DD278578A1

DD278578A1 - HOMOGENIZATION DEVICE FOR GLASS MELTS

Info

Publication number: DD278578A1
Application number: DD32373888A
Authority: DD
Inventors: Franz Baltzer; Wolfgang Hertel; Horst Jueptner; Horst Kaliski
Original assignee: Glasindustrie Waermetech Inst
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-05-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Homogenisierungseinrichtung fuer Glasschmelzen oder aehnliche viskose Stoffe und Stoffgemische, mit am Boden des den zu homogenisierenden Stoff aufnehmenden Behaelters muendender Bubblingduese, durch die Luft in den Stoff eingeleitet wird. Durch ein bevorzugt am Duesenfuss in der Luftzufuehrung angeordnetes Puffervolumen, dessen Inhalt 3% bis 10% der stuendlich durchgesetzten Luftmenge betraegt und eine Drosselduese vor diesem, mit einem Durchmesser vom 0,5- bis 2fachen der Luftaustrittsoeffnung der Bubblingduese, wird die qualitaetsmindernde Bildung von Sekundaerblasen in der Schmelze vermieden. Fig. 1The invention relates to a homogenizing device for glass melts or similar viscous substances and mixtures, with bubbling duese at the bottom of the container receiving the substance to be homogenized, through which air is introduced into the substance. By a preferably arranged on Duesenfuss in the air supply buffer volume whose content is 3% to 10% of the hourly enforced air volume and a Drosselduese before this, with a diameter of 0.5 to 2 times the Luftaustrittsoeffnung the Bubblingduese, the qualitaetsmindernde formation of Sekundaerblasen avoided in the melt. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Homogenisierungseinrichtung für Glasschmelzen oder ähnliche viskose Stoffe und Stoffgemische, mit am Boden oder in Bodennähe des den zu homogenisierenden Stoff aufnehmenden Behälters mündender Bubblingdüse, durch die Luft in den Stoff zur Bildung von aufsteigenden Blasen eingeleitet wird.The invention relates to a homogenizing device for glass melts or similar viscous substances and mixtures, with at the bottom or near the bottom of the container receiving the substance to be homogenized opening Bubblingdüse, is introduced through the air into the substance to form rising bubbles.

Characteristic of the known state of the art

Bei der Herstellung von Glas oder ähnlichen viskosen Stoffen aus einer Vielzahl von Komponenten wird das Produktionsergebnis in vielen Fällen entscheidend vom Grad der Homogenität der Schmelze beeinflußt.In the production of glass or similar viscous materials from a variety of components, the production result is in many cases significantly influenced by the degree of homogeneity of the melt.

Dem trägt das aus DE-AS 1421756 bekannte Verfahren zum Schmelzen und Läutern von Glas in einem Wannenofen Rechnung, indem bei etwa ⁷h der Ofenlänge eine heiße Zone erzeugt und aufrechterhalten wird und Luft quer zur Ofenkammer vor und hinter dieser heißen Zone eingeblasen wird, um Schmelzenströmungen auf möglichst langen Strömungsbahnen zu erzeugen.This carries the known from DE-AS 1421756 method for melting and refining glass in a furnace furnace bill by about ⁷ hours of the furnace length creates a hot zone and is maintained and air is blown across the furnace chamber before and behind this hot zone to To produce melt flows on the longest possible flow paths.

Die den Wannenofen verlassende Glasschmelze soll danach völlig homogen sein, insbesondere frei von Verunreinigungen und Gasen.The glass melt leaving the furnace should thereafter be completely homogeneous, in particular free from impurities and gases.

Bei nach diesem Verfahren arbeitenden Glasseidenspinnanlagen wurde jedoch festgestellt, daß die Dichteschwankungen von Glasproben, die an verschiedenen Stellen zu unterschiedlichen Zeiten am Austritt einer Düsenwanne entnommen wurden, ein Mehrfaches der beispielsweise bei der Flachglasherstellung bekannten Schwankungen der Glasdichte betrugen. Zum überwiegenden Teil haben diese Dichteschwankungen ihre Ursache in der Schmelzwanne.However, in glass fiber spinning plants operating according to this method, it has been found that the density variations of glass samples taken at different locations at different nozzle outlet times were several times that of glass density variations known, for example, in the manufacture of flat glass. For the most part, these density fluctuations have their cause in the melting tank.

Zur nachträglichen Homogenisierung von Glasschmelzen in Speisern oder Kanälen werden mechanische Rührer eingesetzt. So ist er aus DE-AS 2743289 bekannt, bei Massenglasspeisern im letzten Speiserabschnitt vor und hinter Strönungsleiteinrichtungen mit Rührern die Glasschmelze zu durchmischen. Bei dem aus DE-OS 3119816 bekannten Hoclileistungsspeiser ist zwischen der Kühlzone und der sogenannten Homogenisierungszone eine Rührzone vorgesehen, in der der gesamte Querschnitt des Glasschmelzenstromes beeinflußt wird. Eine Kombination von Rührern, einer Reihe von Blasdüsen und anderen Maßnahmen ist aus DE-AS 1060109 zur innigen Vermischung und Homogenisierung von geschmolzenem Glas und einem anfänglich in fester Phase vorliegenden Fritteglas in einer Rinne bekannt. In eine durch die Vertiefung des Rinnenbodens gebildete Wirbelkammer taucht von oben eine Brücke in die Glasschmelze ein. In Fließrichtung vor der Brücke sind 3 Rührer und zwischen diesen und der Brücke 3 Blasdüsen angeordnet.For subsequent homogenization of glass melts in feeders or channels mechanical stirrers are used. He is known from DE-AS 2743289, in mass glass feeders in the last feeder section in front and behind Strönungsleiteinrichtungen with stirrers to mix the glass melt. In the Hocli power feeder known from DE-OS 3,119,816, a stirring zone is provided between the cooling zone and the so-called homogenization zone in which the entire cross-section of the molten glass flow is influenced. A combination of stirrers, a series of tuyeres and other measures is known from DE-AS 1060109 for the intimate mixing and homogenization of molten glass and an initially solid-state frit glass in a trough. In a vortex chamber formed by the recess of the channel bottom dips a bridge from above into the molten glass. In the flow direction in front of the bridge are 3 stirrers and between them and the bridge 3 blowing nozzles arranged.

Die Nachteile der Anwendung von Rührern sind allgemein in der geringen Festigkeit und Lebensdauer von Edelmetallrührern bei hohen Schmelztemperaturen und der allmählichen Auflösung der Rührer durch die Glasschmelze bei Verwendung anderer Rührerwerkstoffe, wie z. B. Molybdän, zu sehen. Derartige Korrosionsprodukte in der Glasschmelze führen beispielsweise bei der E-Glasseidenproduktion zu Störungen im Spinnprozeß.The disadvantages of the use of stirrers are generally in the low strength and life of Edelmetallrührern at high melting temperatures and the gradual dissolution of the stirrer through the molten glass when using other stirrer materials, such. As molybdenum, to see. Such corrosion products in the molten glass lead, for example in the E-glass silk production to disturbances in the spinning process.

Ein Nachteil der Anwendung von Bubblingdüsan ist aus „ ABC-Glas" VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1983, S.40 bekannt. Ist die in der Glasschmelze aufgestiegene Luftblase ander Oberfläche des Schmelzbades noch nicht geplatzt, bevor die nachfolgende die Oberfläche erreicht, kommt es zur Bildung vieler kleiner Sekundärblasen, die nur schwer aus der Schmelze entfernbar sind. Ihr Verbleib in der Schmölze bis zur Glasverarbeitung führt zur Qualitätsminderung des Erzeugnisses bis zum Ausschuß. Eine Herabsetzung der Blasenii uquenz wirkt diesem Effekt zwar entgegen, verringert im gleichen Maße jedoch die Homogenisierungswirkung. Die Kombination von Bubbling und Rührer in der beschriebenen Ausführung wird insgesamt für nicht zweckmäßig angesehen, weil bei der vorherrschenden Glasviskosität die Gefahr besteht, daß Restblasen in den Wirkungsbereich der mit großer Drehgeschwindigkeit arbeitenden Rührer gelangen und zu vielen kleinen Bläschen zerrührt werden können.A disadvantage of the use of Bubblingdüsan is known from "ABC glass" VEB German publishing house for basic industry, Leipzig, 1983, p.40 If the bubble has risen in the molten glass on the surface of the molten bath not burst before the subsequent reaches the surface, The formation of many small secondary bubbles, which are difficult to remove from the melt, and their retention in the molten glass until the glass is processed, leads to a reduction in the quality of the product to the rejects.A reduction in blister frequency counteracts this effect, but reduces it to the same extent The combination of bubbling and stirrer in the described embodiment is considered to be inappropriate because at the prevailing glass viscosity there is a risk that residual bubbles in the range of action of the operating at high rotational speed agitator and we stirred to many small bubbles can.

Die zeitliche Folge der Bildung einzelner, relativ großer Luftblasen beim Bubbling in einem Schmelzofen oder einer Kammer ist bei dem aus DE-AS 1065994 bekannten Verfahren steuerbar. Die Steuerung schaltet die Bubblingdüsen von einem angelegten Niederdruck, der die Glasschmelze gerade noch nicht in die Düsenbohrung eintreten läßt, periodisch für kurze Zeit an einen Hochdruckbehälter an.The temporal sequence of the formation of individual, relatively large air bubbles when bubbling in a melting furnace or a chamber is controllable in the method known from DE-AS 1065994. The controller periodically switches the bubbling nozzles on to a high-pressure vessel for a short time from an applied low-pressure, which does not yet allow the molten glass to enter the nozzle bore.

Neben der Unsicherheit der genauen Einstellung und Einhaltung des Niederdruckes bedeuten die Bereitstellung von zwei Drucksystemen und die Umsteuerung zwischen beiden an jeder Bubblingdüse einen erheblichen Aufwand.In addition to the uncertainty of the exact setting and compliance with the low pressure mean the provision of two pressure systems and the reversal between the two at each Bubblingdüse a considerable effort.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die durch Bubbling erreichbare Homogenität insbesondere von Glasschmelzon bei geringen zusätzlichen Anlagekosten für die Homogenisierungseinrichtung zu verbessern, damit die Produktausbeute zu erhöhen und den Ausschuß zu senken.It is the object of the invention to improve the homogeneity achievable by bubbling, in particular glass frit, with little additional equipment cost for the homogenizer, thereby increasing product yield and reducing rejects.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Homogenisierungseinrichtung mit Bubblingdüsen zu schaffen, die unter Verzicht auf störanfällige und kostenaufwendige Steuerung der Luftzufuhr die Bildung von Sekundärblasen in der Schmelze vermeidet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem in der Luftzuführung zur Bubblingdüse ein Puffervolumen angeordnet ist. Es ist in deren unmittelbarer Nähe, bevorzugt am Düsenfuß, angeschlossen. Der Inhalt des Puffervolumens beträgt 3% bis 10% der auf den Normzustand bezogenen, stündlich die Bubblingdüse passierenden Luftmenge. In Strömungsrichtung vor dem Puffervolumen befindet sich eine Drosseldüse in der Luftzuführung. Die Bohrung der Drosseldüse besitzt den 0,5- bis 2fachen Durchmesser der Luftaustrittsöffnung der Bubblingdüse.The invention has for its object to provide a homogenizer with Bubblingdüsen that avoids the formation of secondary bubbles in the melt waiving interference-prone and costly control of air supply. The object is achieved by a buffer volume is arranged in the air supply to the bubbling nozzle. It is in the immediate vicinity, preferably at the nozzle base, connected. The content of the buffer volume is 3% to 10% of the standard state, the hourly passing the Bubblingdüse amount of air. In the flow direction before the buffer volume is a throttle nozzle in the air supply. The bore of the throttle nozzle has 0.5 to 2 times the diameter of the air outlet opening of the bubbling nozzle.

embodiment

Die Erfindung wird anhand schematischer Darstellungen einer Homogenisierungseinrichtung im Vorkanal einer Glasseidenspinnanlage beispielsweise erläutertThe invention will be explained with reference to schematic representations of a homogenizer in the pre-channel of a Glasseidenspinnanlage example

Es zeigen: Show it:

Fig. 1: eine Homogenisierungseinrichtung mit durchströmtem Puffervolumen. Fig. 2: eine Homogenisierungseinrichtung mit abgezweigtem Puffervolumen.1: a homogenizing device with a flowed through buffer volume. 2 shows a homogenizing device with branched-off buffer volume.

An eine Schmelzwanne zum Schmelzen und Läutern von Glas für die Herstellung von Glasseide schließt sich ein Vorkanal an, der die Glasschmelze 5 zu den H-förmig angeordneten Speiserkanälen leitet, aus deren Düsenwannen die Spinnfäden abgezogen werden. Durch den Boden 4 des Teiles des Vorkanals zwischen der Schmelzwanne und der ersten Abzweigung von Speisekanälen sind an sich bekannte Bubblingdüsen 1 bis dicht über den Bodpn 4 des Vorkanals von unten in die Glasschmelze 5 eingeführt. Sie sind in einer Reihe quer zur Vorkan^llängsfchse angeordnet. Zur Bildung einer Blasenreihe 6 a'is einzelnen Blasen, die sich am Düsenkopf bilden, sich von der Bubblingdüse 1 lösen, durch die Glasschmelze 5 unter Bildung von Homogenisierungsströmungen aufsteigen und an der Schmelzencberfiächfi entweichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jede Subblingdüse 1 vorzugsweise nur eine Bohrung von etwa "ι mm aufweist. Am Düsenfuß 7 ist die Luftzuführung angeschlossen. Andere Gaso sind ebenso geeignet, ]edoch ist für eine kontinuierliche Homogenisierung an einer Produktionsanlage die Bereitstellung von aufbereiteter Druckluft eine optimale Lösung. In die Luftzuführung sind in bekannter Anordnung für jede Bubblingdüse 1 Absperrventile sowie ein Durchflußmessor eingeschaltet, die an eine Hauptluftleitung über ein Druckminderventil angeschlossen sind.To a melting tank for melting and refining of glass for the production of glass silk is followed by a pre-channel, which directs the molten glass 5 to the H-shaped feeder channels, from the nozzle trays, the filaments are withdrawn. Through the bottom 4 of the part of the Vorkanals between the melting tank and the first branch of feed channels known Bubblingdüsen 1 are introduced to close above the Bodpn 4 of the Vorkanals from below into the molten glass 5. They are arranged in a row transversely to the front longitudinal axis. In order to form a row of bubbles 6 a'is individual bubbles that form at the nozzle head, get rid of the Bubblingdüse 1, ascend through the molten glass 5 to form Homogenisierungsströmungen and escape at Schmelzencberfiächfi, it has proved to be advantageous if each Subblingdüse The gas supply is connected to the nozzle foot 7. Other gases are also suitable, but the provision of conditioned compressed air is an optimal solution for continuous homogenization at a production plant Arrangement for each bubbling nozzle 1 shut-off valves and a flow meter are switched on, which are connected to a main air line via a pressure reducing valve.

Bei einer Schmelzentemperatur im Vorkanal von 1300⁰C bis 1350°C wird ein Luftdurchsatz von 30l/h bis 50l/h eingestellt, woraus eine Blasenfrequenz von 20 bis 50 Blasen pro Minute folgt.At a melt temperature in the pre-channel of 1300 ⁰ C to 1350 ° C, an air flow rate of 30l / h to 50l / h is set, resulting in a bubble frequency of 20 to 50 bubbles per minute follows.

Die gleichmäßige Blasengröße und der konstante Zeitabstand ihrer Bildung werden erfindungsgemäß im entscheidenden Maße von dem am Düsenfuß 7 jeder Bubblingdüse 1 angeschlossenen Puffervolumen 2 bestimmt.The uniform bubble size and the constant time interval of their formation are determined according to the invention by the buffer volume 2 connected to the nozzle foot 7 of each bubbling nozzle 1 to a decisive extent.

Nach Fig. 1 liegt das Puffervolumen 2 direkt in der Luftzuführung und wird von der Blasluft durchströmt. Fig. 2 zeigt die Anordnung des Puffervolumens 2 an einem T-förmigen Abzweig, ebenfalls am Düsenfuß 7 angeschlossen. Die Anordnung erfolgt in so unmittelbarer Nähe der Subblingdüse 1, daß die Leitungsvolumina der Luftzuführung vernachlässigbar sind. Zur Schaffung definierter Verhältnisse von Durchsatz und Vordruck ist in Strömungsrichtung vor dem Puffervolumen 2 eine Drosseldüse 3 vorgesehen. Dazu besitzt die Bohrung der Drosseldüse 3 den 0,5- bis 2fachen Durchmesser der Bubblingdüsenbohrung, bevorzugt einen kleineren als diese.According to Fig. 1, the buffer volume 2 is directly in the air supply and is flowed through by the blown air. Fig. 2 shows the arrangement of the buffer volume 2 at a T-shaped branch, also connected to the nozzle foot 7. The arrangement takes place in the immediate vicinity of the Subblingdüse 1, that the line volumes of the air supply are negligible. To create defined ratios of throughput and admission pressure, a throttling nozzle 3 is provided in the flow direction upstream of the buffer volume 2. For this purpose, the bore of the throttle nozzle 3 has 0.5 to 2 times the diameter of the Bubblingdüsenbohrung, preferably a smaller than this.

Das Puffervolumen 2 stellt für den Moment der Blasenbildung an der Bubblingdüsenbohrung dann eine ausreichende Luftmenge bereit und nimmt nach Abschluß der Blasenbildung die aus der Luftzuführung nachströmende Luft auf, wenn der Inhalt dos Puffervolumens 2 3% bis 10% der auf den Normzustand bezogenen Luftmenge entspricht, die stündlich die Bubblingdüse 1 durchströmt. Mit dem am Vorkanal einzustellenden Luftdurchsatz ist an jeder Bubblingdüse 1 ein Puffervolumen 2 von maximal 5I vorzusehen.The buffer volume 2 then provides for the moment of bubble formation at the Bubblingdüsenbohrung a sufficient amount of air and takes on completion of the blistering the air flowing from the air supply on when the contents of the buffer volume 2 3% to 10% of the reference to the standard air amount corresponds the hourly bubbling nozzle 1 flows through. With the air flow to be set at the prechannel, a buffer volume 2 of at most 5I must be provided at each bubbling nozzle 1.

Durch diese einfache Homogenisierungseinrichtung wird die Bildung von Sekundärblasen kleineren Durchmessers mit geringer Steiggeschwindigkeit durch nachströmende Restluft vermieden und wird die Blasenbildung so weit vergleichmäßigt, daß mit hoher Sicherheit ein Ineinanderübergehen der aufsteigenden Blasen in der Blasenreihe 6 vor Erreichen der Oberfläche des Schmelzbades und somit eine Bildung weiterer Sekundärblasen bei sachgemäßer Einste'^'ng des Luftdurchsatzes ausgeschlossen werden kann.By this simple homogenization device, the formation of secondary bubbles smaller diameter with low rate of rise is avoided by residual air flowing and the blistering is so far uniformed that with high certainty, a merging of the rising bubbles in the bubble row 6 before reaching the surface of the molten bath and thus formation of more Secondary bubbles can be excluded with proper Einste '' 'ng the air flow.

Die Homogenisierungswirkung dieser Einrichtung wirkt sich als Erhöhung der Spinnsicherheit der Glasseidenspinnanlage aus.The homogenization effect of this device has the effect of increasing the spinning safety of the glass fiber spinning system.

Claims

Homogenizing device for molten glass or similar viscous substances and mixtures of substances, with at the bottom or near the bottom of the container to be homogenized receiving opening Bubblingdüse through which air is introduced into the fabric to form rising bubbles, characterized in that in the air supply to the Bubblingdüse (1) in the immediate vicinity, bevo, 'ugs at the nozzle (7), a buffer volume (2) is arranged, the contents of 3% to 10% of the standard state, hourly through the Bubblingdüse (1) enforced air volume in that a throttle nozzle (3) is located upstream of the buffer volume (2) in the flow direction and that the bore of the throttle nozzle (3) has 0.5 to 2 times the diameter of the air outlet opening of the bubbling nozzle (1).

For this

2 pages drawings