CZ134397A3 - Otočný plunžr pro výpustné otvory pro sklovinu - Google Patents

Description

Vynález se týká otočného plunžru pro výpustné otvory pro sklovinu, který sestává z hřídele, držáku tohoto otočného plunžru a závitových chodů. Vynález se tedy týká konstrukce otočného plunžru pro dávkové vytlačování roztaveného skla výstupními otvory pro toto sklo, přičemž plunžr se otáčí a současně vykonává periodický svislý pohyb.

Dosavadní stav techniky

Zařízení s plunžry pro vytlačování skloviny po dávkách jsou zapotřebí pro výrobu dutého a lisovaného skla. Jednoduché válcové plunžry ze žáruvzdorných keramických materiálů vykonávají čistě svislý pohyb, popřípadě otočný pohyb se u nich pomocí křivkového kotouče převádí na svislý pohyb. Tyto plunžry jsou v průběhu posledního desetiletí nahrazovány plunžrovými zařízeními, která jsou v oblasti kontaktu se sklovinou opatřena pláštěm z ušlechtilého kovu, popřípadě slitiny ušlechtilého kovu, který překrývá žáruvzdorné keramické materiály. Jádro plunžru je z molybdenu, wolframu nebo slitin těchto kovů a je zamezeno přístupu vzdušného kyslíku k tomuto jádru.

V zájmu dosažení velkých rozdílů hmotnosti jednotlivých dávek skloviny jsou plunžry opatřeny jedním nebo více závitovými chody, takže sklovina je skrze výstupní trysku transportována směrem nahoru nebo dolů, popřípadě zčásti vytlačována, v závislosti na otáčkách, směru otáčení a pohybu plunžru ve svislém směru. Protože tyto změny pohybu plunžrů kladou vysoké kvalitativní nároky jak na výrobu, tak i na materiály těchto plunžrů, lze optimální konstrukce, která zaručí dlouhou životnost těchto plunžrů, dosáhnout pouze za cenu vysokých nákladů. Takové plunžry, které představují dosavadní stav techniky, jsou popsány v dokumentech DE 43 26 143 Al, DE-AS 19 16 817 a DE-PS 809 949.

V dokumentu DE 43 26 143 Al je popsáno řešení, podle kterého plunžrové zařízení pro roztavené sklo sestává z jádra z molybdenu nebo wolframu nebo slitiny těchto kovů, keramického tělesa a povlaku z platiny nebo slitiny bohaté na platinu.

V dokumentu DE-AS 19 16 817, který se týká plunžrů nebo míchadel, je popsáno, že prostor mezi molybdenovým jádrem, které je potaženo žáruvzdorným materiálem, a pláštěm z platiny nebo platinové slitiny je vyplněn plynem, který je inertní vůči molybdenu, žáruvzdornému materiálu a platině.

Nevýhodnou se ukázala mimo j iné vrstvová nástavba na nosném molybdenovém jádru, protože poškození vrstvy z ušlechtilého kovu, zejména mechanické poruchy, popřípadě špatně provedené sváry, vedou ke zničení molybdenového jádra a tím k vyřazení plunžru. Výrazně nedostatečná je také mechanická pevnost, zejména je-li plunžr vystaven více strmým změnám teploty, takže je pak pravděpodobný zlom nebo jiné porušení nosného molybdenového jádra.

Z dokumentu DE-OS 42 02 278 je dále známo zařízení pro vytváření dávek skloviny či roztaveného skla, ve kterém je plunžr zhotoven z porézního materiálu, zejména z keramického materiálu. Pomocí odsávacího zařízení se pod hladinou skloviny v oblasti hraniční roviny mezi plunžrem a sklovinou vytvoří podtlak, aby se takto z taveniny odsály vznikající plyny. Nevýhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že sestává z porézního keramického materiálu a má při vysokém namáhání při transportu skloviny jen omezenou životnost. Protože není použit ušlechtilý kov, vykazuje otočný plunžr v důsledku použitého materiálu a svého zdvihového a otočného pohybu mimořádně vysoké opotřebení.

V US-patentovém spisu 3332766 je popsána jehlová konstrukce ponorného tlačného pístu pro kapaliny s vysokou teplotou, například roztavené sklo. Jehlový plášt této konstrukce pístu je se zřetelem na ponořování do kapaliny o vysoké teplotě vytvořen ze žáruvzdorné slitiny platiny s rhodiem. Kovový plášt ve tvaru válce je ve svém vnitřním prostoru opatřen podélnými spojovacími můstky pro rozčlenění ve více komor, otvory pro vzájemné propojení mezi komorami a pro odvzdušnění a chlazení a na svém spodním konci uzavírací špičkou. Jehlové pouzdro je pomocí kolíků a spojovacího prvku spojeno s dříkem pístu. Tato pístová konstrukce slouží k regulaci a uzavírání výpustného otvoru pro skelnou taveninu a pro nastavení rovnoměrného výtoku této skloviny. Jehlová konstrukce pístu se neotáčí, je nehybná a neslouží k nucenému transportu kapalin. Z vodorovných kolíků a sváru je patrné, že celá konstrukce sestává ze dvou hlavních dílů.

Podle Pat.Abstr. of IP C - 357, June 27, 1986 je znám plunžr s vrstvovou strukturou, který sestává%osného jádra z molybdenu, které je opatřeno tenkou hliníkovou ochrannou vrstvou o tlouštce přibližně 0,2 až 0,4 mm, na níž je nanesena keramická vrstva pro nanesení další, žáruvzdorné vrstvy z platiny o tlouštce přibližně 1 až 3 mm.

Nevýhodou tohoto plunžru je jeho složitá konstrukce, která je příčinou jeho rychlého opotřebení a tím při netěsnosti vrstev odpařování molybdenu.

Další známý plunžr podle Pat.Abstr. of IP C -159, March 30, 1983, sestává z plné tyče z platiny nebo slitiny platiny s rhodiem, s připevněným šroubem, jehož konce jsou pro dosažení vyšší stability zahnuty. Tato konstrukce je spojena s použitím velmi velkého množství drahého materiálu a je proto nevýhodná z důvodu vysoké ceny.

Z praxe, z reklamních materiálů a z literatury (Glastechnische Berichte 65, 1992, Nr. 4, str. 99 a další) je známo použiti jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny nebo vhodných platinových slitin pro účely sklářské výroby.

Z těchto jemnozrnných a disperzně vyztužených ušlechtilých kovů nebo slitin těchto ušlechtilých kovů, zejména platiny nebo slitin platiny s rhodiem, jsou vyrobena míchadla, plunžry nebo jiná homogenizační zařízení pro skelnou taveninu, jakož i odstředivky nebo trysky pro výrobu skleněných vláken.

Úkolem vynálezu je s přihlédnutím k těmto nedostatkům známých řešení nalezení takové konstrukce plunžru, popřípadě otočného plunžru, která bude sestávat pouze ze součástí z ušlechtilého kovu, popřípadě slitiny ušlechtilého kovu, přičemž podíl tohoto ušlechtilého kovu na celkové hmotnosti plunžru bude nepatrný, čímž se na jedné straně dosáhne vysoké životnosti tohoto plunžru při dlouhodobé stálosti dávek skloviny a na druhé straně i příznivých výrobních nákladů na takový plunžr.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých plunžrů, popřípadě otočných plunžrů tohoto druhu do značné míry odstraňuje otočný plunžr pro výpustné otvory pro sklovinu, který sestává z hřídele, držáku tohoto otočného plunžru a závitových chodů, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že hřídel otočného plunžru, válec se závitovými chody a stabilizační trubky a/nebo profily tvoří klečovou konstrukci z jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny nebo platinové slitiny s tlouštkou stěny v rozsahu 0,5 2,5 mm, hřídel je průchozí a dutý a ve vnitřním prostoru je opatřen množinou stabilizačních trubek a/nebo profilů, které procházejí skrze hřídel otočného plunžru a svými zploštělými konci jsou připevněny na válci se závitovými chody.

Plunžr, popřípadě otočný plunžr, je tedy spolu se všemi svými nosnými a základními prvky vytvořen jako klečová konstrukce výlučně z ušlechtilého kovu, popřípadě slitiny ušlechtilého kovu z platinové skupiny a je případně vyplněn přídavnou keramickou sintrovací hmotou.

Konstrukce plunžru jev zájmu snížení spotřeby ušlechtilých kovů provedena tak, že tlouštka stěny všech součástí jev rozsahu 0,5 až 2,5 mm, přičemž tyto součásti jsou z jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny, popřípadě slitiny platiny s rhodiem.

Plunžry, popřípadě otočné plunžry, jsou stejně jako ve známých řešeních připevněny na rotujícím a směrem nahoru a dolů se pohybujícím držáku otočného plunžru, což pak umožňuje snadnou výměnu těchto plunžrů.

Otočný plunžr je proveden tak, že sestává z centrálního průchozího hřídele otočného plunžru a na něm uspořádaného kratšího válce se závitovými chody.

Centrální hřídel je tedy proveden jako tenkostěnná válcová trubka, která probíhá po celé délce plunžru. Průměr d tohoto centrálního hřídele činí s výhodou 1/4 až 1/3 průměru D válce se závitovými chody. V místě přechodu vodorovného tečení skloviny ve svislé tečení se nachází kuželovitá plocha, kterou se průměr centrálního hřídele zvětšuje na průměr válce se závitovými chody, úhel alfa tohoto přechodu je s výhodou menší než 45°.

Stabilizační trubky a/nebo profily mají různé průřezy a jsou se vzájemným úhlovým natočením uspořádány po celé délce válce se závitovými chody.

Průchozí centrální hřídel je tedy s válcem, který nese závitové chody, spojen na jeho koncích a pomocí stabilizačních trubek a/nebo profilů.

Připevnění válce se závitovými chody je tedy podle vynálezu provedeno pomocí válcových trubek, páskových profilů nebo jiných profilových prvků, které skrze centrální hřídel zasahují až k povrchu válce se závitovými chody. Tyto stabilizační trubky a/nebo profily jsou na svých koncích uzavřeny a těmito uzavřenými konci spojeny s povrchem válce se závitovými chody.

Stabilizační trubky a/nebo profily jsou se vzájemným úhlovým natočením uspořádány po celé délce válce se závitovými chody, přičemž na zploštělých koncích stabilizačních trubek a/nebo profilů jsou připevněny nejvýše dva závitové chody nebo na každém libovolném místě povrchu válce je připevněno více závitových chodů, přičemž stabilizační trubky a/nebo profily jsou vůči těmto závitovým chodum uspořádány souběžně a/nebo protiběžně.

Uspořádání stabilizačních trubek a/nebo profilů se tedy řídí počtem a úhlem závitových chodů. Zvláště výhodné je takové uspořádání stabilizačních trubek a/nebo profilů, ve kterém jsou závitové chody připevněny na všech koncích stabilizačních trubek a/nebo profilů na povrchu válce, který nese tyto závitové chody. Toto provedení se doporučuje zejména u jedno-, popřípadě dvouchodých závitů. Jsou-li k vytlačování skloviny po dávkách zapotřebí na plunžru tři nebo více závitových chodů, jsou tyto závitové chody podle vynálezu uspořádány podle technických požadavků na vytlačování skloviny, aniž by bylo nevyhnutelně zapotřebí jejich připevnění na koncích stabilizačních trubek a/nebo profilů. V tomto provedení, kdy závitové chody na povrchu válce nelze jednoznačně přiřadit ke stabilizačním trubkám a/nebo profilům, je podle vynálezu také možné, co se týká polohy stabilizačních trubek a/nebo profilů, protiběžné uspořádání závitových chodů vůči těmto stabilizačním trubkám a/nebo profilům. To znamená, že závitové chody jsou na povrchu válce, který je nese, připevněny na libovolných místech nezávisle na poloze stabilizačních trubek a/nebo profilů.

Z technického hlediska je výhodné, jestliže závitové chody mají po délce válce směrem k výtlačné trysce zvětšující se šířku.

Kromě toho je výhodné, jestliže v centrálním hřídeli válce se závitovými chody a ve stabilizačních trubkách a/nebo profilech je vytvořen jeden nebo více dilatačních otvorů.

Válec se závitovými chody je s centrálním hřídelem spojen na jednom nebo dvou místech své obroubené hrany a je vždy přídavně zajištěn jedním nebo dvěma kolíky.

Centrální hřídel otočného plunžru je podle vynálezu na svém spodním konci o několik mm delší než válec se závitovými chody, který je s tímto centrálním hřídelem svařen na své obroubené hraně, kde je navíc přídavně zajištěn jedním, popřípadě více kolíky.

Je výhodné, jestliže tyto kolíky mají zploštělé a vůči ose centrálního hřídele pod různými úhly orientované konce. Kolíky vyčnívají z centrálního hřídele, takže zploštělé konce těchto kolmo k centrálnímu hřídeli uspořádaných kolíků takto mohou přispívat k homogenizaci skloviny ve spodní oblasti, to jest v oblasti výtlačné trysky. Při šikmé orientaci konců kolíků se takto dosáhne i určitého puzení skloviny v této oblasti směrem nahoru, popřípadě dolů. Stejné spojení válce s centrálním hřídelem lze použít i na horním konci válce.

Zbylé dutiny v centrálním hřídeli a ve válci se závitovými chody jsou za účelem zvýšení mechanické pevnosti otočného plunžru a zabránění deformací, zejména válce se závitovými chody, vyplněny za vyšších teplot porézně se spékajícím práškovým keramickým materiálem. Tento materiál se pak za provozu porézně spéká nebo sintruje, takže i po opětném použití otočného plunžru je v celém takto vyplněném prostoru zajištěna stálá výměna vzduchu. Práškový keramický materiál se do zmíněných dutin naplní skrze centrální hřídel otvorem v držáku otočného plunžru. Skrze jeden nebo více otvorů ve spodní části centrálního hřídele se práškovým keramickým materiálem vyplní i volný prostor mezi centrálním hřídelem a válcem se závitovými chody. Tento prostor mezi centrálním hřídelem a válcem se závitovými chody je práškovým keramickým materiálem vyplněn za účelem zpevnění celého otočného plunžru, takže se nejedná o vícevrstvou konstrukcí z více kovů a keramického materiálu podle dosavadního stavu techniky; nýbrž pouze o vyplnění dutého kovového tělesa určitým keramickým materiálem.

Výhodou otočného plunžru podle vynálezu je minimální potřeba ušlechtilých kovů a jejich slitin, čehož se dosahuje popsanou klečovou konstrukcí otočného plunžru podle vynálezu. Zásluhou použití výlučně ušlechtilých kovů se předejde známé vícevrstvé konstrukci otočných plunžrů s různými kovovými a keramickými materiály, kdy tyto otočné plunžry sestávají z platiny, keramiky, hliníkové vrstvy, molybdenového jádra, opět hliníkové vrstvy, keramiky a platiny. Řešením podle vynálezu se podstatně zvýší životnost otočných plunžrů. Zásluhou jednoduché konstrukce jsou snadno možné i opravy vadných otočných plunžrů. Zásluhou možnosti výměny jednotlivých vadných součástí lze v krátkých lhůtách provádět i úspornou celkovou renovaci jednotlivých součástí. Všechny dutiny v otočných plunžrech jsou za účelem zvýšení pevnosti jejich klečové konstrukce vyplněny práškovým keramickým materiálem, který za provozních teplot zesintruje tak, že je nadále propustný pro plyny.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na neomezujících příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:

- na obr. 1 v bočním řezu známou plunžrovou komoru s otočným plunžrem,

- na obr

- na obr

- na obr.

- na obr.

- na obr.

- na obr.

boční řez otočným plunžrem podle vynálezu, v řezu půdorysný pohled na otočný plunžr z obr. 2, v řezu detail připevnění závitových chodů, v řezu detail dalšího provedení připevnění závitových chodů, boční řez špičkou otočného plunžru, a boční řez dalším provedením špičky otočného plunžru.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna známá plunžrová komora 1, do které je sklovina, která přichází přichází přívodním kanálem 4, dopravována otočným plunžrem 2 a dále protlačována skrze výtlačnou trysku 3. Otočný plunžr 2 je nad transportní hlavou uložen v držáku 5 tohoto otočného plunžru 2.

Konstrukce otočného plunžru 2 podle vynálezu je znázorněna na obr. 2. Na držáku 5 otočného plunžru 2 je připevněn nahoře otevřený centrální hřídel 6 tohoto otočného plunžru 2, dole je centrální hřídel 6. opatřen zaoblenou uzavírací čepičkou 12.. Na střední části centrálního hřídele 6 a při špičce otočného plunžru 2 je pomocí kolíků 10 a příslušných svárů připevněn válec 7 se závitovými chody 8.. Ke stabilizaci tohoto válce 7 se závitovými chody 8 slouží stabilizační trubky a/nebo profily 9, které jsou rozmístěny po celé jeho délce. Válec 7 se závitovými chody 8 je připevněn na koncích stabilizačních trubek a/nebo profilů 9. Závitové chody 8 jsou připevněny na povrchu válce 2 a na všech koncích stabilizačních trubek a/nebo profilů 9, přičemž počtem a uspořádáním stabilizačních trubek a/nebo profilů 9 je dáno stoupání těchto závitových chodů 8.

Na obr. 3 je otočný plunžr 2 znázorněn v půdorysném řezu. V centrálním hřídeli 6 jsou, jak je v příkladu znázorněno, uchyceny tři stabilizační trubky a/nebo profily 9, které jsou vůči sobě navzájem natočeny vždy o 120°. Na těchto stabilizačních trubkách a/nebo profilech 9 je pak připevněn válec 7 se závitovými chody 8..

Na obr. 4 je v řezu znázorněn detail připevnění závitových chodů 8. na válci 7. Každá stabilizační trubka a/nebo profil 9 musí být uvnitř válce 7 se závitovými chody 8. a centrálního hřídele 6 opatřena více dilatačními otvory 13. Všechny dutiny otočného plunžru 2 jsou vyplněny práškovým keramickým materiálem 15 .

Na obr. 5 je znázorněno jiné provedení připevnění závitových chodů 8. Stabilizační trubky a/nebo profily 9 vyčnívají nad povrch válce 7 s závitovými chody .8, které jsou opatřeny přídavnými čepy, které jsou zasunuty do stabilizačních trubek a/nebo profilů 9.

Na obr. 6 a 7 jsou znázorněna dvě provedení špičky otočného plunžru 2. Na centrálním hřídeli 6 otočného plunžru 2., který je opatřen zaoblenou uzavírací čepičkou 12., je válec 7 se závitovými chody 8 připevněn svou obroubenou hranou 14. Skrze stěny centrálního hřídele 6 a obroubené hrany 14 je prostrčen a tam upevněn jeden nebo více kolíků 10.. Konce 11 kolíků 10 jsou zploštěny pod určitým úhlem tak, aby docňázelo k transportu, popřípadě homogenizaci skla.

Claims (9)

1. Otočný plunžr pro výpustné otvory pro sklovinu, který sestává z hřídele, držáku tohoto otočného plunžru a závitových chodú, vyznačující se tím, že hřídel (6) otočného plunžru, válec (7) se z-ávitovými chody (8) a stabilizační trubky a/nebo profily (9) tvoří klečovou konstrukci z jemnozrnné stabilizované a disperzně vyztužené platiny nebo platinové slitiny s tlouštkou stěny v rozsahu 0,5 ti 2,5 mm, hřídel (6) je průchozí a dutý a ve vnitřním prostoru je opatřen množinou stabilizačních trubek a/nebo profilů (9), které procházejí skrze hřídel (6) otočného plunžru a svými zploštělými konci (11) jsou připevněny na válci (7) se závitovými chody (8).

2. Otočný plunžr podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává z centrálního průchozího hřídele (6) otočného plunžru a na něm uspořádaného kratšího válce (7) se závitovými chody (8) .

3. Otočný plunžr podle nároku 1, vyznačující se tím, že stabilizační trubky a/nebo profily (9) mají různé průřezy a jsou se vzájemným úhlovým natočením uspořádány po celé délce válce (7) se závitovými chody (8).

4. Otočný plunžr podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na zploštělých koncích (11) stabilizačních trubek a/nebo profilů (9) jsou připevněny nejvýše dva závitové chody (8) nebo na každém libovolném místě povrchu válce (7) je připevněno více závitových chodů (8) , přičemž stabilizační trubky a/nebo profily (9) jsou vůči těmto závitovým chodům (8) uspořádány souběžně a/nebo protiběžně.

5. Otočný plunžr podle nároku 4, vyznačující se tím, že závitové chody (8) mají po délce válce (7) směrem k výtlačné trysce (3) zvětšující se šířku.

6. Otočný plunžr podle nároků 1 až 4, vyznačuj ící se tím, že v centrálním hřídeli (6) válce (7) se závitovými chody (8) a ve stabilizačních trubkách a/nebo profilech (9) je vytvořen jeden nebo více dilatačních otvorů (13) .

7. Otočných plunžr podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že válec (7) se závitovými chody (8) je s centrálním hřídelem (6) spojen na jednom nebo dvou místech své obroubené hrany (14) a je vždy přídavně zajištěn jedním nebo dvěma kolíky (10).

8. Otočný plunžr podle nároku 7, vyznačující se tím, že kolíky (10) mají zploštělé a vůči ose centrálního hřídele (6) pod různými úhly orientované konce (11).

9 Otočný plunžr podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že dutiny v centrálním hřídeli (6) a ve válci (7) se závitovými chody (8) jsou vyplněny za vyšších teplot' porézně se spékaj ícím práškovým keramickým materiálnem (15) .