專利名稱：攪拌系統和使玻璃熔融物均質化的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于熔融玻璃的攪拌系統、相應的攪拌容器和攪拌器、以及一種 用于組裝這些部件和用于攪拌熔融玻璃的方法。本發明具體地涉及一種用于玻璃熔融物的 攪拌系統、攪拌元件、攪拌器和攪拌容器的結構設計，它們被制作成在它們的操作模式(也 就是說玻璃熔融物的均質化)中彼此匹配。
背景技術：
由貴金屬和貴金屬合金(比如優選地PGM(PGM等于鉬族金屬))組成的結構部件 被用在玻璃工業中，尤其用在用于熔化和熱成形特殊玻璃的設備中。這些在熔融技術中使 用的設備部件，也稱為PGM產品，服務于熔融、提純、運送、均質化和分配液體玻璃。這樣的結構部件基本上是由固體PGM材料或由耐高溫材料(陶瓷耐熱材料、金屬 特殊材料)組成的結構，該結構具有例如以薄片金屬或PGM表面涂層(例如由等離子噴涂 或火焰噴涂等施加)的形式存在的薄壁的防護性PGM覆層。承載玻璃熔融物的設備部件通常是貴金屬片材結構，其被設計成薄壁的管系統。 熔融玻璃在1000°c到1700°C之間的溫度下流過這些管系統。由于PGM材料的高熔點，PGM材料的特色是耐高溫，并且還有就是它們的高機械強 度和耐磨性，因此特別適合于生產將與玻璃熔融物進行接觸的設備或設備部件中的結構部 件。合適的材料是鉬和鉬合金和/或其它鉬族金屬，也可以選擇性地包含少量賤金屬作為 進一步合金化的部件或氧化添加劑。典型地，材料是提純鉬、鉬銠合金和鉬銥合金，其包含 小量精細分布的耐高溫金屬氧化物，具體地諸如二氧化鋯或氧化釔，以提高強度和耐高溫 蠕變。玻璃熔融過程分解成以下階段熔融、提純、調節、給料和成形。為了增加玻璃均質 化的程度，使用攪拌器。攪拌是調節的一部分并因此發生在提純之后和給料之前。玻璃粘 度隨溫度的改變對所有玻璃技術都是至關重要的。為了達到均質化熔融，必須獲得動態粘 度在該溫度下為η⑴102dPa · S的溫度。作為對比，在20°C，水具有0. OldPa · s的粘度， 橄欖油具有大約102dPa · s的粘度而蜂蜜具有大約104dPa · s的粘度。熱處理，即玻璃的給 料和成形，根據具體處理在IO3到108dPa .s下進行。結果，玻璃在攪拌期間的粘度處于IO2 到104dPa · s之間。在…1450°C時，硼硅酸鹽玻璃的動態粘度例如為η 103dPa · s。如上述數據所顯示的溫度和動態粘度，有效的玻璃攪拌存在技術上的挑戰。攪拌是最重要的基本處理工程學操作之一。在其簡單模式下，兩個或多個部件彼 此聯合并且通過借助攪拌工具引入流動動作而在彼此內部分布，以此來獲得可能的最小單 元的容積中的一致組分。以下四個攪拌任務能夠被界定均質化、懸浮、分散和熱傳遞。可能通過混合器的壁發生熱傳遞，即被混合的材料和周圍介質之間的熱交換，但 是熱傳遞在用于玻璃的攪拌系統的設計中占次要地位。因為，在是玻璃的情況下，主相和附加相是液體，攪拌任務只是為了均質化。均質化是混合彼此可溶的固體或液體同時均衡濃度差別和/或溫度差別。依次混合理論上是指正被混合的材料的成分的運送。在這種情況下，可能區分出 5個獨立的基本操作，在某些環境下5個獨立的基本操作可能一個引發另一個。分布混合分布、摻合、有序矩陣和隨機矩陣基礎上的顆粒互換。就物理角度而言， 重力和庫侖摩擦力必須得克服。分散混合解體聚合體和團塊。在這種情況下，由粘合應力導致的阻力必須得克 服。層混合拉伸、擠壓、折疊和克服牛頓摩擦力。擾動混合在液體和氣體中建立(多個)擾流。擴散混合由擴散造成的濃度均衡。例如靜止流體。在混合高粘性體玻璃的情況下，這會導致涉及層混合和分布混合，該操作非常接 近揉搓。揉搓意味著高粘度的漿狀物質的混合。所涉及的能量輸入比混合低粘度的物質的 時候高很多倍。如果從流動行為的觀點考慮“揉搓”的工作過程，缺乏擾動可以被提出作為 混合操作強度的特征。通過剪切、機械分割和擠壓產生質量轉移。在處理高粘度的液體的時候存在的困難在于層流動行為。對于任何混合過程，該 行為意味著待混合的相應流細絲和成分的交換存在問題。在層流的情況下，由粘性(剪切 應力、剪切)導致的力占據優勢。為了達到限定的混合結果，層流影響整個容器體積是先決條件。在高粘度的情況下，這對于玻璃是很普遍的，只有強制給料能夠保證足夠質量的 均質化。在玻璃工業的現有技術中，設備部件也就是攪拌器負責玻璃熔融物在坩鍋或攪拌 部或攪拌室中的均質化。攪拌容器總是具有帶“光滑”壁的圓筒形或略呈圓錐形的形狀。在 連續熔融過程中，玻璃從頂部或底部在側向通過入口管被供入攪拌容器。隨后玻璃在與入 口不同的高度處在側向借助于出口管或通過容器的底部離開。入口和出口之間的高度差使 得可能在連續的玻璃熔融過程中分配攪拌元件的強制給料效果，因為整個體積的玻璃必須 穿過攪拌容器。結果，攪拌任務是影響整個容器體積的層混合和分布混合的一項任務。DE102004034798 Al涉及一種用于玻璃熔融物的攪拌系統。在該參考文獻中，設有 具有軸和至少兩組槳的攪拌器，其中所述軸限定縱向軸線。槳分別包括槳葉和至少一個開 口，該槳葉平行于縱向軸線排列。至少兩組槳彼此相隔一定距離定位在軸上。還設有至少 一組折流板，該折流板定位在兩組槳之間。
發明內容
本發明的目的在于提供一種改進的或替換的用于熔融玻璃的攪拌容器、相應的攪 拌系統以及組裝這些部件和用于攪拌熔融玻璃的方法。該目的由權利要求的主題實現。本發明具體地涉及一種帶有攪拌器和攪拌容器的攪拌系統。攪拌器和容器的幾何 形狀制造成彼此匹配，并且因此在它們的操作模式中彼此匹配，以便實現最優的攪拌結果。 圓筒形或略呈圓錐形的攪拌容器的壁具有多個附接的或整體的結構形式的折流板，所述折流板被設計成二維或三維元件，三維元件有可能被設計形成攪拌容器的壁的一部分。這會 產生如下優點容器的表面積增加，這導致玻璃改進的剪切。此外，液體由折流板引向容器 的中間，或被更好地供給到攪拌器。這確保了攪拌器作用在玻璃的整個體積上。根據本發明的用于熔融玻璃的攪拌容器具有縱向軸線。在這種情況下，攪拌容器 可以具有直線和/或曲線形狀。除了其它表面以外，攪拌容器具有可以采取不同形狀的內 周向表面。內表面可以由一種或多種金屬形成。內周向表面具有至少兩個或更多個折流板， 所述折流板遠離攪拌容器的內周向表面或攪拌容器的壁延伸進入攪拌容器更深的內部。折 流板沿縱向軸線布置在不同位置或布置在攪拌容器的不同高度或圍繞縱向軸線以從縱向 軸線偏移一個角度的方式布置。折流板可以圍繞縱向軸線在縱向軸線的一個位置和/或相鄰位置處相對于彼此 偏移60°、90°、120°或180°的角度。不規則的間隔同樣也是可以的。可以設置多個折流板，在沿縱向軸線的相應位置上，分別附接在至少兩組、每組至 少兩個的折流板上，相鄰組的折流板布置成相對于彼此偏移。本發明的另一個可替換的或附加方面涉及一種用于熔融玻璃的具有縱向軸線和 內周向表面的攪拌容器，所述內周向表面具有至少一個折流板，該折流板從內周向表面延 伸進入攪拌容器的內部。在這種情況下，折流板具有基本隨著遠離攪拌容器的內周向表面 而至少部分地收窄或變細、或呈錐形的輪廓(當橫向于縱向軸線考慮時)。從內周向表面到攪拌容器的內部，折流板的輪廓可以至少基本或完全收窄。在本發明的又一個方面的情況下，至少兩個優選三個折流板可以設置在沿縱向軸 線的各位置上。內周向表面基本上是連續的，并且其橫截面是圓形、橢圓形或卵形。攪拌容器的內周向表面可以由至少一個包圍金屬片材形成并且(一個或多個)折 流板被固定布置在包圍金屬片材上。它們可以至少部分地由包圍金屬片材機加工出來。折 流板可以由至少一種其它金屬片材形成，所述另一種金屬片材優選地通過焊接或軟焊固定 地布置在包圍金屬片材上。折流板可以使央部分延伸進入攪拌容器的內部最遠，而讓至少一個側邊部分優選 兩個側邊部分延伸得稍近一些。折流板還可以由一種或多種金屬片材形成，所述金屬片材的(一個或多個)外邊 緣至少部分地適合于攪拌容器的內周向表面，并且至少部分地與其連接，并且優選地具有 至少一條過渡或連結線。折流板具有至少一個第一面和第二面，所述第一面具有第一定向，而第二面具有 與第一定向不同的第二定向。第一面和第二面還可以相對于彼此傾斜大約30°到120°的角度，優選大約45° 到105°，更優選大約60°。根據本發明的攪拌容器可以至少部分地(優選完全地)由氧化彌散硬化PGM材料 制成，該材料尤其適用于光學用途的熔融玻璃。尤其是在攪拌容器接觸熔融玻璃的區域，該 材料特別耐腐蝕。折流板可以具有縫隙，以便減輕重量或為熔融玻璃提供進一步的壓縮。本發明的另一個附加的或可替換的方面涉及一種用于熔融玻璃的攪拌器，該攪拌器可以對應于上述攪拌容器。該攪拌器同樣具有縱向軸線，所述縱向軸線在組裝狀態下可 以與所述攪拌容器的縱向軸線重合。還提供軸，該軸具有至少一個攪拌元件，該攪拌元件遠 離軸徑向延伸。此外，攪拌元件具有遠離軸、基本橫向于縱向軸線至少部分地或基本完全地 或實際上完全地收窄的輪廓或封套(尤其是如果它旋轉時)。攪拌器具有多個攪拌元件，在沿縱向軸線相應的位置上，所述攪拌元件可以相應 地布置成至少兩組、每組至少兩個攪拌元件，相鄰組的攪拌元件布置成相對于彼此偏移。本發明的又一個附加的或可替換的方面涉及一種用于熔融玻璃、具有如上或如下 所述或所要求的攪拌容器或攪拌器的攪拌系統。在這種情況下，至少一個攪拌器設有軸和 至少一個攪拌元件。在這種情況下，攪拌元件形成為使得攪拌器能夠通過攪拌器相對于攪 拌容器的至少一個軸向或平移相對運動、攪拌器相對于攪拌容器的至少一個后續或同步相 對旋轉以及攪拌器相對于攪拌容器的進一步軸向或平移相對運動而被引入攪拌容器。在這 種情況下，操作狀態中的攪拌器能夠在攪拌容器中旋轉。(一個或多個)攪拌元件可以形成為使得它或它們對應于在操作狀態中的旋轉期 間折流板的輪廓。此外，(一個或多個)攪拌元件可以具有隨著遠離軸而收窄的輪廓或包攪拌系統可以至少局部地(優選完全地)由氧化彌撒硬化PGM材料制成。攪拌器或攪拌元件可以具有縫隙，以便減輕重量或者為熔融玻璃提供進一步的壓縮。另外，本發明涉及一種制造用于熔融玻璃、具有縱向軸線的攪拌容器的方法。該方 法具體地包括如下步驟形成內周向表面；所形成的內周向表面具有至少兩個折流板，使 得所述折流板從內周向表面延伸進入攪拌容器的內部；以及將折流板相對于縱向軸線布置 在不同的位置處并且圍繞縱向軸線偏移某個角度。本發明附加地或可替換地涉及一種制造用于熔融玻璃、具有縱向軸線的攪拌容器 的方法，其步驟如下形成內周向表面；所形成的內周向表面具有至少一個折流板，所述至 少一個折流板從內周向表面延伸進入攪拌容器的內部；以及使折流板形成或布置成具有基 本橫向于縱向軸線從內周向表面到攪拌容器的內部至少部分地收窄的輪廓。本發明還涉及一種組裝根據相應實施例或上述方面中的至少一個的、用于熔融玻 璃的攪拌系統的方法，所述方法的步驟如下通過攪拌器相對于攪拌容器的至少一個軸向 或平移相對運動、通過攪拌器相對于攪拌容器的相對旋轉進行進一步后續或同步運動以及 攪拌器相對于攪拌容器的進一步軸向或平移相對運動來將攪拌器引入攪拌容器。此外，本發明涉及一種利用根據相應實施例或上述方面中的至少一個的攪拌系統 來攪拌熔融玻璃的方法，所述方法的步驟如下通過攪拌容器的入口供給熔融玻璃；使攪 拌器在攪拌容器中轉動并且使熔融玻璃穿過攪拌容器的內部；熔融玻璃由攪拌元件和折流 板引導通過它們之間形成的壓縮，并且熔融玻璃在攪拌器轉動和熔融玻璃穿過攪拌容器內 部期間被粉碎、揉搓和/或擠壓，然后熔融玻璃通過攪拌容器的出口排出。
附圖是為了通過實例圖示根據本發明的優選實施例。在附圖中圖IA沿縱向軸線方向從上方示出了根據本發明的攪拌系統的示意圖，附有根據本發明的攪拌容器的一個實施例，所述攪拌容器帶有與之相應的攪拌器。圖IB示出了沿根據圖IA的A-A截取的橫截面示意圖；圖IC示出了根據本發明的折流板的示意圖(只包括其自身，沒有攪拌容器)；圖ID示出了根據本發明的攪拌器的透視圖；圖IE示出了如圖ID所示的攪拌器和如圖IC所示的折流板之間的相互作用；圖2A沿縱向軸線方向示出了根據本發明的另一個攪拌系統的示意圖，附有根據 本發明的攪拌容器的另一個實施例，所述攪拌容器帶有與之相應的攪拌器；圖2B示出了沿根據圖2A的B-B截取的橫截面示意圖；圖2C示出了根據本發明的其它折流板的示意圖(只包括其自身，沒有攪拌容 器)；圖2D示出了根據本發明的另一個攪拌器的透視圖；圖2E示出了如圖2D所示的攪拌器和如圖2C所示的折流板之間的相互作用；圖3A沿縱向軸線方向示出了根據本發明的又一個攪拌系統的示意圖，附有根據 本發明的攪拌容器的又一個實施例，所述攪拌容器帶有與之相應的攪拌器；圖3B示出了沿根據圖3A的C-C截取的橫截面示意圖；圖3C示出了根據本發明的另一些折流板的示意圖(只包括其自身，沒有攪拌容 器)；圖3D示出了根據本發明的又一個攪拌器的透視圖；圖3E示出了如圖3D所示的攪拌器和如圖3C所示的折流板之間的相互作用；圖4A沿縱向軸線方向示出了根據本發明的再一個攪拌系統的示意圖，附有根據 本發明的攪拌容器的再一個實施例，所述攪拌容器帶有與之相應的攪拌器；圖4B示出了沿根據圖4A的D-D截取的橫截面示意圖；圖4C示出了根據本發明的又一些折流板的示意圖(只包括其自身，沒有攪拌容 器)；圖4D示出了根據本發明的再一個攪拌器的透視圖；圖4E示出了如圖4D所示的攪拌器和如圖4C所示的折流板之間的相互作用；圖5A沿縱向軸線方向示出了根據本發明的再一個攪拌系統的示意圖，附有根據 本發明的攪拌容器的再一個實施例，所述攪拌容器帶有與之相應的攪拌器；圖5B示出了沿根據圖5A的E-E截取的橫截面示意圖；圖5C示出了根據本發明的再一些折流板的示意圖(只包括其自身，沒有攪拌容 器)；圖5D示出了根據本發明的再一個攪拌器的透視圖；圖5E示出了如圖5D所示的攪拌器和如圖5C所示的折流板之間的相互作用；圖6A沿縱向軸線方向示出了根據本發明的再一個攪拌系統的示意圖，附有根據 本發明的攪拌容器的再一個實施例，所述攪拌容器帶有與之相應的攪拌器；圖6B示出了沿根據圖6A的F-F截取的橫截面示意圖；圖6C示出了根據本發明的又一些折流板的示意圖(只包括其自身，沒有攪拌容 器)；圖6D示出了根據本發明的再一個攪拌器的透視圖6E示出了如圖6D所示的攪拌器和如圖6C所示的折流板之間的相互作用。
具體實施例方式圖IA示出了具有軸30的攪拌器3，該攪拌器3可旋轉地布置在提純室的攪拌容器 內。在該圖中，能具體地看到相對于彼此沿縱向軸線偏移的攪拌元件4。在圖示出的實施例 中，攪拌元件4相對于彼此偏移90°。從攪拌容器的內壁10向內延伸的折流板2也能夠在 該平面圖中看到。這些折流板可以完全地或部分地突出到由攪拌元件4留下的空隙中。該功能在圖IB中被更清楚地示出。圖IB顯示了在該圖中能看到的折流板2朝向 攪拌容器1的內部呈錐形或收窄形狀。折流板2以使折流板占據攪拌器的各個攪拌元件4 之間的空余空間并使該空余空間變得更小的方式附接至攪拌容器1的內周向表面。然而在這種情況下，只有基本垂直于圖IB中的紙平面延伸的折流板2能夠被看 到。在其它的折流板中，只有那些位于后面的被示出了。攪拌元件4能夠在操作期間自由 旋轉，并且因而利用更多由折流板2留下的空隙。在圖IA和IB中，可以看到在攪拌器3 旋轉期間玻璃熔融物是如何被所述攪拌器的攪拌元件4揉搓、剪切和以其它方式加工，盡 管玻璃熔融物能夠從入口 11行進到出口 12。折流板包括平面的傾斜金屬片材，所述金屬片材呈切線地被附接在距截頭錐的側 表面(攪拌容器的內壁)一定距離處。在每個攪拌元件的空隙中，兩個折流板彼此呈鏡面 反向相對。折流板沿中心軸線30徑向偏移一個角度。除了示出的攪拌器3相對于攪拌容器1的同心布置，利用攪拌元件4和折流板2 的合適構造，同樣可以實現非同心布置。圖IC示出了折流板2可以如何被形成的透視圖。可以設置第一壁20和第二壁 21，并且所述第一壁20和第二壁21可以具有線性過渡22。朝著攪拌容器的內壁10(未示 出)設有相應的外側面23，所述外側面完全面對內壁10或者與其連接。內壁和外側面之間 的間隙(未示出)也是可以想見的。攪拌器3在圖ID中透視地示出。在軸30上具有攪拌元件4，所述攪拌元件4沿 攪拌器3的縱向軸線(未示出)間隔開。附接在攪拌軸或軸30上的各個攪拌元件4采取 兩個截頭錐42、43的形式，所述兩個截頭錐42、43中的一個倒置在另一個上并且具有兩個 相互平行的、平面的第一和第二面或金屬片材40、41。平面由雙曲線邊緣界定，所述雙曲線 邊緣由軸向平行的錐形截面構成。平面的位置從一個攪拌元件到另一個攪拌元件以成角度 的方式徑向偏移。該形式還可以可替換地描述為在所示出的實施例中，攪拌元件4具有 基本平面的第一面40和相應的第二面41，所述第一面的第二面均具有菱形形狀，同時較平 的夾角被倒圓。第一面40和第二面41基本平行于攪拌器3的縱向軸線延伸，并且第一面 40和相應的第二面41在每種情況下都在距縱向軸線相同距離處彼此相對。攪拌元件4分 別由第三面42和第四面43封閉。在示出的實施例中，攪拌元件如何在整個長度上向外收 窄是很清楚的，同時第三面42和第四面43在一條線上過渡到彼此。此線可以是直線也可 以是曲線。在圖示的實施例中，此線略微彎曲，因此此線在攪拌器的旋轉過程中劃出的不太 像是直線而更像是圓或大體是個圓。圖ID中最下面的攪拌元件4在向下方向上具有頂角 (slight point)44，所述頂角基本由第四面43的相應形狀形成。圖IE示出了攪拌元件4和折流板2的相互作用，出于簡化的原因內壁未被示出。可以看到攪拌元件4在攪拌器旋轉期間是多么緊密地裝配到由折流板所形成的輪廓中去 的。由于攪拌元件4和折流板2的體積大，因此熔融玻璃在其流過攪拌容器時被頻繁 地引導通過壓縮。攪拌元件和折流板之間的相對運動揉搓玻璃熔融物。攪拌元件和折流板 的徑向成角度偏移布置具有如下效果玻璃流在每一層被攪拌元件加倍地粉碎。攪拌元件的徑向成角度偏移使得首先將攪拌器下降到攪拌容器內成為可能，其也 可以被替換成下降攪拌元件的高度然后轉動一個偏移角。圖2A示出了變型的攪拌元件104，所述變型的攪拌元件由基本水平布置的金屬片 材和基本豎直布置的面形成。除了其它原因以外，這是一種省材料的變型，該變型能使其所 使用的材料得到更大的節省。特別是在圖2A中，可以更清楚水平金屬片材能夠怎么成角度 偏離。與基本水平的金屬片材一起形成攪拌元件的、基本豎直布置的第二金屬片材成形為 使得當示出的攪拌器被插入攪拌容器時，所述基本豎直的金屬片材在以平移的方式運動時 裝配在折流板的水平的面之間。圖2B示出了相應的折流板102和攪拌元件104在已安裝好的狀態下的相互作用。 在組裝期間，由于折流板和攪拌元件的偏移布置，最下面的攪拌元件如何必須在最上面的 折流板之間以平移的方式移動，以便隨后被轉動，在這里是90°，并且以平移的方式在兩個 折流板之間移動等等同樣很清楚。布置在更上面的攪拌元件相應地移動通過折流板。圖2C示出了根據本實施例的折流板102的形狀及組成部件，所述組成部件部分地 裝配在一起和/或由各個部件連結在一起而且沿線122從一個過渡到另一個上。在此能夠 看到由折流板從外向內形成的圓錐形輪廓。折流板102以占據攪拌器的各個攪拌槳葉之 間的空余空間并且使該空余空間變得更小的方式被附接至攪拌容器的內周向表面(未示 出)。可以采用與攪拌器類似的方式由水平和通過中心交叉的平面豎直金屬片材120、121 構造折流板102。水平金屬片材具有填充攪拌槳葉的空余空間的輪廓。在每個攪拌槳葉空 隙，兩個折流板彼此鏡面反向相對。沿著中心軸線，折流板以成角度的方式徑向偏移。圖2D示出了帶有相應攪拌元件104的軸30，所述攪拌元件由金屬片材140和141 形成。附接到攪拌軸上的各個攪拌元件104包括啞鈴形平面的水平金屬片材141和豎直三 角形金屬片材140。豎直三角形金屬片材140從中心交叉啞鈴形水平金屬片材141并且它 們的底邊貼著軸30，從而它們的尖端位于攪拌器的最外周上。攪拌元件104的位置以成角 度的方式相對于彼此徑向偏移。圖2E示出了攪拌元件104和折流板102的相互作用。攪拌元件104的三角形豎 直金屬片材140使玻璃熔融物徑向地移動。每當它們穿過彼此時，在旋轉過程中攪拌器的 豎直金屬片材140和攪拌容器的折流板102之間有規律地形成壓縮。這些壓縮壓迫玻璃熔 融物。裝配入攪拌器槳葉和折流板中的水平金屬片材持續地切斷玻璃流。根據圖3A，三個攪拌元件204相對于彼此分別偏移120°。折流板202相應地形 成，以便如上所述地組裝攪拌器和攪拌容器。在圖3B中，能夠看到攪拌元件204和折流板202的錐形形狀。折流板202和攪拌元件204的相應結構由圖3C和3D表示。這些折流板和攪拌 元件分別由金屬片材220、221和240、241構造，它們基本相對于彼此橫向地排列。折流板 202以占據攪拌器的各個攪拌器槳葉之間的空余空間并且使該空余空間變得更小的方式被附接至攪拌容器的內周向表面(未示出)上。折流板202以與組成攪拌器類似的方式由水 平和基本交叉的平面豎直金屬片材220、221構造。水平金屬片材220具有填充攪拌槳葉的 空余空間的輪廓。沿著中心軸線，折流板以成角度的方式徑向偏移。附接到攪拌軸或軸30上的各個攪拌元件204包括星形形狀、平面的水平金屬片材 241和豎直三角形金屬片材240。豎直三角形金屬片材240位于水平金屬片材241的星形 的每個頂點上并且通過中心與它們交叉。豎直金屬片材240的底邊緊靠攪拌器軸30，因此 它們的頂點位于攪拌器的最外周處。攪拌器槳葉的位置相對于彼此以成角度的方式徑向偏 移。此處由攪拌元件可以清楚地得知金屬片材241可以具有基本矩形形狀。該功能能夠從圖3E看出并且基本與上面所述相同。可以具有硬度優勢的更復雜的結構在圖4A到圖4E中示出。根據圖4A，在組裝過 程中攪拌元件304能夠以上面已經描述的方式引導通過折流板302之間。在圖4C和4D中，顯示了這些元件的結構。圖4C中表示了一個相對簡單的折流 板302結構由兩個金屬片材320和321在連結線322處匯合，而圖4D示出了由相對大量 的金屬片材340到343組裝成的攪拌元件304。攪拌元件附接到攪拌軸或軸30上并且具 有一個倒置在另一個上的兩個金字塔形形狀。攪拌元件以成角度的方式相對于彼此徑向偏 移。折流板302包括平面的、傾斜金屬片材，所述金屬片材切向地附接在距離攪拌元件的金 字塔形的邊緣一定距離處。沿著中心軸線，折流板以成角度的方式徑向偏移。根據本發明，很清楚可能存在大量不同形式的各個元件和它們彼此連結在一起的 方法。圖4E示出了各元件的相互作用。折流板302以占據攪拌器的各個攪拌元件304之間 的空余空間并且使該空余空間變得更小的方式被附接至攪拌容器的內周向表面(未示出) 上。由于攪拌元件和折流板的體積大，因此熔融玻璃在其流過攪拌容器時被頻繁引導通過 壓縮。在這些壓縮中的這兩個攪拌元件之間的相對運動揉搓玻璃熔融物。攪拌元件和折流 板的徑向成角度偏移布置具有如下效果玻璃流在每一層被攪拌元件加倍地粉碎。攪拌元件的徑向成角度偏移使得首先將攪拌器下降到攪拌容器內成為可能，其也 可以被替換成下降攪拌元件的高度然后轉動一個偏移角。圖5A到圖5E示出了本發明的又一個實施例，特別是具有偏移布置的折流板402 和與之相配合的攪拌元件404的結構。在本實施例示出的折流板402的情況下，很清楚它 們可以被成對連接或全部彼此連接。這增加了攪拌容器(未示出)的穩定性。折流板402 以占據攪拌器的各個攪拌元件304之間的空余空間并且使該空余空間變得更小的方式被 附接至攪拌容器的內周向表面(未示出)上。根據圖5C，折流板包括平面的、豎直和水平金 屬片材420、421，所述金屬片材以其只留下三角形棱柱422形式的開口的方式被附接至攪 拌容器的內周向表面。攪拌元件404(或攪拌槳葉)具有形狀上類似但小于由折流板留下敞開的三角形 空間422的水平橫截面積。每個攪拌元件由兩個相對的水平三角形金屬片材441形成并且 在它們的周邊由三個豎直護套片材440封閉。沿著攪拌容器的中心軸線，折流板以成角度的方式徑向偏移。由于攪拌元件和折 流板的體積大，因此熔融玻璃在其流過攪拌容器時被頻繁地引導通過壓縮。在這些壓縮中 的這兩個攪拌元件之間的相對運動揉搓玻璃熔融物。攪拌元件和折流板的徑向成角度偏移 布置具有如下效果玻璃流在每一層被攪拌元件加倍地粉碎。
攪拌元件的徑向成角度偏移使得首先將攪拌器下降到攪拌容器內成為可能，其也 可以被替換成下降攪拌元件的高度然后轉動一個偏移角。圖6A到圖6E示出了帶有折流板502和攪拌元件504的實施例，所述折流板和攪拌 元件同樣由多個金屬片材520和523以及540和541組裝而成，并且如圖6E所示般配合。
被附接到攪拌軸30上的各個棱柱狀攪拌元件504具有星形底面積，比較圖6D。該 底面積與攪拌軸的軸線正交。攪拌元件相對于彼此以成角度方式徑向偏移。根據圖6C和圖6E，折流板502以占據攪拌器的各個攪拌元件之間的空余空間并且 使該空余空間變得更小的方式被附接至攪拌容器的內周向表面(未示出)上。折流板包括 平面的、豎直和水平金屬片材522、523和520、521，所述金屬片材以其只留下星形形式的開 口的方式被附接至攪拌容器的內周向表面。沿著中心軸線，折流板以成角度的方式徑向偏 移。由于攪拌元件504和折流板502的體積大，因此熔融玻璃在其流過攪拌容器時被 頻繁地引導通過壓縮。在這些壓縮中的這兩個攪拌元件之間的相對運動揉搓玻璃熔融物。 攪拌元件和折流板的徑向成角度偏移布置具有如下效果玻璃流在每一層被攪拌元件加倍 地粉碎。攪拌元件的徑向成角度偏移使得首先將攪拌器下降到攪拌容器內成為可能，其也 可以被替換成下降攪拌元件的高度然后轉動一個偏移角。本發明同樣包括如圖所示的各個特征，即使它們未與其它特征聯合示出和/或沒 有在上文或下文中提到。本發明同樣包括具有任意特征組合的實施例，所述特征在上文或下文中針對不同 實施例被提到或示出。本發明同樣包括準確或精確表述、特征、數值或范圍等，即使這些表述、特征、數值 或范圍結合例如“大致、大約、左右、基本、一般、至少”等表述(也就是說“大致是3”同樣是 旨在包括“3”或“基本徑向”也是旨在包括“徑向”的意思)在上文或下文中被提到。而且， 表述“分別、相應地”表示“和/或”。
權利要求
一種用于熔融玻璃的攪拌系統，該攪拌系統具有攪拌容器(1)和攪拌器(3)，其中所述攪拌系統包括a.具有軸(30)和至少一個攪拌元件(4)的至少一個攪拌器(3)，b.所述攪拌元件(4)被形成為使得所述攪拌器(3)能夠通過攪拌器(3)相對于攪拌容器(1)的至少一個軸向和/或平移相對運動，攪拌器(3)相對于攪拌容器(1)的至少一個后續或同步相對旋轉以及攪拌器(3)相對于攪拌容器(1)的進一步軸向和/或平移相對運動而被引入攪拌容器(1)中，c.其中所述攪拌器(3)在操作狀態下能夠在攪拌容器(1)中旋轉，并且攪拌容器(1)包括d.縱向軸線(49)，和e.內周向表面(10)，f.所述內周向表面(10)具有至少兩個折流板(2)，所述至少兩個折流板(2)從所述內周向表面(10)或所述內周向表面的壁向所述攪拌容器(1)的內部中延伸，g.所述折流板(2)還具有遠離所述攪拌容器(1)的內周向表面(10)、基本橫向于所述縱向軸線(49)至少部分地收窄的輪廓。
2.根據權利要求1所述的攪拌系統，其中所述折流板(2)繞縱向軸線(49)相對彼此偏 移 60°、90°、120° 或 180° 的角度。
3.根據權利要求2所述的攪拌系統，其中設有多個折流板(2)，在沿所述縱向軸線的相 應位置處分別附接成至少兩組、每組至少兩個的折流板(2)，相鄰組的折流板(2)布置成相 對于彼此偏移。
4.根據權利要求3所述的攪拌系統，其中在沿所述縱向軸線(49)的每個位置處設置至 少兩個、優選三個折流板(2)。
5.根據權利要求4所述的攪拌系統，其中所述內周向表面(10)基本連續并且橫截面是 圓形。
6.根據權利要求5所述的攪拌系統，其中所述攪拌容器(1)的內周向表面(10)由至少 一個包圍金屬片材形成，并且所述折流板(2)被固定地布置在所述包圍金屬片材上。
7.根據權利要求6所述的攪拌系統，其中所述折流板(2)由至少另外一個金屬片材形 成，所述另外一個金屬片材優選地通過焊接或軟焊固定地布置在所述包圍金屬片材上。
8.根據權利要求7所述的攪拌系統，其中所述折流板(2)的中央部分延伸進入所述攪 拌容器(1)的內部最遠，而至少一個、優選兩個側面部分延伸得稍近一些。
9.根據權利要求8所述的攪拌系統，其中所述折流板(2)由一個或多個金屬片材(20， 21)形成，所述一個或多個金屬片材的外邊緣(23)至少部分地適合于所述攪拌容器的內周 向表面(10)并且至少部分地與所述攪拌容器的內周向表面(10)連接，并且優選地具有至 少一條過渡或連結線(22)。
10.根據權利要求9所述的攪拌系統，其中所述折流板(2)具有至少一個具有第一定向 的第一面(20)和具有與第一定向不同的第二定向的第二面(21)。
11.根據權利要求10所述的攪拌系統，其中所述第一面(20)和第二面(21)相對于彼 此傾斜大約30°到120°的角度，優選大約45°到105°的角度，更優選大約60°的角度。
12.根據權利要求11所述的攪拌系統，其中所述攪拌器(3)包括a.縱向軸線(49)，和b.軸(30)c.其中所述軸(30)具有遠離所述軸(30)延伸的至少一個攪拌元件(4)，d.所述攪拌元件(4)還具有遠離所述軸(30)、基本橫向于所述縱向軸線(49)至少部 分地收窄的輪廓或包絡。
13.根據權利要求12所述的攪拌系統，其中所述攪拌器(3)具有多個攪拌元件(4)，所 述攪拌元件(4)在沿所述縱向軸線的相應位置處分別布置成至少兩組、每組至少兩個的攪 拌元件(4)，相鄰組的攪拌元件(4)布置成相對于彼此偏移。
14.根據權利要求13所述的攪拌系統，其中所述攪拌元件(4)能夠被形成為使其對應 于在操作狀態下的旋轉期間所述折流板(2)的輪廓。
15.根據權利要求14所述的攪拌系統，其中所述攪拌系統至少部分地、優選完全地由 氧化彌散硬化PGM材料構成。
16.根據權利要求15所述的攪拌系統，其中所述折流板(2)和/或所述攪拌器(3)、優 選地所述攪拌元件(4)具有空隙，以便減輕重量或者為熔融玻璃提供進一步的壓縮。
17.—種組裝如相應的在前權利要求中至少一項所述的、用于熔融玻璃的攪拌系統的 方法，所述方法的步驟如下a.通過所述攪拌器(3)相對于所述攪拌容器(1)的至少一個軸向或平移相對運動而將 所述攪拌器(3)引入所述攪拌容器(1)中，b.通過所述攪拌器(3)相對于所述攪拌容器(1)的相對旋轉實現進一步后續或同步運 動，以及c.所述攪拌器(3)相對于所述攪拌容器(1)進一步軸向平移相對運動。
18.一種利用如權利要求1-16中至少一項所述的攪拌系統攪拌熔融玻璃的方法，所述 方法的步驟如下a.通過所述攪拌容器(1)的入口(11)供給熔融玻璃，b.使所述攪拌器(3)在所述攪拌容器(1)中轉動并且使熔融玻璃穿過所述攪拌容器 (1)的內部，c.通過所述攪拌元件(4)和所述折流板(2)使熔融玻璃被引導通過形成在它們之間的 壓縮，并且熔融玻璃在所述攪拌器(3)轉動和熔融玻璃穿過所述攪拌容器(1)的內部期間 被粉碎、揉搓和/或擠壓，以及d.通過所述攪拌容器(1)的出口(12)排出熔融玻璃。
全文摘要
本發明涉及一種用于熔融玻璃的攪拌系統和一種攪拌容器(1)和一種攪拌器(3)。在這種情況下，攪拌器(3)具有軸(30)和至少一個攪拌部件(4)。攪拌部件(4)被構成使攪拌器(3)能夠通過攪拌器(3)相對于攪拌容器(1)的至少一個軸向或平移相對運動、攪拌器(3)相對于攪拌容器(1)的至少一個后續或同步相對旋轉以及攪拌器(3)相對于攪拌容器(1)的進一步軸向或平移相對運動而被引入攪拌容器(1)中。在這種情況下，攪拌器(3)能夠在操作狀態下在攪拌容器(1)內旋轉。此外，攪拌容器(1)包括至少兩個從攪拌系統的內周向表面延伸的折流板(2)，以及用于使玻璃熔融物均質化的方法。
文檔編號C03B5/187GK101959806SQ200980107048
公開日2011年1月26日 申請日期2009年3月10日 優先權日2008年4月3日
發明者R·辛格 申請人:尤米科爾股份公司及兩合公司