CZ158398A3 - Tvarování výrobků ze skla na lisech s otáčejícím se stolem a forma ke tvarování - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká tvarování výrobků ze skla na lisech s otáčejícím se stolem, zahrnující dávkování skloviny do forem, například lisovacího stroje, následné tvarování skloviny při regulovaném ochlazování skla tenkostěnnou tvarovací stěnou, protože na povrchu tvarovací stěny formy ze strany protilehlé k dávce skloviny se vypařuje tekutý kov. Po ukončení tvarování se skleněný výrobek vyjme z formy a následuje regulované ochlazování formy.

Vynález se týká též formy ke tvarování skleněných výrobků.

Forma je vytvořena ze dna, bočních stěn a tvarovacích stěn, které vymezují hermeticky uzavřenou vyvakuovanou dutinu. Forma je vybavena přívodní trubicí pro plnění dutiny tekutým kovem, který je schopen se intenzivně vypařovat při teplotách tvarování skla. Povrch dutiny je pokryt vrstvou porézního materiálu.

Dosavadní stav techniky lisováním Lisování skla sklářství.

jevy mechaniky, viskózních jevů v tepelné procesy ve

Tvarování výrobků ze způsobů výroby ve kterém jsou spojeny kinetiky, reologie a v řetězci jevů technologickými tepla a hmoty parametry jsou teploty. Tepelný stav forem při který rozhoduje o jakosti a množství nástrojů v procesu lisování je základním faktorem, který rozhoduje o jakosti a množství výrobků.

hraj í parametry, v tavenině většinou je jedním ze základních je komplexní proces, ve termodynamiky, difuzní tekutinách. Hlavní roli spojení se základními jako je plasticita skloviny, transport a zbytková napětí. Tyto technologické jsou většinou exponenciálními funkcemi lisování je základním faktorem,

V podmínkách sériové výroby jsou používány lisy s několika formami, zpravidla 3 až 16 formami, na otáčejícím se masivním stole. Jednotlivé technologické operace při lisování, jako je dávkování skloviny, tvarování skloviny lisováním razníkem, chlazení a vyjímání výrobků, se provádějí postupné v přesně vymezených pozicích na odpovídajících stanicích lisu. Stanice dávkování skloviny a stanice pro lisování kapky skloviny razníkem jsou teplem nejvíce zatíženy. Dále pokračují stanice pro chlazení vytvarovaných výrobků a pro jejich dokonalé ztuhnutí, stanice pro vyjímání výrobků a stanice pro dochlazování forem. Úplný technologický cyklus lisování je zpravidla realizován během jedné otáčky stolu lisu.

Doba potřebná pro stabilizaci tepelných poměrů ve formách závisí na jejich hmotě. Zpravidla se kvazistacinárního tepelného režimu dosahuje za 30 až 40 minut od počátku tvarování. V takovém tepelném režimu je celkové množství tepla přicházejícího do formy ze skloviny rovno celkovému teplu, které je odváděno z forem. Každou autonomní stanici lisu je možné charakterizovat definovaným rozdělením teplot podél tvarovacího povrchu forem i povrchu výrobků a odváděnými tepelnými toky. V závislosti na intenzitě ochlazování forem se ustavuje jejich tepelný režim. Přitom je nutné vzít v úvahu následující omezující faktory :

• Teplota forem při přesunutí na pozici dávkování skloviny musí být dostatečně vysoká, aby zajistila vysokou kvalitu povrchu výrobků a podstatně omezila vznik studených kroužků na povrchu výrobků.

- Teplota na tvarovacím povrchu forem však nemůže být příliš vysoká, neboť místní přehřívání povrchu by mohlo vést k nalepování skloviny na lisovací stanici při tvarování skloviny razníkem.

- Teplota skloviny při přesunutí na pozici vyjímání výrobků musí být taková, aby výrobky měly dostatečnou tuhost a smrštění skloviny bylo dostatečné, zejména v oblasti tvarového zakončení forem, aby bylo možné výrobky spolehlivě z forem vyjmout.

Z toho je zřejmé, že regulace tepelného stavu forem při jejich práci na stole lisu spočívá v tom, že ve stanici pro dávkování skloviny do forem musí být teplota tvarovacího povrchu forem dostatečně vysoká a že chlazení skloviny a forem musí být seřízení , tak, aby byla zajištěna spolehlivá práce linky. Komplikace v udržování takového tepelného režimu práce linky jsou spojeny s tím , že uvedená ohraničení vyplývají z protichůdných požadavků. Zvýšení teploty na pozici dávkování skloviny zhoršuje podmínky pro spolehlivou práci linky a naproti tomu snížení této teploty zvyšuje sice spolehlivost linky, ale zhoršuje kvalitu výrobků. Kompromis mezi kvalitou výrobků a spolehlivým provozem linky vede k práci při poměrně nízkých teplotách kolem 400° C.

Při nejvíce rozšířeném způsobu lisování výrobků ze skla se odvádí teplo přes tlustou stěnu masivních celokovových forem. Masivní stěna forem a nízká tepelná vodivost žáropevných legovaných ocelí vede k nerovnoměrnému rozložení teplot na tvarovacím povrchu forem, což nedovoluje zvýšit teplotu tvarovacího povrchu forem při přesunutí do stanice pro dávkování skloviny. Vezmeme-li v úvahu, že nerovnoměrnost rozložení teplot na tvarovacím povrchu je srovnatelná s teplotním intervalem tvarování, je pochopitelné, že osádky lisů pracují při poměrně nízkých teplotách u spodní hranice intervalu tvarování. Proto je nutné hledat nová technická řešení, která by vyhovovala současně výše uvedeným faktorům, a přitom se vyhnula popsaným komplikacím.

Pokusy zvýšit výkon při lisování výrobků ze. skla vedly již v minulosti ke způsobu chlazení tvarovacího nástroje s pomocí kondenzace nasycených par rtuti, jak je uvedeno v patentu USA č. 3 285 728. Základem takového způsobu chlazení je fyzikální mechanismus odnímání tepla z tvarovacího povrchu pomocí varu rtuti jako nosiče tepla s vysokou tepelnou vodivostí. Při varu rtuti se odvádí teplo z tvarovacího povrchu nástroje a transportuje se ke spirálovitému trubkovému chladiči, který je umístěn v dutině nástroje. Teplota na tvarovacím povrchu nástroje je regulována změnou průtoku chladicího média ve spirálovitém trubkovém chladiči. Při realizaci způsobu podle uvedeného amerického patentu může vést velký objem rtuti k vysoké tepelné setrvačnosti při regulování tepelného režimu tvarovacího nástroje.

Zlepšení podmínek pro tepelnou regulaci tvarovacího nástroje a pro kvalitu vyráběných výrobků ze skla bylo dosaženo využitím způsobu lisování, uvedeného v EP patentu č. 598 118 ruské priority. Forma k lisování obsahuje alespoň jeden tvarovací element s rovnoměrnou tloušťkou stěny a s hermetickou dutinou, ve které je umístěn alkalický kov, schopný intensivního vypařování při

• · teplotách tvarování. Vnitřní povrch dutiny je pokryt vrstvou porézního žáropevného materiálu. Tento vynález představuje takový způsob lisování, při kterém se provádí tepelná regulace tvarovacího nástroje, která umožňuje zvýšit účinnost při odvádění tepla z tvarovacího povrchu, který je v kontaktu se sklovinou a umožňuje dosáhnout rovnoměrného rozložení teplot na tvarovacím povrchu. Tvarovací nástroj je zahříván na teplotu potřebnou pro tvarování a tak je prováděna tepelná regulace nástroje v rozsahu teplot tvarování. U uvedeného způsobu je jako základní mechanismus tepelné regulace použit mechanismus přenosu tepla nasycenými parami, které se vytvářejí v nejvíce tepelně namáhaných oblastech tvarovacích povrchů forem a odvádějí teplo, které je úměrné množství vytvářejících se par. Teplo je odváděno parami k oblastem forem, které jsou nejméně tepelně namáhané, tedy nejstudenější, na kterých nasycené páry při kondenzaci odevzdávají teplo. Vysoké hodnoty výparného tepla nosiče schopného intenzivního vypařování, vedou k významnému přenosu tepla od tvarovací stěny i v těch případech, kdy je rozdíl teplot mezi oblastmi s různými tepelnými poměry velmi , malý. Tenká tvarovací stěna forem s rovnoměrnou tloušťkou dovoluje zajistit při takovém způsobu tepelné regulace izotermické rozložení teplot na tvarovacím povrchu a proces lisování je možné vést při poměrně vysokých teplotách.

Patent EP č. 757 019 ruské priority popisuje tvarovací zařízení s alespoň jedním tvarovacím prvkem s hermeticky utěsněným dutým prostorem, na jehož vnitřní ploše je uspořádána vrstva materiálu, odolného korozi a teplu. V dutém prostoru tvarovacího prvku je vložen materiál, schopný za tvarovací teploty intenzivně vytvářet páry v množství, které poněkud přesahuje množství potřebné pro naplnění dutého prostoru nasycenými parami tohoto materiálu a pro nasycení vrstvy porézního materiálu, přičemž zařízení je opatřeno ústrojím pro odvzdušnování dutého prostoru tvarovacího prvku a dále je opatřeno ústrojím, spojeným se zdrojem chladicího prostředku pro regulaci teploty materiálu vloženého v dutém prostoru. Hermeticky utěsněný dutý prostor tvarovacího prvku je rozdělen do sekcí pomocí alespoň jedné svislé stěny, která je upevněna v dutém prostoru tvarovacího prvku a sestává alespoň z jedné vrstvy porézního materiálu odolného korozi a teplu. Vrstva je opatřena otvory spojujícími jednotlivé sekce, přičemž ústroji pro regulaci teploty materiálu schopného se intenzivně odpařovat při tvarovací teplotě, je tvořeno dutinou uspořádanou v horní části tvarovacího prvku. Formy podle tohoto řešení jsou opatřeny ústrojím pro odvzdušnování dutého prostoru tvarovacího prvku a ústrojím, spojeným se zdrojem chladicího prostředku to znamená, že formy musí být spojeny s vývěvou a se zdrojem chladicího média. Umístění takového zařízení na stole lisu by znamenalo změnu konstrukce stroje.

Původní prioritní koncepci izotermického rozložení teploty po komplikaci při vyjímání místě tvarového nedosahuje Podmínka při

EP č. 598 118 ze skla, povrchu přináší teplotě v tuhost a z forem, nástrojů zbytečná.

ruský vynález dle lisování výrobků celém tvarovacím výrobků z forem, protože sklovina o vysoké zakončení výrobku nemá ještě dostatečnou potřebného smrštění pro pro úplnou izotermii na lisování skleněných výrobků rozvinul Rovnoměrné však > uvolnění výrobků tvarovacím povrchu se projevila jako

Cílem vynálezu je vyřešení tvarování skla s takovou tepelnou regulací chlazení skla, který by dovolil účinné a cílevědomě řízené nerovnoměrné odvádění tepla z tvarovacího povrchu forem.

Podstata vynálezu • ·

Tento úkol řeší tvarování výrobků ze skla na lisech s otáčejícím se stolem, zahrnující dávkování skloviny do skořepinové duté formy, tvarování skloviny, regulované ochlazování skla tenkostěnnou tvarovací stěnou formy, na jejímž povrchu se ze strany protilehlé k dávce skloviny vypařuje tekutý kov, podle tohoto vynálezu. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že při tvarování skloviny se provádí její regulované nerovnoměrné ochlazování, při němž se dutina formy ze strany opačné oblasti volného roztěkání skloviny rozděluje přepážkou na dvě mezi sebou spojené komory s rozdílnými tepelnými podmínkami, a to parní komoru ve střední části formy a parokondenzační komoru v okrajové části formy. Parní komora a parokondenzační komora jsou propojeny pro volný prostup par. Tepelné podmínky v obou komorách jsou blíže specifikovány dále.

Je výhodné, když se parní zvnějšku tepelně izoluje.

komora ve střední část dna formy.

Též je výhodné, když se okrajové části a boční vzduchem.

parokondenzační komora na vnější straně stěny formy ochlazuje ventilátorovým

Dále je výhodné, když se během tvarování skloviny ve formě provádí její takové nerovnoměrné ochlazování, při němž se blokuje odvádění tepla vypařováním tekutého kovu na části povrchu tvarovací stěny formy ze strany opačné oblasti volného roztěkání skloviny.

Tvarování skleněných výrobků se provádí ve formách podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že forma je vytvořena jako hermeticky trvale uzavřená dutá skořepina. Forma obsahuje vertikální prstencovou přepážku s výřezy pro prostup nasycených par tekutého kovu, která je umístěna ze strany protilehlé oblasti volného roztěkání skloviny. Forma obsahuje dvě komory, parní a parokondenzační. Parní komora je situována mezi střední částí tvarovací stěny a střední částí dna, a parokondenzační komora mezi klenbou, oblastí tvarového zakončení a boční stěnou tvarovací stěny.

S výhodou má forma tvarovací stěnu nestejné tloušťky, která v oblasti tvarového zakončení formy představuje 1/2 až 2/3 tloušťky stěny v její střední části, v níž je tloušťka stěny 5 až 10 mm. Tloušťka stěny klenby se plynule zmenšuje od střední části tvarovací stěny směrem ke tvarovému zakončení formy.

Též je výhodné, když forma obsahuje spoje z vysoce tepelně vodivého materiálu, uspořádané mezi tvarovým zakončením formy, okrajovou částí dna a boční stěnou, a zhotovené ve výhodném provedení z nejméně dvou vrstev sítě z nerezavějící oceli, spojené mezi sebou a nasycené tekutým kovem.

Je také výhodné, když tvarovací stěna formy v oblasti volného roztěkání dávky skloviny obsahuje ze strany dutiny oblast přerušeného kapilárně porézního materiálu, která má s výhodou šířku, která je 1,5 až 3 násobkem tloušťky v oblasti roztěkání skloviny, tedy v místě rozhraní sklovina, tvarovací stěna, vzduch.

• · · · · · · 9·· • · · · · ·♦ • · · · · ···· • · · · · 9 9 ·· • · · · · · • 9 99· ···· ··· · stěna formy v oblasti roztěkání strany dutiny prstencem, s výhodou tloušťky střední části tvarovací stěny, při je 3 až 5 násobkem tloušťky střední části

Je též výhodné, když tvarovací dávky skloviny je opatřena ze tloušťky 3 až 5 násobku šířce prstence, který tvarovací stěny.

Rovněž je výhodné, když prstenec se volně volně opírá o dno formy, pokryté vrstvou kapilárně porézního materiálu, a mezi dnem formy a spodním koncem prstence je uspořádaný úzký kanál pro prostup par parní komory do parokondenzačni komory.

Dále je výhodné, když prstenec má u dna formy na své spodní části vytvořenou regenerační komoru, která je ve výhodné provedení opatřena zúženým výstupem pod místem dopadu dávky skloviny pro vstup par z parní komory a na protilehlé straně je opatřena výstupem pro přestup par do parokondenzační komory.

Též je výhodné, když je vnitřní povrch dutiny ze strany, protilehlé sklovině pokryt nejméně dvěma vrstvami sítě z nerezavějící oceli, jejíž osnovy jsou k sobě orientovány pod úhlem nejméně 30°.

Ve výhodném uskutečnění vynálezu jsou spoje vytvořeny příčkami nejméně ze dvou vrstev sítě z nerezavějící oceli, jejichž osnovy jsou k sobě orientovány pod úhlem nejvíce 45°.

Výhodou tohoto vynálezu je návrh tvarování výrobků ze skla na lisech s otáčejícím se stolem, který dává současně možnost regulovat odvádění tepla z pracovního povrchu forem. Navrhovaný způsob umožňuje připravit takové podmínky chlazení výrobků a forem při lisování, které podstatně ovlivňují zvýšení kvality povrchu lisovaných výrobků, stabilizují tepelné podmínky při tvarování a chlazení a zvyšují spolehlivost v provozu lisovací linky.

Nový způsob řešení řízené tepelné regulace se provádí tak, že při tvarování skloviny se provádí její nerovnoměrné ochlazováni, při němž se dutina skořepinové formy ze strany opačné oblasti volného roztěkání skloviny rozděluje přepážkou ve tvaru prstence na parní komoru a parokondenzační komoru, které jsou spolu propojeny.

Parní komora zvyšuje teplotu ve střední části tvarovacího povrchu a parokondenzační komora zajišťuje odvádění tepla. Střední část dna formy se tepelně izoluje, a tím se parní komora stává zcela izotermickým prvkem ve formě a zvyšuje se výrazně tepelná setrvačnost komory. V parokondenzační komoře se uskutečňují podmínky pro intenzivní odvádění tepla z pracovního povrchu tím, že plocha vnějšího ochlazovaného povrchu formy je 3 až 5 krát větší než plocha tvarového zakončení a plocha připadající na klenbu tvarovací stěny. Nasycené páry tekutého kovu postupují do parokondenzační komory a v celém svém objemu kondenzují na vnitřním povrchu okrajové části dna a na vnitřním povrchu boční stěny, které jsou ochlazovány ventilátorovým vzduchem.

Řešení vychází ze základního předpokladu nerovnoměrného odvádění tepla z pracovního povrchu forem v čase, což je spojeno s růzností počátečních podmínek při tvarování skloviny. Při dopadu dávky skloviny do formy je v kontaktu se sklovinou střední část tvarovací stěny a teprve později při tvarování skloviny razníkem přicházejí do styku se sklovinou postupně i ostatní části tvarovacího povrchu. Přitom jsou dvě možnosti podání dávky skloviny do formy. První možností je, že dávka skloviny přichází do formy s s osou kolmou k tvarovacímu povrchu, v takovém případě se nerovnoměrnost tepelných podmínek na pracovním povrchu projevuje pouze v radiálním směru r (obr. 3). Druhá alternativní možnost je, že osa příchozí dávky skloviny směřuje šikmo k tvarovacímu povrchu, v tomto případě nerovnoměrnost tepelných podmínek ovlivňuje ještě úhel (obr. 3). Proto je tvar parní komory určován podmínkami, za nichž je dodávána dávka skloviny do forem.

Přitom se musí zajistit spolehlivý mechanismus odvádění tepla jak v parní komoře, tak i v parokondenzační komoře, aby všechno prostupující teplo tvarovací stěnou bylo odváděno nosičem tepla od povrchu tvarovací stěny protilehlému sklovině. Základním mechanismem intenzivního odvádění tepla z tvarovacího povrchu forem je přenos tepla nasycenými parami tekutého kovu od nejvíce tepelně namáhaných oblastí tvarovací stěny k méně tepelně namáhaným oblastem vlivem změny skupenství tekutého kovu. Nasycené páry, vznikající v místě tvarového zakončení formy, odvádějí od okraje výrobků teplo, které je proporcionální množství vznikajících par v tomto místě a výparnému teplu tekutého kovu. Vysoké hodnoty výparného tepla látek schopných intenzivního vypařování vedou k významnému přenosu tepla na tvarovacím povrchu i v těch případech, kdy je rozdíl teplot mezi oblastmi na tvarovacím povrchu velmi malý.

Pro realizaci nového způsobu tvarování skla podle vynálezu je nutné, aby na vnitřním povrchu dutého tvarovacího prvku byla tenká vrstva tekutého kovu, který je schopný se intenzivně vypařovat při teplotě tvarování. Přitom se musí zajistit koloběh tekutého kovu od míst kondenzace nasycených par do míst, kde se tekutý kov intenzivně vypařuje. Proto je vnitřní povrch dutiny nástroje pokryt vrstvou žáru odolávajícího porézního materiálu, který přijímá tekutý kov, a nasycuje se jím. V kapilárně porézní struktuře se vytváří kapilární tlak, který vede k přepravě tekutého kovu. Takto je zajištován koloběh nosiče tepla v komorách forem. Pro intenzifikaci procesu odnímání tepla z tvarovacího povrchu forem jsou z komor odvedeny nekondenzující plyny vakuováním dutiny za určitých tepelných podmínek.

Probíhající fyzikální procesy zabezpečují intenzivní koloběh nosiče tepla v postupných změnách stavů kapalina-pára-kapalina, a tím umožňují při lisování přenos velkého množství tepla z tvarovací stěny nástroje. Tekutý kov, který je schopný se intenzivně vypařovat, musí být dávkován do dutiny forem v množství, které zajistí úplné nasycení porézního materiálu. Při nedostatečném množství nosiče tepla na straně tvarovacího povrchu opačné sklovině by mohla vzniknout situace, kdy by v místech intenzivního přivádění tepla vysychala porézní vrstva a mohlo by dojít k lokálnímu přehřívání tvarovacího povrchu, které by mohlo způsobit nalepování skloviny k tvarovacímu povrchu forem. Proto se k místu tvarového zakončení forem, kde jsou hustoty tepelných toků nejvyšší, přivádí doplňující množství tekutého kovu s pomocí příček z porézního materiálu, rovnoměrně rozdělených po obvodu parokondenzační komory, které umožňuje odvádět větší množství tepla z tohoto exponovaného místa. Výrobky v místě tvarového zakončení přijímají dostatečnou tuhost a dosahují smrštění zajištující spolehlivé vyjímání výrobků z forem.

999999

9

9 9 9 9

99

99 ··9 9 9 řeší úloha odstranění i účelem se v procesu ochlazování tak, že vnitřního povrchu tvarovací stěny ze strany opačné skloviny, odvádění tepla vypařováním že se na určité části vnitřního povrchu

9 99

99 9

999 99

99 • 9

9 9 9

Paralelné s tím se navrhovaným způsobem studených kroužků z povrchu výrobků. Za tím tvarování výrobků provádí jejich nerovnoměrné se na části ohraničení okraje dávky tekutého kovu blokuje. Tím, tvarovací stěny nástroje ze strany opačné k dávce skloviny odvádění tepla záměrně blokuje změnou tepelného odporu R_T tvarovací stěny, mění se odpařované množství tepla, zvyšuje se místně teplota pracovního povrchu a zabrání se tak zvyšuje tvorbě studených kroužků.

Aby byl dobře pochopen smysl studených kroužků, je vhodné se mechanismu jejich vzniku, který Jakmile je dávka skloviny ocitne působením gravitačních sil ve sklovina,tvarovací stěna, vzduch se z polohy b přemístí do polohy a, vytvoří mezikruží áb pokryté Přitom v závislosti na způsobu vlny prstencový charaketr viz kroužky mají různou intenzitu, dopadu dávky skloviny kc v místě výrobků má systémový charakter a podstatně snižuje estetický vzhled výrobků. Při objasňování důvodů, na lisovaných výrobcích, se Bruckner a Grundman se v publikaci Strojní 1981, str. povrchu dávky skloviny především během ležení vytváří tužší povrchová ještě dále tuhne. Při stran, tím se tužší povrchová vrstva áb skloviny protrhne, přiklopí k formě a vytvoří vlnu. To se několikrát opakuje, a další obvodová partie výlisku je již vytvořena sklovinou o vysoké teplotě vytlačenou ze středu dávky skloviny, takže již nevytvoří vlny a přilne k tvarovacímu povrchu formy bez vytváření vln. Vlny se objevují jen při dobrém kontaktu skloviny a kovu formy, tedy při vysoké rychlosti chladnutí.

navrhovaného způsobu odstranění zmínit podrobněji o fyzikálním je blíže osvětlen na obr. 2. ve formě, roztěká se tavenina směru od středu formy. Rozhraní povrchovými vlnami ( obr. 2, 3). dávkování skloviny do formy mají oblast afdnbcm. Přitom studené nejvíce výrazné jsou v oblasti cd. Vznik těchto vln na povrchu proč vznikají tyto povrchové vlny lisovaných výrobcích, se vyskytují různé názory. Schild, a Grundman se v publikaci Strojní tvarování skla, SNTL 118), jejímž autorem je Antonín Smrček, domnívají, že na se již při jejím dopadu do formy, ale dávky skloviny ve formě před zalisováním vrstva áb, která na bocích ležící kapky tvarování se sklovina tlakem roztěká do

Podle našich lisovaných výrobků ze skla spojen skloviny na povrchu tepelné vodivého skloviny v místě skloviny. Tak se viskozita skloviny se konkávně přibližuje k tvarovacímu povrchu formy že sklovina se v tomto místě v Výška pruhu odpovídá amplitudě pruhem má volný povrch skloviny přetéká přes tento chladný pruh gravitačních sil. chladnějšího povrchu opakuje. Oblast ab zkušeností je vznik studených kroužků na povrchu roztěkání dávka tepla dávky který ocitne ve formě, dochází kontaktu skloviny s kovem se zvláštnostmi materiálu. Jakmile se intenzivnímu odvádění v oblasti ohraničení k a na volném povrchu kapky, , natolik zvýší, úzkém pruhu jeví jako tuhé těleso, vznikající povrchové vlny. Za tímto ještě nízkou viskozitu, a sklovina s vyšší viskozitou vlivem působení se přetékající sklovina dotkne znovu tuhne, a tak se tvorba vln ohraničení kapky skloviny se pokryje řadou soustředných studených kroužků, které mají postupné zvětšující se prstencovitý tvar původního obrysu dopadu dávky kapky. Tvorba vln na povrchu výrobků se zesiluje snižováním teploty forem, t.j. se zvyšováním rychlosti ochlazování skloviny a se zvyšováním rychlosti růstu její viskožity; proto se projevují studené kroužky výrazněji u chladnějších forem a u krátkých skel.

Jakmile formy • ·

Autoři teorií vztahujících se k vytváření studených kroužků se shodují v tom, že se zvyšováním teploty pracovního povrchu forem se tvorba studených kroužků omezuje. Zvyšováním teploty pracovního povrchu v oblasti výskytu studených kroužků ab při roztěkání kapky skloviny se zvyšuje kvalita výrobků. Přitom není nutné zvyšovat teplotu celého pracovního povrchu formy, ale stačí, když se lokálně zvýší teplota právě v místě tvorby vln. Proto narušíme-li odvádění tepla parami na části vnitřního povrchu tvarovací stěny ze strany opačné sklovině tím, že záměrně místně zhoršíme podmínky pro odvádění tepla změnou tepelného odporu R™, čímž zvýšíme teplotu v mezikruží ab, kde se vlny obvykle vytvářejí.

Pro realizaci takového cílevědomého ovlivňování hustoty tepelných toků je několik možností. Přerušíme-li vnitřní porézní vrstva v oblasti mezikruží ab, narušíme přivádění tekutého kovu v oblasti ab a odvádění tepla g_p vypařováním ve směru normály vnitřního povrchu tvarovací stěny^F zhoršíme (obr. 2). V tomto případě k odvádění tepla q_p z oblasti přerušení dochází jen vlivem tepelné vodivosti tvarovací stěny ve směru pracovního povrchu do míst, kde se studené kroužky již nevyskytují. Změnou šířky a tepelného odporu ab můžeme měnit hodnotu lokálního přehřívání T, což umožňuje dosáhnout rozložení teplot podle grafického znázornění na obr. 2.

Druhou možností zvýšení teplot v oblasti volného roztěkání skloviny se jeví možnost zvýšení tepelného odporu v této oblasti. Přitom rozdíl teplot ve tvarovací stěně bude přímo úměrný tepelnému odporu R,p. Proto za účelem lokálního zvýšení teploty při tvarování skloviny se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se tepelný odpor tvarovací stěny ve směru normály k pracovnímu povrchu v oblasti volného roztěkání dávky skloviny 3 až 5 krát zvětšuje v poměru k ostatním částem tvarovací stěny formy.

Za účelem vyrovnání teplot ve střední části tvarovací stěny při tvarování skloviny se provádí její nerovnoměrné ochlazování vyrovnáním hustoty par tekutého kovu v parní komoře tak, že na vstupu do parokondenzační komory se průtok par tekutého kovu škrtí. Tím se zlepšují podmínky pro izotermické rozložení teplot v celém objemu parní komory.

S cílem doplňujícího zvýšení teploty v oblasti dopadu dávky skloviny a odstranění zvlnění v místě nejvýraznějšího výskytu při tvarování skloviny se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se průtok par z parní komory usměrňuje k oblasti volného roztěkání dávky skloviny v místě dopadu a přepouští se škrcením do parokondenzační komory. Tím se uskutečňuje doplnění prohřívání v oblasti dopadu dávky skloviny a teplota v oblasti ještě dále vzroste, což dovoluje odstranit zvlnění v kritické oblasti výrobku.

Další možností odstranění nejvýraznějšího zvlnění je způsob, při kterém se provádí nerovnoměrné ochlazování skloviny, při němž se průtok par z parní komory usměrňuje v oblasti volného roztěkání dávky skloviny v místě dopadu a vede se souběžně s oblastí volného roztěkání skloviny a potom se páry zavádějí do parokondenzační komory. Páry tekutého kovu z parní komory s vysokou entalpií se využívají pro nerovnoměrné prohřívání obrysu afdnbecm ( dle obr.3) znázorňujícím obrys zvlněného povrchu výrobků v polárních souřadnicích) s maximem v oblasti cd, čímž odstraňujeme zvlnění v kritickém místě formy.

·· · ·· ♦··· ··. .··.

♦ · »♦ ·♦· i 1..

• · · ···· · · · * ^.

Λ A · · · · · ·· t i Φ , J · · · ··»

.... ... ·· ♦·· ·· ··

Za účelem dosažení správného chlazení skloviny v oblasti tvarového zakončení a tím zajištění podmínek pro snadné vyjímání výrobků ve stanici pro odnímání výrobků při lisování se provádí její nerovnoměrné ochlazování tím, že oblast tvarového zakončení se spojí s ochlazovanou boční stěnou a s okrajovou částí dna spojemi z vysoce tepelně vodivého materiálu.

Takový způsob lisování výrobků ze skla dovoluje realizovat nerovnoměrné odvádění tepla od tvarovacího povrchu a tím zajistit vysokou kvalitu povrchu výrobků a jeho smrštění usnadňující vyjímání výrobků z formy. Kromě toho tento způsob umožňuje zmenšit tlouštíku stěny lisovaných výrobků a rozšířit sortiment lisovaného zboží.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně popsán dále na příkladných provedeních, objasněných na výkresech, z nichž představuje obr. 1 příčný svislý řez formou pro tvarování výrobků, obr. 2 objasnění způsobu odstranění studených kroužků, obr. 3 obrys zvlněného povrchu výrobku v polárních souřadnicích, obr. 4 detail řezu formou s prstencem a zúženým kanálem, obr. 5 detail řezu formou s regenerační komorou, obr. 6 detail hladké vazby sítě a obr. 7 detail sestavy kapilárně porézní vrstvy.

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 znázorňuje svislý řez formou v čase t=0 při podání dávky skloviny 2 do formy. Forma pro lisování výrobků ze skloviny 2 představuje tenkostěnnou skořepinu sestavenou ze dvou polovin, svařených mezi sebou obvodovým svarem 17.

Horní polovina se skládá z tvarovací stěny formy nestejné tloušťky, a obsahuje střední část 5, oblast 6 volného roztěkání skloviny 3., klenbu 4. a tvarové zakončení 7.· Střední část 5. je obklopena klenbou 4, která přechází do tvarového zakončení 7, které je propojeno přes vodorovnou dosedací plochu kroužku s boční stěnou

16. Z obrázku 1 je patrné, že tvarovací stěna má různou tloušťku; a to nejmenší tloušťku v oblasti tvarového zakončení 7, odkud se tloušťka spojitě zvětšuje směrem dolů v oblasti klenby 4. až ke střední části 5, kde je největší. Ve střední části 5 je tloušťka 6. stěny 10 mm, a v oblasti tvarového zakončení Z je 6 mm. Nestejná tloušťka stěny zajišťuje změnu tepelného odporu stěny při tvarováni skloviny 2 a při chlazení formy. Množství prostupujícího tepla tvarovací stěnou je nepřímo úměrné tepelnému odporu stěny. Menší tepelný odpor stěny umožňuje větší hustotu tepelného toku a naopak, čímž jsou zajištěny podmínky pro odvádění tepla z místa tvarového zakončení 7.

·« • * •v ···· • · • ···

Dolní polovina formy se skládá ze dna obsahujícího střední část 1 a okrajovou část 2 a boční stěny 16, v níž je situována trubka 15 pro naplnění formy tekutým kovem. Vrstva tepelné izolace 11 Ie umístěna vně pod střední částí 1 dna. Vnitřní prostor formy je rozdělen vertikální prstencovou přepážkou 12, která je situována ze strany protilehlé oblasti 6 volného roztěkání skloviny 2 a dělí prostor dutiny na dvě komory 8, 9. Přepážka 12 , zhotovená z materiálu nepropustného pro tekutý kov a pro jeho nasycené páry, obsahuje výřezy 13 pro volný prostup par tekutého kovu. Dno formy, boční stěna 16, a tvarovací stěna vytvářejí tenkostěnnou uzavřenou skořepinu. Vertikální prstencovou přepážkou 12 se vymezují komory 8, 9, které jsou vakuovány, propojeny a hermeticky uzavřeny. Šipkami jsou na obrázku 1 znázorněny směry hlavního ohybu nasycených par tekutého kovu v komorách 8, 9 formy.

Z obrázku i 2 je patrné, že vnitřní povrch dutiny formy je pokryt několika vrstvami sítě kapilárně porézního materiálu 10. z nerezavějící oceli. Místo tvarového zakončení 7 formy je spojeno· s boční stěnou 16 a okrajovou částí 2 dna které zajišťují doplňující přivádění tvarového zakončení Ί_ místa vlivem vysoké tepelné vodivosti sestavení a uložení obrázcích 4, 5, 6 a 7. Na vazby sítě z nerezavějící pohledu. Takto uspořádaný například pro znázorněných v než 45° je optimální pro formy a doplňují několika vrstvami sítě, tekutého odvádění tekutého vrstvy jsou uvedeny na 30 a útek 31 hladké v bočním 10 je vhodný vrstev 32, 3.3 mezi osnovami menší kovu spoji kovu k místům tepla z tohoto kovu. Příklady kapilárně porézní obrázku 6 je osnova oceli v pohledu shora pod ním kapilárně porézní materiál sestavené z několika obrázku 7. Úhel 34 přepravu tekutého kovu spoji 14., 26. Vnitřní povrch prostoru formy ze strany protilehlé sklovině 3 je pokryt nejméně dvěma vrstvami 32, 33 sítě z nerezavějící oceli, jejíž osnovy 30 jsou k sobě orientovány pod úhlem 34 větším než 30 . Tím se optimalizují podmínky pro propustnost tekutého kovu ve vrstvě kapilárně porézního materiálu 10.

spoje 14 detailu na

Na obrázku 2 je znázorněno, že oblast 6 volného roztěkání dávky skloviny 3., která je v podstatě oblastí 6 rozhraní mezi sklovinou 3, vzduchem a střední částí 5 tvarovací stěny, má ze strany dutiny oblasti 21 s přerušenou vrstvou kapilárně porézního materiálu 10 na vnitřním povrchu tvarovací stěny, o šířce, která je 1,5 násobkem tloušťky stěny v oblasti 6. volného roztěkání skloviny.

Na obrázku 4 je znázorněno, že v oblasti 6 volného roztěkání dávky skloviny 3 je ze strany dutiny zesílený prstenec 25 na 3 až 5 násobek tloušťky £ střední části 5 tvarovací stěny, při šířce prstence, která je 3 až 5 násobkem tloušťky £ stěny střední části tvarovací stěny. Tloušťka stěny £ střední části (5) tvarovací stěny a tloušťka prstence 25 jsou myšleny ve stejném smyslu dle obrázku 1 a 4, a šířka prstence 25 ve smyslu kolmém k nim, tedy ke tloušťce £ střední části (5) tvarovací stěny. Z obrázku 4 je patrné, že prstenec 25 se opírá volně o dno pokryté vrstvou kapilárně porézního materiálu 10 a obsahuje zúžení ve tvaru úzkého kanálu 24. pro prostup par z parní komory 8 do parokondenzační komory 9. Přitom síť pokrývající střední část 5 tvarovací stěny a střední část 1 dna formy je propojena spojem 26 z kapilárně porézního materiálu 10. Při šířce prstence 25 rovném 40 mm a při tloušťce £ tvarovací stěny v její střední části 5 10 mm je tloušťka stěny v oblasti zesíleného prstence 25 40 mm. Zúžení ve tvaru kanálu 25 má efektivní poloměr průřezu 40 mm. Šipkami jsou znázorněny směry hlavního pohybu nasycených par tekutého kovu v komorách 8, 9 formy.

• · • · • · · · «· ·· u dna formy • · · ···· · že prstenec 25 má která je opatřena zúženým vstupem l 22 dávky skloviny 3. pro na protilehlé straně je opatřena par do parokondenzační komory 9. ze strany dna formy nasycenou materiálu 10 vytvořeného ze sítě

Na obrázku 5 je znázorněno, vytvořenou regenerační komoru 27.

par tekutého ] vstup par z výstupem 29

Regenerační komora 27 vrstvou kapilárně __ z nerezavějící oceli. Šipkami jsou znázorněny směry hlavního pohybu nasycených par tekutého kovu v komorách 8, 2 formy.

κυιιιυχα £lJL· f h-ucia j' kovu pod místem dopadu parní komory 8. a pro přestup je opatřena porézního

Do formy prostřednictvím trubky 15 byla dodána eutektická směs sodíku a draslíku, zajišťující dokonalé nasycení porézního materiálu 10 a spojů 14, 26 kapilárně porézní struktury uvnitř formy. Prostor skořepinové formy se vyvakuuje a trubka 15 se hermeticky uzavře. Střední část 1 dna formy se tepelně izoluje vrstvou 11 tepelně izolačního materiálu.

Dávka skloviny .3 v momentu jejího dodání do formy přichází do styku se střední částí 5 formy a vytvoří oblast 6 rozhraní mezi okrajem dávky skloviny vzduchem a střední částí 5 tvarovací stěny. Vlivem působení gravitačních sil se dávka skloviny 3_ roztěká po tvarovacím povrchu formy a sklovina 2 se v oblasti 6 z polohy becm přesouvá do polohy afdn tak, jak je znázorněno na obrázcích 2a 3. Na vnitřním povrchu tvarovací stěny ze strany přilehlé oblasti afdnbecm je oblast 21, kde je vrstva kapilárně porézního materiálu 10 odstraněna, čímž je tepelný průtok par q„ ve směru normály v této oblasti 21 přerušen. Teplo z této oblasti 21 se vede materiálem stěny ve směru rovnoběžném s tvarovacím povrchem. Na obrázku 2 je znázorněn průběh teplot na pracovním povrchu při přerušené kapilárně porézní vrstvě v oblasti 21 na vnitřním povrchu střední části 5 tvarovací stěny formy.

Nový způsob lisování výrobků ze skla se provádí v oddělených technologických operacích na stole karuselového lisu s několika technologickými stanicemi. Okrajová část 2 a boční stěna 16 forem byly ochlazovány ventilátorovým vzduchem. Stůl lisu byl osazen sadou forem shodných vlastností, představujícími autonomní kompaktní výměníky tepla, které umožnily vést a regulovat účinné odvádění tepla ze skloviny prostřednictvím tvarovacího povrchu forem. Tvarovací stěna forem byla vybavena proměnným tepelným odporem R_T. Kapilárně porézní materiál 10 formy tvořila jemná síť z tenkého nerezavějícího drátu. Síť byla pečlivě odmaštěna a její povrch byl podroben vakuové očistě při vysoké teplotě, aby bylo zajištěno dokonalé smáčení porézního materiálu 10 nosičem tepla. Síť byla nasycena eutektickou slitinou sodíku a draslíku. Z dutiny, která odděluje tepelně namáhaný tvarovací povrch od méně tepelné namáhaných ostáních částí formy, byly odstraněny nekondenzující plyny vakuováním tlaku p_o = 0,02 až 0,1 Pa.

Formy, na kterých bylo prováděno lisování, tenkostěnné skořepiny, s 8/L« 1, kde 8. je tloušťka stěny a charakteristický obrysový rozměr, tepelný odpor R_T zmenšován směrem představovaly L je stěna měla proměnný , a R_T byl forem. Zkoušky byly lisu. Lisovány byly mm, s tloušťkou stěny 6 mm, Hmotnost kapky skloviny 2 byla kde 8. je Tvarovací =8/ , kde je tepelná vodivost ke tvarovému zakončení 6 prováděny na karuselovém dvanáctipozičním výrobky o průměru 291 mm a výšce 37 z borosilikátového skla typu SIMAX. 1250 g, teplota kapky 1240 °C a taktáž stroje 10 kusů za minutu.

prováděn do forem v době 15 na stroji

Ohřev forem na teplotu 400 °C byl trojnásobným dávkováním 3 až 4 kapek skloviny až 20 minut. Při uvedené teplotě již pracoval mechanismus přenosu tepla parami eutektické slitiny alkalických kovů sodíku a draslíku. Se zvyšováním teploty se hustota tepelného toku exponenciálně zvyšovala. Dávkování kapek skloviny 2 do forem při lisování byla prováděna standardním způsobem z dávkovače přes žlábek. Kvazistacionárního tepelného režimu, kdy celkové množství tepla, přiváděného k formám se rovná množství tepla odebíraného z forem při každé otáčce stolu, bylo dosaženo po 125 minutách provozu lisu. Každá pozice lisu měla vliv na provoz linky, ale bylo zjištěno, že zejména tři stanice lisu, a to dávkování kapek skloviny 3, zalisování a odnímáni výrobků, rozhodují o kvalitě a spolehlivé práci linky. Tepelný stav forem při jejich přesouvání na pozici pro dávkování kapky skloviny 3 a přesouvání na pozici lisování odpovídal následujícím podmínkám :

- Rozložení teplot bylo takové, aby zabránilo tvorbě studených kroužků na povrchu výrobků.

- Odvádění tepla z tvarovacího povrchu forem bylo dostatečně intenzivní, aby nedocházelo k nalepování skloviny při lisování.

- Intenzivního chlazení okraje výrobků formou, aby bylo možno výrobky z forem spolehlivě vyjímat odnímačem.

Pro zajištění intenzivnějšího chlazení okraje výrobků se tvarovací stěna forem zhotoví s proměnnou tloušťkou, to jest s proměnným tepelným odporem R_T. V místě okraje výrobků byl tepelný odpor tvarovací stěny R_T = 2,5 až 4 grád.cm².W^-1, který se postupně zvětšoval na Rm =4 až 7,5 grád.cm².W“¹ při tloušťce pracovního povrchu ve střední části forem 8 až 15 mm. Rozsah těchto tepelných odporů tvarovací stěny je definován následujícími požadavky. Na jedné straně musí být tepelný odpor v oblasti tvarového zakončeni 7 forem minimální, ale přitom nesmí docházet k deformaci materiálu forem. Na druhé straně musí tvarovací stěna zajistit vysoce intenzivní odvádění tepla z ostatních oblastí pracovního povrchu forem. Těmto požadavkům odpovídá uvedený rozsah tepelných odporů. Spoji 14 které byly rovnoměrně rozloženy na okraji parokondenzační komory 9, bylo přiváděno doplňující množství tekutého kovu a tak bylo zajištěno, že síť v oblasti 6 tvarového zakončení nevysychala. Teplo bylo odváděno z této oblasti 6. vypařováním tekutého kovu a vysokou tepelně tepelnou vodivostí spojů 14 nasycených tekutým kovem k boční stěně 16 a okrajové části 2 dna. Takovým způsobem při posuvu forem z pozice lisování do pozice vyjímání výrobků dochází k nejefektivnějšímu chlazení výrobků. Po zalisování ještě plastické výrobky získaly dostatečnou tuhost zajišťující udržení tvaru, a s pomocí mechanických vlivů ze strany šikmých ploch tvaru, bylo snadné výrobky vyjmout z forem po jejich dostatečném smrštění při ochlazování.

Paralelně byla vedena práce na odstranění studených kroužků na povrchu výrobků. Sklovina se na pozici dávkování kapky pod vlivem gravitačních sil roztěká a její počáteční obrys áb na tvarovacím povrchu přechází do obrysů v mezikružích ab (viz obr. 2 a 3). Pro zkoušený typ výrobku o průměru 291 mm byla šířka mezikruží, odpovídajícího oblasti tvorby studených kroužků 15 až 20 mm. V procesu tvarování výrobků bylo prováděno nerovnoměrné ochlazování pracovního povrchu tak, že na části tvarovací stěny ze strany opačné sklovině se odvádění tepla vypařováním tekutého kovu • · » · · ···· ·· ·· ···· · ♦ ♦ ♦··· • · · ···· ♦ ··· • · · · · ·· ···· · • · · · · · · · ···· ··· ·· ··· ·· ·· blokovalo. Toho, se dosáhlo tak, že se kapilárně porézní materiál

10. na tvarovací stěně ze strany protilehlé sklovině 3 přerušil v šířce 20 až 30 mm. Tím se teplota tvarovacího povrchu forem v oblasti 6 volného roztékánní skloviny 3. zvýšila o 30 až 40 °C, při teplotě ve středu forem při přesunutí do stanice pro dávkování asi 500 °C. Rozložení teplot v místě ab okraje dávky skloviny 3. na tvarovacím povrchu je znázorněno na obr. 2.

O teplotách ve středu forem vypovídá následující tabulka z měření teplot při teplotě v parokondenzační komoře 9 okolo 400 °C. V tabulce jsou uvedeny hodnoty teplot ve středu forem při jejich přesunutí do stanice dávkování skloviny 2 pro tři rozdílné časy τ :

T1	493	500	494	493	505	493	475	484	496	483	514	502
T2	497	499	504	501	504	497	483	494	497	494	517	507
T3	501	502	507	506	505	493	494	501	500	498	515	505

Je nutné připomenout, že regulování tepelného stavu forem přes tlustou stěnu o tloušťce 40 až 50 mm při stejných podmínkách při lisování dovolovalo teplotu forem ve stanici dávkování skloviny 2 okolo 400 °C. Zvyšování teplot pracovního povrchu u standardních forem v této pozici lisu vedlo zpravidla k nalepování skloviny 2 při tvarování razníkem.

Udržení teplot v tomto intervalu při přesouvání na pozici do stanice pro dávkování a použití popsaného způsobu blokování odvádění tepla parami, se ukázalo velmi efektivní pro zamezení tvorby studených kroužků na povrchu výrobků v místě ab. Přitom uváděné hodnoty teplot vyhovovaly druhému ohraničujícímu faktoru, který je spojován s nalepováním skloviny 3. při zalisování razníkem. Ve stanici tvarování se při tlaku razníku, který působil na sklovinu 3, žhavá sklovina 2 vytlačovala do volného prostoru kruhového tvaru vytvářeného mezi formou a razníkem, a sklovina 2 přejímala tvar hotových výrobků. Rychlost přemisťování skloviny 2 má extrémní hodnotu na radiální souřadnici vedené ze středu formy, která je souběžná s tvarovacím povrchem, v našem případě v oblouku tvarovacícho povrchu forem, v němž se površka tvaru zvedá. Na rychlosti postupu skloviny 2 závisí koeficientu přestupu tepla a mezi sklovinou 2 ^a tvarovacím povrchem. Proto se kritické místo pro nalepování skloviny 2 na formy shoduje s místem nejvyššího přestupu tepla ze skloviny 2 do stěny, v našem případě právě v uvedeném oblouku tvarovacího povrchu forem. Uváděné teploty v tabulce při přesunutí na pozici dávkování skloviny 2 při tloušťce pracovní stěny forem 10 mm a při odvádění tepla odpařováním tekutého kovu, dovolují nepřihlížet k nebezpečí nalepování skloviny 2 při zalisování. Lokální zvýšení teploty pracovního povrchu formy v místě ab, při úrovni teplot uvedených v tabulce, nevedlo nikdy k nalepování skloviny 2 ve stanici pro tvarování, protože se oblast zvýšení teploty pracovního povrchu formy ab neshoduje s oblastí nejvyšší hustoty tepelného toku ve formě při roztěkání skloviny 3 pod vlivem působení razníku na sklovinu 2· Proto navrhovaný způsob odstraňuje systémovou vzhledovou vadu v podobě studených kroužků na povrchu výrobků.

• · · ·· ···· ·· ·· ···· ··· ···· • · · · ··· ···· • · ·· · ·· ···· · • · ·« · ··· ···· ··· ·· ··· ·· ·♦

Po vyjmutí výrobků se formy přesunují do stanic lisu pro dochlazení forem. Na těchto pozicích se provádí tepelná regulace, jejímž účelem je připravit formy pro příjem dalších kapek skloviny

2. V těchto pozicích lisu nastupoval pravidelný režim chlazení, kdy tempo ochlazování m bylo konstantní veličinou definovanou vztahem :

δτ m = --- . — , kde = T_f - T_v (1).

δτ

Tenké stěny forem a přenos tepla parami tekutého kovu vedou k tomu, že koeficient nerovnoměrnosti rozložení teploty na formách, to jest podíl středních teplot na povrchu a středních teplot v objemu je blízký k jedné, což znamená, že tepelný přenos párami tekutého kovu uvnitř dutiny forem vede k tomu, že podmínky chlazení odpovídají podmínkám vnějšího ochlazování, když průměrná teplota ve formách prakticky závisí jen na podmínkách vnějšího ochlazování a tempo ochlazování je možné popsat následujícím vztahem :

T_f - T_v = const. exp. [-aS/cM], (2), kde je

Tf průměrná teplota formy,

T_v teplota proudícího vzduchu při chlazení, a koeficient tepelné výměny,

S plocha ochlazované dna formy c měrné teplo materiálu formy M hmota formy.

Navržený způsob regulace tepelného stavu forem přes tenkou stěnu, umožňuje práci s formami, jejichž hmota je 2 až 2,5 krát menší než je tomu u standardních celokovových forem. Ze vztahu (2) plyne, že zmenšení hmoty forem podstatně zvyšuje účinnost jejich tepelné regulace. Poměrně malá hmota forem s tenkou stěnou při přenášení tepla parami tekutého kovu dovoluje významně zvýšit účinnost ochlazování forem, snížit množství chladicího vzduchu a zvýšit spolehlivost práce linky.

Na výliscích ze skla zhotovených podle tohoto vynálezu se nevyskytovaly studené kroužky a výlisky měly povrch s vyšší leskem. Nový způsob i forma zajistily zvýšení výtěžnosti produkce, spolehlivé vyjímání výrobků a zajistily spolehlivost v provozu lisovací linky. Rovnoměrnější rozložení teplot při uvedeném způsobu lisování zajistilo nejméně čtyřnásobnou životnost forem ve srovnání se standardně používanými celokovovými formami.

Průmyslová využitelnost

Řešení je určeno pro širokou oblast lisovaného skla s vysokými požadavky na kvalitu povrchu výrobků, například v užitkovém optickém, signálním a technickém skle.

• ·

Vztahové značky střední část 1 dna okrajová část 2 dna sklovina klenba střední část 5 tvarovací stěny oblast 6 volného roztěkání skloviny (rozhraní sklovina, tvarovací stěna, vzduch) tvarové zakončení 7 parní komora 8 parokondenzační komora 9 kapilárně porézní materiál 10 tepelné izolace prstencová přepážka 12, mezi parní komorou 8 a parokondenzační komorou 9 výřezy 13 pro volný prostup par a protékání kondenzovaného kovu , spoj 14 z vysoce tepelně vodivého materiálu mezi oblastí tvarového zakončení 7, boční stěnou 16 a okrajovou částí 2 dna trubka 15 pro naplnění formy kovem boční stěna spoj 17 mezi horní a dolní polovinou formy tvar 18 dávky skloviny 3 v čase t=0 tvar 19 dávky skloviny 3 v čase τ^τ-ι- t dno 20 skleněného výrobku oblast 21 přerušené kapilárně porézní struktury místo 22 dopadu dávky skloviny 3 libovolný bod 23 v polárním systému os zúžený kanál 24 pro přestup par tekutého kovu z parní komory 8 do parokondenzační komory 9 prstenec 25 zesílené tlouštky stěny spoj 26 z kapilárně porézního materiálu 10 mezi střední částí 5 tvarovací stěny a střední částí 1 dna regenerační komora 27 prstence 25 vstup 28 par tekutého kovu do regenerační komory 27 vystup 29 par tekutého kovu z regenerační komory 27 osnova 30 sítě z nerezavějící oceli útek 31 sítě z nerezavějící oceli primární vrstva 32 sítě z nerezavějící oceli sekundární vrstva 33 sítě z nerezavějící oceli úhel 34 mezi osnovami primární a sekundární sítě z nerezavějící oceli

Claims (23)

1. NÁROKY

   1.Způsob tvarování výrobků ze skla na lisech s otáčejícím se stolem, zahrnuje dávkování skloviny do skořepinové duté formy, tvarování skloviny, regulované ochlazování skla tenkostěnnou tvarovací stěnou formy, na jejímž povrchu se ze strany protilehlé k dávce skloviny vypařuje tekutý kov, vyjímání skleněných výrobků a ochlazování formy, vyznačující se tím, že při tvarování skloviny (3) se provádí její nerovnoměrné regulované ochlazování, při němž se prostor dutiny skořepinové formy rozděluje ze strany opačné oblasti (6) volného roztěkání skloviny (3) na dvě komory (8, 9) s rozdílnými tepelnými podmínkami, a to na parní komoru (8) ve střední části dutiny propojené s parokondenzační komoru (9) pro volný prostup par.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že parní komora (8) se ve střední části (1) dna tepelně izoluje.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se tím, že parokondenzační komora (9) se na vnější straně boční stěny (16) a okrajové části (2) dna ochlazuje.
4. 4.Způsob podle kombinace nároků laž 3, vyznačuj ící se t í m, že při tvarování skloviny (3) ve formě se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se blokuje odvádění tepla vypařováním tekutého kovu na části povrchu tvarovací stěny formy ze strany opačné oblasti (6) volného roztěkání skloviny (3), tedy oblasti (6) situované na styčném rozhraní okraje dávky skloviny (3), střední části (5) tvarovací stěny formy a vzduchu.
5. 5.Způsob podle kombinace nároků 1 až 4,vyznačující se t í m, že při tvarování skloviny (3) se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se termický odpor tvarovací stěny ve směru normály k pracovnímu povrchu v oblasti (6) volného roztěkání skloviny (3) třikrát až pětkrát zvětšuje v poměru k ostatním částem (4, 5, 7) tvarovací stěny formy.
6. 6.Způsob podle kombinace nároků 1 až 5,vyznačující se tím, že při tvarování skloviny (3) se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se vyrovnává hustota par tekutého kovu v parní komoře (8) tím, že na vstupu do parokondenzační komory (9) se průtok par tekutého kovu škrtí.
7. 7.Způsob podle kombinace nároků laž 6,vyznačující se tím, že při tvarování skloviny (3) se provádí její nerovnoměrné ochlazování tím, že oblast tvarového zakončení (7) formy se spojí s ochlazovanou boční stěnou (16) a s okrajovou částí (2) dna spojem (14) z vysoce tepelně vodivého materiálu.
8. 8.Způsob podle kombinace nároků 1 až 7,vyznačující se tím, že při tvarování skloviny se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se průtok par z parní komory (8) usměrňuje k oblasti (6) volného roztěkání skloviny (3) v místě (22) jejího dopadu a přepouští se škrcením do parokondenzační komory (9).
9. 9.Způsob podle kombinace nároků 1 až 8,vyznačující se tím, že při tvarováni skloviny (3) se provádí její nerovnoměrné ochlazování, při němž se průtok par z parní komory (8) usměrňuje k oblasti (6) volného roztěkání skloviny (3) v místě (22) jejího dopadu a vede se souběžně s oblastí (6) volného roztěkání dávky skloviny (3), potom se páry přivádějí do parokondenzační komory (9).
10. 10.Forma ke tvarování podle kombinace nároků 1 až 9, jejíž části (1, 2) dna, boční stěna (16) a části (4, 5, 7) tvarovací stěny vymezují hermeticky uzavřenou vakuovanou dutinu, jejíž povrch je pokryt, vrstvou porézního materiálu (10), a která je vybavena přívodní trubkou (15) pro plnění dutiny tekutým kovem, který je schopný se intenzivně vypařovat při teplotách tvarování skla, vyznačující se tím, že forma je vytvořena jako hermeticky trvale uzavřená dutá skořepina, obsahující dvě komory (8, 9), navzájem oddělené vertikální prstencovou přepážkou (12), která je umístěna ze strany protilehlé oblasti (6) volného roztěkání dávky skloviny (3) a opatřena výřezy (13) pro volný prostup par z parní komory (8) do parokondenzační komory (9), přitom parní komora je situována mezi střední částí (5) tvarovací stěny a střední částí (1) dna, a parokondenzační komora (9) mezi klenbou (4), oblastí (7) tvarového zakončení a boční stěnou tvarovací stěny.
11. 11.Forma nároků 1 až 9, nebo podle nároku 10, vyznačuj ící se t í m, že sestává z částí (4,5,7) tvarovací stěny proměnné tloušťky stěny, tloušťka (σ) ve střední části (5) tvarovací stěny je 5 až 10 mm, a tloušťka klenby (4) tvarovací stěny se plynule zmenšuje od střední části (5) směrem ke tvarovému zakončení (7), kde činí tloušťka stěny 1/2 až 2/3 tloušťky (σ) stěny střední části (5) tvarovací stěny.
12. 12.Forma podle kombinace nároku 10 nebo 11, vyznačuj ící se t í m, že střední část (1) dna obsahuje vnější vrstvu tepelné izolace (11).
13. 13.Forma podle kombinace nároků předchozích, vyznačuj ící se t í m, že obsahuje spoje (14), uspořádané mezi tvarovým zakončením (7), okrajovou částí (2) dna a boční stěnou (16) z vysoce tepelně vodivého materiálu.
14. 14.Forma podle nároku 13,vyznačující se tím, že spoj (14) je tvořen příčkami zhotovenými z nejméně dvou vrstev sítě z nerezavějící oceli, spojené mezi sebou a nasycené tekutým kovem.

    · ·· ···· ·· ·· ···· · · · · · · · • · ♦ · ··· · · ·· • · ·· · ·· ···· · • · ·· · · · · ···· ·«· ·· ··· ·· ··
15. 15.Forma podle kombinace předchozích nároků 10 až 14, vyznačující se tím, že tvarovací stěna formy v oblasti (6) volného roztěkání dávky skloviny (3) obsahuje ze strany dutiny oblast (21) přerušeného kapilárně porézního materiálu (10).
16. 16.Forma podle nároku 15,vyznačující se tím, že oblast (21) má šířku, která je 1,5 až 3 násobkem tlouštky stěny v oblasti (6) volného roztěkání skloviny (3).
17. 17.Forma podle kombinace nároků 8 až 10,vyznačující se tím, že tvarovací stěna formy v oblasti (6) roztěkání dávky skloviny (3) je opatřena ze strany dutiny prstencem (25).
18. 18.Forma podle nároku 17,vyznačující se tím, že prstenec (25) má tloušťku, která je 3 až 5 násobkem tloušťky (σ) střední části (5) tvarovací stěny, při šířce prstence (25), který je 3 až 5 násobkem tloušťky (σ) střední části (5) tvarovací stěny.
19. 19. Forma podle nároku 18,vyznačující se tím, že prstenec (25) je volně opřen o dno formy, pokryté vrstvou kapilárně porézního materiálu (10), a prstenec (25) je opatřen zúžením ve tvaru úzkého kanálu (24), který je situovaný pod místem (22) dopadu kapky skloviny (3) a spojuje parní komoru (8) s parokondenzační komory (9) pro prostup par.
20. 20. Forma podle kombinace nároků 17 až 19,vyznačující se tím, že prstenec (25) má u dna formy na své spodní části vytvořenou regenerační komoru (27).
21. 21. Forma podle nároku 20,vyznačující se tím, že regenerační komora (27) je opatřena zúženým výstupem (28) pod místem (22) dopadu dávky skloviny (3) pro vstup par z parní komory (8) a na protilehlé straně je opatřena výstupem (29) pro přestup par do parokondenzační komory (9).
22. 22. Forma podle kombinace nároků 10 až 21, vyznačující se tím, že vnitřní povrch dutiny ze strany protilehlé sklovině je pokryt nejméně dvěma vrstvami sítě z nerezavějící oceli, jejíž osnovy (30) jsou k sobě orientovány pod úhlem (34) nejméně 30°.
23. 23.Forma podle kombinace nároků 10 až 22, vyznačující se tím, že spoje (14) jsou vytvářeny příčkami nejméně ze dvou vrstev sítě z nerezavějící oceli, jejichž osnovy (30) jsou k sobě orientovány pod úhlem (34) nejvíce 45°.