Pierwszenstwo: 05.VI.1964 Belgia 30.VI.1966 51104 KI. 32 a, 5/16 MKP C 03 b Q\l(p UKD 666.1.031.1 Wlasciciel patentu: GLAYBRBEL, Bruksela (Belgia) BIBLIOTEKA! Urzedu Palantów* Wlej BiEzypcspolit"- < Sposób ujednorodniania strumienia szkla roztopionego oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy -sposobu ujednorodniania strumienia szkla roztopionego, plynacego w piecu ze strefy topienia do strefy czerpania i podaza¬ jacego na drugim strumieniu bardziej chlodnego szkla roztopionego, plynacego w kierunku odwrot¬ nym, przy czym do roztopionego szkla wtlacza sie gazy pod cisnieniem. Wynalazek dotyczy równiez pieca odpowiedniego do stosowania tego spo¬ sobu.W piecach do topienia szkla typu pieców wan¬ nowych materialy przeksztalcajace sie na szklo wprowadza sie badz w kolejnych dawkach, badz w postaci równomiernej warstwy, przy czym ma¬ terialy te plywaja na szkle juz roztopionym i pod¬ legaja dzialaniu plomieni, co powoduje ich stopie¬ nie. W czasie ogrzewania i topienia skladniki re¬ aguja miedzy soba tworzac szklo. Znana jest juz rzecza, ze czesc krzemu reaguje niedostatecznie z innymi skladnikami, miedzy innymi z alkaliami.Poniewaz krzem jest mniej igesty niz szklo, czesc nie wlaczona do reakcji tworzy roztopiona niejed¬ norodna blanke, pozostajaca na powierzchni szkla.Blonka ta nie uczestniczy w reakcji i tylko z tru¬ dem .miesza sie z masa znajdujaca sie nizej, wsku¬ tek czego jej czesc moze pozostac w strefie czerpa¬ nia, gdzie taka warstwa .niejednorodna jest przy¬ czyna braków w produktach koncowych.Próbowano róznymi sposobami uniemozliwic przejscie tej warste)wki krzemu iz przedzialu topie¬ nia. W tym celu stawiano na powierzchnie szkla 10 15 20 W 2 stopionego zapory. Wprowadzenie takich elemen¬ tów jest jednak malo skuteczne, stwierdzono bo¬ wiem, ze czesc warstewki powierzchniowej prze¬ chodzi pod zapora i pojawia sie w przedziale czer¬ pania.Próbowano równiez usuwac górna niejednorod¬ na warstewke zbierajac ja przed zaporami. Czyn¬ nosc taka jest dosc trudna do wykonania, a poza tym dosc kosztowna.Próbowano równiez zapewnic mieszanie sie szkla roztopionego wtlaczajac na poziomie dna pieca ga¬ zy pod cisnieniem, tworzace w szkle pecherzyki.Sposób ten nie daje jednak oczekiwanych rezul¬ tatów w przypadku zwyklych pieców wannowych.Jak wiadomo, urzadzenia te zawieraja stosunkowo gruba warstwe masy szkla roztopionego. W masie tej powstaja d pierwszy jest skierowany od strefy topienia do strefy czerpania i znajduje sie nad drugim stru¬ mieniem, plynacym w kierunku przeciwnym i za¬ wierajacym szklo bardziej zimne. Poniewaz pe¬ cherzyki szkla wznosza sie przemieszczajac sie ko¬ lejno w obu strumieniach, zmuszaja one szklo zim¬ niejisze z dna zbiornika do mieszania sie czescio¬ wo ze strumieniem, skierowanym do strefy czer¬ pania. Z powyzszego wynika, ze ten znany sposób bynajmniej nie zapewnia jednorodnosci szkla, a ra¬ czej przeciwnie przy jego stosowaniu szklo, prze¬ znaczone do czerpania w celu formowania jest niejednorodne. 51104$1104 Proponowano równiez zmniejszac znacznie gru¬ bosc strumienia szkla w miejscu wtlaczania spre¬ zonego gazu, tak aby powstala stosunkowo cienka warstwa. W ten sposób zwieksza sie znacznie predkosc strumienia, wskutek czego szklo zostaje poddane dzialaniu pecherzyków gazu przez czas stosunkowo krótki i wobec tego ujednorodnianie jest jeszcze mniej pewne niz w poprzednio omó¬ wionych sposobach. j^ynalazek dotyczy sposobu ujednorodniania stru- mfenia szkla, plynacego ze strefy topienia do strefy czerpania po drugim strumieniu zimniej- szym, plynacym w kierunku przeciwnym, przy czym do szkla topionego wtlacza sie sprezone gazy.Wynalazek usuwa niedogodnosci znanych sposo¬ bów i daje (ponadto znaczne korzysci.Wedlug wynalazku gazy wprowadza sie do masy szkla w przyblizeniu na poziomie rozdzialu wspom¬ nianych dwóch strumieni. Stwierdzono, ze w tych warunkach pecherzyki gazu nie wciagaja szkla sto¬ sunkowo zimnego ze strumienia dolnego, lecz prze¬ ciwnie, skutecznie powoduja mieszanie materialów skladowych warstwy górnej. W szczególnosci stwierdzono, ze pecherzyki gazu wchlaniaja po¬ wierzchniowa warstewke szkla bogatego w krzem do górnego strumienia szkla i zapewniaja doklad¬ ne mieszanie. Wprowadzanie warstewki i ujedno¬ rodnianie odbywa sie bardzo dokladnie pomimo stosunkowo malej gestosci i duzego napiecia po¬ wierzchniowego warstewki.Korzystnie jest wprowadzac gazy do masy szkla na poziomie nieco wyzszym od miejsca rozdzialu dwóch strumieni, gdyz w ten sposób unika sie wprowadzania szkla ochlodzonego do strumienia górnego.Aczkolwiek korzystnie jest wtlaczac gazy pod warstwe mieszaniny skladników, to jednakze naj¬ lepiej wprowadzac je do masy szkla w malej od¬ leglosci od miejsca gdzie odbywa sie zakonczenie topienia mieszaniny tworzacej szklo. W ten spo¬ sób zapewnia sie wchlanianie warstewki po¬ wierzchniowej w poblizu miejsca jej powstawa¬ nia. Zapobiega sie równiez zbieraniu sie strug pod wplywem znacznego napiecia powierzchniowego, gdyz oczywiscie trudniej jest zmieszac szklo w tej postaci. Unika sie równiez przy tym przedo¬ stawania sie czastek mieszaniny, wytwarzajacej szklo do strumienia dolnego, co mogloby wplywac ujemnie na nalezyte jego topienie.Korzystnie jest równiez gazy wprowadzac do masy szkla w czesciach strumienia zasilajacych strefe czerpania. Jak wiadomo, niektóre czesci stru¬ mienia kieruja sie ku sciankom pieca, gdzie na skutek ochlodzenia szklo zanurza sie zasilajac dol¬ ny strumien zimniejszy. Dazenie do ujednorodnia¬ nia tych czesci strumienia, które nie zasilaja bez¬ posrednio urzadzen do czerpania i formowania szkla jest malo korzystne.Najlepiej jest wprowadzac gazy do masy szkla w kilku punktach, z których kazdy jest odsuniety od drugiego na odleglosc mniejsza od srednicy ob¬ szarów wplywu punktów wprowadzania gazu. Jak wiadomo/w tym punkcie .podnosi sie slup peche¬ rzyków, który wywiera swoje dzialanie na fikcyj¬ ny walec pionowy szkla roztopionego. Zblizajac w wystarczajacym stopniu punkty wlotu doprowadza sie te fikcyjne walce do przeciecia i stwarza sie w ten sposób zaslone, która szklo roztopione musi przebyc podlegajac ujednorodnieniu.* Wynalazek dotyczy równiez pieca do topienia i wytwarzania szkla, w którym to piecu strefa to¬ pienia jest polaczona ze strefa czerpania, i w któ¬ rym strumien szkla topionego plynie z pierwszej strefy do drugiej na drugim zimniejszym strumie- 10 niu podazajacym w kierunku odwrotnym, przy czym piec ten jest zaopatrzony poza tym w urza¬ dzenie do wtlaczania gazu, zaopatrzone w jeden przynajmniej otwór wlotowy gazu sprezonego, wprowadzanego do szkla topionego. Cecha wyróz- 15 niajaca piec wedlug wynalazku jest to, ze wspom¬ niany otwór jest umieszczony w przyblizeniu na poziomie rozdzialu miedzy dwoma strumieniami.Takie urzadzenie wtlaczania korzystnie jest wy¬ konac w postaci rury z porowatego materialu 20 ogniotrwalego lub tez przynajmniej w postaci jed¬ nej rury, zawierajacej co najmniej jeden wywier¬ cony otwór otwarty ido wnetrza pieca. Pierwsza od¬ miana pozwala na wtlaczanie duzej liczby malych pecherzyków, natomiast druga odmiana pozwala na 25 wtlaczanie pecherzyków o wiekszej srednicy.Najlepiej jest otwór do wprowadzania ga^ zów pod cisnieniem umiescic od dna pieca w odle¬ glosci w przyblizeniu równej dwom trzecim wyso¬ kosci szkla topionego zawartego w piecu. Stwier- *• dzono, ze wprowadzajac gazy na tej wysokosci za¬ pewnia sie doskonale ujednorodnienia górnego strumienia szkla.Zaleca sie równiez urzadzenie do wtlaczania ga¬ zów zaopatrzyc w szereg otworów wlotowych, z któ- 35 rych kazdy jest odsuniety od drugiego na odleglosc mniejsza od srednicy strefy w jakiej wywiera wplyw ten otwór.Piec wedlug wynalazku ma wewnatrz masy szkla stopionego podpory dla urzadzenia wtlaczania. 40 W ten sposób urzadzenie, które sklada sie przewaz¬ nie z rur, nie ugina sie i nie lamie sie pod wypad¬ kowym dzialaniem ciezaru i strumienia szkla. Pod¬ pory moga byc wykonane w postaci scianki lub w postaci slupów, ustawionych na dnie, lub tez mo- 45 ga miec one postac belki, ewentualnie pustej, pod¬ trzymywanej przez scianki boczne pieca. Najlepiej gdy sciana, sluzaca jako podpora ma przynajmniej jeden otwór, który przepuszcza strumien szkla zim¬ niejszego. Sposród róznych urzadzen jakie zostaly so omówione, wybiera sie takie, które najlepiej sa przystosowane do specjalnych charakterystyk pie¬ ca. Tytulem przykladu podaje sie, ze w piecach wiekszych stosuje sie raczej plyty lub scianke ani^ zeli belke. 55 Podpory zawierajace przewody sa przylaczone do urzadzenia do wtlaczania gazów pod cisnieniem i do zasilania gazami. W ten sposóbufrroni sie przewody przed zetknieciem ze szklem roztopionym, jak rów^ niez mozna je usunac z pod wplywu ciepla ochla-* 60 dzajac podpory od wewnatrz.Wynalazek jest blizej przedstawiony na kilku przykladach jego wykonania, uwidocznionych na zalaczonym rysunku.Fig. 1 przedstawia przekrój pionowy pieca we- u dlug wynalazku, fig. 2 — przekrój wzdluz linii51104 5 I II — II na fig. 1; fig. 3 — przekrój pionowy w ftwieksaonej steli odmiany pieca wedlug fig. 1; fig. 4 — przekrój wzdluz linii IV — IV na fig. 3; figi. 5 — przekrój pionowy mnego pieca wedlug wy¬ nalazku, lig. 6 — przekrój wzdluz linii VI -*-* VI na fig. 5; fig. — 7 przekrój pionowy w zwdejkszonej skali odmiany pieca wedlug fig. 5 i wreszcie fig. 8 — przekrój wzdluz linii VIII — VIII równiez w zwiek¬ szonej skali odmiany pieca wedlug fig. 5.Wedlug fig. 1 i 2 piec stanowi kadz 1, skladajaca sie z dna t i niskich scianek 3 oraz sciany czolo¬ wej 4, a takze Solany tylnej nie pokazanej na ry- simku. W górnej^JHjSci piec jest zamkniety skle¬ pieniem 5, opartym na sciankach 6, Maly obszar ka¬ dzi 1 jest nie pokryty sklepieniem 5 i stanowi prze¬ dzial ladowania 7. W sciankach 6 sa wykonane otwory 8, przez które wprowadza sie paliwo i po¬ wietrze spalania.Na przedluzeniu kadzi znajduje sie przedzial czerpania szkla, nie pokazany na rysunku.Wedlug wynalazku w kadzi 1 w plaszczyznie pio¬ nowej prostopadlej do dsi podluznej pieca sa umie¬ szczone rury 9. Rury te sa przylaczone do przewo¬ du rozrzadczego 10, umieszczonego w dnie 2 pieca i zasilanego powietrzem pod cisnieniem za pomoca dmuchawy 11.Podczas pracy pieca kadz 1 jest napelniona szklem roztopionym, a na powierzchnie kapieli w przedziale 7 laduje sie materialy tworzace szklo.Urzadzenie ladowania niepokazane na rysunku roz¬ prowadza materialy w postaci powloki 12, która popycha do wnetrza pieca. Pod dzialaniem plomie¬ ni, pochodzacych ze spalania paliwa, wprowadzo¬ nego przez otwory 8, materialy przetwarzane na szklo topia sie stopniowo, wskutek czego powloka 12 staje sie coraz ciensza i rozszerza sie wzdluz li¬ nii 13. Poza nia na szkle roztopionym pozostaje blonka 14 ze szkla lekkiego, bardzo bogatego w krzem.Blonka nie przejawia zadnych sklonnosci do mie¬ szania sie ze szklem, znajdujacym sie nizej, z po¬ wodu malej gestosci a duzego napiecia powierz¬ chniowego. Przeciwnie pod dzialaniem tego napie¬ cia powierzchniowego szklo lekkie dazy do zbie¬ rania sie w strugi, które moga byc czerpane i wpro¬ wadzane do produktów gotowych, co powoduje ich braki.Stwierdzono, ze powstaja dwa strumienie szkla.Jeden z nich, oznaczony strzalka 15, podaza do przedzialu czerpania, drugi zas oznaczony strzal¬ ka 16 znajduje sie pod pierwszym strumieniem i podaza w kierunku przeciwnym. Strumien dolny zajmuje zwykle dwie trzecie calkowitej wysokosci kapieli szkla.Rury 9 sa umieszczone w ten sposób, ze ich wy¬ lot 17 jest otwarty do roztopionego szkla powyzej dolnego strumienia 16. Powietrze sprezone wtla¬ czane przez dmuchawe 11 jest doprowadzane do rur 9 przewodem 10. Powietrze wznosi sie nastep¬ nie w kapieli w postaci baniek 18, które pociagaja szklo roztopione strumienia 15 i jednoczesnie mie¬ szaja je dokladnie ze szklem lekkim, tworzacym blonke 14. Stwierdzono, ze wszelkie slady blonki zanikaja poza plaszczyzna rur 9, liczac w kierunku strumienia.Fig, 3 i 4 przedstawiaja odmiane, w Htórej kadz 1 zawiera belke wydtafconA 19, przegradzajaca po¬ przecznie szerokosc pieca. Belka ta jest umocowa¬ na przez zakotwienie w sciankach 8, które maja w tym celu otwory 20. Przewód 10 jest umieszczo¬ ny w kanale' 21, znaJSujacytai sie: w belce 19. Ru¬ ry 9 sa przepuszczone przez £Óraa scianke 22 i sa otwarte w dolnej czesci górnego strumienia szkla 15.Piec pfzedstawiony na fig. i i 6 sklada sie w za¬ sadzie z tych samych elementów co i piec przed¬ stawiony na fig. 1 i 2. Kadz 1 zawiera scianke 23 z otworami 24, przez które przechodzi strumien dolny 16. Na sciance 23 jest ulozony przewód 25, w którego górnej czesci sa wywiercone otwory 26, przez które powietrze wtlaczane dmuchawa 11 wy¬ dostaje sie w postaci baniek 18. Otwory 26 sa roz¬ mieszczone dosc blisko siebie w ten sposób, ze kaz¬ da struga szkla stopionego, która przeplywa ponad nimi, jest pociagana przez pecherzyki, pochodzace Co najmniej z dwóch otworów. W ten sposób jest zapewnione szczególnie skuteczne mieszanie.Mozna równiez stosowac przewód 25 przeciety szczelina na calej dlugosci górnej tworzacej. W ten sposób powstaje bardzo gesta siatka drobnych pe¬ cherzyków, których dzialanie jest bardzo aktywne.Dzialanie tego pieca jest podobne do dzialania pieca wedlug fig. 1 i 2, z ta jedynie róznica, ze w piecu wedlug fig. 1 i 2 rury 9 wytwarzaja zaslone z pecherzyków 18, znajdujaca sie poza strefa ka¬ dzi 1 pokryta plomieniami, natomiast w piecu we¬ dlug fig. 5 i 6 przewód 25 jest polozony w tym obszarze, gdzie plomienie wybiegajace z otworów 8 ogrzewaja bezposrednio kapiel szkla.Fig. 7 przedstawia odmiane, w której dwa prze¬ wody 25 isa ulozone na sciance wydrazonej 27, któ¬ ra moze byc chlodzona dzieki krazeniu czynnika chlodzacego, np. zimnego powietrza wewnatrz ka¬ nalu 28. Przewody 25 sa zaopatrzone w dysze 29, których wylot 30 jest umieszczony w strumieniu szkla 15 i które wprowadzaja pecherzyki powie¬ trza 18. Aczkolwiek na ogól wystarcza jeden prze¬ wód 25, to jednak jest rzecza oczywista, ze zastoso¬ wanie kilku przewodów pozwala na uzyskanie lep¬ szej jednorodnosci szkla.W odmianie wedlug fig. 8 przewód 25 jest umiesz¬ czony na blokach 31 z materialu ogniotrwalego, umieszczonych na dnie 2.Za pomoca elementów zastosowanych w wyzej omówionych przykladach wykonania wynalazku mozna wytworzyc zaslone z pecherzyków 18, zaj¬ mujaca cala szerokosc kadzi 1 pieca wzdluz linii prostej lub linii lamanej albo linii krzywej w za¬ leznosci od urzadzenia zastosowanego do wytwa¬ rzania pecherzyków.Mozna równiez badac które strugi strumienia górnego 15 zasilaja bardziej skutecznie urzadzenia do czerpania i formowania szkla i umieszczac urza¬ dzenia do wtlaczania pecherzyków gazu tylko pod tymi wlasnie strugami. Wiadomo, ze inne czesci strumienia kieruja sie do scianek pieca, gdzie szklo zanurza sie i zasila strumien dolny 16, nie ma wiec koniecznej potrzeby zapewniania jednorodnosci w tych czesciach. 10 15 to 25 10 38 40 45 50 55 60slior ; festjrzecza oczywiata, ze dmuchawe 11 mozna za¬ stapic równiaz innymi zródlami gazu, np. zbiór* nikiem gazu pod cisnieniem. Mozna równiez za¬ miast powietrza wykorzystywac inne gazy, np. dwutlenek wegla lub azot. Wszystkie te odmiany g sa podane tytulem przykladu i nie wykroczy sie poza ramy wynalazku laczac je ze soba lub wpro- 5. wadza^ac zmiany. PL