DE20122083U1

DE20122083U1 - Unterdruck-Aggregat für die Glasherstellung

Info

Publication number: DE20122083U1
Application number: DE20122083U
Authority: DE
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2001-02-03
Filing date: 2001-02-03
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2011-02-04

Abstract

Unterdruck-Aggregat für die Glasherstellung mit einem von einer zu läuternden Glasschmelze durchströmten und einem Unterdruck ausgesetzten Hohlraum, das mindestens eine Barriere zum Zurückhalten von Schaum und auf der Glasschmelze schwimmenden Bestandteile aufweist, wobei die Barriere eine gewisse Höhe über der Oberfläche der Glasschmelze besitzt und eine gewisse Tiefe in die Glasschmelze eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Barriere (16) der Strömungs-Querschnitt für die Glasschmelze unterhalb der Barriere (16) mittels Vertiefung (19.2) der Bodenwand (12.1) und/oder durch Aus-bauchung der Seitenwände (12.3; 12.4) der Läuterbank (12) vergrößert ist und/oder die Barriere (16) zwischen den den Hohlraum (15) begrenzenden Seitenwänden (12.3; 12.4) zur Strömungsrichtung der Glasschmelze in einem spitzen Winkel (α) schräg gestellt ist oder die Barriere (16) aufgrund ihrer Form die Läuterbank (12) nicht auf der kürzesten Distanz zwischen den Seitenwänden (12.3; 12.4) überspannt, um im Bereich der Barriere (16) eine Aufstiegsgeschwindigkeit für die Blasen zu erhalten, die größer ist als...

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterdruck-Aggregat für die Glasherstellung mit einem von einer zu läuternden Glasschmelze durchströmten und einem Unterdruck ausgesetzten Hohlraum, das mindestens eine Barriere zum Zurückhalten von Schaum und auf der Glasschmelze schwimmenden Bestandteile aufweist, wobei die Barriere eine gewisse Höhe über der Oberfläche der Glasschmelze besitzt und eine gewisse Tiefe in die Glasschmelze eintaucht.
Wie die EP 0 908 417 A2 zeigt, werden in einem derartigen Unterdruck-Aggregat mit der Barriere der Schaum und das Gemenge auf der Oberfläche der Glasschmelze zurückgehalten und so von den nachfolgenden Einrichtungen fern gehalten. Damit wird ein nachteiliger Einfluss dieser Bestandteile auf die Qualität der hergestellten Produkte vermieden. Bei diesen bekannten Unterdruck-Aggregaten strömt die Glasschmelze unterhalb der Barriere durch, wobei für die Strö mung der Querschnitt im Bereich der Barriere gegenüber den Bereichen vor und nach der Barierre verengt wird. Vor der Barriere setzt deshalb nahe der Oberfläche der Glasschmelze eine abwärts gerichtete Strömung ein. Dadurch besteht die Gefahr, dass durch diese abwärts gerichtete Strömung Teile des Gemenges, des Schaumes und des Oberflächenglases unter der Barriere weiter transportiert wird. Durch diese unter der Barriere durchgelassenen Teile kann es hinter der Barriere zu unerwünschten Störungen kommen, die die Qualität der hergestellten Produkte verschlechtern. Diese Gefahr wird mit zunehmendem Verhältnis der Eintauchtiefe der Barriere zur Tiefe der Glasschmelze unterhalb der Barriere zunehmen. Besonders in Aggregaten mit sehr geringer Tiefe der Glasschmelze wird sich das Verhältnis aufgrund konstruktiver und betrieblicher Gründe, z.B. Mindestgrößen aufgrund von Festigkeit und Glasstandsschwankungen, kaum verbessern lassen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Unterdruck-Aggregat der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem im Bereich einer Barriere die unerwünschten Strömungs-Störungen hinter der Barriere und ihre negativen Einflüsse auf die Qualität der hergestellten Produkte vermieden sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Hohlraum unterhalb der Barriere mittels Vertiefung der Bodenwand und/oder durch Ausbauchung der Seitenwände im Querschnitt vergrößert ist und/oder dass die Barriere zwischen den den Hohlraum begrenzenden Seitenwänden zur Strömungsrichtung der Glasschmelze in einem spitzen Winkel schräg gestellt ist, und/oder dass die Barriere aufgrund ihrer Form die Läuterbank nicht auf der kürzesten Distanz zwischen den Seitenwänden überspannt.
Mit dieser Lösung wird der Querschnitt für die Strömung in einem ausreichenden Bereich von vor bis hinter die Barriere vergrößert, so dass keine unzulässig großen abwärts gerichteten Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich der zurückgehaltenen Bestandteile entstehen. Die noch zulässige Größe der Strömungsgeschwindigkeiten nahe der Oberfläche der Glasschmelze richtet sich nach dem minimalen Durchmesser der Gemengebestandteile oder Blasen, die nicht unter der Barriere hindurch mitgerissen werden dürfen. Ferner hängt sie von den Eigenschaften der Glasschmelze beim Prozessablauf im Aggregat ab. Für die Blasen mit dem kleinsten Blasendurchmesser muss im Bereich des zurückgehaltenen Schaumes vor der Barriere gefordert werden, dass die Aufstiegsgeschwindigkeit der Blase größer ist als die abwärts gerichteten Komponenten der Strömungsgeschwindigkeiten in der Glasschmelze. Diese Forderung ist in einem entsprechend gewählten Bereich vor und hinter der Barriere und bis in einer angepassten Tiefe der Glasschmelze unterhalb der Barriere einzuhalten.
Nach einer Ausgestaltung kann die erforderliche Querschnittsvergrößerung im Bereich der Barriere so ausgeführt werden, dass die den Hohlraum begrenzende Bodenwand eine Vertiefung aufweist, deren Tiefe in Strömungsrichtung vor der Barriere abnimmt, unter der Barriere ihre maximale Tiefe aufweist und nach der Barriere in ihrer Tiefe wieder abnimmt.
Dabei kann für eine annähernd gleich bleibende Strömungsgeschwindigkeit vorgesehen sein, dass die maximale Tiefe so gewählt ist, dass die Tiefe der Glasschmelze unterhalb der Barriere in etwa der Tiefe der Glasschmelze vor und nach der Barriere entspricht, sowie weiterhin, dass die Vertiefung in Strömungsrichtung der Glasschmelze einen Mittelabschnitt aufweist, der in etwa parallel zur Oberfläche der Glasschmelze verläuft und sich über einen Bereich vor und nach der Barriere erstreckt, und dass der Mittelabschnitt der Vertiefung kontinuierlich und abgerundet in die restliche Bodenwand des Hohlraumes übergeht.
Die Querschnittsvergrößerung im Bereich der Barriere kann nach einer weiteren Ausgestaltung auch dadurch erreicht werden, dass die Ausbauchungen der Seitenwände in der Form und Anordnung in etwa der Form und Anordnung der Vertiefung in der Bodenwand des Hohlraumes entsprechen.
Für den Einbau der Barriere in den Hohlraum des Unterdruck-Aggregats ist vorgesehen, dass die Barriere sich von Seitenwand zu Seitenwand des Hohlraumes erstreckt und mit der den Hohlraum abschließenden Deckwand verbunden sein kann. Auf der gesamten Breite von Seitenwand zu Seitenwand taucht die Barriere in die Glasschmelze ein und besitzt eine ausreichende Höhe oberhalb der Glasschmelze.
Der Hohlraum kann Teil einer Glasschmelzwanne, einer Läuterkammer oder eines portalartigen Unterdruck-Läuteraggregates mit Steigrohr, Läuterbank und Fallrohr sein.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 im Schnitt ein Unterdruck-Läuteraggregat mit einer Barriere in der Läuterbank,
2 einen Teillängsschnitt der Läuterbank im Bereich der Barriere mit Vertiefung der Bodenwand unterhalb der Barriere,
3 in Teildraufsicht eine Läuterbank mit schräg angeordneter Barriere, die zur Strömungsrichtung einen spitzen Winkel einnimmt und
4 und 5 Teildraufsichten einer Läuterbank mit unterschiedlichen Formen von Barrieren zwischen den Seitenwänden.
In 1 ist schematisch ein Unterdruck-Läuteraggregat 10 gezeigt, das ein vertikales Steigrohr 11, eine horizontale Läuterbank 12 und ein vertikales Fallrohr 13 umfasst und eine Glasschmelze aus einer Glasschmelzwanne 20 zu einer Arbeitswanne 30 leitet. Dabei gelangt ein aufsteigender Anteil 18.1 der Glasschmelze in die Läuterbank 12. Über der Oberfläche 17 der Glasschmelze wird ein Unterdruck erzeugt, wie die Anschlüsse 14 an der Deckwand 12.2 andeuten. An der Deckwand 12.2 ist eine plattenförmige Barriere 16 angebracht, die sich vorzugsweise über die Breite der Läuterbank 12 erstreckt und zum Teil in den Anteil 18.2 der durch die Läuterbank 12 strömenden Glasschmelze eintaucht. Wie der 1 zu entnehmen ist, wird der Querschnitt für die Strömung unterhalb der Barriere 16 verkleinert, was die negativen Folgen im Strömungsverhalten zur Folge hat. Der Anteil 18.3 der Glasschmelze, der über das Fallrohr 13 der Arbeitswanne 30 zugeführt wird, ist daher nicht optimal geläutert.
Die Wirkungsweise dieses Unterdruck-Läuteraggregates ist wie folgt: Im Steigrohr 11 findet eine Vergrößerung der Blasendurchmesser statt, da der Druck zur Läuterbank 12 hin abnimmt. Die Blasen treten in der Läuterbank 12 an der Oberfläche 17 der Glasschmelze aus und werden durch den Unterdruck im Hohlraum 15 abgesaugt. Sehr kleine Blasen können die Barriere 16 passieren und in das Fallrohr gelangen.
Um dieses zu unterbinden, wird, wie 2 zeigt, der Querschnitt unterhalb der Barriere 16 im Hohlraum 15 vergrößert. Dazu kann die den Hohlraum 15 begrenzende Bodenwand 12.1 eine Vertiefung 19.2 aufweisen, die so gewählt wird, dass unterhalb der Barriere 16 die Glasschmelze in etwa eine Tiefe hat, die der Tiefe der Glasschmelze vor und hinter der Vertiefung 19.2 hat. Die Vertiefung 19.2 hat einen Mittelabschnitt, der im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 17 der Glasschmelze verläuft. Dieser Mittelabschnitt geht vor der Barriere 16 und nach der Barriere 16 in die restliche Bodenwand 12.1 über und zwar in Strömungsrichtung 18.2 kontinuierlich abnehmend und kontinuierlich zunehmend. Damit treten vor der Barriere 16 keine unzulässig hohen Komponenten der Strömungsgeschwindigkeiten auf, die Blasen oder andere Gemengebestandteile vor der Barriere 16 nach unten ziehen und unter der Barierre 16 hindurch in Richtung Fallrohr 13 weiterleiten können. Dies trifft insbesondere für Blasen mit kleinstem Blasendurchmesser zu. Hinter der Barriere 16 treten keine Strömungs-Störungen mehr auf, die die Qualität der an der Arbeitswanne 30 entnommenen Glasschmelze beeinträchtigen könnten.
Anstelle der Vertiefung 19.1 können zur Vergrößerung des Querschnittes der Läuterbank 12 im Bereich der Barriere 16 auch die beiden, die Läuterbank 12 begrenzenden Seitenwände 12.3 und 12.4 mit entsprechenden Ausbauchungen unterhalb der Barriere 16 versehen werden, die in Form und Anordnung der Vertiefung 19.2 entsprechen können.
Dieselbe Wirkung kann auch durch eine Schrägstellung der Barriere 16 in Strömungsrichtung 18.2 erreicht werden, wie 3 zeigt. Die Barriere 16 bildet dabei in Strömungsrichtung 18.2 der Glasschmelze einen spitzen Winkel α und erstreckt sich von einer Seitenwand 12.3 zur anderen Seitenwand 12.4 des Hohlraumes 15, d.h. der Läuterbank 12. 4 zeigt beispielhaft eine Barriere mit veränderter Form.
Die Vertiefung 19.2 der Bodenwand 12.1, die Ausbauchungen der Seitenwände 12.3 und 12.4, die Änderung der Form der Barriere 16, sowie die Schrägstellung der Barriere 16 können einzeln und in Kombinationen verwendet werden, um die Läuterung der Glasschmelze zu verbessern. Dabei kann die schräg gestellte Barriere 16 nach 3 auch mit einer schräg verlaufenden Vertiefung 19.2 in der Bodenwand 12.1 und/oder mit Ausbauchungen der Seitenwände 12.3 und 12.4 kombiniert werden.
Dieselbe Wirkung kann auch dadurch erreicht werden, dass die Barriere 16 der Läuterbank 12 nicht auf der kürzesten Distanz zwischen den Seitenwänden 12.3 und 12.4 senkrecht zur Strömungsrichtung 18.2 der Glasschmelze überspannt. Wie 4 zeigt, kann die Barriere 16 auf der Vorderseite konvex gewölbt oder wie 5 zeigt, treppenartig gestaltet sein.

Claims

Unterdruck-Aggregat für die Glasherstellung mit einem von einer zu läuternden Glasschmelze durchströmten und einem Unterdruck ausgesetzten Hohlraum, das mindestens eine Barriere zum Zurückhalten von Schaum und auf der Glasschmelze schwimmenden Bestandteile aufweist, wobei die Barriere eine gewisse Höhe über der Oberfläche der Glasschmelze besitzt und eine gewisse Tiefe in die Glasschmelze eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Barriere (16) der Strömungs-Querschnitt für die Glasschmelze unterhalb der Barriere (16) mittels Vertiefung (19.2) der Bodenwand (12.1) und/oder durch Aus-bauchung der Seitenwände (12.3; 12.4) der Läuterbank (12) vergrößert ist und/oder die Barriere (16) zwischen den den Hohlraum (15) begrenzenden Seitenwänden (12.3; 12.4) zur Strömungsrichtung der Glasschmelze in einem spitzen Winkel (α) schräg gestellt ist oder die Barriere (16) aufgrund ihrer Form die Läuterbank (12) nicht auf der kürzesten Distanz zwischen den Seitenwänden (12.3; 12.4) überspannt, um im Bereich der Barriere (16) eine Aufstiegsgeschwindigkeit für die Blasen zu erhalten, die größer ist als die nach abwärts gerichtete Strömungsgeschwindigkeit der Glasschmelze.
Unterdruck-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum (15) begrenzende Bodenwand (12.1) eine Vertiefung (19.2) aufweist, deren Tiefe in Strömungsrichtung vor der Barriere (16) zunimmt, unter der Barriere (16) ihre maximale Tiefe aufweist und nach der Barriere (16) in ihrer Tiefe wieder abnimmt.
Unterdruck-Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe so gewählt ist, dass die Tiefe der Glasschmelze unterhalb der Barriere (16) in etwa der Tiefe der Glasschmelze vor und nach der Barriere (16) entspricht.
Unterdruck-Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (19.2) in Strömungsrichtung (18.2) der Glasschmelze einen Mittelabschnitt aufweist, der in etwa parallel zur Oberfläche (17) der Glasschmelze verläuft und sich über einen Bereich vor und nach der Barriere (16) erstreckt, und dass der Mittelabschnitt der Vertiefung (19.2) kontinuierlich und abgerundet in die restliche Bodenwand (12.1) des Hohlraumes (15) übergeht.
Unterdruck-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbauchungen der Seitenwände (12.3; 12.4) in der Form und Anordnung in etwa der Form und Anordnung der Vertiefung (19.2) in der Bodenwand (12.1) des Hohlraumes (15) entsprechen.
Unterdruck-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere (16) sich von Seitenwand (12.3) zu Seitenwand (12.4) des Hohlraumes (15) erstreckt und mit der den Hohlraum (15) abschließenden Deckenwand (12.2) verbunden ist.
Unterdruck-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Vertiefung (19.2) unterhalb der Barriere (16) so gewählt ist, dass die Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen mit dem kleinsten Blasendurchmesser in der Glasschmelze vor der Barriere (16) größer ist als die in Richtung zur Bodenwand (12.1) gerichteten Komponenten der Strömungsgeschwindigkeiten der Glasschmelze vor der Barriere (16).
Unterdruck-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (15) Teil einer Glasschmelzwanne, einer Läuterkammer oder eines portalartigen Unterdruck-Läuteraggregates mit Steigrohr, Läuterbank und Fallrohr ist.
Unterdruck-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderseite der Barriere (16) konvex gewölbt oder treppenartig ausgebildet ist.
Unterdruck-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es als Läuterkammer oder Glasschmelzwanne ausgebildet ist.