungen im Sinne dieser Erfindung werden durch die Temperaturunterschiede hervorgerufene wärmeübertragende Strömungen verstanden, die einerseits von der Abkühlung der Seitenwandungen und anderseits von dem eigenen Wärmezustand jeder der verschiedenen Abteilungen herrühren, in denen das Schmelzen, das Entlüften, die langsame Abkühlung und die Verarbeitung des Glases erfolgt.

Die bekannten Anlagen der oben beschriebenen Art haben keine zufriedenstellenden Resultate ergeben, weil sich in dem Falle, daß der Entlüftungsund Abkühlungsbehälter genügende Abmessungen aufwies, um ein Qualitätsglas zu erhalten, in ihm immerhin noch bedeutende Wärmeströmungen einstellten, während in dem Falle beschränkter Abmessungen des Behälters, und/oder wenn Mittel zur schnellen Abkühlung vorgesehen waren, um eine gegenüber Wärmeströmungen widerstandsfähige Glasviskosität zu erhalten, das erhaltene Glas nicht von großer Reinheit war.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, die genannten Nachteile zu beseitigen.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß in der Anlage zwischen dem Entlüftungsbehälter und der Arbeitskammer mindestens eine der langsamen Abkühlung der Glasmasse dienende Abteilung von solcher Länge eingeschaltet, daß in ihr die Wärmeströmungen infolge eines nur kleinen Unterschiedes zwischen der Ein- und Austrittstemperatur der Glasmasse schwach verbleiben.

Die Zahl der nacheinander von der Glasmasse auf ίο ihrem Wege vom Entlüftungsbehälter zur Arbeitskammer durchflossenen Kühlungsabteilungen hängt von dem Temperaturunterschied der Entlüftung und der Verarbeitung ab, desgleichen vom Ausstoß der Anlage, vom Querschnitt dieser Abteilungen und von dem Grade ihrer Wärmeisolation.

Falls mehrere Kühlungsabteilungen nacheinander von der Glasmasse durchflossen werden, befindet sich die Verbindungsöffnung zwischen diesen Abteilungen vorzugsweise im unteren Teil der jeweils ao vorhergehenden Abteilung, und eine als Schwelle oder Wehr dienende Trennwand ist in jeder nachfolgenden Abteilung auf ihrer Eintrittsseite angeordnet.

Die Anordnung der Verbindungsöffnungen zwischen den verschiedenen Kühlungsabteilungen im unteren Teil dieser Abteilungen und die Anordnung der erwähnten Trennwand auf der Eintrittsseite der einzelnen Abteilung haben den Zweck, mit Sicherheit die Strömungsbildung zwischen den verschiedenen Abteilungen zu vermeiden.

Außerdem hat der Abzug der Glasmasse aus dem unteren Teil jeder Kühlungsabteilung die Wirkung, daß die kälteste Glasmasse, die sich infolge ihrer größeren Dichtigkeit am Grunde der Abteilung angesammelt hat, in die nächste Abteilung gelangt.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die verschiedenen Kühlungsabteilungen außen wärmeisoliert. Während der sich daraus ergebenden langsamen Abkühlung der Glasmasse finden die trotz allem in ihr zurückgebliebenen Luft- oder Gasblasen die notwendige Zeit, um sich teilweise in dem umgebenden Glas wieder aufzulösen. Außerdem verkleinert sich ihr Volumen, das ja schon infolge der Abkühlung eine Zusammenziehung erfahren hat, weiter in vorteilhafter Weise.

Mit einer Reihe von Kühlungsabteilungen, deren Volumen nur einen Teil des täglichen Ausstoßes darstellt, ist es möglich, ein ebenso reines Glas zu erhalten wie in den bisher allgemein gebräuchlichen Behältern, in welchen die langsame und fortschreitende Abkühlung den großen vorhandenen Glasmassen ebenso zu verdanken ist wie den Wärmeströmungen, die dauernd heißes Glas diesen Massen zuführen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht der Entlüftungsbehälter mit mehreren parallel versorgten Kühlungsabteilungen in Verbindung. Auf diese Weise kann man mit Hilfe einer einzigen Anlage fertiges Glas den Arbeitsorganen zuführen, die bei verschiedenen Temperaturen arbeiten oder die kein Glas gleicher Reinheit verlangen.
Die Erfindung hat auch die Abänderung be kannter Anlagen zum Gegenstand in bezug auf gewisse Besonderheiten bei der Glasmassenentlüftung.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist eine als Schwelle oder Wehr dienende Trennwand auf der Eintrittsseite im Entlüftungsbehälter angeordnet. Diese Trennwand ist von solcher Höhe, daß das Glas gezwungenerweise in dünner Schicht über diese Trennwand auf seinem Wege zur Arbeitskammer fließt.

Vorzugsweise erfolgt die Erhitzung des Glases durch die Luft, die sich oberhalb der auf der Eintrittsseite des Entlüftungsbehälters gelegenen Trennwand befindet. Dadurch, daß sich das Glas in dünner Schicht über diese Trennwand bewegt, und durch die Erhitzung dieser dünnen Schicht gelangt das von den eingeschlossenen Luft- oder Gasblasen zu befreiende Glas in jeweils kleiner Menge sicher auf die zur Entlüftung erforderliche Temperatur, und zwar über die ganze Dicke der überfließenden Schicht. Da das Glas um so heißer ist, je mehr es sich in der Nähe des Glasspiegels befindet, so nimmt der Widerstand gegen das Aufsteigen der Blasen, gegen die Höhe zu, ab.

Nach dem Überschreiten der genannten Querwand kann das Glas sofort beginnen, sich auf seinem weiteren Wege zur Arbeitskammer abzukühlen. Die Entlüftung oder das Ausscheiden der Blasen aus der Glasmasse trägt zusammen mit der Abkühlung dazu bei, daß ,das Glas auf den Grund des Entlüftungsbehälters niedersinkt, von wo es vorteilhafterweise entsprechend der Erfindung abfließt.

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, daß die Verbindungsöffnung zwischen dem Schmelzofen und dem Entlüftungsbehälter unterhalb der Schmelzzone im Ofen, d. h. unterhalb der Glaspartie liegt, die sich infolge des Schmelzens der Glasausgangsstoffe in heftiger Bewegung befindet.

Dank dieser Besonderheit gelangt das reinste Glas aus dem Schmelzofen in den Entlüftungsbehälter. Dieses Glas ist weniger heiß als das sich an der Oberfläche der flüssigen Glasmasse im Ofen befindende, welches über eine Schwelle abgezogen werden könnte. Diese geringere Temperatur ist aber bedeutungslos, weil das Glas durch die im Entlüftungsbehälter befindliche heiße Luft während der u₀ ganzen Zeit wiedererhitzt wird, in der es zwischen der Verbindungsöffnung von Ofen und Behälter bis zum höheren Niveau der festen Trennwand ansteigt, die sich in der Nähe dieser Verbindungsöffnung befindet.

Andere Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung werden an Hajid der nachfolgenden Beschreibung behandelt. Die Zeichnung stellt in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar:

Fig. ι zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Anlage gemäß der in Fig. 2 eingezeichneten Linie I-I.

Fig. 2 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Die dargestellte Anlage umfaßt einen Schmelz-

ofen, von dem ein Teil mit 2 bezeichnet ist. Dieser Ofen ist mit dem Luftaustreibungsbehälter 4 durch eine öffnung 3 verbunden, die sich unterhalb der Schmelzzone des Glases befindet. In dem Behälter 4 erfolgt die zum Austreiben der Luftblasen erforderliche Glaserhitzung durch die über dem flüssigen Glas befindliche Luftschicht. Diese Luftschicht wird beispielsweise durch einen Gasbrenner 5 erhitzt, der oberhalb einer festen Trennwand 6 angeordnet ist, die sich in der Nähe des Eintrittes in den Behälter4, also in der Nähe der Durchgangsöffnung 3, befindet. Die obere Kante der Trennwand 6 ist derart angeordnet, daß das Glas gezwungen ist, in dünner Schicht über diese obere Kante zu fließen. Die Dicke dieser dünnen Schicht beträgt beispielsweise 10 bis 20 cm. Das Glas bewegt sich weiter gegen eine Arbeitskammer 7, nachdem es vorher die seiner langsamen Abkühlung dienenden Abteilungen 8 und 9 passiert hat. Die Dicke der Trennwand 6 ist in Abao hängigkeit von der Zeit gewählt, während welcher das Glas in dünner Schicht erhitzt werden muß, um das Aufsteigen und Austreten der Luftblasen zu erlauben.

Der Behälter 4 ist mit der ersten Kühlabteilung8 durch eine öffnung 10 verbunden, die sich in Bodennähe des Behälters 4 befindet. Im Anschluß an diese öffnung 10 ist in der Abteilung 8 eine Trennwand 11 angeordnet. In ähnlicher Weise ist die erste Kühlabteilung 8 mit der zweiten Kühlabteilung 9 durch eine öffnung 12 verbunden, die sich wiederum in der unteren Hälfte der Wandung befindet, und der gegenüber in der Abteilung 9 eine Trennwand 13 angeordnet ist. In gleicher Weise ist die Abteilung 9 mit der Arbeitskammer 7 durch eine unten befindliche öffnung 14 verbunden, der gegenüber eine Trennwand 15 angeordnet ist. Aus der Arbeitskammer 7 tritt das Glas in Bearbeitungswerkzeuge 16 über, die beispielsweise aus einem Walz- oder Streckwerk bestehen.

Die der Abkühlung dienenden Abteilungen 8 und 9 sind von einem wärmeisolierenden Mantel 17 umgeben. Ein ähnlicher Mantel 18 umgibt die Arbeitskammer 7.

Jede der Trennwände 6, 11, 13, 15 kann die Rolle einer Schwelle oder eines Wehres spielen, je nachdem der unmittelbar hinter ihr befindliche Flüssigkeitsspiegel höher oder niedriger als die Trennwandoberkante ist.

Spielt die Trennwand die Rolle einer Schwelle, so hängt die Dicke der über sie fließenden Glasschicht nicht allein von der Höhe der Trennwand, sondern in gleicher Weise von dem Glasspiegel ab, der sich hinter ihr befindet, während in dem Falle, daß die Trennwand die Rolle eines Wehres spielt, die Dicke der über die Trennwand fließenden Glasschicht nicht nur von der Höhe der Trennwand, sondern in gleicher Weise von dem sich vor ihr befindlichen Glasspiegel abhängt.

Da sich die Verbindung zwischen dem Schmelzofen 2 und dem Behälter 4 unterhalb der vom geschmolzenen Glas eingenommenen Zone befindet, so kann das sich auf der Oberfläche des Ofens befindende Glas nicht in den Entlüftungsbehälter 4 übertreten. Das tatsächlich übertretende Glas ist kälter als das an der erwähnten Oberfläche befindliehe Glas, aber der Brenner 5 erhitzt es wieder, während es bis zur Höhe der Trennwand 6 aufsteigt und über diese fließt. Vorzugsweise wählt man die Verhältnisse derart, daß die Glasschicht oberhalb der Trennwand genügend dünn ist, um das Glas hier unter der Einwirkung der vom Brenner 5 ausgehenden Wärmestrahlung vollkommen zu entlüften oder von Luftblasen zu befreien, wenn es die Trennwand verläßt. Auf alle Fälle sei erwähnt, daß die Entlüftung während der ganzen Zeit fortgesetzt werden kann, in der sich das an der Oberfläche befindliche Glas gegen die Kühlabteilung 8 bewegt. Diese weitere Entlüftung erfolgt durch einen Brenner 19, der oben in der Wölbung des Behälters 4 auf der dem Brenner 5 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Durch diesen Brenner 19 wird die gewünschte Temperatur aufrechterhalten, so daß sich die Entlüftung weiter fortsetzen kann.

Jeder Teil der zu entlüftenden Glasmasse erscheint nacheinander in dem aufsteigenden Teil zwischen dem Ofen 2 und der Trennwand 6. Das Glas ist also immer wieder stark erhitzt, wenn es sich oberhalb der Trennwand befindet. Der Weg, den die Luftblasen zurückzulegen haben, um nach oben aus der Glasmasse auszutreten, wenn sich das Glas über die Trennwand bewegt, ist auf einen sehr kleinen Wert herabgesetzt, während die zu durchdringende Glashaut infolge der Erhitzung durch den Brenner 5 sehr flüssig gehalten ist.

Da das Glas von oben erhitzt wird, so nimmt seine Flüssigkeit von unten nach oben zu, was das Aufsteigen der Lu-ftblasen erleichtert. Der gleiche Erfolg kann in Verbindung mit einer ähnlichen Trennwand erreicht werden, wenn die von oben erfolgende Erhitzung an Stelle eines Brenners durch elektrische Widerstände erfolgt, die oberhalb des Glasspiegels oder im Gewölbe des Ofens angeordnet sind. Auch kann die Erhitzung mittels durchstreichender heißer Gase erfolgen.

Angenommen, daß die Entlüftung nach dem Passieren der Trennwand 6 in dünner Schicht beinahe beendet ist, kann das Volumen des Glasbades in der Entlüftungskammer verkleinert werden, was die Verkleinerung des waagerechten und des senkrechten Querschnittes des Behälters erlaubt. Infolgedessen ist die Gefahr des Auftretens von Wärmeströmungen im Entlüftungsbehälter herabgesetzt.

In dem Maße wie die Entlüftung fortschreitet, sinkt das Glas infolge der Zunahme seiner Dichtigkeit in dem Entlüftungsbehälter, um durch die untere Öffnung 10 in die Abkühlungsabteilung 8 überzutreten, wo es infolge der gegenüberliegenden Trennwand 11 gezwungen ist, wieder aufzusteigen. Die Länge dieser Abteilung 8 ist derart gewählt, um die Temperaturunterschiede zwischen ihren Enden zu beschränken und um die Wärmeströme zu verringern. Das gleiche gilt von der Länge der Abkühlungsabteilung 9. Die Anzahl der Abkühlungsabteilungen hängt von dem Unterschied der Entlüftungs- und der Arbeitstemperatur ab, ferner von dem Ausstoß der Anlage, von dem Querschnitt der

Abteilungen und von dem Grade ihrer Wärmeisolation.

Die langsame Abkühlung des Glases wird durch die Anordnung eines sehr wirksamen Wärmeschutzmantels 17 bei den Abteilungen 8 und 9 gewährleistet. Infolgedessen finden die Gasblasen, die trotz allem noch am Ende der Entlüftung in der Glasmasse zurückgeblieben sind, die notwendige Zeit, um sich in dem umgebenden Glas wieder aufzulösen; ihr Volumen, das schon infolge der Abkühlung eine Zusammenziehung erfahren hat, vermindert sich so in vorteilhafter Weise.

Es ist also möglich, mit Hilfe der Abkühlungsabteilungen, deren Volumen nur einen Bruchteil des täglichen Ausstoßes darstellt, ein ebenso reines Glas zu erhalten wie in den allgemein gebräuchlichen Behältern, in denen die langsame und fortschreitende Abkühlung von der Anwesenheit großer Glasmassen und von Wärmeströmungen abhängt, die diesen

ao Massen dauernd heißes Glas zuführen.

Der Entlüftungsbehälter 4 kann auch zwei oder mehrere Kühlungsbehälter versorgen, die in Parallelanordnung fertiges Glas von einander getrennten Arbeitskammern zuführen. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise gewählt werden, wenn die Verarbeitungsglieder mit verschiedenen Temperaturen arbeiten oder Glas verschiedener Reinheit verarbeiten.

Die Erfindung soll nicht ausschließlich auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt sein. Änderungen können hinsichtlich der Form, der Anordnung und des Aufbaues bestimmter beschriebener Elemente vorgenommen werden, unter der Voraussetzung, daß diese Änderungen nicht in Widerspruch zu den Gegenständen der unten angegebenen Ansprüche stehen.

Es versteht sich beispielsweise von selbst, daß die Erhitzung des Glases zum Zwecke der Entlüftung auch durch einen die Glasmasse durchsetzenden elektrischen Strom erfolgen kann, vorzugsweise in demjenigen Teil der Glasmasse, der zwischen der Öffnung 3 und der Trennwand 6 aufsteigt.

In gleicher Weise ist es augenscheinlich, daß der Entlüftungsbehälter 4 von einem Wärmeschutz umgeben sein kann, unter der Voraussetzung, daß die Widerstandsfähigkeit der feuerfesten Baustoffe nicht in Gefahr gerät.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Anlage zur fortlaufenden Glasherstellung mit einem Schmelzofen und einem damit in Verbindung stehenden Entlüftungsbehälter, in dem die zur Arbeitskammer abfließende Glasmasse erhitzt wird, die den Behälter durch eine seinem Boden benachbarte öffnung verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Entlüftungsbehälter (4) und der Arbeitskammer (7) mindestens eine der langsamen Abkühlung dienende Abteilung (8) von solcher Länge eingeschaltet ist, daß in ihr die Wärmeströme infolge eines nur kleinen Unterschiedes zwischen der Ein- und Austrittstemperatur der Glasmasse schwach verbleiben.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eintrittsseite der Abteilung (8) eine als Schwelle oder Wehr dienende Trennwand (11) fest eingebaut ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle mehrerer in der Glasflußrichtung hintereinanderliegender Kühlungsabteilungen (8, 9) ihre Verbindung durch eine in Bodennähe liegende öffnung (10, 12) der jeweils vorhergehenden Abteilung erfolgt und daß auf der Eintrittsseite jeder nachfolgenden Abteilung eine als Schwelle oder Wehr dienende Trennwand (11, 13) fest eingebaut ist.
4. 4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlungsabteilungen außen wärmeisoliert sind.
5. 5. Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskammer (7) außen wärmeisoliert ist.
6. 6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallelliegende Kühlungsabteilungen an den Eiitlüftuiigsbehälter angeschlossen sind.
7. 7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eintrittsseite im Entlüftungsbehälter (4) eine Trennwand (6) von solcher Höhe angeordnet ist, daß die Glasmasse nur in dünner Schicht über die Trennwand auf ihrem Wege zur Arbeitskammer fließt.
8. 8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der zu entlüftenden Glasmasse durch die über ihr befindliche Luft bis zu dem Augenblick bewirkt ist, wo sie die Trennwand (6) passiert hat.
9. 9. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine solche Höhe der Trennwand (6), daß die sie überfließende Glasschicht genügend dünn ist, um unter der Einwirkung der über ihr befindlichen Heizung im wesentlichen vollkommen entlüftet zu werden.
10. 10. Anlage nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (3) zwischen dem Schmelzofen und dem Entlüftungsbehälter unterhalb der Schmelzzone liegt.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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