搅拌系统和使玻璃熔融物均质化的方法

专利名称：搅拌系统和使玻璃熔融物均质化的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于熔融玻璃的搅拌系统、相应的搅拌容器和搅拌器、以及一种 用于组装这些部件和用于搅拌熔融玻璃的方法。本发明具体地涉及一种用于玻璃熔融物的 搅拌系统、搅拌元件、搅拌器和搅拌容器的结构设计，它们被制作成在它们的操作模式(也 就是说玻璃熔融物的均质化)中彼此匹配。
背景技术：
由贵金属和贵金属合金(比如优选地PGM(PGM等于钼族金属))组成的结构部件 被用在玻璃工业中，尤其用在用于熔化和热成形特殊玻璃的设备中。这些在熔融技术中使 用的设备部件，也称为PGM产品，服务于熔融、提纯、运送、均质化和分配液体玻璃。这样的结构部件基本上是由固体PGM材料或由耐高温材料(陶瓷耐热材料、金属 特殊材料)组成的结构，该结构具有例如以薄片金属或PGM表面涂层(例如由等离子喷涂 或火焰喷涂等施加)的形式存在的薄壁的防护性PGM覆层。承载玻璃熔融物的设备部件通常是贵金属片材结构，其被设计成薄壁的管系统。 熔融玻璃在1000°c到1700°C之间的温度下流过这些管系统。由于PGM材料的高熔点，PGM材料的特色是耐高温，并且还有就是它们的高机械强 度和耐磨性，因此特别适合于生产将与玻璃熔融物进行接触的设备或设备部件中的结构部 件。合适的材料是钼和钼合金和/或其它钼族金属，也可以选择性地包含少量贱金属作为 进一步合金化的部件或氧化添加剂。典型地，材料是提纯钼、钼铑合金和钼铱合金，其包含 小量精细分布的耐高温金属氧化物，具体地诸如二氧化锆或氧化钇，以提高强度和耐高温 蠕变。玻璃熔融过程分解成以下阶段熔融、提纯、调节、给料和成形。为了增加玻璃均质 化的程度，使用搅拌器。搅拌是调节的一部分并因此发生在提纯之后和给料之前。玻璃粘 度随温度的改变对所有玻璃技术都是至关重要的。为了达到均质化熔融，必须获得动态粘 度在该温度下为η⑴102dPa · S的温度。作为对比，在20°C，水具有0. OldPa · s的粘度， 橄榄油具有大约102dPa · s的粘度而蜂蜜具有大约104dPa · s的粘度。热处理，即玻璃的给 料和成形，根据具体处理在IO3到108dPa .s下进行。结果，玻璃在搅拌期间的粘度处于IO2 到104dPa · s之间。在…1450°C时，硼硅酸盐玻璃的动态粘度例如为η 103dPa · s。如上述数据所显示的温度和动态粘度，有效的玻璃搅拌存在技术上的挑战。搅拌是最重要的基本处理工程学操作之一。在其简单模式下，两个或多个部件彼 此联合并且通过借助搅拌工具引入流动动作而在彼此内部分布，以此来获得可能的最小单 元的容积中的一致组分。以下四个搅拌任务能够被界定均质化、悬浮、分散和热传递。可能通过混合器的壁发生热传递，即被混合的材料和周围介质之间的热交换，但 是热传递在用于玻璃的搅拌系统的设计中占次要地位。因为，在是玻璃的情况下，主相和附加相是液体，搅拌任务只是为了均质化。均质化是混合彼此可溶的固体或液体同时均衡浓度差别和/或温度差别。依次混合理论上是指正被混合的材料的成分的运送。在这种情况下，可能区分出 5个独立的基本操作，在某些环境下5个独立的基本操作可能一个引发另一个。分布混合分布、掺合、有序矩阵和随机矩阵基础上的颗粒互换。就物理角度而言， 重力和库仑摩擦力必须得克服。分散混合解体聚合体和团块。在这种情况下，由粘合应力导致的阻力必须得克 服。层混合拉伸、挤压、折叠和克服牛顿摩擦力。扰动混合在液体和气体中建立(多个)扰流。扩散混合由扩散造成的浓度均衡。例如静止流体。在混合高粘性体玻璃的情况下，这会导致涉及层混合和分布混合，该操作非常接 近揉搓。揉搓意味着高粘度的浆状物质的混合。所涉及的能量输入比混合低粘度的物质的 时候高很多倍。如果从流动行为的观点考虑“揉搓”的工作过程，缺乏扰动可以被提出作为 混合操作强度的特征。通过剪切、机械分割和挤压产生质量转移。在处理高粘度的液体的时候存在的困难在于层流动行为。对于任何混合过程，该 行为意味着待混合的相应流细丝和成分的交换存在问题。在层流的情况下，由粘性(剪切 应力、剪切)导致的力占据优势。为了达到限定的混合结果，层流影响整个容器体积是先决条件。在高粘度的情况下，这对于玻璃是很普遍的，只有强制给料能够保证足够质量的 均质化。在玻璃工业的现有技术中，设备部件也就是搅拌器负责玻璃熔融物在坩锅或搅拌 部或搅拌室中的均质化。搅拌容器总是具有带“光滑”壁的圆筒形或略呈圆锥形的形状。在 连续熔融过程中，玻璃从顶部或底部在侧向通过入口管被供入搅拌容器。随后玻璃在与入 口不同的高度处在侧向借助于出口管或通过容器的底部离开。入口和出口之间的高度差使 得可能在连续的玻璃熔融过程中分配搅拌元件的强制给料效果，因为整个体积的玻璃必须 穿过搅拌容器。结果，搅拌任务是影响整个容器体积的层混合和分布混合的一项任务。DE102004034798 Al涉及一种用于玻璃熔融物的搅拌系统。在该参考文献中，设有 具有轴和至少两组桨的搅拌器，其中所述轴限定纵向轴线。桨分别包括桨叶和至少一个开 口，该桨叶平行于纵向轴线排列。至少两组桨彼此相隔一定距离定位在轴上。还设有至少 一组折流板，该折流板定位在两组桨之间。

发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的或替换的用于熔融玻璃的搅拌容器、相应的搅 拌系统以及组装这些部件和用于搅拌熔融玻璃的方法。该目的由权利要求的主题实现。本发明具体地涉及一种带有搅拌器和搅拌容器的搅拌系统。搅拌器和容器的几何 形状制造成彼此匹配，并且因此在它们的操作模式中彼此匹配，以便实现最优的搅拌结果。 圆筒形或略呈圆锥形的搅拌容器的壁具有多个附接的或整体的结构形式的折流板，所述折流板被设计成二维或三维元件，三维元件有可能被设计形成搅拌容器的壁的一部分。这会 产生如下优点容器的表面积增加，这导致玻璃改进的剪切。此外，液体由折流板引向容器 的中间，或被更好地供给到搅拌器。这确保了搅拌器作用在玻璃的整个体积上。根据本发明的用于熔融玻璃的搅拌容器具有纵向轴线。在这种情况下，搅拌容器 可以具有直线和/或曲线形状。除了其它表面以外，搅拌容器具有可以采取不同形状的内 周向表面。内表面可以由一种或多种金属形成。内周向表面具有至少两个或更多个折流板， 所述折流板远离搅拌容器的内周向表面或搅拌容器的壁延伸进入搅拌容器更深的内部。折 流板沿纵向轴线布置在不同位置或布置在搅拌容器的不同高度或围绕纵向轴线以从纵向 轴线偏移一个角度的方式布置。折流板可以围绕纵向轴线在纵向轴线的一个位置和/或相邻位置处相对于彼此 偏移60°、90°、120°或180°的角度。不规则的间隔同样也是可以的。可以设置多个折流板，在沿纵向轴线的相应位置上，分别附接在至少两组、每组至 少两个的折流板上，相邻组的折流板布置成相对于彼此偏移。本发明的另一个可替换的或附加方面涉及一种用于熔融玻璃的具有纵向轴线和 内周向表面的搅拌容器，所述内周向表面具有至少一个折流板，该折流板从内周向表面延 伸进入搅拌容器的内部。在这种情况下，折流板具有基本随着远离搅拌容器的内周向表面 而至少部分地收窄或变细、或呈锥形的轮廓(当横向于纵向轴线考虑时)。从内周向表面到搅拌容器的内部，折流板的轮廓可以至少基本或完全收窄。在本发明的又一个方面的情况下，至少两个优选三个折流板可以设置在沿纵向轴 线的各位置上。内周向表面基本上是连续的，并且其横截面是圆形、椭圆形或卵形。搅拌容器的内周向表面可以由至少一个包围金属片材形成并且(一个或多个)折 流板被固定布置在包围金属片材上。它们可以至少部分地由包围金属片材机加工出来。折 流板可以由至少一种其它金属片材形成，所述另一种金属片材优选地通过焊接或软焊固定 地布置在包围金属片材上。折流板可以使央部分延伸进入搅拌容器的内部最远，而让至少一个侧边部分优选 两个侧边部分延伸得稍近一些。折流板还可以由一种或多种金属片材形成，所述金属片材的(一个或多个)外边 缘至少部分地适合于搅拌容器的内周向表面，并且至少部分地与其连接，并且优选地具有 至少一条过渡或连结线。折流板具有至少一个第一面和第二面，所述第一面具有第一定向，而第二面具有 与第一定向不同的第二定向。第一面和第二面还可以相对于彼此倾斜大约30°到120°的角度，优选大约45° 到105°，更优选大约60°。根据本发明的搅拌容器可以至少部分地(优选完全地)由氧化弥散硬化PGM材料 制成，该材料尤其适用于光学用途的熔融玻璃。尤其是在搅拌容器接触熔融玻璃的区域，该 材料特别耐腐蚀。折流板可以具有缝隙，以便减轻重量或为熔融玻璃提供进一步的压缩。本发明的另一个附加的或可替换的方面涉及一种用于熔融玻璃的搅拌器，该搅拌器可以对应于上述搅拌容器。该搅拌器同样具有纵向轴线，所述纵向轴线在组装状态下可 以与所述搅拌容器的纵向轴线重合。还提供轴，该轴具有至少一个搅拌元件，该搅拌元件远 离轴径向延伸。此外，搅拌元件具有远离轴、基本横向于纵向轴线至少部分地或基本完全地 或实际上完全地收窄的轮廓或封套(尤其是如果它旋转时)。搅拌器具有多个搅拌元件，在沿纵向轴线相应的位置上，所述搅拌元件可以相应 地布置成至少两组、每组至少两个搅拌元件，相邻组的搅拌元件布置成相对于彼此偏移。本发明的又一个附加的或可替换的方面涉及一种用于熔融玻璃、具有如上或如下 所述或所要求的搅拌容器或搅拌器的搅拌系统。在这种情况下，至少一个搅拌器设有轴和 至少一个搅拌元件。在这种情况下，搅拌元件形成为使得搅拌器能够通过搅拌器相对于搅 拌容器的至少一个轴向或平移相对运动、搅拌器相对于搅拌容器的至少一个后续或同步相 对旋转以及搅拌器相对于搅拌容器的进一步轴向或平移相对运动而被引入搅拌容器。在这 种情况下，操作状态中的搅拌器能够在搅拌容器中旋转。(一个或多个)搅拌元件可以形成为使得它或它们对应于在操作状态中的旋转期 间折流板的轮廓。此外，(一个或多个)搅拌元件可以具有随着远离轴而收窄的轮廓或包搅拌系统可以至少局部地(优选完全地)由氧化弥撒硬化PGM材料制成。搅拌器或搅拌元件可以具有缝隙，以便减轻重量或者为熔融玻璃提供进一步的压缩。另外，本发明涉及一种制造用于熔融玻璃、具有纵向轴线的搅拌容器的方法。该方 法具体地包括如下步骤形成内周向表面；所形成的内周向表面具有至少两个折流板，使 得所述折流板从内周向表面延伸进入搅拌容器的内部；以及将折流板相对于纵向轴线布置 在不同的位置处并且围绕纵向轴线偏移某个角度。本发明附加地或可替换地涉及一种制造用于熔融玻璃、具有纵向轴线的搅拌容器 的方法，其步骤如下形成内周向表面；所形成的内周向表面具有至少一个折流板，所述至 少一个折流板从内周向表面延伸进入搅拌容器的内部；以及使折流板形成或布置成具有基 本横向于纵向轴线从内周向表面到搅拌容器的内部至少部分地收窄的轮廓。本发明还涉及一种组装根据相应实施例或上述方面中的至少一个的、用于熔融玻 璃的搅拌系统的方法，所述方法的步骤如下通过搅拌器相对于搅拌容器的至少一个轴向 或平移相对运动、通过搅拌器相对于搅拌容器的相对旋转进行进一步后续或同步运动以及 搅拌器相对于搅拌容器的进一步轴向或平移相对运动来将搅拌器引入搅拌容器。此外，本发明涉及一种利用根据相应实施例或上述方面中的至少一个的搅拌系统 来搅拌熔融玻璃的方法，所述方法的步骤如下通过搅拌容器的入口供给熔融玻璃；使搅 拌器在搅拌容器中转动并且使熔融玻璃穿过搅拌容器的内部；熔融玻璃由搅拌元件和折流 板引导通过它们之间形成的压缩，并且熔融玻璃在搅拌器转动和熔融玻璃穿过搅拌容器内 部期间被粉碎、揉搓和/或挤压，然后熔融玻璃通过搅拌容器的出口排出。


附图是为了通过实例图示根据本发明的优选实施例。在附图中图IA沿纵向轴线方向从上方示出了根据本发明的搅拌系统的示意图，附有根据本发明的搅拌容器的一个实施例，所述搅拌容器带有与之相应的搅拌器。图IB示出了沿根据图IA的A-A截取的横截面示意图；图IC示出了根据本发明的折流板的示意图(只包括其自身，没有搅拌容器)；图ID示出了根据本发明的搅拌器的透视图；图IE示出了如图ID所示的搅拌器和如图IC所示的折流板之间的相互作用；图2A沿纵向轴线方向示出了根据本发明的另一个搅拌系统的示意图，附有根据 本发明的搅拌容器的另一个实施例，所述搅拌容器带有与之相应的搅拌器；图2B示出了沿根据图2A的B-B截取的横截面示意图；图2C示出了根据本发明的其它折流板的示意图(只包括其自身，没有搅拌容 器)；图2D示出了根据本发明的另一个搅拌器的透视图；图2E示出了如图2D所示的搅拌器和如图2C所示的折流板之间的相互作用；图3A沿纵向轴线方向示出了根据本发明的又一个搅拌系统的示意图，附有根据 本发明的搅拌容器的又一个实施例，所述搅拌容器带有与之相应的搅拌器；图3B示出了沿根据图3A的C-C截取的横截面示意图；图3C示出了根据本发明的另一些折流板的示意图(只包括其自身，没有搅拌容 器)；图3D示出了根据本发明的又一个搅拌器的透视图；图3E示出了如图3D所示的搅拌器和如图3C所示的折流板之间的相互作用；图4A沿纵向轴线方向示出了根据本发明的再一个搅拌系统的示意图，附有根据 本发明的搅拌容器的再一个实施例，所述搅拌容器带有与之相应的搅拌器；图4B示出了沿根据图4A的D-D截取的横截面示意图；图4C示出了根据本发明的又一些折流板的示意图(只包括其自身，没有搅拌容 器)；图4D示出了根据本发明的再一个搅拌器的透视图；图4E示出了如图4D所示的搅拌器和如图4C所示的折流板之间的相互作用；图5A沿纵向轴线方向示出了根据本发明的再一个搅拌系统的示意图，附有根据 本发明的搅拌容器的再一个实施例，所述搅拌容器带有与之相应的搅拌器；图5B示出了沿根据图5A的E-E截取的横截面示意图；图5C示出了根据本发明的再一些折流板的示意图(只包括其自身，没有搅拌容 器)；图5D示出了根据本发明的再一个搅拌器的透视图；图5E示出了如图5D所示的搅拌器和如图5C所示的折流板之间的相互作用；图6A沿纵向轴线方向示出了根据本发明的再一个搅拌系统的示意图，附有根据 本发明的搅拌容器的再一个实施例，所述搅拌容器带有与之相应的搅拌器；图6B示出了沿根据图6A的F-F截取的横截面示意图；图6C示出了根据本发明的又一些折流板的示意图(只包括其自身，没有搅拌容 器)；图6D示出了根据本发明的再一个搅拌器的透视图6E示出了如图6D所示的搅拌器和如图6C所示的折流板之间的相互作用。
具体实施例方式图IA示出了具有轴30的搅拌器3，该搅拌器3可旋转地布置在提纯室的搅拌容器 内。在该图中，能具体地看到相对于彼此沿纵向轴线偏移的搅拌元件4。在图示出的实施例 中，搅拌元件4相对于彼此偏移90°。从搅拌容器的内壁10向内延伸的折流板2也能够在 该平面图中看到。这些折流板可以完全地或部分地突出到由搅拌元件4留下的空隙中。该功能在图IB中被更清楚地示出。图IB显示了在该图中能看到的折流板2朝向 搅拌容器1的内部呈锥形或收窄形状。折流板2以使折流板占据搅拌器的各个搅拌元件4 之间的空余空间并使该空余空间变得更小的方式附接至搅拌容器1的内周向表面。然而在这种情况下，只有基本垂直于图IB中的纸平面延伸的折流板2能够被看 到。在其它的折流板中，只有那些位于后面的被示出了。搅拌元件4能够在操作期间自由 旋转，并且因而利用更多由折流板2留下的空隙。在图IA和IB中，可以看到在搅拌器3 旋转期间玻璃熔融物是如何被所述搅拌器的搅拌元件4揉搓、剪切和以其它方式加工，尽 管玻璃熔融物能够从入口 11行进到出口 12。折流板包括平面的倾斜金属片材，所述金属片材呈切线地被附接在距截头锥的侧 表面(搅拌容器的内壁)一定距离处。在每个搅拌元件的空隙中，两个折流板彼此呈镜面 反向相对。折流板沿中心轴线30径向偏移一个角度。除了示出的搅拌器3相对于搅拌容器1的同心布置，利用搅拌元件4和折流板2 的合适构造，同样可以实现非同心布置。图IC示出了折流板2可以如何被形成的透视图。可以设置第一壁20和第二壁 21，并且所述第一壁20和第二壁21可以具有线性过渡22。朝着搅拌容器的内壁10(未示 出)设有相应的外侧面23，所述外侧面完全面对内壁10或者与其连接。内壁和外侧面之间 的间隙(未示出)也是可以想见的。搅拌器3在图ID中透视地示出。在轴30上具有搅拌元件4，所述搅拌元件4沿 搅拌器3的纵向轴线(未示出)间隔开。附接在搅拌轴或轴30上的各个搅拌元件4采取 两个截头锥42、43的形式，所述两个截头锥42、43中的一个倒置在另一个上并且具有两个 相互平行的、平面的第一和第二面或金属片材40、41。平面由双曲线边缘界定，所述双曲线 边缘由轴向平行的锥形截面构成。平面的位置从一个搅拌元件到另一个搅拌元件以成角度 的方式径向偏移。该形式还可以可替换地描述为在所示出的实施例中，搅拌元件4具有 基本平面的第一面40和相应的第二面41，所述第一面的第二面均具有菱形形状，同时较平 的夹角被倒圆。第一面40和第二面41基本平行于搅拌器3的纵向轴线延伸，并且第一面 40和相应的第二面41在每种情况下都在距纵向轴线相同距离处彼此相对。搅拌元件4分 别由第三面42和第四面43封闭。在示出的实施例中，搅拌元件如何在整个长度上向外收 窄是很清楚的，同时第三面42和第四面43在一条线上过渡到彼此。此线可以是直线也可 以是曲线。在图示的实施例中，此线略微弯曲，因此此线在搅拌器的旋转过程中划出的不太 像是直线而更像是圆或大体是个圆。图ID中最下面的搅拌元件4在向下方向上具有顶角 (slight point)44，所述顶角基本由第四面43的相应形状形成。图IE示出了搅拌元件4和折流板2的相互作用，出于简化的原因内壁未被示出。可以看到搅拌元件4在搅拌器旋转期间是多么紧密地装配到由折流板所形成的轮廓中去 的。由于搅拌元件4和折流板2的体积大，因此熔融玻璃在其流过搅拌容器时被频繁 地引导通过压缩。搅拌元件和折流板之间的相对运动揉搓玻璃熔融物。搅拌元件和折流板 的径向成角度偏移布置具有如下效果玻璃流在每一层被搅拌元件加倍地粉碎。搅拌元件的径向成角度偏移使得首先将搅拌器下降到搅拌容器内成为可能，其也 可以被替换成下降搅拌元件的高度然后转动一个偏移角。图2A示出了变型的搅拌元件104，所述变型的搅拌元件由基本水平布置的金属片 材和基本竖直布置的面形成。除了其它原因以外，这是一种省材料的变型，该变型能使其所 使用的材料得到更大的节省。特别是在图2A中，可以更清楚水平金属片材能够怎么成角度 偏离。与基本水平的金属片材一起形成搅拌元件的、基本竖直布置的第二金属片材成形为 使得当示出的搅拌器被插入搅拌容器时，所述基本竖直的金属片材在以平移的方式运动时 装配在折流板的水平的面之间。图2B示出了相应的折流板102和搅拌元件104在已安装好的状态下的相互作用。 在组装期间，由于折流板和搅拌元件的偏移布置，最下面的搅拌元件如何必须在最上面的 折流板之间以平移的方式移动，以便随后被转动，在这里是90°，并且以平移的方式在两个 折流板之间移动等等同样很清楚。布置在更上面的搅拌元件相应地移动通过折流板。图2C示出了根据本实施例的折流板102的形状及组成部件，所述组成部件部分地 装配在一起和/或由各个部件连结在一起而且沿线122从一个过渡到另一个上。在此能够 看到由折流板从外向内形成的圆锥形轮廓。折流板102以占据搅拌器的各个搅拌桨叶之 间的空余空间并且使该空余空间变得更小的方式被附接至搅拌容器的内周向表面(未示 出)。可以采用与搅拌器类似的方式由水平和通过中心交叉的平面竖直金属片材120、121 构造折流板102。水平金属片材具有填充搅拌桨叶的空余空间的轮廓。在每个搅拌桨叶空 隙，两个折流板彼此镜面反向相对。沿着中心轴线，折流板以成角度的方式径向偏移。图2D示出了带有相应搅拌元件104的轴30，所述搅拌元件由金属片材140和141 形成。附接到搅拌轴上的各个搅拌元件104包括哑铃形平面的水平金属片材141和竖直三 角形金属片材140。竖直三角形金属片材140从中心交叉哑铃形水平金属片材141并且它 们的底边贴着轴30，从而它们的尖端位于搅拌器的最外周上。搅拌元件104的位置以成角 度的方式相对于彼此径向偏移。图2E示出了搅拌元件104和折流板102的相互作用。搅拌元件104的三角形竖 直金属片材140使玻璃熔融物径向地移动。每当它们穿过彼此时，在旋转过程中搅拌器的 竖直金属片材140和搅拌容器的折流板102之间有规律地形成压缩。这些压缩压迫玻璃熔 融物。装配入搅拌器桨叶和折流板中的水平金属片材持续地切断玻璃流。根据图3A，三个搅拌元件204相对于彼此分别偏移120°。折流板202相应地形 成，以便如上所述地组装搅拌器和搅拌容器。在图3B中，能够看到搅拌元件204和折流板202的锥形形状。折流板202和搅拌元件204的相应结构由图3C和3D表示。这些折流板和搅拌 元件分别由金属片材220、221和240、241构造，它们基本相对于彼此横向地排列。折流板 202以占据搅拌器的各个搅拌器桨叶之间的空余空间并且使该空余空间变得更小的方式被附接至搅拌容器的内周向表面(未示出)上。折流板202以与组成搅拌器类似的方式由水 平和基本交叉的平面竖直金属片材220、221构造。水平金属片材220具有填充搅拌桨叶的 空余空间的轮廓。沿着中心轴线，折流板以成角度的方式径向偏移。附接到搅拌轴或轴30上的各个搅拌元件204包括星形形状、平面的水平金属片材 241和竖直三角形金属片材240。竖直三角形金属片材240位于水平金属片材241的星形 的每个顶点上并且通过中心与它们交叉。竖直金属片材240的底边紧靠搅拌器轴30，因此 它们的顶点位于搅拌器的最外周处。搅拌器桨叶的位置相对于彼此以成角度的方式径向偏 移。此处由搅拌元件可以清楚地得知金属片材241可以具有基本矩形形状。该功能能够从图3E看出并且基本与上面所述相同。可以具有硬度优势的更复杂的结构在图4A到图4E中示出。根据图4A，在组装过 程中搅拌元件304能够以上面已经描述的方式引导通过折流板302之间。在图4C和4D中，显示了这些元件的结构。图4C中表示了一个相对简单的折流 板302结构由两个金属片材320和321在连结线322处汇合，而图4D示出了由相对大量 的金属片材340到343组装成的搅拌元件304。搅拌元件附接到搅拌轴或轴30上并且具 有一个倒置在另一个上的两个金字塔形形状。搅拌元件以成角度的方式相对于彼此径向偏 移。折流板302包括平面的、倾斜金属片材，所述金属片材切向地附接在距离搅拌元件的金 字塔形的边缘一定距离处。沿着中心轴线，折流板以成角度的方式径向偏移。根据本发明，很清楚可能存在大量不同形式的各个元件和它们彼此连结在一起的 方法。图4E示出了各元件的相互作用。折流板302以占据搅拌器的各个搅拌元件304之间 的空余空间并且使该空余空间变得更小的方式被附接至搅拌容器的内周向表面(未示出) 上。由于搅拌元件和折流板的体积大，因此熔融玻璃在其流过搅拌容器时被频繁引导通过 压缩。在这些压缩中的这两个搅拌元件之间的相对运动揉搓玻璃熔融物。搅拌元件和折流 板的径向成角度偏移布置具有如下效果玻璃流在每一层被搅拌元件加倍地粉碎。搅拌元件的径向成角度偏移使得首先将搅拌器下降到搅拌容器内成为可能，其也 可以被替换成下降搅拌元件的高度然后转动一个偏移角。图5A到图5E示出了本发明的又一个实施例，特别是具有偏移布置的折流板402 和与之相配合的搅拌元件404的结构。在本实施例示出的折流板402的情况下，很清楚它 们可以被成对连接或全部彼此连接。这增加了搅拌容器(未示出)的稳定性。折流板402 以占据搅拌器的各个搅拌元件304之间的空余空间并且使该空余空间变得更小的方式被 附接至搅拌容器的内周向表面(未示出)上。根据图5C，折流板包括平面的、竖直和水平金 属片材420、421，所述金属片材以其只留下三角形棱柱422形式的开口的方式被附接至搅 拌容器的内周向表面。搅拌元件404(或搅拌桨叶)具有形状上类似但小于由折流板留下敞开的三角形 空间422的水平横截面积。每个搅拌元件由两个相对的水平三角形金属片材441形成并且 在它们的周边由三个竖直护套片材440封闭。沿着搅拌容器的中心轴线，折流板以成角度的方式径向偏移。由于搅拌元件和折 流板的体积大，因此熔融玻璃在其流过搅拌容器时被频繁地引导通过压缩。在这些压缩中 的这两个搅拌元件之间的相对运动揉搓玻璃熔融物。搅拌元件和折流板的径向成角度偏移 布置具有如下效果玻璃流在每一层被搅拌元件加倍地粉碎。
搅拌元件的径向成角度偏移使得首先将搅拌器下降到搅拌容器内成为可能，其也 可以被替换成下降搅拌元件的高度然后转动一个偏移角。图6A到图6E示出了带有折流板502和搅拌元件504的实施例，所述折流板和搅拌 元件同样由多个金属片材520和523以及540和541组装而成，并且如图6E所示般配合。
被附接到搅拌轴30上的各个棱柱状搅拌元件504具有星形底面积，比较图6D。该 底面积与搅拌轴的轴线正交。搅拌元件相对于彼此以成角度方式径向偏移。根据图6C和图6E，折流板502以占据搅拌器的各个搅拌元件之间的空余空间并且 使该空余空间变得更小的方式被附接至搅拌容器的内周向表面(未示出)上。折流板包括 平面的、竖直和水平金属片材522、523和520、521，所述金属片材以其只留下星形形式的开 口的方式被附接至搅拌容器的内周向表面。沿着中心轴线，折流板以成角度的方式径向偏 移。由于搅拌元件504和折流板502的体积大，因此熔融玻璃在其流过搅拌容器时被 频繁地引导通过压缩。在这些压缩中的这两个搅拌元件之间的相对运动揉搓玻璃熔融物。 搅拌元件和折流板的径向成角度偏移布置具有如下效果玻璃流在每一层被搅拌元件加倍 地粉碎。搅拌元件的径向成角度偏移使得首先将搅拌器下降到搅拌容器内成为可能，其也 可以被替换成下降搅拌元件的高度然后转动一个偏移角。本发明同样包括如图所示的各个特征，即使它们未与其它特征联合示出和/或没 有在上文或下文中提到。本发明同样包括具有任意特征组合的实施例，所述特征在上文或下文中针对不同 实施例被提到或示出。本发明同样包括准确或精确表述、特征、数值或范围等，即使这些表述、特征、数值 或范围结合例如“大致、大约、左右、基本、一般、至少”等表述(也就是说“大致是3”同样是 旨在包括“3”或“基本径向”也是旨在包括“径向”的意思)在上文或下文中被提到。而且， 表述“分别、相应地”表示“和/或”。
权利要求
一种用于熔融玻璃的搅拌系统，该搅拌系统具有搅拌容器(1)和搅拌器(3)，其中所述搅拌系统包括a.具有轴(30)和至少一个搅拌元件(4)的至少一个搅拌器(3)，b.所述搅拌元件(4)被形成为使得所述搅拌器(3)能够通过搅拌器(3)相对于搅拌容器(1)的至少一个轴向和/或平移相对运动，搅拌器(3)相对于搅拌容器(1)的至少一个后续或同步相对旋转以及搅拌器(3)相对于搅拌容器(1)的进一步轴向和/或平移相对运动而被引入搅拌容器(1)中，c.其中所述搅拌器(3)在操作状态下能够在搅拌容器(1)中旋转，并且搅拌容器(1)包括d.纵向轴线(49)，和e.内周向表面(10)，f.所述内周向表面(10)具有至少两个折流板(2)，所述至少两个折流板(2)从所述内周向表面(10)或所述内周向表面的壁向所述搅拌容器(1)的内部中延伸，g.所述折流板(2)还具有远离所述搅拌容器(1)的内周向表面(10)、基本横向于所述纵向轴线(49)至少部分地收窄的轮廓。
2.根据权利要求1所述的搅拌系统，其中所述折流板(2)绕纵向轴线(49)相对彼此偏 移 60°、90°、120° 或 180° 的角度。
3.根据权利要求2所述的搅拌系统，其中设有多个折流板(2)，在沿所述纵向轴线的相 应位置处分别附接成至少两组、每组至少两个的折流板(2)，相邻组的折流板(2)布置成相 对于彼此偏移。
4.根据权利要求3所述的搅拌系统，其中在沿所述纵向轴线(49)的每个位置处设置至 少两个、优选三个折流板(2)。
5.根据权利要求4所述的搅拌系统，其中所述内周向表面(10)基本连续并且横截面是 圆形。
6.根据权利要求5所述的搅拌系统，其中所述搅拌容器(1)的内周向表面(10)由至少 一个包围金属片材形成，并且所述折流板(2)被固定地布置在所述包围金属片材上。
7.根据权利要求6所述的搅拌系统，其中所述折流板(2)由至少另外一个金属片材形 成，所述另外一个金属片材优选地通过焊接或软焊固定地布置在所述包围金属片材上。
8.根据权利要求7所述的搅拌系统，其中所述折流板(2)的中央部分延伸进入所述搅 拌容器(1)的内部最远，而至少一个、优选两个侧面部分延伸得稍近一些。
9.根据权利要求8所述的搅拌系统，其中所述折流板(2)由一个或多个金属片材(20， 21)形成，所述一个或多个金属片材的外边缘(23)至少部分地适合于所述搅拌容器的内周 向表面(10)并且至少部分地与所述搅拌容器的内周向表面(10)连接，并且优选地具有至 少一条过渡或连结线(22)。
10.根据权利要求9所述的搅拌系统，其中所述折流板(2)具有至少一个具有第一定向 的第一面(20)和具有与第一定向不同的第二定向的第二面(21)。
11.根据权利要求10所述的搅拌系统，其中所述第一面(20)和第二面(21)相对于彼 此倾斜大约30°到120°的角度，优选大约45°到105°的角度，更优选大约60°的角度。
12.根据权利要求11所述的搅拌系统，其中所述搅拌器(3)包括a.纵向轴线(49)，和b.轴(30)c.其中所述轴(30)具有远离所述轴(30)延伸的至少一个搅拌元件(4)，d.所述搅拌元件(4)还具有远离所述轴(30)、基本横向于所述纵向轴线(49)至少部 分地收窄的轮廓或包络。
13.根据权利要求12所述的搅拌系统，其中所述搅拌器(3)具有多个搅拌元件(4)，所 述搅拌元件(4)在沿所述纵向轴线的相应位置处分别布置成至少两组、每组至少两个的搅 拌元件(4)，相邻组的搅拌元件(4)布置成相对于彼此偏移。
14.根据权利要求13所述的搅拌系统，其中所述搅拌元件(4)能够被形成为使其对应 于在操作状态下的旋转期间所述折流板(2)的轮廓。
15.根据权利要求14所述的搅拌系统，其中所述搅拌系统至少部分地、优选完全地由 氧化弥散硬化PGM材料构成。
16.根据权利要求15所述的搅拌系统，其中所述折流板(2)和/或所述搅拌器(3)、优 选地所述搅拌元件(4)具有空隙，以便减轻重量或者为熔融玻璃提供进一步的压缩。
17.—种组装如相应的在前权利要求中至少一项所述的、用于熔融玻璃的搅拌系统的 方法，所述方法的步骤如下a.通过所述搅拌器(3)相对于所述搅拌容器(1)的至少一个轴向或平移相对运动而将 所述搅拌器(3)引入所述搅拌容器(1)中，b.通过所述搅拌器(3)相对于所述搅拌容器(1)的相对旋转实现进一步后续或同步运 动，以及c.所述搅拌器(3)相对于所述搅拌容器(1)进一步轴向平移相对运动。
18.一种利用如权利要求1-16中至少一项所述的搅拌系统搅拌熔融玻璃的方法，所述 方法的步骤如下a.通过所述搅拌容器(1)的入口(11)供给熔融玻璃，b.使所述搅拌器(3)在所述搅拌容器(1)中转动并且使熔融玻璃穿过所述搅拌容器 (1)的内部，c.通过所述搅拌元件(4)和所述折流板(2)使熔融玻璃被引导通过形成在它们之间的 压缩，并且熔融玻璃在所述搅拌器(3)转动和熔融玻璃穿过所述搅拌容器(1)的内部期间 被粉碎、揉搓和/或挤压，以及d.通过所述搅拌容器(1)的出口(12)排出熔融玻璃。
全文摘要
本发明涉及一种用于熔融玻璃的搅拌系统和一种搅拌容器(1)和一种搅拌器(3)。在这种情况下，搅拌器(3)具有轴(30)和至少一个搅拌部件(4)。搅拌部件(4)被构成使搅拌器(3)能够通过搅拌器(3)相对于搅拌容器(1)的至少一个轴向或平移相对运动、搅拌器(3)相对于搅拌容器(1)的至少一个后续或同步相对旋转以及搅拌器(3)相对于搅拌容器(1)的进一步轴向或平移相对运动而被引入搅拌容器(1)中。在这种情况下，搅拌器(3)能够在操作状态下在搅拌容器(1)内旋转。此外，搅拌容器(1)包括至少两个从搅拌系统的内周向表面延伸的折流板(2)，以及用于使玻璃熔融物均质化的方法。
文档编号C03B5/187GK101959806SQ200980107048
公开日2011年1月26日 申请日期2009年3月10日 优先权日2008年4月3日
发明者R·辛格 申请人:尤米科尔股份公司及两合公司