***1 Int. Cl.2 C03B 5/04 C03B 5/18 Twórcy wynalazku: George Alfred Dickinson, William Jackson Rhodes, Derek Marshall Uprawniony z patentu: Pilkington Brothers Limited, St. Helens (Wiel¬ ka Brytania) Sposób wytapiania szkla i wanna szklarska do wytapiania szkla Przedmiotem wynalazku jest sposób wytapiania szkla i wanna szklarska do wytapiania szkla.Znany jest sposób wytapiania szkla obejmujacy podawanie wsadu do jednego konca wanny szklar¬ skiej do topienia szkla, stapiania wsadu w stre¬ fie stapiania wanny szklarskiej i klarowanie sto¬ pionego szkla w obszarze klarowania, zanim szklo przejdzie do strefy ustalania w roboczym koncu wanny szklarskiej, z którego stopione szklo jest odprowadzane z wanny, regulowanie strumienia przeplywu stopionego szkla ze strefy klarowania do strefy ustalania za pomoca wprowadzenia w przyblizeniu poziomej przegrody, poprzez która jest przepuszczany plyn chlodzacy.Znany jest z opisu patentowego Wielkiej Bry¬ tanii nr 1041102 sposób ujednoradniania cieklego szkla przeplywajacego wzdluz tunelu obejmujace¬ go pierwsza i druga komore obróbki, w którym mieszadlami wzbudza sie w cieklym szkle prady wstepujace w warstwie szkla przeplywajacej w kierunku drugiej komory i znajdujacej sie powy¬ zej warstwy szkla chlodniejszego plynacego od dru¬ giej komory. Wstepujace prady skierowuja szklo z dolnej czesci górnej warstwy do jej powierzchni, powodujac w ten sposób ujednorodnienie szkla w tej wyzszej warstwie. Szybkosc strumienia ciekle¬ go szkla wywolana przez wstepujace prady jest wieksza niz szybkosc strumienia szkla kierujace¬ go sie do drugiej komory, dzieki^czemu szklo to 10 15 20 jest zawracane w polu dzialania czlonów lopatko¬ wych zanim przeplynie do drugiej komory.Czlonami lopatkowymi wywoluje sie przeplyw pradowy na powierzchni górnej warstwy szkla w celu wymuszenia przeplywu pozostalosci unosza¬ cych sie na plynnym szkle w kierunku pierwszej komory.Znana jest równiez z opisu patentowego Wiel¬ kiej Brytanii nr 1 041102 wanna szklarska do wy¬ tapiania szkla, w której wsad topi sie w sposób ciagly w strefie stapiania, a stopione szklo jest na¬ stepnie klarowane w strefie klarowania przed o- siagnieciem konca wanny i rozladowaniem jej do operacji ksztaltowania, zawierajaca przegrode o chlodzeniu cieczowym, ustawiona poziomo w po¬ przek co najmniej czesci szerokosci wanny, na dro¬ dze strumienia stopionego szkla, w kierunku konca roboczego oraz wiele mieszadel usytuowanych o- bok siebie w poprzek kierunku przeplywu szkla, przeznaczonych do mieszania szkla w poblizu prze¬ grody.Wanna posiada dwie komory do obróbki szkla polaczone tunelem, przez który ciekle szklo prze¬ plywa od jednej do drugiej komory. W praktyce trudno jest otrzymywac calkowicie jednorodne szklo w wannach, poniewaz szklo zawierajace nie-' ciaglosci spowodowane wlasciwosciami chemicz¬ nymi lub fizycznymi, uznawane jest jako szklo nie¬ jednorodne. Nieciaglosci takie moga powstawac na skutek nierozpuszczonych cial stalych i gazów, 106 017166 Hit r zycznych na przyklad temperatury. Niebezpieczen¬ stwo niejednorodnosci wzrasta przy duzych obcia- izeniach, podcza&^dy temperatura w poszczegól- frychvstrefach } Tfejs sa ograniczone budowa pieca ;i jego odpornoscia* na topienie materialów.Wytwarzane szk^o jest na ogól niejednorodne w Isklattzie* w stopniu zaleznym od przebiegu proce- l*fl6w topienia i Jfójejnycn operacji. Szklo ó zmien¬ nym skladzie tworzy warstwy w piecu, przy czym warstwy te podlegaja unoszeniu i innym przeply¬ wom wprowadzanym przez operacje piecowe, kon¬ strukcje lub inne fizyczne operacje przeprowadza¬ ne na szkle. W produkcie koncowym warstwy te sa na ogól równolegle Ao powierzchni szkla, moga jednak wystepowac odchylenia od tego stanu rów¬ noleglosci w obszarach* które podlegaja innym czynnikom modyfikujacym. Tam gdzie warstwy niejednorodne przestaja byc równolegle w sposób ciagly do powierzchni 'szkla, pojawiaja sie wady optyczne, obnizajace jakosc szkla.Celem wynalazku jest wyeliminowania niedogod¬ nosci wystepujacych w znanych sposobach prowa¬ dzonych w sianych wannach szklarskich do wyta¬ piania szkla.W sposobie wedlug wynalazku strumien powierz¬ chniowego przeplywu cieklego szkla ze strefy ra¬ finacji do strefy kondycjonowania reguluje sie po¬ zioma przegroda z kanalem dla cieczy chlodzacej, która umieszcza s$ w t&lfej strefie 'cfetóe£o szkta oraz mieszaniem cieklego szkla w obszarze prze* wezenia, przy czym stosuje sie dwa lub kilka wprowadzonych w ruch obrotowy wokól piono¬ wej osi mieszadel usytuowanych obok siebie w po¬ przek kierunku przeplywu strumienia szkla. W sposobie tym, stosuje sie zmiane polozenia miesza¬ del poprzez ich obrót w co najmniej jednym powo¬ zeniu, przy kazdym obrocie mieszadel i zapewnia sle fm jednakowe polozenie katowe. Mieszadla o- braca "sie w tym samym kierunku, z ta sama pred¬ koscia i w zgodnej wzajemnie fazie. Mieszadla o- braca sie tez w niezgodnej wzgledem siebie fazie, albo mieszadla obraca sie z ta sama predkoscia w kierunkach przeciwnych. Mieszadla chlodzi sie woda przez przepuszczenie wody chlodzacej po¬ przez co najmniej czesc kazdego mieszadla.Przegrode dla regulowania i kontroli naplywu cieklego szkla ustawia sie do obszaru przewezenia wanny szklarskiej.Waftna szklarska we&ttg wynalazku do wytapia¬ nia Sfeltta-, ftfsftda usytuowana nad dnem w górUeJ strefe \SieMfcgo fczkla tfrzegrO^ dla fcoritroli na- *!fcw\i 'efettego Szkla, Mora ima w bUskSm *b&a- rase tisytuówane obrotowo wokól pionowej osi mie¬ szadla polaczone z napedem, posiadajace lopatki o feksztaftowanftu powierzchni natarcia zgodnie z -ktenanMeln przeplywu strumienia powierzchniowe¬ go btekiego szkla. %fcftdia toia *teyttiów&ne, zanurzone w s^umleftiu i?oHWe^clMó%ym cfeklego szkla lopatki lut cnó- Afr ^bfft&owe Ttfn^szadfel. rMifeszadla z napedem ita- tfoHHfc V*lM opowiadajacy tistawierife, ktdte w co f&JHft£fó?j jednym pdló££hiti "przy "kazdym ^db¥ó'- Cte tmeskatM Ifóajjdfeft si*» w jednakowym tfóloSe- niu katowym. Uklad mieszadel posiada kierunek obrotów w fazie zgodnej wzgledem siebie.Mieszadla z napedem stanowia uklad posiadajacy kierunek obrotów mieszadel w fazie niezgodnej w stosunku do siebie. Mieszadla korzystnie chlodzo¬ ne sa strumieniem cieczy chlodzacej przeplywaja¬ cej co najmniej przez czesc kazdego mieszadla.Przegroda jest umieszczona w przewezeniu wanny lub w poblizu jej przewezenia, i jest osadzona na-' stawnie dla regulacji zanurzenia w stopionym szkle. Przegroda zawiera co najmniej jedna rurke o ksztalcie „U" dla chlodzenia wodnego z dwoma poziomymi ramionami, przy czym jedno znajduje sie nad drugim.Przegroda jest osadzona w poblizu wlotu do przewezenia wanny, a mieszadla zmontowane sa ponizej przegrody w kierunku przeplywu strumie¬ nia szkla. Przegroda moze byc umieszczona w prze¬ wezeniu lub w poblizu przewezenia w wannie szklarskiej. Mieszadla moga byc ustawione tak, aby co najmniej w jednym polozeniu w kazdym obrocie mieszadel nie byto zadnej katowej róznicy miedzy ich ustawieniem obrotowym. Mieszadla moga za¬ wierac lopatki lub skrzydleka. Moga byc one przy¬ stosowane do obracania si^ w tym samym kierun¬ ku tak, aby lopatki lub skrzydelka róznych miesza- ttel pozostawaly równolegle wzgledem siebie pod¬ czas obrotu. W tym przypadku mieszadla sa utrzy¬ mywane w zgodnej fazie. Gdy lopatki lub skrzydel¬ ka sa obracane w przeciwnych kierunkach, to sa one ustawione tak, aby wszystkie lopatki lub skrzy¬ delka byly wzajemnie równolegle, w jednej z góry okreslonej pozycji, w czasie kazdego obrotu tak, ze w tej pozycji nie ma zadnej róznicy ustawienia obrotowego.Alternatywnie -mieszadla moga zawierac czlony cylindryczne na przyklad cylindryczne ^ebra, któ¬ re sa symetryczne wzgledem osi obrotu. W tym przypadku mieszadla nie wykazuja róznicy usta¬ wienia obrotowego, "bez wzgledu ha swoje poloze¬ nie obrotowe. W przypadku gdy mieszadla posia¬ daja lopatki lub skrzydelka, naped moze byc przy¬ stosowany do obracania mieszadel w fazie wza¬ jemnie niezgodnej. Przez wzajemnie niezgodna fa¬ ze rozumie sie takie ustawienie mieszadel, ze glów¬ na os poprzeczna lopatki lub skrzydelko jednego mieszadla posiada okreslony kat wzgledem glównej poprzecznej osi lopatki lub skrzydelka sasiedniego mieszadla.Ustawione w szyku pobocznym mieszadla w po¬ przek sWttmienia $r£edWfegó fitó&a fwóifcyc kat *0° z osia strumienia Hfe fez frat niny niz $4)°. Vl otm przypadkach 'mieszadla sa zbudowane *ffefc, ze nie wprowadzaja dó sumienia prze^lyWu fóasy *akla- nej zadnej istotnej skladowej pionowej. # prak¬ tyce kazde mieszadlo jest montowane na walku o- "ltrótótoyin. ^Lopatki lrib skrzydelka -moga byc mon¬ towane ekscentrycznie na walku tak, aby ^apew- nitó wiekszy stopien przesuniec ^przecfcnydh niz w przypadku symetrycznie zamontowafcydh -lopa¬ tek *&» skrzydelek. W jednym z przykladów wy¬ konalna skrzydelko wykonane jest w 'pl&tsrei haft¬ ki Tz medalowej rurki. Obszar tfdotfctfny $rz%* Tam¬ ke **dz% b£6 wysniony fclyt* wyfcohtfha * *#&- %rfa*ó 10 15 U ts st 35 *o * lo fe * H*106 927 5 6 ka moze byc wykonana z molibdenu. W alterna¬ tywnym wykonaniu rurka wykonana jest ze stali nierdzewnej. Rurka i walek, na którym jest ona umieszczona, moga byc alternatywnie wykonane ze stali miekkiej, a obszar niesty^ajacy sie ze szklem moze byc pokryty materialem ogniotrwa¬ lym lub otoczony rurka ogniotrwala w celu ochro¬ ny.W przypadku zastosowania wielu mieszadel od¬ step pomiedzy mieszadlami i grupami mieszadel moze byc regulowany stosownie do konstrukcji mieszadla na przyklad {stosownie do) liczby skrzy¬ delek, skutecznej srednicy i predkosci obroti), któ¬ re z kolei zalezne sa od obciazenia roboczego i konstrukcji wanny szklarskiej. W celu usuniecia alternatywnych dróg przeplywu szkla, innych ani¬ zeli drogi poprzez strefe mieszania, zaleca sie sto¬ sowac kilka mieszadel w szyku pobocznym, w po¬ przek kierunku przeplywu szkla. \# tym przypad¬ ku mieszadla moga rozciagac sie w poprze- pelnej szerokosci strumienia szkla. Ponadto zaleca sie u- stawiac mieszadla symetrycznie w stosunku do osi strumienia szkla.Szybkosc mieszania jest ograniczona warunkiem, ze nie nalezy dopuscic do wytwarzania przez mie¬ szadla pecherzy w masie szklanej na powierzchni granicznej szkla, oraz powodowanie znaczne} ero¬ zji materialów ognioodpornych pieca wannowego.Zaleca sie wykonanie niektórych lub wszystkich mieszadel z chlodzeniem cieczowym,. Stosowana ciecza moze byc woda. Przegroda moze wystawac ponad powierzchnia stopionego szkla, jednakze w pewnych przypadkach moze byc pozadane, aby górna powierzchnia przegrody znajdowala sie w tej samej plaszczyznie, co powierzchnia szkla sto¬ pionego. Przegroda moze byc wykonana w postaci rury chlodzonej woda, rozciagajacej sie w poprzek co najmniej czesci wanny szklarskiej.Zaleca sie stosowanie przegród o regulowanym polozeniu i umieszczenie ich w poblizu wlotu do przewezenia. Moga byc one jednak w. pewnych przypadkach umieszczone wewnatrz przewezenia lub ponizej jego kierunku przeplywu masy szkla¬ nej. Przegroda moze rozciagac sie prostopadle do kierunku przeplywu masy szklanej przez przeweze¬ nie lub tez moze byc pochylona pod innym katem do kierunku przeplywu. Zaleca sie umieszczanie mieszadel w przewezeniu ponizej polozenia prze¬ grody, w kierunku przeplywu masy szklanej.W sposobie wytapiania szkla wedlug wynalazku dzieki temu, ze reguluje sie strumien stopionego szkla, wyplywajacy ze strefy kierowania do strefy ustalania za pomoca wprowadzania zasadniczo po¬ ziomej przegrody, poprzez która jest przepuszczo¬ ny plyn chlodzacy w górnym obszarze stopionej masy. Stopione szklo miesza sie w obszarze przy¬ leglym do przegrody przez obracanie dwóch lub kilku mieszadel wokól pionowej osi, przy czym mieszadla sa umieszczone w poprzek strumienia stopionego szkla. Mieszadla moga byc obracane tak, ze w co najmniej jednym polozeniu w czasie kazdego obrotu mieszadel, nie wystepuje zadna rq?nica miedzy ustawieniem obrotowym mieszadel.Alternatywnie dwa mieszadla moga byc obracane w fazach wzajemnie niezgodnych. Mieszanie moze byc regulowane przez obracanie co najmniej trzech par mieszadel ustawionych w szyku pobocznym w poprzek kierunku strumienia, przy czym dwa mie¬ szadla kazdej pary sa obracane w fazach wzaje,m- 1 nic niezgodnych.Zaleca sie przepuszczanie plynu chlodzacego po¬ przez mieszadla. Zaleca sie takze, aby mieszadla pracowaly ponizej przegrody w kierunku przeply¬ wu szkla. Przegroda o chlodzeniu wodnym wspól¬ dzialajac z mieszadlami, takze w chlodzeniu wod¬ nym, w celu poprawienia jakosci szkla, dziala ja¬ ko przegroda fizyczna, ograniczajaca strumien, co z kolei wplywa na przenoszenie ciepla pomiedzy obszarem stapiania i strefa ustalania w roboczym koncu wanny szklarskiej. Ilosc ciepla doprowadzo¬ nego do pieca jest ograniczana przez maksymalne temperatury, które moga wytrzymac obudowa i materialy ogniotrwale regeneratora. Wynika z te¬ go, ze okresy czasu przeznaczone dla kazdego z powiazanych procesów topienia, klarowania i u- stalania, zalezne od temperatur w tych strefach, musza byc scisle regulowane, jezeli ma byc osiag¬ nieta maksymalna wydajnosc. Za krótki czas top¬ nienia powoduje pozostawienie w wyjsciowym pro¬ dukcie czesciowo tylko stopionych materialów su¬ rowcowych, za krótki okres klarowania powoduje zwiekszanie pecherzy w szkle, a przy zbyt krót¬ kim okresie kondycjonowania niezbedne jest nad¬ mierne chlodzenie, co powoduje powstawanie w topionym szkle szkodliwych przeplywów, prowa¬ dzacych w nastepstwie do uszkodzenia jakosci op¬ tycznej szkla.W zasadzie piec pracuje w warunkach, w któ¬ rych osiagany jest pewien stan równowagi. Uzy¬ skuje sie to za pomoca stosowanego regulowania gradientów termicznych wzdluz pieca tak, aby uzy¬ skac ogólne optimum jakosci szkla. Materialy do wytwarzania szkla sa normalnie podawane do za¬ sypu, w koncu stapiania w wannie szklarskiej.Dolna granice strefy stapiania w kierunku prze¬ plywu masy szklanej wyznacza odpowiednio wy¬ soka temperatura, stwierdzana przy przesuwaniu sie od zasypu przez strefe topienia. Przyrost tem¬ peratury sterowany jest za pomoca regulacji o- grzewania w tej czesci wanny szklarskiej.Przy przechodzeniu poza strefe topienia wyste¬ puje spadek przyrostu temperatury, gdy szklo pod¬ lega klarowaniu. Okresy czasu na topienie i klaro¬ wanie moga byc dopasowywane do konkretnego ladunku przez modyfikowanie tych gradientów temperatury. Obecnosc gradientów temperatury w wannie szklarskiej powoduje wystepowanie stru¬ mieni konwekcyjnych wewnatrz masy szklarskiej.W strefach klarowania i ustalania strumieni kie¬ rowany jest w zasadzie do przodu i na zewnatrz, ku sciankom bocznym, w górnych warstwach szkla i zasadniczo w kierunku do tylu i do srodka wan¬ ny, w warstwach dolnych.Glebokosc, zarówno strumienia przedniego, jak i powrotnego zalezy od ladunku i temperatura.Przez zastosowanie przegrody o chlodzeniu cieczp- wym mozliwe jest regulowanie ilosci ciepla prze¬ noszonego przez strumien stopionego szkla do stre¬ fy ustalania. Regulacja taka ma na celu zwykle zwiekszenie ilosci ciepla przeznaczonego dla sz^la 13 20 " 30 35 40 45 5* 55 eo106 927 1 8 przy topieniu i klarowaniu, i tym samym ogra¬ niczenie przeplywu ciepla do strefy ustalania.Zmiana taka oznacza kolejne zmniejszenie chlo¬ dzenia wymaganego, w celu sprowadzenia tempe¬ ratury szkla w strefie ustalania do temperatury przy której powinno ono opuszczac piec. Regulacje takie, jesli sa konieczne, dokonywane sa w zmia¬ nach ladunku w wannie szklarskiej, to znaczy przy przyroscie lub zmniejszaniu ilosci szkla, która ma byc wytworzona przez okreslony czas z wanny szklarskiej.Regulacja przeplywu ciepla miedzy strefa kla¬ rowania i strefa ustalania moze byc realizowana prosto, za pomoca regulacji glebokosci, do której przegroda jest zanurzana w szkle na granicy lub w okolicy granicy miedzy dwiema strefami. Prze¬ grode umieszcza sie tak, aby uniemozliwic prze¬ plyw szkla góra przegrody, a polozenie najnizsze¬ go puhktu przegrody w strumieniu szkla jest wy¬ bierane tak, aby regulowac przeplyw szkla ponizej przegrody i w ten sposób sterowac ilosc przeno¬ szonego ciepla pomiedzy dwiema strefami. Dla o- siagniecia zadowalajacej pracy przy róznych ob¬ ciazeniach pieca, pozadane jest, aby pionowe po¬ lozenie przegrody bylo regulowane tak, aby mozna bylo zmieniac glebokosc jej zanurzenia w szkle.Stwierdzono, ze przez wprowadzenie przegród lub ograniczen, na przyklad, ukladu rurek wodnych, w strumieniu stopionego szkla górnych warstw szkla, warstwy te sa hamowane i powstaja wtór¬ ne uklady strumieni powrotnych, powyzej i poni¬ zej przegrody. Dzieki temu szklo pozostaje przez dluzszy czas w warstwach górnych powyzej prze¬ gród, wiecej ciepla jest wprowadzone do szkla i wiecej tego ciepla jest utrzymywane w strefie kla¬ rowania przy przenoszeniu w zwiekszonym stru¬ mieniu powrotnym od obszaru przegrody. Jedno¬ czesnie mniej ciepla przenosi sie ze strefy klaro¬ wania do strefy ustalania. Przez regulowanie gle¬ bokosci i konstrukcji przegrody mozna regulowac przeplyw strumienia stopionego tak, aby spelnic rózne ograniczenia nakladane przez ladunek i tem¬ perature.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wanne w widoku z góry, z uwidocz¬ nionym zalecanym polozeniem przegrody i ukladu mieszadel, fig. 2 — wanna z fig. 1 w przekroju poprzecznym wzdluz linii X—X, fig. 3 — schema¬ tyczny uklad mieszadel z uwidocznionym kierun¬ kiem obrotu, fig. 4 — mieszadlo w przekroju po¬ przecznym, fig. 5 — mieszadlo z fig. 4 w innej postaci wykonania, fig. 6 — zestaw przegrody z chlodzeniem wodnym, fig. 7 — schematycznie in¬ ny uklad mieszadel z uwidocznionym kierunkiem ich obrotu, fig. 8a—8d — w widoku z dolu pary mieszadel, które moga byc stosowane zgodnie z rozwiazaniem wedlug wynalazku, fig. 9 — uklad mieszania do badan modelowych odpowiadajacych ukladowi z fig. 7, fig. 10 — uklad mieszania do badan modelowych odpowiadajacych innemu ukla¬ dowi mieszania z fig. 7, fig. 11 — wykres wyni¬ ków porównawczych badan ukladów z fig. 9 i 10, fig. 12 — w przekroju plyta szklana z uwidocz¬ niona niejednorodnoscia, która w stanie cieklym nie byla podana mieszaniu, na fig. 13 — plyta szklana w przekroju z uwidoczniona niejednorod¬ noscia po procesie mieszania cieklego szkla.Przedstawiony na fig. 1 i 2 piec 10 zawiera wy- • dluzona wanne szklarska 11 dla utrzymywania stopionego szkla 12. Wanna szklarska ma sklepie¬ nie 13, scianki boczne 14, scianki koncowe 15 i dno 16, wykonane z odpowiedniego materialu ognio¬ trwalego. Wsad, z którego ma byc wykonane szklo jest dostarczany w znany sposób do wanny po¬ przez zasyp 18 i jest topiony w strefie 19. Stapia¬ ne szklo jest nastepnie klarowane w strefie kla¬ rowania 20 i przechodzi poprzez przewezenie 24 do strefy ustalania 21, w roboczym koncu wanny szklarskiej, w ciaglym procesie obróbki. Szklo jest nastepnie wyladowywane poprzez kanal wylotowy do operacji ksztaltowania. Material wsadowy wpro¬ wadzony do wanny szklarskiej 11 plywa na sto¬ pionym szkle 12 i jest unoszony poprzez strefe stapiania 19. Cieplo przeksztalcajace wsad na szklo stopione, w strefie stapiania 19, dostarczane jest palnikami zamontowanymi wewnatrz lub w po¬ blizu otworów 23, otwartych w kierunku stref sta¬ piania i klarowani^ 19 i '20, usytuowanymi nad poziomem szkla stopionego 12 po przeciwleglych stronach pieca. Przegroda 27 o chlodzeniu wod¬ nym (fig. 1) znajduje sie przy wlocie do przewe¬ zenia 24.Przegroda jest wykonywana w postaci pary cienkich, ostro zgietych rurek o chlodzeniu wod¬ nym, które moga byc na przyklad takie jak na fig. 6. Rurki sa ustawione na wysokosci powyzej dna wanny szklarskiej tak, aby znajdowaly sie w górnym obszarze strumienia stopionego szkla w obszarze przewezenia. Dzieki temu przegroda reguluje strumien powierzchniowy topionego ma¬ terialu plynacy w kierunku przewezenia. Górna powierzchnia rurek moze w pewnych przypadkach wystawac nad powierzchnie szkla, lub alternatyw¬ nie górna powierzchnia moze lezec w tej samej plaszczyznie co powierzchnia szkla. W celu zmia¬ ny wplywu przekrody na przeplyw do obszaru przewezenia, przegroda jest regulowana w pionie tak, ze mozliwa jest zmiana glebokosci zanurzenia przegrody w stopionym szkle. Rurki moga byc u- mocowane na regulowanej podstawie 30 po oby¬ dwu stronach wanny szklarskiej (fig. 6).Wedlug ukladu z fig. 6 przegroda sklada sie z dwóch ostro zgietych zestawów rurek 27a i 27b, które wystaja z przeciwnych boków wanny szklar¬ skiej. Chociaz na fig. 6 górny i dolny ciag rurek przedstawione sa jako wzajemnie równolegle do siebie i do powierzchni szkla, w innych przykla¬ dach wykonania dolny odcinek wznosi sie do góry lub Jest pochylony do dolu w kierunku srodka przegrody przewezenia. Ponizej przegrody znajdu¬ je sie szesc mieszadel 28 umieszczonych na drodze strumienia przedniego poprzez obszar przeweze¬ nia.Mieszadla znajduja sie w ukladzie pobocznym tak, ze rozciagaja sie w poprzek przewezenia i jak pokazano na fig. 2 mieszadla obracane sa wokól osi pionowej przez silnik napedowy 31. W kon¬ kretnie przedstawionym przykladzie trzy pary mie¬ szadel 28 znajduja sie w srodkowej czesci obszaru 15 20 25 30 35 40 49 60 55 60106 927 przewezenia i sa rozmieszczone symetrycznie w stosunki* do srodkowej osi przeplywu strumienia poprze* przewezenia. Kazde mieszadlo zamontowa¬ ne jest na walku obrotowym 32 wystajacym przez dach 13 pieca do stapiania.Górne konce walków 32 sa polaczone poziomym walkiem napedowym do silnika napedowego 31, który jest przystosowany do obracania mieszadel z ta sama predkoscia. Kazde mieszadlo posiada na dolnym koncu skrzydelko lub lopatke, przy czym lopatki sa umieszczone w strumieniu przednim szkla i ledwie siegaja do strumienia powrotnego, w dolnej polowie wanny szklarskiej. W ukladzie wedlufc fig. 3 skrzydelka na kazdym mieszadle sa ulozone równolegle wzgledem siebie, a srodki na* pedowe sa. zestawione tak, ze wszystkie mieszadla obracane sa w tym samym kierunku i z ta sama predkoscia, przez co utrzymywane sa w fazie zgod¬ nej, wzgledem siebie.Istnieje mozliwosc stosowania mieszadel, które nie posiadaja skrzydelek lub lopatek. W tym przy¬ padku mieszadla moga byc wykonane w postaci cylindrycznej. Alternatywne ksztalty skrzydelek lub lopatek,, które mozna stosowac na mieszadlach, pczedtóawiono na lig. 8a do 8d. Przedstawiaja one scbeo&atycziBie alternatywne ukjady czlonów wie- loskrzydtowycJu z których kazdy tworzy jedna pa¬ re mieszadel.Mieszadla zawierajace skrzydelka pokazane sa na fig. 8a do 8d, i posiadaja chlodzenie wodne.Dwie alternatywne konstrukcje przedstawiono na fig. 4 i &. W urzadzeni** na fig. 4 mieszadlo sklada sit z ramki puste} w srodku, utworzone} z rurki 36, której wlot 97 styka sie z wylotem 38. Mozna stosowac rurke ze stali nierdzewnej. Fig. 5 przed¬ stawia taka sama konstrukcje, przy czym obszar wewnetrzny otoczony ramka zamkniety jest przez srodkowa plytke 35, wykonana z materialu odpor¬ nego na niszczace dzialanie stopionego szkla na przyklad molibdenu. W obydwu przypadkach wo¬ da chlodzaca przepuszczana jest w sposób ciagly poprzez rurke ramki, przy obracaniu mieszadla- Jak juz, wspomniano mieszadla moga byc obra¬ cane w ukladzie zgodnym w fazie; jak pokazano na lig, & W takim przypadku wszystkie miesza¬ dla moga byc obracane w tym samym kierunku jak pokarana na fi& 3 lub alternatywnie moga byc, ooe ohracanet w kierunkach przeciwnych pod warunkiem, ze nie wystepuje zadna róznica ka¬ towa, pomiedzy ustawieniami obrotowymi miesza¬ del, przynajmniej, w jednym polozeniu w kazdym obrocie mieszadel. Alternatywnie mozna zestaw dobrac tak, ze mieszadla sa obracane niezgodnie w fazie i przyklad takiego rozwiazania jest przed¬ stawiony na fig. 7 oraz fig. 8a do 8d.Na fig. 7 ttrieszadla sa rozmieszczone w szyku pobocznym w poprzek szerokosci wanny szklar¬ skiej zasadniczo prostopadle da kierunku strumie¬ nia, a odleglosc miatgzy sasiednia para mieszadel jest równa, podwójnej: odleglosci miedzy miesza¬ dlami kazdej pary. W tym przypadku odleglosc poauotey osiami dwfeh. mieszadel w kazdej parze wynosi 32,5 cm, podczac* gdy odtaglas& pomiedzy osiami sasiednich mieszadel róznych par wynosi 65 cm. Jak przedstawia fig. 7 kazde mieszadlo jest ustawione tak, ze obraca sie w przeciwnym kierunku do sasiedniego mieszadla bez wzgledu 5 na to, czy sasiednie mieszadlo znajduje sie w tej samej parze mieszadel. Kazde mieszadlo na fig. 7a do 8d posiada skrzydelka lub lopatki, które nie sa jednorodne wzgledem osi obrotu, a kolejne mieszadla moga byc ustawione zgodnie w fazie lub alternatywnie niezgodnie w fazie.Wedlug ukladu przedstawionego na fig. 8a do 8d mieszadla ustawione sa niezgodnie w fazie i w konkretnym przypadku mieszadla z podwójnymi skrzydelkami na fig. 8a sa przesuniete o 90° w fazie, mieszadla z potrójnymi skrzydelkami na fig. 8c sa przesuniete w fazie o 60°, a mieszadla czteroskrzydelkowe na fig. 8d sa przesuniete w fa¬ zie o 45°. Na fig. 8b mieszadla maja zasadniczo tyl¬ ko po jednym skrzydelku, zamocowanym ekscen¬ trycznie na walku i sa przesuniete wzgledem siebie w fazie o 90°. W ukladzie z pojedynczym skrzydel¬ kiem, skrzydelko to moze byc calkowicie odsu¬ niete od osi obrotu za pomoca poziomego ramie¬ nia laczacego skrzydelko z walkiem mieszadla.Wedlug fig. Z stopione szklo krazy w wannie szklarskiej zanim przejdzie poprzez obszar prze¬ wezenia &£• Górna warstwa masy stopionego szkla plynie w kierunku roboczego konca 21, natomiast dolna warstwa tej masy posiada przeplyw zwrot¬ ny w kierunku konca stapiania.. W wannie wyste¬ puje Unia neutralna 33. Dla przebiegu procesu jest wazne, aby mieszadla 28 powodowaly zmniej¬ szanie grubosci (warstw) szkla w plaszczyznie po¬ ziomej. W zwiazku z tym konieczne jest ograni¬ czanie obszaru do którego mieszadla sa zanurzo¬ ne w szkle i w opisywanym wykonaniu mieszadla przecinaja zaledwie linie neutralna 33. Dzieki temu nie oddzialywaja one w sposób znaczny na szklo, które przeplywa wzdluz toru zwrotnego w kierun¬ ku konca stapiania. Mieszadla sa tak uksztaltowa- ne* ze ich obrót powoduje jedynie ruch szkla do przodu w poprzek, natomiast nie wywoluje zadnej istotnej skladowej pionowej, ruchu w szkle. Jak przedstawiono na fig, 1 przegroda rozciaga sie po¬ ziomo, na pelna szerokosc obszaru przewezenia wanny szklarskiej, a dwie polówki przegrody sa pochylone do kierunku poprzecznego wanny szkla¬ rskiej.W konkretnym opisanym przypadku dwie polowy przegrody sa pochylona tak, ze srodkowy obszar przegrody znajduje sie blizej konca zasilajacego wanny szklarskiej. Przegroda moze byc jednak u- stawiona z innym pochyleniem i w pewnych przy¬ padkach moze rozciagnac sie prostopadle do kie¬ runku przeplywu. Stwierdzono,, ze uklad niejedno¬ rodnych warstw szkla i róznice natezenia lub skla¬ du pomiedzy warstwami zmieniaja sie, poprawian¬ ia/: jakosc optyczna produktu koncowego, przy przepuszczaniu szkla w strefie klarowania 20* do obszaru przewezania 24 wanny szklanej, pod ba¬ riera 27 o chlodzeniu wodnym, i nastepnie miesza¬ niu szkla plynacego w kierunku da przodu za po¬ moca mieszadel 2& chlodzonych woda, W celu oszacowania wplywu pracy mieeBadel, w 15 ii » 35 4T W » »11 zgodnej fazie lub w fazie niezgodnej, przy róznych wykonaniach wynalazku wykonano model wanny szklarskiej do topienia szkla. Model jest wykona¬ ny w skali 1/15 wedlug ukladu na fig. 1, a plyn zastosowany w wannie szklarskiej stanowil olej ry¬ cynowy.Skutecznosc mieszania okreslono jako stosunek calkowitej dlugosci rozciagnietego sladu barwnego po przejsciu przez mieszadla, do dlugosci sladu pier¬ wotnego, który zostal wprowadzony powyzej mie¬ szadel w linii przeplywu cieczy. Dla przykladu z fig. 9, jezeli „N" jest liczba wierzcholków po jed¬ nej stronie rozciagnietego sladu po operacji mie¬ szania, a „y" jest srednia ich szerokoscia, nato¬ miast „x" jest pierwotna dlugoscia sladu przed operacja mieszania, to skutecznosc mieszania wy¬ znacza sie jako: calkowita dlugosc sladu po mieszaniu 2N*y dlugosc pierwotnego sladu ~~ x przed mieszaniem Jak mozna stwierdzic z fig. 9 i fig. 10, reprezen¬ tujacych odpowiednio mieszanie niezgodne w fazie i zgodne w fazie, slady barwne tworza liniowe sciezki 30 prowadzace do mieszadel, lecz przy przejsciu przez mieszadla czesc sladu tworzy wy¬ raznie uklad zygzakowaty, reprezentujacy zasadni¬ czo rozciaganie i zmiane kierunku sladu pierwot¬ nego. Im wieksza jest skutecznosc mieszania tym wiekszy jest stopien rozciagania i tym mniejsza ilosc sladów liniowych przechodzi bezposrednio przez mieszadla bez zmiany kierunku. Z rysunku widac bezposrednio, ze przy mieszaniu zgodnym w fazie wystepuje mniejszy zakres rozciagania — fig. 10, niz przy mieszaniu przesunietym w fazie o 90°, fig. 9, Wyniki róznych badan modelowych, przy róz¬ nych predkosciach obracania mieszadel pokaza¬ nych na fig. 8a, wykreslono ha fig. 11. Krzywa oz¬ naczona A przedstawia wyniki rozciagania uzyska¬ ne przy ustawieniu mieszadel w kazdej parze z przesunieciem fazowym 90°, a krzywa B przed¬ stawia rozciaganie, gdy mieszadla w kazdej parze pracowaly zgodnie w fazie. Jak widac lepsze wy¬ niki rozciagania warstw uzyskuje sie przy zasto¬ sowaniu mieszadel pracujacych z przesunieciem fazy.Typ regulacji, która moze byc uzyskana przez zmiane glebokosci i konstrukcji przegrody, mozna zilustrowac porównaniem wyników uzyskiwanych przy kilku rodzajach przegród w wannie szklar¬ skiej, pracujacej z wydajnoscia 2000 ton na tydzien. Zastosowano róznorodne przegrody, jak na przyklad przegrode w postaci pary rurek w ukladzie „U" szpilki do wlosów. Rurki posiadaja srednice zewnetrzna 88,9 mm i otwór o srednicy 76,2 mm oraz szczeline o wielkosci 25 mm pomie¬ dzy ramionami ukladu „U11 rurek. Glebokosc prze¬ grody wynosila1 200 mm. Ta wielkosc przegrody nie miala zadnego wplywu na prace wanny szklar¬ skiej, z punktu widzenia zatrzymywania ciepla w strefie klarowania.IZ Stosujac przegrode utworzona z par rur stano¬ wiacej przekrój prostokatny o wymiarach 124X X25,4 mm posiadajacych szczeline o wielkosci 25,4 mm oraz glebokosc zanurzenia przegrody 5 279 mm. Przy takim ksztalcie przegrody zaobser¬ wowano wplyw przegrody na równowage cieplna w roboczym koncu wanny szklarskiej. Calkowita ilosc ciepla podana przez pare rurek wodnych, wynosila 23 jednostki na godzine (w przyblizeniu M jedna jednostka stanowi ilosc równowazna cie¬ plu usuwanemu przez 1000 metrów szesciennych powietrza chlodzacego na godzine.Zmniejszenie ilosci chlodzacego powietrza wy¬ maganego ponizej przegrody, w rezultacie zastoso¬ wania rurek wodnych, wynioslo okolo 3000 me¬ trów szesciennych na godzine, co wykazuje, ze ta ilosc ciepla jest zatrzymywana powyzej zapory.W kolejnym przykladzie zastosowano przegrode z par rur stanowiacej przekrój prostokatny o wy¬ miarach 17&X 50 mm o glebokosci 375 mm zanu¬ rzenia. Uklad ten nie wplynal na zwiekszenie ogól¬ nej ilosci ciepla pobieranego przez przegrode, ale wplynal na dalsza znaczna redukcje ilosci chlo- tf dzonego powietrza, wymaganego ponizej przegro¬ dy. Stalo sie to dzieki temu mozliwe zmniejszenie zuzycia paliwa. Za pomoca prostej zmiany wymia¬ rów rurek, stosowanych do przepuszczania wody mozna osiagnac zmiane glebokosci, która jest wy- M magana dla dostosowania sie do róznych ograni¬ czen nakladanych przez obciazenie i temperature.Przy zmianach glebokosci przegrody, jest bardzo wazne zapewnienie, aby strumien przeplywajacego do przodu szkla, przechodzacego pod przegroda, 35 nie dostawal sie takze pod mieszadla. Polozenie i glebokosc mieszadel powinna byc regulowana tak, aby zapewnic mieszanie calego szkla, które jest ewentualnie wyladowywane do procesów ksztalto¬ wania. 40 Wplyw zastosowania przegrody i mieszania jest najwyrazniej widoczny z ukladu warstw w prze¬ kroju poprzecznym wstegi szklanej, pobranej przed — i po operacji mieszania. Uklady te uwi¬ docznione sa odpowiednio na fig. 12 i 13. Jak wi- *• dac uklad warstw po operacji mieszania na fig. 13 jest bardziej laminarny. W celu utrzymania optymalnego ukladu warstw przy róznych ladun¬ kach wanny szklarskiej, jest bezwzglednie konie¬ czna kazdorazowa zmiana glebokosci przegrody 27. m o chlodzeniu wodnym, po kazdej zmianie obcia¬ zenia.Oczywistym jest, ze na przyklad zamiast sto¬ sowania szesciu mieszadel pokazanych na fig. 3 i 7, mozna zastosowac cztery, piec, szesc mieszadel i » wieksza ich liczbe, w ukladzie pobocznym w po¬ przek przewezenia, a takze zastosowac wiecej niz jeden zespól mieszadel. Mozna zmieniac uklad mieszadel, a takze odleglosc miedzy nimi. Jest jed¬ nak pozadane utrzymywanie ukladu symetrycznego <• w stosunku do srodkowej linii strumienia (prze¬ plywu) poprzez obszar przewezenia. Lopatki moga byc zamontowane centralnie na osi obrotu miesza-. dla. Alternatywnie lopatki lub skrzydelka moga byc montowane ekscentrycznie na walku obroto- m. wym podtrzymujacym skrzydelka.106*2? 13 14 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytapiania szkla obejmujacy podawa¬ nie wsadu do jednego konca wanny szklarskiej da topienia szkla, stapianie wsadu w strefie stapia¬ nia wanny szklarskiej i klarowanie stopionego szkla w obszarze klarowania, zanim szklo przej¬ dzie do strefy ustalania w roboczym koncu wanny szklarskiej, z którego stopione szklo jest odpro¬ wadzane z wanny, regulowanie strumieniem prze¬ plywu stopionego szkla ze strefy klarowania do strefy ustalania za pomoca wprowadzenia w przy¬ blizeniu poziomej przegrody, poprzez która jest przepuszczany plyn chlodzacy, znamienny tym, ze strumien powierzchniowego przeplywu cieklego szkla ze strefy rafinacji do strefy kondycjonowa- nia reguluje sie pozioma przegroda z kanalem dla cieczy chlodzacej, która umieszcza sie w górnej strefie cieklego szkla oraz mieszaniem cieklego szkla w obszarze przewezenia, przy czym stosuje sie dwa lub kilka wprowadzonych w ruch obroto¬ wy wokól pionowej osi mieszadel usytuowanych obok siebie w poprzek kierunku przeplywu stru¬ mienia szkla. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie zmiane polozenia mieszadel poprzez ich obrót w co najmniej jednym polozeniu, przy kaz¬ dym obrocie mieszadel i zapewnia sie im jedna¬ kowe polozenie katowe. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze mieszadla obraca sie w tym samym kierunku, z ta sama predkoscia i w zgodnej wzajemnie fazie. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszadla obmacaja sie w niezgodnej wzgledem siebie fazie. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze mieszadla obraca sie z ta sama predkoscia w kie¬ runkach przeciwnych. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 4, albo 5, zna¬ mienny tym; ze mieszadla chlodzi sie woda przez przepuszczenie wody chlodzacej poprzez co naj¬ mniej czesc kazdego mieszadla. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ustawia sie przegrode dla regulowania i kontroli naplywu cieklego szkla do obszaru przewezenia wanny szklarskiej. 8. Wanna szklarska do wytapiania szkla, w któ¬ rej wsad topi sie w sposób ciagly w strefie sta¬ piania, a stopione szklo jest nastepnie klarowane w strefie klarowania, przed osiagnieciem konca wanny i rozladowaniem do operacji ksztaltowania, zawierajaca przegrode, o chlodzeniu cieczowym, ustawiona poziomo w poprzek co najmniej czesci szerokosci wanny, na drodze strumienia stopio¬ nego szkla, w kierunku konca roboczego oraz wie¬ le mieszadel usytuowanych obok siebie w poprzek kierunku przeplywu szkla, przeznaczonych do mie- 9 szania szkla w poblizu przegrody, znamienna tym, ze usytuowana nad dnem wanny w górnej strefie cieklego szkla przegroda (27) dla kontroli jego na¬ plywu ma w bliskim jej obszarze usytuowane obro¬ towe wokól pionowej osi mieszadla (28) polaczone z napedem (31), posiadajace lopatki o uksztalto¬ wanej powierzchni natarcia zgodnie z kierunkiem przeplywu strumienia powierzchniowego cieklego szkla. 9. Wanna wedlug zastrz. 8, znamienna tym, ze ma usytuowane, zanurzone w strumieniu powierz¬ chniowym cieklego szkla lopatki lub czlony lopat¬ kowe mieszadel (28). 10. Wanna wedlug zastrz. 9, znamienna tym, ze mieszadla (28) z napedem (31) stanowia uklad po¬ siadajacy ustawienie katowe lopatek, które co najmniej w jednym polozeniu przy kazdym obrocie mieszadel znajduje sie w jednakowym polozeniu katowym. 11. Wanna wedlug zastrz. 10, znamienna tym, ze uklad mieszadel (28) posiada kierunek obrotów w fazie zgodnej wzgledem siebie. 12. Wanna wedlug zastrz. 9, znamienna tym, ze mieszadla (28) z napedem (31) stanowia uklad po¬ siadajacy kierunek obrotów mieszadel (28) w fa¬ zie niezgodnej w stosunku do siebie. 13. Wanna wedlug zastrz. 11 albo 12, znamien¬ na tym, ze mieszadla (28) korzystnie sa chlodzo¬ ne strumieniem cieczy chlodzacej przeplywajacej co najmniej przez czesc kazdego mieszadla. 14. Wanna wedlug zastrz. 8, znamienna tym, ze przegroda (27) jest umieszczona w przewezeniu (24) lub w poblizu przewezenia w wannie. 15. Wanna wedlug zastrz. 14, znamienna tym, ze przegroda (27) jest osadzona nastawnie dla regula¬ cji zanurzenia w stopionym szkle. 16. Wanna wedlug zastrz. 15, znamienna tym, ze przegroda (27) zawiera co najmniej jedna rurke do chlodzenia wodnego. 17. Wanna wedlug zastrz. 16, znamienna tym, ze przegroda (27) zawiera co najmniej jedna rurke o ksztalcie „U" dla chlodzenia wodnego z dwoma poziomymi ramionami (27a, 27b), przy czym jedno znajduje sie nad drugim. 18. Wanna wedlug zastrz. 17, znamienna tym, ze przegroda (27) jest osadzona w poblizu wlotu do przewezenia 024), a mieszadla (28) zmontowane sa ponizej przegrody w kierunku przeplywu strumie¬ nia szkla. 15 20 25 30 35 40 4510«9?7 H 20 24 & T~ i i i -t^r /? /$ f€ 20 26 f2 tt Fig 3. 28 2d 24 'Fig. 4.. j* 38 -36 Frg.5.II PK* k 'ia. 6. 30- Fig -30 m 2M- ////////// S/S'A w -276 Fig. 12.Fig. 13.\ Fig.Bd.Fig.JO.JO v •" |<§ <^ Kg 9. 30 1- tO 20 30 40 50 60 1Q 80 00 Prfdkosc obmttiw PL