CZ281240B6 - Přípravek pro tvarování skloviny - Google Patents
Přípravek pro tvarování skloviny Download PDFInfo
- Publication number
- CZ281240B6 CZ281240B6 CZ943317A CZ331794A CZ281240B6 CZ 281240 B6 CZ281240 B6 CZ 281240B6 CZ 943317 A CZ943317 A CZ 943317A CZ 331794 A CZ331794 A CZ 331794A CZ 281240 B6 CZ281240 B6 CZ 281240B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cavity
- punch
- die
- thin
- walled
- Prior art date
Links
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 title 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 30
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 13
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 14
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 9
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 6
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000574 NaK Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 150000002730 mercury Chemical class 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Přípravek pro tvarování skloviny, umožňující tvarování a chlazení skla za podmínek blízkých izotemických, jehož matrice (26) a/nebo razník (27) mají tenkostěnné tvarovací stěny (5, 15) tloušťky (8) v rozmezí 5 až 10 mm. Přívodní trubka (19, 20) pro vytvoření hermeticky uzavřené dutiny (1) je zaslepena, tlak v dutině (1) je nejvýše 6,65. 10.sup.-3.n. Pa při pokojové teplotě. Vnitřní povrch (12) dutiny (1) matrice (26) a/nebo razníku (27) je opatřen nejméně jednou vrstvou síťky (2, 14) z nerezavějící oceli. Matrice (26) a/nebo razník (27) mohou být vně opatřeny tenkostěnným pláštěm (8), mezi nímž a matricí (26) a/nebo razníkem (27) je uspořádána komora chladiče (12, 18), který je s výhodou opatřen otvory (10), uspořádanými v příčných stěnách mezi vnějším tenkostěnným pláštěm (8) a dutinou (1). Matrice (26) může mít spodní část tvarovací stěny (15) propojenou se dnem (13) dutiny (1) prostřednictvím spojů (16), zasahujících do přebytku (17) zkondenzovaného kovu na dně (13). Tyto spoje (16)ŕ
Description
(57) Anotace:
Přípravek pro tvarování skloviny, umožňující tvarování a chlazení skla za podmínek blízkých izotermických. Jehož matrice (26) a/nebo razník (27) mají tenkostěnné tvarovací stěny (5, 15) tloušťky δ v rozmezí 5 až 10 mm. Přívodní trubka (19, 20) pro vytvoření hermeticky uzavřené dutiny (1) je zaslepena, tlak v dutině (1) Je nejvýše 6,65 . 10'3 Pa při pokojové teplotě. Vnitřní povrch (12) dutiny (1) matrice (26) a/nebo razníku (27) Je opatřen nejméně Jednou vrstvou sítky (2, 14) z nerezavějící oceli. Matrice (26) a/nebo razník (27) mohou být vně opatřeny tenkosténným pláštěm (8), mezi nímž a matricí (26) a/nebo razníkem (27) Je uspořádána komora chladiče (12, 18), který Je s výhodou opatřen otvory (10), uspořádanými v příčných stěnách mezi vnějším tenkosténným pláštěm (8) a dutinou (1). Matrice (26) může mít spodní část tvarovací stěny (15) propojenou se dnem (13) dutiny (1) prostřednictvím spojů (16), zasahujících do přebytku (17) zkondenzovaného kovu na dně (13). Tyto spoje (16) mohou být tvořeny příčkami z porézního materiálu, které dělí dolní dutinu (1) na sekce, propojené prostřednictvím otvorů (25) ve spojích (16). Razník (27) uvnitř své dutiny (1) může mít uspořádanou tenkostěnnou dělicí stěnu (3) s dolní základnou (4), pevně přiléhající k povrchu, jejíž horní část Je opatřena okny (6),
Přípravek pro tvarování skloviny
Oblast techniky
Vynález se týká přípravku pro tvarování skloviny. Přípravek se skládá z matrice a/nebo razníku, zahrnující hermeticky uzavřenou dutinu, jejíž vnitřní povrch je pokryt vrstvou žáruvzdorného porézního materiálu, vyplněnou alkalickým kovem, schopným se intenzivně odpařovat při teplotě tvarování.
Dosavadní stav techniky
Rostoucí potřeby řady průmyslových odvětví, jako je výroba automobilů, elektrotechnika, kosmická technika atd., nezajišťují při výrobě výrobků konstrukční optiky z tepelně odolných skel tradičními způsoby tepelnou regulaci přípravků na tvarování skla z důvodů krajné neobvyklých podmínek tepelného zatížení při vzájemném působení tvarovacích povrchů a skloviny.
Pravidlem je, že stupeň viskozity skloviny exponenciálně závisí na teplotě a je velmi citlivý na teplotu pracovních povrchů tvarovacích přípravků. Tvarování výrobků ze skla se obyčejně provádí v teplotním intervalu tvarovacích povrchů - 400 - 600 ’C. Nízká tepelná vodivost žáruvzdorných oceli způsobuje značně nerovnoměrné rozdělení teploty a tepelných toků, které probíhají po obvodě tvarovacích přípravků. Rychlý nárůst viskozity skloviny a značně nerovnoměrné rozložení teploty na tvarovacím povrchu vedou k vytvoření různých vad na výrobcích.
Při práci s tvarovacím přípravkem při dolní teplotní hranici okolo 400 ’C vznikají na povrchu výrobku takové vady, jako soustředné vrásnění, vlnitost, nestejnoměrná tloušťka stěny, praskliny a jiné vady. Při práci při horní teplotní hranici cca 600 ’C vzniká nebezpečí nalepování skloviny na tvarovací povrchy zařízení.
s tím je povrchů a Při lisováni nejvíce tepelně zatížen pracovní povrch razníku, kdy na stovky Wattů na čtvereční cennutné provádět intenzivní odvod tepla odvod sumárního tepla, předaného formě skleněných výrobků na automatizovaných
Současné z tvarovacích sklovinou. linkách je hustota tepelných toků se měří timetr plochy.
Snahy o zvýšení výkonnosti procesu lisováni skleněných výrobků a o zvýšení jejich kvality vedly k vyvinutí systému chlazení tvarovacího přípravku pomocí kondenzace nasycených par rtuti, popsané v patentu USA č. 3 285 728. Za základ daného způsobu byl položen fyzikální proces odnímání tepla z tvarovacího povrchu prostřednictvím varu teplonosné látky, tekutého kovu, např. rtuti, ve velkém objemu. Teplo, odebrané tvořícími se párami, se přenáší ke chladicímu hadu, umístěnému uvnitř dutiny tvarovacího přípravku a zde páry kondenzuji. V souladu s tímto vynálezem se vnitřní povrch dutiny tvarovacího přípravku pečlivě očistí od olejových nečistot, dutina se naplní rtutí do úrovně, převyšující vrchní okraj skleněného výrobku, a prostor dutiny nad hladinou tekutého kovu se zaplní inertním plynem nebo dusíkem. Smáčivost vnitřního povrchu dutiny se zabezpečuje přidáním titanu a hořčíku
-1CZ 281240 B6 do rtuti. Tlakem inertního plynu v dutině je určena teplota varu rtuti. Vařící se rtuťová hmota při tom odvádí teplo z tvarovacího povrchu zařízení a zároveň udržuje na tvarovacím povrchu potřebnou teplotu, regulovatelnou procesem kondenzace par změnou průtočného množství chladicí látky v chladicím hadu. Při realizaci výše popsaného způsobu chlazení tvarovacího přípravku značné množství tekutého kovu (rtuti) způsobuje vysokou tepelnou setrvačnost zařízení jako celku. Další nepříznivou okolnosti je přítomnost inertního plynu nebo dusíku v dutině, bránící postupu nasycených par k povrchu kondenzátoru. V této souvislosti je operativní řízeni tepelného stavu tvarovacího přípravku velmi problematické .
Zlepšení podmínek chlazení tvarovacího přípravku a tím i jakosti skleněných výrobků bylo dosaženo způsobem výroby skleněných předmětů, popsaným ve zveřejněné české patentové přihlášce č. 2121-93 ruského přihlašovatele o názvu Způsob výroby skleněných výrobků a zařízení k provádění tohoto způsobu”, korespondující se zveřejněnou mezinárodní PCT přihláškou č. 9316007.
V této přihlášce je uvedeno zařízení na výrobu skleněných výrobků, vytvořené jako lisovací zařízení, obsahující alespoň jeden tvarovací prvek s dutým prostorem, v němž je uložen materiál, schopný se intenzivně odpařovat za pracovní teploty, a lisovací zařízeni je opatřeno prvkem pro řízení teploty tohoto materiálu v lisovacím teplotním intervalu. Podstatné, na tomto technickém řešení je vybavení zařízením pro odvzdušňováni dutého prostoru tvarovacího prvku, přitom na vnitřní ploše dutiny je uspořádána vrstva porézního materiálu. Ve stěně tvarovacího prvku je uspořádán nátrubek pro přívod materiálu, schopného se intenzivně odpařovat za pracovní teploty, který je spojen se zařízením pro odvzdušňováni dutého prostoru tvarovacího prvku. Materiál, schopný se intenzivně odpařovat za pracovní teploty, je uložen v dutém prostoru tvarovacího prvku v množství, přesahujícím množství , potřebné pro vyplnění dutého prostoru nasycenými párami tohoto materiálu a nasycení vrstvy porézního materiálu. Materiál, uložený v dutém prostoru tvarovacího prvku, schopný se odpařovat za pracovní teploty, je alespoň jeden ze skupiny alkalických kovů, např. sodík. Podle popsaného způsobu tvarování se vnitřní povrch tohoto tvarovacího přípravku pokryje vrstvou porézního žáruvzdorného a proti korozi odolného materiálu. Tvarovací přípravek se zahřeje na teplotu, odpovídající dolní hranici tvarovacího intervalu, cca 400 C, potom se dutina odčerpá na hodnotu p = 0,02 až 01 Pa a dutina se plní tekutým kovem se schopností intenzivního vypařováni. V procesu tvarování výrobků se kondenzací udržuje tlak nasycených par sodíku v rozmezí 0,08 až 12 kPa, který na pracovních površích udržuje teplotu v rozmezí 400 až 650 ’C. Jako porézní žáruvzdorný materiál se používají kovové síťky z nerezavějící oceli. Při tomto způsobu se využívá princip vypařování - kondenzace, t. j. přenosu tepla od nejvíce tepelně namáhaných částí tvarovacích povrchů k méně tepelně namáhaným částem změnou skupenství materiálu, který je umístěn uvnitř dutiny a má schopnost intenzivního vypařování. Přeprava teplonosného média se uskutečňuje pomoci kapilárních sil porézního materiálu, jimž je pokryt vnitřní povrch dutiny.
Nevýhodou tohoto přípravku je, že zahřívání dutiny na nižší teploty teplotního intervalu tvarování vede jen k částečné dest
-2CZ 281240 B6 rukci plynů, adsorbovaných povrchem kovů a povrchem porézního materiálu. Tyto plyny společné se složkami vzduchu reagují s porézním skeletem síték a okysličují kov. Při následovném odčerpání plynů z dutiny se odstraňují plyny, které již sehrály svoji negativní roli. Poslední okolnost je ještě zhoršena tím, že v dutině zůstávají plyny v podobě povlaků, adsorbovaných pevným povrchem, jejichž rozrušení probíhá při intervalu tvarování skleněných výrobků. Část těchto plynů, která se uvolní v procesu lisování, reaguje s chemicky vysoce aktivním tekutým alkalickým kovem-teplonosným médiem a vytvoří pevnou suspenzi, zbývající část je vytěsněna nasycenými párami tekutého kovu do vrchní části dutiny tvarovacího prvku a blokuje tím na části vnitřního povrchu kondenzaci nasycených par. Tvořící se pevné suspenze zaplňují kapilární kanály porézního materiálu a tím snižují množství přiváděného tekutého kovu k tepelné namáhaným místům.
Uvedené okolnosti ve značné míře zabraňují efektivnímu využití použitých mechanických přenosů tepla, což v řadě případů vede k nestabilní práci tvarovacího zařízení.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatné omezí u přípravku pro tvarování skloviny, jehož matrice a/nebo razník má uzavřenou dutinu, do níž vyúsťuje přívodní trubka pro její plnění alkalickým kovem, schopným se intenzivně odpařovat při teplotě tvarování, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že matrice a/nebo razník mají tenkosténné tvarovací stěny tloušťky v rozmezí 5 až 10 mm, přívodní trubka pro vytvořeni hermeticky uzavřené dutiny s tlakem nejvýše 6,65.10-3 Pa při pokojové teplotě je zaslepena, a vnitřní povrch dutiny matrice a/nebo razníku je opatřen nejméně jednou vrstvou síťky z nerezavějící oceli.
Je výhodné, když matrice a/nebo razník jsou vně opatřeny tenkosténným pláštěm, mezi nimž a matricí a/nebo razníkem je uspořádána komora chladiče. S výhodou je chladič opatřen otvory, uspořádanými v příčných stěnách mezi vnějším tenkosténným pláštěm a dutinou.
Též je výhodné, když matrice má spodní část tvarovací stěny propojenou se dnem dutiny prostřednictvím spojů, zasahujících do přebytku zkondenzovaného kovu na dně. S výhodou jsou spoje, tvořeny příčkami z porézního materiálu, které dělí dolní dutinu na sekce, propojené prostřednictvím otvorů ve spojích.
Rovněž je výhodné, když razník uvnitř své dutiny má uspořádánu tenkostěnnou dělicí stěnu s dolní základnou, pevně přiléhající k povrchu, jejíž horní část je opatřena okny. S výhodou má razník v prostoru mezi vnitřním povrchem své dutiny a tenkosténnou dělicí stěnou volně uloženy třísky z nerezavějící oceli a/nebo zirkonia.
Hlavní výhodou konstrukčního uspořádáni tvarovacího prvku podle tohoto vynálezu při využití optimálního způsobu tvarování je vytvoření podmínek pro tvarování a ochlazení skla, které jsou blízké tvarováni za izotermických podmínek, respekt, izotermickému tvarováni skla. Hermeticky uzavřená dutina tvarovacího prvku
-3CZ 281240 B6 v tenkostěnném plášti se zaslepenými přívodními trubkami umožňuje dodržení stálého tlaku, který je optimální pro vypařování a kondenzaci kovu.
Tenkostěnný plášť přípravku napomáhá lepšímu přestupu tepla, a tím i rychlejšímu pracovnímu cyklu, menší tepelné kapacitě a tím i vyšším dynamickým vlastnostem soustavy přípravku. Díky tenkostěnnému plášti má přípravek nižší hmotnost i nižší náklady, a lepší manipulovatelnost ve srovnání se stávajícími přípravky. Tímto přípravkem se dosahuje cíle vynálezu, a to chlazení tvarovacího přípravku při současném tvarování skloviny, rovnoměrného rozložení teploty na tvarovacích površích a efektivního odvodu tepla od tepelné namáhaných částí a tím rovnoměrného narůstání viskozity skloviny. Výsledkem jsou tenkosténné skleněné výrobky s vysokou kvalitou povrchu.
Konstrukční řešení přípravku zaručuje vysoce intenzivní vypařování tekutého kovu bez jeho varu z povrchu porézního materiálu, napuštěného tekutým kovem a pokrývajícího tepelně namáhané části, zaručuje přenos značného množství tepla nasycenými párami od nejvíce tepelné namáhaných části tvarovacích povrchů k méně tepelně namáhaným, čímž se vyrovnává teplotní pole.
Podstatným momentem je přitom napouštění porézních vrstev sítěk bez zatopeni jejich povrchu, protože kapalina v tenké vrstvě porézní struktury získává vlastnosti, odlišné od vlastností kapaliny ve volném objemu. Tekutý kov, napuštěný v porézním materiálu, umožňuje vysoké přehřátí bez vzkypění. Vypařováním z povrchu porézní vrstvy se vytvářejí vyduté menisky na otevřených pórech, čímž se snižuje tlak nasycených par nad povrchem vrstvy. Tím se povrch, z něhož se vypařováni uskutečňuje, dvakrát zvětšuje. Takovým uspořádáním, s vyloučením možnosti zatopení povrchu porézního materiálu tekutým kovem, se zajistí podmínky vysoce intenzivní tepelné výměny na tepelně namáhaném povrchu. Přenos zkondenzované kapaliny na tepelně namáhané části vnitřních tvarovacích povrchů se uskutečňuje pomoci kapilárních sil porézního materiálu. Tak probíhá nepřetržitý cyklus tekutého kovu změnou skupenství v řetězci následných změn kapalina - pára - kapalina. Rovnoměrným rozložením teplot se zajišťuje rovnoměrný nárůst viskozity skloviny na různých místech tvarovaciho povrchu, což umožňuje vyrábět tenkosténné skleněné výrobky s vysokou kvalitou povrchu.
Zabezpečeni porézního materiálu, nasáklého tekutým kovem a pokrývajícího tvarovací stěnu, proti vysycháni zajišťují spoje s přebytkem tekutého kovu. Lepší průchodnost nasycených kovových par spoji umožňují otvory těchto spojů. Třísky z nerezavějící oceli nebo zirkonia zvětšuji kondenzační povrch v jímce kondenzujícího kovu.
Otvory chladiče, uspořádané v příčných stěnách mezi pláštěm a dutinou, umožňují průchod chladicího média.
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné provedeni vynálezu je podrobně popsáno dále a je znázorněno na připojeném obrázku dvou tvarovacích přípravků v nárysném vnějším pohledu s částečnými svislými řezy a průhledy.
-4CZ 281240 B6
Příklady provedení vynálezu
Na připojeném obrázku jsou znázorněny dva přípravky pro tvarování skloviny, v horní části obrázku je přípravkem razník 27, v dolní části matrice 26 sklářské formy.
V souladu s vynálezem se provádí chlazení razníku 27 a matrice 26 v procesu lisování světelných filtrů leteckých polohových světel z tepelně odolného hlinitoboritokřemičitého skla. Těmito přípravky tvarované výrobky představovaly skleněné polokoule o průměru 280 mm a tloušťce stěny 3,5 mm. Jak razník 27, tak i matrice 26., uvedené na obrázku, jsou tenkostěnné obalové konstrukce, kde 8/L «< 1, přičemž 8. je tloušťka stěny, L je charakteristický libovolný vnější rozměr přípravku. V optimálním rozmezí matrice 26 a/nebo razník 27 jsou zhotoveny z tenkosténného pláště 8., jehož poměr tloušťky 8. stěny k libovolnému obrysovému rozměru L je vyjádřen vztahem 8/L = 0,1 až 0,2 ku 1, při tloušťce 8. stěny 5 až 10 mm. Tloušťka stěn razníku 27 a matric 26 byla 5 mm. Tato obalová konstrukce pláště 8. zabezpečuje minimální hydrodynamický odpor při transportu nasycených par tekutého kovu od tepelně namáhaných ke studeným oblastem přípravku, kde dochází k jejich kondenzaci. Při volbě tloušťky 8. stěny se vychází z následujících momentů. Na jedné straně tloušťka 8. stěny musí zabezpečit minimální odpor vedení tepla ze skloviny s cílem zajištění izotermického rozdělení teploty po pracovní ploše a na druhé straně musí zabezpečit dostatečnou mechanickou tuhost obalové konstrukce pláště 8, aby se zabránilo deformacím razníku 27 nebo matrice 26 přípravku při lisování skloviny.
Konstrukce horního přípravku, v tomto případě tedy razníku 27 sklářské formy, má hermetickou dutinu 1, na jejímž vnitřním povrchu je několik vrstev keprové tkaniny z nerezavějící oceli, představující horní síťky 2, upevněných na vnitřním povrchu dutiny pomoci bodového elektrického svařováni. Uvnitř dutiny 1 se nalézá tenkostěnná dělicí stěna 3, jejíž dolní základna £ pevně přiléhá k povrchu a rozkládá se o něco výše než tepelně namáhaná část horní tvarovací stěny 5 razníku 27 a má řadu oken 6, které slouží pro volný průchod nasycených par tekutého kovu. Tenkosténná dělicí stěna 2 vytváří kruhový prostor pro sběr kondenzujícího kovu 7, a její výška určuje maximální hydrostatický tlak, kterým se působí na tekutý kov, smáčející porézní materiál na tvarovací stěně 5.· Tenkostěnná dělicí stěna 2 je zvláštní přehrada, chránící porézní materiál v dolní části tvarovacího přípravku, tedy razníku 27 , před jeho zatopením tekutým kovem. Vnější stěna razníku 27 je uzavřena do pláště 8, který tvoří uzavřený prostor komory chladiče 9. Cirkulace teplonosné látky v komoře chladiče 9 se uskutečňuje přes otvory 10 chladiče 9, uspořádané šachovnicovitě. Pro zvětšeni kondenzačního povrchu je kruhový prostor jímky 7 zaplněn třískami 11 z nerezavějící oceli nebo zirkonia. Do dutiny 1 razníku 27 se dá takové množství eutektické slitiny draslíku se sodíkem, které zajistí zaplnění části kruhového prostoru jímky 7 a smáčeni žáruvzdorného porézního materiálu v dutině.
Vybavení dolního přípravku, v tomto případě tedy matrice 26 sklářské formy, má některé zvláštnosti. Souvisí to s tím, že tekutý kov, který kondenzuje na vnitřním povrchu tělesa 12, stéká vlivem hmotnosti na dno 13 matrice 26 , a neexistuje nebezpečí zaplavení povrchu porézního materiálu dolní síťky 14 na tepelné
-5CZ 281240 B6 namáhané části. Je nezbytné jen zabezpečit porézní materiál, nasáklý tekutým kovem a pokrývající tvarovací stěnu 15 matrice 26. před vysýcháním. Z tohoto důvodu se tepelně namáhané části vnitřního povrchu dutiny 1 matrice 26 spojují prostřednictvím spojů 16 s povrchem, kde je přebytek 17 tekutého kovu.
Spoje 16 jsou úzké pásky, složené ze dvou vrstev porézního materiálu, spojené elektrickým svařením. Spoje 16 mohou mít různou konstrukci. Mohou mít podobu příček z porézního materiálu, které dělí prostor dutiny 1 matrice 26 na řadu sekcí, propojených prostřednictvím otvorů 25 spojů 16, zajišťujících průchod nasycených par. Při plnění dutiny 1 matrice 26 tekutým kovem je jeho množství limitováno tím, že páry, tvořící se na tepelně namáhané části tvarovací stěny 16 matrice 26, musí mít volný průchod k ostatním částem vnitřního povrchu dutiny. Kromě toho je nutné pamatovat na zvýšení tepelné setrvačnosti matrice se zvýšením množství tekutého kovu. Protože hlavní část přebytku 17 tekutého kovu je soustředěna v dolní části matrice 26., je prostor dolního chladiče 18 pro teplotní regulaci zařízení rovněž v této části matrice 26.
Tavení hlinitoboritokřemičité skloviny probíhalo při teplotě 1385 ±10 °C o viskozité log = 2,75. Teplota počáteční deformace skla byla 620 ± 5 ’C a koeficient délkové teplotní roztažnosti skla byl 54.10“7 stupeň -1. Barvení skla na červenou barvu se provádělo atomy médi, dodávané do skloviny v podobě síranu médnatého nanášením a vychlazením v chladicí peci při teplotě 570 °C po dobu 5-7 hodin. Dané sklo má tu zvláštnost, že uchovává v paměti svou tepelnou minulost při výrobě výrobku, a nerovnoměrnost rozdělení teplot na tvarovacich površích se projevuje na výrobcích v podobě nerovnoměrného zabarvení. Proto pro získání rovnoměrně zbarvených výrobků má důležitost rovnoměrné rozdělení teploty na tvarovacich površích.
Při experimentech se zkoušely dvě různé varianty. První varianta odpovídala tradiční technologii, kdy matrice 26 a razník 27 byly celokovové s chladicími kanálky. Druhá varianta odpovídala navrhovanému způsobu chlazení tvarovacího přípravku.
V souladu s tím byl vnitřní povrch dutiny 1 razníku 27 a matrice 26 přípravku pokryt vrstvou žáruvzdorného porézního materiálu, dvěma vrstvami síťky 2, 14 z nerezavějící oceli, pevně uchycené pomocí bodového elektrického svaření ve vzdálenostech 5 až 7 mm, přičemž body svařování jsou šachovnicovítě uspořádány. Byla použita síťka 2, 14 keprové pletené tkaniny s tloušťkou drátku 0,25 mm a útku 0,16 mm, propustnost sítek 2, 14 ve směru osnovy byla 80.10 ~12 m2, efektivní poloměr pórů 80 μιη, při objemové pórovitosti 0,5 - 0,6.
V dutině 1 razníku 27 byla vytvořena tenkostěnná dělicí stěna 2 z nerezavějící oceli o tloušťce 1,5 mm. V dutině 1 matrice 26 byly vytvořeny spoje 16 ze stejných sítěk 14.. Šířka spojů 16 byla 6 mm. Tloušťka stěn razníku 27 a matric 26 byla 5 mm. Po svaření částí, tvořících tvarovací přípravek, razník 27 nebo matrici 26 , se dutina 1 profoukla inertním plynem přes přívodní trubky 19, 20 pro jejich následné plnění tekutým kovem. Inertní plyn byl vyčištěn pomocí granulovaného silikagelu, což je pórovi
-6CZ 281240 B6 tý gel kyseliny křemičité, který pohlcuje vlhkost a jiné plynné směsi. Kromě silikagelu je možné použít polyhydrát hlinitokřemičitanu. Profukování argonem se provádělo přetlakem 0,1.105 Pa po dobu dvou až tří minut.
Dutiny 1 tvarovacích prvků se při pokojové teplotě 20 ’C odčerpaly na 1,35.10 -2 Pa. Potom se prováděl ohřev přípravku rychlostí 0,4 stupně za minutu při stálé hodnotě vakua do teploty 670 °C. Rychlost ohřevu, zabezpečující konstantní tlak 1,35.10-2 Pa, se může měnit v závislosti na objemu a tvaru dutiny 1.
Vzdušným ofukem vnějšího povrchu přípravku byl přípravek ochlazen na teplotu 220 ’C a dutiny 1 se znovu naplnily inertním plynem přetlakem 0,1.105 Pa, pročištěném přes uvedené adsorbenty. Viskozita a povrchové napětí eutektické směsi při dané teplotě zajišťují podmínky samovolného smáčení porézního materiálu, a zároveň při dané teplotě už nedochází k intenzivnímu vypařování tekutého kovu.
Následně se provedlo dávkováni tekutého kovu do každé dutiny 1 naplněné inertním plynem a zvýšil se jeho tlak na 0,5.105 Pa. Do dutiny 1 razniku 27 se dávkovalo 170 cm3 a do dutiny matrice 26 210 cm3 eutektické slitiny. Smáčení inertním plynem při tlaku 0,5.105 Pase provádělo po dobu jedné hodiny. Po ochlazení tvarovacího přípravku na teplotu 30 ’C se jeho dutina odčerpala na
6,65.10-3 Pa přes trubky 19., 20. Potom se dutina tvarovacího přípravku uzavřela.
Dále se při tvarováni skloviny v dutině 1 udržoval tlak nasycených par eutektické směsi K-Na v rozmezí (2 - 50) kPa, což na tvarovacím povrchu zajišťovalo teplotu okolo 500 C. Regulace tlaku v dutinách 1 se prováděla kondenzací par pomocí chladičů 9, 18. V razniku 27 chladič 9 pokrývá vrchní část žebrovaného povrchu. Konce trubek 21, 22 chladicí látky, přes které se dopravuje a odvádí chladicí médium, jsou vyvedeny do horní části přípravku, v tomto případě razniku 27.. Jako chladicí látky mohou být využity stlačený vzduch, voda nebo směs voda-vzduch. Množství teplonosné látky se regulovalo speciálním zařízením v závislosti na teplotě par eutektika, která se měřila pomocí termočlánku 23. Stékající kondenzát v dutině 1 razniku 27 postupuje do prostoru, vytvořeného boční vnitřní stěnou razniku 27 a dělicí stěnou 2· Tímto způsobem shromážděný kondenzát působí hydrostatickým tlakem sloupce kapaliny na tekutý kov 8.105 Pa, což odpovídá výšce kruhové kapsy'' asi 10 cm, smáčející porézní materiál tepelně namáhané části tvarovacích stěn 5, 15. Tím byly dosaženy dva cíle. Na jedné straně byly zajištěny podmínky, které chrání porézní materiál tepelné namáhané části před vysýcháním při vysokém tempu tvarováni skloviny, a na straně druhé byla vyloučena možnost zatopeni porézního povrchu na této části.
V matrici 26 se pro regulaci teploty par eutektické slitiny v intervalu teplot tvarování používal dolní chladič 18, umístěný v její dolní části. Přitom se pro chlazení používal stlačený
-7CZ 281240 B6 vzduch, přiváděný přes pracovní stůl 24 lisu do prostoru, vytvořeného mezi dnem 13 matrice 26 a povrchem pracovního stolu 24 lisu. Kondenzát, tvořící se na stěnách matrice 26, stékal dolů vlivem hmotnostních sil. Tím se na dně 13 matrice tvoří přebytek 17 tekutého kovu Pro ochranu porézního materiálu na tepelně namáhané části sítky 14 matrice 26 a tvarovací stěny 15 matrice před vysýcháním se prováděl přenos tekutého kovu z míst, kde je jeho přebytek 17, do míst s potenciálním nedostatkem, působením kapilárních sil spojů z porézního materiálu, spojujících tyto části.
Skleněné výrobky, získané uvedeným postupem na uvedených přípravcích podle tohoto vynálezu, měly absolutně hladký povrch
| a odstraněnou 3,5 ± 0,5 mm. | pruhovitost. Tloušťka stěny výrobků byla Výrobky byly rovnoměrně zbarveny s propustností |
± 2 %, což svědčí o vysokém stupni izotermičnosti tvarovacích povrchů. Při tradičním způsobu tvarování na celokovových lisovacích formách měly všechny výrobky pruhovitost okolo místa, ohraničující kapku skloviny, tloušťka stěny byla 5 ± 0,5 mm a rovnoměrnost zbarvení 18 ± 5 %.
Průmyslová využitelnost
Řešení je vhodné pro jakoukoliv výrobu skla při jeho kvalitním tvarování za rovnoměrného ochlazování skla. Je určeno pro kvalitní výrobky z jakéhokoliv skla, zejména pro elektrotechniku, automobilový a letecký průmysl, kosmonautiku atd.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (7)
1. Přípravek pro tvarování skloviny, jehož matrice a/nebo razník má uzavřenou dutinu, do níž vyúsťuje přívodní trubka pro její plnění alkalickým kovem, schopným se intenzivně odpařovat při teplotě tvarováni, vyznačující se tím, že, matrice (26) a/nebo razník (27) mají tenkostěnné tvarovací stěny (5, 15) tloušťky (δ) v rozmezí 5 až 10 mm, přívodní trubka (19, 20) je zaslepena pro vytvoření hermeticky uzavřené dutiny (1), v dutině (1) je tlak nejvýše 6,65.10-3 Pa při pokojové teplotě, a vnitřní povrch (12) dutiny (1) matrice (26) a/nebo razníku (27) je opatřen nejméně jednou vrstvou síťky (2, 14) z nerezavějící oceli.
2. Přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že matrice (26) a/nebo razník (27) jsou vně opatřeny tenkostěnným pláštěm (8), mezi nímž a matricí (26) a/nebo razníkem(27) je uspořádána komora chladiče (12).
3. Přípravek podle nároku 2, vyznačující se tím, že chladič (9,18) je opatřen otvory (10), uspořádanými v příčných stěnách mezi vnějším tenkostěnným pláštěm (8) a dutinou (1).
-8CZ 281240 B6
4. Přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že matrice (26) má spodní část tvarovací stěny (15) propojenou se dnem (13) dutiny (1) prostřednictvím spojů (16), zasahujících do přebytku (17) zkondenzovaného kovu na dně (13).
5. Přípravek podle nároku 4, vyznačující se tím, že spoje (16) jsou tvořeny příčkami z porézního materiálu, které dělí dolní dutinu (1) na sekce, propojené prostřednictvím otvorů (25) ve spojích (16).
6. Přípravek podle nároku 1, vyznačující se tím, že razník (27) uvnitř své dutiny (1) má uspořádánu tenkostěnnou dělicí stěnu (3) s dolní základnou (4), pevně přiléhající k povrchu, jejíž horní část je opatřena okny (6).
7. Přípravek podle nároku 6, vyznačující se tím, že razník (27) má v prostoru mezi vnitřním povrchem (12) své dutiny (1) a tenkostěnnou dělicí stěnou (3) volně uloženy třísky (11) z nerezavějící oceli a/nebo zirkonia.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93033689/33A RU93033689A (ru) | 1993-06-30 | Способ охлаждения стеклоформующего инструмента |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ331794A3 CZ331794A3 (en) | 1996-05-15 |
| CZ281240B6 true CZ281240B6 (cs) | 1996-07-17 |
Family
ID=20144176
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ94915A CZ279920B6 (cs) | 1993-06-13 | 1994-04-15 | Způsob chlazení přípravku pro tvarování skloviny |
| CZ943317A CZ281240B6 (cs) | 1993-06-13 | 1994-04-15 | Přípravek pro tvarování skloviny |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ94915A CZ279920B6 (cs) | 1993-06-13 | 1994-04-15 | Způsob chlazení přípravku pro tvarování skloviny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (2) | CZ279920B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303669B6 (cs) * | 2009-05-25 | 2013-02-20 | Technická univerzita v Liberci | Razník pro tvarování skla lisováním |
-
1994
- 1994-04-15 CZ CZ94915A patent/CZ279920B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1994-04-15 CZ CZ943317A patent/CZ281240B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303669B6 (cs) * | 2009-05-25 | 2013-02-20 | Technická univerzita v Liberci | Razník pro tvarování skla lisováním |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ91594A3 (en) | 1995-04-12 |
| CZ331794A3 (en) | 1996-05-15 |
| CZ279920B6 (cs) | 1995-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100999216B1 (ko) | 주조 주형 가열방법 | |
| US4476916A (en) | Method of casting metal matrix composite in ceramic shell mold | |
| US4966615A (en) | Apparatus for cooling an optical fiber | |
| JP7116769B2 (ja) | ヒートパイプを用いた冷却装置の製造方法 | |
| CA2725745A1 (en) | Low stress dewaxing system and method | |
| JP6878639B1 (ja) | スポンジチタンの酸素濃度の分析方法 | |
| CZ281240B6 (cs) | Přípravek pro tvarování skloviny | |
| US4140512A (en) | Liquid cooling system for glass forming apparatus | |
| CN112404402B (zh) | 一种无气孔铝合金的铸造工艺 | |
| US3701266A (en) | Method of tempering glass in a liquid | |
| RU2087430C1 (ru) | Устройство для формования изделий из стекла | |
| JP5953019B2 (ja) | 高強度・高耐蝕性のアルミニウム製熱交換器の製造方法 | |
| US3995679A (en) | Continuous casting apparatus, and a method of casting | |
| WO2019176898A1 (ja) | 熱交換器の製造方法 | |
| CZ285701B6 (cs) | Způsob výroby skleněných výrobků a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| ES2935982T3 (es) | Método de fabricación de un módulo intercambiador de calor con al menos un circuito de circulación de fluido | |
| ITMO20080166A1 (it) | Metodi per ottenere una schiuma metallica a pori aperti, materiale composito e schiuma metallica a pori aperti | |
| JP4172150B2 (ja) | 不良ハンダボール発生率の少ないハンダボールの製造方法 | |
| RU2767108C1 (ru) | Устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов | |
| RU2755320C1 (ru) | Модель кристаллизатора | |
| SU950489A1 (ru) | Кристаллизатор | |
| JP2552501B2 (ja) | 炭化珪素質反応管の製造方法 | |
| US4909486A (en) | Apparatus for preparing a composite charge for a metallurgical fusion process | |
| CN119554898A (zh) | 一种亲疏水内壁的气芯同面超薄均热板及其制备方法 | |
| SU1135527A1 (ru) | Способ сушки многослойных комбинированных керамических форм |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20050415 |