專利名稱：混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于攪拌玻璃的裝置，并且具體地涉及用于在玻璃從主供給本體轉(zhuǎn)移至加工本體或成形裝置中時攪拌玻璃的裝置。
背景技術(shù)：
玻璃中的化學(xué)和熱均勻性是形成高質(zhì)量玻璃的主要部分，特別是用于顯示應(yīng)用， 比如平面屏幕顯示器。玻璃熔化器的功能通常生產(chǎn)具有可接受水平的氣體或固體內(nèi)含物的玻璃，但是玻璃常常呈現(xiàn)化學(xué)異相的波紋缺陷(cord)(或異離體(Schlieren))。玻璃的這些不均勻成分源自于熔化期間的各種常規(guī)事件，包括耐火材料融化、熔化分層、玻璃表面揮發(fā)以及溫度差異。由于顏色和/或折光率的差異，在玻璃中可以見到最后的波紋缺陷。用于改進(jìn)玻璃的均勻性的一個方法是使熔融玻璃穿過布置在熔化器的下游的豎直定向的攪拌腔。這種攪拌腔配備有攪拌器，該攪拌器具有通過合適的馬達(dá)而旋轉(zhuǎn)的中心軸。葉片從軸延伸，以混合從攪拌腔的頂部移動到底部的熔融玻璃。本發(fā)明涉及新型的攪拌腔和攪拌器，特別用于從該腔實(shí)現(xiàn)高通過量(throughput)和高混合效率(混合效能)而不會將缺陷弓I入最后的玻璃內(nèi)。為了有效地增大均勻性，攪拌系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)執(zhí)行如下三個功能(1)其應(yīng)當(dāng)使不均勻玻璃的單獨(dú)塊團(tuán)延展為細(xì)條紋。該功能需要將剪應(yīng)力施加到玻璃上。(2)其應(yīng)當(dāng)將條紋切割為短部段。該功能能夠通過使熔融玻璃沿垂直于攪拌器葉片的平面的方向流動來實(shí)現(xiàn)。(3)其應(yīng)當(dāng)使短部段分散，使得不存在可識別的圖案。該功能能夠通過選取葉輪的形狀來實(shí)現(xiàn)，該葉輪形狀垂直于總體流動的方向推動玻璃，即，該葉輪形狀產(chǎn)生玻璃的至少某種徑向流動。減小異離體的厚度并且對它們進(jìn)行切割使它們在微觀層面上難以被單獨(dú)見到。使它們分散消除了在宏觀層面上留有可見圖案的可能性。在連續(xù)過程中，所有三個功能必需在由玻璃在攪拌腔中的停留時間限定的不連續(xù)的時間段內(nèi)發(fā)生。如果玻璃的流動速率增大，則玻璃在腔中具有更少的時間用于這三個功能發(fā)生。對于許多玻璃產(chǎn)品(例如，建筑玻璃)而言，僅需使用中等的均勻性。但是，其他玻璃產(chǎn)品必須滿足嚴(yán)格的均勻性和其他質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。LCD玻璃處于該后者的范疇內(nèi)。對于這種玻璃而言，波紋缺陷和內(nèi)含物需要被最小化和/或消除。 但是，該目的由如下目的補(bǔ)充(1)維持高的玻璃通過量；以及( 維持高的攪拌效率(例如，低水平的異離體)。 這些目的指向相反的方向，例如，能夠減小攪拌器速度以減小剪應(yīng)力及由此減小侵蝕，但是減小攪拌器速度意味著較低效率的攪拌和/或減小的通過量。如以下討論的，本發(fā)明通過提供一種用于攪拌器和攪拌腔的新型設(shè)計(jì)而能夠同時實(shí)現(xiàn)這些表面上相互矛盾的目的。通常，攪拌腔具有圓筒形的內(nèi)形狀，其具有掃過圓筒形容積的攪拌器。這種攪拌器是被普遍采用且長時間已知的并且在US 7127919, US2831664, US 3419373和WO 2008/088432中進(jìn)行描述。但是，這些攪拌器設(shè)計(jì)在沿著軸的所有攪拌器上具有固定的剪應(yīng)力和流動速率，并且攪拌參數(shù)在操作期間僅能夠通過改變攪拌器的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。


圖1示出了本發(fā)明的攪拌裝置，其具有位于攪拌腔壁的下側(cè)部分上的出口。圖2示出了本發(fā)明的攪拌裝置，其具有位于攪拌腔的底部上的出口。圖3示出了本發(fā)明的攪拌裝置，其具有三組增大尺寸的葉輪。圖4示出了攪拌腔的配置，其具有多于一個的開度角。圖5是設(shè)置在圖3的攪拌器上的一組葉輪葉片的局部俯視圖。圖6是圖5的一組葉輪的局部立體圖。圖7示出了本發(fā)明的裝置和具有桿狀攪拌元件的攪拌器，其中攪拌元件通過連接構(gòu)件相連。圖8示出了不同類型的攪拌器，其中攪拌元件是軸的加粗部分。圖9示出了本發(fā)明的裝置和具有桿狀攪拌元件的攪拌器。圖10示出了本發(fā)明的裝置，其中攪拌元件是軸的加粗部分并且配備有葉片元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于攪拌熔融玻璃的裝置，所述裝置改進(jìn)攪拌的效能并且還提供在攪拌裝置的操作期間調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的方法。這通過提供攪拌器和攪拌裝置實(shí)現(xiàn)，其中除了攪拌器的速度以外豎直運(yùn)動也將改變攪拌參數(shù)(例如，剪應(yīng)力)，并且其中被攪拌的熔融玻璃的流動在其從入口管經(jīng)過攪拌腔到出口管的路途期間被加速，使得異離體的厚度進(jìn)一步減小。該目的通過如下限定的用于攪拌熔融玻璃的裝置實(shí)現(xiàn)1. 一種用于攪拌熔融玻璃的裝置，包括-基本豎直定向的攪拌腔，所述攪拌腔具有至少一個錐形或至少一段錐形的內(nèi)部形狀；-布置在所述攪拌腔的上端部處的入口；-布置在所述攪拌腔的下端部處的出口；以及-置于所述攪拌腔內(nèi)的攪拌器，包括a.基本豎直定向的可旋轉(zhuǎn)且可軸向移動的軸；b.多個攪拌元件，所述多個攪拌元件從所述軸向外延伸，沿著所述軸的軸線彼此相鄰；以及c.所述多個攪拌元件沿著所述軸軸向布置，使得所述攪拌元件中的每一個掃過限定掃過半徑的圓形區(qū)域，所述攪拌腔在所述軸的每個長度處的位置處具有比R葉片大的內(nèi)半徑R壁，其特征在于，所述圓形區(qū)域的所述半徑以及相應(yīng)地所述攪拌元件的尺寸沿著所述軸的長度從所述軸的下部分朝向所述軸的上部分增大，所述軸與所述攪拌腔的錐形基本共軸而所述攪拌元件從所述軸徑向伸出到所述攪拌腔的所述壁的緊鄰區(qū)域內(nèi)。2.根據(jù)條1所述的用于攪拌熔融玻璃的裝置，還包括-馬達(dá)，所述馬達(dá)將扭矩T施加到所述攪拌器的所述軸上，以在熔融玻璃流過所述攪拌腔時使所述攪拌器在所述攪拌腔內(nèi)以速度S旋轉(zhuǎn)，從而限定掃過容積V，所述熔融玻璃具有粘度η；其中，SjJjtpRl^n Il選取為使得對于所述攪拌元件中的每一個在其在攪拌腔內(nèi)的相應(yīng)位置處滿足如下關(guān)系(STV/ η)0·5 >= 5. Okg/s ；其中，S是所述攪拌器的速度，其單位是每秒弧度數(shù)，T是施加到所述攪拌器的所述軸上以使所述攪拌器旋轉(zhuǎn)的扭矩，其單位是牛頓-米，V是由所述攪拌器限定的掃過容積，其單位是m3，η是熔融玻璃的粘度，其單位是kg/m * S ；以及(2 π iiNR 葉片)/(R 壁-R 葉片)<=3.5 * l(T3N/m2其中，η和N如前述定義，Re是所述攪拌腔在相應(yīng)的安裝在所述軸上的攪拌元件的位置處的內(nèi)直徑，而是安裝在所述軸上的所述攪拌元件的最大直徑，并且Rlt和
均以米為單位。3.根據(jù)條1或2所述的裝置，其中，所述攪拌腔的內(nèi)表面包括多個溝槽，所述溝槽優(yōu)選地與所述軸的旋轉(zhuǎn)軸線基本垂直。4.根據(jù)條1、2或3所述的裝置，其中，所述攪拌器的所述攪拌元件設(shè)計(jì)為使得所述攪拌元件的面向所述攪拌腔的內(nèi)表面的表面的表面法線(法向矢量)基本垂直于所述攪拌腔的表面。5.根據(jù)條1至5中一條或多條所述的裝置，其中，所述多個攪拌元件是從所述軸徑向伸出的多個弧形葉輪，所述多個弧形葉輪沿著所述軸的軸線彼此相鄰，并且用于所述葉輪的多個支承元件具有從其中心橫向輻射的部分并且具有抵接所述葉輪的弧形邊緣，其中，所述支承元件沿著所述軸軸向布置，所述弧形葉輪具有抵接所述葉輪的所述支承元件的所述弧形邊緣的半徑，其特征在于，所述葉輪的半徑和所述支承元件的所述弧形邊緣的半徑沿著所述軸的長度增大。6.根據(jù)條4至5中一條或多條所述的裝置，其中，所述支承元件螺紋接合到所述軸上。7.根據(jù)條1至6中一條或多條所述的裝置，其中，所述葉輪布置為在所述軸的相似長度上具有相似半徑的葉輪的組。8.根據(jù)條7所述的裝置，其中，所述葉輪組包括兩個、三個或四個葉輪。9.根據(jù)條5至8中任一條所述的裝置，其中，每個葉輪的近端部錨定至所述軸上。10.根據(jù)條5至9中任一條所述的裝置，其中，兩個相鄰的葉輪葉片接合，以形成形狀為基本圓形的弧形形狀。11.根據(jù)條5至10中任一條所述的裝置，其中，相鄰的葉輪葉片沿相反方向彎曲。12.根據(jù)條5至12中任一條所述的裝置，其中，兩個相鄰的葉輪葉片接合，以形成形狀為基本卵形或橢圓形的弧形形狀。13.根據(jù)條1至12中任一條所述的裝置，其中，所述支承構(gòu)件布置為垂直于所述
軸ο
14.根據(jù)條1至13中任一條所述的裝置，其中，當(dāng)以豎直的方式觀察時所述支承構(gòu)件彼此重疊，由此阻斷玻璃在掃過容積內(nèi)的向下流動。15.根據(jù)條1至14中任一條所述的裝置，其中，掃過容積定形為類似錐形的一段。16.根據(jù)條1至15中任一條所述的裝置，其中，相鄰的葉輪葉片沿相反方向彎曲。17.根據(jù)條1至12中任一條所述的裝置，其中，所述葉輪葉片限定延伸穿過其厚度的多個孔，或者所述葉輪葉片在其外表面上限定多個溝槽。18.根據(jù)條1至4中任一條所述的裝置，其中，所述攪拌元件是桿狀攪拌葉片。19.根據(jù)條1至4或18中任一條所述的裝置，其中，所述攪拌元件是穿過所述軸中的對應(yīng)開孔的桿狀攪拌葉片，沿著所述軸的長度一層一層地布置。20.根據(jù)條1至4或18至19中任一條所述的裝置，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置。21.根據(jù)條20所述的裝置，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置，并且相對于彼此成角度，使得所述攪拌元件的面向所述攪拌腔的內(nèi)表面的表面限定螺旋線。22.根據(jù)條20所述的裝置，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置，并且通過至少一個基本豎直定向的桿狀連接元件彼此相連。23.根據(jù)條1至4中任一條所述的裝置，其中，所述攪拌元件包括所述軸的加粗部分。24.根據(jù)條1至4或23中任一條所述的裝置，其中，所述加粗部分具有從由圓筒形、圓錐形、球形、半球形、去頭圓錐形、鐘形和它們的組合構(gòu)成的組中選取的形狀。25.根據(jù)條1至4或23至M中任一條所述的裝置，其中，至少一個葉片元件緊固在所述加粗部分的外側(cè)上。26.如條23所述的裝置，其中，多個葉片元件緊固至所述加粗部分的外側(cè)。27. 一種用于使熔融玻璃勻質(zhì)化的方法，包括-設(shè)置根據(jù)條1至沈中的至少一條所述的裝置；-使熔融玻璃流過所述攪拌腔；-將扭矩施加到攪拌器的軸上，以在熔融玻璃流過所述腔時使所述攪拌器在所述攪拌腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。28.如條27所述的方法，所述熔融玻璃以至少每秒一盎司34g)的速率流過所述攪拌腔。29.布置用于熔融玻璃的攪拌器，包括a.基本豎直定向的、可旋轉(zhuǎn)且可軸向移動的軸；b.多個攪拌元件，所述多個攪拌元件從所述軸向外延伸，沿著所述軸的軸線彼此相鄰；以及c.所述多個攪拌元件沿著所述軸軸向布置，使得所述攪拌元件中的每一個掃過限定掃過半徑R葉片的圓形區(qū)域，其特征在于，所述圓形區(qū)域的所述半徑R葉片以及相應(yīng)地所述攪拌元件的尺寸沿著所述軸的長度從所述軸的下部分朝向所述軸的上部分增大。30.根據(jù)條四所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述多個攪拌元件是從所述軸徑向突出的多個弧形葉輪，沿著所述軸的軸線彼此相鄰，而用于所述葉輪的多個支承構(gòu)件具有從其中心橫向輻射的部分并且具有抵接所述葉輪的弧形邊緣，其中，所述支承元件沿著所述軸軸向布置，所述弧形葉輪具有抵接所述葉輪的所述支承元件的弧形邊緣的半徑，其特征在于，所述葉輪的半徑和所述支承元件的所述弧形邊緣的半徑沿著所述軸的長度增大。31.根據(jù)條四或30所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述支承元件螺紋接合到所述軸上。32.根據(jù)條四至31中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述葉輪布置為在所述軸的相似長度上具有相似半徑的葉輪的組。33.根據(jù)條32所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述葉輪組包括兩個、三個或四個葉輪。34.根據(jù)條四至33中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，每個葉輪的近端部錨定至所述軸上。35.根據(jù)條四至34中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，兩個相鄰的葉輪葉片接合，以形成形狀為基本圓形的弧形形狀。36.根據(jù)條四至35中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，相鄰的葉輪葉片沿相反方向彎曲。37.根據(jù)條四至36中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，兩個相鄰的葉輪葉片接合，以形成形狀為基本卵形或橢圓形的弧形形狀。38.根據(jù)條四至37中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述支承構(gòu)件布置為垂直于所述軸。39.根據(jù)條四至38中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，當(dāng)以豎直的方式觀察時所述支承構(gòu)件彼此重疊，由此阻斷玻璃在掃過容積內(nèi)的向下流動。40.根據(jù)條四至39中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，掃過容積定形為類似錐形的一段。41.根據(jù)條四至40中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述葉輪葉片限定延伸穿過其厚度的多個孔，或者所述葉輪葉片在其外表面上限定多個溝槽。42.根據(jù)條四所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述攪拌元件是桿狀攪拌葉片。43.根據(jù)條四或42中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述攪拌元件是穿過所述軸中的對應(yīng)開孔的桿狀攪拌葉片，沿著所述軸的長度一層一層地布置。44.根據(jù)條四或42至43中一條或多條所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置。45.根據(jù)條44所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置，并且相對于彼此成角度，使得所述攪拌元件的從所述軸面向外的表面限定螺旋線。46.根據(jù)條44所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置，并且通過至少一個基本豎直定向的桿狀連接元件彼此相連。47.根據(jù)條四所述的裝置，其中，所述攪拌元件包括所述軸的加粗部分。48.根據(jù)條四或47所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，所述加粗部分具有從由圓筒形、圓錐形、球形、半球形、去頭圓錐形、鐘形和它們的組合構(gòu)成的組中選取的形狀。49.根據(jù)條四或47至48所述的用于熔融玻璃的攪拌器，其中，至少一個葉片元件緊固在所述加粗部分的外側(cè)上。50.根據(jù)條四或47至49所述的用于熔融玻璃的攪拌器，條23所述的裝置，其中， 多個葉片元件緊固至所述較厚部分的外側(cè)上。由此，本發(fā)明還涉及如上文在整體描述所述裝置的條1至沈中任一條中限定的用于熔融玻璃的攪拌器，以及采用條1至26中任一條所述的裝置使玻璃勻質(zhì)化的方法。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的裝置中包括基本豎直定向的攪拌腔，該攪拌腔具有至少一個錐形或至少一段錐形的內(nèi)部形狀。直徑從攪拌腔的下部分朝向攪拌腔的上部分增大，使得在攪拌腔的底部處的直徑小于在頂部處的直徑。攪拌腔具有布置在攪拌腔的上端部處的入口，其中液體玻璃在其已經(jīng)在合適的裝置中熔化之后被弓I入到攪拌腔內(nèi)，并且通常在進(jìn)入本發(fā)明的裝置內(nèi)之前經(jīng)過精煉腔。這種精煉腔通常是眾所周知的，并且例如在US 2010/0126225和US-B2-7490487 中公開，為了所有有用的目的，這些文獻(xiàn)通過參引的方式并入。攪拌腔還具有布置在攪拌腔的下端部處的出口，用于在熔融玻璃的攪拌和勻質(zhì)化之后移除熔融玻璃。根據(jù)本發(fā)明，攪拌腔具有從攪拌腔的下部分到攪拌腔的上部分增大的內(nèi)半徑Re，即，半徑從攪拌腔的出口朝向入口增大。攪拌腔錐形地定形為具有至少一個開度角(opening angle)，限定在根據(jù)本發(fā)明的攪拌腔的橫截面中所述攪拌腔的側(cè)壁偏離圓筒形狀的角度。該角度常常為1度或更大，但是為45度或更小。具體地，角度為從4. 5度到35度，或者從5度到25度，或者從7度到17. 3度并且應(yīng)當(dāng)各自適合于期望的剪應(yīng)力、旋轉(zhuǎn)速度以及玻璃粘度等。攪拌腔具有至少一個開度角，并且根據(jù)至少一個錐形定形，這意味著攪拌腔的開度角不需要在攪拌腔的整個高度上完全相同，而是可以變化，由此需要具有合適直徑的攪拌元件的攪拌器，例如，攪拌元件為葉輪和支承元件。出口能夠以不同的方式設(shè)計(jì)，在一個方式中攪拌腔的半徑R壁減小并且在某個位置處歸并到出口內(nèi)，象管一樣(圖2)，在另外的優(yōu)選實(shí)施例中，出口設(shè)計(jì)為使得熔融玻璃的流動方向改變，例如出口管連接至攪拌腔的側(cè)部并且由此當(dāng)玻璃流過出口時迫使玻璃沿不同的方向流動(圖1)。在攪拌腔內(nèi)，布置有在操作期間旋轉(zhuǎn)的攪拌器。在操作期間，熔融玻璃優(yōu)選地借助于重力穿過攪拌腔，并且優(yōu)選地不通過旋轉(zhuǎn)的攪拌器傳送過攪拌腔，由此攪拌器的作用主要是攪拌熔融玻璃并使熔融玻璃勻質(zhì)化而非是推進(jìn)。布置在攪拌腔內(nèi)的攪拌器包括基本豎直定向的、可旋轉(zhuǎn)的和可軸向移動的軸。根據(jù)本發(fā)明，軸是可旋轉(zhuǎn)的并且可軸向移動的。軸的橫截面可以是圓形的、卵形的、三角形的、正方形的、六邊形的或多邊形的，并且可以是管狀即中空的，或者是實(shí)心部件。其還可以由兩種不同的材料制成，例如在中心的材料由不同的材料覆蓋，比如在中心的材料為便宜的材料，由具有例如更高的耐腐蝕性的更貴的材料覆蓋。在操作期間，在本發(fā)明的裝置中，軸通過合適的裝置例如馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，并且在攪拌腔中的熔融玻璃被混合并且可以可選地朝向出口移動。
為了使攪拌器有效，攪拌器必需配備有從所述軸向外延伸的多個攪拌元件，沿著軸的軸線彼此相鄰，并且所述多個攪拌元件沿著軸軸向地布置，使得攪拌元件中的每一個掃過限定掃過半徑的圓形區(qū)域。攪拌腔在所述軸的各長度位置處具有比大的內(nèi)半徑Re，其特征在于，所述圓形區(qū)域的所述半徑以及相應(yīng)的攪拌元件的尺寸沿著軸的長度從所述軸的下部分朝向所述軸的上部分增大，軸與攪拌腔的錐形基本共軸，并且攪拌元件從所述軸徑向伸出到攪拌腔的壁部的緊鄰區(qū)域內(nèi)。為了在操作期間調(diào)節(jié)攪拌參數(shù)，能夠改變攪拌器的速度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在操作期間還能夠通過軸的軸向運(yùn)動來改變工藝參數(shù)。由于攪拌腔的形狀是錐形的，軸向運(yùn)動將增大(或減小)介于攪拌腔與攪拌器之間的距離。如果攪拌器向上移動并且攪拌器與攪拌腔之間的距離增大，則施加到熔融玻璃上的剪切力減小，如果攪拌器向下移動并且攪拌器與攪拌腔之間的距離減小，則施加到熔融玻璃上的剪切力增大。如果期望，能夠同時增大或減小攪拌器的速度。工藝參數(shù)的該變化能夠用于使裝置適應(yīng)不同的產(chǎn)品或適應(yīng)熔融玻璃的不同粘度， 并且在該情況下，當(dāng)產(chǎn)品變化時使工藝參數(shù)適配，或者能夠?qū)崿F(xiàn)對不同工藝參數(shù)的更好調(diào)節(jié)，以獲得最佳結(jié)果。但是，攪拌器的軸向運(yùn)動還能夠用于在常規(guī)操作期間改進(jìn)混合，例如通過在操作期間定期或不定期地實(shí)施軸向運(yùn)動。由于熔融玻璃(攪拌器和本發(fā)明的裝置部分或完全暴露于熔融玻璃)可以大大超過1000°c，顯然制成攪拌器和本發(fā)明的裝置的材料必需能夠承受這種高溫度。該材料是難熔金屬，特別是鉭、鈮、鎢、鉬、銥、銠、鈀和鉬。如以上提及的，攪拌腔、攪拌器或其零件還可以由兩種不同的材料制成，例如在中心處的材料由不同的材料覆蓋，比如在中心處的材料為便宜的材料，由具有例如高的耐腐蝕性的更貴的材料覆蓋。例如，攪拌器和/或裝置的零件能夠由鉬制成，并且隨后涂覆包括鉬的另一難熔金屬。鉬芯向攪拌器提供形狀和機(jī)械強(qiáng)度，而鉬外層提供耐磨損性和耐腐蝕性。在其他實(shí)施例中，攪拌器的芯部可以完全由鉬或鉬合金例如鉬-銠合金形成。鉬由于其高熔點(diǎn)、耐腐蝕性和可加工性，是用于玻璃攪拌應(yīng)用的特別理想的難熔金屬。最優(yōu)選的是ODS(氧化物彌散強(qiáng)化)鉬、鉬-銠合金或它們的組合。 氧化物彌散強(qiáng)化鉬是優(yōu)選的材料，氧化鋯彌散強(qiáng)化鉬是特別優(yōu)選的，但是例如氧化釔彌散強(qiáng)化鉬也是合適的。這些材料的制備是已知的并且例如在EP 1781830和EP1295954中進(jìn)行描述，為了所有有用的目的，這些文獻(xiàn)通過參弓I的方式并入。裝置的零件還可以由陶瓷制成并且由鉬覆蓋。例如，攪拌腔能夠由鉬制成并且嵌入陶瓷材料中作為支承部。然而，鉬或甚至鉬銠合金并非在高溫攪拌過程期間能免受腐蝕的影響。為了減小攪拌器的磨損，攪拌元件在其外表面上限定多個溝槽是有利的。這些變型將制造熔融玻璃在攪拌器的表面上的靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)層。具體地，攪拌元件的遠(yuǎn)端部分在其外表面上可以包括溝槽或孔。優(yōu)選地，溝槽垂直于玻璃在包括有溝槽的表面上的流動，但是可以根據(jù)攪拌元件的設(shè)計(jì)而改變。溝槽捕獲粘的熔融玻璃，從而在攪拌元件的端部分上形成靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的玻璃層。在常規(guī)攪拌器中使用的光滑表面導(dǎo)致與流動相關(guān)的表面腐蝕，然而，根據(jù)本實(shí)施例的熔融玻璃的靜態(tài)層具有在攪拌元件的表面上形成玻璃的防護(hù)層的效果，由此通過減小在葉輪的表面上的玻璃流動來減小攪拌元件的腐蝕。溝槽在其布置中可以是周期性的或非周期性的。它們在形狀上可以為矩形的，具有限定溝槽的銳角，或者具有圓角和/或弧形或成角度的壁。溝槽在尺寸上也可以變化，即，溝槽的寬度變化。攪拌元件可以包括全部或一些變型以減小磨損，例如溝槽的一部分可以是周期性的或非周期性的，改變寬度并改變溝槽壁的形狀?？山M合地或可替代地，如在WO 2008/088432描述的，銥層能夠施加到攪拌器的部分上以減小磨損?？山M合地或可替代地，所述溝槽或所述銥層可以同樣被施加。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，攪拌腔的內(nèi)表面優(yōu)選地包括多個溝槽，所述溝槽優(yōu)選地大致垂直于所述軸的旋轉(zhuǎn)軸線。這也減小攪拌器的磨損。這些措施也能夠被施加到以下描述的本發(fā)明的實(shí)施例中。在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，攪拌器的所述攪拌元件設(shè)計(jì)為使得攪拌元件的面向攪拌腔的內(nèi)表面的表面的表面法線(法向矢量)基本垂直于攪拌腔的表面。換言之，攪拌元件不必適于腔的形狀，僅將長度調(diào)節(jié)為使得在攪拌腔壁與攪拌元件的外邊緣之間沒有直接接觸即可。但是，為了獲得本發(fā)明的全部益處，優(yōu)選攪拌元件的外邊緣傾斜，使得該外邊緣平行于攪拌腔的壁部的內(nèi)表面，這需要它們以與攪拌腔的對應(yīng)部段相同的開度角傾斜?？傊陨厦枋龅谋景l(fā)明的攪拌器中的一個被置于錐形攪拌腔中，該攪拌腔具有比攪拌器的最遠(yuǎn)離于軸的中心的部分略大的尺寸。由于攪拌腔的錐形形狀，攪拌器的軸向運(yùn)動(即，升高或降低)能夠用于在操作期間調(diào)節(jié)攪拌裝置的攪拌參數(shù)。此外，由于攪拌腔的錐形形狀類似于漏斗，攪拌腔的錐形形狀還使熔融玻璃加速并且由此減小波紋缺陷或異離體的厚度。優(yōu)選地，根據(jù)如上述的用于攪拌熔融玻璃的裝置還包括馬達(dá)，該馬達(dá)向攪拌器的軸施加扭矩T以實(shí)施攪拌器在攪拌腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)熔融玻璃流過攪拌腔時，攪拌器將以速度S旋轉(zhuǎn)，從而限定掃過容積V，熔融玻璃具有粘度η，并且其中S、Τ、V、R^, Re和η選取為使得對于所述攪拌元件中的每一個在其在攪拌腔內(nèi)的相應(yīng)位置處滿足如下關(guān)系(STV/n)0·5 >=5. Okg/S(關(guān)系 1)其中，S是攪拌器的速度，其單位是每秒弧度數(shù)，T是施加到攪拌器的軸上以使攪拌器旋轉(zhuǎn)的扭矩，其單位是牛頓-米，V是由攪拌器限定的掃過容積，其單位是m3，n是熔融玻璃的粘度，其單位是kg/m * s ；以及(2 31 η NR葉片)/(R壁-R葉片)<=3.5 * l(T3N/m2 (關(guān)系 2
其中，η和N如上定義，Re是攪拌腔在相應(yīng)的安裝在軸上的攪拌元件的位置處的內(nèi)直徑，而是安裝在軸上的攪拌元件的最大直徑，并且Rlt和均以米為單位。優(yōu)選地，攪拌器的每個部分或者安裝在軸上的每個攪拌元件都滿足這兩個關(guān)系。關(guān)系1是攪拌器的通過量的量度，其將被最大化。關(guān)系2是施加到攪拌器上的剪切力的量度，并且應(yīng)當(dāng)被最小化以避免攪拌器的過多磨損而導(dǎo)致縮小的壽命和增大的玻璃污染。典型地，旋轉(zhuǎn)速度S從大約每分鐘6轉(zhuǎn)到60轉(zhuǎn)，具體的是從大約每分鐘6轉(zhuǎn)到30 轉(zhuǎn)，更具體的是從大約每分鐘12轉(zhuǎn)到16轉(zhuǎn)。玻璃的粘度通常從大約100泊(poise)到6000泊，具體的從大約1000泊到3000泊。在本發(fā)明的一個具體實(shí)施例中，多個攪拌元件是從所述軸徑向伸出的多個弧形葉輪，沿著軸的軸線彼此相鄰，并且用于所述葉輪的多個支承元件具有從其中心橫向輻射的
11部分并且具有抵接葉輪的弧形邊緣，其中，所述支承元件沿著軸軸向地布置，所述弧形葉輪具有抵接所述葉輪的所述支承元件的弧形邊緣的半徑，其特征在于，所述葉輪的半徑和所述支承構(gòu)件的所述弧形邊緣的半徑沿著軸的長度從軸的下部分朝向軸的上部分增大。在該實(shí)施例中，支承元件通過合適的裝置固定到軸上，從而在攪拌器的操作期間提供足夠的穩(wěn)定性和對施加到支承元件上的力的足夠的抵抗性。例如，支承元件能夠螺紋接合到軸上并且固定到軸上；它們還可以與軸鑄造到一起、焊接到軸上或者與軸一起由單件切割而成。葉輪優(yōu)選地布置為在軸的相似長度處具有相似半徑的葉輪組。還可能的是葉輪單個地布置，例如以類似于在螺旋樓梯或開塞鉆式樓梯上的樓梯的圖案，但是優(yōu)選的是多個葉輪置于相似或相同的高度上。這種葉輪組優(yōu)選地包括兩個、三個或四個葉輪。通常，每個葉輪的近端部錨定至軸上。盡管已經(jīng)通過沿相同方向彎曲的相鄰的葉輪葉片獲得良好的混合，但是優(yōu)選的是葉輪葉片沿相反方向彎曲。在實(shí)施例的該變型(葉輪葉片沿相反方向彎曲)中，當(dāng)沿相反方向彎曲的兩個相鄰的葉輪葉片接合以形成形狀(aspect)為基本圓形的弧形形狀時，能有益地提高攪拌器的穩(wěn)定性。由于均勻相鄰的葉輪的尺寸可以改變，因此還可能的是，兩個接合的葉輪葉片的半徑改變，由此導(dǎo)致一種攪拌器，其中兩個相鄰的葉輪葉片接合以形成形狀為基本卵形或橢圓形的弧形形狀。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是當(dāng)支承構(gòu)件布置為垂直于軸，S卩，支承元件的表面法線平行于軸的長度。但是，還可能的是，支承構(gòu)件傾斜以獲得葉輪狀的幾何形狀，其中，支承元件的表面法線不平行于軸的長度，并且由此導(dǎo)致支承構(gòu)件向攪拌器的底部方向推動被攪拌的玻璃或者向攪拌器的頂部方向推動被攪拌的玻璃。在該情況下，優(yōu)選沿著軸的長度的相鄰水平上的支承構(gòu)件被傾斜為，使得它們沿相反的方向移動玻璃，即，上層支承構(gòu)件將熔融玻璃向下推動而下層支承構(gòu)件將熔融玻璃向上拉動。這將防止攪拌器沿一個方向推動熔融玻璃并且同時增大熔融玻璃的湍流以提高均勻性。在根據(jù)本發(fā)明的攪拌器中，優(yōu)選地，當(dāng)以豎直的方式觀察時支承構(gòu)件彼此重疊，由此阻斷玻璃在掃過容積內(nèi)的直接向下流動。在較不優(yōu)選的替代中，支承構(gòu)件也可以不重疊并且由此允許玻璃的向下流動，或者可以特別地具有孔或切除部以允許玻璃的向下流動。由于所述葉輪的半徑和所述支承元件的所述弧形邊緣的半徑沿著軸的長度增大， 因此攪拌器的掃過容積定形為類似一段錐形。不但支承構(gòu)件，而且攪拌器的葉輪葉片也能夠是傾斜的。根據(jù)本發(fā)明，葉輪葉片優(yōu)選地傾斜，使得葉輪葉片的表面法線(法向矢量)基本垂直于攪拌腔的表面，即，葉輪葉片的表面平行于攪拌腔的內(nèi)表面。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，所述攪拌元件是桿狀攪拌葉片。桿需要具有足夠的剛度，使得它們在操作期間被迫通過熔融玻璃時不會彎曲。通常，這種攪拌元件的粗細(xì)度不超過軸的粗細(xì)度，并且具體地，桿狀攪拌元件的粗細(xì)度小于軸?？蛇x地，當(dāng)然可能的是，桿狀攪拌元件比軸粗并且螺紋接合到軸上或者安裝為好象螺紋接合到軸上。桿狀攪拌元件的橫截面能夠與軸相同或不同。橫截面常常是圓形的、卵形的、三角形的或多邊形的，例如四邊形的、五邊形的或六邊形的。優(yōu)選地，橫截面與軸的橫截面相同并且是圓形的。攪拌元件通過合適的裝置固定到軸上，從而在攪拌器的操作期間提供足夠的穩(wěn)定性以及對施加到支承元件上的力的足夠的抵抗性。例如，攪拌元件能夠與軸鑄造到一起、焊接到軸上或者與軸一起由單件切割而成。攪拌元件還可以是穿過在所述軸中的對應(yīng)開孔的桿狀攪拌元件，沿著軸的長度一層一層地布置。在該實(shí)施例的一個變型中，所述桿狀攪拌葉片沿著軸的長度一層一層地布置。如果選取該實(shí)施例，則當(dāng)以豎直方式觀察時攪拌構(gòu)件沒有彼此重疊，由此較不適于阻斷玻璃在掃過容積內(nèi)的直接向下流動，但是由于能夠采用的大數(shù)量的攪拌元件，仍然能夠提供熔融玻璃的良好的均勻性。通常，大約2至10、特別是3至8或4至7個桿狀攪拌元件安裝到軸上?？蛇x地，所述桿狀攪拌元件沿著軸的長度一層一層地布置，并且通過至少一個基本豎直定向的桿狀連接元件彼此相連，通常通過兩個這種連接元件彼此相連。桿狀攪拌元件可以垂直于軸安裝，但也可以安裝為相對于軸傾斜。具體地，大約3至7個桿狀攪拌葉片沿著軸的長度一層一層地布置并且通過兩個連接元件(一側(cè)上一個)彼此相連，而攪拌元件傾斜地安裝到軸上(圖7a、圖7b)。當(dāng)以豎直方式觀察時攪拌構(gòu)件彼此不重疊以及由此較不適于阻斷玻璃在掃過容積內(nèi)的直接向下流動的結(jié)果能夠通過該實(shí)施例的另一變型解決，所述桿狀攪拌葉片沿著軸的長度一層一層地布置并且相對于彼此成角度，使得攪拌元件的面向攪拌腔的內(nèi)表面的表面限定螺旋線，使得攪拌器類似于與在螺旋樓梯或開塞鉆式樓梯上的樓梯相似的圖案。由此，掃過容積的較大區(qū)域被攪拌元件覆蓋，由此更顯著地破壞直接向下的流動。攪拌元件沿著彼此交錯的角度取決于元件的數(shù)量和被掃過的體積，并且通常介于10度與45度之間，特別是介于20度與40度之間或25度至35度之間。示例地，30度能夠被很好地采用于六個攪拌元件。為了有效地阻斷玻璃在掃過容積內(nèi)的直接向下流動，能夠采用本發(fā)明的又一實(shí)施例。在該另外的實(shí)施例中，攪拌元件包括軸的加粗部分。桿狀攪拌元件的橫截面能夠與軸相同或不同，但是優(yōu)選的為相同，但是軸的粗細(xì)度改變。橫截面通常為圓形的、卵形的、三角形、或多邊形的，例如四邊形的、五邊形的或六邊形的。優(yōu)選地，橫截面與軸的橫截面相同并且是圓形的。加粗部分能夠以不同的方式固定到軸上，其可以與軸鑄造到一起、焊接到軸上或者與軸一起由單件切割而成。加粗部分還可以是中空部件。加粗部分可以具有從由圓筒形、圓錐形、球形、半球形、去頭圓錐形、鐘形和它們的組合構(gòu)成的組中選取的形狀。在該實(shí)施例中，玻璃流動被迫使繞加粗部分流動。優(yōu)選地，至少一個葉片元件緊固到所述加粗部分的外側(cè)，特別是多個葉片元件固定到所述加粗部分的外側(cè)。這些元件通過合適的裝置固定到加粗部分上，從而在攪拌器的操作期間提供足夠的穩(wěn)定性和對施加到支承元件上的力的足夠的抵抗性；它們也可以與軸鑄造到一起、焊接到軸上或者與軸一起由單件切割而成。具體地，這些葉片元件是板金屬件，其例如形狀為矩形或四邊形并且可以以規(guī)則的圖案布置在表面上，例如布置為在它們之間具有空隙的成排葉輪元件。優(yōu)選地，相鄰的排被布置為使得葉輪元件布置為與相鄰排的葉輪元件之間的空隙相對。所述葉片元件的橫截面通常是矩形的，但是還能夠是圓形的、卵形的、三角形的或多邊形的，例如四邊形的、 五邊形的或六邊形的。如以上可見的，本發(fā)明涉及用于使熔融玻璃勻質(zhì)化的裝置，其特征一方面在于圓錐形攪拌腔，并且在另一方面在于布置在所述攪拌腔的內(nèi)部且定形為適應(yīng)于所述攪拌腔的圓錐形狀的攪拌器。因此，本發(fā)明還涉及如上文限定的用于熔融玻璃的攪拌器。
本發(fā)明還涉及用于使熔融玻璃勻質(zhì)化的方法，包括-設(shè)置如上述的用于攪拌熔融玻璃的裝置；-使熔融玻璃流過攪拌腔；將扭矩施加到攪拌器的軸上以在熔融玻璃流過攪拌腔時使攪拌器在攪拌腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的該方法中，所述熔融玻璃以每秒至少1盎司08.34g)的速率流過攪拌腔，優(yōu)選地以每秒至少2盎司(54. 34g)或大約每秒至少50g的速率流過攪拌腔。附圖的詳細(xì)說明圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于混合熔融玻璃的裝置，具有入口 1、出口 2、軸3、攪拌腔4、攪拌元件(此處描繪為葉輪)5、開度角7、以及葉片8，其中葉輪5安裝到軸3上而葉片8與葉輪5相連以形成攪拌器6。注意到，軸3是可旋轉(zhuǎn)的且可軸向移動的，而攪拌腔具有在攪拌腔的側(cè)部上的出口 2并且其直徑在攪拌腔的下部分處減小。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于混合熔融玻璃的裝置，具有入口 1、出口 2、軸3、攪拌腔4、攪拌元件(此處描繪為葉輪)5、開度角7、以及葉片8，其中葉輪5安裝到軸3上而葉片8與葉輪5相連以形成攪拌器6。注意到，軸3是可旋轉(zhuǎn)的且可軸向移動的，而攪拌腔具有在攪拌腔的底部上的出口 2并且直徑在攪拌腔的下部分處減小。圖1和圖2中圖示的是本發(fā)明的攪拌裝置，具有攪拌腔的不同實(shí)施例。攪拌裝置包括在熔融玻璃的供給部(未示出)與具有圓錐形狀的攪拌腔4之間延伸的入口管1。入口 1和攪拌腔4可以由電加熱線圈包圍并且被絕緣以防止過多的熱損失。被攪拌的和勻質(zhì)化的熔融玻璃通過出口 2從攪拌腔4中排出，該出口也可以由加熱裝置(盡管未示出)(優(yōu)選地為電加熱元件)包圍。取決于玻璃的粘度、布置在攪拌腔4內(nèi)的攪拌器的具體類型、攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度以及攪拌器相對于攪拌腔的內(nèi)壁尺寸的直徑，出口 2 的直徑可以是設(shè)定為最適于使熔融玻璃流動的尺寸。可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在攪拌腔4內(nèi)的攪拌器6可以采取任意數(shù)量的形式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，最有效的攪拌器可能不是用于所有操作條件的最佳攪拌器。熔融玻璃的完全勻質(zhì)化僅能夠在以下情況下獲得玻璃的整體被迫使穿過使玻璃的不同部分相對于彼此被逐漸剪切的湍流區(qū)域，并且波紋缺陷和不均勻性在整個玻璃中被減小和分散。理想的結(jié)果能夠通過使玻璃穿過錐形形狀的攪拌腔而最佳地獲得，其中該攪拌腔具有設(shè)置在其中的最大直徑僅略小于攪拌腔的直徑的攪拌器。優(yōu)選地，攪拌器6在攪拌腔內(nèi)同心地設(shè)置。即，攪拌器6的旋轉(zhuǎn)軸線與攪拌腔4的中心縱向軸線相同。注意，葉輪5是傾斜的，由此它們的表面基本平行于內(nèi)壁，如通過攪拌器6的葉輪5的終端邊緣可見的，在該情況下該終端邊緣平行于描繪攪拌腔 4的壁部的傾斜線?；旌涎b置的有效性也受攪拌器6的旋轉(zhuǎn)速度影響。由此，設(shè)備的玻璃處理能力(由熔融玻璃的通過流量的速率測量)不但由其尺寸而且由設(shè)置在其中的攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度確定。如果穿過裝置的熔融玻璃的流動速率保持為低，比如當(dāng)裝置出口收窄或玻璃粘度為高時，則相對少的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)速度將足以適當(dāng)?shù)鼗旌喜ＡР⑶覄討B(tài)地中斷玻璃沿圓筒形壁部的向下流動的連貫性。另一方面，當(dāng)出口擴(kuò)大并且流動速率增大時，攪拌動作的速度也必需增大以維持用于生產(chǎn)期望的玻璃質(zhì)量的動態(tài)條件。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的攪拌器300，具有軸304并且包括分別為沿著軸的長度布置為弧形葉輪的組301、302和303，并且其中，葉輪的直徑沿著軸的長度增大。注意，葉輪在攪拌器300中沒有傾斜。還請注意，在圖3的視圖中由葉輪覆蓋的支承元件305以虛線描繪，并且在該實(shí)施例中葉輪301、302、303的高度依據(jù)直徑而變化。圖4示出了攪拌腔400的配置，具有多于一個的開度角。攪拌腔400具有入口 402、在底部處的出口 403，并且配備有本發(fā)明的攪拌器(示意性地)，該攪拌器具有軸401 和葉輪葉片404。攪拌腔400具有側(cè)壁，該側(cè)壁的一部分是陡峭的并且由此具有低的開度角 005)，并且一部分具有更大的開度角006)。在圖5中，葉輪301、302、303中的每一組在該實(shí)施例中包括一套三個葉輪葉片，比如葉輪葉片528-530，其布置為與沿相反方向彎曲的一套相似的三個葉輪葉片531-533相鄰。應(yīng)當(dāng)注意，葉輪組的數(shù)目以及每組中葉輪葉片的數(shù)目可以根據(jù)需要改變。例如，圖1或圖2的攪拌裝置可以具有多于或少于三組葉輪。葉輪葉片528-533中的每一個在該實(shí)施例中具有與軸304的旋轉(zhuǎn)軸線平行的主表面區(qū)域(不同于圖1和圖2中的攪拌器，其中葉輪葉片的主表面區(qū)域平行于攪拌腔側(cè)壁)，并且每個主表面區(qū)域是弧形的，并且在某些實(shí)施例中包括圓筒的至少一部分。每個葉輪葉片5觀-533還具有適于錨定至軸304上的一個端部 (近端部)，并且每個葉輪葉片被錨定至相反彎曲的葉輪葉片上以向葉輪提供剛性。由此， 兩個葉輪葉片接合以形成形狀為基本圓形的弧形形狀。根據(jù)圖3和圖5中描繪的本示例實(shí)施例，每個葉輪套或組301、302、303包括三對葉輪，這些葉輪接合以形成弧形形狀，其中形狀513、515和517為基本圓形。為了向每個葉輪進(jìn)一步增加剛性并且進(jìn)一步促進(jìn)它們的攪拌動作，可以設(shè)置呈盤狀部段534-539的形式的剛性固定支承元件。支承元件534-539 布置為垂直于軸304的軸線，與葉輪葉片的內(nèi)部曲率一致并且當(dāng)以豎直方式觀察時彼此重疊，由此阻斷玻璃在由攪拌器占據(jù)的錐形容積內(nèi)的直接向下流動。應(yīng)理解，在攪拌器300的旋轉(zhuǎn)期間，一些葉輪套的葉輪葉片將玻璃向外甩出，而剩余套的葉輪葉片將玻璃向內(nèi)拉動， 由此使玻璃充分地混合。簡言之，由攪拌器賦予玻璃的運(yùn)動是使得玻璃不但被充分混合，而且通過由沿著壁部區(qū)域積聚的壓力所產(chǎn)生的阻擋玻璃在圓筒側(cè)壁上的向下流動的動態(tài)障礙而有效地阻止該向下流動。在WO 2008/088432中認(rèn)識到，攪拌器的葉輪葉片的外表面經(jīng)受高應(yīng)力。該應(yīng)力部分地源自于流過攪拌裝置的熔融玻璃的粘度以及葉輪葉片與攪拌腔壁之間的緊公差 (close tolerance) 0已知葉輪527的最外部分在攪拌過程期間經(jīng)受最高的應(yīng)力，盡管攪拌器的前向表面(相對于攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向)和與葉輪相鄰的壁部分也可能經(jīng)受高應(yīng)力。這些部分優(yōu)選地設(shè)有用于減小磨損的裝置，例如上述的孔或溝槽，或者可以鍍有更耐磨損的材料，例如銥或銥合金(例如銥-銠合金)。圖6示出了諸如攪拌器300的301、302、303的一組葉輪的不同的立體圖，示出了軸304、支承構(gòu)件634、636、637、639、葉輪葉片6沘、6四、631、632以及接合以形成形狀613 和615為基本圓形的弧形形狀的成對葉輪。圖7a示出了攪拌器710，具有軸711、攪拌元件730，該攪拌元件是一層一層地布置且沿著軸的長度傾斜安裝且通過兩個連接元件720彼此相連的桿狀攪拌葉片。圖7b示出了混合裝置740，具有馬達(dá)745、軸750和一層一層地布置的桿狀攪拌元件770，桿狀攪拌元件770通過置于攪拌腔中的兩個連接元件775( —側(cè)上一個)彼此相連，攪拌腔具有在上部分處的形狀為圓筒形的攪拌腔壁755和在下部分處的圓錐形的攪拌腔壁760，其中熔融玻璃785經(jīng)由在攪拌腔的上部分處的入口 780和在攪拌腔的下部分處的出口 765傳送。
圖8a示出了具有軸20和攪拌元件的攪拌器，攪拌元件為加粗部分，包括兩個圓筒形部段16. 1和16.2。圖8b示出了具有軸20和攪拌元件的攪拌器，攪拌元件為加粗部分，包括一個圓筒形部段16. 3和具有半球形形狀的一個部段16. 4以及與軸20相連的一個去頭圓錐形元件 16. 5。圖8c示出了具有軸20和攪拌元件的攪拌器，攪拌元件為加粗部分，包括連接到軸 20上的一個去頭圓錐形部段16. 6和圓錐形部段16. 7。 圖8d示出了具有軸20和攪拌元件的攪拌器，攪拌元件為加粗部分，包括連接到軸 20上的一個去頭圓錐形部段16. 8和具有半球形形狀的一個部段16. 9。圖8e示出了具有軸20和攪拌元件的攪拌器，攪拌元件為加粗部分，包括兩個去頭圓錐形部段16. 10和16. 11，它們通過較寬的側(cè)部彼此相連并且其中的一個通過其較窄的側(cè)部連接到軸20上。圖9a和作為圖9a中的線9b_9b截取的截面圖的圖9b示出了具有軸950和桿狀攪拌元件970的混合裝置940，桿狀攪拌元件970沿著軸的長度一層一層地布置并且相對于彼此成角度，使得攪拌元件的面向攪拌腔的內(nèi)表面的表面限定螺旋線971，并且布置在具有攪拌腔壁955的攪拌腔961中，其中腔在上部分處形狀為圓筒形的并且在下部分處攪拌腔壁960是圓錐形的，其中熔融玻璃經(jīng)由在攪拌腔的上部分處的入口 980和在攪拌腔的下部分處的出口 965傳送。圖10示出了具有軸1050和攪拌元件1070的混合裝置1040，攪拌元件1070為軸的加粗部分，混合裝置具有與去頭圓錐形元件相組合的圓筒形元件的形狀，攪拌元件1070 配備有葉片元件1075，被置于具有攪拌腔壁1055的攪拌腔中，其中腔1061在上部分處形狀為圓筒形的并且在下部分處攪拌腔壁1060為圓錐形的，其中熔融玻璃1085經(jīng)由在攪拌腔的上部分處的入口 1080和在攪拌腔的下部分處的出口 1065傳送。如對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的，在本領(lǐng)域中已知的其他攪拌器的設(shè)計(jì)可以與本公開的教導(dǎo)結(jié)合。可選的攪拌器設(shè)計(jì)包括但不限于采用螺旋螺紋的設(shè)計(jì)和采用相對于攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向成角度的槳葉的攪拌器。對于所有有用的目的，本文引用的現(xiàn)有文獻(xiàn)以及所有參考或文獻(xiàn)通過參引的方式并入本文。附圖標(biāo)記圖 1、圖 2:1 入口管2 出口3 軸4 攪拌腔5 葉輪6 攪拌器7 開度角8 葉片圖3:300 攪拌器
301葉輪組302葉輪組303葉輪組304軸305支承元件圖4:400攪拌器401車由402入口403出口404葉輪葉片405開度角406開度角圖5:513弧形葉輪515弧形葉輪517弧形葉輪527葉輪(三個)528葉輪葉片529葉輪葉片530葉輪葉片531葉輪葉片(沿相反方向彎曲)532葉輪葉片(沿相反方向彎曲)533葉輪葉片(沿相反方向彎曲)534支承元件，盤狀部段535支承元件，盤狀部段536支承元件，盤狀部段537支承元件，盤狀部段538支承元件，盤狀部段539支承元件，盤狀部段圖 6 613弧形葉輪615弧形葉輪628葉輪葉片629葉輪葉片631葉輪葉片632葉輪葉片634支承構(gòu)件636支承構(gòu)件
637支承構(gòu)件639支承構(gòu)件圖 7a 710攪拌器711軸720連接元件730攪拌元件圖 7b 740混合裝置745馬達(dá)750軸755腔壁(圓筒形)760腔壁(圓錐形)765出口770攪拌元件780入口785熔融玻璃圖 8a 16. 1圓筒形部段16. 2圓筒形部段20軸圖 8b 16. 3圓筒形部段16. 4半球形部段16.5去頭圓錐形部段20車由圖 8c 16. 6去頭圓錐形部段16. 7圓錐形部段20車由圖 8d
16. 8去頭圓錐形部段16. 9半球形部段20軸圖 8e:16. 10去頭圓錐形部段16. 11去頭圓錐形部段20車由圖 9
940混合裝置950車由955攪拌腔壁960955的圓錐形下部分961955的圓筒形上部分965出口970攪拌元件971螺旋線980Λ 口985熔融玻璃圖 10 1040 混合裝置1050 車由1055 攪拌腔壁1060 1055的圓錐形部1061 1055的圓筒形部1065 出口1070 攪拌元件1075 葉片元件1080 入口1085 熔融玻璃
權(quán)利要求
1.一種用于攪拌熔融玻璃的裝置，包括-基本豎直定向的攪拌腔，所述攪拌腔具有至少一個錐形或至少一段錐形的內(nèi)部形狀；-布置在所述攪拌腔的上端部處的入口； -布置在所述攪拌腔的下端部處的出口 ；以及 -置于所述攪拌腔內(nèi)的攪拌器，所述攪拌器包括a.基本豎直定向的、可旋轉(zhuǎn)且可軸向移動的軸；b.多個攪拌元件，所述多個攪拌元件從所述軸向外延伸，沿著所述軸的軸線彼此相鄰；以及c.所述多個攪拌元件沿著所述軸軸向布置，使得所述攪拌元件中的每一個掃過限定掃過半徑的圓形區(qū)域，所述攪拌腔在所述軸的每個長度處的位置處具有比大的內(nèi)半徑Re，其特征在于，所述圓形區(qū)域的所述半徑以及相應(yīng)地所述攪拌元件的尺寸沿著所述軸的長度從所述軸的下部分朝向所述軸的上部分增大，所述軸與所述攪拌腔的錐形基本共軸而所述攪拌元件從所述軸徑向伸出到所述攪拌腔的壁的緊鄰區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于攪拌熔融玻璃的裝置，還包括-馬達(dá)，所述馬達(dá)將扭矩T施加到所述攪拌器的所述軸上，以在熔融玻璃流過所述攪拌腔時使所述攪拌器在所述攪拌腔內(nèi)以速度S旋轉(zhuǎn)，從而限定掃過容積V，所述熔融玻璃具有粘度η ；其中，SjJjtpRl^n π選取為使得對于所述攪拌元件中的每一個在其在攪拌腔內(nèi)的相應(yīng)位置處滿足如下關(guān)系 (STV/n)0·5 >= 5. okg/s ；其中，S是所述攪拌器的速度，其單位是每秒弧度數(shù)，T是施加到所述攪拌器的所述軸上以使所述攪拌器旋轉(zhuǎn)的扭矩，其單位是牛頓-米，V是由所述攪拌器限定的掃過容積，其單位是m3，η是熔融玻璃的粘度，其單位是kg/m * S ；以及(2 31 iiNR葉片)/(R壁-R葉片)<=* 10_3N/m2其中，η和N如前述定義，Re是所述攪拌腔在相應(yīng)的安裝在所述軸上的攪拌元件的位置處的內(nèi)直徑，而是安裝在所述軸上的所述攪拌元件的最大直徑，并且Rlt和均以米為單位
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述攪拌腔的內(nèi)表面包括多個溝槽，所述溝槽優(yōu)選地與所述軸的旋轉(zhuǎn)軸線基本垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其中，所述攪拌器的所述攪拌元件設(shè)計(jì)為使得所述攪拌元件的面向所述攪拌腔的內(nèi)表面的表面的表面法線(法向矢量)基本垂直于所述攪拌腔的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其中，所述多個攪拌元件是從所述軸徑向伸出的多個弧形葉輪，所述多個弧形葉輪沿著所述軸的軸線彼此相鄰，并且用于所述葉輪的多個支承元件具有從其中心橫向輻射的部分并且具有抵接所述葉輪的弧形邊緣，其中，所述支承元件沿著所述軸軸向布置，所述弧形葉輪具有抵接所述葉輪的所述支承元件的所述弧形邊緣的半徑，其特征在于，所述葉輪的半徑和所述支承元件的所述弧形邊緣的半徑沿著所述軸的長度增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，每個葉輪的近端部被錨定至所述軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，兩個相鄰的葉輪葉片接合以形成形狀為基本圓形的弧形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，相鄰的葉輪葉片沿相反方向彎曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述攪拌元件是桿狀攪拌葉片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4或9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述攪拌元件是穿過位于所述軸中的對應(yīng)開孔的桿狀攪拌葉片，沿著所述軸的長度一層一層地布置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4或9至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置，并且相對于彼此成角度，使得所述攪拌元件的面向所述攪拌腔的內(nèi)表面的且從所述軸向外面對的表面限定螺旋線。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述桿狀攪拌葉片沿著所述軸的長度一層一層地布置，并且通過至少一個基本豎直定向的桿狀連接元件彼此相連。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述攪拌元件包括所述軸的加粗部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4或13中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述加粗部分具有從由圓筒形、圓錐形、球形、半球形、去頭圓錐形、鐘形和它們的組合構(gòu)成的組中選取的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4或13至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，至少一個葉片元件緊固到所述加粗部分的外側(cè)上。
16.一種用于使熔融玻璃勻質(zhì)化的方法，包括-設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1至15中至少一項(xiàng)所述的裝置； -使熔融玻璃流過所述攪拌腔；-將扭矩施加到所述攪拌器的所述軸上，以在熔融玻璃流過所述攪拌腔時使所述攪拌器在所述攪拌腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
17.一種用于熔融玻璃的攪拌器，包括 -可旋轉(zhuǎn)且可軸向移動的軸；-多個攪拌元件，所述多個攪拌元件從所述軸中突出，沿著所述軸的軸線彼此相鄰；以及-所述多個攪拌元件沿著所述軸軸向布置，使得所述攪拌元件中的每一個掃過具有半徑的圓形區(qū)域，其特征在于，所述圓形區(qū)域的半徑以及相應(yīng)地所述攪拌元件的尺寸沿著所述軸的長度從所述軸的下部分朝向所述軸的上部分增大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃攪拌器，所述玻璃攪拌器在操作期間提供改進(jìn)的攪拌、減小的玻璃波紋缺陷并且易于調(diào)節(jié)加工參數(shù)。
文檔編號C03B5/187GK102482133SQ201080036996
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者R·辛格 申請人:尤米科爾股份公司及兩合公司