CZ212193A3

CZ212193A3 - Process for producing glass articles and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ212193A3
Application number: CZ932121A
Authority: CZ
Inventors: Igor Anatolievich Gorban; Vyacheslav Ivanovich Samsonov
Original assignee: Obninskoe N Proizv Predpr T
Priority date: 1992-02-10
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1994-06-15
Also published as: CZ285701B6; CA2108002A1; JPH07509213A

Description

Oblast techniky > ί 1:Technical field> ί 1:

zařízení k provádění to-equipment for carrying out

Vynález se týká způsobu výroby skleněných—výrobků, zahrnující přivádění dávek skloviny a jejího tvarování v lisovacím zařízení obsahujícím alespoň jeden dutý tvarovací prvek, do jehož dutého prostoru se před přivedením dávky sklo» viny zavádí materiál, který má schopnost intenzivně vytvářet páry při pracovní teplotě, načež se tvarovací prvek ohřívá na pracovní teplotu a provádí se řízení teploty zmíněného materiálu v lisovacím teplotním intervalu a zařízení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing glassware comprising supplying and molding glass batches in a die comprising at least one hollow molding element into which a material capable of vapor-intensively producing material at an operating temperature is introduced into the cavity. after which the molding element is heated to the working temperature and the temperature of said material is controlled in the pressing temperature interval and the apparatus for carrying out the method.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Při lisování skleněných výrobků z roztaveného nebo poloroztaveného skla má zvláštní význam intenzivní výměna tepla mezi zpracovávaným materiálem a lisovacím zařízením. Výrobky ze skla se lisují za vysokých teplot, které jsou vět- šinou v rozmezí 400 až 650’C, a přitom vzniká řada problémů, na nichž je závislý pracovní rytmus, to znamená rychlost lií sování, provozní odolnost lisovacího zařízení a jakost skleněných výrobků. Proto je vysoce aktuální, aby se vyřešila rovnoměrná a rychlá tepelná regulace zařízení pro lisování skla.When pressing glass products of molten or semi-molten glass, the intensive heat exchange between the material being processed and the pressing device is of particular importance. Glass products are pressed at high temperatures, which are usually in the range of 400 to 650 ° C, and there are a number of problems on which the working rhythm is dependent, ie the speed of the casting line, the durability of the pressing equipment and the quality of the glass products. Therefore, it is highly current to solve a uniform and rapid thermal control of the glass pressing device.

První problém je spojen s nutností udržet teplotu lisovacího zařízení v omezeném teplotním intervalu, při kterém je lisovací proces optimální. Lisování skla pod dolní mezní teplotou je nebezpečné proto, že náhlé a to i nepatrné snížení teploty lisovacího zařízení má za následek snížení jakosti lisovaných skleněných výrobků, přičemž dochází i ke shoršení optických a mechanických vlastností těchto výrobků proto, že na nich vzniknou různé vady, jako jsou pórovité nebo zvlněné části, trhliny a podobně.The first problem is related to the need to maintain the temperature of the pressing device within a limited temperature interval at which the pressing process is optimal. Pressing glass below the lower limit temperature is dangerous because a sudden and even slight decrease in the temperature of the pressing equipment results in a decrease in the quality of the pressed glass products, and the optical and mechanical properties of these products deteriorate because of various defects such as they are porous or undulating parts, cracks and the like.

Při překročení horní hranice pracovní teploty dochází k přehřátí tvarovacích ploch. To má za následek, že se sklovina nalepuje na tvarovací plochy, přičemž toto nalepování může být difuzní a tím katastrofální, neboť v tomto případě dochází k přerušení práce celé lisovací linky a je třeba vyčistit celé lisovací zařízení nebo je zcela vyměnit.If the upper limit of the working temperature is exceeded, the forming surfaces will overheat. This results in the glass being adhered to the forming surfaces, which can be diffuse and thus catastrophic, since in this case the entire press line is interrupted and the entire press device needs to be cleaned or replaced completely.

Druhý problém souvisí s tím, že je obtížné udržet lisovací zařízení v omezeném teplotním intervalu rozdílnou intenzitou odvádění tepla z lisovacího zařízení se zřetelem ke geometrickým parametrům lisovaného výrobku a k druhu skla. Rychlost odvádění tepla závisí na rychlosti tuhnutí skloviny, na tloušťce výrobku a na geometrii jeho jednotlivých částí. Má-li skleněný výrobek jak široké ploché části, tak i zaoblené a v ostrém úhlu provedené úseky, což se vyskytuje zejména u stínidel osvětlovacích těles, výrazně se liší rychlost výměny tepla mezi různými úseky. To má za následek vznik různých vad a trhlin ve skle.The second problem is that it is difficult to keep the pressing device within a limited temperature interval by varying the heat dissipation intensity of the pressing device with respect to the geometrical parameters of the pressed product and the type of glass. The rate of heat dissipation depends on the solidification rate of the glass, the thickness of the product, and the geometry of its individual parts. If the glass product has both wide flat portions as well as rounded and acute-angled portions, which occurs especially with lampshades, the rate of heat exchange varies considerably between the different portions. This results in various defects and cracks in the glass.

Při lisování skla hraje důležitou úlohu okolnost, že prvky lisovacího zařízeni mají rozdílnou tloušťku, neboť mají masivní kontrukci a proto i rozdílnou tepelnou kapacitu a rozdílnou intenzitu odvádění tepla.An important role in glass pressing is the fact that the elements of the pressing device have different thicknesses, because they have a massive construction and therefore different heat capacity and different heat dissipation intensity.

Známé způsoby tepelné regulace lisovacího zařízení a konstrukce jeho prvků byly jednotlivě vyvinuty nejen pro různé druhy skla (krátké” a dlouhé sklo, to je rychle a pomalu tuhnoucí), ale i pro určité rychlosti lisování a pro jednotlivé části lisovacího zařízení, což znamená, že tepelné a mechanické aspekty lisovacího zařízení a výrobku jsou nedělitelně svázány. V důsledku toho je značně omezeno zpracovávání různých druhů skla na stejném zařízení, zvýšení pracovní rychlosti lisování a následně i zvýšení výkonu celého zařízení.Known methods of thermal control of the die and the design of its elements have been individually developed not only for different types of glass (short and long glass, ie fast and slow-setting), but also for certain pressing speeds and for individual parts of the die, the thermal and mechanical aspects of the die and the product are indivisibly bound. As a result, the processing of different types of glass on the same machine is considerably reduced, the working speed of the pressing is increased, and consequently the performance of the whole machine is increased.

Podstatou známého způsobu a zařízení pro výrobu skleněných výrobků podle US patentu č.4790867 je zdokonalení chladicího systému, umožňujícího odváděni tepla různými rychlostmi v závislosti na pracovní rychlosti lisování.The principle of the known method and apparatus for manufacturing glass products according to US Patent No. 4,790,867 is to improve the cooling system, which allows heat to be dissipated at different speeds depending on the working speed of the pressing.

Tento známý způsob a zařízení umožňují vytvořit pro tvarovací prvky chladicí systém, který je přizpůsoben širokému rozsahu pracovních rychlostí stejného lisovacího zařízení .This known method and apparatus makes it possible to create a cooling system for the molding elements which is adapted to a wide range of operating speeds of the same press apparatus.

Zmíněný způsob a zařízení však nezabezpečují efektivní odvádění tepla z tvarovacích ploch, které jsou ve styku se sklovinou. Příčinou je vysoká tepelná setrvačnost chladicího systému. V tomto případě představuje tvarovací prvek, například razník, konstrukci sestávající ze tří kovových částí, které jsou bezprostředně ve vzájemném styku a mají rozdílnou tepelnou vodivost. Je to vlastní těleso razníku, materiál s nízkou teplotou tavení (pájka) a termoregulační prvek (chladicí blok). Je zřejmé, že k přenosu tepla z povrchů, které jsou ve styku se sklovinou, k chladicímu prostředku procházejícímu kanály termoregulačního prvku, může docházet jen na základě tepelné vodivosti. Je známo, že tento proces přenosu tepla závisí na celé řadě faktorů, například na tepelné vodivosti materiálu, tloušťce vrstvy a podobně, a má vysokou setrvačnost.However, the method and apparatus do not provide effective heat dissipation from the glass contacting surfaces. This is due to the high thermal inertia of the cooling system. In this case, the forming element, for example a punch, constitutes a structure consisting of three metal parts which are in direct contact with each other and have different thermal conductivity. It is the punch body itself, the material with low melting point (solder) and the thermoregulation element (cooling block). It will be appreciated that heat transfer from the glass-contacting surfaces to the coolant passing through the channels of the thermoregulatory element can only occur on the basis of thermal conductivity. It is known that this heat transfer process depends on a number of factors, such as the thermal conductivity of the material, the layer thickness and the like, and has a high inertia.

V této souvislosti nemá popsaný chladicí systém žádnou možnost operativně reagovat, to je odvádět teplo při prudkých změnách teploty na tvarovacích povrchových plochách, k nimž dochází v půběhu každého cyklu lisování skleněných výrobků. Tak může při zvýšení lisovací rychlosti v důsledku setrvačnosti chladicího systému docházet k přehřívání tvarovacích ploch, které jsou v dotyku se sklovinou, a k jejímu lepení na tyto plochy.In this context, the described cooling system has no possibility of reacting operatively, that is, to dissipate heat upon rapid temperature changes on the forming surfaces that occur during each cycle of glassware pressing. Thus, when the pressing speed is increased due to the inertia of the cooling system, the glass surfaces in contact with the glass may overheat and stick to these surfaces.

Z části se tento problém řeší tak, že se při uvedeném postupu a u zmíněného zařízení používá termoregulační prvek zhotovený z různých kovů a s rozdílnou tloušťkou stěn, které se při změně režimu formování navzájem nahrazují. Proto se při vyšších pracovních rychlostech používá tenčí termoregulační prvek, vyrobený z kovu, který má střední tepelnou vodivost, například z nerezavějící oceli, zatím co se při nízkých pracovních rychlostech používá prvek ze silně tepelně vodivého materiálu, například z hliníku, zhotovený jako silnostěnný.In part, this problem is solved by using a thermoregulation element made of different metals and with different wall thicknesses, which replace each other when the molding mode is changed. Therefore, at higher operating speeds, a thinner thermoregulation element made of metal having a medium thermal conductivity, e.g. stainless steel, is used, while at low operating speeds an element of a strongly thermally conductive material, e.g. aluminum, made as thick-walled is used.

Tím však není vyřešen problém celkové setrvačnosti chladicího systému. Tento problém je vyřešen jen zčásti, neboť vlastní proces odvádění tepla z tvarovacích ploch k chladicímu prostředku zůstává stejný (vedení tepla vícevrstvou stěnou) a kvantitativně se jen nevýznamně mění.However, this does not solve the problem of overall inertia of the cooling system. This problem is only partially solved, since the actual process of dissipating heat from the molding surfaces to the coolant remains the same (heat conduction through the multilayer wall) and changes only insignificantly.

Tento postup a zařízení jsou proto vhodné jen pro omezený rozsah teplot lisování z důvodu nedostatečné účinnosti chladicího systému.Therefore, this process and apparatus are only suitable for a limited range of pressing temperatures due to insufficient cooling system efficiency.

Výroba a nutnost výměny prvků pro regulaci tepla v průběhu lisovacího procesu jsou příčinou, že je tento proces méně dynamický a provozně obtížný.The production and the need to replace the heat control elements during the molding process make the process less dynamic and operationally difficult.

Je rovněž znám způsob výroby skleněných výrobků podle US patentu č. 285 728, spočívající v přivádění skloviny v dávkách a jeho lisování v lisovacím zařízení obsahujícím alespoň jeden dutý tvarovací prvek, do jehož dutiny se přivádí materiál, který má schopnost intenzivně se odpařovat při pracovních teplotách. Tímto materiálem je rtuť. Tvarovací prvek se vyhřívá na pracovní teplotu, načež rtuť zajišťuje tepelnou regulaci zmíněného materiálu v lisovacím teplotním intervalu. Uvedený způsob se provádí pomocí lisovacího zařízení, u kterého alespoň jeden tvarovací prvek má hermeticky utěsněný dutý prostor, v němž je obsažen materiál schopný při pracovní teplotě intenzivně vytvářet páry, a který je opatřen prvkem pro tepelnou regulaci tohoto materiálu v lisovacím teplotním intervalu.Also known is a process for manufacturing glass articles according to US Patent No. 285,728, which comprises feeding glass in batches and compressing it in a die comprising at least one hollow molding element, into the cavity of which the material is capable of vaporizing vigorously at operating temperatures. . This material is mercury. The molding element is heated to a working temperature, whereupon mercury provides thermal control of said material over a pressing temperature interval. Said method is carried out by means of a pressing device in which at least one molding element has a hermetically sealed cavity, in which a material capable of vigorously producing vapors is contained at the working temperature, and which is provided with an element for thermally regulating the material in the pressing temperature interval.

Tento způsob a zařízení umožňují provádět regulaci teploty tvarovacích ploch tvarovacího prvku při lisování dávkovaného množství skloviny v průběhu změny pracovní rychlosti lisování.This method and apparatus make it possible to control the temperature of the molding surfaces of the molding element when molding a quantity of molten glass during a change in the molding speed.

Tento způsob a zařízení však nezajišťují účinné odvádění tepla z tvarovacích ploch tvarovacího prvku pro vysokou setrvačnost chladicího systému. Setrvačnost chladicího systému je podmíněna tím, že dutý prostor tvarovacího prvku, například razníku, ja naplněn rtutí, a to až do výšky přesahující horní hrany vyráběného skleněného výrobku při vstupu razníku do matrice. V tomto případě představuje razník masivní kovovou konstrukci s vnitřní vložkou tvořenou tekutou rtutí. Současně s tím dochází také k odvádění tepla z tvarovacích ploch, v závislosti na tepelné vodivosti materiálu razníku a rtuti. Protože však rychlost šíření tepla v kovech je nedostačující, nemá tento chladicí systém možnost rychle reagovat na strmé změny teplot tvarovacích ploch prvků lisovacího zařízení, k nimž dochází při lisování skleněných výrobků.However, this method and apparatus do not provide effective heat dissipation from the molding surfaces of the molding element for high inertia of the cooling system. The inertia of the cooling system is conditioned by the hollow space of the molding element, such as a punch, being filled with mercury up to a height exceeding the upper edges of the glass product to be produced when the punch enters the die. In this case, the punch is a solid metal construction with an inner liner formed of liquid mercury. At the same time, heat is dissipated from the forming surfaces, depending on the thermal conductivity of the punch and mercury material. However, since the rate of heat transfer in metals is insufficient, this cooling system does not have the ability to react quickly to the steep temperature changes in the molding surfaces of the die elements occurring during the pressing of glass products.

Tento způsob a toto zařízení dále nezabezpečují rovnoměrné rozdělování teploty na tvarovacích plochách, nezávisle na teplotě a tloušťce skleněných výrobků.Furthermore, this method and the apparatus do not ensure uniform temperature distribution over the molding surfaces, independent of the temperature and thickness of the glassware.

Profil teploty na tvarovacích plochách, které jsou ve styku se sklovinou, je v průběhu lisování nestejnoměrný. Zpravidla je oblast vysokých teplot ve střední části tvarovacího prvku a jeho horní části jsou chladnější. V důsledku toho dochází na horní hraně výrobku k lokálnímu pnutí, které má často za následek vznik mikrotrhlin. Nestejnoměrné rozdělení teploty na tvarovacích plochách je také ovlivňováno geometrií a tloušťkou výrobků. Má-li výrobek části navzájem svírající ostrý úhel, silnostěnné části, jakož i široké a ploché části, značně se od sebe liší rychlost výměny tepla a tím i teplota na tvarovacích plochách. Jedním z nejdůležitějších faktorů, určujících jakost a sortiment výrobků, je proto izotermie tvarovacích ploch, které jsou ve styku se sklovinou.The temperature profile on the molding surfaces in contact with the glass is uneven during the pressing operation. As a rule, the high temperature region is in the central part of the molding element and its upper parts are cooler. As a result, local stress occurs at the upper edge of the article, often resulting in micro-cracks. The uneven temperature distribution on the forming surfaces is also influenced by the geometry and thickness of the products. If the product has acute angle portions, thick-walled portions, as well as wide and flat portions, the heat exchange rate and hence the temperature on the shaping surfaces differ greatly. One of the most important factors determining the quality and range of products is therefore the isotherm of the molding surfaces in contact with the glass.

Pro vyrovnávání teploty na tvarovacích plochách, které jsou ve styku se sklovinou, je proto zajištění rychlého odvádění tepla a jeho převádění na celou tvarovací plochu nezbytnou podmínkou.Therefore, ensuring a rapid heat dissipation and transferring it to the entire shaping surface is a necessary condition for equalizing the temperature on the glass-contacting surfaces.

U tohoto chladicího systému probíhá odvádění tepla z tvarovacích ploch pomalu vzhledem k jeho vysoké setrvačnosti, zatímco k přivádění tepla z více ohřátých částí na části méně ohřáté prakticky nedochází.With this cooling system, heat dissipation from the molding surfaces proceeds slowly due to its high inertia, while heat is not supplied from more heated parts to less heated parts.

V této souvislosti je lisování skleněných výrobků s komplikovanou geometrií a proměnlivou tloušťkou popsaným způsobem a zařízením problematické.In this context, molding of glass products with complicated geometry and variable thickness in the manner and apparatus described is problematic.

Kromě toho při pracovní teplotě například 600’C bude tlak nasycených par rtuti v hermeticky utěsněném dutém prostoru razníku 0', 87.10* Pa.s, což při poměrně malé tloušťce jeho stěn představuje zřejmé nebezpečí pro jeho konstrukci a může vést k jeho zničení.In addition, at a working temperature of, for example, 600 ° C, the saturated mercury vapor pressure in the hermetically sealed cavity of the punch will be 0 ', 87.10 * Pa.s, which, with a relatively small wall thickness, poses an apparent danger to its design and may lead to destruction.

Kromě toho je používání rtuti, která je vysoce toxickým materiálem, z ekologického hlediska nežádoucí. Rtuť působí mimořádně agresivně na materiál lisovníku, čímž se také snižuje jeho životnost.Furthermore, the use of mercury, which is a highly toxic material, is undesirable from an ecological point of view. Mercury acts extremely aggressively on the punch material, which also reduces its service life.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob takového řízení teploty tvarovacích prvků a vytvořit zařízení k řízení teploty , které umožní zvýšit účinnost odvádění tepla z povrchů tvarovacích prvků, které jsou v dotyku se sklovinou, a dosáhnout stejnoměrného rozdělení teploty na těchto plochách, a to nezávisle na rychlosti lisování a na geometrii a tloušťce lisovaných skleněných výrobků.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for controlling the temperature of molding elements and to provide a temperature control device which allows to increase heat dissipation efficiency from surfaces of molding elements in contact with the glass and achieve uniform temperature distribution over these surfaces. and on the geometry and thickness of the pressed glass products.

Tento úkol vyřešil způsob výroby skleněných výrobků, zahrnující přivádění dávek skloviny a jejího tvarování v lisovacím zařízení obsahujícím alespoň jeden dutý tvarovací prvek, do jehož dutého prostoru se před přivedením dávky skloviny zavádí materiál, který má schopnost intenzivně vytvářet páry při pracovní teplotě, načež se tvarovací prvek ohřívá na pracovní teplotu a provádí se řízení teploty zmíněného materiálu v lisovacím teplotním intervalu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vnitřní plocha dutého prostoru tvarovacího prvku se pokryje vrstvou porézního materiálu, který má vysokou odolnost proti korozi a vysoké teplotě, a po ohřátí tvarovacího prvku se jeho dutý prostor odvzdušní na 0,02 až 0,1 Pa, načež materiál, schopný se intenzivně odpařovat při pracovní teplotě, se zavádí do dutého prostoru tvarovacího prvku v množství převyšujícím potřebu materiálu pro vyplnění dutého prostoru nasycenými parami tohoto materiálu a pro nasycení vrstvy porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě. U způsobu podle vynálezu slouží jako hlavní mechanismus převádění tepla mechanizmus převodu tepla nasycenými parami z nejsilněji tepelně zatížených úseků tvarovací ch ploch na méně tepelně zatížené úseky, na základě změny skupenství materiálu, který je uložen v dutém prostoru, a který má schopnost se intenzivně odpařovat za pracovní teploty.This object is solved by a method of manufacturing glass products, comprising feeding glass batches and shaping them in a press machine comprising at least one hollow molding element, into which a hollow space is introduced into the cavity before the glass batch is supplied. the element is heated to working temperature and the temperature of said material is controlled in the pressing temperature interval according to the invention, which is based on the fact that the inner surface of the hollow space of the molding element is covered with a layer of porous material having high corrosion resistance and high temperature; the molding element is vented to 0.02 to 0.1 Pa, whereupon the material capable of vaporizing vigorously at the working temperature is introduced into the molding element hollow in an amount in excess of the material needed to fill the to saturate the layer of porous material resistant to corrosion and high temperature. In the method of the invention, the main heat transfer mechanism is a saturated vapor heat transfer mechanism from the heaviest thermally loaded sections of the forming surfaces to less thermally loaded sections, by changing the state of the material stored in the hollow space and having the ability to vaporize intensely. working temperature.

Nasycená pára, vytvářející se na nejsilněji tepelně zatížených úsecích, odebírá těmto úsekům určité množství tepla, které je úměrné množství vytvořené páry a velikosti laterítního výparného tepla, a převádí teplo na méně tepelně zatížené úseky a předává je těmto úsekům tak, že se na nich sráží. Vysoké hodnoty latentního výparného tepla materiálů, schopných se intenzivně odpařovat, způsobují i rychlé šíření tepla podél tvarovacích ploch, a to i v těch případech, kdy je rozdíl teplot mezi různými úseky tvarovacích ploch malý.Saturated steam generated on the most heavily loaded sections removes a certain amount of heat in proportion to the amount of steam generated and the amount of lateral heat of evaporation, and converts the heat into less heat-loaded sections and transfers them to the sections by condensation . High latent evaporative heat values of materials capable of vaporizing intensively also cause rapid heat transfer along the forming surfaces, even when the temperature difference between the different sections of the forming surfaces is small.

Pro řízení podmínek způsobu podle vynálezu musí být na vnitřní ploše dutého tvarovacího prvku tenký film materiálu schopného se intenzivně odpařovat za pracovní teploty. Navíc je třeba zajistit cirkulaci tohoto materiálu od úseků, na kterých se pára srazila, k úsekům, na nichž dochází k intenzivnímu odpařování. Za tímto účelem se vnitřní plocha tvarovacího prvku překrývá vrstvou porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě.In order to control the conditions of the process according to the invention, there must be a thin film of material capable of vigorously evaporating at the working temperature on the inner surface of the hollow molding element. In addition, it is necessary to circulate the material from the steam-collecting sections to the intensive evaporation sections. For this purpose, the inner surface of the molding element is covered with a layer of porous material resistant to corrosion and high temperature.

Porézní materiál zavedený po svém ohřevu do dutého prostoru, a který je schopný intenzivního odpařování, vytváří tlak, kterým se přemísťuje kapalina z úseků, kde se kondenzovala, do úseků ze kterých se odpařuje. Tímto způsobem dochází k přerozdělování kapaliny na tvarovacích plochách, na kterých se tak udržuje konstantní tloušťka teplonosného filmu.The porous material introduced into the hollow space after heating, and which is capable of vigorous evaporation, generates a pressure by which liquid is transferred from the condensation sections to the evaporation sections. In this way, the liquid is redistributed on the forming surfaces on which the heat transfer film thickness is kept constant.

Odvzdušnění hermeticky utěsněného dutého prostoru na hodnotu ρ_θ = (0.02 až 0,1) Pa je nezbytné proto, aby v průběhu lisovací operace byly v tomto prostoru jen čisté páry materiálu uloženého v dutině. Tím se umožňuje dosáhnout předem stanovené hodnoty tlaku nasycených par tekutého teplonosného média v hermeticky utěsněném dutém prostoru, v závislosti na výši vakua a teploty, to znamená, dosáhnout toho, aby v průběhu lisování byly v dutém prostoru páry tekutého kovu, které jsou v každém okamžiku procesu v nasyceném stavu.The venting of the hermetically sealed cavity to ρ _θ = (0.02 to 0.1) Pa is necessary so that only pure vapors of material stored in the cavity are in this cavity during the pressing operation. This makes it possible to achieve a predetermined value of the saturated vapor pressure of the liquid heat transfer medium in the hermetically sealed cavity, depending on the amount of vacuum and temperature, that is to say, during the pressing operation, process in a saturated state.

Materiál, schopný intenzivního odpařování za pracovní teploty, se do dutého prostoru tvarovacího prvku přivádí v množství, které převyšuje množství potřebné pro vyplnění dutého prostoru tvarovacího prvku nasycenými parami tohoto materiálu a pro nasycení vrstvy porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě. Zmíněné množství materiálu, schopného se intenzivně odpařovat při pracovní teplotě, je podmíněno tím, že vnitřní plochy tvarovacího prvku mají stále být pokryty filmem tekutého kovu, který v průběhu lisování nemá vyschnout. Při nedostatku teplonosného média na tvarovací ploše může dojít ke kritické situaci, k tak zvané krizi ve výměně tepla, když na místě intenzivního přívodu tepla chybí film teplonosného média, což má za následek místní přehřátí povrchu. Při nadměrném vyplnění dutého prostoru teplonosným mediem se zase zvyšuje setrvačnost tvarovacího prvku v průběhu lisování.The material capable of vigorous evaporation at operating temperature is fed into the hollow space of the molding element in an amount in excess of that required to fill the hollow space of the molding element with saturated vapors of the material and to saturate the corrosion-resistant and high-temperature porous material layer. Said amount of material capable of vaporizing vigorously at the working temperature is conditioned by the fact that the inner surfaces of the molding element are still to be covered with a liquid metal film which should not dry out during the pressing process. In the absence of a heat transfer medium on the forming surface, a critical situation, a so-called heat exchange crisis, can occur when the heat transfer film is missing at the intense heat supply site, resulting in local overheating of the surface. If the cavity is overfilled with the heat transfer medium, the inertia of the molding element increases during the pressing process.

Popsaná opatření a je provázející fyzikální jevy zabezpečují intenzivní a prakticky nesetrvačnou cirkulaci teplo11 nosného média v kruhu za sebou následujících přeměn kapalina-pára-kapalina, čímž umožňují přenášení značného množství tepla z tepelně nejsilněji zatížených úseků na úseky tepelně méně zatížené. Zmíněná intenzifikace odnímání tepla z horkých” úseků zase dovoluje provádět lisování skleněných výrobků vysokou rychlostí, bez ohledu na geometrii a tloušťku lisovaných skleněných výrobků, při dodržení jejich vysoké jakosti. Je vhodné uvést, že tím, že pára bez zábran proniká z horkých úseků ke studeným úsekům, nezávisle na uspořádání vnitřního prostoru tvarovacího prvku, umožňuje způsob podle vynálezu lisovat ze skla i předměty, které mají složitou geometrii, což také umožňuje rozšířit sortiment lisovaných skleněných výrobků.The described measures and accompanying physical phenomena provide for intensive and practically non-sustained circulation of the heat of the carrier medium in a circle of successive liquid-vapor-liquid conversions, thereby allowing the transfer of a considerable amount of heat from the heavily loaded sections to less thermally loaded sections. The intensification of heat removal from the hot sections in turn allows the glass products to be pressed at high speed, regardless of the geometry and thickness of the pressed glass products, while maintaining their high quality. It should be noted that by allowing the steam to pass from the hot sections to the cold sections without constraints, irrespective of the inner space arrangement of the molding element, the method of the invention allows glass objects to be pressed with complex geometries, .

Je účelné, přivádí-li se do dutého prostoru lisovacího prvku materiál schopný se intenzivně odpařovat při pracovní teplotě v množství, které o 3 až 7 % převyšuje množství potřebné pro vyplnění dutého prostoru nasycenými parami tohoto materiálu a pro nasycení vrstvy porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě.Advantageously, a material capable of vigorously vaporizing at an operating temperature is introduced into the hollow space of the fastener in an amount that is 3 to 7% greater than that required to fill the hollow space with saturated vapors of the material and to saturate the corrosion-resistant and high porous material layer. temperature.

Při upevňování vrstvy materiálu odolného korozi a vysoké teplotě na vnitřní plochy dutého tvarovacího prvku může vzniknout malá mezera mezi vnitřní plochou dutého tvarovacího prvku a zmíněnou vrstvou. Aby byl zabezpečen dokonalý tepelný kontakt mezi porézní vrstvou a stěnou tvarovacího prvku je žádoucí, aby mezera byla vyplněna tekutým materiálem, zavedeným do dutého prostoru tvarovacího prvku. Uvedené množství materiálu, schopného intenzivního odpařování, za12 bezpečuje úplné a dokonalé nasycení vrstvy materiálu odolného korozi a vysoké teplotě tímto materiálem, jakož i jeho stálou přítomnost v mezeře mezi zmíněnou vrstvou a vnitřní stěnou tvarovacího prvku.When attaching a layer of corrosion-resistant and high temperature material to the inner surfaces of the hollow molding element, a small gap may occur between the inner surface of the hollow molding element and the layer. In order to ensure perfect thermal contact between the porous layer and the wall of the molding element, it is desirable that the gap be filled with liquid material introduced into the hollow space of the molding element. Said amount of vapor-permeable material ensures complete and complete saturation of the corrosion-resistant and high-temperature layer of the material, as well as its constant presence in the gap between said layer and the inner wall of the molding element.

Je žádoucí, aby množství materiálu, schopného intenzivně se odpařovat při pracovní teplotě, bylo přímo úměrné jeho hustotě, ploše vnitřního povrchu dutého prostoru a tloušťce vrstvy materiálu odolného korozi a vysoké teplotě.It is desirable that the amount of material capable of vaporizing vigorously at working temperature be proportional to its density, the surface area of the hollow space, and the thickness of the corrosion-resistant and high-temperature material layer.

Optimální množství (m) teplonosného media v hermeticky utěsněném a odvzdušněném dutém prostoru, zaručující dokonalé nasycení vrstvy materiálu odolného korozi a vysoké teplotě, je dáno následujícím vztahem:The optimum amount (m) of the heat transfer medium in a hermetically sealed and vented hollow space, ensuring perfect saturation of the corrosion-resistant and high-temperature material layer is given by the following formula:

m - (1,03 až 1,07) fiSS, (1) kde μ je hustota teplonosného materiálu,m - (1,03 to 1,07) fiSS, (1) where μ is the density of the heat carrier,

S je tloušťka vrstvy porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě, s je plošný obsah vnitřního povrchu dutého tvarovacího prvku.S is the thickness of the layer of porous material resistant to corrosion and high temperature, s is the surface area of the inner surface of the hollow molding element.

Toto množství (m) teplonosného média v dutém prostoru stačí pro kontinuální přenos tepla na tvarovací plochy v průběhu lisování, k němuž dochází za sebou následující přeměnou tekutého teplonosného media do nasycené páry a její další zpětnou přeměnou na kapalinu pomocí kondenzace.This amount (m) of the heat transfer medium in the cavity is sufficient for the continuous transfer of heat to the forming surfaces during the pressing process, which occurs successively by converting the liquid heat transfer medium into saturated steam and further converting it into liquid by condensation.

Je žádoucí, aby jako materiál schopný intenzivního odpařování za pracovní teploty byly použity kovy ze skupiny alkalických kovů a to buď jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci.It is desirable to use alkali metals, either singly or in combination, as the material capable of vigorous evaporation at operating temperature.

Takové materiály, jako je cesium, draslík, sodík, lithium, jakož i eutektická slitina draslíku a sodíku, mají komplex fyzikálních vlastností v rozmezí teplot lisování skleněných výrobků (400 až 650°C), které zabezpečuji účinný přenos tepla v hermeticky utěsněném a odvzdušněném dutém prostoru tvarovacího prvku. K takovým vlastnostem patří smáčecí schopnost porézní vrstvy odolné korozi a vysoké teplotě při sycení teplonosným médiem, velké latentní vypařovací teplo, vysoká tepelná vodivost teplonosného média, nízká hodnota jeho viskozity v tekutém i odpařeném stavu, vysoké hodnoty povrchového napětí a vysoká teplotní stabilita těchto materiálů.Such materials, such as cesium, potassium, sodium, lithium, as well as the eutectic potassium-sodium alloy, have a complex of physical properties in the range of pressing temperatures of glass products (400 to 650 ° C) that ensure efficient heat transfer in hermetically sealed and vented hollow of the forming element. Such properties include the wetting capability of the corrosion-resistant and high-temperature porous layer when saturated with the heat transfer medium, high latent evaporation heat, high thermal conductivity of the heat transfer medium, low viscosity in both liquid and vaporized conditions, high surface tension values and high temperature stability.

Je výhodné, použíje-li se jako alkalický kov sodík.It is preferred that sodium is used as the alkali metal.

Komplex uvedených vlastností, které jsou charakteristické pro účinnost teplonosného média, je možno sjednotit do určitého kritéria kvality (N):The complex of these characteristics, which are characteristic of the efficiency of the heat transfer medium, can be unified into a certain quality criterion (N):

N = μδτ/μ, (2) kde μ je hustota,N = μδτ / μ, (2) where μ is density,

S je povrchové napětí, r je latentní vypařovací teplo, μ je viskozita teplonosného média.S is the surface tension, r is the latent evaporation heat, μ is the viscosity of the heat transfer medium.

Změna kritéria kvality (N) pro výše uvedené materiály v oblasti pracovní teploty 400 až 650 “C dokládá, že nejvhodnějším pracovním materiálem je sodík. Vezme-li se ještě dále v úvahu skutečnost, že cena sodíku je nízká, je zřejmé, že sodík je nejvhodnějším pracovním materiálem pro tvarovací prvky.A change in the quality criterion (N) for the above materials in the working temperature range of 400 to 650 ° C shows that sodium is the most suitable working material. Taking further into account the fact that the cost of sodium is low, it is clear that sodium is the most suitable working material for molding elements.

Je účelné, vytvoří-li se v dutém prostoru tvarovacího prvku tlak nasycených par sodíku od 0,08 do 12 kPa.Suitably, a saturated vapor pressure of 0.08 to 12 kPa is formed in the cavity of the molding element.

Uvedený tlak nasycených par sodíku je optimální pro zabezpečení potřebné teploty tvarovací plochy dutého tvarovacího prvku a pro přerozdělování této teploty na povrchu tvarovacího prvku od teplejších” do studenějších úseků, nezávisle na rychlosti lisování a geometrii a tloušťce lisovaných výrobků.Said saturated sodium vapor pressure is optimal to provide the required molding surface temperature of the hollow molding member and to redistribute this temperature on the molding surface from the warmer to colder sections, independent of the molding speed and the geometry and thickness of the molded articles.

Je vhodné, použije-li se jako porézní materiál odolný korozi a vysoké teplotě materiál, který vylučuje vzájemné chemické působení se sodíkem. Přitom je vhodné, aby tento materiál měl tvar kovové síťky.Suitably, a corrosion-resistant and high-temperature porous material is used which avoids chemical interactions with sodium. It is preferred that the material be in the form of a metal mesh.

Použitím uvedeného materiálu se vylučuje tvoření usazenin na porézní struktuře a ucpávání pórů, což opět přispívá ke stejnoměrnému nasycení celé porézní struktury tekutým sodíkem a k jeho neomezené cirkulaci ve zmíněné vrstvě. Vytvořením této vrstvy ve tvaru kovové síťky je umožněn vznik kapilárního tlaku, který zabezpečuje zmíněnou cirkulaci.The use of said material avoids the formation of deposits on the porous structure and pore clogging, which in turn contributes to uniform saturation of the entire porous structure with liquid sodium and its unrestricted circulation in said layer. The formation of this layer in the form of a metal mesh allows the formation of capillary pressure which ensures the said circulation.

Způsob lisování skleněných výrobků podle vynálezu tak skýtá tyto možnosti:The method of pressing glass products according to the invention thus offers the following possibilities:

- zabezpečení izotermického rozdělení teploty na tvarovacích plochách;- ensuring the isothermal temperature distribution on the forming surfaces;

- zvýšení účinnosti odvádění tepla z tvarovacích ploch (hustoty přenášených tepelných toků mohou v tomto případě být až několik set W/cm²);- increasing the efficiency of heat removal from the forming surfaces (the densities of the transferred heat flows can in this case be up to several hundred W / cm ² );

- zvýšení výkonu při procesu lisování o 30 až 40 %;- an increase in performance in the pressing process of 30 to 40%;

- snížení tloušťky stěny lisovaného výrobku o 20 až 30 %;- reducing the wall thickness of the molded product by 20 to 30%;

- lisování výrobků různé tloušťky, nezávisle na jejich geometrii ;- molding products of different thicknesses, irrespective of their geometry;

- zvýšení jakosti skleněných výrobků a snížení množství zmetků díky zabezpečení dokonalého plastického přetvoření skla na tvarovacích plochách.- Improving the quality of glass products and reducing rejects by ensuring perfect plastic deformation of the glass on the forming surfaces.

Vytýčený úkol je také vyřešen u zařízení na výrobu skleněných výrobků, které je vytvořeno jako lisovací zařízení, obsahující alespoň jeden tvarovací prvek s hermeticky utěsněným dutým prostorem, ve kterém je uložen materiál schopný se intenzivně odpařovat za pracovní teploty, přičemž lisovací zařízení je opatřeno prvkem pro tepelnou regulaci zmíněného materiálu v lisovacím teplotním intervalu. Podstatou zařízení podle vynálezu je, že je opatřeno ústrojím pro odvzdušňování dutého prostoru tvarovacího prvku a na vnitřní ploše dutiny tvarovacího prvku je uspořádána vrstva porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě, zatím co ve stěně tohoto tvarovacího prvku je uspořádán nátrubek pro přívod materiálu schopného se intenzivně odpařovat za pracovní teploty, který je spojen s ústrojím pro dovzdušňování dutého prostoru tvarovacího prvku, přičemž materiál, schopný se intenzivně odpařovat za pracovní teploty, je uložen v dutém prostoru tvarovacího prvku v množství přesahujícím množ16 ství potřebné pro vyplnění dutého prostoru nasycenými parami tohoto materiálu a nasycení vrstvy porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě.The object of the present invention is also solved by a glassware manufacturing machine which is formed as a pressing device, comprising at least one molding element with a hermetically sealed cavity in which a material capable of vaporizing vigorously at operating temperature is stored, the pressing device being provided with an element for thermal regulation of said material in a pressing temperature interval. The device according to the invention is provided with a device for venting the hollow space of the molding element and a layer of porous material resistant to corrosion and high temperature is disposed on the inner surface of the molding cavity, while a sleeve is provided in the wall of the molding element. vaporize at the working temperature associated with the mold cavity venting device, wherein the material capable of vaporizing vigorously at the working temperature is stored in the mold cavity in an amount in excess of the amount required to fill the cavity with saturated vapors of the material; saturation of a layer of porous material resistant to corrosion and high temperature.

Uspořádáním vstvy porézního materiálu s vysokou odolností proti korozi a teplotě na vnitřním povrchu dutého prostoru tvarovacího prvku se zabezpečuje, že za pracovní teploty se na vnitřní ploše tvarovacího prvku vytváří trvalá smáčecí vrstva jako tekutý film materiálu schopného se intenzivně odpařovat při pracovní teplotě, který cirkuluje v pórech vrstvy. To znamená, že porézní materiál, odolný korozi a vysoké teplotě, splňuje funkci zvláštního knotu, v němž materiál schopný intenzivního odpařování za pracovní teploty cirkuluje vysokou rychlostí. Tím tato vrstva zajištuje rychlé převádění tepla ze silněji ohřátých částí povrchu tvarovacího prvku na části méně ohřáté a následně zabezpečuje vytvoření podmínek na tvarovacích plochách, které se blíži izotermě.By providing a porous material with high corrosion and temperature resistance on the inner surface of the hollow space of the molding element, it is ensured that at the working temperature a permanent wetting layer is formed on the inner surface of the molding element as a liquid film of material capable of vaporizing vigorously at the working temperature. the pores of the layer. This means that the porous material, resistant to corrosion and high temperature, fulfills the function of a special wick in which the material capable of vigorous evaporation at the working temperature circulates at high speed. Thus, this layer provides for the rapid transfer of heat from the heavily heated portions of the surface of the molding element to the less heated portion and consequently ensures the formation of conditions on the molding surfaces that are close to the isotherm.

Nátrubek, uspořádaný ve stěně tvarovacího prvku, splňuje dvě funkce. Zaprvé se jím do dutého prostoru tvarovacího prvku přivádí materiál schopný intenzivně se odpařovat za pracovní teploty, zadruhé se jím provádí odvzdušňování dutého prostoru tvarovacího prvku. Proto je také spojen s vakuovacím zařízením, kterým může být libovolné známé zařízeni určené pro stejný účel.The nozzle arranged in the wall of the molding element fulfills two functions. Firstly, a material capable of vigorously vaporizing at the working temperature is introduced into the hollow space of the molding element, and secondly, it is used to vent the hollow space of the molding element. Therefore, it is also associated with a vacuum device, which may be any known device intended for the same purpose.

Jako materiál schopný intenzivního odpařování při pracovní teplotě je vhodné použít kov ze skupiny alkalických kovů, z nichž je velmi vhodný sodík.As the material capable of vigorous evaporation at the working temperature, it is suitable to use an alkali metal, of which sodium is very suitable.

Jak již bylo uvedeno, tyto materiály, jako cesium, draslík, sodík, lithium, jakož i eutektická slitina draslíku a sodíku, mají komplex fyzikálních vlastností v rozsahu teplot lisování skleněných výrobků (400 až 650’ C), který zajišťuje účinné převádění tepla v hermeticky utěsněném odvzdušněném dutém prostoru tvarovacího prvku. Přitom sodík představuje nejlevnější materiál.As already mentioned, these materials, such as cesium, potassium, sodium, lithium, as well as the eutectic potassium-sodium alloy, have a complex of physical properties over a range of pressing temperatures of glass products (400 to 650 ° C) which ensures efficient heat transfer in hermetically a sealed vented cavity of the molding element. Sodium is the cheapest material.

Je žádoucí uspořádat na vnitřní ploše tvarovacího prvku jako vrstvu materiálu, odolného korozi a vysoké teplotě, vrstvu takového materiálu, který vylučuje vzájemné chemické působení se sodíkem. Tento materiál může být vytvořen jako kovová síťka připevněná k vnitřní ploše dutého prostoru tvarovacího prvku.It is desirable to provide, on the inner surface of the molding element, as a layer of corrosion-resistant and high-temperature material, a layer of such material which avoids chemical interactions with sodium. This material may be formed as a metal mesh attached to the inner surface of the hollow space of the molding element.

Při použití tohoto materiálu nedochází k tvoření usazenin na porézní struktuře a nedochází také k ucpávání pórů, což opět přispívá ke stejnoměrnému nasycení celé porézní struktury tekutým sodíkem, k pronikání tekutého sodíku do možné mezery mezi vnitřním povrchem stěny tvarovacího prvku a vrstvou porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě, a k neomezené cirkulaci tekutého sodíku ve zmíněné vrstvě.The use of this material avoids the formation of deposits on the porous structure and does not lead to pore clogging, again contributing to a uniform saturation of the entire porous structure with liquid sodium, liquid sodium penetration into the possible gap between the inner surface of the molding wall and the corrosion resistant porous material layer. high temperature, and unrestricted circulation of liquid sodium in said layer.

Tvar kovové síťky, který má zmíněná vrstva, umožňuje dosáhnout kapilárního tlaku, který zabezpečuje cirkulaci tekutého kovu na celé vnitřní ploše dutého prostoru tvarovacího prvku.The shape of the metal mesh having said layer makes it possible to achieve a capillary pressure which ensures the circulation of the liquid metal over the entire inner surface of the hollow space of the molding element.

Řešení podle tohoto vynálezu tak umožňuje zvýšit účinnost odvádění tepla z povrchu tvarovacích prvků, které jsou ve styku se sklovinou, a zajistit dosažení stejnoměrného rozdělení teploty na tomto povrchu nezávisle na lisovací rychlosti, geometrii a tloušťce lisovaných skleněných výrobků.The solution according to the invention thus makes it possible to increase the efficiency of the heat removal from the surface of the glass-contacting molding elements and to ensure a uniform temperature distribution on this surface irrespective of the pressing speed, geometry and thickness of the pressed glass products.

Způsob lisování skleněných výrobků se provádí přiváděním dávkovaného množství skloviny a jejím lisováním pomocí lisovacího zařízení obsahujícího alespoň jeden dutý tvarovací prvek, jímž může být forma, razník nebo prstenec.The method for molding glass articles is carried out by supplying a metered amount of glass and compressing it with a die comprising at least one hollow molding element, which may be a mold, a punch or a ring.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu, schopného uskutečnit způsob výroby podle vynálezu, je znázorněno na výkresech, kde obr. 1 představuje schematicky svislý částečný osový řez lisovacím zařízením a obr. 2 svislý částečný osový řez razníkem.An exemplary embodiment of a device according to the invention capable of carrying out the method of manufacture according to the invention is shown in the drawings, wherein Fig. 1 shows schematically a vertical partial axial section of a pressing device and Fig. 2 shows a vertical partial axial section of a punch.

Přiklad provedeni vynálezuAn example of an embodiment of the invention

Příkladný způsob výroby skleněných výrobků je popsán ve vztahu k zařízení, které je opatřeno razníkem vytvořeným jako dutý tvarovaci prvek. Způsobem podle vynálezu se na vnitřní povrch dutého prostoru razníku nanese ekvidistantně k povrchu dutiny vrstva kapilárně porézního žáruvzdorného materiálu. Kapilárně porézní struktura je vytvořena jako kovová síťka seržové vazby s jemnými póry, vyrobená z jemného drátu z nerezavějící oceli, která vylučuje vzájemné chemické působení s materiálem schopným intenzivně se odpařovat za pracovní teploty. Síťka může být například zhotovena z nere19 zavějícího ocelového drátu, přičemž osnovní drát má tloušťkuAn exemplary method of manufacturing glass articles is described in relation to a device which is provided with a punch formed as a hollow molding element. By the method of the invention, a layer of capillary porous refractory material is applied equidistantly to the surface of the cavity on the inner surface of the punch cavity. The capillary porous structure is formed as a metal mesh of fine porous serrated weave, made of fine stainless steel wire, which avoids chemical interaction with a material capable of vaporizing vigorously at working temperature. For example, the mesh may be made of a non-hinged steel wire, the warp wire having a thickness

0,09 nm a útkový drát 0,055 nm. Síťce se udělí tvar, odpovídající trase dutého prostoru, načež se síťka připojí na vnitřní stěnu razníku elektrickým odporovým svarem, například argonovým bodovým obloukovým svarem.0.09 nm and weft wire 0.055 nm. The mesh is given a shape corresponding to the path of the cavity, whereupon the mesh is attached to the inner wall of the punch by an electric resistance weld, for example an argon spot arc weld.

Pak se lisovací zařízení, obsahující matrici, prstenec a razník, ohřeje známým způsobem, například pomocí plynového hořáku, na dolní hranici teplotního intervalu lisování konkrétního skla. Jak je známo, je tato dolní hranice 400 až 450‘C, například u hlinito-borokřemičitého skla je 450’C.Then, the pressing device comprising the die, the ring and the punch is heated in a known manner, for example by means of a gas burner, to the lower limit of the pressing temperature range of the particular glass. As is known, this lower limit is 400 to 450 ° C, for example, for aluminum-borosilicate glass, it is 450 ° C.

Následující etapa spočívá v odvzdušnění dutiny razníku na p_o = (0,02 až 0,1) Pa, což umožní v průběhu lisovací operace dosáhnout v hermeticky utěsněném dutém prostoru razníku požadovaný tlak nasycených par materiálu schopného se intenzivně odpařovat (teplonosného média) v závislosti na výši vakua a na teplotě. To znamená, že je třeba se dále zabývat parami kapalného teplonosného média, které jsou v nasyceném stavu a jsou podřízeny stavu ideálního plynu:The next stage consists in venting the punch cavity to p _o = (0.02 to 0.1) Pa, which allows to achieve the required vapor pressure of the material capable of vaporising intensively (heat transfer medium) in the hermetically sealed cavity of the punch during the pressing operation. vacuum and temperature. This means that the vapor of the liquid heat transfer medium that is in a saturated state and subject to the ideal gas state should be further addressed:

m pV ----R T (3) kde p - je tlak nasycených par teplonosného média,m pV ---- R T (3) where p - is the saturated vapor pressure of the heat transfer medium,

V - je objem dutého prostoru razníku, m - je hmotnost nasycených par teplonosného média v dutém prostoru,V - is the volume of the hollow space of the punch, m - is the mass of saturated vapors of the heat transfer medium in the hollow space,

R - je univerzální plynová konstanta,R - is a universal gas constant,

T - je teplota ve stupních Kelvina, μ - je relativní molekulová hmota teplonosného média.T - is the temperature in degrees Kelvin, μ - is the relative molecular mass of the heat transfer medium.

Při odvzdušňování se z dutého prostoru razníku současně odstraňují plyny obsažené ve vzduchu, které by mohly značně ovlivnit práci razníku tím, že by mohly blokovat část pracovní plochy zařízení pro regulaci teploty materiálu schopného se intenzivně odpařovat za pracovní teploty (kondenzátoru). Kromě toho je nezbytné odstranit z dutého prostoru razníku vzdušný kyslík, aby se vyloučila, nebo alespoň snížila, možnost tvoření oxidů, které by se mohly shromažďovat v oblastech intenzivního odpařování a mohly by ucpávat kapilární otvory kapilární porézní struktury.At the same time, venting removes gases contained in the air from the punch cavity, which could greatly affect the punch's operation by blocking part of the working surface of the temperature control device capable of vaporizing vigorously at the working temperature (condenser). In addition, it is necessary to remove air oxygen from the cavity of the punch in order to eliminate or at least reduce the possibility of forming oxides that could accumulate in areas of intense evaporation and could clog the capillary openings of the capillary porous structure.

Provedenými zkouškami bylo prokázáno, že splnění zmíněných požadavků při odvdušnění dutého prostoru razníku se dosáhlo v tlakovém rozmezí ρ_θ = (0,02 až 0,1) Pa. Přitom je experimentálně stanovená horní hranice p_o - 0,1 Pa zvolena se zřetelem k podmínkám přípustného nahromadění oxidů na porézní struktuře v průběhu pracovní operace razníku, které nijak výrazně nepůsobí na kapilární vlastnosti porézního materiálu v oblasti intenzivního odpařování teplonosného média (pól razníku).Tests have shown that compliance with the above requirements for purging the hollow space of the punch was achieved in the pressure range ρ _θ = (0.02 to 0.1) Pa. The experimentally determined upper limit p _o - 0.1 Pa is chosen with regard to the conditions of permissible accumulation of oxides on the porous structure during the punch operation, which do not significantly affect the capillary properties of the porous material in the area of intensive evaporation of the heat transfer medium (punch pole).

Dolní hranice p_o = 0,02 Pa se může rovnat nule. Dosažení vysokého vakua však vyžaduje nákladné zařízení a je značně časově náročné. Při použití laboratorních vakuovacích zařízení je možno bez výrazných nákladů dosáhnout hodnoty p_o = (0,02 až 0,1) Pa. Další snížení tlaku se na práci razníku v průběhu lisovací operace prakticky neprojevilo.The lower limit _of p = 0.02 mm Hg can be equal to zero. However, achieving a high vacuum requires expensive equipment and is time consuming. When using laboratory vacuum equipment, a p _o = (0.02 to 0.1) Pa can be achieved without significant expense. Further pressure reduction was virtually unaffected by the punch operation during the pressing operation.

Dutý prostor razníku je tedy účelné odvzdušnit na hodnotu p_o =(0,02 až 0,1) Pa.It is therefore expedient to vent the hollow space of the punch to a value of p _o = (0.02 to 0.1) Pa.

Po dosažení potřebné hodnoty vakua v dutině razníku se do ní přivádí materiál schopný intenzivního odpařování za pracovní teploty, ohřátý na dolní hranici pracovní teploty, a to v množství m, kde m = (1,03 až 1,07) μ S δ , (1) to znamená v množství, které překračuje množství potřebné k naplnění dutého prostoru tvarovacího prvku nasycenými parami tohoto materiálu a k nasycení vrstvy materiálu odolného korozi a vysoké teplotě.Once the required vacuum value in the punch cavity has been reached, it is fed to a material capable of vigorous evaporation at the working temperature, heated at the lower limit of the working temperature, in an amount m where m = (1.03 to 1.07) μ S δ, ( 1) that is, in an amount that exceeds that required to fill the cavity of the molding member with saturated vapors of the material and to saturate the corrosion-resistant and high-temperature material layer.

Ze vztahu (1) je zřejmé, že toto množství je úměrné hustotě uvedeného materiálu, plošnému obsahu vnitřní plochy dutiny razníku a tloušťce vrstvy materiálu odolného korozi a vysoké teplotě. Přitom množství přiváděného materiálu převyšuje o 3 až 7 % množství potřebné pro úplné naplnění dutého prostoru v razníku nasycenými parami tohoto materiálu a pro nasycení vrstvy porézního materiálu odolného korozi a vysoké teplotě. Přitom zmíněný materiál v tekutém stavu vyplní porézní strukturu kovové síťky na celé vnitřní ploše razníku.It can be seen from formula (1) that this amount is proportional to the density of the material, the areal content of the inner surface of the punch cavity and the thickness of the corrosion-resistant and high-temperature material layer. The amount of feed material exceeds by 3 to 7% the amount required to completely fill the cavity in the punch with saturated vapors of the material and to saturate the corrosion-resistant and high-temperature porous material layer. The material in the liquid state fills the porous structure of the metal mesh over the entire inner surface of the punch.

Dolní mezní hodnota je ve vztahu k hmotnosti teplonosného média podmíněna jevem sublimace teplonosného média od oblasti intenzivního přívodu tepla (pól razníku) v dolní části razníku k oblasti kondenzace teplonosného média v horní části razníku. Zde se kondenzují páry kapalného materiálu do tvaru kapek a takto probíhá přerozdělování v dutém prostoru razníku.The lower limit value in relation to the weight of the heat transfer medium is conditioned by the sublimation of the heat transfer medium from the intensive heat supply area (punch pole) in the lower part of the punch to the heat transfer medium condensation area in the upper part of the punch. Here, the vapors of the liquid material condense into droplets and thus redistribute in the cavity of the punch.

Provedené zkoušky prokázaly, že přivedením teplonosného média v množství, které o 3 % překračuje množství potřebné k nasycení kovové síťky, je možno zabránit možnému nedostatku teplonosného média na této kovové síťce. Horní mezní hodnota nadbytečného množství teplonosného média ve výši 7 % je podmíněna jevem, který souvisí s nasycháním filmu tekutého teplonosného média na místě intenzivního odvádění tepla. Vyschnutí filmu tekutého teplonosného média vede ke vzniku havarijní situace v důsledku místního přehřátí stěny razníku (lokální krize výměny tepla).Tests have shown that by supplying the heat transfer medium in an amount that exceeds by 3% the amount required to saturate the metal mesh, a possible lack of heat transfer medium on the metal mesh can be prevented. The upper limit of the excess heat transfer medium of 7% is conditioned by the phenomenon associated with the psychic film of the liquid heat transfer medium at the point of intensive heat dissipation. The drying of the liquid heat transfer fluid film results in an emergency situation due to local overheating of the punch wall (local heat exchange crisis).

Při provedených pokusech se také ukázalo, že přiváděním o 7 % zvýšeného množství teplonosného média, vzhledem k množství potřebnému k nasycení kovové síťky, se v průběhu lisovací operace výše zmíněná závada neprojevila. Splnění těchto požadavků je tedy podmíněno přebytkem (m) teplonosného média, to je m = (3 až 7) %.It has also been shown in the experiments that, by feeding 7% of the increased amount of heat transfer medium relative to the amount required to saturate the metal mesh, the aforementioned defect did not occur during the pressing operation. Compliance with these requirements is therefore conditioned by an excess (m) of the heat transfer medium, i.e. m = (3 to 7)%.

Jako materiál schopný se intenzivně odpařovat při pracovní teplotě, se použijí kovy ze skupiny alkalických kovů, a to buď jednotlivě nebo kombinovaně, například cesium, rubidium, draslík, sodík nebo eutektická slitina draslíku a sodíku. V teplotním intervalu lisování skla však má sodík nejlepší tepelně fyzikální vlastnosti.Alkali metals, either singly or in combination, for example cesium, rubidium, potassium, sodium or a eutectic potassium-sodium alloy, are used as the material capable of vigorously evaporating at the working temperature. However, sodium has the best thermal physical properties in the glass molding temperature interval.

Po odvzdušněni dutiny razníku a naplnění uvedeného množství tekutého kovu se tento dutý prostor hermeticky utěsní. Razník se upne do upínacího zařízení lisu a po zavedení potřebné dávky skloviny do matrice se do této matrice spustí, čímž se sklovina tvaruje do požadovaného tvaru. V okamžiku styku razníku se sklovinou začne docházet k intenzivní výměně tepla mezi tvarovací plochou a roztavenou sklovinou. Tok tepla, přecházející ze skloviny na dolní nejsilněji tepelně zatíženou část razníku, je odebírán odpařováním filmu tekutého kovového teplonosného média a proudem nasycených par je přenášen do horní nejméně prohřáté části razníku, kde se nasycené páry teplonosného média zčásti kondenzují tak, že předávají latentní výparné teplo na kondenzátor a vnitřní stěny horní části razníku. K tomu také přispívá vysoká tepelná vodivost tekutého kovového filmu, jehož prostřednictvím se teplota ze silněji ohřáté dolní části razníku přenáší na jeho horní část.After venting the punch cavity and filling the amount of liquid metal, the cavity is hermetically sealed. The punch is clamped into the press clamping device, and after the necessary glass has been introduced into the die, it is lowered into the die, thereby forming the glass into the desired shape. At the moment of contact of the punch with the glass, intense heat exchange begins between the forming surface and the molten glass. The heat flux passing from the molten glass to the lower most heavily loaded part of the punch is taken by evaporation of the liquid metal heat transfer medium film and is transferred by the saturated vapor stream to the upper least heated part of the punch where the saturated heat transfer vapors are partially condensed so on the condenser and the inner walls of the upper part of the punch. This also contributes to the high thermal conductivity of the liquid metal film through which the temperature from the heavily heated lower part of the punch is transferred to the upper part.

Na místech intenzivního odpařování tekutého sodíku, na nichž dochází ke zvýšené spotřebě teplonosného média, se jeho spotřeba doplňuje tekutým sodíkem, který se přivádí působením kapilárního tlaku teplonosného média v kapilárně-porézní struktuře.At places of intense evaporation of liquid sodium, where increased consumption of the heat transfer medium occurs, its consumption is supplemented by liquid sodium which is supplied by the capillary pressure of the heat transfer medium in the capillary-porous structure.

Tímto způsobem tedy dochází v průběhu lisovací operace ke kontinuální cirkulaci teplonosného média, kterou je zabezpečeno převádění tepla z “horkých do studených” úseků razníku. Odebírané tepelné toky jsou párou dopravovány prakticky bez setrvačnosti a přenášejí teplo na relativně chladné úseky kondenzací nasycených par ve formě latentního výparného tepla.In this way, the heat transfer medium is continuously circulated during the pressing operation, which ensures the transfer of heat from the "hot to cold" sections of the punch. The recovered heat flows are transported virtually without inertia by steam and transfer heat to relatively cold sections by condensation of saturated vapors in the form of latent evaporative heat.

Řízení teploty tvarovací plochy razníku v průběhu lisovací operace je odvozeno od změny tlaku nasycených plynů teplonosného média v dutině razníku od ρ_χ do p₂ díky regulaci spotřeby chladicího prostředku v kondenzátoru. Přitom stojí za zmínku, že v dutém prostoru razníku je v každém časovém okamžiku prakticky izotermické rozdělení teploty.The temperature control of the punch forming surface during the pressing operation is derived from the change in the saturated gas pressure of the heat transfer medium in the punch cavity from ρ _χ to p ₂ by regulating the refrigerant consumption in the condenser. It is worth noting that there is practically an isothermal temperature distribution in the hollow space of the punch at any time.

Za podmínek termodynamické rovnováhy mezi kondenzátorem a nasycenou párou tekutého kovu je vztah teploty a tlaku skutečně dán výše uvedenou závislostí (3).Under thermodynamic equilibrium conditions between a capacitor and a saturated liquid metal vapor, the temperature-pressure relationship is indeed given by the above-mentioned dependence (3).

Dojde-li z jakéhokoliv důvodu k tomu, že se na některém úseku tvarovací plochy lisovacího razníku objeví úsek o teplotě T nižší než T, která je určována vztahem termodynamické rovnováhy, dojde k tomu, že v tomto úseku dutého prostoru razníku se z nasycené páry stává pára přesycená, načež dochází k její kondenzaci za vyvíjení latentního výparného tepla. Zvýší-li se teplota kteréhokoliv úseku tvarovací plochy razníku, to znamená, že Τ_χ je větší než T, přechází v tomto úseku dutiny razníku kondenzát tekutého kovu do skupenství nasycené páry a tím uvedenému úseku odebírá teplo. Množství odebraného tepla je přitom dáno hmotností odpařeného teplonosného média a velikosti latentního výparného tepla. Existencí dvou výše popsaných procesů tohoto systému je tak zabezpečeno izotermické nesetrvačné rozdělování tepla po celé vnitřní ploše razníku.If, for any reason, a section with a temperature T lower than T, which is determined by the relationship of thermodynamic equilibrium, appears on a section of the molding surface of the punch, the saturated steam becomes saturated steam in that section supersaturated steam, whereupon it condenses to produce latent evaporative heat. If the temperature of any section of the punch forming surface is increased, that is, Τ _χ is greater than T, the liquid metal condensate in this section of the punch cavity passes into a saturated steam state, thereby removing heat. The amount of heat removed is determined by the weight of the vaporized heat transfer medium and the amount of latent evaporative heat. Thus, the existence of the two processes described above ensures isothermal non-inertial heat distribution over the entire inner surface of the punch.

Určená teplota tvarovací plochy razníku je v průběhu lisovací operace zajišťována řízením tlaku nasycených par teplonosného média souhlasně s podmínkami termodynamické rovnováhy při změně rovnovážného stavu směrem k nižší nebo vyšší teplotě.The determined temperature of the shaping surface of the punch is provided during the pressing operation by controlling the saturated vapor pressure of the heat transfer medium in accordance with the thermodynamic equilibrium conditions when the equilibrium condition changes towards a lower or higher temperature.

Za tímto účelem se v dutém prostoru razníku vytváří tlak nasycených par sodíku o hodnotě ρ_χ až p_a kPa.For this purpose, a saturated sodium vapor pressure of ρ _χ to p _and kPa is created in the cavity of the punch.

Volba mezních hodnot tlaku nasycených par teplonosného média je podmíněna existencí optimálního rozsahu teploty tvarovacích ploch při lisování skla.The selection of the saturated vapor pressure limits of the heat transfer medium is conditioned by the existence of an optimum temperature range of the forming surfaces when the glass is pressed.

Při teplotách tvarovacích ploch, které jsou pod mezní hodnotou, dochází při lisovacím procesu k vzniku závad, jako jsou pórovitý povrch výrobku, mikrotrhliny, deformace a podobně. Je známo, že tato teplota je 400*C.At molding surface temperatures below the limit value, defects such as the porous surface of the product, micro-cracks, deformations and the like occur during the pressing process. This temperature is known to be 400 ° C.

Horní mezní hodnota teploty je podmíněna tepelnou difúzí skloviny do kovu tvarovacích ploch a vznikem opálu. Tato teplota činí 650’C.The upper temperature limit is conditioned by the thermal diffusion of the glass into the metal of the forming surfaces and the formation of an opal. This temperature is 650'C.

Za podmínek termodynamické rovnováhy mezi kondenzátem (teplonosným médiem) a nasycenou párou tekutého kovu je vztah teploty a tlaku dán výše uvedenou rovnicí (3) pro stav ideálního plynu.Under conditions of thermodynamic equilibrium between condensate (heat transfer medium) and saturated vapor of liquid metal, the relation of temperature and pressure is given by the above equation (3) for the ideal gas state.

Z rovnice (3) je zřejmé, že teplotu tvarovacích ploch je možno řídit změnou tlaku nasycených par sodíku v dutině razníku. Kromě toho z této rovnice (3) vyplývá, že pro zabezpečení teploty tvarovacích ploch Τ_χ= 400‘C musí být v dutém prostoru zajištěn tlak nasycených par sodíku o hodnotě p_x= 0,08 kPa, zatímco pro zabezpečení teploty tvarovacích ploch T_a= 650’C musí být udržován tlak nasycených par sodíku na hodnotě p = 12 kPa.It can be seen from equation (3) that the temperature of the forming surfaces can be controlled by varying the saturated vapor pressure of sodium in the punch cavity. In addition, this equation (3) implies that in order to maintain the temperature of the forming surfaces Τ _χ = 400 ° C, a saturated sodium vapor pressure of p _x = 0.08 kPa must be provided in the cavity, while the temperature of the forming surfaces T _and = 650 ° C, the saturated vapor pressure of sodium must be maintained at p = 12 kPa.

Na zařízení podle vynálezu bylo provedeno pokusné průmyslové lisování leteckých navigačních světelných filtrů a kuchyňského nádobí z barevného a tónovaného skla, odolného změnám teploty. Přitom byly zkoušeny různé varianty plnění prvků lisovacího zařízení, jak co do množství materiálu schopného intenzivně se odpařovat, tak i se zřetelem k použití různých materiálů při rozdílných technologických parametrech lisovacího procesu.Experimental industrial pressing of air navigation light filters and cookware made of stained and tinted glass resistant to temperature changes was carried out on the device according to the invention. Various variants of filling the elements of the pressing device were tested, both in terms of the amount of material capable of vaporizing intensively and with regard to the use of different materials at different technological parameters of the pressing process.

Analýza výsledků pokusného průmyslového lisování je uvedena v připojené tabulce 1. Pro porovnání jsou v tabulce 1 uvedeny výsledky (příklady 14, 15), jichž bylo dosaženo při lisování týchž výrobků na celokovové konstrukci lisovacího zařízení.An analysis of the results of experimental industrial compression is given in the attached Table 1. For comparison, Table 1 shows the results (Examples 14, 15) obtained by pressing the same products on the all-metal construction of the compression equipment.

- 27 Přlk.1. Název Název mater. Množství mateři- Technologické_parametry Charakteristické hodnoty- 27 Ex. Title Name mater. Maternal quantity- Technological_parameters Characteristic values

č. lisovaného schopného álu přivedeného jakosti výrobku intenz. od- do dutiny lisov. Teplota skloviny Tlak nasycených Rychlost li- Tlouštka stěny Pórovitost párováni prvku v gramech pro lisováni v K par v kPa sovánl ks/min. výrobku +>No. of pressed intact product quality int. from the press cavity. Enamel temperature Saturated pressure Speed Wall thickness Porosity pairing element in grams for compression in K vapor in kPa solder pcs / min. product +>

tn otn o

-P-P

·© · © -© - © X X ·© · © © © ·© id · Id •rd • rd ·© · © > > > > C C G G G G fl fl G G G G G G G G G G 0 0 O O G G •tí • tí X X G G G G τ) Ό τ) Ό G G G G P P P P id id ·© · © •P • P © © fíS F sharp ·© ld · © ld © © •o •O 0 0 X X Φ» Φ » N N »N »N »N »N >bi >N > bi> N »N »N O. O. 0* 0 *

ή o cn CS o cn cn cn •® ·© x CS g s o > x © J3 χ q* ρ ·© d d c ο.χ o o P x G o. ε o X '>i X C © Λ © G η φ ϋ —« »ρ ·© O -p tfl x £3 O © P 41 O. c o cή c o o o • o ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo P oo P P x ϋ ϋ ϋ «» Ρ · O-p p p t £ £ x £ 3 © © P 41 O. coc

GG

G rd G· N G O X © >G rd G N G O X ©>

•P rd •Fart © © © © N N »P © »P © © © © © © © © © N >p © N> p © © © © © u at •Γ-» • Γ- » P P >1 > 1 £3 £ 3 X X £3 £ 3 O O X Λ X Λ © © O. > O.> © in © in «η «Η O O »P »P © m © m m m in in 00 00 »—· »- · in in »P © m »P © m tn tn o O ·© · © »P - »P - « « © © •P ' • P ' 34 34 © ·ρ ·· © · ρ ·· P P O O © © Gl CM Gl CM d d cn cn M M G«CM G «CM CM CM CM CM CM CM © © cn cn n G*cn n G * cn cn cn m m G G © © £S £ S P P X X 4J 4J X X > > Mj Mj X X υ υ X X © © P P > > X X © © »© »© 0 0 c C 4> 4> 4> 4> P P © © © © O O © © u at

>>

Λ-P (fl o id x +» G G · > P »©Λ-P (fl o id x + G G · P)

P X O 34 -P n G <P O >N > tfl xP X O 34 - P n G <P O> N> tfl x

O O O Cd GlCd Gl

G O P © © Λ G «ΡG O P © Λ G «Ρ

P oP o

>N ©> N ©

•N rd to o• N rd to o

rdrd

X 4* X 4> Xft 4* X 4 * X 4 Xft 4 * X X •P H • P H -P -P X 4» X 4 » X X 4» 4 » X 4» X 4 » 1 HO >O X0 O HO »O 1 1 HO> O X0 O HO »O 1 HO HIM »O HO »ABOUT HO »u "at HO Ό HO Ό HO HIM G G HO G HO G 0 XI) 0«! 0 šo 0 0 XI) 0 «! 0 šo 0 xo xo O HO O HO 0 0 i© O i © O HO HIM O O HO 0 HO 0 p P< P p P <P >1 > 1 Gi >i Gi Gi> i Gi >1 Gl > 1 Gl X Gl X Gl b S· b S · Ok > 0 > 0 0 G< Ok> 0> 0 0 G < > > O > O> 0 0 > O > O > > O O > 0 > 0 p P P p P P P P P P P P P P P P © Oid* Gi Gi © © Oid Gi Gi © ae o»ae ae o »ae O. O. ae Gi © ae Gi © ae ae Gi © Gi © ae Gi ae Gi χ X O x χ X O x 1 1 X X cn cn X X ř* ř * *G cn φ h ® π φ Ό * G cn φ h ® π φ Ό to it © tf> © tf> © = © = ιη © G © G © G © G x*% x *% © © O x χ χ o O x χ χ o X X 1 1 x o x o G G 0 0 X O X O G G ⁰⁰ Gi O G O G O G Ο» Gi G G G G » O G O G O G O G O Ό Ο.+» About Ο Ο. + » >«z > «Z G Oi4> G Oi4> X-* G X- * G Z—k Q StaZ O O ·—X Z — k Q StaZ O O — —X x x O O o O O x-z G O x-z G O '-'G O '-'G o O G O. G. G» G O. G. G » G G Ol Ol Gi Gi Gi Gi O O tn tn Gi Gi ΟΛΟ. ΟΛΟ. o +> n r- o O +> m o +> n r - o O +> m in in O O O O Ο·Γ- Ο · Γ- O O • »O »»M ·*» * • »M» M G G Mí * Mí * ►N ►N • HO e • HO e O O * * »N * »N * o O . xa . xa 000©0©x®0 000 © 0 © x®0 O o O o © o © o © © m © m m © m P m P m © m © m P Φ © P Φ © X Gl x C ^H G X tí *·*X G x C ^H GX ti * · * G*x G * x G x G x G G X G CM X G CM O· CM O · CM G CM G CM O· CM C O · CM C

© M © M X X rd X cd X rd X cd X X X X X X X β β X X X X X X j j 1 1 1 1 X χ X χ X X tí X tí X X X X X X -«x *-* X - G G s with i and x w 1 x w 1 © © X X X X X X X X χ © χ n χ © χ n O O 1 1 1 1 1 1 G © s G © s <d <d Λ «G Λ «G *G *G •G •G *G cd *G rd * G cd * G rd n n O P 1 O P 1 P P © O © O O O O O O P O P O P O P W G W G G G U © U © © © n n © «G © *G © «G © * G

PP

4» X <34 »X <3

© © X X id id '>» '> » u at X X G G o O G G G G > > P P P P '►» '► » O O G.X G.X © © P P Λ Λ O O P P «χ G «Χ G 4> 4> P 1 P 1 1 1 1 1 I AND i and 1 1 1 1 o O υ υ ř-4 ř-4 © © id id <© <© w s w s 5 5 s with 2 2 2 2 : O : O © © © © 1 1 1 1 © © O G O G > > X | X | Ί Ί 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X 1 X G G G G 2 2 4* 4 * o O © > ©> © © X X X X P P P P » »» Ί Ί »© »© P P G O G O > > Λ Λ Δ Δ > > ft U M ft U M © © X © X © 1 r—t 1 r — t CM CM 1 cn 1 cn <n <n (* (* © Φ © Φ O O « X « X I CM AND CM » cn »» cn M* M * m m X X X X X X X X X X X X

•Φ p.0 • .0 p.0 ·© · © © © G Λ G Λ X X X X © x © © x © P P o O 4> »P -P 4> »P-P © © tn tn »υ o. G »Υ o G -P -P >1 > 1 O G O G © © > > cu-p cu-p e E o © χ o © χ © © P > G P> G Gi O ·© Gi O · © 0 0 •H • H •p G • p G X X N N 1 © 1 © o O O O Gi G.43 Gi G.43 P P xX © xX © 0 0 o O χ o a χ x χ o and χ x

Jak je zřejmé z uvedených příkladů, umožňuje řešení podle vynálezu vyrábět skleněné výrobky vysoké kvality, nezávisle na jejich geometrii, tlouštce a rychlosti lisování.As can be seen from the examples, the solution according to the invention makes it possible to produce glass products of high quality, irrespective of their geometry, thickness and compression speed.

Zařízení pro výrobu skleněných výrobků je lisovací nástroj obsahující jako tvarovací prvky razník 1, matrici 2 a prstenec 3. (obr. 1).The glassware manufacturing apparatus is a punching tool comprising as punches a punch 1, a die 2 and a ring 3. (FIG. 1).

Podle vynálezu je alespoň jeden tvarovací prvek vytvořen dutý.According to the invention, the at least one shaping element is hollow.

Pro snadnější pochopení podstaty řešení podle vynálezu bude dále popsáno příkladné provedení, u kterého je razník 1 (obr. 2) proveden jako dutý.In order to better understand the nature of the solution according to the invention, an exemplary embodiment in which the punch 1 (FIG. 2) is hollow is described below.

Razník 1, znázorněný na obr. 2, je určen pro lisování světelných filtrů leteckých palubních návěstidel a má hermeticky utěsněný dutý prostor 4. Na vnitřní ploše razníku 1 je v dutém prostoru 4 uspořádána vrstva materiálu odolného korozi a teplu, která má tvar sítky 5 zhotovené z nerezavějící oceli. Síťka 5 je na vnitřním povrchu lisovníku 1 upevněna například bodovým svarem. Síťku 5 je ovšem také možno upevnit na vnitřní plochu razníku 1 i jiným způsobem.The punch 1 shown in FIG. 2 is intended for pressing light filters of airborne signal lights and has a hermetically sealed hollow space 4. On the inner surface of the punch 1, a corrosion-resistant and heat-resistant material layer is arranged in the hollow space 4. Stainless steel. The mesh 5 is fixed to the inner surface of the punch 1, for example by spot welding. However, it is also possible to attach the mesh 5 to the inner surface of the punch 1 in another manner.

Nejvhodnější je použití síťky 5 s drobnými oky, vyrobené z nerazavějící oceli, která dovoluje, aby se na vnitřní ploše razníku 1 vytvořila kapilárně porézní struktura (knot”), ve které v průběhu formovací operace cirkuluje tekutý sodík. V závislosti na konfiguraci tvarovacího prvku a jeho geometrických rozměrech je také možno na jeho vnitřní ploše upevnit několik vrstev síťky 5, čímž se zvětší celková tloušťka této vrstvy a tím i množství cirkulujícího sodíku.Most preferred is the use of a tiny mesh 5 made of stainless steel which allows a capillary porous structure (wick) to form on the inner surface of the punch 1 in which liquid sodium is circulated during the forming operation. Depending on the configuration of the molding element and its geometric dimensions, it is also possible to attach several layers of mesh 5 to its inner surface, thereby increasing the overall thickness of the layer and thus the amount of circulating sodium.

Přitom je pro správnou pracovní funkci zařízení nezbytnou podmínkou, aby síťka 5 byla pevně a dobře spojena se stěnou 6 vnitřní plochy tvarovacího prvku.In this case, it is a prerequisite for the correct operation of the device that the mesh 5 be firmly and well connected to the wall 6 of the inner surface of the forming element.

Pouze při dokonalém upevnění síťky 5 na vnitřní ploše tvarovacího prvku je zabezpečeno smáčení tekutým sodíkem, čímž jsou také vytvořeny nejvhodnější podmínky pro odvádění tepla.Only when the mesh 5 is perfectly attached to the inner surface of the molding element is wetting with liquid sodium ensured, thus also creating the most suitable conditions for heat dissipation.

Síťka 5, zhotovená z nerezavějící oceli, nejdokonaleji odpovídá požadavkům chemické netečnosti vůči tekutému sodíku při vysokých teplotách, čímž je vyloučeno tvoření usazenin na porézní struktuře a ucpávání jejich pórů.The mesh 5 made of stainless steel best meets the requirements of chemical inertness to liquid sodium at high temperatures, thereby avoiding the formation of deposits on the porous structure and clogging their pores.

V dutém prostoru 4 razníku 1 je uložen materiál 7, schopný intenzivně vytvářet páry při pracovní teplotě. Jak již bylo uvedeno, použijí se jako materiál 7 pro tento účel kovy ze skupiny kovů alkalických zemin, a to buď jednotlivě nebo kombinovaně. Zvláště vhodný pro tento účel je sodík.In the hollow space 4 of the punch 1 there is a material 7 capable of producing vapor intensively at the working temperature. As already mentioned, alkaline earth metals, either individually or in combination, are used as material 7 for this purpose. Sodium is particularly suitable for this purpose.

Zařízení pro výrobu skleněných výrobků obsahuje také zařízení pro řízení teploty materiálu 7 schopného intenzivně vytvářet páry v lisovacím teplotním intervalu.The glassware manufacturing apparatus also comprises a device for controlling the temperature of a material 7 capable of vigorously generating vapors in a pressing temperature interval.

Jako zařízení pro řízení teploty sodíkových par v teplotním intervalu lisování je u tohoto příkladného provedení použit kondenzátor 8, který má tvar spirálové trubky 9, uspořádané v dutém prostoru 4 razníku 1. Konce této spirálové trubky 9, jimiž se přivádí a odvádí chladicí prostředek, jsou vyvedeny ven z dutého prostoru 4 na horní části razníku 1. Jako chladicí prostředek je možno použít stlačený vzduch, vodu, směs vody a vzduchu nebo plynný dusík.In the present embodiment, a condenser 8 having the form of a spiral tube 9 arranged in the cavity 4 of the punch 1 is used as a device for controlling the temperature of the sodium vapors in the pressing temperature interval. The ends of the spiral tube 9 through which the coolant is fed and discharged are The compressed air, water, water / air mixture or nitrogen gas may be used as a cooling agent.

Množství přiváděného chladicího prostředku v závislosti na teplotě sodíkových par se v průběhu lisovacího procesu řídí známým speciálním zařízením 10, a teplota sodíkových par se měří pomocí dvojkovového teploměru 11.The amount of coolant supplied as a function of the sodium vapor temperature is controlled by a known special device 10 during the pressing process, and the sodium vapor temperature is measured by means of a two-metal thermometer 11.

Jsou také možné i jiné varianty provedení kondensátoru 8, například ve tvaru Fieldovy trubky.Other variants of the capacitor 8 are also possible, for example in the form of a Field Tube.

Ve stěně 6 razníku 1 je zaústěn nátrubek 12/ který je spojen se zařízením pro vakuování dutého prostoru 4 lisovníku 1. Vakuovací zařízení není na výkresu znázorněno, neboť pro tento účel je možno použít známé zařízení, například vakuové čerpadlo.In the wall 6 of the punch 1, a nozzle 12 is connected which is connected to a device for vacuuming the cavity 4 of the punch 1. The vacuum device is not shown in the drawing, since a known device, for example a vacuum pump, can be used.

Kromě toho má nátrubek 12 ještě jinou funkci. Jím se do dutého prostoru 4 razníku 1 přivádí sodík.Furthermore, the sleeve 12 has another function. Sodium is fed into the cavity 4 of the punch 1.

Množství sodíku, zavedeného do dutého prostoru 4. razníku 1, má o 3 až 7 % překračovat množství potřebné k vyplnění dutého prostoru 4 jeho parami při pracovní teplotě a pro nasycení vrstvy tvaru kovové síťky 5.The amount of sodium introduced into the hollow space 4 of the punch 1 is to exceed by 3 to 7% the amount needed to fill the hollow space 4 with its vapor at the working temperature and to saturate the metal mesh 5 layer.

Vše, co bylo uvedeno jako platné pro razník 1, platí ve stejném rozsahu i pro matrici 2 a prstenec 3, pokud jsou provedeny jako duté.Everything that has been said to be valid for the punch 1 applies equally to the die 2 and the ring 3 when they are hollow.

Zařízení na výrobu skleněných výrobků pracuje takto:The glassware manufacturing plant works as follows:

Na vnitřní ploše dutého razníku 1 se například bodovými sváry upevní porézní materiál, kterým je ve dvou vrstvách uložená síťka 5 s jemnými oky, zhotovená z nerezavějící oceli..On the inner surface of the hollow punch 1, for example, a porous material, which is a two-layer fine mesh mesh 5 made of stainless steel, is fastened by spot welding.

Razník 1 se ohřeje na pracovní teplotu zvolenými libovolnými známými prostředky, například pomocí plynového hořá31 ku nebo krátkodobým ponořením razníku 1 do menšího množství skloviny.The punch 1 is heated to the operating temperature by any means known in the art, for example by means of a gas burner or by briefly immersing the punch 1 in a smaller amount of glass.

Dále se prostřednictvím nátrubku 12 speciálním zařízením, například pomocí vakuového čerpadla, provede odvzdušnění dutého prostoru 4 razníku 1, načež se týmž nátrubkem 12 přivede do dutého prostoru 4 kovový sodík v roztaveném stavu a v množství, které o 3 až 7 % převyšuje množství potřebné k vyplnění dutého prostoru 4 sodíkovými parami a k nasyceni porézní vrstvy síťky 5, zhotovené z kovu odolného korozi a vysoké teplotě.Further, by means of the nozzle 12, the hollow space 4 of the punch 1 is vented by means of a special device, for example by means of a vacuum pump, whereupon sodium metal in the molten state and in an amount exceeding 3 to 7% exceeds the amount required. filling the hollow space 4 with sodium vapor and to saturate the porous layer of the mesh 5 made of corrosion-resistant and high-temperature metal.

Přitom dochází k intenzivnímu odpařování části sodíku a k naplnění dutého prostoru 4 razníku 1 jeho parami až do dosaženi tlaku p_o = (0,02 až 0,1) Pa. Druhá část sodíku se nasává v tekutém stavu do porézní vrstvy odolné korozi a vysokým teplotám, až se tato vrstva zcela nasytí, čímž je vnitřní plocha dutého prostoru 4 razníku 1 smáčena.The vaporization of a portion of sodium is intensified and the cavity 4 of the punch 1 is filled with its vapor until a pressure of p _o = (0.02 to 0.1) Pa is reached. The second portion of sodium is sucked in a liquid state into a porous layer resistant to corrosion and high temperatures until the layer is fully saturated, whereby the inner surface of the cavity 4 of the punch 1 is wetted.

Nato se horní část nátrubku 12 hermeticky uzavře.The top of the sleeve 12 is then hermetically sealed.

Dále se do matrice 2 přivede potřebné množství skloviny a na matrici 2 se spustí prstenec 3 a razník 1.Next, the necessary amount of glass is fed into the die 2 and the ring 3 and the punch 1 are lowered onto the die 2.

Přitom stěnou 6 razníku 1 , která je v kontaktu se sklovinou a má nízký tepelný odpor, se přenáší teplo ze skloviny k jeho vnitřní ploše, na které je uspořádána vrstva tekutým sodíkem nasycené porézní síťky 5. V okamžiku zahájení lisovací operace teploty skleněného výrobku a povrchu razníku 1, který je v kontaktu se sklovinou, nejsou stejnoměrné. Zpravidla má střední část razníku 1 vyšší teplotu. V důsledku toho je nestejnoměrná i teplota na vnitřní ploše jeho dutého prostoru 4 a na porézní vrstvě síťky 5, která na ni doléhá. Teplotní spád způsobuje, že dochází k přesouvání tekutého sodíku z méně ohřátých do více ohřátých úseků. Spolu se sodíkem se také souhlasně převádí teplo. Přitom dochází k cirkulaci sodíku velmi vysokou rychlostí, neboť celý proces probíhá ve vakuu. Rychlost cirkulace a tedy i rychlost přenosu tepla je tím vyšší, čím je větší teplotní spád na pracovní ploše razníku 1.In this case, the wall 6 of the punch 1 which is in contact with the glass and has a low thermal resistance transfers heat from the glass to its inner surface on which a layer of liquid sodium saturated porous mesh 5 is arranged. The punch 1 in contact with the glass is not uniform. As a rule, the central part of the punch 1 has a higher temperature. As a result, the temperature on the inner surface of its hollow space 4 and on the porous layer of the mesh 5 adhering thereto is also uneven. The temperature gradient causes liquid sodium to move from less heated to more heated sections. Along with sodium, heat is also transferred in agreement. In this case, the sodium is circulated at a very high rate, since the entire process takes place in a vacuum. The rate of circulation and thus the rate of heat transfer is the higher the higher the temperature gradient on the working surface of the punch 1.

Současně se zvyšuje intenzita odpařování sodíku, což má za následek zvýšení tlaku v dutém prostoru 4 razníku l na p₂ = 12 kPa. Přitom dochází ke kondenzaci sodíkových par na povrchu spirálové trubky 9 kondenzátoru 8, který je uvnitř dutého prostoru 4 razníku 1, sražená sodíková pára pak ve formě kapek odkapává dolů, načež se tekutý sodík znovu odpařuje a celý cyklus se opakuje.At the same time, the intensity of sodium evaporation increases, resulting in an increase in the pressure in the cavity 4 of the punch 1 to p ₂ = 12 kPa. Sodium vapor condenses on the surface of the spiral tube 9 of the capacitor 8, which is inside the hollow space 4 of the punch 1, the precipitated sodium vapor then drips down in the form of drops, after which the liquid sodium evaporates again and the whole cycle is repeated.

Řízení tlaku nasycených sodíkových par se provádí automaticky pomocí kondenzátoru 8. V případě, že dojde ke zvýšení teploty na tvarovacích plochách, což se stává při vysokých lisovacích rychlostech, stoupne teplota v dutém prostoru 4 razníku i, zvýší se intenzita odpařování sodíku a tlak jeho par se zvýší. Dvojkovový teploměr 11 současně vyšle signál do zařízení řídícího přívod chladicího prostředku. Toto zařízení zvětší přívod chladicího prostředku do kondenzátoru 8. Přitom se zvyšuje intenzita kondenzace sodíkových par a jejich tlak se v dutém prostoru 4 razníku 1 sníží na výchozí hodnotu.Saturated sodium vapor pressure is controlled automatically by a condenser 8. If the temperature on the forming surfaces increases, which happens at high pressing speeds, the temperature in the cavity 4 of the punch rises, the vaporization rate of sodium and its vapor pressure increase. will increase. The two-metal thermometer 11 simultaneously sends a signal to the coolant supply control device. This device increases the coolant supply to the condenser 8. The intensity of the condensation of sodium vapors increases and their pressure in the cavity 4 of the punch 1 decreases to the initial value.

Tímto způsobem lze stále udržovat teplotu povrchu raz33 niku 1 na žádoucí úrovni, čímž je zabezpečen vysoký výkon celého lisovacího zařízení a jakost výrobků.In this way, the surface temperature of the die 1 can still be maintained at a desirable level, thereby ensuring high performance of the entire die apparatus and product quality.

Při použití zařízení podle vynálezu pro lisování světelných filtrů z termického skla byly získány následující výsledky:Using the device according to the invention for pressing light filters from thermal glass, the following results were obtained:

- lisovací rychlost se zvýšila l,5x až dvojnásobně,- the pressing speed has increased by 1.5 to 2 times,

- hmotnost výrobků se díky možnosti zmenšení tloušťky jejich stěn snížila o 15 až 30%,- the weight of the products has been reduced by 15 to 30% due to the possibility of reducing their wall thickness,

- u výrobků se zcela odstranilo jejich zvlňování, čímž se zvýšily jejich světelně technické charakteristiky a zlepšil se jejich vzhled,- products have been completely ripped off, thereby enhancing their lighting characteristics and improving their appearance,

- výtěžek dobrých výrobků se zvýšil l,5x až dvojnásobně díky výraznému snížení zmetkových výrobků vykazujících rozdíly v tloušťce a trhliny.- the yield of good products increased 1.5 to 2 times due to a significant reduction in reject products showing differences in thickness and crack.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Způsob a zařízení podle vynálezu mohou být využívány v oblasti výroby skla při lisování výrobků nejrůznějších geometrických rozměrů z různých druhů skla, jakož i při tváření výrobků z kovu, z umělých hmot a z plastů plněných skleněným vláknem.The method and apparatus according to the invention can be used in the field of glass production in molding products of various geometrical dimensions from different types of glass, as well as in forming metal, plastic and glass fiber filled plastics products.

Vynález lze nejefektivněji využít při lisování skleněných výrobků, u nichž se kladou zvýšené požadavky na jakost povrchu a jejich hmotnostní a světelně technické charakteristiky.The invention can be most effectively used in the molding of glass articles which impose increased requirements on the surface quality and their weight and light characteristics.

Claims

A method of manufacturing glassware, comprising supplying and molding glass batches in a die comprising at least one hollow molding element, into the cavity of which a material having the ability to vigorously generate vapors at working temperature is introduced into the cavity prior to supplying the glass batch; heating to a working temperature and controlling the temperature of said material at a pressing temperature interval, characterized in that the inner surface of the hollow space of the molding element is covered with a layer of porous material having high corrosion resistance and high temperature; the hollow space is vented to 0.02 to 0.1 Pa, whereupon the material capable of vaporizing intensively at working temperature is introduced into the hollow space of the molding element in an amount exceeding the material requirement for filling the hollow space with saturated vapors of this material and for saturating the layer of porous material resistant to corrosion and high temperature.

Method for producing glass products according to claim 1, characterized in that the material capable of vaporising vigorously at the working temperature is fed into the hollow space of the molding element in an amount which is 3 to 7% higher than the amount required to fill the hollow space with saturated vapors of this material and for saturating the layer of porous material resistant to corrosion and high temperature.

3. A method according to claim 2, wherein the amount of material capable of vaporizing at the working temperature is proportional to its density, the surface area of the molding element and the thickness of the porous material resistant to corrosion and high temperature.

Method for producing glass products according to claim 3, characterized in that alkali metals, either singly or in combination, are used as the material capable of vigorous evaporation at operating temperature.

5. A process according to claim 4, wherein sodium is used as the alkali metal.

6. A method according to claim 5, wherein a saturated sodium vapor pressure in the range of 0.08 to 12 kPa is generated in the cavity of the molding element.

7. A method according to claim 6, wherein the porous material, which is resistant to corrosion and high temperature, is a material which eliminates the chemical interaction with sodium.

A method for producing glass articles according to claim 7, characterized in that the material which precludes the chemical interaction with sodium is formed as a metal mesh.

Apparatus for manufacturing glassware formed as a compression device, comprising at least one molding element with a hermetically sealed cavity in which a material capable of vigorously vaporizing at operating temperature is stored, the pressing device having an element for controlling the temperature of the material in the pressing device a temperature interval, characterized in that the device is provided with a device for venting the molding cavity and a layer (5) of corrosion-resistant and high-temperature porous material is disposed on the inner surface of the molding cavity (1) while in the wall (6) a sleeve (12) for supplying a material capable of vigorously vaporizing at an operating temperature is connected to said molding element (1) and is connected to a device for venting the cavity of the molding element (1), the material capable of vigorously vaporizing at a working rate It is stored in the hollow space (4) of the molding element (1) in an amount exceeding the amount necessary to fill the hollow space (4) with saturated vapors of this material and to saturate the layer of porous material resistant to corrosion and high temperature.

A glassware manufacturing device according to claim 9, characterized in that the material deposited in the cavity (4) of the molding element (1) capable of vaporizing vigorously at operating temperature is at least one alkali metal.

The glassware manufacturing device according to claim 10, characterized in that sodium is deposited as an alkali metal in the hollow space (4) of the shaping element (1).

A glassware manufacturing device according to claim 11, characterized in that a layer of material which eliminates the chemical interaction with sodium is attached to the inner surface of the hollow space (4) of the molding element (1) as a layer of corrosion-resistant and high-temperature material.

Glassware manufacturing device according to claim 12, characterized in that the layer of material which eliminates the chemical interaction with sodium is formed by a metal mesh (5), a rigid joint attached to the inner surface of the molding cavity (4).