用于熔融和澄清玻璃的设备以及用于制造此类设备的方法
阅读说明：本技术 用于熔融和澄清玻璃的设备以及用于制造此类设备的方法 (Apparatus for melting and fining glass and method for making such apparatus ) 是由 S·施密特 A·沃格 G·劳特恩施莱格 W·布尔格 S·彼得里 A·格罗斯 于 2021-03-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于熔融和澄清玻璃的设备,所述设备包括：浴槽和澄清墙,所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体,所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度,其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙,在所述间隙中布置有溢流堰,用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘,其中布置有保护流体供给装置,所述保护流体供给装置与所述间隙流体连接,并且其中所述保护流体供给装置被形成为至少在所述设备的启用过程期间相对于所述浴槽的环境以正压在所述间隙中提供保护流体用于保护所述溢流堰。(The present invention relates to an apparatus for melting and fining glass, the apparatus comprising: a bath having a preset height and a preset width, at least for producing a glass melt, and a fining wall extending substantially in a transverse direction of the bath and having a height which is smaller than the height of the bath, wherein the fining wall has two walls for forming a gap in which a weir is arranged for forming an overflow edge of the glass melt, wherein a protective fluid supply is arranged which is in fluid connection with the gap, and wherein the protective fluid supply is formed to provide a protective fluid in the gap at a positive pressure relative to the environment of the bath for protecting the weir at least during an activation process of the apparatus.)
技术领域
本发明涉及一种用于熔融和澄清玻璃的设备，所述设备包括：
浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，
澄清墙所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘。
本发明还涉及一种用于制造用于熔融和澄清玻璃的设备的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，以及
-提供澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘。
背景技术
虽然本发明一般而言可用于任意的澄清墙材料，但是参考包含钼的澄清墙来阐释本发明。
虽然本发明一般而言可用于任意的玻璃，但是参考钠钙玻璃来阐释本发明。
在例如由DE 102 36 521 B4已知的方式中，在制造玻璃时使用带有由钼形成的溢流堰的澄清墙，所述溢流堰处于在两侧由支撑竖壁形成的间隙中。在启用期间，溢流堰、更确切地说溢流堰的钼在此必须受到保护防止氧化。为此，用水玻璃涂刷由钼形成的区域，并且借助于水玻璃将钠钙玻璃板粘合到对应的溢流堰区域上。溢流堰与支撑竖壁之间的整个间隙在此以耗费最高的方式用基本上包含硅酸锆和硼硅酸盐玻璃粉末的捣固料(Stampfmasse)填充。
在制造玻璃时的回火过程期间，水玻璃和钠钙玻璃在低于约550℃的温度下、即在低于钼开始氧化的温度下由于设备中存在的残余氧而软化。软化的玻璃还在温度继续升高的过程中保护溢流堰的钼免于氧化。捣固料在这个时间段中通过其仍然塑性的行为防止了溢流堰的玻璃板的下沉/滑落。从约1100℃的温度起，开始捣固物质的烧结。烧结过程在温度继续升高的过程中继续进行并且不仅造成捣固料的固化还导致致密化。致密化在此还导致捣固料内部的孔隙度降低并且由此导致溢流堰的钼的气密闭合。
如果现在启动所述设备以制造钠钙玻璃或其他玻璃(诸如硼硅酸盐玻璃)，换言之，如果以钠钙玻璃或者其他玻璃(诸如硼硅酸盐玻璃)作为第一种玻璃或起始玻璃来操作所述设备，则会造成抗氧化的捣固料与产物玻璃(在此为钠钙玻璃)的不期望的反应。这些反应导致在数月的时间段内产物玻璃(在此为钠钙玻璃的形式)中的内含物和气泡。
发明内容
因此本发明的目的是给出一种用于熔融和澄清玻璃的设备，以便能够保证可变且自由地选择所述设备的起始玻璃。本发明的另一个目的是给出一种简单且成本低廉的用于熔融和澄清玻璃的设备以及其简单且成本的制造方式。
本发明的另一个目的是给出一种用于熔融和澄清玻璃的替代性设备以及一种用于制造该用于熔融和澄清玻璃的设备的替代方法。
在一个实施方式中，本发明如下地实现了在用于熔融和澄清玻璃的设备方面的上述目标中的至少一个目标，所述设备
包括：
浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，
澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸，并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘，
其方式为，
布置有保护流体供给装置，所述保护流体供给装置与所述间隙流体连接，并且其中所述保护流体供给装置被形成为至少在所述设备的启用过程期间相对于所述浴槽的环境以正压在所述间隙中提供保护流体用于保护所述溢流堰。
在另一个实施方式中，本发明如下地实现了在用于制造该用于熔融和澄清玻璃的设备的方法方面的上述目标中的至少一个目标，所述方法包括以下步骤：
-提供浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，
-提供澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘，
其方式为，
提供保护流体供给装置，所述保护流体供给装置与所述间隙流体连接，并且其中所述保护流体供给装置被形成为至少在所述设备的启用过程期间相对于所述浴槽的环境以正压在所述间隙中提供保护流体用于保护所述溢流堰。
由此实现的优点之一是，由此可以省去任何涂刷、粘合以及捣固料，这可以实现不同玻璃的简单且成本低廉的制造。另外，省去了在最初的起始玻璃之后可以用所述设备在无内含物和气泡的情况下制造另一种玻璃类型之前数个月的明显的等待时间。
术语“启用”、“启用过程”、“启用程序”应在最宽泛的意义上进行理解，并且尤其在本说明书中、优选在权利要求书中是指用于制造玻璃的设备的第一次启用的过程。在第一次启用时应生产的玻璃被称为起始玻璃或第一次玻璃，并且尤其涉及相应的玻璃类型，例如钙钠玻璃、硼硅酸盐玻璃等。
本发明的其他的特征、优点和其他实施方式在下文中说明或者可以由此方式被公开。
根据一个有利的改进方案，一个或多个遮盖件被布置在所述澄清墙上，所述遮盖件具有可预设数量的间隙和/或其中在至少两个相邻的遮盖件之间形成有间隙。其优点是，相对于设备的剩余空间(例如炉腔)尽可能密集地容纳溢流堰，这进一步改进了溢流堰的抗氧化保护。
根据另一个有利的改进方案，以气体形式提供所述保护流体。由此可以实现成本低廉的保护流体及其简单且成本低廉的处理。
根据另一个有利的改进方案，以惰性气体、尤其氮气和/或稀有气体的形式和/或以合成气的形式提供所述气体，所述合成气优选具有介于0与20体积％之间、尤其介于0.5与10体积％之间的氢气比例。其优点是，由此提供对溢流堰的足够的抗氧化保护，而没有影响相应玻璃的制造过程。
根据另一个有利的改进方案，布置有至少一个压力测量装置，所述压力测量装置包括至少一个压力传感器并且被形成为用于测量所述间隙内部的保护流体的压力，和/或布置有温度测量装置，所述温度测量装置包括至少一个温度传感器并且被形成为用于测量所述间隙内部的所述溢流堰的温度。由此实现的优点之一是对保护流体的有效控制以及由此防止溢流堰的氧化。换言之，改进了玻璃制造的可靠性。
根据另一个有利的改进方案，布置有调节装置，所述调节装置被形成为用于借助于由所述压力测量装置测量的压力和/或由所述温度测量装置测量的温度来将保护流体的流入量调节到可预先确定的值。优点不仅是连续的监测，而且还有对启用程序的不断变化的参数的连续匹配，这总体上改进了玻璃制造过程的可靠性。
根据另一个有利的改进方案，所述保护流体供给装置包括多个用于对所述间隙施加保护流体的施加装置，所述施加装置在侧向竖直地布置在所述澄清墙处和/或布置在所述澄清墙下方并且与所述间隙流体连接。由此以有效的方式实现了以平面覆盖的方式对溢流堰施加保护流体。
根据另一个有利的改进方案，所述施加装置被形成为使所述施加装置在两侧对所述溢流堰施加保护流体。其优点是更高效地对溢流堰施加保护流体并且由此防止其氧化。
根据另一个有利的改进方案，所述施加装置对称地布置在所述溢流堰的延伸线上。优点是有效地对溢流堰施加保护流体，并且例如出于维护目的，可以容易地接近施加装置。
根据另一个有利的改进方案，所述施加装置在所述溢流堰的延伸线上布置在所述溢流堰的不同侧面上并且能够借助于至少一个分配装置在两侧对所述溢流堰施加保护流体。由此实现的优点之一是，实现了施加装置的紧凑的构造方式或灵活的布置方式。
根据另一个有利的改进方案，所述施加装置沿着所述溢流堰交替地布置在不同侧面上。由此实现了最紧凑的构造方式，或者可以更灵活地利用在溢流堰的同一侧上的两个施加装置之间的距离，因为该距离比将所有施加装置布置在同一侧的情况下更大。
根据另一个有利的改进方案，所述溢流堰在其上沿处具有大致T形的横截面，所述横截面具有平直的区段和垂直的区段，并且其中在这两个区段之间的过渡部中布置有至少一个倾斜部，所述倾斜部在这两个区段之间提供大于90度的角度。其优点在于，将所产生的并且在溢流堰的垂直区段处上升的气泡向上排出，这提高了制造过程的可靠性并且改进了对溢流堰氧化的防止作用。
根据另一个有利的改进方案，所述溢流堰至少部分由耐火金属制成，尤其由钼、钨或类似物制成。其优点是，由于耐火金属的特性，如高熔点等，可以实现可靠的玻璃制造。
附图说明
本发明的其他重要特征和优点由从属权利要求、附图以及依据附图的与之相关的
附图说明
得出。不言而喻，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在分别给出的组合中使用，而且还能够在其他组合中或者单独使用，而不脱离本发明的范围。
本发明的优选实施方案和实施方式展示在附图中并且在下文的说明中将详细阐释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的构件或元件。
在此以示意性形式示出：
图1以立体图示出了根据本发明的一个实施方式的设备；
图2示出在平行于浴槽宽度的观察方向上的澄清墙的横截面；
图3示出具有根据本发明的一个实施方式的施加装置的澄清墙的正视图；
图4以立体图示出根据本发明的一个实施方式的分配装置；
图5以立体图示出根据本发明的一个实施方式的浴槽底部区域中的澄清墙；并且
图6示出根据本发明的一个实施方式的方法的各步骤。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施方式的设备的立体图。
图1详细示出了用于熔融和澄清玻璃的设备1，所述设备具有大致矩形的浴槽3，浴槽具有高度300和宽度301。在浴槽3内部，澄清墙2沿着宽度301(即沿着浴槽3的横向方向100)延伸，其高度200小于浴槽3的高度300。澄清墙2具有两个壁部4a、4b，在这两个壁部之间构成间隙5。在间隙5中布置有溢流堰6(见图2)，用于形成待容纳在浴槽中的玻璃熔体的溢流边缘。在澄清墙2的上侧上布置有多个遮盖件8，所述遮盖件8在上部遮盖澄清墙2。在遮盖件8之间总共构成三个间隙9。间隙9或还有接缝用于在完全熔融的情况下将溢流堰用玻璃覆盖，遮盖件8用于调节在溢流堰6处的惰性气体或合成气的正压。在此正压例如可以为相对于环境压力100毫巴，间隙的宽度例如可以介于1mm与20mm之间、例如为10mm。
图2以示意性形式示出了在平行于浴槽宽度的观察方向上的横截面中的澄清墙。
图2详细示出了澄清墙2的上部区域。如上文已经详述的，在侧向上，澄清墙通过侧壁部4a、4b在左侧和右侧被限定。在这两个壁部4a、4b与上方的遮盖件8之间构成间隙5，在所述间隙中布置有大致T形的由钼制造的溢流堰6。由于T形形状，溢流堰6在其上部区域中具有水平区段6a、平直区段6b和竖直区段6c。这两个区段6b、6c之间的过渡区域在此不是实施为直角的，而是具有倾斜部6d，所述倾斜部应防止某些情况下存在的气泡在水平区段6b处聚集。通过倾斜部6d将上升的气泡向上排出。
图3以示意性形式示出具有根据本发明的一个实施方式的施加装置的澄清墙的正视图。
图3现在详细示出图2的澄清墙的纵截面。澄清墙2的左侧和右侧分别彼此重叠布置有多个施加装置11，这些施加装置可以在溢流堰6的两侧对其施加惰性气体或合成气。同样地，在澄清墙2的下侧彼此并排布置有多个施加装置11，这些施加装置可以在溢流堰6两侧施加惰性气体或合成气。另外布置有压力测量装置12的压力传感器12'和温度测量装置13的温度传感器13'，从而可以测量间隙5之内的压力和温度以用于控制并且在适当时可以显示给操作者。压力测量装置12和温度测量装置13与控制装置10连接，所述控制装置取决于所测量的值来调节对溢流堰6施加保护流体。
图4以示意性形式并且以立体图示出根据本发明的一个实施方式的分配装置。
图4详细示出了分配装置14。分配装置14包括通道或管路20，所述分配装置与保护流体供给装置连接并且可以对通道或管路20施加保护流体。另外，分配装置14具有两个接口/出口21、22，其相互间距被测定为，使得可以对溢流堰6在相反侧面上施加保护流体、尤其均匀地施加保护流体。接口21、22在上部区域中形成为在表面中的凹陷，所述表面在其他位置是平坦的，接口21、22沿着溢流堰6的相应边沿延伸。
图5以示意性形式并且以立体图示出根据本发明的一个实施方式的浴槽底部区域中的澄清墙。
图5详细示出在浴槽3底部区域中澄清墙2的区域中设备1的构造。经由呈喷嘴形式的施加装置11，分别对分配装置14施加保护流体。分配装置14现在再次将保护流体尽可能均匀地分配在溢流堰6的两侧以对其进行保护，即以便防止其氧化。因此例如可以对于每前进一米在水平方向上布置介于2-5个之间、尤其介于3-4个之间的喷嘴，在竖直方向上布置介于3-7个之间、尤其介于4-5个之间的喷嘴。喷嘴的横截面优选实施为圆形的，但是也可以根据情况不同而实施成有角形的，例如方形或矩形的。作为保护流体可以使用借助于保护流体供给装置以介于5l/min与50l/min之间被提供到间隙5中的气体。对应于压力测量装置12和/或温度测量装置13的预设测量值，这个速率对应地进行匹配，以便在间隙中产生所希望的正压。
图6示出了根据本发明的一个实施方式的方法的各步骤。
图6详细示出了一种用于制造该用于熔融和澄清玻璃的设备的方法的各步骤。
在此，所述方法包括以下步骤。
在第一步骤S1中提供浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体。
在第二步骤S2中提供澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘，其中提供保护流体供给装置，所述保护流体供给装置与所述间隙流体连接，并且其中所述保护流体供给装置被形成为相对于所述浴槽的环境以正压在所述间隙中提供保护流体用于保护所述溢流堰。
总而言之，本发明实施方式中的至少一个实施方式可以实现以下优点中的至少一个：
-简单且成本低廉的实施；
-简单且成本低廉的制造；
-可靠地保护溢流堰免于氧化；
-简单且可靠地生产玻璃；
-用单一设备灵活地制造各种不同的玻璃；
-快速且成本低廉地生产不同的玻璃。
虽然已经借助优选实施例说明了本发明，但本发明并不受限于此，而是可以以各种各样的方式进行修改。
附图标记列表
1 设备
2 澄清墙
3 浴槽
4a、4b 壁部
5 间隙
6 溢流堰
6a 溢流堰上边缘
6b 溢流堰的平直区段
6c 溢流堰的垂直区段
6d 倾斜部
7 保护流体供给装置
8 遮盖件
9 间隙
10 调节装置
11 施加装置
12 压力测量装置
12' 压力传感器
13 温度测量装置
13' 温度传感器
14 分配装置
20 通道/管路
21、22 接口
100 横向方向
101 延伸线
200 澄清墙的高度
300 浴槽的高度
301 浴槽的宽度
400 澄清墙处的侧部的竖直延伸区域
401 澄清墙下方的水平区域