MXPA00011668A - Aparato y metodo para controlar el flujo de vidrio fundido a traves de un antecrisol. - Google Patents

Abstract

Un aparato para controlar la velocidad del flujo del vidrio fundido a traves de un antecrisol (16), que incluye una garganta (28) dispuesta en el antecrisol para restringuir la anchura al flujo de vidrio, de manera tal que hay una diferencia en el nivel del vidrio fundido en el antecrisol, corriente abajo de la garganta. los sensores (44,46) miden el nivel del vidrio fundido corriente abajo de la garganta, y un controlador (54) que responde a los sensores para determinar la velocidad del flujo del vidrio fundido a traves del antecrisol como una funcion de una diferencia en el nivel del vidrio fundido entre los sensores. La velocidad del flujo de vidrio a traves del antecrisol se controla como una funcion de la diferencia en el nivel de vidrio a lo largo de la garganta cuando se compara con una velocidad de flujo deseada, establecida por un operador.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA CONTROLAR EL FLUJO DE VIDRIO FUNDIDO A TRAVÉS DE UN ANTECRISOL La presente invención esta dirigida a la distribución de una corriente de vidrio para formar cargas o gotas de vidrio en la manufactura de la cristalería, y más particularmente a un método y un aparato para medir y controlar la velocidad del flujo de vidrio a través de un antecrisol.

ANTECEDENTES Y BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En la técnica y la ciencia de la manufactura de la cristalería, hay don métodos básicos empleados actualmente para medir la velocidad del flujo de vidrio fundido, tal como en toneladas por día. El primer método es obtener muestras de vidrio cuando saleff del orificio del antecrisol/alimentador, y pesar la muestra. Aunque esta técnica provee una medida exacta del flujo de vidrio, causa pérdidas de la producción debida al muestreo. El segundo método es un método indirecto, en el que el flujo de vidrio se calcula promediando el flujo del cargador por lotes al horno. Aunque este método provee una medida bastante exacta en un sistema en el cual el horno alimenta un solo antecrisol, es inefectivo para sistemas en los cuales el horno alimenta dos o más antecrisoles.

No. dß Rßf. : 125317 Es por lo tanto un objetivo general de la invención proveer un método y un aparato para medir el flujo de vidrio fundido, a través de un antecrisol, que sean exactos, que son implementados en el antecrisol, y por lo tanto puedan ser empleados' fácilmente en sistemas en los cuales un horno alimenta a más de un antecrisol, y que no requieren la interrupción de la operación del sistema de formación de la cristalería. Otro objetivo más específico de la presente invención, es proveer un método y un aparato del carácter descrito tanto para medir y controlar la velocidad del vidrio fundido, en el cual se implementen automáticamente ajustes al flujo de vidrio.

El aparato para controlar la velocidad del vidrio fundido a través de un antecrisol de conformidad con un aspecto de la modalidad preferida presente de la invención incluye una garganta dispuesta en el antecrisol para restringir la anchura del antecrisol al flujo de vidrio, de manera que hay una diferencia en el nivel de vidrio en el antecrisol, corriente arriba y corriente debajo de la garganta. Los sensores miden el nivel del vidrio fundido corriente arriba y corriente debajo de la garganta, y un controlador que responde a los sensores para determinar la velocidad del flujo de vidrio fundido a través del antecrisol como una diferencia en el nivel de vidrio fundido entre los sensores. En la implementación preferida de la invención, la velocidad del flujo de vidrio fundido a través del antecrisol, se controla como una función de la diferencia en el nivel de vidrio a través de la garganta.

En la implementación preferida de la invención, el antecrisol termina en un surtidor que tiene un orificio inferior, para distribuir el vidrio fundido. Un tubo de control de flujo está dispuesto dentro del surtidor para moverse acercándose y apartándose de la abertura del surtidor para restringir o incrementar el flujo de vidrio a través de la abertura. La posición del tubo de control de flujo se controla en respuesta al controlador para mover el tubo con respecto a la abertura cuando la velocidad del flujo de vidrio a través de la garganta se aparta de una velocidad del flujo de vidrio deseada por un operador. En el sistema de flujo de vidrio que incluye múltiples antecrisoles alimentados por un solo horno, los sensores de medición del nivel de vidrio y los tubos de control de flujo en cada uno de los antecrisoles opera independientemente de los demás.

La garganta está dispuesta preferiblemente con respecto a la dirección del flujo de vidrio a través del antecrisol, de manera tal que la profundidad del antecrisol y de la garganta al flujo de vidrio permanece constante, mientras la anchura al flujo de vidrio es la misma corriente arriba y corriente debajo de la garganta, mientras que la garganta incluye una rápida transición corriente arriba y corriente debajo de la restricción de una garganta al flujo de vidrio. Esta restricción, preferiblemente está recubierta con platino u otro material resistente a la corrosión para prevenir el acarreamiento de rocas o partículas e-n el vidrio degastadas de la garganta, y para mantener una sección transversal constante al flujo de vidrio. En la modalidad preferida de la invención, los sensores comprenden sensores de tipo contacto, que están dispuestos arriba del antecrisol, y bajan selectivamente y son llevados al contacto con la superficie del vidrio fundido. Resistores variables u otros dispositivos están acoplados a los sensores para determinar la posición de los sensores. Los sensores preferiblemente están puestos como objetivos antes del flujo de vidrio mediante el hecho de bajar los sensores contra una superficie de la pared del fondo del antecrisol. Conociendo (o midiendo) la viscosidad del vidrio y la temperatura en el área de restricción, puede ser calculado exactamente el flujo de vidrio, sobre la base de la diferencia entre el nivel de la superficie corriente arriba y corriente abajo en la garganta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención junto con los objetos adicionales, características y ventajas de la misma, será mejor entendida a partir de la siguiente descripción, las reivindicaciones anexas y los dibujos adjuntos en los cuales: La Figura 1 es un diagrama esquemático fragmentario elevacional de un sistema de distribución de vidrio de conformidad con una modalidad preferida presente de la invención; La Figura 2 es una vista fragmentaria del plano superior tomada de la dirección 2-2 en la Figura 1; La Figura 3 es una vista seccional fragmentaria tomada substancialmente a lo largo de la línea 3-3 en 1 Figura 2; La Figura 4 es un diagrama esquemático del plano superior de un sistema de distribución de vidrio de conformidad con la presente invención, que comprende un horno de alimentación un par de antecrisoles; y La Figura 5 es una gráfica que ilustra la operación de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las Figuras 1-3 ilustran un sistema de distribución de vidrio 10, de conformidad con la presente modalidad preferida de la invención. Un cargador por lotes 12 alimenta vidrio a un horno 14, en el cual, el vidrio se funde y alimenta en forma fundida a un antecrisol 16. El vidrio fluye a través del antecrisol 16 a un surtidor de distribución de vidrio 18, el cual tiene una abertura 20 en su extremo inferior. Un tubo de control de la distribución de vidrio 22, se posiciona 'variablemente dentro del surtidor, y se acopla aun motor 24 para moverse acercándose y alejándose de la abertura del surtidor 20 para controlar la velocidad del flujo de vidrio a través de la abertura del surtidor.

El aparato 26 para medir y controlar la velocidad del flujo de vidrio a través del antecrisol 16 de conformidad con una modalidad preferida presente de la invención, comprende una garganta 28, posicionada dentro del antecrisol 16 para restringir el flujo de vidrio a través del antecrisol. La garganta 28, comprende un bloque de restricción que abarca la anchura del antecrisol 16, y provee una abertura de restricción en forma de U 32 aproximadamente en el centro del antecrisol. Un primer par de bloques de transición complementarios 34, 35, están posicionados corriente arriba del bloque de restricción 30 (con respecto a la dirección 38 del flujo de vidrio fundido a través del antecrisol) para proveer una rápida transición entre la anchura Wl del antecrisol 16 y la anchura W2 de la abertura 32. Un segundo par de bloques de transición 40, 42 están provistos sobre el lado de la corriente abajo del bloque de restricción 30, otra vez para proveer una rápida transición entre la anchura W2 de la abertura 32 y la anchura Wl del antecrisol 16. La anchura Wl del antecrisol 16 para el flujo de vidrio es la misma corriente arriba y corriente abajo de la garganta 26, y la profundidad del antecrisol 16 y la garganta 26 es constante, como se aprecia mejor en la Figura 1. El bloque de restricción 30, los bloques de transición 34, 36, 40, 42, y los bloques que refuerzan las paredes laterales del antecrisol 16, pueden ser de construcción de cerámica de alta temperatura adecuada. La abertura de restricción del pasaje 32 está provista preferiblemente con un recubrimiento 43 de platino u otro material de alta temperatura restante a la corrosión, para prevenir la erosión del material cerámico causada por la restricción del flujo de vidrio a través de la garganta. La prevención de la erosión no solamente ayuda a prevenir el acarreo de partículas de cerámica en el vidrio fundido, las cuales pueden aparecen subsecuentemente en la cristalería manufacturada, sino también ayuda a mantener una sección transversal constante para el flujo de vidrio en la abertura - de restricción 32. Manteniendo una sección transversal constante para el flujo de vidrio, ayuda a mantener la exactitud de las mediciones del flujo de vidrio.

Un par de sensores medidores de nivel 44, 46, están montados arriba del antecrisol 16 respectivamente corriente arriba y corriente abajo del bloque de restricción de la garganta 38. Los sensores 44, 46 son idénticos y cada uno comprende una sonda del tipo de contacto 48 acoplada por un mecanismo adecuado 50 a un motor o activador 52 para bajar y elevar verticalmente la sonda 48 con respecto al antecrisol 16. Cada sonda 48, está acoplada a un sensor, tal como un resistor variable 53, para proveer una medida absoluta de la posición vertical de la sonda. Los motores del sensor 52, así como el motor del tubo de control 24, están acoplados a un controlador electrónico adecuado 54. El controlador 54 recibe las señales de entrada de los resistores variables 53 indicativos de la posición de las sondas asociadas 48, así como las señales de entrada de un operador terminal o dispositivo de entrada 56.

Durante la operación, los sensores 44, 46 están primero puestos como objetivos para bajar las sondas de los sensores 48 hacia la superficie de la pared del fondo del antecrisol 16 antes de que el vidrio fluya a través del antecrisol. Con las sondas de los sensores 48, tocando la superficie del fondo del antecrisol, los resistores 52 proveen una indicación del nivel vertical de la superficie del fondo del antecrisol, la cual puede ser comparada más tarde con el nivel de la superficie del vidrio, para proveer una medida absoluta de la. altura del vidrio corriente arriba y corriente abajo de la garganta 28. Las sondas 48 son entonces retiradas ascendentemente y se permite al vidrio fluir a través del antecrisol desde el cargador por lotes 12 y el horno al surtidor 18 y la abertura de salida 20. Después de, los sensores 44, 46 son bajados periódicamente en forma vertical sobre la superficie del vidrio, y las correspondientes medidas del nivel de la superficie son obtenidas por el controlador 54 desde los resistores variables 52. Conociendo (o midiendo) la temperatura y la viscosidad del vidrio, la velocidad del flujo de vidrio a través del antecrisol 16 puede entonces ser determinada fácilmente sobre la base de la caída del nivel a lo largo de la garganta. La Figura 5 ilustra la caída de nivel actual a lo largo de la garganta en pulgadas contra la velocidad del flujo de vidrio en toneladas por día. Los puntos de los datos ilustrados se obtuvieron mediante la medición de la caída de nivel a lo largo de la garganta cuando se comparo con la velocidad de flujo del vidrio determinada mediante otros medios, mientras la línea ilustra un calculo lineal de la velocidad de flujo contra la caída del nivel (de apreciará que la caída de nivel ilustrada esquemáticamente en la Figura 1, está exagerada en gran medida, y que la caída de nivel actual a lo largo de la garganta será del orden de décimas o centésimas de pulgada como se ilustra en la Figura 5.) Si la velocidad de flujo del vidrio determinada por los sensores 44, 46 se aparta del nivel deseado, tal como una entrada desde un panel del operador 56, el controlador 54 opera el motor 24 para elevar o bajar el tubo de control del flujo 22 con respecto a la abertura del surtidor 20 para incrementar o disminuir el flujo de vidrio a través de la abertura del surtidor. En un tiempo posterior adecuado para que la velocidad de flujo de vidrio alcance y se estabilice a un nivel nuevo, se toman otra vez las medidas de nivel en los sensores 44, 46 y la posición del tubo de control de flujo 22 se ajusta otra vez. La posición del tubo de control de flujo esta preferiblemente en incrementos preestablecidos después de cada medición, de manera tal que el control del flujo de vidrio medido, se aproxima gradualmente al nivel deseado por el operador, y no se excede el nivel deseado.

La Figura 4 ilustra un sistema de control de flujo de vidrio fundido 60 que incluye un solo horno 14 que alimenta un par de antecrisoles 16. Cada antecrisol 16 incluye un surtidor asociado 18 con un tubo de control del flujo asociado 22. Cada antecrisol 16 incluye un aparato de medición de nivel asociado 26, que incluye una garganta 28 y sensores de medición de nivel asociados 44, 46. Estos sensores de nivel asociados y los tubos de control de flujo pueden ser operados independientemente unos de los otros para controlar independientemente el flujo de vidrio fundido a través del antecrisol. Las velocidades de flujo deseadas a través de los respectivos antecrisoles, no necesitan ser las mismas . El conjunto de programas en el controlador 54, puede informar de los cambios en la temperatura o viscosidad, así como los cambios en la profundidad global del vidrio. Los sensores de medición de nivel 44, 46, en la modalidad preferida ilustrada en la Figura 1 comprenden los así llamados "vasijas de cuerda" para medir el nivel del vidrio fundido bajo las adversas condiciones de operación de un establecimiento de vidrio. Las sondas del tipo de contacto 48 son de un tipo que cambia sus características eléctricas cuando se lleva a la superficie de contacto con el vidrio fundido. Sin embargo, otros tipos de sensores de medición, tanto del tipo de contacto como del tipo sin contacto, pueden ser implementados sin apartarse de la presente invención en sus aspectos más amplios. El controlador 54 puede ser de cualquier tipo adecuado. Aquí ha sido así descrito un aparto y un método para medir y controlar la velocidad del flujo del vidrio fundido a través de un antecrisol, que satisface completamente todos los objetivos y propósitos previamente expuestos. Aunque la invención ha sido descrita en conjunción con una modalidad preferida al presente de la misma, un número de modificaciones y variaciones han sido sugeridas, otras modificaciones y variaciones serán seguramente sugeridas por personas de experiencia ordinaria en la técnica. La invención está proyectada para abarcar tales modificaciones y variaciones que caen dentro del espíritu y amplitud de las reivindicaciones anexas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato para controlar la velocidad del flujo de vidrio fundido a través de un antecrisol, que tiene un ancho y una profundidad, el cual está caracterizado porque, incluye: una garganta dispuesta en dicho antecrisol para restringir la anchura de dicho antecrisol al flujo de vidrio mientras dicha profundidad permanece constante, de manera tal que hay una diferencia en el nivel del vidrio fundido en el antecrisol corriente arriba de dicha garganta, sensores para medir el nivel del vidrio fundido corriente arriba y corriente abajo de dicha garganta, un controlador que responde a dichos sensores para determinar la velocidad del flujo de vidrio fundido a través de dicho antecrisol como una función de una diferencia en el nivel del vidrio fundido entre dichos sensores, y medios que responden a dicho controlador para controlar variablemente la velocidad del flujo de vidrio a través del antecrisol.
2. 2. El aparato descrito en la reivindicación 1, caracterizado porque, dicha garganta se dispone con respecto a la dirección del flujo de vidrio a través del antecrisol de manera tal que la anchura del antecrisol al flujo de vidrio es la misma corriente arriba y corriente abajo de dicha garganta.
3. 3. El aparato descrito en la reivindicación 2, caracterizado porque, dicha garganta incluye un bloque de restricción que tiene un pasaje de restricción, y bloques de transición corriente arriba y corriente abajo de dicho bloque de restricción para una rápida transición de la anchura del flujo de vidrio desde la anchura de dicho antecrisol a la anchura de dicho pasaje de restricción.
4. 4. El aparato descrito en la reivindicación 3, caracterizado porque, dicho bloque de restricción está recubierto de platino alrededor de dicho pasaje.
5. 5. El aparato descrito en la reivindicación precedente, caracterizado porque, dichos sensores comprenden un primero y segundo sensores del tipo de contacto, medios acoplados a dicho controlador para mover selectivamente dichos sensores dentro y fuera del contacto con la superficie del vidrio en dicho antecrisol, y medios que responden al movimiento de dichos sensores para determinar el nivel del vidrio fundido.
6. 6. El aparato descrito en la reivindicación 5, caracterizado porque, dichos medios acoplados a dicho controlador incluyen activadores motorizados para mover dichos sensores verticalmente dentro y fuera del contacto con la superficie del vidrio, y en donde dicho medio del movimiento de respuesta incluye resistores variables acoplados a dichos sensores.
7. 7. El aparato descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, el antecrisol termina en un surtidor, que tiene una abertura inferior para distribuir el vidrio fundido, un tubo de control de flujo, dispuesto dentro de dicho surtidor, para moverse acercándose a dicha abertura para restringir el flujo del vidrio hacia dicha abertura, y un medio que responde a dicho controlador para mover dicho tubo con respecto a dicha abertura cuando la velocidad del flujo de vidrio hacia dicho surtidor se aparta de una velocidad de flujo de vidrio deseada.
8. 8. Un sistema para controlar la velocidad del flujo de vidrio, para emplearse en un aparato como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, el cual, caracterizado porque, incluye: un horno para suministrar vidrio fundido, al menos dos de dichos antecrisoles, acoplados a dicho horno para recibir el vidrio fundido de dicho horno, una garganta dispuesta en cada uno de los antecrisoles, para restringir el flujo del vidrio fundido hacia el antecrisol, de manera tal que hay una diferencia en el nivel de vidrio fundido en cada uno de dichos antecrisoles corriente arriba y corriente abajo de la garganta asociada, sensores en cada uno de los antecrisoles para medir el nivel del vidrio fundido corriente arriba y corriente abajo de la garganta asociada, un controlador que responde a dichos sensores para determinar la velocidad del vidrio fundido a través del antecrisol asociado, y medios que responden a dicho controlador para controlar variablemente la velocidad del flujo de vidrio a través de cada uno de dichos antecrisoles independientemente uno del otro.
9. 9. Un método de controlar la velocidad del flujo de vidrio fundido a través de un antecrisol, el cual, caracterizado porque incluye, los pasos de: (a) posicionar una garganta en dicho antecrisol, para restringir la anchura de dicho antecrisol mientras se mantiene constante su profundidad, (b) dirigir el vidrio fundido a través del antecrisol y la garganta, (c) medir el nivel del vidrio fundido corriente arriba y corriente abajo de dicha garganta, (d) determinar la velocidad del flujo de vidrio fundido a través de dicho antecrisol y garganta como una función de la diferencia en el nivel del vidrio fundido corriente arriba y corriente abajo de dicha garganta, y (e) controlar variablemente la velocidad del flujo de vidrio a través de dichos antecrisol y garganta como una función de dicha diferencia.
10. 10. El método expuesto en la reivindicación 9, caracterizado porque, dicho paso (d) se lleva a cabo posicionando los sensores de medición del nivel de vidrio arriba de dicho antecrisol corriente arriba y corriente abajo de dicha garganta, y antes de dicho paso (b) , poner como objetivos dichos sensores contra una superficie de la pared del fondo de dicho antecrisol.