CN1290235A - 使熔融玻璃的温度差均衡的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

使至少一个输送熔融玻璃的流道式温度均衡区(1)内的熔融玻璃的温度差达到均衡的方法,温度均衡区位于熔融玻璃浇入成形机等的模型中的浇出口(2)的上游。在该均衡区的两壁(12、13)、底部(14)和顶部(15)设置了电阻加热元件(16—19;20、21;24—29),而且可以测量出与电阻加热元件相接触的各侧壁、底部和顶部的表面温度,并可通过电控制器(31—34)控制电阻加热元件,使上述表面的温度保持在等于或基本上等于预定的熔融玻璃的浇出温度。

Description

使熔融玻璃的温度差均衡的方法及装置
本发明涉及一种使熔融玻璃浇入成形机的模型内的浇出口之上游处的熔融玻璃的温度差达到均衡的方法，而且还涉及一种均衡器即一条可使其中的熔融玻璃的温度差达到均衡的流道，该流道的出口就是熔融玻璃的浇出口。
在玻璃制品例如各种类型的玻璃瓶和容器的生产中，首要的问题是要使熔融玻璃具有预定的而且是均匀的重量和粘度，如果重量和粘度不均匀，产量就会明显下降，这是由于模型未充分充满，结果便使玻璃瓶没有足够的壁厚和所需的强度。
玻璃在玻璃熔化炉中熔化，液态的玻璃通过几条输送流道从玻璃熔化炉流出来。在这些输送流道中，要力图保持预定的玻璃温度，同时又要保持熔融玻璃的温度尽可能地均匀。每条输送流道都要进入一段所谓的均衡区，该均衡区是一段较短的(长度通常为几米的)流道，设置这种均衡区的目的是要保持熔融玻璃的温度十分均匀。
玻璃的粘度在很大程度上取决于温度。因此，在输送流道特别是在上述的均衡区中的局部温度差将严重影响到按制成的产品重量与通过浇出口流出的熔融玻璃的重量之比值计算的产量。
在普通的输送流道和均衡区中，使用沿输送流道和均衡区混合设置的加热区和冷却区，目的是首先将玻璃冷却到适合于浇铸的温度，然后使熔融玻璃温度均衡在预定的浇铸温度，从而使沿垂直于均衡区的纵向方向的熔融玻璃的整个横截面上具有均匀的温度。冷却区通常不进行加热，而是使熔融玻璃自然地冷却。加热区通常设置气体燃烧器进行加热，在这里，烟气扫过熔融玻璃暴露的上表面，但是，也可以沿流道壁设置电阻加热元件。另外，还可在流道中***钼电极，使熔融玻璃包围该电极；并使电流流过两电极之间的熔融玻璃。
在普通的装置中，用热电偶在熔融玻璃的几个不连续点上测量熔融玻璃的温度，并用这些测量值控制加热装置，经验表明，按上述办法测量熔融玻璃的几个不连续点上的温度并不能据此来控制加热装置，因为熔融玻璃的外表面仍存在局部的温度梯度。
本发明解决了上述问题，并提出了一种方法和装置，可使熔融玻璃的温度比现有技术均匀得多，这又使玻璃制品的产量明显提高。
于是，本发明涉及一种用于使至少一个用于输送熔融玻璃的流道式温度均衡区内的熔融玻璃的温度差达到均衡的方法，上述的均衡区位于熔融玻璃浇入成形机等的模型内的浇出口的上游处，其特征在于，在温度均衡区的侧壁、底部和顶部设置电阻加热元件，其特征还在于，可以测量与电阻加热元件相接触的各侧壁、底部和顶部的表面温度，其特征还在于，可通过电控制器来控制上述的电阻加热元件，从而使上述表面温度保持等于或基本上等于预定的熔融玻璃的浇出温度。
而且，本发明还涉及具有权利要求7规定的基本特征的那种类型的均衡温度的装置。
下面部分地结合示出本发明实施例的若干实例的附图更详细地说明本发明，附图中：
图1是本发明的温度均衡区的部分纵剖视图；
图2是温度均衡区的示意的顶视图并示出电阻加热元件的安装位置；
图3是通过温度均衡区的示意横剖视图；
图4示出热电偶在温度均衡区的流道中的安装位置；
图5是电控制装置的方框图。
图1示出用于输送熔融玻璃并且旨在均衡熔融玻璃的温度差的流道式温度均衡区1的纵剖面图，该温度均衡区1位于熔融玻璃浇入成形机等的模型(未示出)的浇出口2的上游处。图3示出流道1的横截面，该流道由合适的陶瓷材料3例如Al2O3制成，它的尺寸可以例如是：宽度约为1000mm，深度约150mm，对于这种横截面尺寸，温度均衡区的长度可以达到2000mm左右。在流道的上方，有一个用绝热耐火材料例如耐火砖制成的顶部4。
在流道3的下方，设有附加的例如耐火砖砌成的绝热层5。整个温度均衡区支承在钢梁式支架6上。在顶部4的上方也有附加的例如用耐火砖砌成的绝热层7、8。
设置了一个挡塞9，用以阻止熔融玻璃11进入包括浇出口2的浇出区10，该浇出区10用合适的陶瓷材料例如氧化铝制成。
按照本发明，温度均衡区的侧壁12、13，底部14和顶部15都设有电阻加热元件，见图3。在图3中，标号16～19代表上述的电阻加热元件，它们都是由位于瑞典Hallstahammar的KANTHAL AB与其他厂家供应的合适的公知型的元件。
按照本发明，测量出分别与电阻加热元件相接触的侧壁、底部和顶部的表面温度，而上述的电阻加热元件16～19由一个电子控制器控制，以便使上述表面的上述温度保持在等于或基本上等于预定的熔融玻璃的浇出温度。
上述的温度测量按常规方法用热电偶20～23进行。热电偶20～23可与电阻加热元件分开，也可以与电阻加热元件做成一个整体。
上述的电阻加热元件最好沿温度平衡区按规则的间隔隔开布置。图1示出这种情况，其中，底部加热元件24～26和顶部加热元件27～29按规则的间距隔开分布，图中标号30代表几副热电偶。
图2以平面图示出顶部和底部加热元件18、19(见图3)。图2还以小圆圈标出侧面的加热元件20、21(见图3)，这些加热元件沿温度均衡区的纵向与底部和顶部的加热元件交替分布。
按照一个最佳实施例，将与电阻加热元件相接触的侧壁、底部和顶部的表面测量温度作为各电阻加热元件的温度。
按照一个最佳实施例，上述的电阻加热元件是安装在具有上述流道1的陶瓷构件3之外表面上的陶瓷管内的螺旋形元件。在图2中用圆圈20、21标出该实施例的加热元件。
按照另一个实施例，上述的电阻加热元件是安装在具有流道1的陶瓷构件3之外表面上的带状元件，图1以标号24～29示出该实施例的加热元件。
对于本发明来说，上述加热元件的制造方法并不重要，重要的是，必须设置足够数量的具有足够高的输出功率的元件，以便保持预定的熔融玻璃的足够高的温度。
按照一个最佳实施例，温度均衡区的长度至少相当于上述流道1的宽度的1～2倍。
上面提到了电控制器。图5以方框图示出这种控制器，该控制器最好将微处理机31与存储器和软件相结合。所有的热电偶都通过适当的输入线路与微处理机相连接，所以该微理机可获得相当于各热电偶测出的温度的信号。微处理机设计成可通过具有可控硅的控制线路32～34单独地或成组地控制每个电阻加热元件(例如图5中的加热元件16、17、19)。
总而言之，本发明的上述温度均衡区具有大量的可控制的电阻加热元件，所以流道1可保持在预定的温度。
如上所述，由于可测量与电阻加热元件相接触的各个侧壁、底部和顶部的表面温度，并可由电控制器控制电阻加热元件，所以上述表面的温度可保持在等于或基本上等于预定的熔融玻璃的浇出温度。
经验表明，如果与电阻加热元件相接触的各壁的温度是预定的熔融玻璃的温度，那么，在温度均衡区经过最初的预热之后，通过构成流道1的陶瓷件3的温度差将为零或接近于零。这就意味着内流道壁具有预定的熔融玻璃的温度。
当熔融玻璃流到温度均衡区时，其平均温度接近于或很接近于所需的浇出温度，但是，沿垂直于熔融玻璃流动方向的熔融玻璃横截面上的温度分布是不均匀的，这种温度分布的不均匀性会产生在序言中提到的问题。
在紧接浇出口的上游处，通常以公知的方式设置9副热电偶35～43，这些热电偶组成一个位于流道1内的阵列44，并用于测量熔融玻璃内的温度分布。上述热电偶44最好与微处理机相连接。因此，当温度分布不够均匀时，可由微处理机发出警告信号。
应用本发明，可使序言中提到的问题得以解决，同时，与普通的温度均衡区相比，可提高产量10％～15％。使用本发明方法与普通方法的主要差异在于，普通的温度均衡区的流道内表面的温度低于所需的熔融玻璃温度。
下面举出一些实际进行试验的实例。
温度均衡区的长度为2440mm，流道的宽度为1060mm，其深度为152mm。沿该温度均衡区按规则的间距设置6个底部加热元件和6个顶部加热元件，每个加热元件的最大输出功率为2855W，沿温度均衡区两侧按规则的间距设置6个侧边加热元件，每个加热元件的最大输出功率为595W，熔融玻璃在流道1中的流动速度为10mm／s。
在均衡区未装设本发明的元件之前，上述的热电偶阵列44上的温度(℃)如下表所示，下表所列数值是按图4所示位置测量的：
1166    1169    1166
1161    1175    1161
1153    1176    1153
最大的温度差为22℃。
开始使用本发明之后，与上表相对应的温度如下：
1164    1166    1166
1163    1166    1162
1163    1166    1163
正如上面的数值所示，最大的温差只有3℃。
上面已说明了实施例的几个实例，但是，显然，加热元件的数目、类型、输出功率以及安置的位置都必须适应于所讨论的温度均衡区。但是，本行业专家不难计算出在现有的或重新制造的温度均衡区内实施本发明所需要的电阻加热元件的输出功率和所需数目。
因此，不应认为本发明只限于上面所述的内容，而是可在所附权利要求书中规定的范围内加以改变。

Claims (11)

1．一种用于使至少一个用来输送熔融玻璃的流道式温度均衡区(1)内的熔融玻璃的温度差达到均衡的方法，所述的温度均衡区位于熔融玻璃浇入成形机等的模型内的浇出口的上游处，其特征在于，在上述温度均衡区的侧壁(12、13)、底部(14)和顶部(15)设有电阻加热元件(16～19；20、21；24～29)，与上述电阻加热元件相接触的各侧壁、底部和顶部的表面温度可以测量，可通过电控制器(31～34)控制上述的电阻加热元件，所以可将上述各表面的温度控制到等于或基本上等于预定的熔融玻璃的浇出温度。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于，上述的电阻加热元件(16～19；20、21；24～29)沿温度均衡区按规则间距隔开设置。
3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，将与电阻加热元件(16～19；20、21；24～29)相接触的各侧壁(12、13)、底部(14)和顶部(15)的表面温度测量值作为相应的电阻加热元件的温度。
4．根据权利要求1、2或3的方法，其特征在于，上述的电阻加热元件(16～19)是安装在具有上述流道(1)的陶瓷构件(3)的外表面上的陶瓷管内的螺旋形元件。
5．根据权利要求1、2或3的方法，其特征在于，上述的电阻加热元件(20、21；24～29)是安装在具有上述流道(1)的陶瓷构件(3)的外表面上的带状电阻加热元件。
6．根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于，上述的温度均衡区的长度至少相当于上述流道(1)的宽度的1～2倍。
7．一种用于使至少一个用于输送熔融玻璃的流道式温度均衡区(1)内的熔融玻璃的温度差达到均衡的装置，上述的温度均衡区位于熔融玻璃浇入成形机等的模型内的浇出口(2)的上游处，其特征在于，在上述温度均衡区的侧壁(12，13)、底部(14)和顶部(15)设有电阻加热元件(16～19；20、21；24～29)；设有热电偶(20～23)以测量与上述电阻加热元件相接触的各侧壁(12、13)、底部(14)和顶部(15)的表面温度；和设有电控制器(31～34)来控制上述的电阻加热元件，从而使上述表面的温度等于或基本上等于预定的熔融玻璃的浇出温度。
8．根据权利要求7的装置，其特征在于，上述的电阻加热元件(16～19；20、21；24～29)沿上述温度均衡区按规则间距隔开设置。
9．根据权利要求7或8的装置，其特征在于，上述的电阻加热元件(16～19)是安装在具有上述流道(1)的陶瓷构件(3)之外表面上的陶瓷管内的螺旋形元件。
10．根据权利要求7或8的装置，其特征在于，上述的电阻加热元件(20、21；24～29)是安装在具有上述流道(1)的陶瓷构件(3)之外表面上的带状电阻加热元件。
11．根据权利要求7～10的装置，其特征在于，上述温度均衡区的长度至少相当于上述流道(1)的宽度的1～2倍。
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