CZ20004468A3 - Způsob chlazení skleněných výrobků, zejména tlustostěnných - Google Patents

Description

9 9 9

Způsob chlazení skleněných výrobků, zejména tlustostěnných

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu chlazení skleněných výrobků, zejména tlustostěnných, v chladicích pásových pecích, při němž se výrobek vyhřeje na chladicí teplotu, přitom maximální chladicí teplota se upraví na teplotu, odpovídající dynamické viskozitě 1O¹³'⁴ “ ¹³·⁷ dPa.s pro vyloučení deformace výrobku případně obtisknutí pásu či podložky na chlazený výrobek. Následně se výrobek vychladí na požadovanou úroveň vnitřního napětí podle chladicí křivky. Po celou dobu chlazení se reguluje teplota chladicí pece v jednotlivých sekcích podle nastavené chladicí křivky.

Dosavadní stav techniky

Převážná část užitkového skla se chladí v pásových chladicích pecích s celkovou dobou chlazení v rozmezí 30 až 450 minut. Kratší doba chlazení vyhovuje požadavkům tenkostěnné kalíškoviny. Delší doba chlazení se používá u foukané a lisované výroby s větší tloušťkou stěny.

Chladicí postup lze rozdělit do čtyř oblastí :

- vyhřívací oblast s rozsahem teplot od vstupní teploty výrobku po chladicí teplotu,

- oblast výdrže s časovým úsekem, kdy je výrobek na chladicí teplotě,

- chladicí oblast nebo-li chladicí interval s rozsahem teplot od chladicí teploty po teplotu dolní hranice chladicí oblasti,

- dochlazovací oblast v rozsahu teplot od dolní chladicí teploty po teplotu okolí.

Grafickým vyjádřením chladicího postupu je chladicí křivka. V chladicí oblasti je přípustná horní chladicí rychlost, která zaručuje, že ve výrobku nevznikne trvalé vnitřní napětí, způsobující následný lom výrobku. V dochlazovací oblasti je přípústná dolní chladicí rychlost, která je úměrná přechodnému tepelnému napětí.

proces chlazení je závislý na maximální čím má výrobek větší tloušťku, tím musí být nižší. Platí vztah, že chladicí rychlost je

Technologický tloušťce výrobků, chladicí rychlost nepřímo úměrná čtverci tlouštky stěny. K výpočtu rychlosti chlazení se bere v úvahu u převážně otevřených výrobků, ochlazovaných z obou povrchů, poloviční tlouštka stěny, u uzavřených výrobků celá tlouštka stěny.

Tlustostěnné hutně tvarované výrobky se chladí obvykle v komorových chladicích pecích, protože vyžadují pomalé chlazení a tím dlouhou chladicí křivku. V tomto případě chlazení probíhá tak, že po skončení díla sklářů, uzavření vkládacího otvoru a vyrovnání chladicí teploty probíhá vlastní chladicí proces dle nastavené chladicí křivky. Celková délka chlazení probíhá buď do druhého dne, kdy se pec vyprázdní a znovu ohřeje na chladicí teplotu před začátkem ranní směny, pak se jedná o jednodenní chlazení. Nebo chlazení trvá dva či více dnů u enormně tlustostěnných výrobků, pak se jedná o dvou a vícedenní chlazení.

Nevýhodou chladicích komorových pecí je jejich omezený prostot, který je pro chlazení k dispozici, možnost poškrábání chlazených výrobků o sebe nebo o proložky, a obtížná práce při prázdnění pece před začátkem díla sklářů.

Pásová chladicí pec je omezena svojí pohonnou jednotkou, která umožňuje jen určitý rozsah rychlostí pásu. Celková doba chlazení pak vyplývá z délky kryté části pásové chladicí pece a minimální a maximální rychlosti dopravního pásu.

Při novém požadavku chlazení tlustostěnných hutně tvarovaných výrobků, s tloušřkou stěny 75 až 140 mm, možnosti běžné stávající pásové chladicí pece již nevyhovují, protože rychlost pásu se nedá nastavit na nižší hodnotu rychlosti, a dochází k lomu výrobků za chladicí pásovou pecí. Odnášení výrobků do vzdálených komorových pecí též situaci neřeší.

Při hledání možností dokonalejšího vychlazení skleněných tlustostěnných výrobků v běžné pásové chladicí pece se provedla a odzkušovala následující opatření.

Nejprve se provedlo prodloužení otopu v chladicí peci, konkrétně o tři topné zóny, a odpovídajícím způsobem se upravila chladicí křivka. Protože však toto opatření nebylo dostačující pro žádané chlazení, provedlo se následně ještě zaizolování plechového krytu pásové pece a navíc prodloužení kapotáže kryté části pece o dva metry, včetně zakrytí výstupního otvoru pece třásněmi. Protože ani tento souhrn technických zlepšení nevedl k požadovanému výsledku chlazení, bylo dále ještě řešeno zpomalení pohonu chladicího pásu úpravou převodů. Všechna tato opatření společně sice zlepšila kvalitu vychlazení skleněných tlustostěnných výrobků, přesto však nebylo chlazení dostatečné, protože docházelo k lomu,skleněných tlustostěnných výrobků po vyjmutí další technologické operaci, např. úpravě horního okraje výrobku atp.

Úkolem předloženého vynálezu skleněných tlustostěnných výrobků pásových pecích.

z pece, případně až při při broušení dna výrobků, je bezpečné vychlazení na stávajících chladicích

Podstata vynálezu

Tento úkol řeší a uvedené nevýhody odstraní nebo podstatně omezí způsob chlazení skleněných výrobků, zejména tlustostěnných v chladicích pásových pecích, při němž se výrobek vyhřeje na chladicí teplotu. Maximální chladicí teplota se upraví na teplotu, odpovídající dynamické viskozitě _1O13,4 - 13,7 <jpa.s pro vyloučení deformace výrobku případně obtisknutí pásu či podložky na chlazený výrobek. Následně se výrobek vychladí na požadovanou úroveň vnitřního napětí podle chladicí křivky. Po celou dobu chlazení se reguluje teplota chladicí pece v jednotlivých sekcích podle nastavené chladicí křivky. Podstata způsobu chlazení skleněných výrobků podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že časový průběh chlazení se ovládá volbou doby chodu dopravního pásu a doby vypnutí pohonu dopravního pásu.

Hlavní výhodou způsobu chlazení podle tohoto vynálezu je rozšíření využitelnosti všech stávajících pásových chladicích pecí, pro chlazení výrobků, zejména silnostěnných, nebo i velmi rozdílných tlouštěk, při nízkých investičních nákladech. Umožňuje tím výrobkovou inovaci směrem k náročnějším výrobkům při stávajícím vybavení skláren chladicími kapacitami.

Při způsobu chlazení podle tohoto vynálezu je nutné zkontrolovat případně upravit maximální chladicí teplotu tak, aby odpovídala dynamické viskozitě 1O¹³'⁴ ~ ¹³·⁷ dPa.s pro vyloučení deformace výrobku případně obtisknutí pásu či podložky na chlazený výrobek. Následně se požadovanou úroveň vnitřního napětí podle celou dobu chlazení, to znamená i v době stání dopravního pásu, výrobek vychladí na chladicí křivky. Po

se reguluje teplota chladicí pece v jednotlivých sekcích podle nastavené chladicí křivky.

Je výhodné, když po prodlevě po vypnutí pohonu pásu se postupně zvyšuje rychlost pásu na konstantní hodnotu rychlosti, přičemž nájezd na rychlost je volitelný v rozmezí O až 60 sekund. Postupný, případně plynulý nájezd rychlosti pohonu pásu, je použitelný zejména při užití vyšších rychlostí pásu.

Po prodlevě po vypnutí pohonu pásu se může zvýšit rychlost pásu skokově na konstantní hodnotu rychlosti. Skokové zvýšení rychlosti pásu je vhodné pro nižší rychlosti pohonu pásu.

Doba po kterou je pohon pásu vypnutý a doba po kterou je pohon pásu zapnutý je volitelná každá samostatně, v rozmezí 10 sekund až 20 minut. Takovéto krokování, t.j. střídání doby zapnutí a vypnutí pásu, umožňuje v definovaném časovém rozmezí použít pásovou chladicí pec pro různé chladicí křivky, různé druhy výrobků, tlouštky a velikosti výrobků.

Doba pobytu výrobku v chladicím intervalu, t.j. v rozmezí viskozit 1O¹³'⁴ ” ¹³'⁷ dPa.s až 10¹⁵'⁵ dPa.s je nastavitelná v rozmezí 40 minut až 160 hodin. Na době pobytu výrobku v chladicím intervalu závisí kvalita výsledného vychlazení a hodnoty vnitřního napětí.

až 726 hodin vychlazení

Celková doba chlazení v rozmezí 3 hodin představuje rozmezí času pro bezpečné i nejnáročnějších výrobků.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně vysvětlen dále na příkladných provedeních vynálezu, blíže osvětlených na schematických výkresech, z nichž představuje obr. 1 stávající stav závislosti rychlosti pásu chladicí pece na čase při dvou rychlostech pásu, obr. 2 graf závislosti rychlosti pásu na čase při střídání doby chodu pásu s dobou vypnutí, při dvou rychlostech pásu podle tohoto vynálezu obr. 3 graf závislosti rychlosti pásu v čase při plynulém nájezdu rychlosti pásu z vypnutého stavu na nastavenou rychlost a obr. 4 chladicí křivky, vyjádřené závislostí teploty na čase.

Příklady provedení vynálezu

Pro srovnání se způsobem chlazení podle tohoto vynálezu je uveden v prvních dvou příkladech provedení stávající stav techniky, vždy na shodné peci, při dvou různých konkrétních příkladných rychlostech pásu chladicí pece.

Konstantní konkrétní rychlosti pásu, a to 50 mm.min.^-1 a 200 mm.min.^-1, jsou pro názornost zobrazeny na obr. i.

Dva stávající způsoby chlazení pro tyto rychlosti pásu chladicí pece, jsou znázorněny na křivce 1 a 2 na obr. 4.

Tak je možno porovnat tyto dva konkrétní způsoby chlazení podle dosavadního stavu techniky pro tytéž dvě konkrétní rychlosti pásu se způsobem chlazení podle tohoto vynálezu, popsaných v příkladech provedení č. 3-10, jimž odpovídají chladicí křivky 2, 3, 4, zobrazené na obr. 4.

Chladicí křivka 2 na obr. č. 4 je popsaná jak pro výchozí stav chlazení při rychlosti pásu 50 mm. min.^-podle vynálezu při rychlosti pásu 200 mm. následného příkladu č. 3.

tak při způsobu min.^-1, dle

Příklad 1 (Obr. 1, 4)

Příkladný stávající způsob chlazení na pásové chladicí peci s krytou částí 18 m představuje rychlost chlazení při rychlosti pásu 200 mm.min^-1, odpovídající celkové době chlazení 90 minut, t.j. 1,5 hodiny. Doba pobytu výrobků v chladicím intervalu je 20 minut. Chlazení vyhovuje pro běžně foukanou výrobu užitkového skla. Chladicí křivka tohoto konkrétního stávajícího stavu techniky odpovídá křivce 1, dle obr. 4.

Příklad 2 (Obr. 1, 4)

Příkladný stávající způsob chlazení na téže pásové peci představuje rychlost chlazení při pohybu pásu 50 mm.min.^-1, s celkovou dobu chlazení 360 minut, t.j. 6 hodin. Doba pobytu chlazených výrobků v chladicím intervalu je 80 minut. Chlazení vyhovuje i pro náročnější foukané výrobky užitkového skla. Chladicí křivka tohoto konkrétního stávajícího stavu techniky odpovídá chladicí křivce 2, dle obr. č. 4.

• 0 0 0 0· 00 0 900 00· 9 0 09

990 · 0909

09 0 00000

900 00 000

009 0 00 900 · 0·

Příklad 3 (Obr. 4)

Stejného výsledku dosáhne při rychlosti pásu 200 mm. min řešení podle vynálezu. Doba chodu pásu se a doba vypnutí pásu 445 sekund. Nájezd na jako v předchozím příkladu provedení se ^-1 pokud se použije zvolí 155 sekund, konečnou rychlost trvá 10 sekund. Chladicí křivka 2, dle obr. 4.

odpovídá též chladicí křivce

Příklad 4 (Obr. 1, 2, 3)

Závislost rychlosti pásu na čase jsou uvedeny na obr. č. 1, 2 a 3. Konstantní rychlost pásu je podchycena na obr. 1 pro rychlosti 50 mm.min.^-1 a 200 mm.min. -¹.

Různé možnosti nastavení času zapnutí pohonu pásu a vypnutí pohonu pásu podle vynálezu je zachycen na obr. č. 2.

Pásovka A (obr. 2) při rychlosti pásu 200 mm.min.^-1, době zapnutí pásu 1 min. a době vypnutí pohonu pásu 7 minut, poskytuje průměrnou rychlost pásu 25 mm.min.^-1.

Pásovka B (obr. 2) při rychlosti 50 mm.min.^-1, době zapnutí pásu 4 minuty a době stání pásu 4 minuty, má též průměrnou rychlost 25 mm.min.^-1.

Příklad 5 (Obr. 3)

Na obr. č. 3 je uveden příklad plynulého nájezdu rychlosti pásu během 10 sekund z vypnutého stavu na konstantní rychlost pásu. Tento postup je vhodný pro vyšší rychlosti pásu, např. 200 mm.min^-1 proto, aby nemohlo dojít k pádu výrobků s malou základnou při skokovém zvýšení rychlosti pásu. Při nájezdu na požadovanou konstantní rychlost 200 mm. min.^-1 během 10 sekund, lze předpokládat posun pásu o poloviční vzdálenost, což odpovídá pojezdu 5 sekund při konstantní rychlosti. Při stanovení doby zapnutí pásu nutno přidat 5 sekund na úkor doby stání pásu (obr. 3) tvarovaný výrobek se až 100 mm, případně nebo průměru nad 300

Příklad 6 (Obr. 4)

Je požadováno vychladit skleněný hutně sodnodraselného skla o tlouštce stěny 50 velmi náročný ručně foukaný výrobek výšky mm.

Pásová chladicí pec s krytou částí 18 m má rychlost pásu 50 mm.min.^-1. Při nastavení doby zapnutí pásu 10 minut a vypnutí pohonu pásu 10 minut, je celková doba chlazení 720 minut, t.j. 12 hodin. Doba pobytu chlazených výrobků v chladicím intervalu činí 160 minut. Chladicí křivka odpovídá křivce 3 z obr.

Příklad 7 (Obr. 4)

Stejného výsledku jako v předchozím příkladu se dosahuje na — 1 uvedené chladicí peci při rychlosti 200 mm.min. , přitom doba chodu pásu odpovídá 155 sekundám, doba stání pásu 1045 sekundám, při plynulém nájezdu na konstantní rychlost pásu během 10 sekund. Chladicí křivka odpovídá křivce 3, dle obr.

č. 4.

Příklad 8 (Obr. 4)

Pro chlazení výrobku s větší tloušťkou než 100 mm, se použije pásová chladicí pec s krytou částí 18 m, při rychlosti pásu 50 mm.min.“¹ , době chodu pásu 2 minuty, době stání pásu 10 minut. Celková doba chlazení je 36 hodin, t.j. 1,5 dne. Doba pobytu chlazených výrobků v chladicím intervalu je 480 minut, t.j. 8 hodin. Chladicí křivka odpovídá křivce 4, dle obr. č. 4.

Příklad 9

Stejný výsledek jako v předchozím příkladu se dosahuje na uvedené chladicí peci při rychlosti pásu 200 mm.min”¹ tak, že doba chodu pohonu pásu je 35 sekund, doba vypnutí 685 sekund. Plynulý nájezd na konstantní rychlost pásu je nastaven na 10 sekund. Celková doba chlazení je 36 hodin, t.j. 1,5 dne.

Příklad • * • ·

I» ·

Vychlazení výrobku maximálních tlouštěk, např. nad 200 mm tloušťky, na minimální úroveň vnitřního napětí dle ČSN č. 700534 z r. 1982., se dosahuje na pásové chladicí peci s krytou částí 18 m při rychlosti pásu 50 mm.min.^-1, při době pohonu pásu 10 sekund a době vypnutí pohonu pásu 20 minut. Celková doba chlazení je 726 hodin, t.j. 30,25 dne. Doba pobytu skleněných výrobků v chladicím intervalu je 161 hodin. Chladicí křivka není na obr. 4 uvedena vzhledem k její časové délce.

Uvedená příkladná provedení nejsou vyčerpávající, a jsou možné jiné varianty a kombinace nastavení chladicích křivek v rámci rozsahu a myšlenky vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Řešení je vhodné pro chlazení tlustostěnných výrobků na stávajících chladících pásových pecích.

Claims (7)

1. Způsob chlazení skleněných výrobků, zejména tlustostěnných v chladicích pásových pecích, při němž se výrobek vyhřeje na chladicí teplotu, přitom maximální chladicí teplota se upraví na teplotu, odpovídající dynamické viskozitě x->,/ ap_a<s p_ro vyloučeni deformace výrobku případně obtisknutí pásu či podložky na chlazený výrobek; z maximální chladicí teploty se vychladí na požadovanou úroveň vnitřního napětí podle chladicí křivky, a přitom po celou dobu chlazení se reguluje teplota chladicí pece v jednotlivých sekcích podle nastavené chladicí křivky, vyznačující se tím, že časový průběh chlazení se ovládá volbou doby chodu dopravního pásu a doby vypnutí pohonu dopravního pásu.

2. Způsob chlazení podle nároku 1, vyznačující se tím, že po prodlevě po vypnutí pohonu pásu se postupně zvyšuje rychlost pásu na konstantní hodnotu rychlosti.

3. Způsob chlazení podle nároku 2, vyznačující se tím, že rychlost nájezdu ze stavu vypnutého na konečnou konstantní rychlost je volitelná v rozmezí O až 60 sekund.

4. Způsob chlazení podle nároku 1, vyznačující se tím, že po prodlevě po vypnutí pohonu pásu se rychlost pásu skokově zvýší na konstantní hodnotu rychlosti.

5. Způsob chlazení podle nároku 1, vyznačující se tím, že doba po kterou je pohon pásu vypnutý a doba po kterou je pohon pásu zapnutý je volitelná každá samostatně, v rozmezí 10 sekund až 20 minut.

6. Způsob chlazení podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že doba pobytu výrobku v chladicím intervalu, t.j; v rozmezí viskozit 10¹³'⁴ ~ ¹³'⁷ dPa.s až 10¹⁵'⁵ dPa.s je nastavitelná v rozmezí 40 minut až 160 hodin.

7. Způsob chlazení podle nároku 5, vyznačující se tím, že celková doba chlazení je v rozmezí 3 hodin až 726 hodin.