CS237722B1 - Melting method of ion conducting substances,namely glass,by flow of electric current through melt and connection to perform this method - Google Patents

Abstract

Vynález se týká oboru tavení skla a podobných látek elektrickým proudem a řeěí problém automatická regulace tavícího procesu tyristorových spínačů zapojených do regulačního obvodu. Skupiny elektrod se připojují na své samostatně regulované zdroje cyklicky tak, že v daném cyklu je připojena na zdroj pouze jedna skupina elektrod. Mezi zdrojem a každou elektrodou je zapojena antiparalelní dvojice tyristorových spínačů, přičemž antiparalelní dvojice tyristorových spínačů přisluěející ke skupině elektrod jsou společně připojeny k čaaovaaímu členu napojenému na regulační člen, který tvoří regulátor výkonu, případně též regulátor teploty. Funkce časovacího regulačního členu může s výhodou vykonávat mikroprocesor.The invention relates to the field of glass melting and similar substances by electric current and solves the problem of automatic melting control process of thyristor switches connected into the control circuit. Electrode groups they connect to their separately regulated source cyclically so that it is in a given cycle only one group attached to the source electrodes. Between the source and each electrode there is an anti-parallel pair of thyristors connected switches, while being antiparallel a pair of thyristor switches belonging to they are connected to a group of electrodes together to a timer member coupled to the regulatory a member that constitutes a power regulator optionally a temperature controller. Function the timing regulating member may be advantageously perform a microprocessor.

Description

Vynález se týká oboru tavení skla a podobných látek elektrickým proudem a řeěí problém automatická regulace tavícího procesu tyristorových spínačů zapojených do regulačního obvodu. Skupiny elektrod se připojují na své samostatně regulované zdroje cyklicky tak, že v daném cyklu je připojena na zdroj pouze jedna skupina elektrod. Mezi zdrojem a každou elektrodou je zapojena antiparalelní dvojice tyristorových spínačů, přičemž antiparalelní dvojice tyristorových spínačů přisluěející ke skupině elektrod jsou společně připojeny k čaaovaaímu členu napojenému na regulační člen, který tvoří regulátor výkonu, případně též regulátor teploty. Funkce časovacího regulačního členu může s výhodou vykonávat mikroprocesor.The present invention relates to the field of melting glass and the like by electric current and solves the problem of automatically controlling the melting process of thyristor switches connected to a control circuit. The electrode groups are connected to their independently regulated sources cyclically so that only one electrode group is connected to the source in a given cycle. An antiparallel pair of thyristor switches is connected between the source and each electrode, wherein the antiparallel pairs of thyristor switches belonging to the electrode group are connected together to a timing member connected to a control member which constitutes a power regulator or possibly a temperature regulator. Advantageously, the function of the timer may be performed by the microprocessor.

~gn £21 z⁴ ~ gn £ 21 out of ⁴

Vynález ee týká způsobu tavení Iontově vodivých látek, zejména skla, průchodem elektrického proudu taveninou, dodávaného do nejmáné dvou skupin elektrod napájených ze samostatně regulovaných zdrojů. Vynález se týká též zapojení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method of melting ion-conducting substances, in particular glass, by passing an electric current through a melt, supplied to at least two groups of electrodes supplied from separately regulated sources. The invention also relates to a circuitry for carrying out this method.

Pří tavení akla musí tavenina procházet různými stadii tavícího procesu, tj. tavením, Šeřením a ustálením, tedy různými zónami teplot podle stanovená!taviči křivky. Nastavení a regulace této křivky se při elektrickém tavení provádí příkonem do elektrod, jejich tvarem, velikostí, mírou zasunuti do taveniny a vzájemným prostorovým uspořádáním. Za běžného provozu nelze tyto faktory jednou nastavené snadno měnit.When melting the acla, the melt must go through different stages of the melting process, i.e., melting, spreading and settling, i.e. different temperature zones according to a determined melting curve. Adjustment and regulation of this curve is performed during electrical melting by input to electrodes, their shape, size, degree of insertion into the melt and mutual spatial arrangement. During normal operation these factors cannot be easily changed once set.

V publikaci J. Staňka Elektrické tavení skla /SNTL 1976/ na atr. 297 je popsán způsob a zapojení k jeho provádění, kterým se reguluje napětí na jednotlivých párech nebo skupinách elektrod, připojených na jednotlivé samostatně regulované zdroje a tím se nastavuje v jednotlivých zónách rozdělení příkonu a tím 1 teplot. Tento způsob a zapojeni je popsán a vyobrazen v čs. patentu ě. 118 306, podle něhož tavení se provádí pomocí vedle sebe umístěných dvojic elektrod, tj. v podstatě horizontálně. V patentových spisech Francie 2 424 884 a 2 423 453 tavení probíhá v podstatě vertikálně pomocí skupin elektrod napájených ze samostatně regulovaného zdroje a umístěných v různých rovinách nad sebou.In J. Stanek publication Electric glass melting / SNTL 1976 / to atr. 297 describes a method and a wiring for its implementation, which regulates the voltage on individual pairs or groups of electrodes connected to individual independently regulated sources and thus adjusts in the individual zones of power distribution and thus 1 temperatures. This method and connection is described and illustrated in MS. patent. 118,306, wherein the melting is carried out by juxtaposed pairs of electrodes, i.e. substantially horizontally. In the patents of France 2 424 884 and 2 423 453, the melting takes place essentially vertically by means of electrode groups powered from a self-regulated source and arranged in different planes one above the other.

Aváak i při tomto způsobu a zapojení jsou zdroje přes elektrody a vodivou taveninu do určité míry vzájemně propojeny, takže se ovlivňují a nelze tedy za provozu nezávisle regulovat teploty v jednotlivých zónách v oblasti skupin elektrod.However, even with this method and connection, the sources are connected to one another via electrodes and the conductive melt, so that they interact and therefore it is not possible to independently control the temperatures in the individual zones in the region of the electrode groups during operation.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že skupiny elektrod se připojují na svůj samostatně regulovaný zdroj cyklicky, přičemž v daném cyklu je připojena na zdroj pouze jedna skupina elektrod. Toho se docílí zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, Se každé elektroda je připojena na zdroj přeá antiparalelní dvojici tyristorových spínačů, přičemž antiparalelní dvojíce tyristorových spínačů přlsluSejlcí ke skupině elektrod jsou společně připojeny k časovacímu členu napojenému na regulační člen. Regulační člen může tvořit regulátor výkonu, případně též s regulátorem teploty, časovači i regulační člen mohou být s výhodou vytvořeny mikroprocesorem.These disadvantages are eliminated or substantially reduced by the method according to the invention, which consists in that the electrode groups are connected cyclically to their self-regulated source, with only one electrode group connected to the source in a given cycle. This is achieved by a circuit according to the invention, in which each electrode is connected to a power supply via an antiparallel pair of thyristor switches, the antiparallel pairs of thyristor switches corresponding to the electrode group being connected together to a timing member connected to the control member. The regulating member may be a power regulator, optionally also with a temperature regulator, the timer and the regulating member may preferably be formed by a microprocessor.

Připojováním a odpojováním napájecích okruhů elektrod se přivádí elektrická energie ze zdroje nebo zdrojů k příslušným skupinám elektrod v předem zvoleném časovém intervalu při průchodu fázového napětí nulou, takže okruhy skupin elektrod ee vzájemně neovlivňují. Poměrem časových Intervalů sepnutí jednotlivých skupin elektrod se zajistí rozdělení výkonů v tavící peci výhodné pro tavící proces v jednotlivých zónách pece a přitom intervaly je možno měnit podle potřeby i v průběhu tavby.By connecting and disconnecting the electrode supply circuits, electrical power is supplied from the source or sources to the respective electrode groups at a preselected time interval when the phase voltage passes through zero, so that the electrode group circuits ee do not affect each other. The ratio of the switching intervals of the individual electrode groups ensures the power distribution in the melting furnace advantageous for the melting process in the individual furnace zones, and the intervals can also be changed during the melting as needed.

Příkladně provedení vynálezu je popsáno dály a schematicky znázorněno na připojených výkresech, v nichž představuje obr. 1 blokové schéma zapojení elektrod e jednofézovým zdrojem, obr. 2 blokové schéma zapojení elektrod ve třech horizontálních rovinách s třífázovým zdrojem, obr. 3 časový průběh připojeni skupin elektrod na zdroj bez prodlevy, obr. 4 časový průběh připojení skupin elektrod na zdroj s prodlevou a obr. 5 časový průběh připojení skupin elektrod na zdroj bez prodlevy a s fázovou regulací.An exemplary embodiment of the invention is described and schematically illustrated in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of an electrode with a single-phase source; FIG. 2 is a block diagram of electrode connection in three horizontal planes with a three-phase source; Fig. 4 shows the time curve of the connection of electrode groups to the delayed source and Fig. 5 shows the time course of the connection of electrode groups to the source without delay and with phase regulation.

Zdroj 1 /obr. 1/ tvoří jednofázový transformátor, jehož sekundární vinutí mé vývody 2 a Na vývod 2 jsou přes antiparalelní dvojice £, í tyristorových spínačů s přirozenou komutací připojeny elektrody 8 a i a na vývod J jsou přes antiparalelní dvojice £, Z tyristorových spínačů s přirozenou komutací připojeny elektrody IQ a 11 v peci )2. Antiparalelní dvojice £, 6 tyristorových spínačů příslušející ke skupině g, 10 elektrod jsou společně napojeny na časovači člen 13. ^na který jsou společně napojeny na časovači člen 12, na který jsou společně napojeny též antiparalelní dvojice £, Z tyristorových spínačů příslušejících ke skupině 5, JJ. elektrod. Časovači člen JJ je spojen e regulačním členem 14 a oba nohou být tvořeny mikroprocesorem JJ. Regulační člen 14 tvoří regulátor 15 výkonu, případně táž e regulátorem 16 teploty.Source 1 / FIG. 1 / forms a single-phase transformer, the secondary winding of which leads 2 and 2 are connected to the terminal 2 by means of antiparallel pairs 6, 4 of natural-commutation thyristor switches and and 11 in the furnace) 2. The antiparallel pairs 6, 6 of the thyristor switches belonging to the electrode group g, 10 are connected together to a timing member 13 ^to which they are connected together to a timing member 12 to which the antiparallel pairs 8, Z of thyristor switches belonging to group 5 are also connected. JJ. electrodes. The timing member 11 is connected to the regulating member 14 and both legs are formed by a microprocessor 11. The regulating member 14 forms a power regulator 15, optionally also a temperature regulator 16.

Na obr. 2 je znázorněna skupina 60 elektrod zahrnující elektrody 37 až 39 a 52 až 54. skupina 61 elektrod zahrnující elektrody 40 až 42 a 49 až 51 a skupina £2 elektrod zahrnující elektrody 43 až 48. Jednotlivá skupiny 60. 61. 62 elektrod jsou umístěny nad sebou v neznázorněná vertikální elektrická taviči peci. Zdroj 18 tvoří třífázový transformátor, na jehož sekundární vinutí fází R, S, T jsou připojeny elektrody tak, že na fázi £ jsou připojeny elektrody 37. 54 ze skupiny 6g elektrod, elektrody 40. 51 ze skupiny 61 elektrod a elektrody 43. 48 ze skupiny 62 elektrod. Obdobně na fázi S jsou připojeny elektrody 38. 53 ze skupiny 60 elektrod, elektrody £1, 50 ze skupiny 61 elektrod a elektrody 44. 47 ze skupiny 62 elektrod. Na fázi T jsou připojeny elektrodyFig. 2 shows an electrode group 60 comprising electrodes 37-39 and 52-54. An electrode group 61 comprising electrodes 40-42 and 49-51 and an electrode group 60 comprising electrodes 43-48. are placed one above the other in a vertical electric melting furnace (not shown). The source 18 consists of a three-phase transformer, to which the electrodes are connected to the secondary winding of the phases R, S, T so that electrodes 37, 54 of electrode group 6g, electrodes 40, 51 of electrode group 61 and electrodes 43, 48 are connected to phase 6. group 62 electrodes. Similarly, electrodes 38, 53 of electrode group 60, electrodes 61, 50 of electrode group 61, and electrodes 44, 47 of electrode group 62 are connected to phase S. Electrodes are connected to phase T

39. 52 ze skupiny 60 elektrod, elektrody 42. 49 ze skupiny 61 elektrod a elektrody ££, se skupiny 62 elektrod.39. 52 of the electrode group 60, the electrodes 42. 49 of the electrode group 61 and the electrode 61, with the electrode group 62.

Aby se jednotlivá skupiny 60. 6J__t 62 elektrod vzájemně neovlivňovaly a mezi jejich elektrodami netekl současně proud, musí mezi každou elektrodou 37 až 54 a zdrojem 18 být antiparalelní dvojice 19 až 36 tyristorových spínačů. Proto ve fázi £ jsou mezi * elektrodami 37. 54 ze skupiny 60 elektrod a zdrojem 18 antiparalelní dvojice 36. JJ tyristorových spínačů, mezi elektrodami 40. 51 ze skupiny 61 elektrod a zdrojem 18 antiparalelní dvojice JJ, 22 tyristorových spínačů a mezi elektrodami 43. 48 ze skupiny 62 elektrod a zdrojem 18 antiparalelní dvojice 30. 25 tyristorových spínačů. Obdobně je tomu v obvodu, fáze S, kde mezi elektrodami 38. 53 ze skupiny 60 elektrod a zdrojem 18 .jsou antiparalelní dvojice 35: 20 tyristorových spínačů, mezi elektrodami 41. 50 ze skupiny 61 elektrod a zdrojem 18 antiparalelní dvojice 32. 23 tyristorových spínačů a mezi elektrodami 44. 47 za skupiny 62 elektrod a zdrojem 18 antiparalelní dvojice 28. 27 tyristorových spínačů. Obdobně v obvodu fáze T jsou elektrody 39. 52 odděleny od zdroje 18 i antlparelelními dvojicemi 34. 21 tyristorových spínačů, elektrody 42. 29 anti paralelní dvojicemi 28. 27 tyristorových spínačů.To each group of 60 _T-62 6 & apos electrodes affecting each other, and not flow between the electrodes while current, each electrode must be between 37 to 54 and the source 18 to be an antiparallel pair 19-36 thyristor switches. Therefore, in phase 6, there are between the electrodes 37. 54 of the electrode group 60 and the source 18 of the antiparallel pair 36 of the thyristor switches, between the electrodes 40 51 of the electrode group 61 and the source 18 of the antiparallel pair of JJ, 22 of the thyristor switches and between the electrodes 43. 48 of a group of 62 electrodes and a source 18 of an antiparallel pair of 30. 25 thyristor switches. Similarly, in the S-phase circuit, there are antiparallel pairs 35: 20 of thyristor switches between electrodes 38, 53 of electrode group 60 and source 18, between electrodes 41, 50 of electrode group 61, and source 18 of antiparallel pair 32. 23 thyristor switches switches and between electrodes 44. 47 behind electrode groups 62 and source 18 of the antiparallel pair 28. 27 thyristor switches. Similarly, in the phase T circuit, the electrodes 39, 52 are separated from the source 18 by the anti-parallel pairs 34, 21 of the thyristor switches, the electrodes 42, 29, and the anti-parallel pairs 28, 27, of the thyristor switches.

Antiparalelní dvojice 36. JJ, 34. JJ, 20. 21 příslušející ke skupině 60 elektrod jsou společně nepojeny na časovači člen 55 a obdobně je tomu u skupiny 61 a 62 elektrod, časovači člen 55 je připojen k regulačnímu členu 58. Regulační člen 58 tvoří regulátor 56 výkonu, případně s regulátorem 57 teploty a časovači člen 55 a regulační člen 58 mohou být tvořeny mikroprocesorem 59.The anti-parallel pairs 36, 34, 34, 20, 21 belonging to the electrode group 60 are not connected together to the timing member 55, and similarly to the electrode groups 61 and 62, the timing member 55 is connected to the regulating member 58. The regulating member 58 comprises the power controller 56, optionally with the temperature controller 57, and the timing member 55 and the regulating member 58 may be formed by a microprocessor 59.

Zapojení funguje následovně:Wiring works as follows:

Na časovacím členu 13 /obr. 1/ se nastaví doba cyklu, po kterou mají být antiparalelní dvojice £, 5t 1 tyristorových spínačů otevřeny nebo zavřeny. Jestliže jsou otevřeny antiparalelní dvojice £, 6 tyristorových spínačů, uzavře se okruh od vývodu 2 sekundárního vinuti zdroje J. přes antiparalelní dvojici £ tyristorových spínačů, elektrodu g, elektrodu 10 antiparalelní dvojici 6 tyristorových spínačů do vývodu J sekundárního vinutí zdroje 1, který napájí skupinu g, 10 elektrod. Po uplynutí nastaveného počtu period cyklu uzavře časovači člen 13 antiparalelní dvojice £., 6 tyristorových spínačů a tím přeruěi popsaný okruh. Potom se uzavře okruh od vývodu 2 sekundárního vinutí zdroje J, přes antiparalelní dvojici £ tyristorových spínačů, elektrodu J, elektrodu 11. antiparalelní dvojici 2 tyristorových spínačů do vývodu J sekundárního vinutí zdroje J., který napájí skupinu J, 11 elektrod. Přepínání z jedná skupiny 8, 10 elektrod na druhou skupinu J, 11 elektrod se děje y nule střídavého proudu, aby se vyloučila stejnosměrná složka proudu.In the timing member 13 / FIG. 1) the cycle time during which the antiparallel pairs of the thyristor switches are to be opened or closed. If the antiparallel pairs 6, 6 of the thyristor switches are open, the circuit is closed from the secondary winding terminal 2 of the source J via the antiparallel pair of the thyristor switches, the electrode g, the electrode 10. g, 10 electrodes. After the set number of cycle periods has elapsed, the timing member 13 closes the antiparallel pair 6, 6 of the thyristor switches and thereby interrupts the circuit described. Then the circuit is closed from the secondary winding of the source J, via the antiparallel pair of thyristor switches, the electrode J, the electrode 11. the antiparallel pair of thyristor switches, to the secondary winding terminal J of the source J, which supplies the electrode group J, 11. Switching from one electrode group 8, 10 to the other electrode group 11, 11 takes place at zero AC to eliminate the DC current component.

Přepínání se děje bučí bez prodlevy /obr. 3/, nebo s prodlevou /obr. 4/. Celkový příkon do pece 12 je dán poměrem počtu period, po které jsou elektrody 8, J, JJ, 11 připojeny na zdroj 1.Switching takes place without delay / fig. 3), or with a delay (FIG. 4 /. The total power input to the furnace 12 is given by the ratio of the number of periods over which the electrodes 8, 11, 11, 11 are connected to the source 1.

Při zapojení podle obr. 2 ja funkce obdobná jako podle obr. 1 a tím rozdílen, Ca jednotlivá fáze £, £, £ napájejí tří vzájemná nezávislá okruhy, která jsou vzájemná galvanicky oddáleny.In the circuit according to FIG. 2, a function similar to that of FIG. 1 is thereby differentiated, since the individual phases,,,, napáj supply three independent circuits which are galvanically separated from each other.

Regulace aa provádí regulátorem 15. 56 výkonu, do něhož aa přivádějí údaje o žádaném a skutečném výkonu. Může být doplněn též regulátorem JJfc, 21 teploty. Calkový příkon ja regulován dobou prodlev /obr. 4/, nebo fázová /obr. 5/. funkci časovacího členu 13. 22 a regulačního členu 14. 58 může a výhodou vykonávat mikroprocesor U, 22* Způsob a zapojení jsou určeny přadaváím pro tavení skla; ja možné ja váak použít i k tavení jiných iontová vodivých látek např. glazur, solí, čediče apod.The aa control is performed by the power controller 15. 56 to which the aa supplies the required and actual power data. It can also be supplemented by a temperature controller 21, 21. The calk power input is controlled by the dwell time / fig. 4), or phase (FIG.). 5 /. the function of the timing member 13, 22 and the regulating member 14, 58 can and preferably be performed by the microprocessor U, 22; it can also be used to melt other ionic conductive substances such as glazes, salts, basalt, etc.

Claims (5)

1. Způsob tavení iontová vodivých látek, z·jména skla, průchodem elektrického proudu tavanlnou, dodávaného do nejméně dvou skupin elektrod napájených se samostatná regulovaného zdroje nebo zdrojů, vyznačený tím, ža skupiny elektrod aa připojují na zdroje cyklicky, přičemž v daném cyklu ja připojena na sdroj použa jedna akupina elektrod.A method for melting ionic conductive substances, in particular glass, by passing an electric current through a tannel supplied to at least two electrode groups powered by a separate regulated source or sources, characterized in that the electrode groups aa are connected cyclically to the sources, one group of electrodes is used per instrument. 2. Zapojení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačená tím, ža každá elektroda /8 až ti, 37 až 54/ je připojena na sdroj /1, >8/ přes antiparalalni dvojici /4 až 7,2. Connection for carrying out the method according to claim 1, characterized in that each electrode (8 to 13, 37 to 54) is connected to the device (1,> 8) via an anti-parallel pair (4 to 7), 19 až 36/ tyriatorových spínačů, přičemž antiparalalni dvojice /4 až 7, 19 až 36/ tyristorových spínačů příslušející ka skupině /8 a 10, 9 a 11, 60, 61, 62/ elektrod jsou společná připojeny k časovacímu členu /13, 55/ napojenému na regulační člen /14, 58/.19 to 36) of the thyristor switches, wherein the antiparallel pairs (4 to 7, 19 to 36) of the thyristor switches belonging to the groups (8 and 10, 9 and 11, 60, 61, 62) of the electrodes are connected together to the timing member (13, 55). (connected to a control member (14, 58)). 3. Zapojení podlá bodu 2, vyznačená tím, ža regulační člen /14, 58/ tvoři regulátor /15, 56/ výkonu.3. The connection according to claim 2, characterized in that the control member (14, 58) forms a power regulator (15, 56). 4. Zapojení podle bodu 2, vyznačená tím, ža regulační člen /14, 58/ tvoří táž regulátor /16, 57/ teploty.4. Connection according to claim 2, characterized in that the control element (14, 58) forms the same temperature controller (16, 57). 5. Zapojení podle bodu 2, vyznačená tím, že časovači člen /13, 55/ a regulační člen /14, 58/ tvoří mikroprocesor /17, 59/.5. Connection according to claim 2, characterized in that the timer (13, 55) and the regulator (14, 58) form a microprocessor (17, 59).