炉系统的制作方法

本公开涉及炉系统。特别地，本公开涉及用于使原材料和碎玻璃在递送到炉之前混合的系统和用于操纵来自装料器以及系统的其它构件的排出物的机构。

背景技术：

在玻璃熔融炉系统中，装料器用于将原材料引入到用于熔融的炉中。装料器的构建是重要的，因为，它对熔融过程造成显著影响。例如，装料器的构建确定排放到炉中的未熔融的材料的构成和形状，并且因此确定炉中的那些材料的熔融速率。熔融速率的差异可能对炉的操作和寿命以及在炉中生产的玻璃的质量造成影响。

被引入到装料器中的材料通常在装料器本身内或在预热器中被加热。例如，预热器通常用于在碎玻璃被引入到装料器中并且随后被引入到炉之前，对碎玻璃(再生破碎玻璃)进行预热。由于装料器内的碎玻璃和原材料典型地具有一定的含水量，因而被加热的混合物可能生成蒸汽。要求用于提取该蒸汽并且用于维持蒸汽处于足以防止冷凝的温度的有效手段，以便避免起因于系统构件的锈蚀和起因于在冷凝的蒸汽与灰尘以及其它颗粒组合时堵塞系统的损伤。

在本文中，发明人已认识到需要将使上文中所提到的缺陷中的一个或多个最小化和/或将其排除的炉系统。

技术实现要素：

本公开涉及炉系统。特别地，本公开涉及用于使批料(原材料(例如，硅砂、苏打灰(碳酸钠)以及石灰石)和碎玻璃)在递送到炉之前混合的系统和用于操纵来自装料器以及系统的其它构件的排出物的机构。

根据本教导的一个实施例的炉系统包括炉。系统进一步包括混合室，混合室限定：入口端，其构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料的分离流；和出口端，其与入口端隔开，并且构造成排放原材料和被预热的碎玻璃混合料的组合流。混合室从入口端到出口端渐缩。混合室限定从入口端移动到出口端而彼此靠近的第一和第二相反的侧壁。混合室进一步限定入口端中的第一入口，第一入口构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料中的一种。第一入口与出口端中的出口沿着竖直轴线对准。混合室进一步限定入口端中的第二入口，第二入口构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料中的另一种。第二入口从出口相对于竖直轴线偏移，以致于原材料和被预热的碎玻璃混合料中的另一种在到达出口之前沉积于第一侧壁上。系统进一步包括装料器，装料器具有：入口端，其联接到混合室的出口端，并且构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料的组合流；和出口端，通过其而将原材料和被预热的碎玻璃混合料的混合物从装料器排放到炉中的熔融池中。

根据本教导的另一实施例的炉系统包括炉。系统进一步包括混合室，混合室限定：入口端，其构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料的分离流；和出口端，其与入口端隔开，并且构造成排放原材料和被预热的碎玻璃混合料的组合流。混合室从入口端到出口端渐缩。混合室进一步限定入口端中的第一入口，第一入口构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料中的一种。混合室进一步限定入口端中的第二入口，第二入口构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料中的另一种。系统进一步包括装料器，装料器具有：入口端，其联接到混合室的出口端，并且构造成接收原材料和被预热的碎玻璃混合料的组合流；和出口端，通过其而将原材料和被预热的碎玻璃混合料的混合物从装料器排放到炉中的熔融池中。炉系统进一步包括管道系统。管道系统包括：排出管道，其与炉的排出流体出口处于流体连通，并且构造成放出从炉排出的流体；和混合室排出管道中的一个或两者，其与混合室处于流体连通，并且构造成放出从混合室和装料器排出管道排出的流体，装料器排出管道与装料器处于流体连通，并且构造成放出从装料器排出的流体。混合室排出管道和/或装料器排出管道也与排出管道处于流体连通，并且，从混合室和装料器排出的流体与从炉排出的流体的部分混合。

根据本教导的炉系统相对于常规的炉系统而是有利的。特别地，混合室的布置促进对于原材料和碎玻璃混合物的在进入到炉中之前的有益构成。使炉排出物与来自混合室和装料器的排出流体混合维持对于排出流体的升高的温度，并且防止冷凝。

所公开的系统的前述以及其它方面、特征、细节、效用以及优点将从阅读下文的详细描述和权利要求书并且从通过示例的方式复查图示该系统的特征的附图而显而易见。

附图说明

图1是根据本教导的一个实施例的炉系统的示意图。

图2是根据本教导的一个实施例的炉系统的部分的透视图。

图3是图1-2的炉系统的部分的示意且横截面图。

具体实施方式

现在参考附图，其中，同样的参考标号用于在各种视图中标示完全相同的构件，图1图示根据本教导的一个实施例的炉系统10。系统10被提供来使得用于在形成物体或产品中使用的原材料熔融。系统10可以包括例如用于在使原材料(诸如，硅砂、苏打灰(碳酸钠)以及石灰石和碎玻璃(再生破碎玻璃))熔融成熔融玻璃中使用的玻璃熔融炉系统。系统10可以包括炉12、分批螺旋进料器14、预热器16、混合室17、装料器18、管道系统20以及风扇22。

炉12被提供来使批料熔融。如上文中所注意到的，在一个实施例中，炉12可以包括使原材料(诸如，硅砂、苏打灰和/或石灰石以及碎玻璃)熔融成熔融玻璃的玻璃熔融炉。炉12可以具有大约1565摄氏度(2850华氏度)的操作温度。炉12可以使用天然气和预热的燃烧空气来生成热。炉12还可以使用电升压系统来增强该热。过多的热可以通过管道系统20从炉12排出。

分批螺旋进料器14被提供来将原材料(例如，硅砂、苏打灰以及石灰石)指引到混合室17中。虽然在所图示的实施例中，示出螺旋进料器14，但应当理解，除了螺旋进料器14之外，或作为对于螺旋进料器14的备选方案，可以使用包括斜槽、输送机以及其它结构的各种各样的机构来将原材料从一个或多个料仓(未示出)递送到混合室17。分批递送系统的螺旋进料器14和/或其它构件可以使用如下的常规机电控制来控制：基于来自用于监测炉10、混合室17或位于系统10中的其它结构的各种状况的传感器的反馈信号而调节提供给混合室17的原材料的量。

预热器16被提供来在材料被引入到炉12中之前，对材料进行预热，以改进炉12的操作效率。在上文中所引用的玻璃熔融炉系统中，预热器16包括碎玻璃预热器，碎玻璃预热器用于在碎玻璃混合料被提供给炉12之前，对碎玻璃混合料进行预热。碎玻璃混合料可以仅包含碎玻璃，或备选地可以包含碎玻璃和一种或多种类型的原材料(例如，碎玻璃和硅砂)的混合料。预热器16可以包括直接接触式淋雨床(rainingbed)逆流预热器，其中，碎玻璃混合料在预热器的一端处被引入，并且在重力下绕过偏转板流过预热器，而热被引入到预热器的相反端中，并且沿与碎玻璃混合料相反的方向流动。然而，应当理解，其它常规形式的用于碎玻璃混合料、原材料或类似物的预热器16可以备选地在玻璃熔融炉系统中使用。

混合室17被提供来使来自螺旋进料器14的原材料流和来自预热器16的碎玻璃混合料流组合并且将组合流指引到装料器18中。混合室17限定入口端24和出口端26。入口端24构造成从螺旋进料器14和预热器16接收原材料和碎玻璃混合料的分离流。出口端26与入口端24隔开，并且构造成将原材料和碎玻璃混合料的组合流排放到装料器18中。混合室17从入口端24到出口端26渐缩。混合室17包括两对相反的侧壁28、30和侧壁32、34。侧壁28、30在形状上大体上是梯形的，从而从混合室17的入口端24到出口端26变窄。侧壁32、34在形状上大体上是矩形的，并且与侧壁28、30联结。侧壁32、34从混合室17的入口端24移动到出口端26而彼此靠近。侧壁32、34的角可以取决于所使用的批料而变更，并且例如可以自水平面起处于三十度与八十度之间。参考图2，混合室17可以限定位于入口端24处的多个入口，包括入口36、38。入口36构造成从螺旋进料器14接收原材料。参考图3，入口36可以沿着竖直轴线42与在出口端26中形成的出口40对准。入口38构造成从预热器16接收碎玻璃混合料。然而，入口38可以相对于轴线42从出口40偏移，以致于通过入口38进入混合室17的碎玻璃混合料在到达出口40之前，沉积于侧壁32、34中的一个上。入口的构造有助于促进原材料和碎玻璃混合料的改进的组成和混合。在备选实施例中，入口38可以沿着竖直轴线42与在出口端26中形成的出口40对准，而入口36相对于轴线42从出口40偏移，以致于通过入口36进入混合室17的原材料在到达出口40之前，沉积于侧壁32、34中的一个上。

装料器18被提供来将原材料和碎玻璃混合料的混合物供给到炉12中。参考图1和图3，装料器18可以包括料斗44和进料器46。料斗44被提供来从混合室17接收混合的原材料和碎玻璃混合料，并且将混合物提供给进料器46，以便递送到炉12。料斗44具有联接到混合室17的出口端26的入口端。入口端构造成从混合室17接收原材料和碎玻璃混合料的组合流。进料器46具有如下的出口端：原材料和碎玻璃混合料的混合物从装料器18通过该出口端排放到炉12中的熔融池中。根据所图示的实施例的一个方面，装料器18的至少一部分(诸如，料斗44)可以构造成围绕轴线(诸如，轴线42)旋转，以便促进原材料和碎玻璃混合料的混合。特别地，料斗44可以围绕轴线42振动。密封件47可以设置于混合室17的出口端26与装料器18的料斗44的入口端之间，以防止蒸汽逸出。

管道系统20被提供来在炉12、预热器16、混合室17、装料器18及系统10的其它构件(未示出)以及大气之间导引流体(以便摄入(intake)空气并且排出副产物)。在一些实施例中，系统20由足以承受系统10的构件的预期的操作温度的材料制成，并且可以由钢制成。机械地或电气地受控制的阀(未示出)可以设置于管道系统20内，以控制流动往返于炉系统12的各种构件的流体的量。参考图1-2，系统20可以包括排出管道48、装料器摄入管道50、装料器排出管道52、混合室排出管道54以及返回管道56。然而，应当理解，额外的管道可以形成管道系统20的部分。

排出管道48构造成放出从炉12排出的流体。在所图示的实施例中，排出管道48进一步构造成将从炉12排出的流体的部分指引到系统10的其它构件，以便在对材料在引入至炉12之前进行预热中使用。参考图2，在所图示的实施例中，排出管道48可以包括若干部件，这些部件包括主管道部件58和从主管道部件58分叉的一个或多个副管道部件60。

主管道部件58可以相对宽(并且可以宽于副管道部件60)，并且限定与炉12中的排出流体出口处于流体连通的流体入口(未示出)。在所图示的实施例中，部件58联接到预热器16，并且限定与预热器16的流体入口处于流体连通的流体出口，从炉12排出的流体的部分通过预热器16的流体入口被指引到预热器16中，以便用于在预热器16中对碎玻璃混合料进行加热中。主管道部件58还可以限定构造成从其它源接收流体或将流体指引到其它目的地的额外的流体入口或出口。例如，部件58可以限定如下的流体入口：与具有比由炉12排出的流体更低的温度的流体的源连通，以便使由炉12排出的流体的温度下降或降低。一个入口可以例如将排出流体从预热器16递送到主管道部件58。在所图示的实施例中，如在下文中更详细地讨论的，主管道部件58包括位于预热器16的上游的入口62，入口62构造成从返回管道56接收流体。位于甚至更远的上游的出口64连接到副管道部件60。

副管道部件60将流过主管道部件58的排出流体的部分导引到系统10中的各种位置。例如，副管道部件(未示出)可以将从炉12排出的流体的部分放出到大气。根据所图示的实施例的一个方面，副管道部件60具有与主管道部件58的流体出口64处于流体连通的流体入口，并且本身分支，以形成一对流体出口66、68，流体出口66、68用于将排出流体的部分递送到装料器18的料斗44并且递送到返回管道56中。特别地，部件60构造成将炉排出流体的部分递送到装料器摄入管道50，以便用于在装料器18中对原材料和碎玻璃混合料的混合物进行加热中。部件60还构造成将炉排出流体的另一部分递送到返回管道56，以便用于在对从混合室17和装料器18排出的流体进行加热中，以便维持那些流体高于预定温度，并且防止冷凝。

装料器摄入管道50被提供来将从炉12排出的流体的部分指引到装料器18的料斗44中，以便用于在装料器18中对原材料和碎玻璃混合料的混合物进行预热和/或维持混合物的温度中。管道50包括具有与排出管道48(并且特别地，排出管道48的副管道部件60的出口66)处于流体连通的入口的入口端和具有与料斗44处于流体连通的出口的出口端。因此，管道50将从炉12排出的流体的部分递送到装料器18。在一些实施例中，管道50的至少一部分可以包括柔性软管，以致于出口端构造成用于在装料器18的旋转或其它移动时，相对于入口端移动。排出管道48、装料器摄入管道50或其分支可以另外将从炉12排出的流体的部分递送到混合室17，以便在将材料引入到炉12中之前，对原材料和被预热的碎玻璃混合料进一步进行加热。在混合室17中进行的对原材料和碎玻璃混合料的这样的进一步加热可以经由直接地将从炉12排出的流体引入到混合室17中来发生。备选地，这样的加热能够通过如下的过程而发生：导引从炉12排出的流体绕过混合室17的外部，由此从外面对混合室17进行加热并且因而对混合室17中所包含的原材料和碎玻璃混合料进行加热。本领域普通技术人员将认识到，对预热器16、混合室17和/或装料器18的内含物的加热可以利用与由炉12排出的流体分离的加热源(诸如，电加热源)来增强或完全地由其加热。这样的电加热源可以包括抵靠预热器16、混合室17和/或装料器18的部分或全部(包括预热器16、混合室17和/或装料器18的外壁)设置的伴热装置(heattracingdevice)(在下文中更详细地描述)。

装料器排出管道52和混合室排出管道54分别被提供来放出从装料器18的料斗44排出的流体和从混合室17排出的流体。装料器排出管道52包括具有与装料器18的料斗44的出口处于流体连通的入口的入口端和具有与返回管道56的入口处于流体连通的出口的出口端。类似于装料器摄入管道50，装料器排出管道52的至少一部分可以包括柔性软管，以致于入口端构造成用于在装料器18的旋转或其它移动时，相对于出口端移动。混合室排出管道54包括具有与混合室17的出口处于流体连通的入口的入口端和具有与返回管道56的另一入口处于流体连通的出口的出口端。从装料器18和混合室17排出的流体随着其远离装料器18和混合室17行进而冷却。由于装料器18和混合室17中的碎玻璃混合料和原材料具有一定的含水量，因而如果流体的温度随着流体冷却而下降至低于预定温度，则所排出的流体或蒸汽可能冷凝。根据所图示的系统的一个方面，来自炉12的排出流体与装料器18和混合室17的排出流体组合，以便维持流体混合物的温度高于返回管道中的预定温度并且防止冷凝。结果，系统防止在冷凝物与灰尘以及其它颗粒混合时导致的对系统构件的锈蚀和堵塞。与装料器18和混合室17的排出流体混合的来自炉12的排出流体的量可以使用副管道部件60中的阀来随时间推移而变更，所述阀由可编程控制器电子地控制，可编程控制器响应于对与混合物的流体流相关联的各种状况(诸如，流体流的温度)进行监测的传感器所生成的信号而起作用。

除了使炉排出流体的部分与混合室和/或料斗排出流体组合之外或在对此的备选方案中，炉系统10可以进一步包括伴热装置70，伴热装置70抵靠装料器排出管道52和混合室排出管道54中的一个或两者的部分或全部设置。装置70可以进一步抵靠返回管道56的部分或全部设置。装置70可以包括由于对于电流流动的电阻而生成热的高电阻传导电线或电缆。备选地，装置70可以包括将电流传送到沿着电线或电缆的长度隔开的电加热元件的低电阻传导电线或电缆。装置70可以进行自调节，因为，装置7基于系统要求(例如，根据来自温度传感器的反馈)而变更热输出，或可以递送恒定热输出。绝缘部可以覆盖装置70，以将所生成的热朝向管道52、54、56向内指引。装置70可以围绕管道52、54、56中的一些或全部的部分缠绕，并且通过由热传导材料制成的管道52、54、56的壁传递热。以此方式，装置70维持从装料器18和混合室17排出的流体的温度高于预定温度，以防止冷凝。如上文中所注意到的，类似的伴热装置可以添加到预热器16、混合室17和/或装料器18的外壁，以进一步帮助对原材料和/或碎玻璃混合料进行加热和/或维持系统10中的温度，以防止冷凝。

返回管道56被提供来将排出流体从装料器18和混合室17导引回到排出管道48。返回管道56具有如下的入口端：具有联接到排出管道48的副管道部件60、装料器排出管道52以及混合室排出管道54的入口，并且构造成接收从装料器18和混合室17排出的流体，并且使该流体与从炉12排出的流体的部分混合。返回管道56进一步具有如下的出口端：具有与排出管道48的入口62处于流体连通的出口，并且，通过其来自排出管道48的副管道部件60、装料器排出管道52以及混合室排出管道54的流体的混合物被提供给排出管道48的主管道部件58。

风扇22被提供来将返回管道56中的流体的混合物抽吸到排出管道48的主管道部件58中。在所图示的实施例中，风扇22接近管道系统20的返回管道56的出口端而安装于主管道部件58上。

根据本教导的炉系统10相对于常规的炉系统而是有利的。特别地，混合室17的布置促进对于原材料和碎玻璃混合物的在进入到炉12中之前的有益构成。使炉排出物与来自装料器的料斗44和混合室17的排出流体混合维持对于排出流体的升高的温度，并且防止冷凝。

已结合若干说明性实施例而提出本公开，并且，已讨论额外的修改和变型。本领域普通技术人员将鉴于前文的讨论而容易想到其它修改和变型。例如，为了方便起见，实施例中的每个的主题特此通过引用而合并到其它实施例中的每个中。本公开旨在包含如属于所附权利要求书的精神和广义范围内的所有的这样的修改和变型。