DE1266459B

DE1266459B - Vorrichtung zur Herstellung von Glas-Hohlkuegelchen

Info

Publication number: DE1266459B
Application number: DEST21671A
Authority: DE
Inventors: Harvey Edwin Alford; Richard Denman Corft; Franklin Veatch
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1957-10-22
Filing date: 1958-10-21
Publication date: 1968-04-18
Also published as: GB572248A; US2978340A; NL101675C; GB875292A; DE1246179B; CH384786A; US2978339A; US3129086A; US3030215A; NL232500A; FR1216976A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C03b

Deutsche KL: 32 a-19/10

St21671VIb/32a
21. Oktober 1958
18. April 1968

Die Erfindung betrifft eine Ofenvorrichtung zur Herstellung von Hohlkügelchen aus schmelzbarem Material nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 1 246 179. Nach diesem Verfahren werden feinteilige feste Teilchen aus siliciumhaltigem Material im Gemisch mit einem Blähmittel durch einen heißen Gasstrom durch eine senkrechte Ofenzone nach oben getrieben, wobei das siliciumhaltige Material in der Ofenzone schmilzt und das Blähmittel sich zersetzt und die festen geschmolzenen Teilchen zu Hohlkügelchen aufbläht, die nachfolgend abgekühlt und gewonnen werden.

Zur Herstellung von hohlen Teilchen nach den Verfahren der USA.-Patentschriften 2 797 201 und 2 676 892 werden Öfen oder Sprühtrocknungsanlagen verwendet, in denen das Ausgangsmaterial entweder im festen oder aber im flüssigen Zustand durch Vorrichtungen im oberen Abschnitt des Ofens oder der Trockenkammer verteilt wird und anschließend durch eine Erhitzungszone fällt. Auf Grund der Schwerkraft ao verhält sich die Verweilzeit eines Teilchens in dieser heißen Ofenzone umgekehrt zur Masse oder der Größe des Teilchens, vorausgesetzt, daß das Ausgangsmaterial eine nahezu einheitliche Dichte hat (Stokesches Gesetz). Die relative Hitze für die Um-Wandlung in die Hohlform dürfte etwa die dritte Potenz des Teilchendurchmessers erreichen, so daß mit steigender Teilchengröße ein wesentlich höherer Wärmebedarf erforderlich ist. Bei den bisher bekannten Verfahren muß deshalb darauf geachtet werden, daß ein enger Teilchengrößenbereich des Ausgangsmaterials zwecks Bildung von Hohlkügelchen niedriger Dichte in hohen Ausbeuten eingehalten wird. Wenn eine genaue Regelung des Teilchengrößenbereiches nicht erfolgt, fallen die größeren Teilchen infolge der größeren Masse zu schnell durch den Ofen» wodurch ein zu wenig erhitztes und gering ausgedehntes Produkt erhalten wird. Umgekehrt brauchen die kleineren Teilchen wegen ihres geringen Gewichts eine längere Zeit, um durch den Ofen nach unten zu fallen, wodurch ein überhitztes Produkt erhalten wird.

Es wurde gefunden, daß durch das übermäßige bzw. zu geringe Erhitzen der filmbildenden Teilchen die Qualität des Produktes insofern stark beeinträchtigt wird, als die Schüttdichte des Produktes erhöht und dadurch die technische Verwendbarkeit desselben eingeschränkt wird. Es wurde beobachtet, daß überhitzte Teilchen entweder als feste oder aber als hohle Kügelchen mit einer sehr dicken Wand und demzufolge mit hoher Dichte erhalten werden. Die zu wenig erhitzten Teilchen werden als schwamm-Vorrichtung zur Herstellung von
Glas-Hohlkügelchen

Anmelder:

The Standard Oil Company,

Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,

Patentanwälte,

8000 München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:
Franklin Veatch, Lyndhurst, Ohio;
Harvey Edwin AIf ord, Amtierst, Ohio;
Richard Denman Corft,
Wapakoneta, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1957
(691725)

artige Massen erhalten, die zellförmige Eigenschaften aufweisen. Selbstverständlich wird durch eine merkliche Menge beider Formen die Schüttdichte des Produktes beeinträchtigt.

Erfindungsgemäß wird eine Ofenkonstruktion vorgeschlagen, bei der diese Nachteile ausgeschaltet sind und die die Herstellung einheitlicher Hohlkügelchen mit geringer Schüttdichte gestattet.

Diese Ofenvorrichtung besteht aus einem zylindrischen Gebilde, das einen Ofenabschnitt, eine unterhalb des Ofenabschnittes angebrachte Zuführung und einen oberhalb des Ofenabschnittes angebrachten Kühlabschnitt aufweist, wobei die Zuführung des zylindrischen Gebildes eine Reihe peripher angeordneter Schlitze, eine Einstellvorrichtung zur gleichzeitigen Veränderung der Öffnungsfläche aller Schlitze und eine Vorrichtung zum Einführen einer fließfähigen Suspension feinteiliger Teilchen in die Zuführung umfaßt und der Ofenabschnitt des zylindrischen Gebildes eine Vielzahl von Brennern zur Einstellung einer Temperatur im Ofenabschnitt, bei der die Teilchen schmelzen, aufweist und der Kühlabschnitt des zylindrischen Gebildes eine Reihe peripher angeord-

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neter Schlitze und eine Einstellvorrichtung zur zone 9 gebildet wird. In dieser Zone kann die Tem-

gleichzeitigen Veränderung der Öffnungsfläche aller peratur der umgewandelten Ausgangsteilchen so weit

Schlitze umfaßt. erniedrigt werden, daß sich die äußere Haut der

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher Teilchen verfestigt und die erforderliche mechanische

erläutert. 5 Festigkeit erreicht, um ohne Schaden entweder am

F i g. 1 zeigt eine zur Durchführung des Verfah- Oberteil des Mantels 10 oder als durchgefallenes Prorens geeignete Vorrichtung; dukt in dem Behälter gesammelt zu werden.

Fig. 2 zeigt einen Aufriß, teilweise im Quer- Eine Überführung 13 führt von der zentralen, am

schnitt, des Ofenabschnittes, in dem die Teilchen Oberteil des Mantels 10 angeordneten öffnung 12

geschmolzen und durch das Blähmittel zu Hohl- io senkrecht nach oben und macht dann eine Biegung

kügelchen aufgebläht werden; niit großem Radius in die waagerechte Ebene zu der

Fig. 3 gibt eine Querschnittsansicht des Ofenab- öffnung 14 und tritt tangential in das Innere einer

schnittes entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, in Richtung Wirbelabtrennvorrichtung ein. Bei der Anordnung

der Pfeile gesehen, wieder; dieser Überführung müssen alle scharfen Biegungen

F i g. 4 ist ein senkrechter Ausschnitt auf der Linie *5 oder andere Hindernisse vermieden werden, die eine

4-4 in Fig. 3; zusätzliche Wirbelbiegung der in die Überführung 13

Fig. 5 zeigt eine Ansicht einer modifizierten Vor- einströmenden Gase bewirken würden, da sonst viele

richtung, die direkt durch die Ofenwand beheizt wird; der eben gebildeten Hohlkügelchen infolge der sich

Fig. 6 ist ein Aufriß, teilweise im Querschnitt, der ergebenden mechanischen Abnutzung zerbrechen

in F i g. 5 gezeigten Vorrichtung; ^ao würden.

Fig. 7 ist eine räumliche Ansicht, teilweise im Die Wirbelabtrennvorrichtung 15 kann irgendeine

Querschnitt, einer Beutelfiltervorrichtung zum Ab- in der Technik zum Abtrennen feiner Teilchen aus

trennen der Produktteilchen von den Gasen und Gasen gebräuchliche Vorrichtung sein. Bei dieser

Fig. 8 ein waagerechter Ausschnitt längs der Linie Ausführungsform hat die Trennvorrichtung einen

8-8 in Fig. 6, der den Eintritt der Fackelbrenner ^a5 kreisförmigen Querschnitt und besteht aus einem

durch die Ofenwand zeigt. oberen Abschnitt mit zylindrischer Form und einem

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus unteren Teil in Form eines umgekehrten Kegelstumpeiner Ofeneinheit F, deren Bestandteile später ein- fes. Eine weitere öffnung 26 in der Trennvorrichtung gehender beschrieben werden und die das Ausgangs- ¹⁵ verbindet den Gasauslaß 25, der entsprechend tonmaterial in Hohlkügelchen überführen kann, einem 3o gential angeordnet ist, mit dem Inneren der Trenn-Isoliermantel 10, der aus zwei Schichten eines BIe- vorrichtung 15. Die Leitung 25 führt zu dem Einlaß ches mit dazwischenliegender Isolierung besteht, die ²? eines Gebläses 28, das durch einen (in der Zeich-OfeneinheitF umgibt und die Aufrechterhaltung der nung nicht gezeigten) Elektromotor angetrieben wird. Temperatur in dem Ofen unterstützt, einer Förder- Das Gebläse 28 ist so angeordnet, daß die Gase mit vorrichtung T für das Ausgangsmaterial zu dem 35 einer gewünschten Geschwindigkeit aus dem Gebläse-Ofen F, einer Gewinnungsvorrichtung Si? für das am auslaß 29 in ein Rohr 30 geblasen und von dort in Boden des Mantels 10 gesammelte Bodenprodukt und die Außenluft abgelassen werden können. Alle Rohre aus Vorrichtungen zur Abführung von Produkt und (13, 25, 30), die die heißen Ofengase befördern, kön-Gasen am Oberteil des Mantels 10 durch eine Wirbel- nen aus galvanisiertem Metallblech bestehen und vorabtrennvorrichtung 15 mit einer Gewinnungsvorrich- 4o zugsweise mit einer Isolierung versehen sein. Am tung TR für das oben abgenommene Produkt. Boden des Unterteils der Trennvorrichtung 15 ist eine

Der Isoliermantel 10 hat eine zylindrische Form, in der Mitte liegende öffnung 31 vorgesehen, die mit die die mehrfache Höhe des Ofens F und den mehr- der senkrecht nach unten zu einem Produktauffangfachen Durchmesser desselben aufweist, und besteht behälter 33 führenden Leitung 32 verbunden ist, der aus einem oberen, kegelförmigen Teil 11, der in eine 45 durch die gasdichte öffnung 35 luftdicht verschlossen in der Mitte liegende Öffnung 12 mit kreisförmigem ist und in dem der Produktbehälter 34 angeordnet Durchmesser, der wesentlich kleiner als der des Man- ist. In der Leitung 32 ist ein gasdichtes Ventil 36 antels 10 ist, übergeht. Der Mantel 10 hat einen unteren geordnet, das die Leitung 32 absperren kann, wenn Teil 16, der als umgekehrter Kegelstumpf mit glei- der gefüllte Produktbehälter 34 entfernt werden muß. eher Form und Abmessung wie der obere Teil 11 5<> Bei der Durchführung des Verfahrens können auch ausgebildet ist. Der untere Teil 16 geht in eine in der andere gebräuchliche Anlagen zum Abtrennen feiner Mitte liegende Öffnung 17 über. Die Leitung 18 führt Teilchen aus Gasen an Stelle der Wirbeltrennvorrichvon dieser öffnung abwärts zum Produktgewinnungs- tung erfolgreich verwendet werden, so daß derartige behälter 19, in dem der Produktaufnahmebehälter 20 Anlagen als Teil der erfindungsgemäß verwendeten angeordnet ist. Zwischen den Leitungen 17 und 18 ist 55 Vorrichtung betrachtet werden können. Eine solche ein gasdichtes Ventil 21 angeordnet, durch das die Anlage, und zwar die Beutelfiltereinrichtung B, wird Leitung 18 abgeschlossen werden kann, so daß das in Fig. 7 der Zeichnung gezeigt. Die Arbeitsweise Produkt am Boden des unteren Teils 16 des Mantels einer derartigen Anlage ist bekannt, so daß aus F i g. 7 10 dann angesammelt werden kann, wenn der Pro- ersehen werden kann, daß die mit Teilchen beladenen duktbehälter 19 geöffnet ist und die Produktauffang- 6o Gase durch die Zuführung 13' in die Beutelfilter einbehälter ausgewechselt werden. Der Behälter 19 hat treten. Die Gase werden durch die Beutel gezogen, an einer Seite eine gasdichte Öffnungsvorrichtung 22, wobei die Teilchen als Überzug an der Außenfläche so daß das Produkt während des normalen Auffan- der Beutel zurückbleiben. Die die Beutel tragenden gens des Produktes in den Auffangbehältern nicht Rahmen werden in regelmäßigen Abständen durch verlorengeht. 65 mechanische Vorrichtungen geschüttelt, wobei die

Es ist wesentlich, daß Höhe und Durchmesser des Teilchen von der Beuteloberfläche gelockert werden Mantels 10 wesentlich größer als die entsprechenden' und in den Trichter zur öffnung 31' fallen. Die GeAbmessungen des Ofens F sind, so daß eine Kühl- winnung des Produktes folgt von dieser Stelle aus

nach dem gleichen Verfahren, wie bei einer Wirbelabtrennanlage, so daß die Öffnung 3Γ durch die Leitung 32' mit dem Produktgewinnungsbehälter 33' verbunden ist, der das Produktauffanggefäß 34' enthält. Die Gase verlassen das Beutelfilter B durch das Rohr 25', wobei sie nach den gleichen Verfahren wie bei der Wirbeltrennvorrichtung 15 entfernt werden, indem das Rohr 25' mit einem in F i g. 7 nicht gezeigten Gebläse verbunden ist, das die Gase aus der Anlage abführt.

Die Verwendung einer Wirbeltrennanlage zusammen mit einer Beutelfilteranlage stellt eine sehr wirksame Vorrichtung zum Abtrennen der Produktteilchen von den Gasen dar.

Die Zuführungsvorrichtung T, durch die das Ausgangsgemisch der Ofeneinheit F zugeführt werden kann, besteht aus einem Zuführungstrichter 2, der ein Gehäuse mit kreisförmigem Querschnitt darstellt, dessen Oberteil eine zylindrische Form und dessen Unterteil 3 die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes hat. Dieser ist mit einer Leitung 4 verbunden, die zu einer Förderschnecke 5 führt, die durch einen in der Zeichnung nicht gezeigten Elektromotor angetrieben wird. Die Förderschnecke 5 läuft waagerecht und fördert das Ausgangsmaterial zu einem Mischkasten 6. Eine Zuführung 7 tritt in den Boden des Mischkastens 6 ein, während eine Leitung 8 diesen Mischkasten verläßt, durch den Mantel 10 läuft und in der Mitte in den Boden des Ofens F eintritt. Durch die Saugwirkung des Gebläses 28 wird durch die Zuführleitung 7 Luft angesaugt, die das Ausgangsmaterial aufnimmt und durch Leitung 8 aufwärts in den zu beschreibenden Ofen befördert.

Die F i g. 2 bis 4 erläutern in allen Einzelheiten die Bestandteile der Ofeneinheit F und die Art und Weise, in der diese zusammenwirken. Die entsprechenden Abmessungen dieser Bestandteile richten sich nach dem Bereich der in der Anlage gewünschten Arbeitsbedingungen. Die zu berücksichtigenden Arbeitsbedingungen, durch die die Bauweise dieser Bestandteile am stärksten bestimmt wird, sind die Geschwindigkeit oder Temperatur, die Zuführungsgeschwindigkeit und der Luftaufstrom. Das Gehäuse 38 hat gewöhnlich eine zylindrische Form und besteht aus einem keramischen oder einem anderen feuerfesten Material. Seine Höhe ist vorwiegend eine Funktion des beabsichtigten Temperaturbereichs und des Luftaufstromes. Wenn der Luftaufstrom vergrößert wird, muß auch die Höhe des Gehäuses 38 vergrößert werden, um für die gleiche Verweilzeit der. Teilchen zu sorgen. Selbstverständlich kann bei einem angenommenen gleichen Luftaufstrom bei einer Erhöhung der Temperaturen das Gehäuse 38 so weit verkürzt werden, daß die Ausgangsteilchen in der heißen Zone der Flamme eine kürzere Zeit bleiben und dennoch der gleichen Wärmemenge ausgesetzt sind. Der Durchmesser des Gehäuses 38 muß den gewünschten Bereichen der Zuführgeschwindigkeit, der Zuführung von Luft und Gas zwecks Entwicklung der gewünschten Temperaturen und der Zuführung der nach oben beförderten Luft zwecks Kühlung der Wand des Gehäuses 38 angepaßt werden.

In F i g. 2 wird das Gehäuse 38 für diese Ausführungsform gezeigt; es besteht hier aus einem oben geöffneten Zylinder. Geringe Abweichungen von einer genauen zylindrischen Form — so eine elliptische oder konische Form — sind zulässig. Solche geringen Abweichungen sollen von dem Ausdruck »zylindrische Form« ebenfalls umfaßt werden. In gleicher Entfernung sind um das Gehäuse 38 vier Klammern 37 angebracht, die das Gehäuse 38 in der Mitte des Mantels 10 in einer Lage gerade oberhalb des unteren Teils 16 halten. Temperaturmeßvorrichtungen sind bei 48 am Unterteil von Gehäuse 38 und bei 49 am Oberteil des Gehäuses 38 zusammen mit Übertragungsvorrichtungen angebracht, die an einem geeigneten Ort außerhalb der'Vorrichtung angebracht sind und eine Beobachtung der Temperaturen dieser beiden Punkte ermöglichen.

Die Zuführung 8, in der das Ausgangsmaterial in einem Luftstrom zu dem Ofen F befördert wird, tritt im Mittelpunkt in den Boden des Gehäuses 38 ein. Die Zuführung 39 mündet durch eine Öffnung (vgl. F i g. 1) in den Mantel 10 und bildet eine größere Zuführung 41, die die Zuführung 8 umgibt. Die Zuführung 39 ist zur Außenatmosphäre hin geöffnet, so daß beim Arbeiten des Gebläses 28 durch diese und die Zuführung 41 Luft eintreten kann. Ein Brenner 40 umgibt die Zuführung 41, der mit Gas durch die Zuführung 42 gespeist wird, die durch eine öffnung in den Mantel 10 mündet (vgl. F i g. 1) und eine größere Zuführung 46 bildet, die die Zuführung 41 umgibt. Die Zuführungen 8 und 41 erstrecken sich bis zur gleichen Höhe innerhalb des Ofens F und haben eine solche Höhe, daß das feinteilige Ausgangsmaterial vor dem Eintreten in das Ofengehäuse 38 nicht merklich schmilzt. Die Höhe beider Zuführungen kann der Höhe des Brenners 40 entsprechen, wenn die Zuführungsgeschwindigkeit ausreichend groß ist, so daß die Teilchen nicht an dem Brenner schmelzen.

In den F i g. 3 und 4 wird der Brenner 40 gezeigt, der aus einer kreisförmigen Brennerplatte besteht, die die Zuführung 41 mit einer Vielzahl von Düsen auf deren oberen Fläche zwecks Verbrennen des Gases umgibt, das durch die Zuführungen 42 und 46 dem Brenner zugeführt wird. Der Brenner 40 wird unmittelbar von einer kreisförmigen Platte 44 umgeben, deren äußerer Rand mit der Innenseite des Gehäuses einen Verschluß bildt. Die Platte 44 weist mehrere Löcher 45 auf, um einen Auftrieb längs der Innenseite des Ofengehäuses zu bewirken, wodurch eine Abscheidung des Produktes im geschmolzenen Zustand an der Innenfläche des Ofengehäuses 38 verhindert wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der beschrie-, benen Vorrichtung erläutert. Das Gebläse 28 wird angestellt und die Gasleitung 42 geöffnet, so daß der Brenner 40 gezündet werden kann. Die Zuführungen 7 und 41 werden zwecks Zuführen von Verbrennungsluft geöffnet. Ein angemessener Zeitraum wird zur Erzielung einer gewünschten Temperatur in dem Ofengehäuse 38 verstreichen gelassen, wobei die Gaszuführungsgeschwindigkeit zu dem Brenner 40 so eingestellt wird, daß dieser Temperaturwert aufrechterhalten wird. Die Gasgeschwindigkeit wird mit der von Luft aus den Zuführungen 7 und 41 ausgeglichen, so daß eine gewünschte Temperatursteigung zwischen Punkt 48 und Punkt 49 in dem Gehäuse 38 aufrechterhalten wird, wobei die Temperatur an diesen Punkten ununterbrochen aufgezeichnet wird.

Ein feinteiliges Ausgangsgemisch mit dem gewünschten Teilchengrößenbereich wird in den Zuführungstrichter 2 gebracht, worauf die veränderliche Förderschnecke 5 in Gang gesetzt und auf eine Geschwindigkeit eingestellt wird, daß eine gewünschte

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Menge des Ausgangsgemisches zu dem Mischkasten 6 untere Trägerzone, Ofenzone bzw. als Kühlzone befördert wird. Der Luftstrom in den Zuführungen 7 angeordnet sind.

und 8 befördert das Ausgangsgemisch in das Öfen- In den in den F i g. 5 und 6 gezeigten Anordnungen

gehäuse 38 und leitet es in das heiße Gebiet der Ver- wird die in der Mitte liegende Ofenzone durch den brennungsgase. Die einzelnen Teilchen steigen in dem 5 Ofenabschnitt 54 gebildet, der aus isolierenden feuer* Ofengehäuse bis zu einem Punkt, wo die —das Teil- festen Steinen hergestellt worden ist, die den hohen chen tragende—Gasaufstromgeschwindigkeit mit der Arbeitstemperaturen, d. h. Temperaturen bis zu etwa auf das Teilchen einwirkenden Schwerkraft im Gleich- 1370° C, widerstehen. Für diesen Abschnitt werden gewicht ist. Die kleinen Teilehen setzen sich in grö- runde Steine gewählt, so daß eine zylindrische Form ßeren Höhen als die größeren Teilchen ab, wobei die _lo erhalten werden kann. Die Steine werden von einem Luftaufstrombedingungen so eingestellt werden, daß Gehäuse 60 umgeben. Der Ofenabschnitt 54 ruht auf die großen Teilchen in der heißen Zone des Ofens als einer kreisförmigen Stahlplatte 70, die die gleiche Folge der Prinzipien dieses Auftriebsverfahrens vor- innere öffnung und den äußeren Durchmesser wie liegen und dadurch die zusätzliche Wärmemenge er- der Ofenabschnitt 54 hat. Die Stahlplatte 70 wird von halten, die zum Einleiten des Schmelzens der Teil- 15 vier Stahlfüßen 71 getragen, die gleich lang sind und chen und zur Bildung der gewünschten Hohlkugel- nach unten bis zum Boden reichen. Die tatsächliche chen erforderlich ist. Höhe und der Durchmesser des Ofenabschnitts 54

Wenn die Teilchen zu Kügelchen umgewandelt werden von dem Bereich der gewünschten Arbeitsund mit Gas gefüllt werden, erhöht sich der relative bedingungen in dieser Vorrichtung bestimmt. Durchmesser der Teilchen beträchtlich; auf Grund 20 Wie in F i g. 8 erläutert wird, wird der Qfenabder Größenzunahme und der Kugelform der Teilchen schnitt 50 mit sechs Fackelbrennern 51 direkt geheizt, wird die Auftriebswirkung der nach oben strömenden die in den Ofenabschnitt 54 in gleicher Ebene und in Gase erhöht, wodurch das frühere Gleichgewicht zwi- der Nähe des Bodens des Ofenabschnitts 50 durch sehen dem nach oben strömenden Gas und der die öffnungen 52 eintreten, die in gleicher Entfer-Schwerkraft aufgehoben wird und die Teilchen in 25 nung um den Ofenabschnitt 54 angeordnet sind, dem Ofen in eine größere Höhe und anschließend Wenn die Brenner 51 radial in die Ofenzone 50 zeiaus dem Ofen in die Kühlzone 9 mit fortschreitend gen, können in der Ofenzone 50 Temperaturunregelsich erniedrigender Temperatur gebracht werden, so mäßigkeiten auftreten. Wenn sie aber in einem gerindaß die Teilchen vor dem Überhitzen in den heißen gen Winkel zur radialen Lage eingestellt werden, wird Zonen des Ofens entfernt werden. Die Verweilzeit 30 eine Kreisbewegung der Gase bewirkt, die dazu neigt, der Teilchen in dem Ofen beträgt gewöhnlich 0,5 die Temperatur innerhalb der Ofenzone auszugleibis 10 Sekunden. Die Teilchen kühlen sich in der chen. Ein Winkel zwischen 5 und 10° gegenüber Kühlzone auf eine Temperatur unterhalb der der Senkrechten stabilisiert wirksam die Temperatur. Schmelztemperatur ab, wobei die äußere Haut der Wie in F i g. 6 erläutert wird, ist unmittelbar ober-

Teilchen verfestigt und die erforderliche Festigkeit 35 halb der Ofenzone 50 eine Kühlzone 53 vorgesehen, erzielt wird, so daß die Teilchen die mechanische um die Gase und die Teilchen vor dem Übergang Abnutzung überstehen, der sie während der anschlie- zur Trennung und zur Produktgewinnung abzukühßenden Gewinnung ausgesetzt sind. Die Teilchen kön- len. Die Kühlzone 53 besteht aus einem Gehäuse 57, nen in der Kühlzone entweder in größere Höhen das aus einem Metallblechzylinder mit nahezu der gebracht und gegebenenfalls in dem nach oben strÖ- 40 gleichen Höhe wie das Ofengehäuse 60 und einem menden, den Mantel 10 verlassenden Gasstrom sus- äußeren Durchmesser besteht, der dem des Ofenpendiert und zu der Wirbeltrennvorrichtung 15 be- gehäuses 60 gleich ist. Am äußeren Rand der Überfordert werden, oder sie können von dem Weg der kante von Gehäuse 57 ist ein vorstehender Rand annach oben strömenden Gase in der Kühlzone ab- gebracht, der die Haube 11, die zu den Leitungen 12 weichen und sich unter der Einwirkung der Schwer- 45 und 13 führt, aufnimmt. Die Gewinnung des Produkkraft auf dem Unterteil 16 des Mantels 10 absetzen tes erfolgt nach dem gleichen Verfahren, das in F i g. 1 und in den Produktbehälter 20 fallen. Die durch das und allgemein in F i g. 5 mit einer Gewinnungsanlage Rohr 13 in die Trennvorrichtung 15 beförderten gezeigt worden ist, bei der das Produkt am Oberteil Teilchen gelangen nach unten zu dem Produktbehäl- der Anlage gewonnen wird» Dicht am unteren Ende ter 34, während die Gase mit Hilfe des Gebläses 34 5° des Gehäuses 57 ist eine Reihe von Luftschlitzen 55 abgezogen und schließlich durch das Rohr 30 in die im gleichen Abstand voneinander um die ringförmige Außenluft abgeblasen werden. Gehäusewand 57 herum angeordnet, wobei die ge-

Die Geschwindigkeit des Gebläses 28, der Zufüh- meinsame Fläche dieser Schlitze mit rechtwinkligem rungsschnecke 5 und des in den Brenner 40 strömen- Querschnitt während des Arbeitens den Zutritt ausden Gases kann unter Berücksichtigung der Art des 55 reichender Außenluft gestattet, um die gewünschte Ausgangsmaterials und dessen Größe so eingestellt Temperatur in der Kühlzone 53 aufrechtzuerhalten, werden, daß das gewünschte Produkt erhalten wird. Mit Hilfe des Gebläses 28 wird durch die Schlitze 55

In F i g. 5 wird eine modifizierte Ofenanordnung Luft angesaugt. Die wirksame Fläche der Schlitze 55 erläutert, in der auch das Auftriebsverfahren zur Her- kann durch Einstellen des Schiebers 56 verändert stellung hohler Teilchen durchgeführt werden kann, 60 werden, der an dem Gehäuse 57 senkrecht oberhalb wobei ein Kühlmantel nicht erforderlich ist und eine der Schlitze 55 angeordnet ist und zu jeder gewunschgroßere Anpassungsfähigkeit der Bauweise des Mate- ten gleichmäßigen Höhe um die Schlitze nach unten rialeintritts zum Ofen möglich ist. Ferner wird bei geschoben werden kann, so daß jede Stellung zwidieser Anordnung das gesamte Produkt am Oberteil sehen einer vollständigen öffnung und einer vollstänentfernt. Der modifizierte Ofen besteht aus einem 65 digen Abdichtung möglich ist. Der Schieber 56 kann aufrecht stehenden zylindrischen Gehäuse gleichen durch die Schrauben 58 festgehalten werden. Die Durchmessers, der aus drei Zonen nahezu gleicher Zone unterhalb der Ofenzone 50, die als untere Trä-Höhe besteht, die in waagerechter Reihenfolge als gerzone 65 bezeichnet wird, wird von einem zyllndri-

sehen Gehäuse 75 aus einem Metallblech umgeben, das dem Gehäuse 54, das die Kühlzone 53 umschließt, gleicht. Der äußere Durchmesser dieses Gehäuses entspricht dem äußeren Durchmesser des Ofengehäuses 57, wobei das Gehäuse 75 unmittelbar unter dem Ofengehäuse 57 beginnt und bis zur Bodenfläche reicht und dadurch gehalten wird, indem dieses Gehäuse an verschiedenen Stellen mit den Stahlfüßen 71 verbunden ist. Dicht am Boden des Gehäuses 75 ist um die ringförmige Wand in gleicher Entfernung voneinander eine Reihe von Luftschlitzen 76 mit rechtwinkligem Querschnitt angebracht, so daß Außenluft eintreten kann, um die Bildung von geschmolzenem Material auf den Wänden des Ofengehäuses 54 zu verhindern und um die Verbrennung des Gases zu ermöglichen. Die durch die Schlitze 76 während des Arbeitsganges eintretende Luftmenge wird durch den Schieber 77 geregelt, der senkrecht oberhalb der Schlitze 76 angeordnet ist und mit dem äußeren Umriß des Gehäuses 75 abschließt. Der Schieber 77 kann auf jede gewünschte Höhe eingestellt und durch Schrauben 74 gehalten werden, wodurch — falls erforderlich — die Öffnung der Schlitze verringert werden kann.

In der unteren Trägerzone 65 ist unterhalb der Ofenzone 50 in der Mitte eine Sprühdüse 64 angeordnet, die mit dem Ende der Zuführung 8 verbunden ist und durch die das feste Ausgangsmaterial in einem vollständigen Kegel direkt in die Ofenzone 50 eingesprüht werden kann. Das Ausgangsmaterial wird zu der Sprühdüse 64 mit Hilfe der in F i g. 5 gezeigten Zuführungsanlage befördert, in der das Ausgangsmaterial in Luft verteilt und durch die Zuführung 8 befördert wird. Die Vorrichtung zum Vermischen der Ausgangsteilchen mit Luft entspricht der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, nur wird an Stelle des Gebläses 28. das durch die Zuführung 7, Mischkasten 6 und Zuführung 8 Luft hindurchzieht, ein Gebläse 80 verwendet, das die Luft und das darin suspendierte Ausgangsmaterial durch die Sprühdüse 64 in die Ofenzone 50 treibt.

Zur Durchführung des Verfahrens nach Patent

1 246 179 mit Hilfe der hier beschriebenen Ofenvorrichtung, werden Temperaturen von etwa 540 bis 1370° C verwendet, wobei die Verweilzeit gewöhnlieh 0,5 bis 10 Sekunden beträgt.

Beispiel

Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 60 μ und einem Feuchtigkeitsgehalt von 3 %, die aus einer 4O°/oigen Natriumsilikatlösung, der 5,6 %> Borsäure und 1 % Harnstoff als Blähmittel zugesetzt war, hergestellt wurden, wurden in einen senkrechten Röhrenofen gebracht, der eine Auftriebsfließgeschwindigkeit von etwa 900 g je Stunde in einem Ofen mit einem Durchmesser von etwa 25 cm und einer Höhe von etwa 80 cm hatte. Die Temperatur betrug innerhalb des Ofens 1095° C, während die durchschnittliche Verweilzeit der Teilchen etwa

2 Sekunden ausmachte.

Die Teilchen wurden nach deren Austritt aus dem Oberteil des Ofens gesammelt, wobei gefunden wurde, daß deren Größe zwischen 10 und 350 μ bei einem durchschnittlichen Durchmesser von 100 μ und einer Gasdichte von 0,30 g/cm³ lag. Die Wände dieser Teilchen waren klar und durchsichtig und blasenfrei. Alle Teilchen waren hohl und hatten ein gleichmäßiges Aussehen, nur deren Größe schwankte innerhalb des angegebenen Bereiches.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Glas-Hohlkügelchen aus Teilchen eines schmelzbaren Materials, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem zylindrischen Gebilde besteht, das einen Ofenabschnitt (54), eine unterhalb des Ofenabschnittes angebrachte Zuführung (8,76), einen oberhalb des Ofenabschnittes angebrachten Kühlabschnitt (9, 53) umfaßt, wobei die Zuführung des zylindrischen Gebildes eine Reihe peripher angeordneter Schlitze (76) und eine Einstellvorrichtung (77) zur gleichzeitigen Veränderung der Öffnungsfläche aller Schlitze und eine Vorrichtung (8) zum Einführen einer fließfähigen Suspension feinteiliger Teilchen, einschließlich eines kieselsäurehaltigen Materials, in die Zuführung umfaßt und der Ofenabschnitt des zylindrischen Gebildes eine Vielzahl von Brennern (40, 51) zur Einstellung einer Temperatur in dem Ofenabschnitt, bei der die Teilchen schmelzen, aufweist und der Kühlabschnitt (9, 53) des zylindrischen Gebildes eine Reihe peripher angeordneter Schlitze (55) und eine Einstellvorrichtung (56) zur gleichzeitigen Veränderung der Öffnungsfläche aller Schlitze umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ausgang oder Ausgänge (12,13,17,18) aufweist, durch welche die Teilchen gewonnen werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ausgänge einen Ausgang am Oberteil des Mantels (12,13) einschließen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ringförmige Leitung (41) zwischen der Zuführleitung (8) und den Brennern (40) aufweist, durch die Luft eingeführt werden kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gebläse (28, 80) zwecks Belüftung der Vorrichtung durch den oberen Ausgang aufweist, wodurch das Einströmen von Luft durch die Schlitze in der Zuführungs- und Kühlzone bewirkt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtungen (77, 56) aus einem Einstellring bestehen, der auf dem zylindrischen Gebilde oberhalb der Schlitze (76, 55) angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen