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    • 专利摘要:
    Eswird ein Verfahren zur Förderungund/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze (12), insbesondereeine Glasschmelze, in einer entsprechenden Aufnahmeeinrichtung (10),wie beispielsweise eine Rinne, Wanne oder dergleichen, durch Zuführung mechanischerEnergie mittels zumindest einer sich drehenden, rotationssymmetrischenflügellosenFörder- oderRühreinrichtung(14) beschrieben. Diese ist benachbart zu einer Seitenwand (10a)oder einem Boden (10b) der Aufnahmeeinrichtung (10) angeordnet,so dass durch ihre Rotation die unerwünschte Bildung von Wand- oderBodenglas zuverlässigverhindert und die Homogenitätder Glasschmelze (12) entsprechend verbessert wird. Vorzugsweisewird eine an die Kontur der Aufnahmeeinrichtung (10) angepasste,insbesondere kegelstumpf- oder zylinderförmig ausgebildete Förder- oderRühreinrichtung(14) mit bedarfsgerecht einstellbarer Positionierung und steuerbarer Drehgeschwindigkeitverwendet. Vorzugsweise werden zwei gegensinnig drehende tonnen-oder walzenförmige Rührer (14)symmetrisch bezüglicheiner Symmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung (10) oder der Förderrichtungfür dieSchmelze (12) angeordnet. Die Schmelze (12) wird durch diese beidenRührer(14) stark in Strömungsrichtung (12)beschleunigt, was mit einer entsprechenden Verringerung des unerwünschtenDruckabfalls verbunden ist. Durch Einstellung unterschiedlicherDrehgeschwindigkeiten kann die Schmelze (12) auch gezielt in einebestimmte Richtung, wie beispielsweise auf eine ...
    公开号:DE102004013725A1
    申请号:DE200410013725
    申请日:2004-03-18
    公开日:2005-10-13
    发明作者:Henry Dr. Eisermann
    申请人:Schott AG；
    IPC主号:C03B5-187
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zurFörderungund/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze, insbesondereeine Glasschmelze.
    [0002] Beider Verarbeitung anorganischer Schmelzen kommt es vielfach zur Bildungunerwünschter Wandbeläge und zuunerwünschthohen Druckverlusten. Dies gilt insbesondere für nahezu alle Glas-Produkionsprozesse,bei denen schlecht homogenisiertes (Wand-)Glas und Glasstandsabfälle als Folgevon Druckverlusten ein großesProblem darstellen.
    [0003] Zurbesseren Homogenisierung einer Glasschmelze werden häufig Rührer eingesetzt.Diese werden üblicherweisein einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung, wie z.B. eine Wanne oderein Rührgefäß, von derSeite aus durch die Glasschmelze angeströmt, wobei im Bereich der seitlichauftreffenden Kernströmungzumindest ein Rührerflügel positioniertist. Die Justierung dieses zumindest einen Rührerflügels auf die optimale Höhe bezüglich derKernströmungist wegen des Abstandes der Rührerflügel zurGlasoberflächehäufigallerdings nicht möglich. Zudemist die Einstellung eines möglichstgeringen Abstandes der Flügelspitzenzu den Wändender Aufnahmeeinrichtung in der Regel baulichen Beschränkungenunterworfen. Dieser Abstand ist jedoch generell eine äußerst wichtigeGröße bei derHomogensierung einer Glasschmelze. Die Flügelspitzen können zwardas an den Wänden „schleichende„ Glasniemals vollständigerreichen, durch Minimierung des Wandabstandes wird jedoch auchdie unerwünschte Bildungdes Wandbelags minimiert und die Homogenisierungswirkung entsprechendverbessert. Der Einbau eines Rührersist zudem mit unerwünschten Druckverlustenverbunden.
    [0004] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eineseinfachen und effektiven verbesserten Verfahrens zur Förderungund/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze, insbesondereeine Glasschmelze. Das gesuchte Verfahren soll hierbei insbesonderedie Bildung unerwünschterWandbelägemöglichstzuverlässigverhindern oder zumindest minimieren und dadurch eine möglichsthohe Homogenitätder Schmelze gewährleisten.Zur Optimierung des Verfahrensablaufs soll es zudem eine bedarfsgerechteSteuerung des Strömungsverlaufsder Schmelze ermöglichenund eine optimale Anströmungvorhandener Förder-oder Homogenisierungseinrichtungen gewährleisten. Darüber hinaussollen auch Druckverluste möglichstkompensiert oder zumindest minimiert werden. Die Aufgabe bestehtauch in der Schaffung einer Vorrichtung oder eines Systems zur Durchführung diesesVerfahrens.
    [0005] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß durch einVerfahren gemäß Anspruch1 sowie ein Förder- und/oderHomogenisierungssystem gemäß Anspruch12 gelöst.Besonders bevorzugte Verfahrensvarianten bzw. Ausführungsformensind den jeweils zugehörendenUnteransprüchenzu entnehmen.
    [0006] Beidem erfindungsgemäßen Verfahrenwird die anorganische Schmelze, insbesondere eine Glasschmelze,in einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise eineRinne, Wanne oder dergleichen, durch Zuführung mechanischer Energie mittelszumindest einer sich drehenden, rotationssymmetrischen flügellosenFörder-oder Rühreinrichtunggefördertund/oder durchmischt, die nachstehend auch einfach kurz als „Walzen-„ oder „Tonnenrührer„ bezeichnetwird. Die Förder-oder Rühreinrichtungwird benachbart zu einer Seitenwand oder einem Boden der Aufnahmeeinrichtungangeordnet und so betrieben, dass die Schmelze aus dem Wand- bzw.Bodenbereich in die Kernströmungzurückgedrückt wird.Hiedurch wird die unerwünschteWand- oder Bodenbelagsbildung zuverlässig verhindert und die Homogenität der Schmelzeentsprechend erhöht.
    [0007] ZurVerbesserung der Reinigungswirkung, daß heißt der Verringerung oder Verhinderungder unerwünschtenWand- oder Bodenbelagsbildung, und der Homogenisierungswirkung wirdvorzugsweise eine an die Kontur der Aufnahmeeinrichtung angepassteFörder-oder Rühreinrichtungverwendet. Die Aufnahmeeinrichtung wird hierbei insbesondere so gewählt, dassein möglichstgroßerTeil ihrer Oberflächean die Kontur der Förder-oder Rühreinrichtung angepasstist. So kann insbesondere eine Aufnahmeeinrichtung mit einem relativkleinen Bodenbereich und einem relativ groß ausgebildeten Wandbereichund zumindest eine benachbart zu der Wand angeordnete Förder- oderRühreinrichtungverwendet werden. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei dieVerwendung einer kegelstumpf- oder zylinderförmigen Förder- oder Rühreinrichtung erwiesen.
    [0008] Diezumindest eine Förder-oder Rühreinrichtungwird in Abhängigkeitvon dem gewünschten Druckabfall,der Strömungsgeschwindigkeitund der erforderlichen Reinigungswirkung, bedarfsgerecht eingestellt.Sie wird hierbei insbesondere quer zur Strömungsrichtung geeignet positioniert.
    [0009] ZurVermeidung von Totzonen und/oder zur besseren Umlenkung der Schmelzewird die zumindest eine Förder-oder Rühreinrichtungbei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensvariante in einerBiegung oder einer Ecke der Aufnahmeeinrichtung angeordnet.
    [0010] Vorzugsweisewerden zumindest zwei Förder-oder Rühreinrichtungensymmetrisch bezüglich einerSymmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung oder der Förderrichtungfür dieSchmelze angeordnet. Die Drehrichtungen dieser beiden, als „Doppelrührsystem„ wirkendenFörder-oder Rühreinrichtungenwerden hierbei so gewählt,dass die sich ihnen zwischen befindende Schmelze in Strömungsrichtung(fast wie in einer Düse)beschleunigt wird. Die zuvor übereinen relativ breiten Querschnitt verteilte langsame Strömung strömt dahernun sehr schnell durch einen relativ engen Querschnitt zwischendem „Doppelrührsystem„ (dasdaher auch als eine Art „Düsensystem„ oder „Düsenrührsystem„ aufgefasst werdenkann), wobei die Strömungsgeschwindigkeit durchdie Drehgeschwindigkeiten und die Größe dieses freien Strömungsquerschnitteseinstellbar ist. Dieser kann – gemäß den obigenAusführungen – beispielsweisedurch Verstellung der beiden Förder- oderRühreinrichtungenquer zur Strömungsrichtung bedarfsgerechteingestellt werden. Im Bereich zwischen den Förder- oder Rühreinrichtungenund der jeweils benachbarten Seitenwand wird die Schmelze hingegenentgegen der Haupt-Strömungsrichtungin die Strömungzurückgedrückt unddurch diese abtransportiert.
    [0011] ZurAbschwächungdes Druckgefällesin einer langgestreckten Aufnahmeeinrichtung, wie beispielsweiseeine lange Rinne, werden vorzugsweise mehre dieser symmetrisch angeordnetenFörder- oderRühreinrichtungspaarehintereinander angeordnet und durch gleichsinnige Aktivierung dereinzelnen Paare als zusammenwirkendes Fördersystem für die Schmelzebetrieben. Die hintereinander angeordneten Förder- oder Rühreinrichtungen werden hierbeisomit jeweils gleichsinnig betrieben, während die beiden Förder- oderRühreinrichtungender einzelnen Förder-oder Rühreinrichtungspaare – gemäß den obigenAusführungen – jeweilsgegensinnig betrieben werden.
    [0012] DieDrehgeschwindigkeit oder Drehzahl der zumindest einen Förder- oderRühreinrichtungwird vorzugsweise bedarfsgerecht gesteuert. Bei mehreren Förder- oderRühreinrichtungenkönnendiese insbesondere auch unabhängigvoneinander angesteuert weden.
    [0013] Durchgeeignete Dimensionierung, Gestaltung und/oder Positionierung derFörder-oder Rühreinrichtungenund durch bedarfsgerechte Steuerung ihrer Drehgeschwindigkeitenlässt sichinsbesondere nicht nur der durch ihre Anwesenheit bedingte Druckverlustsondern auch der strömungsbedingteDruckverlust kompensieren und in weiten Grenzen bedarfsgerecht einstellen.Gegebenenfalls kann – gemäß den folgendenAusführungsbeispielen – sogar eineDruckerhöhungerreicht werden.
    [0014] DieSteuerung der Drehgeschwindigkeit kann auch zur besseren Verteilungeiner Schmelze in der Aufnahmeeinrichtung, wie z.B. eine Rinne,und zur Reduzierung unerwünschterGlasstandsabfälle durchGlasstandsschwankungen genutzt werden. wie sie beispielsweise beieiner diskontinuierlichen Fahrweise hinter einer herkömmlichenRühreinrichtung,z.B. im Fernsehspeiser, entstehen.
    [0015] Durchdie Einzelansteuerung der Förder- oderRühreinrichtungenund die individuelle Einstellung der Drehgeschwindigkeiten kanndie Schmelze auch zielgerichtet in eine gewünschte Richtung gelenkt undquasi auf eine gewünschteStelle fokussiert werden. Diese Möglichkeit zur Richtungssteuerung kannbeispielsweise zur besseren Umlenkung der Schmelze um eine Biegungoder eine Ecke der Aufnahmeeinrichtung, wie z.B. um den Knick einer Knickrinne,genutzt werden.
    [0016] Beieiner bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensvariantewird die Schmelze durch die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtungeiner nachgeschalteten Homogenisierungseinrichtung oder einem Hauptrührwerk,z.B. in einem Speiser, zugeführt,das durch gründlicheDurchmischung der Schmelze fürdie gewünschteHomogenisierung sorgt. Gemäß den obigenAusführungenkann die Schmelze durch bedarfsgerechte individuelle Einstellungder Drehgeschwindigkeiten zweier erfindungsgemäßer Förder- oder Rühreinrichtungen quasi auf dasHauptrührwerkfokussiert werden, wodurch sich eine deutliche Verbesserung derHomogenisierungswirkung erreichen lässt. Als Hauptrührwerk oder Hauptrührer können hiebeibeispielsweise ein oder mehrere herkömmliche Flügelrührer oder auch eine sonstige,zur gründlichenDurchmischung der Schmelze geeignete Rühreinrichtung verwendet werden.Gemäß den folgendenAusführungsbeispielen könnte gegebenenfallsauch ein ein weiterer Tonnenrührerzum Einsatz kommen.
    [0017] Einerfindungsgemäßes Förder- und/oder Homogenisierungssystemzur Durchführungdieses Verfahrens umfasst eine Aufnahmeeinrichtung für die Schmelze,wie beispielsweise eine Rinne, Wanne oder dergleichen, und zumindesteine rotationssymmetrische flügelloseFörder- oder Rühreinrichtung, diebenachbart zu einer Seitenwand oder einem Boden der Aufnahmeeinrichtungangeordnet ist und bei Aktivierung durch Verdrängung der Schmelze aus demWand- und/oder Bodenbereich eine unerwünschte Belagsbildung zuverlässig verhindertund die Homogenitätder Schmelze entsprechend verbessert.
    [0018] Diezumindest eine Förder-oder Rühreinrichtungist vorzugsweise an die Kontur der Seitenwand oder des Bodens angepasst,da sich hierduch eine optimale Reinigungs- und Homogenisierungswirkungerreichen lässt.Dies gilt insbesondere dann, wenn die benachbarte Wandung im Vergleichzu dem nicht im Wirkungs- oder Einflussbereich der zumindest einenFörder-oder Rühreinrichtungliegenden Oberflächenbereichrelativ groß ausgebildetist. So kann die Aufnahmeeinrichtung, gemäß den folgenden Ausführungen,in einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung beispielsweiseeinen relativ kleinen Bodenbereich und einen relativ groß ausgebildetenWandbereich mit zumindest einer zugeordneten Förder- oder Rühreinrichtungumfassen.
    [0019] Alsbesonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die zumindest eine Förder- oderRühreinrichtungkegelstumpf- oderzylinderförmigausgebildet ist. Zur Verbesserung der Wirkungsweise kann sie gegebenenfallsauch mit einer bestimmten Oberflächenstrukturierungversehen sein.
    [0020] ZurSteuerung des Druckabfalls, der Strömungsgeschwindigkeit und derWand-Reinigungswirkung Ist die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtunginsbesondere quer zur Strömungsrichtung verstellbarausgebildet.
    [0021] ZurEliminierung unerwünschterTotzonen ist die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtungvorzugsweise in einer Biegung oder einer Ecke der Aufnahmeeinrichtung,wie beispielsweise im „Knick„ einer „Knickrine„, angeordnet.
    [0022] Alsbesonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zwei Förder- oderRühreinrichtungensymmetrisch bezüglicheiner Symmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung oder der Förderrichtungfür die Schmelzeangeordnet sind. Durch bedarfsgerechte Aktivierung eines solchenFörder-oder Rühreinrichtungspaareslassen sich, gemäß den obigenAusführungen,nicht nur eine unerwünschteWandbelagsbildung verhindern und die Homogenität der Schmelze entsprechendverbessern, sondern auch das unerwünschte Druckgefälle unddie Strömungsgeschwindigkeiteiner Schmelze bedarfsgerecht steuern. Es lässt sich auch gezielt einegewünschtebevorzugte Strömungsrichtungeinstellen und eine Art Fokussierung der Strömung auf eine gewünschte Stelleerreichen.
    [0023] ZurVerringerung des Druckgefällesin langen Rinnen und zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit können beieiner bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltungauch mehre dieser symmetrisch angeordneten Förder- oder Rühreinrichtungspaarein bestimmten Abständenhintereinander angeordnet sein. Diese Anordnung ist hierbei alszusammenwirkendes Fördersystemausgelegt.
    [0024] Derzumindest einen Förder-oder Rühreinrichtungist vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung zur bedarfsgerechtenSteuerung ihrer Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl zugeordnet. Dieseist insbesondere so ausgelegt, dass auch mehrere Förder- oderRühreinrichtungenunabhängigvoneinander ansteuerbar sind.
    [0025] Beieiner bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltungist der zumindest einen Förder-oder Rühreinrichtungnoch eine geeignete Homogenisierungseinrichtung für die Schmelzenachgeschaltet, die als Hauptrührwerkzeugfür dieeigentliche Durchmischung oder Homogenisierung der Schmelze zuständig ist.Diese Homogenisierungseinrichtung kann beispielsweise ein oder mehrereherkömmliche Flügelrührer oderauch einen sonstigen zur guten Durchmischung oder Homogenisierungder Schmelze geeigneten Rührerumfassen.
    [0026] EineAnwendungs- oder Nutzungsmöglichkeitfür dasbeschriebene erfindungsgemäße Verfahrenund fürdas vorliegende Förder-und/oder Homogenisierungssystem zur Durchführung dieses Verfahrens bietenbeispielsweise Produktionsprozesse mit diskontinuierlicher Fahrweise,wie beispielsweise Fernsehrinnen vor dem Speiserkopf. Bei einersolchen Konfiguration sind nicht nur die beschriebenen Vorteileder Wandbelagsreduzierung und der Glashomogenisierung von besondererpraktischer Bedeutung, sondern insbesondere auch die Reduzierung desGlasstandsabfalls bei periodischer Steuerung der Drehgeschwindigkeiten.Gerade der Glasstandsabfall im Speiser wird üblicherweise als Quelle unerwünschterGlasfehler angesehen. Die erfindungsgemäße Möglichkeit zur Richtungssteuerungder Glasströmungsind in diesem Fall nur von untergeordneter Bedeutung.
    [0027] Eineandere Anwendungsmöglichkeitist beispielsweise vor einem herkömmlichen Doppelrührsystemgegeben. Hier sind eher der beschriebene Effekt der Wandbelagsreduzierungund der Wandreinigung sowie die Möglichkeit zur Richtungssteuerung derGlasströmungrelevant. Positioniert man die Flügel des sich unmittelbar hintereinem erfindungsgemäßen Tonnenrührsytembefindenden Doppelrührsystemsim Bereich der auftreffenden Kern-Glasströmung, so erhöht man dieMisch- oder Homogenisierungswirkung des Doppelrührsystems deutlich.
    [0028] WeitereEinzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergebensich nicht nur aus den zugehörigenAnsprüchen – für sich und/oder inKombination – sondernauch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungbeispielein Verbindung mit den zugehörigenZeichnungen. In den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichenBezugszeichen versehen sind, zeigen in schematischer Darstellung:
    [0029] 1 eineDraufsicht auf ein erstes erfindungsgemäßes Förder- und Homogenisierungs-systemmit zwei senkrecht angeordneten Rührern in einer glasführendenFörderrinne;
    [0030] 2 einenQuerschnitt entlang der Linie A-A in 1;
    [0031] 3 dieAbhängigkeitdes Druckabfalls von der Drehzahl der beiden Rührer;
    [0032] 4 dieAbhängigkeitdes Druckabfalls von der Schaftdicke der beiden Rührer;
    [0033] 5 dieAbhängigkeitdes Druckabfalls vom Abstand der beiden Rührer;
    [0034] 6a–6c denzeitlichen Verlauf der Glasströmungohne die beiden Rührer;
    [0035] 7a–7c denzeitlichen Verlauf der Glasströmungbei nicht aktivierten Rührern;
    [0036] 8a–8d denzeitlichen Verlauf der Glasströmungbei gleicher Drehzahl der beiden Rührer;
    [0037] 9a–9c denzeitlichen Verlauf der Glasströmungbei einem sich schneller drehenden unteren (in Strömungsrichtunggesehen linken) Rührer;
    [0038] 10a–10c den zeitlichen Verlauf der Glasströmung beieinem sich schneller drehenden oberen (in Strömungsrichtung gesehen rechten) Rührer;
    [0039] 11 einLängendehnungsdiagrammmit einem Vergleich der Glasströmungenbei den einzelnen Verfahrensvarianten gemäß den 6, 7, 9 und 10;
    [0040] 12 eineDraufsicht auf ein zweites erfindungsgemäßes Förder- und Homogenisierungs-systemmit einer Anordnung aus zwölfRührernin einer Förderrinne;
    [0041] 13 eineDraufsicht auf ein drittes erfindungsgemäßes Förder- und Homogenisierungs-systemmit zwei Rührernin einer Rinnenbiegung zur Umlenkung einer Glasströmung;
    [0042] 14 einviertes erfindungsgemäßes Förder- undHomogenisierungssystem mit einem benachbart zu dem Boden einer Förderrinneangeordneten waagrechten Rührer;und
    [0043] 15 einfünfteserfindungsgemäßes Förder- undHomogenisierungssystem mit einer symmetrischen Anordnung aus sechsRührernin einem durchströmtenRohr.
    [0044] 1 zeigteine Rinne 10 mit zwei Seitenwänden 10a und einemRinnenboden 10b, in der eine durch einen Pfeil 12 symbolisierteGlasschmelze in Pfeilrichtung (in der Darstellung von unten nach oben)strömt.Die Rinne 10 besitzt gemäß 2 einensich nach unten verjüngendentrapezförmigen Querschnittmit einem relativ kleinen Bodenbereich 10b und einem relativgroßenWandbereich 10a. Diese spezielle Gestaltung der Rinne 10 ermöglicht ein nahezuvollständigesAblösendes die Seitenwände 10a benetzendenunerwünschtenGlases mittels der nachstehend noch ausführlich beschriebenen erfindungsgemäßen Rühreinrichtung 14 unddessen Rückführung indie Haupt-Glasströmung 12 zum Weitertransport.
    [0045] Benachbartzu den beiden Seitenwänden 10a istjeweils eine flügelloserotationssymmetrische Rühreinrichtungoder ein Rührwerkzeug 14 angeordnet,das nachstehend kurz als Walzen- oder Tonnenrührer bezeichnet wird. Die beidenTonnenrührer 14 sindkegelstumpfförmigausgebildet. Sie verjüngen sichkonisch nach unten, wobei die Kegelstumpf-Mantelfläche den gleichen Winkel á bezüglich derHorizontalen einschließtwie die Seitenwände 10a derRinne 10. Die beiden Tonnenrührer 14 sind somitso an die Kontur der Seitenwände 10a angepaßt, dasszwischen ihnen und der jeweils zugeordneten Seitenwand 10a jeweilsein schmaler Parallelspalt 16 gebildet wird. Die beidenTonnenrührer 14 sindin Querrichtung der Rinne 10, d.h. senkrecht bezüglich derStrömungsrichtung 12,verstellbar. so dass die Breite der beiden seitlichen Parallelspalte 16 unddie Größe des zwischenden beiden Tonnenrührern 14 nochfür dieHaupt-Glasströmung 12 verbleibendenfreien Rinnen- oder Strömungsquerschnitts inAbhängigkeitvon dem gewünschtenbzw. zulässigenDruckverlust bedarfgerecht einstellbar ist.
    [0046] Diebeiden Tonnenrührer 14 drehensich gegenläufig,wobei der rechte Tonnenrührer 14a imUhrzeigersinn und der linke Tonnenrührer 14b entgegen demUhrzeigersinn rotiert, so wie dies durch die beiden Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiertist. Die sich zwischen den beiden Tonnenrührern 14 befindende Glasschmelze 12 wirddurch die sich gegenläufigdrehenden Tonnenrührer 14 fastwie in einer Düsein Strömungsrichtung 12 beschleunigt,währenddas in die beiden Parallelspalte 16 zwischen den Tonnenrührern 14 undder jeweils benachbarten Seitenwand 10a einströmende Glasentgegen der StrömungsrichtungOLE_LINK112 (in der Darstellung nach unten) in die Haupt-Glasströmung OLE_LINK112zurückgedrückt undmit dieser abtransportiert oder weitertransportiert wird. Durchdiesen Wandeffekt wird die unerwünschteBildung schlecht homogenisierten Wandglases – wie nachstehend, insbesondereanhand der 8a–8d, nochausführlichdargelegt wird – imWirkungsbereich der beiden Tonnenrührer 14a unterdrückt oderzumindest stark verringert und die Homogenität der Glasschmelze entsprechend verbessert.
    [0047] DieDrehgeschwindigkeiten der beiden Tonnenrührer 14 sind mittelseiner (nicht dargestellten) zugeordneten Steuerungseinrichtung unabhängig voneinanderbedarfgerecht einstellbar. Durch geeignete Wahl der beiden Drehgeschwindigkeitenoder Drehzahlen kann die Haupt-Glasströmung 12 – gemäß den folgendenAusführungen – gezieltin eine gewünschteRichtung (nach rechts oder nach links) gelenkt werden. Zudem lässt sichder Druckabfall der Glasströmung 12 imVergleich zu einer herkömmlichenunbeeinflussten Glasströmung 12 ineiner Rinne 10 ohne erfindungsgemäße Förder- oder Rühreinrichtung 14 merklichverringern, so dass die als Folge von Druckverlusten auftretendenGlasstandsabfälle, diebei fast allen herkömmlichenProdukionsprozessen von Glas ein großes Problem darstellen, minimiertwerden.
    [0048] DieseAbhängigkeitdes Druckabfalls der Glasströmung 12 inder Rinne 10 von der Drehzahl der beiden Tonnenrührer 14 istin 3 beispielhaft für einen Schaftdurchmesser derbeiden Tonnenrührer 14 vonjeweils 0,09 m dargestellt. Der Abstand der beiden Tonnenrührer 14 vonder Mitte der Rinne 10 beträgt jeweils 0,15 m. Sie drehensich mit gleicher Drehgeschwindigkeit gegenläufig in den oben angegebenenDrehrichtungen 18 bzw. 20. Die beispielhaft dargestelltenErgebnisse betreffen den Spezialfall einer rechteckförmigen Rinne 10 (d.h. α = 90°) mit zwei zylinderförmigen Tonnenrührern 14.Entsprechendes gilt auch fürdie in den 4 und 5 dargestellten Ergebnisse.
    [0049] DieAbhängigkeitdes Druckabfalls von der Drehzahl der beiden Tonnenrührer 14 istin der Kurve 22 dargestellt. Die parallel zur Abszisseverlaufende konstante Vergleichskurve 24 entspricht demDruckabfall in der Rinne 10, der sich bei einer herkömmlichenGlasströmung 12 ohnedie beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 einstellenwürde.Die angegebenen Werte entsprechen der Druckdifferenz zwischen demEintritt der Glasströmung 12 indas beschriebene erfindungsgemäße Rührsystemmit den beiden Tonnenrührern 14 unddem Austritt bei konstantem Glas-Durchsatz.
    [0050] Beinicht aktivierten stehenden Tonnenrührern 14, d.h. beider Drehzahl Null, setzen die beiden Tonnenrührer 14 der Glasströmung 12 naturgemäß einenbestimmten Strömungswiderstandentgegen. Zudem ist ihr Einbau mit einer entsprechenden Verkleinerungdes fürdie Glasströmung 12 zurVerfügungstehenden freien Rinnen- oder Strömungsquerschnitts verbunden,so dass der Druckabfall zunächstwesentlich höherist als bei der herkömmlichenVergleichsströmungohne Rührerpaar 14 gemäß Kurve 24.Dieser Einfluß derbeiden Tonnenrührer 14 aufdie Glasströmung 12 machtsich – wie nachstehendnoch ausführlicheräutertwird – gemäß den 6 und 7 auchin einer entsprechenden Veränderungdes zeitlichen Strömungsverlaufsder Glasschmelze bemerkbar.
    [0051] Läßt man diebeiden Tonnenrührer 14 nun gegenläufig rotierenund erhöhtallmählichihre Drehzahl, so wird die Glasstömung 12 zwischen Ihnenzunehmend stärkerin Strömungsrichtungbeschleunigt, was mit einer entsprechenden Verringerung des Druckabfallsverbunden ist. Dieser nimmt mit steigender Drehzahl linear ab underreicht bei etwa 25 Umdrehungen pro Minute den Vergleichswert einerherkömmlichenGlasströmungohne Rührerpaar 14 gemäß Kurve 24.Bei dieser Drehzahl wird somit der durch den Einbau der beiden Tonnenrührer 14 entstehendezusätzlicheDruckverlust durch den Einfluß ihrerRotation auf die Glasströmung 12 geradekompensiert.
    [0052] Mitzunehmender Erhöhungder Drehzahl verringert sich der Druckabfall weiter. Bei 50 Umdrehungenpro Minute erreicht er schließlicheinen Wert, der nur noch etwa einem Sechstel des stationären Ausgangswertesentspricht. Der Druckabfall beträgt dannnur noch etwas weniger als ein Drittel des Vergleichswertes einerherkömmlichenGlasströmung ohneRührerpaar 14 gemäß Kurve 24,was im Vergleich zu herkömmlichenProdukionsprozessen von Glas mit einer entsprechenden deutlichenVerringerung der als Folge von Druckverlusten auftretenden unerwünschtenGlasstandsabfälleverbunden ist.
    [0053] Durcheine geeignete Steuerung der Drehgeschwindigkeit der beiden Tonnenrührer 14 kann derDruckabfall somit in weiten Bereichen variiert und in Abhängigkeitvon den übrigenEinflußgrößen minimiertwerden. Die Steuerung der Drehgeschwindigkeit kann jedoch auch dazugenutzt werden, die – z.B.bei einem Fernsehspeiser – durcheine diskontinuierliche Fahrweise hinter dem Rührerpaar 14 entstehendenGlasstandsschwankungen zu reduzieren (d.h. die Glasschmelze besserauf die Rinne zu verteilen).
    [0054] DerDruckabfall in der Rinne 10 wird jedoch nicht nur durchdie Drehgeschwindigkeiten der beiden Tonnenrührer 14 bestimmt,sondern auch noch durch deren Dimensionierung, Gestaltung und Positionierungbeeinflusst. Die Kurve 26 in 4 zeigtdie Abhängigkeitdes Druckabfalls von der Schaftdicke der beiden Tonnenrührer 14 beieiner beispielhaften Drehgeschwindigkeit von jeweils 30 Umdrehungen proMinute (gegenläufig).Der Abstand der beiden Tonnenrührer 14 vonder Mitte der Rinne 10 beträgt wiederum jeweils 0,15 m.Die parallel zur Abszisse verlaufende konstante Kurve 24 entsprichtwieder dem Druckabfall in der Rinne 10, der sich bei einer herkömmlichenGlasströmungohne die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 einstellenwürde.
    [0055] Beieinem kleinen Schaftdurchmesser von 0,05 m ergibt sich zunächst einum etwa 50 % höhererDruckabfall als bei der herkömmlichenGlasströmunggemäß Kurve 24.Mit zunehmendem Schaftdurchmesser nimmt das Druckgefälle in derRinne 10 jedoch ab und erreicht etwa bei einem Schaftdurchmesservon 0,09 m den herkömmlichenVergleichswert ohne die beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14. Bei einerweiteren Erhöhungdes Schaftdurchmessers verringert sich das Druckgefälle in etwaquadratisch weiter bis zu dem Wert Null, der etwa bei einem Schaftdurchmesservon 0,13 m erreicht wird. Durch geeignete Dimensionierung der beidenTonnenrührer 14 kannsomit – beientsprechender Anordnung, Gestaltung und Aktivierung der Tonnenrührer 14 – der gesamteDruckabfall in der Rinne 10 kompensiert werden. Eine weitereErhöhungdes Schaftdurchmessers führtschließlichsogar zu einem negativen Druckabfall, d.h. eine Druckerhöhung, zwischendem Eintritt uhd dem Austritt der Glasschmelze in das erfindungsgemäße Rührersystem 14.
    [0056] Wieoben bereits erwähntwurde, wird der Druckabfall in der Rinne 10 auch durchdie Anordnung der beiden Tonnenrührer 14 inder Rinne 10 bestimmt. Die 5 zeigtbei sonst konstanten Umgebungsbedingungen die Abhängigkeitdes Druckabfalls vom Abstand der Tonnenrührer 14 bezüglich der Rinnenmittebei einer beispielhaften Drehgeschwindigkeit von jeweils 30 Umdrehungenpro Minute und einem beispielhaften Schaftdurchmesser von 0,09 m. Gemäß Kurve 28 ergibtsich in nahezu dem angegebenen Abstandsbereich eine im wesentlichenlineare Verringerung des Druckabfalls mit zunehmendem Rührerabstand.Bei Abständenvon mehr als 0,17 m ist eine leichte Abflachung der Kurve zu beobachten. Dieparallel zur Abszisse verlaufende konstante Kurve 24 entsprichtwiederum dem Druckabfall in der Rinne 10, der sich beieiner herkömmlichenGlasströmung 12 ohnedie beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 einstellenwürde.
    [0057] Die 6 bis 10 veranschaulichenden zeitlichen Verlauf der Glasströmung 12 in der Rinne 10 für den beispielhaftenSpezialfall einer rechteckförmigenRinne 10 (d.h. α =90°) mitzwei zylinderförmigen Tonnenrührern 14.Dem beschriebenen erfindungsgemäßen Rührsystemmit den beiden Tonnenrührern 14 gemäß den 1 und 2 isthierbei in einer Wanne oder einem Rührbehälter 30 noch ein weitererRührer 32 nachgeschaltet,der als als eigentliches Rührwerkzeugoder Hauptrührerfür einegründliche Durchmischungder Glasschmelze 12 sorgt. Der Hauptrührer 32 dient somitzur eigentlichen Homogenisieung der Glasschmelze 12, während diebeiden vorgeschalteten erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14, gemäß den obigenAusführungen,zwar auch zur Homogenisierung der Glasschmelze 12 beitragen,im wesentlichen jedoch als Förder-oder Zuführungssystemfür diebedarfsgerechte Zuführungder Glasschmelze 12 zu dem Hauptrührer 32 dienen. Der Hauptrührer 32 drehtsich im vorliegenden Fall entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtungdes Pfeils 34. Er ist der Einfachheit halber ebenfallsals Tonnenrührer ausgebildet.Als Hauptrührer 32 kannjedoch selbstverständlichauch jede andere zur gründlichen Durchmischungder Glasschmelze 12 geeignete herkömmliche Rühreinrichtung, wie insbesonderez.B. ein oder mehrere Flügelrührer, verwendetwerden.
    [0058] Dieoberen Teilbilder in den 6 bis 10 zeigen jeweils eine Draufsicht auf dieWanne 30 mit der Zuführungsrinne 10 undden jeweiligen Rühreinrichtungen 14 bzw. 32,währenddie unteren Teilbilder zur besseren Veranschaulichung die gleicheSituation jeweils noch einmal schräg von der Seite zeigen. Die Glasströmung 12 oderder Glasfluß isthierbei jeweils durch Kügelchenund Linien dargestellt.
    [0059] Die 6a–6c veranschaulichenzunächstzu drei verschiedenen Zeitpunkten eine herkömmliche Glasströmung 12 ohnedie beiden Tonnenrührer 14.Zum Zeitpunkt 1 befindet sich die Glasströmung 12 noch außerhalbdes Einfluß-oder Wirkungsbereiches des rotierenden Hauptrührers 32. Sie wirddurch diesen somit noch nicht merklich beeinflusst, so dass sichdie Glasströmung 12 gemäß 6a nochwie eine unbeeinflusste reine Rinnenströmung verhält. Ab dem Zeitpunkt 2 kommtdie Glasströmung 12 inder oberen (der in Strömungsrichtunggesehen rechten) Hälfteder Rinne 10, gezogen durch den entgegen dem Uhrzeigersinnrotierenden Hauptrührer 32,etwas schneller voran als in der unteren (der in Strömungsrichtunggesehen linken) Rinnenhälfte.Das Glas 12 strömtrelativ nahe an den Hauptrührer 32 inder Wanne oder im Austrittsaggregat 30 heran, wo es gemäß 6c zumZeitpunkt 3 entsprechend dessen Drehrichtung nach oben (rechts)umgelenkt wird.
    [0060] Inden 7a–7c sinddie beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14 zwarbereits eingebaut, sie sind jedch noch nicht aktiviert. Die zumZeitpunkt 1 gemäß 7a nochgleichmäßig in denverengten Rinnenbereich zwischen den beiden Tonnenrührern 14 einstömende Glasschmelze 12 gelangt allmählich inden Einfluß-oder Wirkungsbereich des Hauptrührers 32.Zum Zeitpunkt 2 kommt sie gemäß 7b,gezogen durch den entgegen dem Uhrzeigersinn rotierenden Hauptrührer 32,in der oberen (rechten) Hälfteder Rinne 10 etwas schneller voran als in der unteren (linken)Hälfte.Sie wird schließlich gemäß 7c zumZeitpunkt 3 durch den Hauptrührer 32 – entsprechendseiner Drehrichtung – nach oben(rechts) umgelenkt und in der Wanne 30 gerührt. DasGlas umströmtzu den beiden Zeitpunkten 2 und 3 die beiden Tonnenrührer 14 undgelangt dadurch auch in die beiden Randspalte 16 zwischen denTonnenrührern 14 undder jeweilgen Seitenwand 10a. Es verbleibt in Wandnähe, so dass – ebensowie bei dem herkömmlichenvorigen Ausführungsbeispiel ohnedie beiden Tonnenrührer 14 – eine relativinhomogene Glasschmelze 12 mit dem unerwünschten Wandglasin den Austrittsbereich der beiden Tonnenrührer 14 und in dieWanne 30 gelangt.
    [0061] Inden 8a–8d drehensich die beiden Tonnenrührer 14 entsprechendden obigen Ausführungengegenläufig,wobei der obere (rechte) Tonnenrührer 14a imUhrzeigersinn und der untere (linke) Tonnenrührer 14b entgegendem Uhrzeigersinn rotiert, so wie dies durch die beiden Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiertist. Die gemäß 8a zumZeitpunkt 1 noch gleichmäßig anströmende Glasschmelze 12 gelangtgemäß 8b zumZeitpunkt 2 in den Einfluß-oder Wirkungsbereich der beiden sich gegenläufig drehenden erfindungsgemäßen Tonnenrührer 14.Die Glasströmung 12 wirdin dem verengten Rinnenbereich zwischen den beiden Tonnenrührern 14 durchderen Rotation fast wie in einer Düse in Strömungsrichtung 12 starkbeschleunigt, währenddas sich in den beiden Pararallelspalten 16 zwischen den Tonnenrührern 14 undder jeweils benachbarten Seitenwand 10a befindende Glasentgegen der Strömungsrichtungnach hinten zurückgedrückt undzum Weitertransport in die schnell strömende Haupt-Glasströmung OLE_LINK112 transportiertwird. Durch diese Wandströmungwird – imGegensatz zu den beiden Beispielen in den 6 und 7 – dieunerwünschteBildung schlecht homogenisierten Wandglases im Wirkungsbereich derbeiden Tonnenrührer 14 wirkungsvollunterdrücktoder zumindest stark verringert und die Homogenität der Glasschmelze entsprechendverbessert. Die schnell strömende Glasschmelze 12 passiertgemäß 8c zumZeitpunkt 3 den Zwischenraum zwischen den beiden erfindungsgemäßen Tonnenrührern 14 und demnachgeschalteten Hauptrührer 32.Sie wird schließlichgemäß 8d zumZeitpunkt 4 von diesem erfasst und entsprechend dessen Drehrichtungnach oben (rechts) abgelenkt und in der Wanne 30 gerührt.
    [0062] Inden 9a–9c drehtsich der untere (linke) Tonnenrührer 14b schnellerals der obere (rechte) Tonnenrührer 14a.Die zunächstnoch gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 wirddurch den schnelleren Tonnenrührer 14b gemäß 9a zum Zeitpunkt1 größenteilsnach unten (links) abgelenkt, so daß der Einfluß des sichgleichsinnig zu dem Tonnenrührer 14b drehendenund eine Ablenkung nach oben (rechts) bewirkenden Hauptrührers 32 zunächst imwesentlichen kompensiert wird. Gemäß 9b erreichtdadurch zum Zeitpunkt 2 eine gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 denHauptrührer 32,mit einer im wesentlichen senkrecht zur Hauprstömungsrichtung 12 verlaufendenStrömungsfront.Der Hauptrührer 32 lenktgemäß 9c zum Zeitpunkt3 die Glaschmelze 12 dann entsprechend seiner Drehrichtungwiederum nach oben (rechts) ab. Die Glasschmelze 12 kann – entsprechenddem vorigen Ausführungsbeispielmit zwei sich einheitlich drehenden Tonnenrührern 14 – ebenfallsnicht mehr unmittelbar an der Rinnenwand 10a entlang strömen, sodass auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichenDrehgechwindigkeiten der beiden Tonnenrührer 14 die unerwünschte Wandglasbildungzuverlässigunterbunden wird. Die Glasströmung 12 reagierterst relativ spätauf den Hauptrührer 32.
    [0063] Inden 10a–10c hingegendreht sich der obere (rechte) Tonnenrührer 14a schneller alsder untere (linke) Tonnenrührer 14b.Die zunächst nochgleichmäßig anströmende Glasströmung 12 wirddurch den schnelleren Tonnenrührer 14a gemäß 10a zum Zeitpunkt 1 größenteils nach oben (rechts)abgelenkt, so dass der Einfluss des sich gegensinnig zu dem Tonnenrührer 14a drehendenund daher gleichfalls eine Ablenkung nach oben (rechts) bewirkendenHauptrührers 32 nochverstärktwird. Die Glasschmelze 12 wird daher bereits im Bereich derbeiden Tonnenrührer 14 indie obere (rechte) Rinnenhälftegezogen, was gemäß den 10b und 10c zuden Zeitpunkten 2 bzw. 3 zu einer merklichen Verstärkung desHauptrührereffektesführt.Die beiden Tonnenrührer 14 verstärken somitzwar die Wirkung des Hauptrührers 32,sie drehen sich jedoch im Sinne einer Strömungsvergleichmäßigung entsprechenddem vorigen Ausführungsbeispiel „falsch„. DieGlasschmelze 12 kann auch bei diesem Ausführungsbeispielnicht mehr unmittelbar an der Rinnenwand 10a entlang fließen, sodass die unerwünschteWandglasbildung ebenfalls zuverlässigunterbunden wird.
    [0064] DieHomogenisierungswirkung der oben beschriebenen Rührerkonfigurationen oder Rührsystemebei den einzelnen Verfahrensvarianten lässt sich mittels eines sogenanntenLängendehnungsdiagammsrechnerisch erfassen, qualitativ bewerten und mit der Homogenisierungswirkunganderer Rührsystemevergleichen. Mittels eines mathematischen Modells werden hierbeidie Pfade einer Schar von gleichmäßig über einen Eintrittsquerschnittverteilten Partikel berechnet. Dabei werden die längs derPartikelpfade auftretenden Dehnungseffekte aufsummiert. Vergleichtman dies mit einem in ein Rührsystemeintretendes normiertes Gummiband, so würde dieses um einen bestimmtenFaktor gedehnt am Ausgang des Rührsystemswieder austreten.
    [0065] Beidem mathematischen Modell werden die am Ausgang eintreffenden Partikelzusammen den jeweils zugehörendenDehnungswerten erfasst und anhand eines geeigneten Diskretisierungsschemas mitbestimmten Diskretisierungswerten nach ihren jeweiligen Längendehnungswertensortiert. Die unterhalb der einzelnen Diskretisierungswerte oderDehnungsvorgaben liegenden Partikel werden jeweils alle aufsummiert.Diese Summen werden zur Bestimmung der prozentualen oder relativenkummulativen Häufigkeitauf die Gesamtanzahl der gestarteten Partikel bezogen, so dass dieerhaltenen Werte zwischen 0 und 1 liegen, entsprechend einem prozentualenAnteil an der Gesamtanzahl von 0 bzw. 100 %. Mit steigenden Dehnungsvorgabenwachsen sie, ausgehend von dem Minimalwert 0, allmählich bis zumMaximalwert 1 an, welcher der Gesamtanzahl an Partikeln entspricht.
    [0066] Dieso erhaltenen relativen kummulativen Häufigkeiten oder Anteilswertewerden zur Gewinnung der jeweils entsprechenden kummulativen Häufigkeits-oder Summenkurven in Abhängigkeitvon den zugehörigenDiskretisierungswerten oder Dehnungsvorgaben in ein Längendehnungsdiagramm eingetragen,wobei der Ordinatenwert der relativen kummulativen Häufigkeitund der Abszissenwert der Dehnungsvorgabe entspricht. Hierbei istjedoch zu beachten, dass die Ordinate oder y-Achse umgekehrt skaliertist. Sie erstreckt sich somit nicht – wie ansonsten bei kummulativenHäufigkeits-oder Summenkurven üblich – vom Minimalwert0 bis zum Maximalwert 1, sondern beginnt stattdessen gemäß 11 mitder maximalen Häufigkeit1 (entsprechend einem Wert von 100 %) und endet mit der minimalenHäufigkeit0 (entsprechend einem Wert von 0 %). Bei dieser Art der Auftragungentpricht die oberste Häufigkeitskurveeiner Kurvenschar in einem Längendehnungsdiagrammdem wirkungsvollsten Rührsystemmit der besten Homogenisierungswirkung. Ein tieferer Kurvenverlaufrepräsentierthingegen ein schlechteres Rührsystemmit einer entsprechend geringeren Homogenisierungswirkung. Die untersteKurve der Kurvenschar entspricht demgemäß dem unwirksamsten Rührsystemmit der vergleichsweise schlechtesten Homogenisierungswirkung. DieAbszisse oder x-Achseist zudem logarithmisch unterteilt.
    [0067] Die 11 zeigtanhand eines entsprechenden Längendehnungsdiagrammseinen Vergleich der oben beschriebenen, unterschiedlichen Rührerkonfigurationenoder Rührsystemebei den einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensvariantengemäß den 6, 7, 9 und 10.
    [0068] Dieunterste Kurve 36 entspricht der Rührerkonfiguration gemäß den 10a–10c mit dem sich schneller drehenden oberen (inStrömungsrichtunggesehen rechten) Rührer 14a.Die beiden rotierenden Tonnenrührer 14 verhindern – gemäß den obigenAusführungen – zwar inihrem Einfluß-oder Wirkungsbereich zuverlässigdie unerwünschte Wandglasbildungund verstärkendie Wirkung des nachgeschalteten Hauptrührers 32 durch eineentsprechende Ablenkung oder Konzentration der Glasströmung 12 indessen Drehrichtung, d.h. nach rechts bzw oben. Sie drehen sichjedoch im Sinne der gewünschtenStrömungsvergleichmäßigung „falsch„, so dassdiese Rührerkonfigurationdie vergleichsweise schlechteste Homogenisierungswirkung für die Glasschmelze 12 besitzt.
    [0069] Diezweitunterste Kurve 38 entspricht der herkömmlichenVerfahrensvariante nach dem Stand der Technik ohne die beiden erfindungsgemäßen Rührer 14 gemäß den 6a–6c.Trotz der unerwünschtenWandglasbildung ergibt sich eine besser homogenisierte Glasschmelzeals bei den „falsch„ drehendenerfindungsgemäßen Rührern 14 entsprechendder Häufigkeitskurve 36.
    [0070] Diezweitoberste Kurve 40 entspricht der Rührerkonfiguration gemäß den 7a–7c mit zwarbereits installierten, jedoch noch nicht aktivierten Rührern 14,die durch entsprechende Verengung des freien Strömungsquerschnittes in der Rinne 10 zueiner Konzentration der Glasströmung 12 imMittenbereich und zu einer damit verbundenen höheren Strömungsgeschwindigkeit führen. Trotzder auch bei dieser Rührerkonfigurationunvermeidlichen Wandglasbildung ergibt sich jedoch eine besser homogenisierteGlasschmelze als bei den „falsch„ drehenden erfindungsgemäßen Rührern 14 entsprechendder Häufigkeitskurve 36 oderbei Weglassung der beiden Rührer 14 entsprechendder Häufigkeitskurve 38.
    [0071] Dieoberste Kurve 42 entspricht der Rührerkonfiguration gemäß den 9a–9c mitdem sich schneller drehenden unteren (in Strömungsrichtung gesehen linken)Rührer 14b.Durch diesen Tonnenrührer 14b wirdder Einfluß dessich gleichsinnig zu dem Tonnenrührer 14b drehendenund eine Ablenkung nach oben (rechts) bewirkenden Hauptrührers 32 gemäß den obigenAusführungenim wesentlichen kompensiert, so dass sich eine gleichmäßig anströmende Glasströmung 12 miteiner im wesentlichen senkrecht zur Hauprstömungsrichtung 12 verlaufendenStrömungsfrontergibt. Zusätzlichhierzu wird durch die rotierenden Rührer 14 auch die unerwünschte Wandglasbildungvermieden, so dass diese Rührerkonfigurationdie vergleichsweise beste Homogenisierungswirkung für die Glasschmelze 12 besitzt.Sie bewirkt insbesondere eine deutlich bessere Homogenisierung derGlasschmelze 12 als das durch die Kurve 36 repräsentierteherkömmlicheSystem nach dem Stand der Technik ohne erfindungsgemäßes Rührsystem 14.
    [0072] Durcheine geeignete Betriebsweise der erfindungsgemäßen Tonnenrühr 14 läßt sichdie Glasströmung 12 demgemäß so beeinflussen,dass unerwünschtenKonzentrationseffekten der Strömung 12 aufeinen bestimmten Bereich gezielt entgegenwirkt wird und sich einemerklich effizientere Arbeitsweise eines nachgeschalteten Rührwerkzeugs 32 ergibt. Siesind daher insbesondere fürden Einsatz bei Glasproduktionsprozesen geeignet, da eine der wichtigstenAufgaben von glasführendenSystemen in der Bereitstellung von möglichst hoch homogenem (d.h.schlieren- und blasenfreiem) Glas für die Formgebung besteht.
    [0073] Die 12 veranschaulichtin einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieldie Förderungeiner (durch einen Pfeil 12 symbolisierten) Glaschmelzedurch einer lange schmale Rinne 10 gemäß 2. In derRinne 10 sind sechs, gemäß dem ersten Ausführungsbeispielausgebildete und angeordnete Rührerpaare 14a und 14b hintereinanderangeordnet. Die Drehgeschwindigkeiten dieser zwölf Tonnenrührer 14 sind mittelseiner (nicht dargetellten) zugeordneten Steuerungseinrichtung unabhängig voneinanderbedarf gerecht einstellbar.
    [0074] Diebeiden Tonnenrührer 14a und 14b der einzelnenRührerpaaredrehen sich jeweils wieder gegenläufig, wobei die (in Strömungsrichtunggesehen) rechten Tonnenrührer 14a imUhrzeigersinn und die (in Strömungsrichtunggesehen) linken Tonnenrührer 14b entgegendem Uhrzeigersinn rotieren, so wie dies durch die Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiertist. Die Tonnenrührer 14a und 14b aufder rechten bzw. linken Seite der Rinne 10 drehen sichsomit jeweils alle einheitlich in einer Richtung 18 bzw. 20.Die sich zwischen den Tonnenrührern 14 befindendeGlasschmelze 12 wird durch die sich gegenläufig drehendenTonnenrührer 14 fastwie in einer Düsevon rechts nach links in Strömungsrichtung 12 beschleunigt.Das sich in den Randspalten 16 zwischen den Tonnenrührern 14 undder jeweils benachbarten Seitenwand 10a befindende Glaswird hingegen jeweils entgegen der Hauptströmungsrichtung 12 nach rechtsin die schnell strömendeHaupt-Glasströmung OLE_LINK112zurückgedrückt undmit dieser gemeinsam weitertransportiert.
    [0075] Die 13 veranschaulichtin einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielnoch die Umlenkung einer Glasströmung 12 umeine Biegung oder Kurve 10c einer Knick-Rinne 10.In der Biegung 10c sind wieder – entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel – symmetrischbezüglichder Rinnenmitte und benachbart zu den Seitenwänden 10a der Rinne 10 zweiunabhängigvoneinander ansteuerbare Tonnenrührer 14 angeordnet.Die beiden Tonnenrührer 14 drehensich gegenläufig,wobei der (in Strömungsrichtunggesehen) rechte Tonnenrührer 14a imUhrzeigersinn und der (in Strömungsrichtung gesehen)linke Tonnenrührer 14b entgegendem Uhrzeigersinn rotiert, so wie dies durch die beiden Pfeile 18 bzw. 20 symbolisiertist. Der linke Tonnenrührer 14b drehtsich jedoch schneller als der rechte Tonnenrührer 14a.
    [0076] Dievon unten anströmendeGlasschmelze 12 wird von den beiden sich gegenläufig drehenden Tonnenrührern 14 erfasstund in dem zwischen Ihnen verbleibenden freien Rinnen- oder Strömungsquerschnittstark beschleunigt, wobei sie durch den sich schneller drehendenlinken Tonnenrührer 14b gleichzeitigentsprechend dem neuen Rinnenverlauf nach links abgelenkt wird.Gleichzeitig wird das sich in den beiden Randspalten 16 zwischenden Tonnenrührern 14 undder jeweils benachbarten Seitenwand 10a einströmende Glasentgegen der Hauptströmungsrichtungin die schnell strömendeHaupt-GlasströmungOLE_LINK112 zurückgedrückt undmit dieser gemeinsam weitertransportiert.. so dass das Auftretenvon Totzonen in der Biegung 10c und die unerwünschte Bildungvon Wandglas zuverlässigverhindert wird.
    [0077] Die 14 veranschaulichtin einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieldie Verwendung eines benachbart zu dem Boden 10b einerglasführendenRinne 10 eingebauten erfindungsgemäßen Tonnenrührers 14 zur besserenHomogenisierung einer Glasschmelze. Der sich senkrecht zur Strömungsrichtung 12 derGlasschmelze durch die Rinne 10 erstreckende Tonnenrührer 14 drehtsich entsprechend dem Pfeil 18 im Uhrzeigersinn, so dass Bodenglasaus dem zwischen dem Tonnenrührer 14 unddem Rinnenboden 10b gebildeten engen Spalt entgegen derHaupt-Strömungsrichtung 12 zurückgedrängt undzum Weitertransport in die schnell strömende Haupt-Glasströmung transportiertwird. Der bodennahe Tonnenrührer 14 verhindertdurch seine Rotation jedoch nicht nur zuverlässig eine unerwünschte Bodenglasbildung,sondern führtauch – entsprechendden obigen Ausführungsbeispielenmit senkrechten Tonnenrührern 14 – zu einerpositiven Beeinflussung des unerwünschten Druckgradienten zwischendem Ein- und Austritt der Glasschmelze in dem betreffenden Rinnenbereich.
    [0078] Derbenachbart zu dem Rinnenboden 10b angeordnete waagrechteTonnenrührer 14 kanngegebenenfalls auch mit ein oder mehreren senkrecht eingebautenTonnenrührern 14 entsprechendden obigen Ausführungsbeispielenkombiniert werden. Insbesondere kann auch wiederum ein herkömmlichesRührwerkzeugnachgeschaltet werden, um dessen Rührwirkung gezielt zu verbessernund eine optimale Homogenisierung für die Glasschmelze zu erreichen.
    [0079] Die 15 veranschaulichtschließlichin einem letzten erfindungsgemäßen Ausführungs-beispielnoch die Förderungeiner (wieder durch einen Pfeil 12 symbolisierten) Glaschmelzedurch ein senkrechtes Rohr 44. In dem Rohr 44 sindbenachbart zu der Rohrwand 44a sechs gleichmäßig zueinander beabstandetesenkrechte Tonnenrührer 14 angeordnet,die sich entsprechend der Pfeilrichtung 18 im Uhrzeigersinndrehen und die Glasschmelze 12 aus dem zwischen ihnen undder Rohrwand 44a jeweils gebildeten engen Spalt zum Weitertransportzurück indie Haupt-Glasströmung 12 imMittenbereich des Rohres 42 drängen, was mit einer entsprechendbesseren Homogenisierung der Glasschmelze 12 verbundenist.
    [0080] Einentsprechender Effekt würdesich im vorliegenden Fall auch bei sich entgegengesetzt zum Uhrzeigersinndrehenden Tonnenrührern 14 ergeben.
    [0081] Zurbesseren Homogenisierung der Glasschmelze 12 kann In derMitte des Rohres 44 auch noch ein (nicht dargestellter)zusätzlicherkonventioneller Rührerangeordnet sein, dessen Wirkungsgrad sich durch den beschriebenenTransport der Glasschmelze 12 aus dem Wandbereich des Rohres 44 in denMittenbereich deutlich verbessern lässt. Dies gilt insbesonderebei einem von der Zylindergeometrie abweichenden Rohr 44,wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel,bei dem ein auf herkömmlicheArt und Weise mittig positionieter Rührer nicht alle Stellen an derWand gleichmäßig erreichenkann, so dass es nicht nur zur unerwünschten Bildung von Wandglas sondernauch zum Auftreten von Totzonen kommen kann. Durch die beschriebeneerfindungsgemäße Verwendungvon wandnah angeordneten Tonnenrührern 14 lässt sichdies zuverlässigverhindern und eine merkliche Verbesserung des Homogenisierungsgradeserreichen.
    [0082] Eineentsprechende Wirkung lässtsich auch durch eine geeignete erfindungsgemäße Anordnung von Tonnenrührern in einemRührgefäß oder Tiegel erreichen.Die optimale Anzahl der jeweils erforderlichen Rührer kann hierbei je nach Anwendungszweck geeignetgewähltwerden.
    [0083] DerVollständigkeitsei noch darauf hingewiesen, dass auch andere Rührerzahlen und Rührerkonfigurationen,wie beispielsweise gegebenenfalls auch eine unsymmetrische Rühreranordnung,verwendbar sind.
    权利要求:
    Claims (21)
    [1] Verfahren zur Förderung und/oder Homogenisierungeiner anorganischen Schmelze (12), insbesondere eine Glasschmelze,in einer entsprechenden Aufnahmeeinrichtung (10) durchZuführungmechanischer Energie mittels zumindest einer sich drehenden, rotationssymmetrischenflügellosenFörder- oderRühreinrichtung(14), die benachbart zu einer Seitenwand (10a)oder einem Boden (10b) der Aufnahmeeinrichtung (10)angeordnet ist.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass eine an die Kontur der Aufnahmeeinrichtung (10) angepassteFörder-oder Rühreinrichtung(14) verwendet wird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass eine kegelstumpf- oder zylinderförmige Förder- oder Rühreinrichtung(14) verwendet wird.
    [4] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Position der zumindest einen Förder- oderRühreinrichtung(14) bedarfsgerecht eingestellt wird.
    [5] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung(14) in einer Biegung oder einer Ecke der Aufnahmeeinrichtung(10) angeordnet wird.
    [6] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest zwei Förder- oder Rühreinrichtungen(14) symmetrisch bezüglicheiner Symmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung (10) oderder Förderrichtungfür dieSchmelze (12) angeordnet werden.
    [7] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass mehrere symmetrisch angeordnete Förder- oder Rühreinrichtungspaare(14) hintereinander angeordnet werden.
    [8] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Drehgeschwindigkeit der zumindest einenFörder- oder Rühreinrichtung(14) bedarfsgerecht gesteuert wird.
    [9] Verfahren nach einem der Ansprüche 4–8, dadurch gekennzeichnet,dass der Druckabfall überdie Drehgeschwindigkeit, Dimensionierung, Gestaltung und/oder Positionierungder zumindest einen Förder- oderRühreinrichtung(14) bedarfsgerecht gesteuert wird.
    [10] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass mehrere Förder-oder Rühreinrichtungen(14) separat angesteuert werden.
    [11] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnetdurch, dass die Schmelze (12) durch die zumindest eineFörder- oder Rühreinrichtung(14) einer Homogenisierungseinrichtung (16) zugeführt wird.
    [12] Förder-und/oder Homogenisierungssystem für eine anorganische Schmelze(12), insbesondere eine Glasschmelze, mit: – einerAufnahmeeinrichtung (10) für die Schmelze; und – zumindesteiner rotationssymmetrischen flügellosenFörder-oder Rühreinrichtung(14), die benachbart zu einer Seitenwand (10a)oder einem Boden (10b) der Aufnahmeeinrichtung (10)angeordnet ist.
    [13] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die zumindest eine Förder-oder Rühreinrichtung(14) an die Kontur der Seitenwand (10a) oder desBodens (10b) angepasst ist.
    [14] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurchgekennzeichnet, dass die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung(14) kegelstumpf- oder zylinderförmig ausgebildet ist.
    [15] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach einem der Ansprüche 12–14, dadurchgekennzeichnet, dass die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung(14) verstellbar angeordnet ist.
    [16] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach einem der Ansprüche 12–15, dadurchgekennzeichnet, dass die zumindest eine Förder- oder Rühreinrichtung(14) in einer Biegung oder einer Ecke der Aufnahmeeinrichtung(10) angeordnet ist.
    [17] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach einem der Ansprüche 12–16, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest zwei Förder- oder Rühreinrichtungen(14) symmetrisch bezüglicheiner Symmetrieachse der Aufnahmeeinrichtung (10) oderder Förderrichtungfür dieSchmelze (12) angeordnet sind.
    [18] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,dass mehre symmetrisch angeordnete Förder- oder Rühreinrichtungspaare(14) hintereinander angeordnet sind.
    [19] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach einem der Ansprüche 12–18 gekennzeichnet durch,eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Drehgeschwindigkeitder zumindest einen Förder- oderRühreinrichtung(14).
    [20] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass mehrere Förder-oder Rühreinrichtungen(14) unabhängigvoneinander ansteuerbar sind.
    [21] Förder-und/oder Homogenisierungssystem nach einem der Ansprüche 12–20, gekennzeichnet durch,eine der zumindest einen Förder-oder Rühreinrichtung(14) nachgeschaltete Homogenisierungseinrichtung (16).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004013725B4|2008-06-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-10-13| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-12-18| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-01-20| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410013725|DE102004013725B4|2004-03-18|2004-03-18|Verfahren und System zur Förderung und/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze|DE200410013725| DE102004013725B4|2004-03-18|2004-03-18|Verfahren und System zur Förderung und/oder Homogenisierung einer anorganischen Schmelze|
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