SK60497A3 - Molten glass stirrer - Google Patents

Description

Miešadlo na roztavené sklo

Oblasť techniky

Vynález sa týka miešadla na roztavené sklo, ktoré pozostáva z hriadeľa miešadla, miešacích nadstavcov a spojovacieho prvku pre spojenie s pohonom miešacieho zariadenia. Vynález sa teda týka konštrukcie miešadiel na miešanie roztaveného skla, hlavne na homogenizáciu skloviny za vysokých teplôt.

Doterajší stav techniky

Miešadlá na homogenizáciu skloviny sú v sklárskom priemysle známe a používajú sa v rôznych prevedeniach. Rýchlosť a kvalita homogenizácie sú v podstate dané konštrukciou miešadiel a materiálmi, hlavne kontaktnými materiálmi, ktoré sú v styku so sklovinou. Pre ľahko sa taviace a menej agresívne sklá sú známe jednoduché konštrukcie miešadiel s listami a skrutkovými nadstavcami z vysokohodnotných žiaruvzdorných materiálov. Týmito miešadlami sa však nedosahuje dostatočná homogenizácia, miešadlá majú krátku životnosť a v dôsledku vysokého oteru materiálu často spôsobujú nežiadúce kazy skla. Miešadlá zo žiaruvzdorných a proti opalu odolných ocelí sa mohli a môžu použiť iba v niektorých prípadoch, pretože tieto druhy ocele často spôsobujú zafarbenie skla a vytváranie bublín v skle. Okrem toho sú tieto miešadlá nedostatočne odolné voči agresívnym zložkám skloviny. Naproti tomu sa pre takmer všetky druhy technického skla osvedčili miešadlá, pri ktorých je kontaktný materiál so sklovinou tvorený látkami zo skupiny ušľachtilých kovov. Preto sa tieto miešadlá, ako je známe, používajú v stále širšej a širšej miere.

Známe konštrukcie miešadiel sú opísané v dokumentoch DD 203 899, DEAS 19 16 817, DE-OS 25 00 793, DE-OS 28 24 268, US-PS 30 57 175, US-PS 32 24 875, US-PS 30 57 175 a DE 43 26 143 Al.

Nevýhodou týchto známych konštrukcií miešadiel je použitie veľkého množstva čistých ušľachtilých kovov, poprípade ich zliatin, čím sa podstatne zvyšujú zaobstarávacie náklady. Ďalšou nevýhodou je obmedzená oblasť použitia týchto miešadiel za vysokých teplôt, ktoré vedú k zničeniu týchto miešadiel. Podstatné rozšírenie v oblasti použitia týchto miešadiel sa pri prijateľných zaobstarávacích nákladoch, dostatočnej životnosti a dobrej akosti skla dosiahne použitím stabilizovaných a disperzne vystužených ušľachtilých kovov, hlavne platiny, poprípade zliatiny platiny s ródiom. Aby sa znížil stále ešte vysoký podiel ušľachtilých kovov, používajú sa vo vzrastajúcej miere miešadlá, ktoré pozostávajú z viacerých vrstiev rôznych materiálov a v styku so sklovinou sú vybavené veľmi tenkou kontaktnou vrstvou z ušľachtilého kovu.

Nosná vrstva týchto známych miešadiel je výhodne z molybdénu alebo volfrámu; táto vrstva ušľachtilého kovu je voči nosnému materiálu chránená keramickými materiálmi. Pretože tieto nosné materiály pri teplotách približne nad 600 °C oxidujú, musí byť vnútorný priestor miešadla vzduchotesne uzatvorený a musí byť evakuovaný. Toto všetko predstavuje nevýhody miešadiel s vrstvovou konštrukciou. Pretože ušľachtilé kovy, poprípade ich zliatiny, nie sú plynotesné a chybne uskutočnené zvary na miešadle umožňujú vnikanie vzdušného kyslíka, príde v krátkej dobe k zničeniu nosného materiálu, čo má za následok úplné vyradenie miešadla.

t

Úlohou vynálezu je s prihliadnutím k týmto nedostatkom známych riešení nájsť takú konštrukciu miešadla na homogenizáciu roztaveného skla za vysokých teplôt, ktorá bude obsahovať iba nepatrné množstvo materiálu, ktorý bude tvorený len ušľachtilými kovmi a/alebo zliatinami týchto ušľachtilých kovov. Miešadlo má mať vyššiu životnosť a trvalo zaisťovať dobrú akosť skla.

Podstata vynálezu

Uvedenú úlohu rieši a nedostatky známych miešadiel tohto druhu do značnej miery odstraňuje miešadlo na roztavené sklo, ktoré pozostáva z hriadeľa miešadla, miešacích nadstavcov a spojovacieho prvku pre spojenie s pohonom miešacieho zariadenia, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že súčasti miešadla, to znamená valcový hriadeľ a miešacie nadstavce, tvoria klietkovú konštrukciu z jemnozrnnej stabilizovanej a disperzne vystuženej platiny alebo platinovej zliatiny s hrúbkou steny v rozsahu 1,0 až 2,5 mm, pričom v dutom hriadeli miešadla je umiestnená množina valcových alebo plochých výstuh tohto hriadeľa a/alebo krížové a/alebo segmentové výstuhy.

Miešadlo podľa vynálezu sa teda vyznačuje špeciálnou klietkovou konštrukciou, ktorou sa dosiahne minimálna spotreba materiálu a súčasne vysoká stabilita aj za vysokých teplôt. Dosahuje sa to použitím jemnozrnnej stabilizovanej a disperzne vystuženej platiny alebo zliatiny platiny s ródiom, pričom súčasti majú nepatrnú hrúbku steny v rozsahu 1,0 až 2,5 mm.

Nosným prvkom miešadla je v klietkovej konštrukcii miešadla podľa vynálezu hriadeľ miešadla, ktorý je podľa vynálezu uskutočnený ako valcová rúrka. Horná časť hriadeľa miešadla je v súlade so známymi riešeniami uskutočnená tak, aby umožnila ľahkú a rýchlu výmenu miešadla v miešacom zariadení.

Spodná časť hriadeľa miešadla je podľa vynálezu úplne uzatvorená takmer guľatou čiapočkou.

Roztavené sklo je dobre miešané dostatočne vysokými otáčkami otáčajúceho sa miešadla, čím sa dosahuje dobrá homogenizácia skloviny.

Súčasne sa otočným pohybom miešadla dosahuje aj premiestňovanie skloviny vertikálnym prúdením i v zvislom smere. Počet miešacích nadstavcov na hriadeli miešadla je daný veľkosťou ich náporových plôch a z toho vyplývajúcich síl, ktoré sa prenášajú na hriadeľ miešadla. Z technického a technologického hľadiska je žiadúci optimálny počet miešacích nadstavcov na hriadeli miešadla s jednotlivými veľkými strižnými plochami. Je to podľa vynálezu dosiahnuté tak, že hriadeľ miešadla je po celej svojej výške, na ktorej sú umiestnené miešacie nadstavce, vo vnútri proti skrúteniu vystužený guľatými alebo viachrannými výstuhami. V najjednoduchšom prípade je hriadeľ miešadla v určitých výškových odstupoch vybavený navzájom protiľahlými otvormi, ktorými sú prestrčené valcové rúrky s uzatvorenými zaoblenými koncami, ktoré sú zvarené s hriadeľom miešadla. Podľa vynálezu vznikne takto miešadlo s množinou valcových alebo plochých miešacích nadstavcov, ktorými sa dosahuje homogenizácia skloviny.

Optimálna tuhosť hriadeľa miešadla v skrute sa podľa vynálezu dosiahne tak, že po celej výške obsahu skloviny sú vo vnútornom priestore hriadeľa miešadla s určitými uhlovými odstupmi umiestnené valcové výstuhy tohto hriadeľa. V prípade hriadeľa miešadla s veľkým priemerom sú na konci jednej vnútornej výstuhy umiestnené malé miešacie nadstavce a na koncoch ďalších výstuh plošne väčšie miešacie nadstavce.

Ak je po celej výške obsahu skloviny umiestnený dostatočný počet výstuh, môžu byť ploché miešacie nadstavce pripevnené na ľubovoľnom mieste hriadeľa miešadla. Do rámca vynálezu spadá okrem toho i prestrčenie plochých miešacích nadstavcov cez hriadeľ miešadla, miešacie nadstavce sú aj v tomto prípade výhodne umiestnené v skrutkovnici alebo skrutkovniciach.

Konkrétne sú opísané opatrenia uskutočnené tak, že výstuhy hriadeľa miešadla prechádzajú cez otvory v hriadeli a sú súčasne ako valcové alebo ploché miešacie nadstavce nerozoberateľne spojené s týmto hriadeľom.

Je výhodné, ak výstuhy hriadeľa miešadla nerozoberateľne končia v zákryte s povrchom hriadeľa, pričom na v zákryte ukončených výstuhách hriadeľa miešadla a/alebo na ľubovoľnom mieste hriadeľa miešadla sú pripevnené ploché miešacie nadstavce.

Z hľadiska odolnosti proti zmenám teploty je ďalej výhodné, ak vo všetkých výstuhách hriadeľa miešadla je vytvorený jeden alebo rad dilatačných otvorov.

Okrem toho je výhodné, ak valcové alebo ploché miešacie nadstavce sú v hriadeli miešadla umiestnené pod ľubovoľným uhlom a nastrčené na seba alebo do seba sú nerozoberateľne spojené s hriadeľom miešadla.

Iné možné výhodné riešenie spočíva v tom, že hriadeľ miešadla je vybavený krížovými a segmentovými výstuhami a valcovými a plochými miešacími nadstavcami ľubovoľného tvaru, hlavne viachranného tvaru, alebo kombináciou viacerých tvarov s prídavnými výstuhami hriadeľa miešadla.

Je to konkrétne uskutočnené tak, že ploché miešacie nadstavce, končiace ako krížové a segmentové výstuhy a spojené s hriadeľom miešadla, sú umiestnené po celej výške hriadeľa miešadla a/alebo sú striedavo prerušené.

Z hľadiska mechanickej pevnosti je ďalej výhodné, ak všetky dutiny vo vnútri hriadeľa miešadla sú vyplnené sintrovacou keramickou hmotou, tvoriacou prídavnú výstuhu.

Konečne, z tohoto a iných dôvodov je výhodné, ak hriadeľ miešadla je na svojom spodnom konci úplne uzatvorený výhodne zaoblenou čiapočkou.

Ak priemer hriadeľa miešadla činí až 90 % priemeru miešacej komory, čo možno doporučiť, je tento hriadeľ podľa vynálezu vybavený hviezdicovými, krížovými alebo segmentovými výstuhami alebo kombináciou týchto výstuh, ktoré spoločne tvoria nosné prvky hriadeľa miešadla. Vonkajší obvod hriadeľa miešadla, ktorý nesie miešacie nadstavce, je výhodne valcový. Konce segmentových výstuh sú súčasne uskutočnené ako miešacie nadstavce. Konce výstuh hriadeľa miešadla sú uskutočnené ako valcové alebo ploché miešacie nadstavce. V prípade vysokého namáhania hriadeľa miešadla je zvyšný voľný priestor, poprípade zvyšné dutiny v hriadeli miešadla, poprípade v krížových výstuhách, vyplnený práškovou keramickou hmotou, ktorá v teplotnej oblasti približne nad 800 °C zosintruje a súčasne si zachová otvorené póry, ktoré umožňujú trvalú výmenu vzduchu. Každá z výstuh hriadeľa miešadla je za tým účelom podľa vynálezu vybavená jedným alebo viacerými dilatačnými otvormi, ktoré pri zvýšení teploty umožňujú vyrovnávanie tlaku.

Výhodou miešadla podľa vynálezu je minimálna spotreba ušľachtilých kovov a ich zliatin, čo sa dosahuje opísanou klietkovou konštrukciou miešadla podľa vynálezu. Zásluhou použitia výlučne ušľachtilých kovov sa predíde známej viacvrstvovej konštrukcii miešadiel s rôznymi kovovými a keramickými materiálmi, čím sa podstatne zvýši životnosť miešadla.

Zásluhou jednoduchej konštrukcie sú ľahko možné i opravy chybných miešadiel. Zásluhou možnosti výmeny jednotlivých chybných súčastí možno v krátkych lehotách uskutočňovať i úspornú celkovú renováciu jednotlivých súčastí.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata vynálezu je ďalej objasnená na neobmedzujúcich príkladoch jeho uskutočnenia, ktoré sú opísané na základe pripojených výkresov, ktoré znázorňujú:

- na obr. 1 v pôdorysnom reze výstuhy hriadeľa miešadla a miešacie nadstavce,

- na obr. 2 bočný pohľad na uskutočnenie z obr. 1 s prerušovanými plochými miešacími nadstavcami,

- na obr. 3 axiálny rez hriadeľom miešadla s valcovými miešacími nadstavcami, a

- na obr. 4 v reze pôdorysný pohľad na uskutočnenie z obr. 3.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornený rez miešadlom v pôdorysnom pohľade, pričom hriadeľ 1. miešadla pozostáva zo štyroch častí a je vo vnútri stabilizovaný štyrmi segmentovými výstuhami 8. Tieto segmentové výstuhy 8. sú na svojich koncoch súčasne uskutočnené ako ploché miešacie nadstavce 6. Ako v hriadeli 1 miešadla, tak i v segmentových výstuhách 8 sú vytvorené otvory 2, ktorými prechádzajú valcové miešacie nadstavce 3. so zaoblenými koncami 4, ktorými sa dosahuje prídavné vystuženie hriadeľa 1 miešadla. V každej z valcových výstuh 7 je vytvorený dilatačný otvor 5.. Všetok voľný priestor vo vnútri hriadeľa 1 miešadla je vyplnený poréznou sintrovacou hmotou 9.

Na obr. 2 je znázornený bočný pohľad na hriadeľ 1. miešadla. V tomto uskutočnení majú ploché miešacie nadstavce 6 striedavo rôzne veľké strižné plochy a/alebo sú rôzne dlhé a sú umiestnené vo viacerých rovinách, takže prúd skloviny je v okolí hriadeľa 1 miešadla rozrušovaný viacnásobne.

Na obr. 3 je znázornený bočný pohľad na časť hriadeľa 1 miešadla, ktorý je tvorený valcovou rúrkou z materiálu na báze platiny, v ktorej je s presadením vytvorený ľubovoľný počet proti sebe navzájom umiestnených otvorov 2. Vo vždy navzájom protiľahlých otvoroch 2 sú prestrčené a v hriadeli 1 upevnené valcové výstuhy 7. ktoré prechádzajú vo valcové miešacie nadstavce 3. s uzavretými zaoblenými koncami 4.

Na obr. 4 je v reze znázornený pôdorysný pohľad na uskutočnenie z obr. 3 a je tu zrejmé umiestnenie valcových miešacích nadstavcov 3. Je zrejmé, že tieto valcové miešacie nadstavce 3. sú v tomto prípade navzájom natočené o 60° a sú umiestnené v troch výškových úrovniach. Z troch valcových výstuh 7 s dilatačnými otvormi 2 takto vznikne šesť valcových miešacích nadstavcov 3..

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Miešadlo na roztavené sklo, ktoré pozostáva z hriadeľa miešadla, miešacích nadstavcov a spojovacieho prvku pre spojenie s pohonom miešacieho zariadenia, vyznačujúce sa tým, že súčasti miešadla, to znamená valcový hriadeľ (1) a miešacie nadstavce (3, 6), tvoria klietkovú konštrukciu, z jemnozrnnej stabilizovanej a disperzne vystuženej platiny alebo platinovej zliatiny s hrúbkou steny v rozsahu 1,0 až 2,5 mm, pričom v dutom hriadeli (1) je umiestnená množina valcových alebo plochých výstuh (7) tohto hriadeľa (1) a/alebo krížové a/alebo segmentové výstuhy (8).
2. 2. Miešadlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že výstuhy (7) hriadeľa (1) miešadla prechádzajú cez otvory (2) v hriadeli (1) a sú súčasne ako valcové alebo ploché miešacie nadstavce (3, 6) nerozoberateľne spojené s týmto hriadeľom(l).
3. 3. Miešadlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že výstuhy (7) hriadeľa (1) miešadla nerozoberateľne končia v zákryte s povrchom hriadeľa (1).
4. 4. Miešadlo podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že na v zákryte ukončených výstuhách (7) hriadeľa (1) miešadla a/alebo na ľubovoľnom mieste hriadeľa (1) miešadla sú pripevnené ploché miešacie nadstavce (6).
5. 5. Miešadlo podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že vo všetkých výstuhách (7) hriadeľa (1) miešadla je vytvorený jeden alebo rad dilatačných otvorov(5).
6. 6. Miešadlo podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že valcové alebo ploché miešacie nadstavce (3, 6) sú v hriadeli (1) miešadla umiestnené pod ľubovoľným uhlom a nastrčené na seba alebo do seba sú nerozoberateľne spojené s hriadeľom (1) miešadla.
7. 7. Miešadlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že hriadeľ (1) miešadla je vybavený krížovými a segmentovými výstuhami (8) a valcovými a plochými miešacími nadstavcami (3, 6) ľubovoľného tvaru, hlavne viachranného tvaru, alebo kombináciou viacerých tvarov s prídavnými výstuhami (7) hriadeľa (1) miešadla.
8. 8. Miešadlo podľa nárokov 1 a 7, vyznačujúce sa tým, že ploché miešacie nadstavce (6), končiace ako krížové a segmentové výstuhy (8) a spojené s hriadeľom (1) miešadla, sú umiestnené po celej výške hriadeľa (1) miešadla a/alebo sú striedavo prerušené.
9. 9. Miešadlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že všetky dutiny vo vnútri hriadeľa (1) miešadla sú vyplnené sintrovacou keramickou hmotou (9), tvoriacou prídavnú výstuhu.
10. 10. Miešadlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že hriadeľ (1) miešadla je na svojom spodnom konci úplne uzatvorený výhodne zaoblenou čiapočkou.