CS249270B1

CS249270B1 - Způsob tvrzení plochého skla, zejména tlouštky pod 3,5 m

Info

Publication number: CS249270B1
Application number: CS534884A
Authority: CS
Inventors: Jan Kavka; Vladimir Novotny
Original assignee: Jan Kavka; Vladimir Novotny
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1987-03-12

Abstract

Způsob tvrzení plochého skla, zejména skla tlouštky pod 3,5 mm, jeho vyhřátím na teplotu alespoň o 50 °C vyšší než je dilatometrická transformační teplota skla a následujícím prudkým ochlazením vzduchem o tlaku v ústí sprch nad 10 kPa, provedeným ve dvou stupních s rozdílnou intenzitou ochlazování: 2. stupeň, tj. dochlazení na nižší teploty, kdy je již možno se sklem manipulovat, se provede se součinitelem přestupu tepla 150 až 200 W/(m2.K), přičemž nejkratší použitelná doba Τ' prvního stupně ochlazování se určí na základě znalosti tloušťky skla d a součinitele přestupu tepla cC v prvním stupni ochlazování podle rovnic: r

Description

Vynález se týká způsobu tvrzení plochého skla, zejména tlouštky pod 3,5 mm, zahřátím na teplotu nejméně o 50 °C vyšší než je dilatometrická transformační teplota skla a následujícím prudkým ochlazením vzduchu o tlaku v ústí ofukovacích trysek nad 10 kPa, provedeným ve dvou stupních s rozdílnou intenzitou ochlazování, přičemž druhý stupeň ochlazování se pro2 vádí se součinitelem přestupu tepla 150 až 200 W/(m .K).

Tepelné tvrzení plochého skla se provádí tím způsobem, že se sklo vyhřeje na teplotu blízkou teplotě měknutí a po vyhřátí se prudce ochladí foukáním studeného vzduchu. Teplota pece a doba vyhřátí se přitom udržuje v takových mezích, aby se skleněný výrobek při vyhřátí nedeformoval vlastní tíhou a aby při ochlazování nepraskal a přitom v něm vzniklo dostatečně vysoké trvalé napětí.

Kromě teploty vyhřátí je výsledné trvalé napětí ve výrobku určeno především intenzitou ochlazová ní. Zmenšuje-li se tlouštka tvrzeného skla, musí se současně zvyšovat intenzita ochlazování tak, aby se trvalé napětí udržovalo na stejné výši. Zatímco pro tlouštky skla 5 až 6 mm po2 stačuje pro dosaženi bezpečnostního rozpadu součinitel přestupu tepla kolem 230 W/(m .K), což představuje ofoukávání ventilátorovým vzduchem o tlaku do 10 kPa, je třeba pro dostatečné vytvrzení skla tlouštky 2 až 3 mm součinitel přestupu tepla kolem 800 W/(m .K) a tedy chladicí vzduch o tlaku 15 až 85 kPa.

Takto vysoké tlaky se již dosahují běžnými ventilátory jenom obtížně. Proto se skla malých tlouštěk tvrdí tzv. dvoustupňovým způsobem, kdy je celé ochlazování rozděleno na dvě části s rozdílnou intenzitou přestupu tepla a případně i rozdílnými chladicími médii, viz například patent USA č. 4 004 901 nebo AO SSSR č. 633 829. S výhodou se používá takového uspořádání, kdy v první části je sklo ochlazováno nejvyšší možnou intenzitou a v druhé části již pomaleji dochlazeno. Tento postup je například předmětem patentu USA č. 4 043 782.

Nevýhodou uvedeného postupu je nejasné určování doby, po kterou se má udržovat zvýšená intenzita ochlazování v první části. Přitom tato doba je velmi důležitým parametrem: její přílišné zkrácení vede ke snížení výsledného trvalého napětí a nedosažení požadovaného bezpečnostního rozpadu po rozbití skla, při nevhodném prodloužení se zvyšují požadavky na množství chladicího média a tím i spotřebovaná elektrická energie.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob tvrzení podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v určení nejkratší použitelné doby TT prvního stupně ochlazování na základě znalosti tlouštky skla d a součinitele přestupu tepla K- podle rovnic = a₁ . d + 12 . d² - 0,5 [sj _a = ----- _t

1,23.10^ + 1,577.10^-4. Λ kde d je v cm a OČ-je ve W/lm^.K). Po uplynutí této doby se sklo doohlazuje ofoukáváním běžným ventilátorovým vzduchem, aniž by výsledné trvalé napětí bylo nižší než při úplném ochlazení počáteční vyšší intenzitou.

Tvrzení skla způsobem podle tohoto vynálezu vede ke značným úsporám chladicího vzduchu pro první intenzívní ofoukávání a tím k úsporám elektrické energie pro napájení ventilátoru resp. kompresoru.

Přiklad 1

Tabule plaveného skla o tlouštce 3 mm se vyhřeje na teplotu 700 °C a po vyhřátí se začne ochlazovat proudy vzduchu o tlaku, při němž součinitel přestupu tepla dosahuje hodnoty

600 W/(m ,K). Po uplynutí 3,4 s se přívod chladicího vzduchu zastaví a sklo se dále dochla3 249270 zuje až na pokojovou teplotu běžným ventilátorovým vzduchem se součinitelem přestupu tepla 2

200 W/(m .K). Po vyrovnáví teplot má sklo ve střední rovině trvalé tahové napětí 54 MPa, což je stejná hodnota jako po úplném ochlazení se součinitelem přestupu tepla 600 W/(m².K).

Příklad 2

Tabule skla Fourcault o tlouštce 2 mm se vyhřeje na teplotu 650 °C a po vyhřátí se začne ochlazovat proudy studeného vzduchu o tlaku, při němž součinitel přestupu tepla dosahuje hodnoty 800 W/(m .K). Po uplynutí 1,4 s se sklo přesune do druhé části zařízení, kde je 2 ochlazováno ventilátorovým vzduchem, který zaručuje součinitel přestupu tepla 200 W/(m .K), až na pokojovou teplotu. Po vyrovnání teplot má sklo ve střední rovině trvalé tahové napětí 52 MPa, což je stejná hodnota jako při úplném ochlazení se součinitelem přestupu tepla 800 W/ (m².K) .

Claims

Způsob tvrzení plochého skla, zejména tlouštky pod 3,5 mm, jeho vyhřátím na teplotu alespoň o 50 °C vyšší, než je dilatometrická transformační teplota skla, a následujícím prud kým ochlazením vzduchem o tlaku v ústí ofukovacich trysek nad 10 kPa, provedeným ve dvou stupních s rozdílnou intenzitou ochlazování, přičemž 2. stupeň se provádí se součinitelem přestupu tepla 150 až 200 W/(m².K), vyznačený tím, že nejkratší použitelná doba T* prvního stupně ochlazování se určí na základě znalosti tlouštky skla d a součinitele přestupu tepla 06 v v prvním stupni ochlazování podle rovnic:

a_x . d t 12 . d² - 0,5 [s] _a = ---- , l,23.10~^Z + 1,577.10 . Ot-