DE864620C

DE864620C - Ofen zur Waermebehandlung von fluessigem oder geschmolzenem Gut, z. B. Glas

Info

Publication number: DE864620C
Application number: DES23134A
Authority: DE
Inventors: Pierre Arbeit
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1950-05-16
Filing date: 1951-05-13
Publication date: 1953-01-26
Also published as: FR1018507A; BE503289A; GB693072A; NL161098C

Description

Die Erfindung betrifft Öfen zur Wärmebehandlung von Gut in flüssigem Zustand, welches einen so hohen Viskositätsgrad besitzt, daß dieser Bewegungen der Gutsbestandteile entgegenwirkt.

Sie ist insbesondere anwendbar auf Öfen, in welchen das darin behandelte Gut durch die Einwirkung einer Wärmequelle, die sich oberhalb der zu behandelnden Masse befindet, in zähflüssigem Zustand übergeführt wird, wie beispielsweise Flammöfen, bei welchen zwar die obersten Schichten der Masse leicht durch die Strahlungswärme, die unteren Schichten jedoch in schwierigerer Weise durch Wärmeleitung erhitzt werden und sich, wegen ihrer Viskosität nicht gegen die Oberflächenschichten austauschen können, um derart an der Erhitzung durch die Strahlungswärme teilzunehmen.

Die Erfindung ist ferner anwendbar auf öfen, bei denen die Zähflüssigkeit des darin behandelten Guts so groß ist, daß sie einer schnellen Erneuerung der Schichten durch die Konvektionsströme entgegenwirkt, welche durch die Kühlwirkung der Wandungen oder durch Temperaturunterschiede zwischen gewissen Teilen des Bades hervorgerufen werden.

Die Erfindung besteht darin, daß an gewissen Punkten des Ofens in der in Behandlung befindlichen flüssigen Masse mittels einer oder mehrerer umlaufender, mit Schraubenflügeln oder geneigten Schaufeln ausgerüsteter Rührvorrichtungen, deren

UmlaufsweMe sich durch ,die Ofensohle hindurch erstreckt, ein vertikaler oder im wesentlichen vertikaler Strom erzeugt wird.

Die Erfindung betrifft, insbesondere- die Änwendung dieser Maßnahme auf ■ Öfen "zur Behandlung von Glas und glasigen Stoffen zwecks-Ausnutzung

.', der Vorteile, die sich hierdurch gerade für diesen Fall ergeben. Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf dieses Anwendungsgebiet beschrieben werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Drehsinn der Rührvorrichtung so gewählt, daß diese bestrebt ist, die ihrer Einwirkung ausgesetzten Glasschichten von unten nach oben zu bewegen, um sie derart nach "der Oberfläche hin zu leiten und sie dort beispielsweise der Strahlung der Flammen und des Gewölbes in der Zone des Ofens auszusetzen, die oberhalb der durch die Rührvorrichtung bestrichenen Zone liegt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird mit einem dem vorstehend beschriebenen entgegengesetzten Drehsinn der Rührvorrichtung gearbeitet. In diesem Fall werden die Oberflächenschichten, die bereits durch Strahlung auf eine hohe Temperatur erhitzt worden sind, -nach den kälteren Schichten, hin gefördert und an der-Oberfläche durch Glas, weikhes aus diesen kälteren Schichten stammt, ersetzt.

Gemäß der Erfindung können an gewissen Punkten des Ofens Rü'hrvorrichtungen vorgesehen werden, die zu den anderen in entgegengesetztem oder auch in gleichem Sinn, jedoch _mit_entgegengesetzter Steigung der Rührorgane umlaufen. Hierdurch ist es möglich, die Oberflächensitröme in vorbestimmten: Richtungen zu orientieren.

In allen diesen Fällen ergibt sich eine Erneuerung der Oberflächenschichteri, durch welche, da demzufolge die gesamte Masse der Strahlung des Ofens ausgesetzt wird, das Fertigwerden des.Guts beschleunigt und andererseits "eine mechanische Durchmischung desselben bewirkt wird, welche es homogenisiert. -■■_.".'._'

Allgemein gesagt, können die Rührvorrichtungen in allen Zonen des. Ofens vorgesehen werden, in denen von ihrer Wirkung Gebrauch gemacht werden soll, beispielsweise in den Bereichen, in welchen das Schmelzen, die Läuterung und die Fertigbehandlung der Schmelze erfolgt.

Da die Wirkung der Rührvorrichtung um so größer ist, je beschränkter das Volumen des Guts ist, auf welches sie einwirkt, besteht ein weiteres Merkmal¹ der Erfindung darin, daß die Zonen, in welchen eine oder eine Mehrzahl von Rührvorrichtungen arbeiten sollen, durch beispielsweise in der Querrichtung des Ofens angeordnete Mauern begrenzt werden. So kann insbesondere durch solche Mauern einAbteil des Ofens abgeschlossen werden, In welchem die Läuterung erfolgt und in diesem Abteil Rührvorrichtungen vorgesehen werden.' Die durch die Rührvorrichtungen ' erzeugten Ströme sind um so schneller, je begrenzter die Oberfläche dieses Abteils ist. Die Verbindung' mit den Nach-'barabteilen kann entweder durch einen Überlauf oder über eine in einem bestimmten Niveau'vorgesehene Öffnung erfolgen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Höhenlage der Rührvorrichtungen verstellbar sein, um sie so für die angestrebte Bewegung von Schichten von verschiedener Dicke und Tiefe einzustellen. Auf diese Weise kann z. B. die Eintauchtiefe der einen oder mehrerer Rührvorrichtungen geregelt werden, um ihrer Wirkung auf einem gewissen Bereich die tiefsten und wegen ihrer besonders großen Zähflüssigkeit am wenigsten beweglichen Schichten entziehen zu können.

Ferner kann die Rührvorrichtung, um die Schichten, zwischen denen der Austausoh erfolgen soll, besser abzugrenzen, von einem in das Glas eingetauchten Rohr umgeben werden, dessen. Enden die Höhenlagen begrenzen, in welchen das Glas angesaugt und gefördert wird.

Die Rührvorrichtung, ihre Welle und gegebenenfalls das Rohr bestehen aus einem Baustoff, der so wenig wie möglich durch das Glas angreifbar ist, beispielsweise aus amorpher Kohle, Graphit oder gewissen Metallen, wie Molybdän. Da diese Körper gute elektrische Leiter sind, können sie ■gleichzeitig als Elektroden oder Widerstände verwendet werden und derart ihrer . mechanischen Wirkung eine Wärmewirkung überlagern.

Nachstehend wird lediglich beispielsweise und ohne daß die Erfindung hierauf begrenzt sein soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Abbildungen beschrieben, welche im Vertikalschnitt und Jm Profil eine Vorrichtung nach der Erfindung veranschaulichen.

Mit ι ist das Glasbad und mit 2 der Spiegel desselben bezeichnet, das sich- in einem Behälter befindet, dessen Boden mit 3 bezeichnet ist. Die Rührvorrichtung besteht aus einem Körper 4 aus Graphit, der beispielsweise mittels, einer Graphitschraube an einer vertikalen Welles befestigt ist. Die horizontalen Kanten dieses Graphitkörpers sind nach geneigten Ebenen 6, die so orientiert sind, daii sie das< Glas je nach der Drehbewegung der Welle 5 nach oben oder nach unten fördern, ausgenommen. Die Welle 5 ist in einer Büchse 7 gelagert, die ebenfalls ausi Graphit besteht und, von einem kastenartigen Metallkörper 8 umgeben, in die Ofensohle eingebettet ist. Der Kasten 8 wird von einem Wasserstrom durchflossen und hierdurch die Abdichtung bewirkt, indem durch die Kühlung das Glas zwischen der Buchse und der Ofensohle zum Erstarren gebracht wird. Das untere Ende der Welle 5, das vierkantig ausgebildet ist, ist zwischen zwei durch einen Bolzen 11 miteinander verbundenen Teilen 9 und 10 gekapselt und durch eine biegsame Kupplung mit einer Metallwelle 15 verbunden, der durch einen beliebigen, nicht dargestellten Motor eine Drehbewegung erteilt wird. Diese Kapselung ermöglicht gleichzeitig die Drehbewegung der Welle 5 wie die Aufnahme vertikaler Kräfte in Richtung von unten nach oben, die infolge der Dichteunterschiede zwischen dem Graphit und dem Glas auftreten konnten. Die biegsame Kupplung besteht

aus einem Körper 12, der mit zwei biegsamen vertikalen dünnen Platten 13 und 14 verbunden ist, die in zueinander rechtwinkligen Ebenen liegen. Sie ermöglicht eine Drehung der WeHe 5 selbst dann,, wenn ihre Achse nicht genau in der Verlängerung der Motorachse 15 liegt. Die Drehung der Welle 5 in der Buchse 7 erfolgt, da beide Teile aus Graphit bestehen, ohne Schwierigkeit. Jedoch hat es sich, um den Verschleiß herabzusetzen und einen Austritt von Glas zu verhindern, als zweckmäßig erwiesen, die Welle 5 in einem Bad von geschmolzenem Zinn umlaufen zu lassen·, welches bekanntlich eine größere Dichte besitzt als d'as Glas und sich nicht mit diesem mischt. Zu diesem Zweck wird an das untere Ende der Buchse 7 ein mit einem Kragen 17 versehenes Metallrohr 16 angefügt, welches in einer abgeschrägten Kante endet, an die ein Metallgehäuse 18 angeschlossen ist. Dieses Metallgehäuse, welches auf einer Temperatur von wenigstens 220⁰ C gehalten wird, ist ebenso wie der Zwischenraum zwischen der Welles und der Buchse 7 mit geschmolzenem Zinn gefüllt, das durch die in geeigneter Weise beheizte Röhre 19 eingeführt wird. Der Spiegel des Zinns wird so eingestellt, daß er das obere Ende der Buchse 7 nicht übersteigt. In der Buchse 7 ist eine kreisförmige Kammer 20 vorgesehen, die hinreichend groß ist, um zu bewirken, daß die möglichen Schwankungen des Zinnspiegels nicht sehr erheblieh sind. Die Abdichtung der Buchse 21, durch welche die Welle 11 hindurchgeht, kann ohne große Schwierigkeiten erfolgen, da diese Welle nur einen geringen Durchmesser von einigen Zentimetern zu besitzen braucht. Das Gehäuse 18 wird durch geeignete Beheizung auf einer solchen Temperatur gehalten, daß das Zinnbad' flüssig bleibt, um die Drehbewegung der darin eingetauchten Organe zu ermöglichen. Die Welle 5 läuft also in einem flüssigen Bad um, welches die Wirkung eines Schmiermittels besitzt und jeden Verschleiß verhindert. Das Gehäuse 18 wird hinreichend tief ausgebildet, um eine Höhenverstellung der Welle 6 zu ermöglichen.

Claims

Patentansprüche:

1. Ofen zur Wärmebehandlung von flüssigem oder geschmolzenem Gut, z. B. Glas, dadurch gekennzeichnet, daß an gewissen Stellen des Ofens in diesem eine oder mehrere umlaufende Rührvorrichtungen (4) mit Schraubenflügeln oder geneigten Schaufeln, dessen oder deren Umlaufwellen (5) sich durch die Ofensohle (3) hindurch erstrecken, angeordnet sind, die auf den flüssigen Ofeninhalt einwirken und innerhalb desselben eine vertikale oder im wesentlichen vertikale Strömung erzeugen.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Rührvorrichtung in einem solchen Sinn erfolgt, daß die Rührorgane (4) eine aufsteigende Bewegung der sie umgebenden Flüssigkeit hervorrufen.

3. Ausführungsform des Ofens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Rührvorrichtung eine solche ist, daß eine absteigende Bewegung der die Rührorgane (4) umgebenden Flüssigkeit hervorgerufen wird.

4. Ofen nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Kombination eines oder mehrerer in einem Sinn umlaufenden Rührvorrichtungen mit einer oder mehreren in. gegenläufigem Sinn umlaufenden oder mit Rührorganen gegenläufiger Steigung ,ausgerüsteten Rührvorrichtungen.

5. Ofen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage wenigstens einer der Rührvorrichtungen (4) regelbar ist.

6. Ofen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere Rührvorrichtungen (4) als Elektroden oder Widerstände ausgebildet sind.

7. Anwendung des Ofens nach Anspruch 1 bis 6 zum Erschmelzen und zur Behandlung von Glas.

8. Ofen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen, in welchen die eine oder mehrere Rührvorrichtungen einwirken, durch beispielsweise in der Querrichtung des Ofens angeordnete Wandungen begrenzt sind.

9. Rührvorrichtung für öfen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einer Röhre umgeben ist, deren Höhe zwecks Einstellung der Höhe des Eintritts und des Austritts der durch sie erzeugten Gutsströme regelbar ist.

10. Rührvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Welle (5) in einem in die Ofensohle (3) eingebetteten Lager

(7) umläuft, dessen Abdichtung zwischen der Welle und dem Lager gegen den flüssigen Ofeninhalt, z. B. Glas, durch geschmolzenen Zinn erfolgt.

11. Rührvorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Vermeidung des Verschleißes und Verhinderung eines Austretens von. geschmolzenem Glas der untere Teil der Welle (5) in einem Bad aus geschmolzenem Metall von niedrigem Schmelzpunkt, welches eine höhere Dichte besitzt als das Glas und auf dieses nicht einwirkt, beispielsweise Zinn, umläuft.

12. Rührvorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad aus geschmolzenem Metall in einem Behälter (18), ■der den untersten Teil der Welle (5) und ihre Kupplung (12 bis 14) mit der Antriebswelle (15) umgibt, sowie in einem Rohr (16) enthalten ist, durch welches dieser Behälter (18) verlängert wird und durch das die Welle (5) der Rührvorrichtung (4) hindurchgeführt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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