分批式制造玻璃用的方法和装置的制作方法

专利名称:分批式制造玻璃用的方法和装置的制作方法
发明涉及到通过熔化、凈化和卸空分批式制造玻璃的一种方法和一种容器。
玻璃制造过程中发生的问题基本上在于将大量熔化的天气泡玻璃连续地输入到加工机器内。
已知的是熔化、凈化和卸空是在连续槽内进行的，这样熔化、凈化和加工就可以同时进行。熔化系统从加配料直到给料器出口是连续通过一个固定通道系统连接的。在槽本身范围内即对于熔化、凈化和冷却构件只能更换个别部分或是在停车时进行大修。
个别过程在槽内交错进行转换，熔料停留时间变化很大而流动状况则不是可以明确控制的。因此大部件具有大的安全容积是必要的。由于这些原因熔化容器每容积单位(m3)的熔化玻璃熔炼量是很小的。控制个别过程和局部化流动是困难的。热量损耗很大而要进一步减少也是困难的。
在实验室用铂坩埚进行的熔化方法也是已知的。同时外面的热量经过熔料和坩埚的整个表面传导到熔料内。传热表面/熔化容积单位是大的，而气泡出口通道则是小的。因此熔化能力/熔化容积单位就是很大的。一个大的熔化能力具有显著的经济上优点。但是这些优点只有在熔料量较大时才是重要的。但是将实验室方法转移到具有大熔炼量的设备上要保留大的熔化能力/熔化容积单位是不可能的，因为对于大设备只有熔料表面而不再是坩埚表面才能用来传热到熔料内，而且其中传热表面/熔化容积单位较小而气泡出口通道则较大于是凈化时间较长。
此外所用的方法借助电阻直接加热。然而此时在连续运转情况下还需要大的安全容积，以避免拖延未熔化和未凈化的玻璃。将热量输送给位于熔料上的配料是通过在其下面仍在流动的熔化玻璃的对流和辐射来进行的。流动的速度范围很大，然而此时具有最高速度的分流必须流得慢，使其不致带走熔化不充分的玻璃。连续运转的缺点在于-个别粒子的停留时间差异很大，因而产生不同的反应条件，材料交换和热交换的过程，-易受干扰，因为整台设备在某个构件损坏时要停车，-固定不变的功率，-即便有可能，但难于转换为其他生产或程序方式。
为了缩短熔化或凈化过程以便提高熔炼量采用了这样的方法，使其凈化在一个旋转容器内进行。
由联邦德国公开说明书DE-OS2214157可知，将已熔化但还未凈化的玻璃连续地输入到一个旋转容器内。根据转速来凈化玻璃，其所需时间仅相当通常的一小部分。随后在旋转容器处排出制备好的熔料。
该法的缺点在于不能将旋转容器内的玻璃转移至一个固定容器内而同时又不形成气泡。溢出的料流具有大的转动能，但没有稳定性。这种料流可以经过大的延伸而不致自由落下，不会折断。要是直接按出口来截取料流，则会产生大的剪力，以致旋入气泡。熔化和凈化在同一容器内是不可能的。
由联邦德国公开说明书DE-OS2259219可知一种高温炉，该炉装备一个等离子加热装置或电弧加热装置可以连续地或不连续地运转。熔化过程是在熔炉旋转时进行的，因此熔料以旋转抛物面形式在炉的内面形成一层液壁。
这样熔化的玻璃几乎是没有气泡的，以致随后的凈化过程成为多余。
该法的缺点是可以熔化的玻璃量很小，因为能量仅仅通过敝开的熔料表面来输入，所以对于较大的料批是不够用的。
此外由美国专利文献US-PS2006947可知一种用油或煤气加热的炉子，熔化和凈化在该炉内也是以一个薄层配料或玻璃连续地或不连续地进行的，料层是在一个旋转喇叭状容器的抛物面状内侧并且是在其内连续地或不连续地取出玻璃的。
该法具有下列缺点用煤气或油加热时达不到大容量熔化所需的能量密度，因为能量只能通过敝开的熔料表面来传入的。大的敝开表面有利于蒸发，致使重新形成纹影。用上述装置仅在用旋影容器时才能输入并熔化配料，因为用固定容器时配料要在一个有限的复盖其内表面的窄条范围内很快地向下流动，其可供使用的时间既不足以熔化也不足以凈化。取出孔始终是打开的。容器的玻璃容量只能通过改变转速在较小的范围内变动。没有可能鼓气或搅拌。从旋转容器取出时会发生上述问题。
因此本发明目的在于提出一种玻璃制造方法，用该法可以避免连续熔化和净化时的那些缺点具有大的熔炼量而且该法还可以连续地继续加工玻璃。发明的另一目的在于提出一种适合于实施该法的容器。
上述目的可按照发明所述来达到，熔化、凈化和卸空是在一个或几个相同容器内进行的，容器则用电来加热，至少是旋转容器来进行凈化的，卸空凈化玻璃是在靜止容器时进行的，还有输送玻璃至继续加工站是连续进行的。
用该法时最好同时使用几个容器，使熔化和凈化或是在单一容器内或是在各个容器内进行。
因为熔化过程的持续时间一般比凈化过程来得长，使用分开容器时凈化至少是在两个容器内进行，同时每个凈化容器由两个熔化容器来供料。熔化容器与凈化容器之间的连接可以通过固定配置的流槽或活动流槽来实现。为了缩短凈化过程通过旋转容器进行凈化。为了在卸空时不再有气泡旋入到熔料内，就如旋转容器在卸空时发生的情况那样，应为此停住容器。作为补加措施可通过施加一个超压或负压来控制玻璃流出速度。卸空是卸到一个连接配料系统的流槽内。流槽可以配置成活动的，这样在利用固定配置的容器时可依次摆动这些卸空容器用的流槽到这些容器中。另一种结构型式是由一个固定配置的流槽和活动容器组成，经过流槽为了卸空可活动容器。卸空以后或者用机械借助滑动挡板或者通过凝结熔料借助出口处适当配置冷却管来关闭容器。
更换容器时或改变流槽方向时玻璃熔液有短时中断而使玻璃在配料系统内的位置下降。因为加工机器连续不断地运转，须将玻璃位置保持在一个固定的水平面上，这可通过下述措施来达到，即在中断玻璃熔液以前先将由于中断所需的玻璃料聚集在一个通过配料系统配置的补偿容器内，然后在中断玻璃熔液时放出来使用。
此外在该配料系统内至少有一个冷却装置以冷却熔料至加工温度。
按照发明这些容器是这样构成的，在容器底部均有电极，电极要配置成使其投入的能量得到最佳的使用并能达到迄今为止更大的能量密度。经过流槽为了卸空可以活动这些容器，绕一个垂直轴是可转动的还可绕一个水平轴倾斜，因此，要是凈化是在一个分开容器内进行的，就可在旋转状态下填装该容器。倾斜装置和旋转容器防止玻璃在填装和凈化时发生沉落和溢出。为了关闭出口容器或是有滑动挡板或是有冷却管，借助于上述装置可以凝结熔料。
发明借助于若干个附图所示的实施例在下面进行详述。
附有图1a-c活动容器与固定安装流槽的配置图2 固定容器与摆动流槽的配置图3 固定安装熔化容器和凈化容器与活动流槽的配置图4 在倾斜配置时通过容器和流槽的垂直截面图5a，b固定容器与固定安装流槽的配置图6 摆动流槽的垂直截面图7 摆动流槽俯视图图8 连接关节的垂直截面图9 补偿容器的垂直截面图10 冷却装置和加料流槽的垂直截面图11a，b容器的垂直截面图12 容器与电极配置的水平截面图13，14出口与输气管的垂直截面图15 出口与冷却管的垂直截面图16 容器关闭与压力输入的垂直截面图17 出口与冷却管和空气输入的垂直截面。
图1a-c表示固定安装连接配料系统4的流槽3时活动容器1a，1b的各种可能配置。容器1a，1b或者可按图1a和1b所示在园形轨道上运动，或者可交替地前后运动。图1c表示容器1a，1b之间配置了一个备用容器2，上述两个容器1a，1b有一个损坏时不需中断运转就可以使用该容器。
图2表示两个固定安装容器1a，1b的一种配置，同时流槽3是装成可摆动的。
图3表示一种配置，包括固定安装熔化容器6a，6b，6c，6d，6e和6f，分开的旋转凈化容器7a和7b和分别位于熔化容器与凈化容器之间以及凈化容器与配料通道4之间的活动流槽8a，8b和3。凈化容器7a和7b是在旋转状态下进行填装的，旋转直至凈化结束并在静止状态卸空。一种相应的配置示于图4上，包括倾斜凈化容器7，摆动流槽3和连接流槽8，该连接流槽8借助摆动装置9向各个熔化容器可以移动。
图5a表示两个容器1a，1b的一种固定配置。图5b上则示有5个容器1a，1b，1c，1d和1e通过固定安装流槽3a，3b，3c，3d和3e与配料系统4的连接。
对于活动流槽3必须将其向外和向内摆动时流动在流槽上侧向下没有开口部分上的玻璃排掉，使其在重复过程不再出现。这种情况通过借助加热元件10加热贵重金属护板5会出现的(图6和7)。
连接流槽3与配料系统4的连接关节11以垂直截面示于图8上。其最好用贵重金属制成的桥接管12在起动时通过输入管道13抽真空使之完全填装玻璃。加热摆动流槽3所用的电流引线14是以已知方式装置在转轴的范围内。
图9表示配置在配料系统4内的补偿容器15并且该容器在更换容器或摆动流槽时能放出必需数量的玻璃，以保持玻璃液面恆定不变。聚集玻璃是这样来进行的，通过在腔室16内石英材料板17的上面产生一种负压将玻璃压入到位于板下的腔室18内。放出时对腔室16施加负压从而来控制玻璃的量。一些控制所需的信息由未示出的玻璃状态测量仪来示出。
图10表示一种用于冷却玻璃至加工温度的装置19。玻璃表面或是通过一个浮动的石英材料板21或是通过贵重金属槽22来复盖，以防止干扰性蒸发。其上面配置有闸板23a，23b，24a，24b和25a，25b以及冷却管20。
图11a表示通过按照发明所述容器1的一个垂直截面。在筒形内腔底部装有可以冷却的电极27。贮存，传动，补偿容器和转移热流以及转换测量值在技术上均获得了解决并可用已知方式加以实施。配料(碎块混合料)或是放入到固定容器内或是放入到旋转容器内，两者均可。用旋转容器时通过一层玻璃在过快冷却之前可防护耐火料29(图11b)。
熔化所需的能量是在电极27范围内施加的，这些电极最好做成板状的。
图12表示通过可以配置这种板状电极27容器1的一个水平截面。所加的能量必须分散到整个容器容积内使之不发生不许可的局部性高温，而熔化过程特别是在快结束时各个部位是同样快进行的。要是实际能量密度通过热流不足以促进对流和辐射，则应在玻璃熔液内通过一种用机械加强流动的措施来改善能量传递。这方面可通过鼓入一种惰性气体，例如氮来实现。容器1在出口28处的输气管31其各种配置示于图13，14和15上。剧烈搅拌分散由于耐火料29在一定情况下对熔料形成的纹影，这样可使出现纹影也没有关系。搅拌熔料以便加速配料粒子的熔解也可以通过改变容器转速和旋转方向来达到。
通过离心分离熔料可大大减少凈化时间。这方面可通过提高抽力和缩短流动通道来实现。离心分离时可以不加热或是仅作极小的加热，因而仅有很小的热流。加速熔料一结束就确定气泡出口通道，尽可能通过气泡上升方向来确定，可从重力加速度和离心加速度的合力得出，还可以通过容器几何形状和抛物面几何形状来确定。
如有必要，容器内的玻璃可通过鼓入空气经输入口33(参阅图16)输到内腔室26(参阅图11b)的抛物面30内来冷却。通过离心分离可用很少的甚至在一定情况下不用凈化剂进行工作。环境污染较小，玻璃凈化度可通过改变转速和旋转时间很快毫无问题地适合当时各种需要。
还有可能采用不是转动的容器来工作，即仅仅利用快速熔化的优点。因此确定容器尺寸应是低矮的，使气泡出口通道在垂直方向是小的。
卸空容器1是通过配置在底部的出口28来进行的。玻璃流出速度是通过施加一个负压或超压来控制的，这些适当地通过输入口33来实现(参阅图16)。玻璃出口可通过由于鼓入空气形成的一个反压经输入口34(参阅图17)在出口28范围内进行附加制动。
通过内腔室26的负压制动玻璃熔液，然后用已知方式截断或是用机械通过一种滑动挡板35(图14)或是通过凝结玻璃熔料来关闭。凝结是借助于配置在出口28处的冷却管32来实现的(参阅图15和图17)。
权利要求
1.通过熔化、净化和卸空分批式制造玻璃用的方法，其特征在于熔化、净化和卸空是在一个或几个用电加热的相同容器内进行的，至少净化是在转动上述容器时进行的，卸空净化的玻璃是在容器静止时进行的，并且玻璃输入到继续加工站是连续进行的。
2.按权利要求
1的方法，其特征在于熔化和凈化是在单一容器内进行的。
3.按权利要求
1的方法，其特征在于熔化是在第一个容器内而凈化则在第二个容器内进行的。
4.按权利要求
3的方法，其特征在于凈化是在至少两个容器内进行，并且使每个凈化容器至少串联两个熔化容器。
5.按权利要求
4的方法，其特征在于熔化容器和凈化容器均通过活动流槽相互连接的。
6.按权利要求
1至5之一的方法，其特征在于凈化后卸空容器至少是卸到一个连接配料系统的流槽内进行的。
7.按权利要求
6的方法，其特征在于给每个容器固定地配置一个流槽。
8.按权利要求
6的方法，其特征在于容器是固定配置的而流槽则是活动配置的。
9.按权利要求
6的方法，其特征在于容器是活动配置的而流槽则是固定配置的。
10.按权利要求
1至9之一的方法，其特征在于卸空容器时玻璃流出速度是可控制的。
11.按权利要求
10的方法，其特征在于玻璃流出速度可通过施加压力来控制。
12.按权利要求
1至11之一的方法，其特征在于熔化时往玻璃熔料内鼓入惰性气体。
13.按权利要求
6之一的方法，其特征在于该配料系统内至少配置一个冷却装置。
14.按权利要求
6之一的方法，其特征在于该配料系统内至少配置一个补偿容器。
15.按权利要求
1至14之一的方法，其特征在于卸空玻璃是通过一个可用机械关闭的出口进行的。
16.按权利要求
15的方法，其特征在于卸空玻璃是通过一个可径凝结玻璃熔料关闭的出口进行的。
17.按权利要求
1实施该法用的容器是由一个旋转对称腔室组成的，其特征在于该容器绕一个垂直轴是可旋转的，该容器(1)具有加热用的电极(27)，该容器(1)具有关闭该出口(28)用的装置，该容器(1)具有施加超压或负压用的装置，并且该容器(1)在该出口(28)附近具有鼓入某种惰性气体的输气管(31)。
18.按权利要求
17的容器，其特征在于这些电极(27)是配置在该容器(1)底部的。
19.按权利要求
17或18之一的容器，其特征在于这些电极(27)是可冷却的。
20.按权利要求
17至19之一的容器，其特征在于这些关闭该出口(28)用的装置是由一个滑动挡板(35)组成的。
21.按权利要求
17至19之一的容器，其特征在于这些关闭该出口(28)用的装置是冷却管(32)。
22.按权利要求
17至21之一的容器，其特征在于该容器(1)绕一个水平轴是可旋转的。
专利摘要
一种通过烷化、净化和卸空分批式制造玻璃的方法是在电热容器内进行的，此时至少由旋转该容器来实施净化而卸空净化玻璃则在固定容器上进行。通过采用几个或是本身活动安装的容器(6a-f，7a，b)，或是通过活动流槽(3，8a，8b)相互连接的容器，将玻璃经过配料通道(4)连续地输送到继续加工机器内。这种容器有加热用的电极，关闭其出口用的装置，施加超压或负压用的装置，在出口附近还有吹入惰性气体改善玻璃熔液流动的输气管。
文档编号C03B5/027GK85103170SQ85103170
公开日1986年12月31日 申请日期1985年4月23日
发明者弗朗兹·冈瑟 申请人:肖特玻璃制造厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan