专利名称：控制熔融玻璃物流通过供料通道的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种形成用于玻璃器皿生产的玻璃料或玻璃料滴的玻璃物流输送方法和设备，更具体地说，本发明涉及一种测量和控制玻璃物流通过供料通道速度的方法和设备。
在玻璃器皿生产的现有技术中，通常有两种用于测量熔融玻璃物流如每天几吨物料的基本方法，第一种方法是获得通过供料通道/供料器出口时的玻璃试样，并对试样称重。尽管该技术提供了对玻璃物流准确测量的方法，但由于取样而导致生产量下降。第二种方法是一种间接的方法，其中用加入熔炉中的每批材料的平均装载量计算玻璃物流。尽管该方法为熔炉只给一个供料通道供料的系统提供了一个大致准确的测量方法，但该方法却对熔炉给两个或多个供料通道供料的系统无效。
因此，本发明的目的是提供一种准确的，在供料通道中进行的，测量熔融玻璃物流通过供料通道的方法和设备。该方法易于用在熔炉向一个以上的供料通道供料的系统中。并且不要求停止玻璃器皿成型系统的操作。本发明另一个更特定的目的是提供一种测量和控制熔融玻璃物流时具有上述特性的方法和设备，其中可自动进行玻璃物流的调整。
按照本发明现优选的技术方案的一个方面，控制熔融玻璃物流通过供料通道的速度的设备包括一个位于供料通道中用于限制供料通道中玻璃物流宽度的料槽，以便使供料通道中的熔融玻璃量在料槽的上游和下游之间存在差异。传感器测量料槽上游和下游中熔融玻璃的数量。控制器随传感器反应，从而确定熔融玻璃物流通过供料通道的速度，因为熔融玻璃物流通过供料通道的速度是不同传感器之间熔融玻璃数量差的函数。在本发明优选的实施方案中，熔融玻璃物流通过供料通道的速度作为通过料槽的熔融玻璃数量差的函数而得到控制。
在本发明一个优选的实施方案中，供料通道的端点是一个在下部具有开口以便输送熔融玻璃的料盆。物流控制管位于料盆内以便作靠近或离开料盆开口的移动，从而限制或增加通过开口的玻璃物流。物流控制管的位置随控制器反应从而得到控制，当玻璃物流通过料槽的速度偏离了由控制员输入的所要求的玻璃物流速度时，控制器相对于开口移动控制管。在包括多个由一个熔炉供料的供料通道的玻璃物流系统中，测量玻璃水平面的传感器和每个供料通道中的物流控制管是彼此独立地操作的。
料槽顺着通过供料通道的玻璃物流的流向布置，以便使供料通道和料槽中的玻璃物流的深度保持恒定，同时玻璃物流的宽度在料槽的上游和下游之间保持恒定，而料槽包括平滑缓和的上游和限制玻璃料流的料槽下游。限制玻璃物流的区域用铂或其他抗腐蚀性材料涂覆，以便防止玻璃中沉积的结石或颗粒腐蚀料槽，并使承载玻璃物流的料槽截面保持恒定。在本发明优选技术方案中，传感器包括分布在供料通道上的接触式传感器，接触性传感器可选择性地降低位置使其与熔融玻璃表面接触。可将各种不同的电阻器或其他合适的设备与传感器相连，以便确定传感器的位置。通过将传感器降低至供料通道的底部壁表面上，从而使传感器优选地在测量玻璃物流之前调零。在限制区域处测知(或测量)玻璃的粘度或温度，以料槽上游和下游表面水平面之差为基础，可准确地计算出玻璃物料流量。
从以下说明书，权利要求书，和附图中可更好地理解本发明以及本发明的其他目的，特征和优点。其中
图1是本发明优选技术方案玻璃输送系统的部分正视图。
图2是沿图1中2-2方向剖取的部分顶部平面图。
图3是基本上沿图2中3-3方向剖取的部分截面图。
图4是本发明包括由一个熔炉向一对供料通道供料的玻璃输送系统的顶部平面图。
图5是说明本发明操作的曲线。
图1-3所示为本发明优选技术方案中的玻璃输送系统10。玻璃批料加料器12将玻璃加入到熔炉14中，玻璃在其中熔融，并以熔融的形式加入到供料通道16中，玻璃通过供料通道16流向玻璃输送系统的料盆18中，料盆18在其下端具有开口20。玻璃输送控制管22可移动地布置在料盆18中。并与发动机24相连，以便作靠近或远离料盆开口20的运动，从而控制玻璃物流通过料盆开口的速度。
在本发明优选技术方案中，用于测量和控制玻璃物流通过供料通道16的速度的装置26包括位于供料通道16中用于限制玻璃物流通过供料通道的料槽28。料槽28包括沿宽度方向横跨供料通道16的限制块30，并向限制块30提供U型限制开口32，开口32大致与供料通道同轴心。第一对辅助过渡块34,36位于限制块30的上游(相对于熔融玻璃物流通过供料通道的流向38)，以便在供料通道16的宽度W1和开口32的宽度W2之间提供平滑缓和的过渡区。第二对辅助过渡块40和42位于限制块30下游一侧，以便再在开口32的宽度W2和供料通道16的宽度W1之间提供一平滑缓和的过渡区。在料槽26的上游和下游，供料通道16中的玻璃物流的宽度W1是相同的，而供料通道16和料槽26的深度则保持恒定，其最好如图1所示。限制块30和过渡块34,36,40,42以及构成供料通道16侧壁的块体可用合适的高温陶瓷形成。优选地向限制开口或通道32提供一铂或其他高温抗腐蚀材料的涂层，以便防止由通过料槽时被限制的玻璃物流导致的陶瓷材料的腐蚀。防止腐蚀不仅有助于防止陶瓷颗粒进入熔融的玻璃物流中(这在所生产的玻璃器皿中是经常出现的)，而且有助于使限制开口32处的玻璃物流横截面保持恒定。使玻璃物流横截面保持恒定有助于保持测量玻璃物流的准确性。
一对用于测量水平面的传感器44,46分别安装在供料通道上料槽限制块38的上游和下游的上方。传感器44,46是相同的，并且每一个传感器包括通过合适的装置50与电极或发动机52相连的接触式探针48，以便相对于供料通道16垂直降低或提升探针48。每一个探针48都与传感器相连，如可变电阻器53，以便提供探针垂直位置的绝对测量值。传感器电机52以及控制管电机24与合适的电子控制器54相连。控制器54从各种指明相关探针48位置的可变电阻器53中接收输入信号，以及从操作器输入终端或设备56中接收输入信号。
在操作中，传感器44,46首先在玻璃物流通过供料通道之前经传感器探针48降低至供料通道16底部面壁上而被取零，在传感器探针48触摸到供料通道底部表面时，电阻器52给出了一个供料通道底部表面垂直水平面的指示，之后，该水平面通过与玻璃材料水平面比较，从而提供玻璃在料槽28上游和下游的高度的绝对测量数值。随后探针48向上抽出，并使熔融玻璃由批料供料器12和熔炉14经供料通道流向料盆18和出口20。之后，传感器44和46周期性地降至玻璃表面，并通过控制器54由可变电阻器52获得相应表面水平面的测量值。测知(或测量)玻璃物流温度和粘度，并以料槽中物料水平面的降低值为基础，可较容易地确定玻璃物流通过供料通道16时的速度。图5表示料槽中的物料水平面实际降低值(英寸)与玻璃的流速(吨/天)的对应关系。通过测量料槽中物流水平面的降低值，并与用其它仪器确定的玻璃流速相比较，从而获得图中所示的数据点值，而直线则表示流速与物流水平面降低值的线性计算对应关系。(可以看出图1中所示的物流水平面的降低值被大大地夸大了，而且如图5所示，料槽中物料水平面的实际降低值仅在一英寸的几十分之一或几百分之一的范围内)。如果由传感器44和46确定的玻璃流速偏离了所要求的数值，如偏离了由操作盘56输入的数值，控制器54启动电机24，从而相对于料盆开口20提升或降低流量控制管22，进而增加或降低通过料盆开口的玻璃流量。在适合于使玻璃流速达到或稳定在新的水平处的最后时间，在传感器44和46处，再测量一次水平面，并且再次调整流量控制管22的位置。流量控制管的位置优选地在每次测量后预先升高一点，以便使所测量的玻璃流量控制值逐渐接近由操作器输入的要求数值，但又不使所要求的数值调整过度。
图4所示为包括一个熔炉14的熔融玻璃物流控制系统60，该熔炉向一对供料通道16供料。每一个供料通道16包括带有相关流量控制管22的相关出料料盆18，每一个供料通道16也包括一个相关水平面测量设备26，而测量设备26包括料槽28，和相关水平面测量传感器44和46。这些水平面测量传感器和流量控制管可彼此独立地操作，以便独立地控制熔融玻璃通过相关供料通道时的流量。通过各自供料通道的所要求的流速不必是相同的。控制器54中的软件程序可读取玻璃温度或粘度的变化以及玻璃总深度的变化。
在图1所示的优选的技术方案中，水平面测量传感器44和46包括用于在玻璃车间恶劣的操作条件下测量熔融玻璃水平面的所谓的“弦线槽”。接触式探针48是那种当与熔融玻璃进行表面接触时电性能发生改变的探针。然而也可以使用其它类型的测量传感器，接触式的和非接触式的都可以，只要从最广泛的方面看不脱离本发明就行。控制器54可以是任何合适类型的控制器。
以上公开了完全满足本发明上述所有目的的用于测量和控制熔融玻璃物流通过供料通道的速度的装置和方法。尽管结合优选的技术方案描述了本发明，但也可建议对本发明作许多改进和变化，对于熟悉本领域的普通技术人员来说，自身就能够想出许多其他的改进和变化。本发明包括所有落在本发明实质和附加的权利要求书的宽广的范围之内各种改进和变化。
权利要求
1．一种控制熔融玻璃物流通过具有一定宽度(W1)和深度的供料通道(16)时的速度的装置，其特征在于它包括位于所说的供料通道中用于限制所说的供料通道中玻璃物流宽度的料槽(28)，同时，使所说的料槽深度保持恒定，以便使供料通道中的熔融玻璃在所说料槽的上游和下游存在水平面差，用于测量熔融玻璃在所说料槽上游和下游水平面的传感器(44,46)，随所说传感器作出反应，用于确定熔融玻璃物流通过所说供料通道时的速度的控制器(54)，该速度是熔融玻璃在所说不同传感器之间水平面差的函数，随所说控制器作出反应，用于可变地控制熔融玻璃物流通过供料通道时的速度的装置(22,24)。
2．根据权利要求1所说的装置，其中所说料槽(28)沿玻璃物流通过供料通道(16)的方向布置，以便使供料通道中玻璃物流的宽度W1在所说料槽上游和下游保持相同。
3．根据权利要求2所说的装置，其中所说料槽(28)包括具有限制通道(32)的限制块(30)，和在所说限制块上游和下游用于在所说供料通道的宽度(W1)和所说限制通道的宽度(W2)之间使玻璃物流的宽度形成平滑缓和过渡的过渡块(34,36,40,42)。
4．根据权利要求3所说的装置，其中所说限制块(30)在所说限制通道(32)附近用铂进行涂覆。
5．根据任何前述权利要求所说的装置，其中传感器(44,46)包括第一和第二接触式传感器，装置(50,52)与所说控制器(54)相连，用于选择性地将所说传感器移入或移出，与所说供料通道中的玻璃物流相接触表面，和装置(53)随所说传感器的移动而作出反应，用于测定熔融玻璃水平面。
6．根据权利要求5的装置，其中，与所说控制器相连的所说装置(50,52)包括用于垂直移动所说传感器，以使其与玻璃表面接触的电动发动机，而随所说移动作出反应的装置(53)包括与所说传感器相连的可变电阻器。
7．根据任何上述权利要求所说的装置，其中，供料通道(16)的端点为下部具有出口(20)以便输送熔融玻璃的料盆(18)，流量控制管(22)布置在所说料盆中，以便使其作靠近所说出口的移动，从而限制通过所说出口的玻璃物流，而当通过所说料盆的玻璃物流的流速偏离了所要求的流速时，装置24随所说控制器作出反应，以使所说管作相对于所说出口的移动。
8．一种使用任何上述权利要求所说的设备，从而控制熔融玻璃流速的系统，其包括用于提供熔融玻璃的熔炉(14)，至少两个与所说熔炉相连用于从所说熔炉中接受熔融玻璃的所说供料通道(16)，布置在每一个所说供料通道中，用于限制熔融玻璃物流通过供料通道的料槽(28)，以便使在每一个所说供料通道中的熔融玻璃在相关的料槽上游和下游之间存在水平面差。在每一个所说供料通道中，用于测量熔融玻璃在相关料槽上游和下游的水平面的传感器(44,46)，随所说传感器而作出反应用于测定熔融玻璃通过相关供料通道时的流速的控制器(54)，随所说控制器而作出反应，用于彼此相互独立地和可变地控制玻璃物流通过每一个所说供料通道时的流速的装置(22,24)。
9．一种控制熔融玻璃物流通过供料通道(16)时的速度的方法，其包括以下步骤(a)在所说的供料通道中布置一个用于限制所说供料通道宽度同时又使供料通道深度保持恒定的料槽(28)，(b)引导熔融玻璃使其通过所说的供料通道和料槽，(c)测量熔融玻璃在所说料槽上游和下游的水平面值，(d)确定熔融玻璃物流通过所说供料通道和料槽时的流速，该流速是熔融玻璃在所说料槽上游和下游水平面差的函数，(e)可变地控制作为所说水平面差函数的玻璃物流通过所说供料通道和料槽时的流速。
10．根据权利要求9所说的方法，其中，所说步骤(d)按以下过程来完成(d1)在所说的供料通道上的所说料槽(28)的上游和下游的上方布置玻璃水平面测量传感器(44,46)，(d2)在所说步骤(b)之前，使所说传感器抵达所说供料通道(16)底部壁表面，从而使所说传感器取零。
全文摘要
一种控制熔融玻璃物流通过供料通道(16)时的速度的装置,该装置包括:位于所说的供料通道中,用于限制所说供料通道中玻璃物流宽度,以使供料通道中的熔融玻璃在所说料槽的上游和下游存在水平面差的料槽(28);用于测量熔融玻璃在所说料槽上游和下游水平面的传感器(44,46);和随所说传感器作出反应,用于确定熔融玻璃物流通过所说供料通道时的速度的控制器(54),该速度是熔融玻璃在所说不同传感器之间水平面差的函数,玻璃物流通过供料通道时的流速作为玻璃在穿过料槽时存在的水平面差的函数,经与由操作器确定的所要求的流速相比较而得到很好的控制。
文档编号C03B7/02GK1303823SQ00137630
公开日2001年7月18日 申请日期2000年11月28日 优先权日1999年11月29日
发明者P·D·佩里, M·T·德姆比基 申请人:欧文斯-布洛克威玻璃容器有限公司