FI80438C - Anordning foer upphettning av ett material, fraemst foer smaeltning av material foer en glaskomposition. - Google Patents

Description

1 80438

Materiaalinkuumennuslaite, mieluimmin lasiseosmaterialin sulattamista varten Tämä keksintö koskee materiaalin kuumennuslaitetta, 5 nimenomaan lasiseoksen sulattamista varten, käsittäen oleellisesti lieriön muotoisen säiliön, joka on tarkoitettu sisältämään tietyn määrän kuumennettavaa materiaalia ja pyörimään pääasiassa pystysuoran akselin ympäri, kun se on tuettu tukilaitteella, joka on asennettu pyöriväksi 10 pääasiassa sama-akselisesti säiliön akselin kanssa, ja laitteet materiaalin kuumentamiseksi säiliössä.

Tällainen laite tunnetaan US-patentista 4 381 934. Siinä, pystyakselin käsittävä pyörivä säiliö esitetään suositeltavana rakenteena. Samalla tavalla suun-15 nattuja pyöriviä sulatuslaitteita esitetään myös esimerkiksi US-patenteissa nrot 2 007 755, 2 834 157 ja 3 917 479.

Tällaiset järjestelyt voivat olla tyydyttäviä suhteellisen pienessä mittakaavassa tapahtuvassa toiminnassa, 20 mutta käytettäessä tällaista prosessia kaupallisen valmistuksen edellyttämässä laajuudessa pyörivässä laitteessa voi syntyä suuria epävakaisuuksia, jotka pystyvät kuormittamaan voimakkaasti kiinnitysrakennetta. Eräs syy näihin epävakaisuuksiin voi olla säiliössä olevan materiaalin 25 epätasainen jakautuminen. Toinen syy voi olla lämmön aiheuttama säiliön vääntyminen. Niin kauan kuin pyörivän säiliön ja sen sisällön painopiste on pystysuoralla pyörimisakselilla, järjestelmä on stabiili. Jos painopiste poikkeaa pyörimisakselista, järjestelmä pyrkii saamaan 30 mainitut tekijät sopusointuun keskenään, mikä saattaa pakottaa säiliön pois sille tarkoitetusta asemoinnista ja aiheuttaa värähtelyttä ja tärinää. Aikaisemmissa laitteissa pyritään tavallisesti estämään pyörivän säiliön siirtyminen pois sille tarkoitetusta linjasta, mutta kaupal-35 liseen valmistukseen tarkoitetussa säiliössä tällaiseen 2 80438 toimintoon liittyvät voimat voivat olla niin suuria, että säiliö tai muut rakenneosat vääntyvät tai taipuvat, mikä aiheuttaa muita värähtelyttä tai tärinää. Myös seosmateri-aalien syöttäminen tarkasti määrättyyn kohtaan säiliössä 5 voi olla vaikeaa, jos sen liike on epävakaa. Näin ollen olisikin toivottavaa, että US-patentin 4 381 934 mukaisella sulatusprosessilla saatavat edut voitaisiin säilyttää kehittämällä tarkoituksenmukaiset laitteet suhteellisen massiivisen säiliön tukemiseksi ja pyörittämiseksi vakaa-10 na.

Asetetut tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisella laitteella, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista, että tukilaite on sijoitettu erilleen säiliöstä nivelait-teilla, jotka liittävät säiliön tukilaitteeseen, niin että 15 säiliö pääsee laajenemaan säteen suunnassa tukilaitteeseen nähden.

Näin on kehitetty tuki- ja käyttölaite, jolla massiivinen, pystyakselissa pyörivä säiliö saadaan dynaamisesti itsestabiloivaksi. Keksintö käsittää useita uusia 20 tunnusmerkkejä, jotka muodostavat yhdessä suositeltavan rakenteen.

Päätunnusmerkki on tietenkin edellä mainittu säiliön erottaminen tukilaitteistaan. Säiliön varsinainen säiliöosa tai rumpu on tietyllä etäisyydellä sitä ympäröi-25 västä tukipöydästä siten, että niiden välissä on säteen suuntainen liikkumatila, jolloin tukirakenne on eristetty niistä lämpölaajenemis- ja vääntymisvaikutuksista,joita voi kohdistua rumpuun. Vaikka näiden välinen liike salli-taankin, säiliön ja tukiosan sama-akselisuus säilyy. Tuki-30 pöytä on järjestetty niin, että se kääntyy pääasiassa pystysuorassa akselissa, joka on samalla kohdalla säiliön lieriöakselin kanssa.

Edullisesti rummun tuki on järjestetty rummun ja sen sisällön painopisteen yläpuolelle ja rumpu on kiinni-35 tetty niin, että sen pystyakseli pääsee värähtelemään.

Il 3 80438 Näin on saatu aikaan heiluria muistuttava vaikutus, joka mahdollistaa itsekeskiöinnin ja jolla vältetään absoluuttinen kiinnitys. Jos painopiste poikkeaa ajatellusta pyörimisakselista, painovoima vetää painopistettä ajateltua 5 akselia päin. Toisaalta tukitason yläpuolella oleva painopiste saa aikaan epävakaan, päinvastaisen heiluritilan-teen. Jos yritetään estää kokonaan järjestelmän painopisteen siirtyminen, suurtuotantoon tarkoitettuun laitteeseen muodostuu kohtuuttoman suuria kuormituksia.

10 Tietty vaikutus säiliön suurta sivusiirtymistä vas taan saadaan aikaan muodostamalla tukipinnat kartiomaisik-si, toisin sanoen tukiteloihin koskettava tukipöydän pinta kallistuu alaspäin säiliön keskiosaa päin. Näin vältetään turvautuminen yksinomaan sivukiinnityslaitteisiin 15 säiliön pitämiseksi paikallaan. Tukirullien kantavat pinnat ovat mieluimmin myös kartiomaisia jokaisen kartion kärjen tullessa tällöin säiliön pyörimisakselille, niin että rullien tangentiaaliset nopeudet vastaavat tukipinnan tangentiaalista nopeutta niiden välisillä kosketusviivoil-20 la, jolloin kuluminen, melu ja värähtely vähenevät.

Edullisessa rakenteessa tuki on järjestetty painopisteen yläpuolelle tukirakenteella, joka on erillään rummusta ja kiinnitetty rummun alaosaan. Pitkänomaiset nivel-rakenteet ulottuvat tukirakenteesta rummussa oleviin kiin-25 nityspisteisiin. Koska rummussa oleva vuorausmateriaali on sisäkartio, rummun alaosat on eristetty paremmin sen sisällä olevasta kuumuudesta kuin yläosat. Sen vuoksi nivel-laitteet onkin kiinnitetty rummun alaosaan, koska sen muoto on siellä stabiilimpi. Rummun yläosat voivat joutua 30 alttiiksi lämpölaajenemiselle ja kutistumiselle ja niiden muoto voi muuttua joskus, niin että tukijärjestelmän kiinnittäminen niihin aiheuttaisi epäsymmetriset olosuhteet ja näin ollen pyörimisjärtelmän epävakaisuus. Koska kiinnitys tapahtuu rummun suhteellisen viileään alaosaan ja 35 rumpu tuotetaan mieluimmin sen painopisteen yläpuolelta, 4 80438 nivellä!tteet suuntautuvat mieluimmin alaspäin tukirakenteesta niiden rummussa oleviin kiinnityspisteisiin. Nivel-laitteet saavat myös aikaan joustavuutta säteen suunnassa, jolloin etuna on, että tukilaitteet erotetaan rakenteelli-5 sesti rummusta. Tämä järjestelmä sallii rummun lämpölaajenemisen tai vääntymisen, mutta pitää rummun kiinni tuki-laitteissa. Nivellaitteet käsittävät mieluimmin useita tankoja, mutta ne voivat olla myös levyjä, vaijereita, hihnoja tai vastaavia.

10 Edullisten rakenteiden eräs tärkeä näkökohta on, että niihin on järjestetty tukipöytään vaikuttavat vaakasuorat kiinnityslaitteet. Vaakasuorat kiinnityslaitteet voivat olla pyöriä, jotka ovat erillään niistä pystysuorista tukipyöristä, joihin pöytä on tuettu. Vaikka käsi-15 teltävällä järjestelmällä ei pyritäkään absoluuttiseen vaakakiinnitykseen, järjestelmään saadaan suurempi stabilointi teho, kun joustavia, vaakasuoria keskiöintivoimia kohdistetaan tukipöytään poikkeamin hallitsemiseksi ja värähtelyjen vaimentamiseksi (toisin sanoen kääntöliik-20 keet). Kun tukipöydän pyörimistä varten järjestetään erillinen käyttölaite vaakasuoran kiinnityslaitteen kautta, kantavat pystysuorat tukilaitteet voidaan voidella ja säiliön tukijärjestelmää varten voidaan käyttää erilaisia rakennemuotoja ja materiaaleja.

25 Keksinnön nämä ja muut piirteet käyvät selville piirustuksesta ja seuraavasta edullista rakennetta koskevasta yksityiskohtaisesta selostuksesta.

Piirustus esittää pystyleikkausta käsiteltävän keksinnön mukaiset parannukset käsittävän pyörivän kuumennus-30 laitteen edullisesta rakenteesta.

Tämä erääseen edulliseen rakenteeseen liittyvä selostus koskee lasiseoksen sulatusmenetelmää, mutta on kuitenkin huomattava, että keksintöä voidaan soveltaa myös muihin menetelmiin. Menetelmän yksityiskohdat voidaan lu-35 kea US-patentista 4 381 934, joten niitä ei tarvitse toistaa tässä.

tl 5 80438

Piirustuksen esittämässä erikoisrakenteessa sula-tussäiliön perusrakenteena on rumpu 10, joka voidaan valmistaa teräksestä, ja joka on pääasiassa lieriön muotoinen sekä käsittää pääasiassa avonaisen yläosan ja alaosan, 5 joka on poistoaukkoa lukuunottamatta suljettu. Rumpu 10 on kiinnitetty pystyakselissa pyöriväksi seuraavassa yksityiskohtaisesti selostettavalla tavalla. Pääasiassa koteloitu syvennys on muodostettu sulatussäiliöön yleisesti viitenumerolla 11 merkityllä kansirakenteella, joka on 10 varustettu kiinteällä tuella. Kansi 11 voidaan tehdä erilaisista materiaaleista ja eri muotoina, kuten sulatusuunien asiantuntijat hyvin tietävät. Kuviossa esitetty edullinen rakenne on ylöspäin kaareutuva holvirakenne, joka on tehty useista tulenkestävistä elementeistä 12. Esite-15 tyssä tyypillisessä holvirakenteessa holvielementit tukeutuvat kehän muotoiseen tukirakenteeseen 13. Kiinteän kannen ja pyörivän säiliön välinen alue voidaan sulkea eri tavoin. Piirustuksessa esitetyssä järjestelyssä levyele-mentit 14 suuntautuvat vähän rummun 10 yläkehän alapuolel-20 le ja ne on tuettu kiinteällä tukilevyllä 15. Tiivistys-elementit voidaan järjestää sulkemaan holvielementtien 12 ja levyelementtien 14 välinen aukko. On huomattava, että kantta varten voidaan käyttää yhtä kappaletta olevia ja tasaisia, riippuvia rakenteita ja muita materiaaleja joko 25 jäähdytettyinä tai jäähdyttämättöminä.

Seosmateriaalit, jotka ovat mieluimmin jauhemaisia, voidaan syöttää kuumennussäiliön syvennykseen vesijäähdytteisellä kourulla 20. Seosmateriaalikerros 21 tulee rummun 10 sisäseinämiin ja toimii eritysvuorauksena. Rummun 30 pyöriessä syöttökouru 20 johtaa seosmateriaalin vuorauksen 21 yläosiin. Kuumentaminen seosmateriaalin sulattamiseksi voidaan järjestää yhdellä tai useammalla polttimella 11, jotka menevät kannen 11 läpi. Mieluimmin useita polttimia 22 on järjestetty kannen kehän ympäri, jolloin ne suuntaa-35 vat liekkinsä laajalle alueella vuorausta 21. Polttimet 6 80438 ovat mieluimmin vesijäähdytteisiä niiden suojaamiseksi säiliön vaativilta olosuhteilta. Poistokaasut tulevat ulos säiliöstä kannessa 11 olevasta aukosta 23 tai pohja-aukosta 25. Vuorauksen 21 pinnassa olevan seosmateriaalin su-5 laessa se virtaa alas kaltevaa vuorausta pitkin säiliön pohjan keskellä olevaan poistoaukkoon 25. Poistoaukko 25 voidaan varustaa tulenkestävällä keramiikkaholkilla 26. Sulan materiaalin muodostama virta 27 putoaa vapaasti säiliöstä kiinteään säiliöön 28 ja se voidaan sen jälkeen 10 siirtää sulatusprosessia täydentävään lisäkäsittelyyn.

Piirustus esittää useita vaihtoehtoisia rakenteita, jotka liittyvät patenttihakemuksen nro 865333, joka on jätetty samanaikaisesti tämän kanssa, ja jotka sisältyvät edulliseen rakenteeseen. Pyörivän rummun 10 yläkehän ja 15 kiinteän kannen 11 väliseen rajapintaan voidaan järjestää ilmasulku joka käsittää kiinteän, pyöreän, vettä sisältävän säiliön ja pyöreän laippaosan 31, joka suuntautuu pyörivästä rummusta alaspäin säiliöön. Rummun alapäähän voidaan järjestää samanlainen kiinteä vesisäiliö 32 ja laippa 20 33, joka suuntautuu pyörivästä rummusta alaspäin.

Rakenteeseen kuuluu lisäksi laite, joka jäähdyttää rummun 10 yläkehäosan siinä tapauksessa, että vuorauksen 21 epätasainen pidätyskyky rummun ylemmässä sisäosassa aiheuttaa rummun yläkehäosan liiallisen kuumenemisen. Tätä 25 varten vettä voidaan suihkuttaa rummun yläosan ulkopuolta vasten. Vesisuihku voidaan muodostaa putkia 40 pitkin tulevalla vedellä ja suihku voidaan rajata suihkusuojauksel-la 41 lähellä rumpua olevaan tilaan. Käytetty vesi voidaan kerätä sitten pyöreään säiliöön 42 ja poistaa putkilla 43, 30 jotka suuntautuvat alaspäin rummun 10 sivuja pitkin ja pyörivät sen kanssa. Vedenpoisto putkista 43 voidaan järjestää kätevästi rummun pohjassa olevan ilmasulun vesisäiliöön 32.

Alusta, johon rumpu 10 on tuettu pyörivänä ja käyt-35 tölaitteella varustettuna, on tukipöytä 50, joka voidaan il 7 80438 piirustuksessa esitetyllä tavalla muotoilla ontoksi renkaaksi, jonka poikkileikkaus on suunnilleen suorakaiteen muotoinen. Tukirengas 50 on rummun ympärillä tietyllä etäisyydellä siitä. Nivellaitteet, jotka yhdistävät tuki-5 renkaan 50 rumpuun 10, käsittävät tässä rakenteessa useita tukitankoja 51. Tankojen 51 lukumäärä ja koko ovat kääntäen verrannollisia ja riippuvat asianomaisen rummun painosta, kun se on täynnä materiaalia ja muodostuviksi odotettavista hetkellisistä voimista. Kolme tankoa pystyvät 10 teoreettisesti tukemaan rummun, mutta käytettäessä useampia tankoja (mieluimmin kahdeksaa tai enemmän) voidaan soveltaa polkupyörän puolia vastaavaa järjestelyä, jolloin rummun 10 pyörimiseen ja kääntymiseen renkaaseen 50 nähden voi kohdistua vastavaikutus. Tällaisessa järjestelyssä 15 tangot eivät ole rummun säteistasoissa, vaan suuntautuvat pystytasoja pitkin, jotka eivät leikkaa rummun pystyakselia, tankojen lähellä olevien tasojen ollessa rummun pystyakselin vastakkaisilla puolilla. Suuremmissa säiliöissä tankojen lukumäärää voidaan lisätä vastaavasti kuormituk-20 sen jakamiseksi ja piirustuksessa esitettyä tyyppiä olevassa rakenteessa tankoja voi olla kaksikymmentäneljä. Tangot ovatkin nivellaitteen suositettava muoto, koska ne vievät vähän tilaa rummun sivulla, niin että rakentamista huoltoa varten on tilaa riittävästi, ilmankierto on vapaa 25 ja mahdollisen vuotomateriaalin kerääntyminen estyy. Koska tukimekanismin ja säiliön välinen eristys on järjestetty pitkänomaisilla nivellaitteilla, esimerkiksi tangoilla 51, tukimekanismi voi toimia itsekeskiöivänä järjestelmänä säiliön muodosta ja sen sisällöstä riippumatta.

30 Tangot 51 pidetään mieluimmin paikallaan kummassa kin päässä pallokantamuttereilla, jotka on puolestaan sijoitettu vastaavasti ylemmän ja alemman tukielementin 53 ja 54 palloistukoihin. Tästä johtuen tangot 51 pystyvät ottamaan vastaan vain vetokuormituksia. Ylemmät tukiele-35 mentit 53 on kiinnitetty tukirenkaaseen 50 täytteen kuor- 8 80438 matun säiliön painopisteen "C" yläpuolelle, koska säiliö suositetaan tuettavaksi sen painopisteen yläpuolelta. Ala-tukielementit 54 on kiinnitetty kehärenkaaseen 55 tai vastaavaan, joka on kiinnitetty rumpuun 10 alemmaksi kuin 5 ylemmät tukielementit 53. Koska vuorausmateriaalia 21 on paksumpi kartioseinämä lieriörummun alaosassa, kuten piirustuksessa esitetään, painopiste on tavallisesti rummun alaosassa sen korkeuteen nähden. Näin ollen tukipisteen voidaan vuorostaan sanoa olevan rummun yläosassa. Tankojen 10 51 pidentäminen niiden ympärillä olevan rakenteen salli missa rajoissa voi olla edullista rummun eristämiseksi paremmin tukijärjestelmästä, koska pidemmillä ja näin ollen enemmän pystysuorassa olevilla tangoilla vältetään rummun vääntymisen eteneminen tankoa pitkin.

15 Nivellaitteiden, esimerkiksi tankojen 51 kiinnit täminen rumpuun tapahtuu mieluimmin sillä alueella, joka on suhteellisen viileä ja sen vuoksi vähemmän herkkä läm-pövääntyrniseile. Koska vuoraus 21 muodostuu paksummaksi lieriörummun alaosan suunnassa, rummun alaosat ovat parem-20 pia kiinnityspaikkoja. Vaikka rummun yläosaan tapahtuva kiinnittäminen voidaankin joskus hyväksyä, kiinnitys suositetaan kuitenkin tehtäväksi alaosaan. Suosituimmassa järjestelyssä kiinnitys tapahtuu säiliön painopisteen "C" kohdalla tai sen alapuolelle säiliön ollessa täytetty nor-25 maalimäärällä materiaalia, vuoraus mukaanluettuna, jolloin se on tavallisesti säiliön erittäin stabiilissa osassa.

Säiliö 10 voi kuviossa esitetyn, pääasiassa lieriömäisen muodon asemasta olla myös muunlainen, esimerkiksi alaspäin suuntautuva katkaistu kartio tai porrastettu ra-30 kenne, kuten US-patentissa nro 4 496 387 (Heithoff ynnä muut) esitetään. Tällöin painopiste ei voi olla säiliön alaosassa, vaan suositettavan tukipisteen sijaintipaikka on tällöin painopisteen yläpuolella ja säiliöön liittyvä kiinnitys alaosassa.

35 Tukirenkaan 50 alapuolella on kartiomainen rata 60, 9 80438 joka on pyöriiniskosketuksessa useihin kartiopyöriin 61. Nämä pyörät 61 pyörivät laakereissa 62, jotka on kiinnitetty sopiviin, kiinteisiin rakenneosiin, esimerkiksi palkkeihin 63. Pyörät 61 ottavat vastaan rummun ja sen 5 sisällön pystysuoran kuorman, joten pyörien lukumäärä on valittava niin, että ne jakavat kuormituksen, jolloin kahdeksan pyörän on katsottu riittävän tyypillisessä teolliseen valmistukseen tarkoitetussa laitteessa, jollainen esitetään myös piirustuksessa. Radan 60 kosketuspinta 10 suippenee alaspäin rumpua 10 päin, joten se on muotoiltu kartiosegmenttinä. Pyörät 61 voidaan kaventaa samalla kaltevuudella kuin rata ja kallistaa pyörivä säiliö yhdessä kartioradan 60 kanssa keskustaa päin. Kulma valitaan tällöin niin, että vältetään nopeuserot kosketusviivalla, 15 jolloin kuluminen ja melu vähenevät.

Sivukinnitys suoritetaan pyörivään rumpuun 10 ja tukirenkaaseen useilla pyörillä 70, jotka tukeutuvat tukirenkaan 50 kehään. Sivukiinnityspyörät 70 voidaan kiinnittää pyörivinä jäykkiin tukilaitteisiin 71, jotka voidaan 20 säätää säteen suunnassa rumpuun 10 nähden. Laitteessa on ainakin kolme sivukiinnityspyörää 70, joiden tulisi olla joustavia, mieluimmin ilmarenkaita. Ainakin yhtä pyörää 70 käytetään moottorilla (ei esitetty), niin että se pyörittää tukipöytää 50 ja näin ollen rumpua 10. Pyörät 70 eivät 25 toimi pyörivien elementtien ehdottomana kiinnityslaittee-na, vaan pikemminkin ne vaimentavat värähtelyn tai rummun akselin muun poikkeaman sille tarkoitetusta paikasta. Pyörät 70 toimivat siis pyörimisjärjestelmän ensisijaisena keskiöintivoimana 30 On selvää, että alan ammattimiesten tuntemia muita muunnelmia ja muutoksia voidaan soveltaa oheisissa patenttivaatimuksissa rajatusta keksinnön suojapiiristä poikkeamatta .

Claims (9)

10 80438

1. Materiaalin kuumennuslaite, nimenomaan lasiseok-sen sulattamista varten, käsittäen oleellisesti lieriön 5 muotoisen säiliön (10), joka on tarkoitettu sisältämään tietyn määrän kuumennettavaa materiaalia ja pyörimään pääasiassa pystysuoran akselin ympäri, kun se on tuettu tuki-laitteella (50), joka on asennettu pyöriväksi pääasiassa sama-akselisesti säiliön (10) akselin kanssa, ja laitteet 10 materiaalin kuumentamiseksi säiliössä, tunnettu siitä, että tukilaite (50) on sijoitettu erilleen säiliöstä (10) nivellaitteilla (51), jotka liittävät säiliön tu-kilaitteeseen, niin että säiliö (10) pääsee laajenemaan säteen suunnassa tukilaitteeseen (50) nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että tukilaite (50) käsittää renkaan muotoisen rakenteen, joka on säiliön (10) ympärillä ja tuettu pyörivänä tukipyöriin (61).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n -20 n e t t u siitä, että tukipyörät (61) kaventuvat sisäänpäin säiliön (10) akselin suuntaan, ja että tukipyöriin koskettavan tukilaitteen (50) pinta käsittää kartiosegmen-tin (60), joka kallistuu alaspäin säiliön akselin suuntaan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tun nettu siitä, että renkaan muotoinen rakenne (50) on kiinnitetty vaakasuunnassa pyörillä (70), jotka tukeutuvat renkaan kehäpintaan.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai-30 nen laite, tunnettu siitä, että nivellaitteet (51) on kiinnitetty tukilaitteeseen (50) säiliön (10) painopisteen yläpuolella olevaan kohtaan, kun säiliö on täytetty materiaalilla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n -35 n e t t u siitä, että nivellaitteet (51) on kiinnitetty li U 80438 säiliön (10) alaosaan, mieluimmin rummun painopistetason alapuolelle, kun rumpu on täytetty materiaalilla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että nivellaitteet (51) käsittävät usei- 5 ta pitkänomaisia elementtejä, jotka suuntautuvat alaspäin tukilaitteesta (50) säiliöön (10).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että jokainen pitkänomainen elementti on kalteva säiliön (10) säteistasoihin nähden.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tun nettu siitä, että pitkänomaisten elementtien päät on nivelletty istukoihin (53,54). 12 80438