FR2823197A1

FR2823197A1 - Manifold for management of baths of molten glass in baths incorporates core carrier surrounded by sleeve with two bushes forming vacuum space

Info

Publication number: FR2823197A1
Application number: FR0204360A
Authority: FR
Inventors: Wolfgang Munch; Frank Jurgen Druschke; Gregor Rosel; Holger Hunnius; Rainer Eichholz; Anton Winkelmann; Peter Eckes; Dieter Friedl; Jorg Schollmayer
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2002-10-11

Abstract

A manifold for a molten glass bath comprises: (a) a core carrier (1) made of a material highly resistant to temperature; (b) an electrical conducting sleeve (2) which entirely surrounds the core carrier and which incorporates an inner bush (2.1), in contact with the bath of molten glass, as well as an outer bush (2.2), the two bushes being assembled, at one end of the core carrier, by a gas-tight and electrically conducting connection, and each connected, at the other end of the core carrier, to an electrode; and (c) an electrical insulating diffusion barrier (4.3, 4.4) arranged between the core carrier and the sleeve. A vacuum is able to be made in the space surrounded by the sleeve. An Independent claim is also included for the use of the above manifold as part of a device for refining under low pressure.

Description

TUBULURE L'invention concerne une tubulure destinée à conduire un bain de verre fondu ou à être plongée dans un bain de verre fondu. TUBING The invention relates to a tubing intended to conduct a bath of molten glass or to be immersed in a bath of molten glass.

L'invention concerne une tubulure pour la technique de la production du verre. De telles tubulures trouvent leur utilisation dans différentes étapes du processus de production du verre, par exemple dans la fusion du verre, dans l'affinage, dans l'homogénéisation ou dans le conditionnement. La tubulure dont il s'agit ici peut être utilisée pour conduire un courant de verre fondu, et plus précisément dans une direction quelconque, verticalement ou horizontalement, elle sert aussi à apporter de la chaleur au bain fondu. The invention relates to a tubing for the glass production technique. Such tubes find their use in different stages of the glass production process, for example in glass melting, in refining, in homogenization or in packaging. The tubing in question here can be used to conduct a stream of molten glass, and more precisely in any direction, vertically or horizontally, it also serves to provide heat to the molten bath.

Les spécifications de qualité des verres optiques sont très sévères. Pour cette raison, lors du processus de production du verre, on doit veiller à ce que les impuretés de toutes sortes ne s'introduisent pas dans le bain fondu. Ceci concerne, par exemple, des produits d'oxydation qui peuvent être produits par des bains fondus chimiquement agressifs. The quality specifications for optical glasses are very strict. For this reason, during the glass production process, care must be taken that impurities of all kinds do not enter the molten bath. This concerns, for example, oxidation products which can be produced by chemically aggressive molten baths.

L'invention a pour but de créer une tubulure qui ne détériore pas la qualité du verre, en particulier en ce qui concerne sa pureté, qui puisse en outre chauffer efficacement un bain fondu et plus précisément, soit sous la forme d'un courant de verre fondu qui passe dans la tubulure, soit sous la forme d'un bain fondu stagnant dans lequel on plonge la tubulure. Enfin, la tubulure doit pouvoir être fabriquée de façon économique et aussi simple que possible et elle doit comprendre un nombre de pièces aussi faible que possible. The object of the invention is to create a tubing which does not deteriorate the quality of the glass, in particular as regards its purity, which can furthermore efficiently heat a molten bath and more precisely, either in the form of a molten glass which passes through the tubing, either in the form of a stagnant molten bath in which the tubing is immersed. Finally, the tubing must be able to be produced economically and as simply as possible and it must include as few parts as possible.

Ce problème est résolu par les caractéristiques suivantes : - la tubulure comprend un noyau porteur fait d'une matière à haute résistance à la température ; This problem is solved by the following characteristics: - the tubing comprises a carrier core made of a material with high temperature resistance;

la tubulure comprend une gaine qui entoure entièrement le noyau porteur, et est composée d'une matière conductrice de l'électricité ; la gaine comprend un manchon intérieur qui, en fonctionnement, est en contact avec le bain de verre fondu, ainsi qu'un manchon extérieur ; - les deux manchons sont assemblés, à une extrémité du noyau porteur, de manière étanche aux gaz et par une liaison conductrice de l'électricité ; - chacun des deux manchons est connecté, à l'autre extrémité du noyau porteur, à une électrode ; - entre le noyau porteur et la gaine, se trouve une barrière de diffusion isolante de l'électricité ; - le vide peut être fait dans l'espace entouré par la gaine. the tubing comprises a sheath which completely surrounds the carrier core, and is composed of an electrically conductive material; the sheath comprises an inner sleeve which, in operation, is in contact with the molten glass bath, as well as an outer sleeve; - The two sleeves are assembled, at one end of the carrier core, in a gas-tight manner and by an electrically conductive connection; - each of the two sleeves is connected, at the other end of the carrier core, to an electrode; - between the carrier core and the sheath, there is an insulating diffusion barrier for electricity; - vacuum can be created in the space surrounded by the sheath.

Selon l'invention, une telle tubulure est composée d'un noyau porteur fait d'une matière à haute résistance à la température. Le noyau porteur est composé, dans le mode le plus avantageux, d'un métal réfractaire, comme, par exemple, le molybdène, le tungstène. Toutefois, il peut aussi être composé d'une céramique appropriée, par exemple de nitrure de silicium ou d'oxyde d'aluminium. According to the invention, such tubing is composed of a carrier core made of a material with high temperature resistance. The carrier core is composed, in the most advantageous mode, of a refractory metal, such as, for example, molybdenum, tungsten. However, it can also be composed of a suitable ceramic, for example silicon nitride or aluminum oxide.

Le noyau porteur est entouré d'une gaine qui est composée d'une matière conductrice de l'électricité et qui, en service, entre en contact avec le bain de verre fondu. The carrier core is surrounded by a sheath which is made of an electrically conductive material and which, in service, comes into contact with the molten glass bath.

Entre la gaine et le noyau porteur se trouve une barrière de diffusion. Celle-ci est en général composée d'une matière céramique, par exemple, d'oxyde d'aluminium ou d'oxyde de zirconium. Between the sheath and the carrier core is a diffusion barrier. This is generally composed of a ceramic material, for example, aluminum oxide or zirconium oxide.

La gaine entre directement en contact avec le bain fondu. Elle doit donc être compatible avec le verre, même dans le cas de bain de verre agressif. Enfin, elle doit être étanche au vide. En effet, selon l'invention, on fait le vide dans l'espace enfermé par la gaine. Ceci a les deux raisons suivantes : la matière du noyau porteur est éventuellement très sensible à l'oxydation. En faisant le The sheath comes into direct contact with the molten bath. It must therefore be compatible with glass, even in the case of an aggressive glass bath. Finally, it must be vacuum tight. Indeed, according to the invention, there is a vacuum in the space enclosed by the sheath. This has two reasons: the material of the carrier core is possibly very sensitive to oxidation. By doing the

vide, on réduit le risque d'oxydation. Par ailleurs, lorsqu'on fait le vide, la gaine, qui peut avoir une très faible épaisseur, s'applique étroitement contre la barrière de diffusion, ce qui améliore la rigidité et, de cette façon, la résistance mécanique de l'unité complète. vacuum, the risk of oxidation is reduced. Furthermore, when vacuuming, the sheath, which can have a very small thickness, is applied tightly against the diffusion barrier, which improves the rigidity and, in this way, the mechanical resistance of the complete unit. .

La gaine comprend un manchon extérieur et un manchon intérieur. A une extrémité de la tubulure, ces deux manchons sont reliés l'un à l'autre de manière étanche au gaz et de façon conductrice de l'électricité. Au contraire à l'autre extrémité, ils sont simplement reliés de manière étanche au gaz, mais isolés électriquement l'un de l'autre. Des électrodes sont connectées à ces extrémités isolées électriquement. On peut appliquer une tension aux deux électrodes et, ainsi, fermer un circuit. Le courant circule alors à travers la gaine et, plus précisément, à travers le manchon extérieur de la gaine, puis dans le manchon intérieur de la gaine et revient à l'autre électrode ou, encore dans le sens inverse. The sheath includes an outer sleeve and an inner sleeve. At one end of the tubing, these two sleeves are connected to each other in a gas-tight and electrically conductive manner. On the contrary at the other end, they are simply connected in a gas-tight manner, but electrically isolated from each other. Electrodes are connected to these electrically isolated ends. A voltage can be applied to both electrodes and thus close a circuit. The current then flows through the sheath and, more precisely, through the outer sleeve of the sheath, then in the inner sleeve of the sheath and returns to the other electrode or, again in the opposite direction.

L'invention est expliquée de façon plus détaillée en regard du dessin. Sur ce dessin, on a représenté en particulier :
La figure 1 montre une tubulure dans une coupe longitudinale. The invention is explained in more detail with reference to the drawing. In this drawing, there is shown in particular:
Figure 1 shows a tubing in a longitudinal section.

La figure 2 montre, dans une représentation schématique et en élévation, l'installation pour l'affinage d'un bain de verre sous dépression. Figure 2 shows, in a schematic representation and in elevation, the installation for refining a glass bath under vacuum.

La tubulure comprend un noyau porteur 1. Le noyau porteur 1 est de forme cylindrique. Il peut aussi présenter une section autre que la section circulaire, par exemple il peut être de forme ovale ou polygonale. Le noyau porteur 1 est composé d'une matière à haute résistance à la température, dans le cas considéré, d'un métal réfractaire tel que le molybdène. Il peut aussi être constitué par une céramique. The tubing comprises a carrier core 1. The carrier core 1 is cylindrical in shape. It can also have a section other than the circular section, for example it can be oval or polygonal. The carrier core 1 is composed of a material with high temperature resistance, in the case under consideration, of a refractory metal such as molybdenum. It can also be constituted by a ceramic.

Le noyau porteur 1 est enveloppé d'une gaine 2. La gaine 2 est conductrice de l'électricité. Elle est composée d'un alliage de métaux nobles, par exemple The carrier core 1 is surrounded by a sheath 2. The sheath 2 is electrically conductive. It is composed of an alloy of noble metals, for example

PtRhlO, Ptlrl, sous la forme d'une tôle mince (tôle laminée de faible épaisseur). La gaine 2 entre directement en contact avec le bain de verre et elle doit donc être capable de résister même aux verres agressifs. PtRhlO, Ptlrl, in the form of a thin sheet (thin rolled sheet). The sheath 2 comes into direct contact with the glass bath and it must therefore be able to resist even aggressive glasses.

La gaine 2 présente comme constituant essentiel un manchon intérieur 2.1, ainsi qu'un manchon extérieur 2.2. A l'extrémité inférieure de la tubulure, les deux manchons sont assemblés entre eux par une rondelle annulaire inférieure 2.3 formant à la fois un joint étanche aux gaz et une liaison conductrice de l'électricité. The sheath 2 has as essential component an inner sleeve 2.1, as well as an outer sleeve 2.2. At the lower end of the tube, the two sleeves are assembled together by a lower annular washer 2.3 forming both a gas-tight seal and an electrically conductive connection.

Dans la région supérieure de la tubulure, le manchon intérieur 2.1 est coudé vers l'extérieur, de sorte qu'il forme une rondelle annulaire supérieure 2.4. Le manchon extérieur 2.2 est lui aussi coudé vers l'extérieur et forme une rondelle annulaire centrale 2.5. In the upper region of the tubing, the inner sleeve 2.1 is bent outward, so that it forms an upper annular washer 2.4. The outer sleeve 2.2 is also bent outward and forms a central annular washer 2.5.

Une-électrode est connectée à chacune des rondelles annulaires. Elle comprend plus précisément, une électrode 3.1 de manchon intérieur, connectée au manchon intérieur, et une électrode 3.2 de manchon extérieur, connectée au manchon extérieur. One electrode is connected to each of the annular washers. More precisely, it comprises an electrode 3.1 of an inner sleeve, connected to the inner sleeve, and an electrode 3.2 of an outer sleeve, connected to the outer sleeve.

On remarque en outre deux bagues en céramique, à savoir une bague en céramique supérieure 4.1 et une bague en céramique inférieure 4.2. Ces deux bagues forment, avec la collerette 1.1 du noyau porteur 1, dans une certaine mesure, un ensemble solide qui est plus ou moins entouré par les électrodes 3.1, 3.2 ;
Le noyau porteur 1 est par ailleurs directement entouré, sur toute sa longueur, par une barrière de diffusion (la barrière de diffusion est agencée entre le noyau porteur 1 et la gaine 2), plus précisément sous la forme d'un manchon 4.3 et d'un manchon 4.4. Dans le cas présent, les deux manchons sont composés d'une matière céramique stable à la température. Par ailleurs, une rondelle annulaire est prévue comme élément de liaison entre les manchons 4.3 et 4.4, à l'extrémité inférieure de la tubulure. La barrière de diffusion est en même temps un isolant électrique. There are also two ceramic rings, namely an upper ceramic ring 4.1 and a lower ceramic ring 4.2. These two rings form, with the collar 1.1 of the carrier core 1, to a certain extent, a solid assembly which is more or less surrounded by the electrodes 3.1, 3.2;
The carrier core 1 is also directly surrounded, over its entire length, by a diffusion barrier (the diffusion barrier is arranged between the carrier core 1 and the sheath 2), more precisely in the form of a sleeve 4.3 and d '' a sleeve 4.4. In the present case, the two sleeves are made of a temperature-stable ceramic material. Furthermore, an annular washer is provided as a connecting element between the sleeves 4.3 and 4.4, at the lower end of the tubing. The diffusion barrier is also an electrical insulator.

Les deux électrodes 3.1 et 3.2 sont vissées l'une à l'autre-voir les vis 5. Toutefois, elles sont isolées électriquement l'une de l'autre par des rondelles isolantes 6, de même que les vis naturellement. The two electrodes 3.1 and 3.2 are screwed together - see the screws 5. However, they are electrically isolated from each other by insulating washers 6, as are the screws naturally.

Afin que l'on puisse faire le vide dans l'espace enveloppé par la gaine 2, il est prévu une bague torique 7. Cette bague est serrée entre les deux électrodes 3.1 et 3.2. So that a vacuum can be created in the space enveloped by the sheath 2, an O-ring 7 is provided. This ring is clamped between the two electrodes 3.1 and 3.2.

L'ensemble de la construction des électrodes sert aussi à donner appui à la tubulure vers l'extérieur. La tubulure peut être fixée à d'autres appareils au moyen des électrodes 3.1, 3.2. Les électrodes 3.1, 3.2 sont faites d'une matière métallique étanche au vide et solide, par exemple d'acier inoxydable. Pour la protection contre la surchauffe, elles sont munies de tubes de refroidissement soudés 8.1, 8.2 ;
On remarque encore un petit tube d'évacuation 9. Par ce moyen, on peut aspirer des gaz qui se trouvent dans l'espace enfermé dans la gaine 2, afin de faire le vide dans cet espace. The whole construction of the electrodes also serves to give support to the tubing towards the outside. The tubing can be attached to other devices using electrodes 3.1, 3.2. The electrodes 3.1, 3.2 are made of a vacuum-tight and solid metallic material, for example stainless steel. For protection against overheating, they are fitted with welded cooling tubes 8.1, 8.2;
There is also a small evacuation tube 9. By this means, it is possible to suck up gases which are in the space enclosed in the sheath 2, in order to create a vacuum in this space.

L'installation représentée sur la figure 2 comprend un premier bassin 10 destiné à recevoir un bain de verre fondu qu'il s'agit d'affiner. Elle comprend aussi un deuxième bassin 11 destiné à recevoir le bain fondu affiné. The installation shown in FIG. 2 comprises a first basin 10 intended to receive a bath of molten glass which needs to be refined. It also includes a second basin 11 intended to receive the refined molten bath.

Au-dessus des deux bassins 10,11 se trouve un dispositif d'affinage 12. Ce dispositif est parcouru par le bain de verre fondu. Sur son trajet, le bain de verre fondu est exposé à une dépression. Above the two basins 10,11 is a refining device 12. This device is traversed by the bath of molten glass. On its way, the molten glass bath is exposed to a depression.

Deux tubulures 2,20 font partie du dispositif d'affinage 12. Les deux tubulures sont construites selon l'invention. Elles peuvent être construites comme la tubulure 2 selon la figure 1 dans tous leurs détails ou sensiblement ainsi. Two pipes 2.20 form part of the refining device 12. The two pipes are constructed according to the invention. They can be constructed like the tubing 2 according to FIG. 1 in all their details or substantially so.

Le dispositif d'affinage à dépression 12 cité a une configuration d'un U inversé. Il présente une barre horizontale 12.1, un tube montant 12.2 ainsi qu'un tube The vacuum refining device 12 cited has a configuration of an inverted U. It has a horizontal bar 12.1, a rising tube 12.2 and a tube

descendant 12. 3. Le tube montant 12. 2 est raccordé à la tubulure 2 et la tubulure 20 est raccordée au tube descendant 12.3. L'installation fonctionne comme suit :
A une entrée A est acheminé au bassin 10 un bain fondu qu'il s'agit d'affiner. Le bain fondu est alors extrait du bassin 10 à travers la tubulure 2. Ce bain s'élève vers le haut en passant par le tube montant 12.2, il parcourt la barre 12.1, parvient au tube descendant 12.3 et s'écoule dans le deuxième bassin 11 en passant par la tubulure 20. Maintenant, il est affiné et extrait au droit d'une sortie B. downstream 12. 3. The upstream tube 12. 2 is connected to the pipe 2 and the pipe 20 is connected to the downstream pipe 12.3. The installation works as follows:
A inlet A is fed to the basin 10 a molten bath that needs to be refined. The molten bath is then extracted from the basin 10 through the tubing 2. This bath rises upwards via the rising tube 12.2, it traverses the bar 12.1, reaches the downward tube 12.3 and flows into the second basin 11 passing through the pipe 20. Now it is refined and extracted at the right of an outlet B.

On peut faire fonctionner l'installation en continu. The installation can be operated continuously.

Ceci signifie qu'à l'entrée A, on achemine par unité de temps autant de bain fondu qu'il en est soutiré à la sortie B. This means that at inlet A, as much of the molten bath is conveyed per unit of time as it is drawn off at outlet B.

Comme on le voit, les deux bassins 10, 11 sont réunis en construction. Ils sont seulement séparés l'un de l'autre par une cloison 13. As can be seen, the two basins 10, 11 are brought together under construction. They are only separated from each other by a partition 13.

Le dispositif d'affinage 2 est réglable en hauteurvoir la double flèche-dans la barre transversale 12.1. Toutefois, il est aussi possible de déplacer seulement une des deux tubulures, ou encore les deux tubulures 2,20 séparément, en hauteur, de sorte que, par exemple, la tubulure 2 peut être élevée et abaissée dans le tube montant 12.2 ou la tubulure 20 dans le tube descendant 12.3. The refining device 2 is adjustable in height see the double arrow in the crossbar 12.1. However, it is also possible to move only one of the two tubes, or the two tubes 2.20 separately, in height, so that, for example, the tube 2 can be raised and lowered in the upright tube 12.2 or the tube 20 in the down tube 12.3.

Claims

1. Tubing intended to conduct a bath of molten glass or to be immersed in a bath of molten glass, as well as to heat such a bath; - comprising a carrier core (1) made of a material with high temperature resistance; - comprising a sheath (2) which completely surrounds the carrier core (1), and is composed of an electrically conductive material; - the sheath comprises an inner sleeve (2.1) which, in operation, is in contact with the molten glass bath, as well as an outer sleeve (2.2); - the two sleeves (2.1, 2.2) are assembled at one end of the carrier core (1), in a gas-tight manner and by an electrically conductive connection; - each of the two sleeves (211, 2.2) is connected, at the other end of the carrier core (1), to an electrode (3.1, 3.2); - between the carrier core (1) and the sheath (2), there is an insulating diffusion barrier for electricity (4.3, 4.4); - vacuum can be created in the space surrounded by the sheath (2).

2. Tubing according to claim 1, characterized in that the carrier core is composed of a refractory metal or a ceramic.

3. Tubing according to claim 2, characterized in that the carrier core (1) is composed of molybdenum.

4. Tubing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diffusion barrier is made of ceramic.

5. Tubing according to claim 4, characterized in that the diffusion barrier comprises an inner sleeve (4.3) which is disposed between the carrier core (1) and the inner sleeve (2.1) of the sheath, as well as a

c outer sleeve (4. 4) which is arranged between the carrier core (1) and the outer sleeve (2.2) of the sheath (2).

6. Tubing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sheath is composed of a sheet made of an alloy of noble metals, which is rolled to a small thickness.

7. Use of a tubing according to one of claims 1 to 6, as part of a refining device under vacuum (12).

8. Use of a tubing according to claim 7, characterized in that the vacuum refining device (12) is adjustable in height, either in whole or in part.

9. Use of a tubing according to one of claims 7 or 8, characterized in that the tubing is connected to the lower end of a rising tube (12; 2) and / or a descending tube (12.3) belonging to the vacuum refining device.