DE69205058T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erreichen der gewünschten Temperatur eines Glasstromes in einem Speiserkanal. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die auch als Feeder bezeichneten Zufuhrleitungen für geschmolzenes Glas, in denen es vom Schmelzofen zu einer Formgebungs- oder Gießmaschine transportiert wird.
• Die Temperatur des geschmolzenen Glases, das den Formgebungsmaschinen in Form von Külbeln bereitgestellt wird, hängt von der Art und den Abmessungen des zu formenden Erzeugnisses ab; im allgemeinen muß die Temperatur des Külbels um so niedriger sein, je schwerer das Erzeugnis ist. Daher ist es im allgemeinen notwendig, das Glas zwischen Ofenausgang und Formgebungsmaschine abzukühlen, wobei die Abkühlung mit der Nasse des Erzeugnisses größer wird.
• Die erforderliche Abkühlung des Glases muß eine kontrollierte sein, um es in der Nähe des Ausgangsendes der Zufuhrleitung über die gesamte Breite des Kanals auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden. Im allgemeinen wird in ihnen eine Abkühlung des mittleren Bereichs des Glasstroms bei gleichzeitiger Erhitzung seiner Seitenbereiche genutzt. So wird in der französischen Patentveröffentlichung FR-A-2 220 480 der zentrale Bereich des Glasstroms mittels eines Gasstroms, beispielsweise aus Luft, der im Kontakt mit dem Glas entlang der Längsachse der Leitung strömt, abgekühlt, während gleichzeitig die beiden Seitenbereiche des Glasstromes erhitzt werden.
• Dieses Verfahren und diese Vorrichtung arbeiten vollkommen zufriedenstellend und erlauben, die Formgebungs- oder Gießmaschinen durch ein und dieselbe Zufuhrleitung mit Külbeln zu versorgen, deren gewünschtes Gewicht und gewünschte Teliperatur in einem weiten Bereich gewählt sind.
• Es scheint jedoch weiter wünschenswert, das Spektrum der Erzeugnisse zu erweitern, welche aus Külbeln hergestellt werden können, die von ein und derselben Zufuhrleitung gegebener Länge bereitgestellt werden. Diese Erweiterung des Spektrums, wenn sie sich auf schwerere Erzeugnisse richtet, hergestellt aus Külbeln, die relativ weniger hohe Temperaturen aufweisen, verlangt die Möglichkeit, eine sehr große Wärmemenge abführen zu können, was mit dem zuvor beschriebenen Verfahren allein schwierig zu realisieren ist.
• Die Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung oder Zufuhrleitung vor, weiche es ermöglichen, die gegebenenfalls sehr großen gewünschten Temperaturdifferenzen zwischen dem Ofen- und dem Zufuhrleitungsausgang zu erzeugen, wobei in der Nähe des Ausgangs der Zufuhrleitung für eine einheitliche Teiperatur des Glasstroms quer zum Kanal gesorgt wird.
• Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in wenigstens einem Bereich zwischen dem Ausgang des Schmelzofens und dem Ausgangsende der Zufuhrleitung der zentrale Bereich des Glasstroms abgekühlt und werden gleichzeitig dessen Seitenbereiche erhitzt, wobei diesen Abkühlungs- und Erhitzungsvorgängen eine Kühlung des Glasstroms mittels eines geregelten Abzugs eines Teils seiner Wärmemenge durch Abstrahlung an die Umgebungsluft vorausgeht.
• Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt somit einen Abkühlungsvorgang mittels eines geregelten Abzugs eines Teils der Wärme des Glasstroms durch Abstrahlung an die Umgebungsluft in einer als Kühlzone bezeichneten Zone, die sich zwischen dem Ofen und einer Behandlungszone befindet, in welcher die Seitenbereiche des Glasstroms erhitzt werden und gleichzeitig dessen zentraler Bereich durch Belüftung abgekühlt wird.
• In der Kühlzone kann die Kühlwirkung auf den Glasstrom stark sein, sie ist jedoch immer kontrolliert. In der Behandlungszone wird das Glas mittels der kombinierten Einwirkung von Erhitzen und Abkühlen durch Belüften auf die gewünschte Temperatur gebracht.
• In dieser Behandlungszone kann das Erhitzen der Seitenbereiche durch Brenner, elektrische Heizwiderstände oder auch Elektroden erfolgen. Die zum Abkühlen des zentralen Bereichs des Glasstroms vorgesehene Belüftung kann eine Queroder vorteilhafterweise eine wie im obengenannten Dokument FR-A-2 220 480 beschriebene Längsbelüftung sein.
• Die erfindungsgemäße Abkühlung durch Abstrahlung an die Umgebungsluft ist vorteilhafterweise in Breitenrichtung des Glasstroms veränderlich.
• So kann die Kühlung durch Abstrahlung vorteilhafterweise vorgesehen sein, um im wesentlichen auf einen oder mehrere bevorzugte/n Bereich/e der Breite des Glasstroms einwirken zu können. Dieser bevorzugte Bereich kann der zentrale Bereich des Glasstroms oder im Gegenteil ein oder beide Seitenbereich/e davon sein. Sie kann auch vorgesehen werden, um sich auf einem lokalisierten Bereich der Breite des Glasstroms bis zu über dessen gesamte Breite zu erstrecken.
• Die Wahl des Wirkungsbereichs der Kühlung durch Abstrahlung in Querrichtung ist von den Temperaturen des Glasstroms in diesen verschiedenen Bereichen vor der Abkühlung und den gewünschten Temperaturen nach der Abkühlung abhängig.
• Die Kühlung durch Abstrahlung kann in Querrichtung veränderbar und differenziert sein und ist besonders vorteilhaft im Fall von gekrümmten Zufuhrleitungen, d.h. Zufuhrleitungen, die eine Biegung, beispielsweise einen rechten Winkel, aufweisen, bei denen sich das Problem verschiedener Temperaturen zwischen den beiden Seitenbereichen des Glasstroms auf Grund der unterschiedlichen Weglängen stellt, die von diesen Seitenbereichen zurückzulegen sind.
• So kann die Kühlung durch Abstrahlung veränderbar sein und geregelt werden, damit sie symmetrisch oder asymmetrisch auf eiiien Querbereich des Glasstroms einwirken kann, der von einem lokalisierten Bereich bis zur gesamten Breite des Stroms reichen kann.
• Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung oder Zufuhrleitung, um das geschmolzene Glas vom Schmelzofen zur Formgebuiigs- oder Gießmaschine zu transportieren und auf die gewünschte einheitliche Temperatur zu bringen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung oder Zufunrleitung weist in ihrem stromaufwärtigen Teil ein Kühlabteil auf, das sich zwischen dem Ofen und einem stromabwärtigen Behandlungsteil befindet, der mit Beheizungsmitteln für die Seitenbereiche des Glasstroms und Mitteln zum Kühlen, vorzugsweise durch Belüftung, des zentralen Bereichs des Glasstroms ausgerüstet ist, wobei dieser stromabwärtige Behandlungsteil vorteilhafterweise aus wenigstens einer wie im obengenannten FR-A-2 220 480 beschriebenen Vorrichtung besteht, deren Beschreibung hiermit als Bezugnahme aufgenommen und welche mit Beheizungsmitteln für die beiden Seitenbereiche des Glasstroms und Mitteln zum Kühlen des zentralen Bereichs des Glasstroms durch Längsbelüftung unter der Decke ausgestattet ist. Das dazwischenliegende Kühlabteil ist mit wenigstens einer Klappe ausgerüstet die geregelt geöffnet werden kann, und die gewünschte Abfuhr der Wärmemenge durch Abstrahlung an die Umgebungsluft zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Zufuhrleitung ist somit eine Kombination aus diesem Kühlabteil und einer bekannten Zufuhrleitung.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erlauben eine kontrollierte und gegebenenfalls starke Senkung der Temperatur zwischen dem Ofen und der Formgebungsmaschine ohne eine wesentliche Verlängerung der Zufuhrleitung und der Formgebungsmaschine ein Glas zuzuführen, das die gewünschte Qualität und Temperatur besitzt.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung weist die Klappe, welche die Öffnung zur Umgebungsluft ermöglicht, eine veränderliche Fläche auf, die allmählich oder schrittweise vergrößert oder verkleinert werden kann, wobei jeder Schritt, wenn die Klappe aus mehreren Elementen besteht, dem Öffnen oder Schliefen dieser Elemente oder Deckenklappen entsprechen kann. Zusätzlich kann die Öffnungsposition quer regelbar sein.
• Die Öffnung der Klappe, die, wenn deren Fläche verkleinert worden ist, auf den zentralen Bereich der Decke lokalisiert sein kann, kann sich symmetrisch oder asymmetrisch quer bis gegebenenfalls über die gesamte Breite der Decke erstrecken, wenn die Öffnung vergrößert werden muß, um die Abfuhr einer größeren Wärmemenge zu ermöglichen.
• Entsprechend einem erfindungsgemäßen Merkmal ist das Abteil mit mehreren Deckenklappen ausgerüstet, die einzeln oder kombiniert geöffnet werden können.
• Indem gegebenfalls auf die Öffnung jeder der Klappen eingewirkt wird, kann man den Wirkungsbereich der Abkühlung durch Abstrahlung und deren Stärke verändern und regeln.
• Entsprechend einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Kühlabteil mit fünf Klappen ausgerüstet, die nebeneinander und in bezug auf die Achse der Zufuhrleitung quer angeordnet sind.
• Durch dieses System mit mehreren Klappen mit veränderlicher Öffnung wird eine sehr gute Regelung der Abkühlung möglich.
• Beispielsweise erlaubt das Kühlabteil der erfindungsgemäßen Zufuhrleitung gegebenenfalls die Abfuhr von etwa 104,67 10&sup6; J pro Stunde.
• Entsprechend einem vorteilhaften erfindungsgemäßen Merkmal ermöglicht die Öffnung des Kühlabteils zur Umgebungsluft erforderlichenfalls das Einbringen eines zusätzlichen Kühlers, beispielsweise eines Kühlers, der in den Glasstrom eintaucht, um ihn eine zusätzliche Wärmemenge entnehmen zu können.
• Weitere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile werden an Hand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert, wobei
• - Figur 1 einen Längs schnitt einer erfindungsgemäßen Zufuhrleitung,
• - Figur 2 einen Querschnitt des Behandlungsteils der Zufuhrleitung,
• - Figur 3 einen Längsschnitt des stromaufwärtigen Teils, der dem Kühlabteil der in der Figur 1 dargestellten Zufuhrleitung entspricht,
• - Figur 4 eine Draufsicht dieses stromaufwärtigen Teils,
• - Figur 5 einen Querschnitt des oberen Bereichs des Kühlabteils mit einem Klappenöffnungssystem und
• - Figur 6 eine Seitenansicht des Kühlabteils und des in Fig. 5 dargestellten Öffnungssystems
• zeigt.
• Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zufuhrleitung 1 umfaßt einen stromaufwärtigen Teil 2, der aus einem Kühlabteil gebildet ist, und einen stromabwärtigen Behandlungsteil 3, der einen durch eine hitzebeständige Isolierbeschichtung 5 außen wärmeisolierten Kanal 4 und eine ebenfalls isolierte Decke 6 enthält, die den Kanal bedeckt. Die Seitenwände 7 der Decke des stromabwärtigen Teils 3 sind mit einer Beheizungseinrichtung 8, hier Brennern, versehen, die zum Erhitzen der Seitenbereiche des Glasstroms 101 vorgesehen sind, dessen Strömungsrichtung mit einem Pfeil gekennzeichnet ist. Die Decke 6 weist eine Struktur auf, die einen zentralen Gang 9 für die Belüftung mittels eines gasförmigen Fluids, beispielsweise Luft, das zum Abkühlen des zentralen Bereichs des Glasstroms vorgesehen ist und durch die Öffnungen 10, 11 zugeführt und durch die Abzüge 12, 13 (der Luftstrom ist durch die gestrichelten Pfeile gekennzeichnet) abgeführt wird, und zwei Seitengänge 14, 15, die zum Erhitzen der Seitenbereiche des Glasstroms zur Verfügung stehen, bildet. Die beiden Seitengänge sind vom zentralen Gang durch Längsvorsprünge 16, 17 getrennt.
• Der hier dargestellte stromabwärtige Teil 3 der Zufuhrleitung umfaßt zwei einander ähnliche Abschnitte 18, 19 zum Erhitzen und Längsbelüften.
• Das stromabwärtige Ende 20 der Zufuhrleitung, in welchem die letzte Homogenisierung des Glases stattfindet, läuft in eine oder mehrere Öffnungen 21 für den Durchlauf des oder der Külbel/s aus, mit dem/denen die nicht dargestellte Formgebungsoder Gießmaschine versorgt wird.
• Der dem Kühlabteil entsprechende stromaufwärtige Teil 2 weist einen dem des stromabwärtigen Teils ähnlichen Kanal 22 für den Durchlauf des Glasstroms auf. Der obere Teil oder die Decke 23 besitzt, wie in den Figuren 1, 3 und 4 gezeigt, eine große Öffnung 24, die mit 5 beweglichen Klappen 25, 26, 27, 28, 29 verschlossen ist, die allmählich und einzeln mittels eines Systems geöffnet werden können, das im folgenden näher erläutert wird. Die fünf Klappen weisen hier ein und dieselbe Oberfläche auf. Die Öffnung, die vorteilhafterweise durch Schwenken erfolgen kann, kann so in Abhängigkeit von dem Grad des Schwenkens und der Anzahl der angestellten Klappen variieren. Die Öffnungsrichtung ist vorteilhafterweise die in dein Figuren angegebene, d.h. nach stromaufwärts. Man vermeidet mit dieser Öffnungsrichtung, dad die (nicht in den Figuren dargestellte) Zufuhrleitung für die Belüftungsluft, an welche die benachbarte Luftzufuhröffnung 10 angeschlossen ist, noch größeren Wärmespannungen ausgesetzt wird.
• Die Länge einer Klappe beträgt beispielsweise 20 bis 50 cm und die Breite beispielsweise 20 bis 40 cm, wobei letztere in der beschriebenen Ausführungsform 1/5 der Deckenbreite entspricht.
• In den Figuren 5 und 6 ist der obere Teil 23 des Kühlabteils 2 und ein Teil des Systems 30 gezeigt, welches das Anheben der beweglichen Klappen ermöglicht.
• Der obere Teil 23 weist zwei Seitenwände 31, 32 auf, die hier in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Abstand getrennt sind, der größer als die Breite des Kanals für den Durchlauf des Glasstroms ist. Die Decke ist in fünf Teile geteilt, die den fünf beweglichen horizontalen Klappen 25, 26, 27, 28, 29 entsprechen. Das Kühlabteil 2 wird von einem Portalrahmen 33, der aus zwei Masten 34, 35 und einem Querträger 36 besteht, überspannt. Der Querträger 36 trägt in seinem mittleren Teil ein Lager 37, auf dem die Achsen 38 von drei Seilscheiben 39 befestigt sind, welche die Seile 40, 41, 42 führen, die noch um drei weitere, von einer unteren Traverse 44 getragenen Seilscheiben 43 laufen und deren jeweiliges Ende am Rand einer Spannhalterung 45, 46, 47 für jede der drei mittleren Klappen befestigt ist, welche die Öffnung des Abteils verschließen. Ein an einer Ecke 49 des Portalrahmens 33 befestigter Ausleger 48 dient als Lager für die Achsen 50 von drei anderen Seilscheiben 51, über welche die drei Seile 40, 41, 42 laufen, die sich weiter unten um Wellen 52 einer Winde 53 aufwickeln, die von einer Halteplatte 54 der Winde getragen werden.
• Die Öffnung der drei Klappen 26, 27, 28 erfolgt durch Schwenken der Spannhalterungen um eine querliegende Schwenkachse 55, die von den beiden Masten 34, 35 getragen wird.
• Der Öffnungswinkel kann eingestellt werden und bis zu etwa 90º variieren. Ein von einer Metallplatte gebildeter Anschlag 56, der vom Querträger 36 getragen wird, verhindert, dar die Klappen nach hinten kippen.
• Die Öffnung der beiden äußeren Klappen 25, 29 kann manuell oder durch nicht dargestellte ähnliche Mittel erfolgen.
• Anschließend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung für die Herstellung von Glaserzeugnissen beschrieben, bei denen der Külbel eine Glastemperatur von 1150 ºC verlangt, während die Glastemperatur am Ofenausgang 1320 ºC beträgt.
• Der Glasstrom erreicht das Kühlabteil mit einer mittleren Temperatur von 1300 ºC. Die drei mittleren Klappen sind mit offen. Diese Öffnung ermöglicht den Abzug einer derartigen Wärmemenge durch Abstrahlung an die Umgebungsluft, dar die mittlere Temperatur des Glasstroms am Ausgang des Kühlabteils bei einem Glasdurchsatz von 75 Tonnen/Tag 1275 ºC beträgt. Der Glasstrom tritt dann in den Behandlungsteil ein, wo er in den beiden Abschnitten 18, 19 gleichzeitig in seinem zentralen Bereich durch einen Längsluftstrom einer Abkühlung und in seinen Seitenbereichen durch Brenner einer Erhitzung unterworfen wird, wobei die mittlere Temperatur sinkt. Das Glas gelangt in den Abschnitt, der am weitesten stromabwärts liegt, wo man es einer letzten Homogenisierung unterzieht, bevor es der Formgebungs- oder Gießmaschine in Form von Külbeln mit einer Temperatur von 1150 ºC angeliefert wird.
• Die Erfindung ermöglicht die Versorgung einer Formgebungsoder Gießmaschine mit einem homogenen Glas für alle weißen oder gefärbten Glassorten, die üblicherweise bei der Herstellung von beispielsweise Flaschen, Fläschchen und Gläsern verwendet werden, das eine Temperatur besitzt, die gegebenenfalls viel niedriger als die am Schmelzofenausgang sein kann.
• Die eine veränderbare Öffnung nutzende Ausführungsform ist besonders gut für die Arbeitsweise gekrümmter Zufuhrleitungen geeignet, in denen die verschiedenen Bereiche des Glasstroms unterschiedliche Weglängen zurücklegen müssen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Erzeugung variabler und geregelter Temperaturdifferenzen in einem Glasstrom (101) in einer Zufuhrleitung (1) zwischen dem Ausgang eines Schmelzofens und dem Ausgangsende (21) der Zufuhrleitung, in welchem man den Glasstrom behandelt, indem sein zentraler Bereich abgekühlt wird und gleichzeitig seine Seitenbereiche erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß den gleichzeitigen Behandlungsvorgängen des Kühlens und Erhitzens eine Kühlung des Glasstroms mittels eines geregelten Abzugs eines Teils seiner Wännemenge durch Abstrahlung an die Umgebungsluft vorhergeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dar die Kühlung durch Abstrahlung an die Umgebungsluft geregelt sein kann, damit sie symmetrisch oder asymmetrisch auf einen Querbereich des Glasstroms (101) einwirken kann, der von einem lokalisierten Bereich bis zur gesamten Breite dies Stroms reichen kann.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lokalisierte Bereich der mittlere Bereich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lokalisierte Bereich ein Seitenbereich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung während der Behandlung mittels eines Gas-und insbesondere Luftstroms durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom entlang der Längsachse des Glasstroms (101) und in Berüiirung mit diesem strömt.

7. Zufuhrleitung (1) für den Transport des geschmolzenen Glases zwischen einem Glasschmelzofen und einer Formgebungs- oder Gießmaschine, die wenigstens einen Teil (3) für die Behandlung des Glasstroms (101) umfaßt, wobei dieser Teil Mittel zum Kühlen des zentralen Bereichs des Glasstroms und Mittel zum Erhitzen der beiden Seitenbereiche dieses Stroms enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie stromaufwärts von diesem Behandlungsteil ein Abteil (2) zur Kühlung des Glasstroms enthält, wobei dieses Abteil mit wenigstens einer Klappe (25, 26, 27, 28, 29) ausgerüstet ist, die geregelt geöffnet werden kann, um einen Teil der Wärmemenge des Glasstroms durch Abstrahlung an die Umgebungsluft kontrolliert abzuziehen.

8. Zufuhrleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Klappe (25, 26, 27, 28, 29) regelbar ist.

9. Zufuhrleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dar die Öffnung der Klappe (25, 26, 27, 28, 29) durch Schwenken in einer vorzugsweise stromaufwärtigen Schwenkrichtung regelbar ist.

10. Zufuhrleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dar die Öffnungsweite regelbar ist.

11. Zufuhrleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlabteil mit mehreren Klappen (25, 26, 27, 28, 29) ausgerüstet ist, die nebeneinander quer angeordnet sind und einzeln oder kombiniert geöffnet werden können.

12. Zufuhrleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Behandlungsteil (3) als Mittel zum Kühlen des zentralen Bereichs des Glasstroms (101) Mittel verwendet werden, die eine Belüftung durch einen Gas- und insbesondere einen Luftstrom bewirken.

13. Zufuhrleitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Kühlen des zentralen Bereichs des Glasstroms (101) Mittel sind, die eine Längsbelüftung in Berührung mit dem Glasstrom bewirken.

14. Zufuhrleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsteil aus zwei ähnlichen Abschnitten (18, 19) gebildet ist.

15. Zufuhrleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ihr ein Zusatzkühler hinzugefügt wird, der in Höhe der Öffnung des Kühlabteils (2) in den Glasstrom (101) eintaucht.