DE2046639C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung einer aus verschiedenen Bestandteilen bestehenden, einem Glasschmelzofen zuzuführenden Glasfritte - Google Patents

Description

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA Anmeldung Ser. No. 8 59 304 vom 19. September 1969 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung einer aus verschiedenen Bestandteilen bestehenden, einem Glasschmelzofen zuzuführenden Glasfritte.

Bei der Aufbereitung werden verschiedene Bestandteile miteinander vermischt, wobei ein flüssiges Medium den zu mischenden Bestandteilen zugegeben und in ihnen verteilt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere die Maßnahme, den Verlust von Teilen der die Fritte bildenden Bestandteile und von Feuchtigkeit aus der Mischvorrichtung, die mit einejn Entstaubungssystem ausgestattet ist, auf einem geringstmöglichen Maß zu halten. Die Erfindung findet Anwendung bei gegenläufigen Mischern, die eine flache, waagerechte, um eine senkrechte Achse drehbare Mischpfanne und in der Mischpfanne eine Mehrzah! von ebenfalls um senkrechte Achsen drehbaren Misch werkzeugen besitzen, und die mit einer Vorrichtung zur Zugabe eines flüssigen Mediums zu der Mischpfanne und einer feststehenden, über der Mischpfanne angeordneten Haube versehen sind, um einen Staubaustritt aus dem Mischer während des Misch Vorganges zu verhindern.

Bei der fortlaufenden Herstellung von Scheibenglas werden Rohmaterialien, beispielsweise Sand, Kalk und kalzinierte Soda zusammen mit geringeren Anteilen anderer Bestandteile in genau bestimmten Verhältnissen miteinander vermischt und in das Schmelzende eines Glas-Wannenofens eingegeben. Die Glasherstellung gleichbleibender Qualität macht es erforderlich, daß die kombinierten Bestandteile, die sogenannte Fritte, gut durchgemischt wird, um einen hohen Grad von Homogenität zu erreichen, und daß dieser homogene Zustand solange aufrechterhalten wird, bis die Fritte geschmolzen ist und in die geschmolzene Masse des Ofens übergegangen ist. Wenn auch ein hoher Grad von Homogenität während der Mischung erreicht wird, unterliegen die Bestandteile der Fritte einer Tendenz zur Trennung auf Grund der Partikelgröße, der Zusammensetzung und der Dichte während der nachfolgenden Behandlung und der Eingabe in den Ofen und sogar noch während ihrer Bewegung in dem Ofen solange, bis die Materialien geschmolzen iind in die geschmolzene Masse des Ofens übergegangen sind. Es wurde gefunden, daß die Zugabe eines geringen Anteils eines flüssigen Mediums, beispielsweise Wasser, zu den trockenen Bestandteilen in genau bestimmter Menge sowohl die Trennung der Bestandteile während der Behandlung und Bewegung in dem Ofen bis zur Schmelzung und auch das bekannte Problem der Staubbildung verringert, bei dem feine Teilchen der Bestandteile der Fritte durch die turbulente Ofenatmosphäre ausgetragen und auf dem Ofen oder auf der Oberfläche des geschmolzenen Glases niedergeschlagen werden.

Bei dem üblichen Mischvorgang wird eine bestimmte

Menge jedes Bestandteiles in trockenem Zustande zunächst genau gewogen, die Bestandteile werden dann

in die Mischpfanne eingegeben und kräftig in trockenem Zustande durchgemischt. Darauf wird das flüssige

Medium zugegeben, wobei die Mischung solange

fortgesetzt wird, bis die gewünschte Homogenität und die gewünschte Verteilung der Flüssigkeit erreicht ist;

darauf wird die Fritte aus dem Mischer entnommen.

Bei derartigen bekannten Mischern wird der Zwischenraum am Umfang der umlaufenden Mischpfanne und der Abdeckhaube luftdicht abgeschlossen solange sich kein Druck in der Mischkammer aufbaut. Der Mischer wird durch eine oder mehrere Auslaßöffnungen zur Atmosphäre entlüftet, die in dem Boden der Abdeckhaube angeordnet sind, und die koaxial mit den Eintrittsöffnungen eines Entstaubungssystems unter Bildung eines geringen Spaltes in Verbindung stehen.

Während der Eingabe der Bestandteile in den Mischer wird ein großes Luftvolumen bis zu 1501/sec. oder mehr aus der Kammer des Mischers verdrängt; der Querschnitt der Auslaßöffnungen muß so bemessen

sein, daß eine Abführung dieses Luftvolumens möglich ist, ohne daß sich ein nennenswerter Druck in dem Mischer aufbaut. Wenn die trockenen Bestandteile der Fritte in den Mischer eingefüllt sind, ist nur die verhältnismäßig geringe Luftmenge abzuführen, die durch die Ausdehnung des Volumens auf Grund des Temperaturanstieges während der Mischung verdrängt wird. Durch die schnelle Eingabe der trockenen Bestandteile in den Mischer wird die in ihm enthaltene Atmosphäre stark mit feinen Staubpartikelchen beladen und außerdem werden große Staubmengen fortlaufend freigesetzt auf Grund der kräftigen Durchmischung der im trockenen Zustand vorliegenden Bestandteile. Bei der anschließenden Zugabe des flüssigen Mediums wird der Staubanfall zwar verringert, die Atmosphäre des Mischers wird jedoch mit dem Dampf der Flüssigkeit gesättigt.

Ein entscheidendes Problem bei diesen bekannten Mischern besteht in dem Verlust von beträchtlichen Anteilen der Bestandteile der Fritte und von Flüssigkeitsdampf durch die offenen Austrittsöffnungen über ' das Entstaubungssystem. Die durchschnittliche Partikelgröße schwankt bei den verschiedenen Bestandteilen, und Bestandteile mit kleineren Partikeln gehen in weit größerem Umfange verloren als solche mit größeren Partikeln. Der Gesamtverlust der Feuchtigkeit und der Anteile der Bestandteile ist von Fritte zu Fritte in starkem Maße unterschiedlich. Aus dieser Tatsache ergeben sich bedeutende Schwankungen bei den einzelnen Chargen der Fritten die den durch die genaue Wägung der Bestandteile der Fritte erzielten Vorteile wieder aufheben.

Durch die Erfindung wird der Verlust von feinen Partikeln und von Feuchtigkeit aus dem Mischer in die Entstaubungsanlage entscheidend verringert, so daß die durch die genaue Wägung der trockenen Bestandteile vor Eingabe in den Mischer und der Zugabe einer bestimmten Früssigkeitsmenge erzielten Vorteile während des Mischvorganges aufrechterhalten bleiben. Dies wird dadurch erreicht, daß jedem Entlüftungsstutzen ein bewegbares Verschlußorgan, vorzugsweise ein Drosselventil zugeordnet wird zur Steuerung des in die Entstaubungsanlage führenden Entlüftungsquerschnittes. Das Ventil weist eine Mehrzahl von öffnungen auf und wird während des Mischvorganges so gesteuert, daß es geöffnet ist während der Zugabe der trockenen Bestandteile, bei der große Luftmengen aus dem Mischer verdrängt werden, und daß es anschließend geschlossen wird und während der Dauer des Mischvorganges geschlossen bleibt, wobei die in ihm angeordneten öffnungen einen ausreichenden Querschnitt freigeben, um die durch den Temperaturanstieg während des Mischens bedingte Ausdehnung der Atmosphäre auszugleichen.

Die Erfindung geht somit aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Aufbereitung einer aus verschiedenen Bestandteilen bestehenden, einem Glasschmelzofen zuzuführenden Glasfritte, bei dem die einzelnen Bestandteile in trockenem Zustand in einen geschlossenen Mischer einpepeben und vorgemischt werden, und danach eh... bestimmte Menge einer Flüssigkeit zugegeben und das Mischen bis zur Erreichung einer homogenen Mischung unter gleichmäßiger Verteilung der Flüssigkeit fortgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung so auszubilden, daß bei einwandfreier Entlüftung des mit einer waagerechten Mischpfanne ausgestatteten Mischers der Verlust der Frittenbestandteile und der Feuchtigkeit auf einem geringstmöglichen Maß gehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren dadurch gelöst, daß der geschlossene Mischer während der Eingabe der Bestandteile zur Abführung der durch die Bestandteile verdrängten Luft entlüftet wird, und daß danach während des Mischvorganges die Entlüftung des Mischers gedrosselt wird zwecks Unterbindung eines Verlustes von Frittenmaterial und Feuchtigkeit aus dem

ίο Mischer und zwecks gleichzeitiger Verhinderung des Aufbaues eines durch den Temperaturanstieg während des Mischvorganges bedingten Druckes in dem Mischer. Zweckmäßigerweise erfolgt die Entlüftung des Mischers gleichzeitig an mehreren Stellen.

is Die der Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der der Aufnahme und Mischung der Bestandteile der Glasfritte dienende drehbare Mischer mit wenigstens einem Entlüftungsstutzen versehen ist, in dem ein Drosselventil angeordnet ist, das aus einer offenen Stellung in eine geschlossene Drosselstellung bewegbar ist

Weitere Merkmale der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Erfindung wird die Atmosphäre in dem Mischer während des Mischvorganges abgeschlossen, wobei dafür Sorge getragen ist, daß genügend Atmosphäre entweichen kann, um den Aufbau eines Druckes in der Kammer zu verhindern und gleichzeitig den Verlust von Bestandteilen und Feuchtigkeit auf einem geringstmöglichen Maß zu halten. Zu diesem Zwecke ist in dem Entlüftungsstutzen des Mischers ein aus einer Offenstellung in eine Schließstellung bewegbares Drosselventil angeordnet; in der Offenstellung des Verschlusses wird der gesamte Querschnitt des Entlüftungsstutzens freigegebene zur Abführung der durch die Eingabe der Bestandteile in den Mischer verdrängten Atmosphäre, während in der geschlossenen Stellung ein Teil des Querschnittes freigehalten wird zum Austritt der Atmosphäre aus dem Mischer während des Mischvorganges.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung, und es bedeuten

F i g. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Mischers mit Mischwerkzeugen und Sprühvorrichtung; F i g. 2 eine Aufsicht gemäß F i g. 1 mit den Entlüftungsstutzen,

Fig.3 eine vergrößerte Teildarstellung des Entlüftungsstutzens mit dem Drosselventil und seiner Betätigungsvorrichtung;

Fig.4 eine vergrößerte Teildarstellung des Entlüftungsstutzens gemäß F i g. 2.

Die Fig. 1 zeigt einen gegenläufigen Mischer 10 mit einer zylindrischen Mischpfanne 11, die um eine senkrechte, in dem Rahmen 12 gelagerte Achse drehbar ist Die Mischpfanne 11 besitzt eine zylindrische Wandung 13 und einen Boden 14 und wird durch einen Motor 15 über ein geeignetes Getriebe 16 angetrieben. In dem Boden 14 ist eine mittige Entladungsöffnung 17 vorgesehen, die durch ein nicht dargestelltes Verschlußorgan verschließbar ist und durch die der gemischte Frittenansatz in ein Transportorgan entladen wird, das den Ansatz dem Schmelzofen zuführt.

Über der drehbaren Mischpfanne ist eine feststehende Abdeckhaube 18 angeordnet mit einer zylindrischen Seitenwandung 19 und einer Deckelplatte 20. In der zylindrischen Seitenwandung 19 sind Zutrittstüren 21 angeordnet. Die Deckelplatte 20 bestitz eine Öffnung 22 gemäß F i g. 2, durch die die Frittenmaterialien über eine

Leitung 22a zugeführt werden, die ein geeignetes, den Boden eines Fülltrichters bildendes Verschlußorgan besitzt; in der Deckelplatte 20 sind zylindrische Entlüftungsstutzen 23 angeordnet. Wie sich am besten aus F i g. 3 ergibt, sind die zylindrischen Entlüftungsstutzen 23 über entsprechende Öffnungen der Deckelplatte 20 angeordnet und öffnen sich somit in die durch die Abdeckhaube 18 gebildete Kammer. Der Zwischenraum 24 am Umfang zwischen der Mischpfanne 11 und der Abdeckhaube 18 ist auf geeignete Weise luftdicht verschlossen. Die Zutrittstüren 21 sind ebenfalls mit geeigneten, luftdicht abschließenden Dichtungen versehen.

Sowohl der Verschluß der Leitung 22a als auch der Verschluß der mittigen Entladungsöffnung 17 werden durch bekannte eiekiropneumatische oder andere Vorrichtungen geöffnet und geschlossen, die von Hand oder automatisch in Abhängigkeit von der Arbeitsweise des Mischers 10 betätigbar sind. Die Mischpfanne 11 und die Abdeckhaube 18 schließen eine Kammer ein, in der die übliche Charge der Frittenmaterialien ein Volumen bis zur gestrichelten Linie 25 gemäß F i g. 1 einnimmt.

Ein Paar von spateiförmigen oder sternförmigen Mischwerkzeugen 26 ist innerhalb der Mischpfanne 11 angeordnet; jedes Mischwerkzeug 26 besitzt obere Mischschaufeln 27 und untere Mischschaufeln 28, die auf einem oberen Schaft 29 und einem unteren Schaft 30 schräg angeordnet sind. Die Schäfte 29 und 30 sind an Mischarmen 31 befestigt, die wiederum an einer drehbaren Welle 32 angeordnet ist, die durch einen selbständigen Antriebsmotor 33 über ein nicht dargestelltes Untersetzungsgetriebe antreibbar ist. Wenn die Wellen 32 umlaufen, heben die schräggerichteten Mischschaufeln 27 und 28 gleichzeitig das zu mischende Material an und verteilen es nach der Seite und nach oben und unten. Während der Mischung laufen die Mischwerkzeuge 26 in entgegengesetzter Richtung zur Mischpfanne U um, so daß ein gegenläufiger Mischeffekt gegeben ist

Gemäß F i g. 1 ist eine Sprühvorrichtung 34 mit Düsen 35 vorgesehen, die oberhalb der Mischwerkzeuge 26 angeordnet sind; die Düsen 35 versprühen die Flüssigkeit nach unten in vorbestimmter Menge auf die Oberfläche der Frittenmaterialien. Die Sprühvorrichtung 34 wird ebenfalls in Abhängigkeit von dem Ablauf des Mischverfahrens gesteuert.

Koaxial oberhalb der Entlüftungsstutzen 23 ist ein Paar von Staubabführungskanälen 36 mit konischen Eintrittsöffnungen 37 angeordnet; zwischen den Entlüftungsstutzen 23 und den Eintrittsöffnungen 37 befindet sich ein Luftspalt 38.

In jedem Entlüftungsstutzen 23 ist ein drehbares Drosselventil 39 angeordnet, das aus einer Drosselscheibe 40 besteht, die gemäß Fig.4 eine Mehrzahl von Öffnungen 41 in Form von Bohrungen aufweist Die Drosselscheibe 40 ist auf einer Welle 42 befestigt, die drehbar in Lagern 43 aufgenommen ist, wie die F i g. 2 und 4 zeigen.

Die Größe und Zahl der Öffnungen 41 ist so bemessen, daß sie einen Austritt derjenigen Luft aus dem Mischer 10 gestatten, die der durch den Temperaturanstieg im Mischer bedingten Volumenvergrößerung entspricht, ohne daß ein Druckaufbau in dem Mischer 10 möglich ist Die Größe der einzelnen Öffnungen 41 ist so klein bemessen, daß die Entstehung von Luftströmen in dem Mischer 10 durch die Wirkung der unter Unterdruck stehenden Staubabführungskanä-Ie 36 verhindert wird.

Für eine Kapazität des Mischers von 30001 wird ein optimaler Erfolg erzielt bei Verwendung von Drosselventilen mit einem Scheibendurchmesser von ca. 40 cm, wobei jede Drosselscheibe 40 elf Öffnungen 41 von je ca. 12 mm aufweist

ίο Wie am besten in F i g. 2 und 3 gezeigt ist, werden die beiden Drosselventile 39 gleichzeitig durch ein Betätigungsorgan bedient, das an den Enden der beiden Wellen 42 an einem mittleren Punkt zwischen den Entlüftungsstutzen 23 angreift. Ein Hebel 44 wird über eine Kolben-Zylinderanordnung 45, die an dem Rahmen 12 oberhalb der Abdeckhaube ie befestigt ist, betätigt Die Kolbenstange 46 ist mit dem Hebel 44 über einen Bügel 47 und eine Verbindungsstange 48 verbunden; bei Beaufschlagung der Kolben-Zylinderanordnung 45 werden die Wellen 42 in eine Offen- oder in eine Schließstellung der Drosselventile 39 gedreht Anstelle der Kolben-Zylinderanordnung 45 kann auch ein beliebiger anderer Antrieb gewählt werden.

Die Betätigung der Kolben-Zylinderanordnung 45 kann entweder von Hand oder automatisch in Abhängigkeit von dem Ablauf des Mischvorganges erfolgen.

Der automatisch gesteuerte Ablauf des Mischvorganges beginnt mit leerem Mischer 10, stillstehender Mischpfanne 11 und stillstehenden Mischwerkzeugen 26 und bei geschlossenen Entladungsöffnungen 17, Zutrittstüren 21, Leitung 22a und Entlüftungsstutzen 23. Die Drosselventile 39 in den Entlüftungsstutzen 23 werden dann geöffnet, um den Mischer 10 zur Abführung der bei der Eingabe der Materialien entstehenden Luftverdrängung zu entlüften. Die Leitung 22a wird dann geöffnet, um die Bestandteile der Fritte in genau vorbestimmten Anteilen zuzuführen. Sie wird unmittelbar danach geschlossen, wobei auch die volle Schließung der Drosselventile 39 erfolgt. Die Bestandteile werden dann eine bestimmte Zeitlang in trockenem Zustand in der Mischpfanne Ii mit den umlaufenden Mischwerkzeugen 26 kräftig durchmischt. Am Ende der trockenen Durchmischung wird unter weiterer Betätigung der Mischpfanne 11 und der Mischwerkzeuge 26 die Sprühvorrichtung 34 in Tätigkeit gesetzt, die ausreichendes Wasser unmittelbar auf die Materialien verteilt um eine Befeuchtung des Materials bis zu dem gewünschten Grade zu erzielen.

Das Naßmischen wird für eine bestimmte Zeitdauer fortgesetzt, an dessen Ende die Entladungsöffnungen 17 geöffnet und die Mischwerkzeuge 26 schnell hetätigt werden, um den Mischer 10 zu entleeren.

Während des Mischvorganges und während der Entleerung des Mischers 10 bleiben die Drosselventile 39 in den Entlüftungsstutzen 23 voll geschlossen, wobei die Öffnungen 41 der Drosselscheiben 40 ausreichende Luft hindurchpassieren lassen, um den Aufbau eines Druckes in der Mischkammer 10 zu vermeiden.

Unmittelbar nachdem die gemischte Charge aus dem Mischer 10 entladen ist wird die Drehung der Mischpfanne 11 und der Mischwerkzeuge 26 beendet die Entladungsöffnung 17 wird wieder geschlossen und der Mischer 10 ist bereit für den nächsten Arbeitskreises lauf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbereitung einer aus verschiedenen Bestandteilen bestehenden, einem Glasschmelzofen zuzuführenden Glasfritte, bei dem die einzelnen Bestandteile im trockenen Zustand in einen geschlossenen Mischer eingegeben und vorgemischt werden und danach eine bestimmte Menge einer Flüssigkeit zugegeben und das Mischen bis zur Erreichung einer homogenen Mischung unter gleichmäßiger Verteilung der Flüssigkeit fortgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Mischer während der Eingabe der Bestandteile zur Abführung der durch die Bestandteile verdrängten Luft entlüftet wird, und daß danach während des Mischvorganges die Entlüftung des Mischers gedrosselt wird zwecks Unterbindung eines Verlustes von Frittenmaterial und Feuchtigkeit aus dem Mischer und zwecks gleichzeitiger Verhinderung des Aufbaues eines durch den Temperaturanstieg während des Mischvorganges bedingten Druckes in dem Mischer.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung des Mischers gleichzeitig an mehreren Stellen erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Aufnahme und Mischung der Bestandteile der Glasfritte dienende drehbare Mischer (30) mit wenigstens einem Entlüftungsstutzen (23) versehen ist, in dem ein Drosselventil (39) angeordnet ist, das aus einer offenen Stellung in eine geschlossene Drosselstellung bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 bei einem eine um eine senkrechte Achse drehbare Mischpfanne und' eine diese übergreifende feststehende, ein geschlossene Mischzone bildende Abdeckhaube aufweisenden Mischer, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungsstutzen (23) an einer öffnung der Abdeckhaube (18) angeschlossen ist und ein in ihm drehbar angeordnetes Drosselventil (39) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Drosselscheibe (40) des Drosselventils (39) eine Mehrzahl von öffnungen (41) angeordnet ist, die bei geschlossenem Drosselventil (39) den Luftaustritt aus dem Mischer (10) beschränken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (18) zwei Entlüftungsstutzen (23) besitzt, deren Drosselventile (39) durch mittige Wellen (42) über Betätigungsorgane (44 bis 48) aus einer Schließ- in eine Offenstellung drehbar sind.