CZ288584B6 - Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla - Google Patents

Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla Download PDF

Info

Publication number
CZ288584B6
CZ288584B6 CZ1996738A CZ73896A CZ288584B6 CZ 288584 B6 CZ288584 B6 CZ 288584B6 CZ 1996738 A CZ1996738 A CZ 1996738A CZ 73896 A CZ73896 A CZ 73896A CZ 288584 B6 CZ288584 B6 CZ 288584B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
temperature
tool
liquid metal
cavity
gases
Prior art date
Application number
CZ1996738A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ73896A3 (en
Inventor
Igor Anatoljevič Gorbaň
Zdeněk Jech
Original Assignee
Kavalier Forma S. R. O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kavalier Forma S. R. O. filed Critical Kavalier Forma S. R. O.
Priority to CZ1996738A priority Critical patent/CZ288584B6/cs
Publication of CZ73896A3 publication Critical patent/CZ73896A3/cs
Publication of CZ288584B6 publication Critical patent/CZ288584B6/cs

Links

Landscapes

  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

Izotermick² n stroj pro tvarov n skla obsahuj c tekut² kov pro zajiÜt n konstantn teploty po povrchu n stroje se pln tekut²m kovem tak, e se n stroj evakuuje spolu s d vkova em, p°i em se n stroj oh°eje na 600 a 650 .degree.C. Pot se n stroj ochlad na 350 a 400 .degree.C a do d vkova e se odm ° tekut² kov, na e se tekut² kov p°epust Ükrtic m ventilem do n stroje. N stroj se znovu evakuuje a oh°eje na teplotu 480.+-.20 .degree.C a po dosa en t to teploty se a do teploty v rozsahu 600 a 650 .degree.C prov d n kolikan sobn kr tkodob spojov n dutiny n stroje s komorou d vkova e, kter² je p°edem opakovan ods v n na hodnotu vakua p=10.sup.-2.n. a 10.sup.-3.n. Pa, a se vyrovnaj teploty na vn jÜ m povrchu n stroje, n stroj se hermeticky uzav°e.\

Description

Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla, při němž se na pracovní stěnu tvarovacího nástroje ze strany protilehlé sklovině nanese vrstva žáruvzdorného porézního materiálu, tvarovací nástroj se spojí s dávkovačem tekutého kovu, přes nějž se dutina tvarovacího nástroje odstává do hodnoty vakua p0= 10_I až 102Pa. Poté se tvarovací nástroj zahřívá do rozsahu teplot 600 až 650 °C, a následně se při snížené teplotě dávkuje tekutý kov, který je schopný intenzivně se odpařovat.
Dosavadní stav techniky
Tvarování výrobků ze skla na současných automatických výrobních linkách předpokládá celou řadu vlastností, které musí mít nástroje na tvarování skla. Standardně vyráběné formy však ne zcela zabezpečují tepelnou regulaci v procesu vlastního tvarování skloviny. Základní požadavky kladené na formy jsou zejména:
- udržování vysoké teploty pracovních povrchů forem při plynulém provozu linky,
- rovnoměrné rozložení teplot na pracovním povrchu forem při tvarování,
- stabilita teplotního pole na pracovním povrchu k lokální tepelné změně ve sklovině,
- stacionární odvod přebytečného tepla z tvarovacích nástrojů, a
- dlouhodobá použitelnost forem při kvalitní výrobě ve vztahu k objemu produkce.
Pokusy o zhotovení tvarovacích nástrojů, které si zachovávají dlouhodobě tyto vlastnosti, vedly k objevu vynálezu ruské priority, popsaného v analogickém českém patentu č. 285 701, kde je v principu vyložen způsob zhotovení formy na tvarování výrobků ze skla, která pracuje jako výměník tepla na vypařovacím a kondenzačním principu. Při tomto způsobu zhotovení forem na tvarování skla se pokrývá vnitřní povrch dutiny ve tvarovacím nástroji pro tvarování vrstvou korozi a žáru odolného porézního materiálu, jímž může být síťka z nerezavějící oceli. Forma se opatří nátrubkem, spojí se se systémem dávkování tekutého kovu a se systémem k udržování podtlaku v dutině tvarovacího nástroje. Tvarovací nástroj se zahřívá na teplotu při spodní hranici intervalu okolo 400 °C, při které probíhá později tvarování, v dutině se vytvoří prostředí o tlaku p = 0,02 až 0,1 Pa a do dutiny tvarovacího nástroje se dávkuje tekutý kov schopný intenzivního odpařování.
Tento způsob zhotovení sklářské formy zajišťuje velmi dobře přenos tepla od tepelně více namáhaných částí pracovního povrchu k tepelně méně namáhaným částem tím, že dochází ke stanovené změně nosiče tepla (tavenina - pára - tavenina) v intervalu teplot při tvarování. Doplňování vypařeného tekutého kovu na tepelně více namáhaných částech se děje působením kapilárních sil v porézním materiálu, který je vybaven vnitřní povrch dutiny formy.
Zahřívání na dolní hranici teplotního intervalu tvarování vede v dutině tvarovacího nástroje k částečnému vytěsňování plynů, které jsou absorbovány v kovu na vnitřním povrchu obalové konstrukce a povrchu drátu síťky. Vytěsňované plyny by se složkami vzduchu okysličovaly povrch porézní kostry. Proto se při následujícím vakuování odvádějí z dutiny plyny, které by mohly sehrát negativní roli. Děj je zesilován tím, že v dutině zůstanou zbytky plynů vznikajících z odadsorbovaných tvrdých povrchových vrstev, k jejichž štěpení dochází v intervalu teplot při tvarování výrobků ze skla. Oddělující se část těchto plynů v procesu tvarování výrobků ze skla vzájemně reaguje s chemicky velmi aktivním alkalickým kovem, a při tom vznikají pevné částice. Zbytky plynů vytěsňují později nasycené páry tekutého kovu k nejméně tepelně namáhaným povrchům obalu tvarovacího nástroje, blokují tak kondenzování nasycených par na
-1 9 podstatné části vnitřního povrchu. Mimo to tvrdé částice postupně zanášejí kapilární kanály porézního materiálu, čímž významně snižují přivádění nosiče tepla k tepelně namáhaným částem. V takovém případě nemůže tvarovací nástroj správně pracovat.
Podstatné zlepšení způsobu zhotovení tvarovacího nástroje na tvarování skla pracujícího na vypařovacím a kondenzačním principu přináší řešení, které je uvedeno v českém patentu č. 279920 o názvu „Způsob chlazení přípravku na tvarování skloviny“, kdy na pracovní povrch tvarovacího nástroje se ze strany položené proti sklovině nanese vrstva korozi a žáru odolného porézního materiálu, zahřívá se na teplotu okolo 400 °C. Potom se dutina přípravku vakuuje a 10 dávkuje se tekutý kov. Na pracovní stěnu tvarovacího nástroje se ze strany protilehlé sklovině nanese vrstva korozi a žáru odolného porézního materiálu a tvarovací nástroj se spoji s dávkovačem tekutého kovu, přes nějž se dutina tvarovacího nástroje odsává do hodnoty vakua Po = 10_I až 10~2 Pa, tvarovací nástroj se zahřívá do rozsahu teplot 600 až 650 °C. Následně se při snížené teplotě dávkuje tekutý kov schopný intenzivního odpařování.
Technologický postup zhotovení izotermického tvarovacího nástroje pro tvarování skla, uvedený v novém způsobu, podstatně zlepšuje řadu technologických parametrů tohoto nástroje bez slabých míst tím, že omezuje následující negativní vlivy:
Technický argon používaný při této technologii vždy obsahuje v nevyhnutelných množstvích částice kyslíku, vodíku, vodních par a uhlovodíků, které při kontaktu s tekutým kovem vstupují ve vzájemnou reakci, přecházejí v roztok a vytvářejí pevné částice v tekutém kovu.
Alkalický kov při plnění do dutiny tvarovacího přípravku obsahuje plynné, kovové a jiné příměsi. 25 Podle podmínek se mohou nacházet v tekutém kovu v podobě molekulárního roztoku, ale i v podobě pevné fáze jako jednoduché i složené sloučeniny.
Při zahřívání tvarovacího nástroje na pracovní teplotu se příměsi rozkládají a přecházejí zpěvné do plynné fáze. Sloučeniny typu hybridů tekutého kovu, které se lehce štěpí, se při zahřívání 30 rozkládají, a přitom se odděluje velké množství plynů. Chemicky disociují i jiné příměsi, které jsou v alkalickém kovu vždy přítomné. Při zahřání se např. oddělují v plynnou fázi i plyny, které jsou rozpuštěné v alkalickém kovu v podobě molekulárního roztoku.
Nevýhodou tohoto postupuje, že v případě, že by nebylo postupováno podle speciálního postupu 35 pro odplynování tekutého kovu, zůstalo by v dutině tvarovacího přípravku při pracovních teplotách tvarování značné množství nezkondenzovaných plynů. Nezkondenzované plyny mají vždy negativní vliv na správnou funkci izotermického tvarovacího nástroje, protože velké množství plynů v dutině tohoto nástroje je schopno úplně zablokovat vypařovací a kondenzační mechanismus přenosu tepla. Plyny se vyskytují v podobě vrstvy, která je pod tlakem par tekutého 40 kovu vytěsňována k nejméně tepelně namáhaným místům vnitřního povrchu dutiny. Vrstva plynů blokuje kondenzaci nasycených par tekutého kovu na nejméně tepelně namáhaných místech vnitřního povrchu dutiny. V takovém případě dochází v závislosti na tloušťce vrstvy plynů ke snížení transportu tepla uvnitř přípravku. Kromě toho se oddělují v mezerách mezi kapilární sítí a vnitřní stěnou konstrukce tvarovacího nástroje plyny, které mohou vést k vysušení kapilární 45 struktury, což s sebou přináší lokální přehřívání pracovního povrchu. Z toho vyplývá, že i toto zlepšené řešení nesplňuje úplně podmínky pro spolehlivou a efektivní funkci kondenzačních a vypařovacích mechanizmů přenosu tepla, což může vést v řadě případů k nestabilní funkci tvarovacího nástroje.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje na tvarování skla podle tohoto vynálezu, zabezpečujícího efektivní funkci 55 vypařovacího a kondenzačního mechanizmu přenosu tepla uvnitř tvarovacího nástroje, při němž
-2CZ 288584 B6 se na pracovní stěnu tohoto nástroje ze strany protilehlé sklovině nanese vrstva žáruvzdorného porézního materiálu, tvarovací nástroj se spojí s dávkovačem tekutého kovu, přes který se dutina tvarovacího nástroje odsává do hodnoty vakua p0 = 10“' až 10~2 Pa. Tvarovací nástroj se zahřívá do rozsahu teplot 600 až 650 °C, potom se při snížené teplotě dávkuje tekutý kov, který je schopný intenzivně se odpařovat. Podstata tohoto vynálezu spočívá vtom, že po ukončení zahřívání na teplotu 600 až 650 °C se teplota sníží na teplotu 350 až 400 °C, při které se dávkuje tekutý kov, načež se nástroj znovu zahřívá, přičemž až do teploty v rozsahu 600 až 650 °C, oddělující se plyny a páry z kovu se nepřetržitě odsávají až do teploty 480 ± 20 °C. Po dosažení této teploty se až do teploty v rozsahu 600 až 650 °C provádí několikanásobné krátkodobé spojování dutiny tvarovacího nástroje s komorou dávkovače, a dávkovač se vždy před krátkodobým spojením odsává na hodnotu vakua p = 10“2 až 10’3 Pa. Po vyrovnání teploty na vnějším povrchu tvarovacího nástroje se tento nástroj hermeticky uzavře.
Tímto způsobem se získá tepelně stabilní tvarovací nástroj, např. speciální sklářské formy pro automatické linky na výrobu skleněných předmětů. Formy mají při vlastním provozu izotermicky rozložené teploty po pracovním povrchu a umožňují tvarování skla za vysokých teplot.
Taková realizace způsobu zhotovení tepelně stabilního izotermického tvarovacího nástroje na tvarování skla zajišťuje spolehlivé odstranění plynů, které nezkondenzovaly, z dutiny tvarovacího nástroje před jeho hermetickým uzavřením a současně zajišťuje rovnoměrné nasycení kapilární a porézní struktury tekutým kovem. Podstata použitého principu odstranění plynů spočívá v tom, že při zahřívání tvarovacího nástroje se shromažďující plyny vlivem rostoucího tlaku nasycených par tekutého kovu vytěsňují k nejméně zahřívaným částem obalu tvarovacího nástroje. Zvolení dvojího intervalu teplot při zahřívání tvarovacího nástroje je spojeno s exponenciální změnou hustoty par tekutého kovu v závislosti na teplotě. Do teploty v intervalu 480 ± 20 °C je hustota par alkalického kovu zanedbatelná a množství procházejícího kovu při fázové změně (páratavenina) při škrcení je minimální, a proto se odvádění plynů vakuováním může vést trvale bez přerušování jejich toku bez nebezpečí prostupu alkalického kovu do vakuového systému, kupř. vývěvy. Při dalším zahřívání nad výše uvedený interval teplot je již hustota par tekutého kovu dostatečně vysoká ke zvyšování prostupu kovu při škrcení, což by mohlo být příčinou uzavření poměrně úzkého škrticího kanálu, ale i příčinou proskočení kapek tekutého kovu do komoiy dávkovače, ze které by mohl tekutý kov prostoupit do vakuové aparatury a vést k její vážnější poruše. Proto byl zvolen spolehlivější způsob s periodickým krátkodobým spojováním dutiny tvarovacího nástroje s komorou dávkovače, což zároveň umožňuje provádět kondenzujícího tekutého kovu od procházejících a nekondenzujících plynů.
Paralelně s tím dochází k nasycování již uvedené kapilární a porézní struktury tekutým kovem. Při zvyšování teploty viskozita tekutého kovu klesá a tekutý kov proniká působením kapilárních sil do všech nerovností, štěrbin a trhlinek na vnitřním povrchu obalu tvarovacího nástroje. Děj je ještě umocňován kondenzováním nasycených par tekutého kovu na ochlazovaných místech obalové konstrukce tvarovacího nástroje, a tak kov dokonale a rovnoměrně zaplňuje vnitřní kapilární a porézní strukturu.
Nekondenzující plyny se z dutiny tvarovacího nástroje odvádějí adiabatickým škrcením plynů a par na výstupu z dutiny tvarovacího nástroje při následující separaci plynů od kondenzujících par tekutého kovu. Proces rozšiřování směsi plyn/pára je veden adiabaticky proto, aby se vyloučil vliv vnějšího tepelného působení při zahřívání v místě připojení škrticího ústrojí k tvarovacímu nástroji. Aby se předešlo hmotnostním úbytkům odměřené dávky tekutého kovu, provádí se okamžitě po adiabatickém průtoku plynů a par na výstupu ze tvarovacího nástroje kondenzace nasycených par tekutého kovu a vracení kondenzátu do dutiny tvarovacího nástroje.
Po hermetickém uzavření tvarovacího nástroje se doporučuje znovu zahřívat tento nástroj v peci, a to v budoucí pracovní poloze na pracovní teplotu v rozsahu 600 až 650 °C a teplotu udržovat po dobu 3 až 4 hodiny. Doporučovaným procesem opakovaného ohřívání tvarovacího nástroje jsou sledovány dva cíle. Jednak se tím prověří spolehlivé hermetické uzavření tvarovacího nástroje a
-3CZ 288584 B6 jednak se dokonale imitují tepelné podmínky činnosti tvarovacího nástroje při tvarování, při nichž zejména zpočátku dochází knaprosto dokonalému vyplňování nerovností, štěrbin a trhlinek i kapilární a porézní struktury v tomto nástroji.
Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla v souladu s vynálezem obsahuje dále uvedené operace.
Na tvarovací povrch tvarovacího nástroje se ze strany položené proti sklovině nanáší vrstva složená z předem pečlivě odmaštěného kapilárního a porézního materiálu např. několik vrstev 10 sítek hladkého nebo křížového tkaní z nerezavějící oceli. Vytvoří se tak podmínky pro udržování tenké vrstvy tekutého kovu na tepelně namáhaném vnitřním povrchu tvarovacího nástroje.
Za pomoci elektrického obloukového sváření pod argonovou atmosférou se tvarovací nástroj opatří škrticím ústrojím, které je složeno z dostatečně úzkého dlouhého kanálu a uzavíracího 15 elementu. Heliovým hledačem netěsností se prověří těsnost svarem vytvořeného spojení.
Tvarovací nástroj se vloží do pece s programovatelným řízením teplot, škrticí ústrojí se spojovacím vakuovým elementem spojí s dávkovacím a vakuovým zařízením, dutina tohoto nástroje se vakuuje do hodnoty vakua p0 = 10’1 až ΠΓ2 Pa. Při nepřetržitém sání dutiny tvarovací20 ho nástroje se tento nástroj zahřívá na teplotu v rozsahu 600 až 650 °C, a v dutině tvarovacího nástroje se udržuje tlak p < p0. Cílem dané operace je odstranění různých škodlivin z dutiny tvarovacího nástroje negativně ovlivňujících smáčení materiálu sítě a vnitřního povrchu dutiny tekutým kovem. Na vnitřním povrchu obalové konstrukce a kapilárně porézním materiálu se nacházejí zbytky tuků, různých smolnatých škodlivin, sazí apod., které jsou pevně uchyceny na 25 povrchu a mají negativní vliv na smáčení vnitřních povrchů a vnitřního vybavení formy tekutým kovem. Kromě toho jsou přítomny v dutině různé plyny v podobě absorbovaných vrstviček vnitřních povrchů ve tvarovacím nástroji. Spolehlivým způsobem odstranění uvedených škodlivin je jejich termický rozklad. K rozkladu dochází při různých teplotách tzn., že pro jejich odstranění je nutné při zahřívání projít širokým teplotním intervalem, který prochází při vlastním 30 tvarování, tj. od okolní teploty na teplotu horní hranice tvarování T = T , a spíš o několik stupňů výše Τ = T + 50 °C. Nutno mít na mysli, že horní hranice teploty tvarování výrobků ze skla pro tvarovací nástroj je T* = 550 až 600 °C, proto se jeho zahřívání odkazem na předchozí uvedené vakuování dutiny provádí do teploty T = 600 až 650 °C. Opakované zkoušky ukázaly, že odstranění škodlivin z dutiny tvarovacího nástroje se zajistí při udržování vakua p= 101 až 35 102 Pa. Vyšší vakuum v dutině již není účelné, protože neúměrně prodlužuje dobu odplyňování dutiny, nebo vyžaduje použití speciálního velmi výkonného vakuového zařízení, a to bez dosažení významně vyššího „očištění“ dutiny v tvarovacího nástroji. Přitom je nutné vzít na vědomí, že hydrodynamický odpor škrticího ústrojí a dávkovače, spojujícího dutinu tvarovacího nástroje s hlavou vakuové difuzní vývěvy, vede k tomu, že hodnota vakua v hlavě difuzní vývěvy 40 a v dutině tvarovacího nástroje se liší v řádu. Doba provádění operace odplyňování dutiny tvarovací nástroje závisí na stupni znečištění dutiny a vyžaduje 10 až 16 hodin.
Potom se teplota tvarovacího nástroje sníží na 350 až 400 °C, a do dutiny tvarovacího nástroje se dávkuje odměřená dávka tekutého kovu, který je způsobilý intenzivního odpařování při teplotách 45 tvarování výrobků ze skla. Z kovů způsobilých k intenzivnímu odpařování mohou být používány různé materiály, např. alkalické kovy jako je sodík a draslík, nebo jejich skupiny např. eutaktická slitina sodíku s draslíkem ve hmotnostním poměru 78 :22 %. Pohodlně lze jako nosiče tepla v tvarovacím nástroji použít uvedenou slitinu, protože tato slitina tuhne při teplotě minus 12 °C, což dovoluje pracovat s ní i při okolní teplotě jako s kapalinou. Teploty v rozsahu 350 až 400 °C 50 jsou teploty dostatečné pro intenzivní rozklad nejméně tepelně stabilních sloučenin příměsí, které jsou v tekutém kovu vždy přítomné. Při uvedených teplotách se rozkládají a přecházejí do plynné fáze takové organické sloučeniny jako jsou parafíny, petroleje apod., které jsou v malých množstvích obsaženy v alkalických kovech. Kromě toho při uvedených teplotách dochází k rozkládání hydridů a přitom se odděluje značné množství vodíku. Všechny oddělující se plyny 55 se odsávají přes dávkovač difuzní vývěvou.
-4CZ 288584 B6
Tvarovací nástroj se zahřívá do teploty 480 ± 20 °C a při vzestupu teplot se teprve odsává směs plynů a par vývěvou. Při zvyšování teploty se nejprve rozkládají všechny těžko se rozkládající příměsi organických sloučenin alkalických kovů, později se začínají rozkládat sloučeniny typu nitridů kovových příměsí, a také nitridů sodíku a draslík.
Po dosažení teploty 480 ± 20 °C se až do teploty v rozsahu 600 až 650 °C provádí několikanásobné krátkodobé spojování dutiny tvarovacího nástroje s komorou dávkovače, který je předem odsáván na hodnotu vakua p = 10~2 až 10“3 Pa. Tím se umožní, aby se nezkondenzované plyny a páiy tekutého kovu rozšiřovaly škrcením průtoku plynů a par po takovou dobu, až se vyrovnají teploty na vnějším povrchu tvarovacího nástroje a nástroj se potom hermeticky uzavře. Počínaje od teploty 480 ± 20 °C se hustota par alkalických kovů sodíku a draslíku stává významnou a exponenciálně nerůstá se zvyšováním teploty. V tomto teplotním intervalu při odstraňování nezkondenzovaných plynů z dutiny tvarovacího nástroje prostupují do škrticího kanálu také páry alkalického kovu, které vzhledem ke své relativně vysoké hustotě způsobují přenos hmoty kovu do škrticího kanálu. Kondenzováním kovu na výstupu z dutiny tvarovacího nástroje může kov poměrně snadno překrýt úzký kanál tím, že nestačí stékat zpět do dutiny tvarovacího nástroje. V tom případě, působením intenzivního kovu plynů a par, kov v podobě kapek postoupí až do komory dávkovače, což může vést až k poruše v provozu vakuového zařízení. Aby se předešlo těmto nepříjemnostem, provádí se spojení dutiny tvarovacího nástroje s komorou dávkovače právě popsaným způsobem jejich krátkodobého spojování. V intervalu teplot od 480 ± 20 °C do 600 až 650 °C dochází k rozkladu těžko se rozkládajících sloučenin, které také obsahují plyny. Vodík ve slitině s draslíkem existuje v podobě termicky relativně pevných spojení, a oxidy sodíku a draslíku, hydroxidy a uhličitany sodíku a draslíku, se jeví rovněž jako velmi pevná spojení. Dusík, kyslík, oxid uhličitý apod. se oddělují při zahřívání řady příměsí, přecházejí do plynné fáze a shromažďují se v dutině tvarovacího nástroje, přitom tlaky plynné a parní směsí v dutině tvarovacího nástroje postupně narůstají. Výsledný tlak v dutině tvarovacího nástroje se skládá ze součtu parciálních tlaků oddělujících se plynů a nasycených par tekutého kovu při dané teplotě, přičemž absolutní hodnota výsledného tlaku je závislá na stupni čistoty tekutého kovu a na teplotě tvarovacího nástroje. Shromážděné nekondenzující plyny v dutině jsou vytěsňovány nasycenými parami tekutého kovu k místu spojení dutiny a tvarovacího nástroje se škrticím kanálem, které je relativně „chladné“, což se zajišťuje podmínkami zahřívání tvarovacího nástroje v peci. Při krátkodobém otevření uzavíracího ventilu, spojujícího dutinu s komorou dávkovače na p = 10~2 až 1(T3 Pa, nekondenzující plyny a kondenzující páry se pod působením tlakového spádu usměrňují ke komoře dávkovače, a provádí se škrcení toku plynů a par. Hydrodynamický odpor škrticího ústrojí, sestávajícího z úzké a dlouhé trubice a uzavíracího ventilu, vede k tomu, že se na nich ztrácí část tlaku nekondenzujících plynů. Výsledkem toho je, že se teplota plynů a par při průtoku snižuje. V takovém případě páiy alkalického kovu kondenzují na stěnách kanálu poblíž místa spojení škrticího ústrojí s dutinou tvarovacího nástroje, atak jsou zajišťovány podmínky pro spolehlivou separaci kondenzujících par tekutého kovu od nekondenzujících plynů a odvedení plynů z dutiny tvarovacího nástroje. Vakuum v dávkovači s hodnotou tlaku p = 10-2 až 103 Pa zajišťuje podmínky pro proces odvádění nežádoucích nekondenzujících plynů z dutin tvarovacího nástroje a poměrně snadno se realizuje standardní čerpací aparaturou.
Požadavek na krátkodobost otevření uzavíracího ventilu je dán s ohledem na minimalizaci ztrát hmotnosti kovu, který postupuje do komory dávkovače při velmi vysokých teplotách. Krátkodobé otevření uzavíracího ventilu se několikrát opakuje proto, aby se předešlo vytvoření zbytečně vysokého tlaku plynů v dutině tvarovacího nástroje a tím se odvrátila možnost bouřlivého vzkypění tekutého kovu při okamžitém snížení tlaku v dutině při otevření uzavíracího orgánu. Homí hranice teploty při zahřívání T = 600 až 650 °C, po kterou se provádí odstranění plynů z dutiny tvarovacího nástroje, je dána požadavkem, aby se nekondenzující plyny neobjevily v dutině tvarovacího nástroje v procesu tvarování výrobků ze skla, což by mělo negativní vliv na práci celého tohoto nástroje. Při procesu odvádění plynů z dutiny tvarovacího nástroje se nezaostřený předěl mezi nekondenzujícími plyny a nasycenými parami kovu postupně
-5CZ 288584 B6 přemisťuje ke vstupnímu hrdlu kanálu ze strany dutiny, a teplota vnějšího povrchu tvarovacího nástroje v oblasti jeho spojení se škrticím kanálem se postupně zvyšuje. Rozložení teplot po vnějším povrchu tvarovacího nástroje se v závislosti na snižování plynů v dutině vyrovnává. Informace o tom se získává ze snímání teplot kontrolními plášťovými termočlánky, které jsou 5 upevňovány na obalu tvarovacího nástroje a u kořene škrticího zařízení. Okamžitě zvýšení teploty trubky škrticího zařízení svědčí průkazně o postupu nasycených par tekutého kovu. Vždy po uzavření ventilu škrticího zařízení se teplota trubky znovu snižuje tím, že blokuje hrdlo kanálu nekondenzujícími plyny a naopak. Po několikanásobném krátkodobém otevření kanálu škrticího zařízení nastupuje stacionární tepelný stav v tvarovacím nástroji a ve škrticím zařízení a nastává 10 tak izotermické rozdělení teplot na povrchu tvarovacího nástroje.
Potom se tvarovací nástroj vyjímá z pece, s pomocí svěrky se trubka uzavírá a odřezává. Po dokonalém odstranění zbytků tekutého kovu z místa odřezu se nástroj hermeticky uzavře svařením nátrubku elektrickým obloukem pod argonovou atmosférou.
Odstranění nekondenzujících plynů z dutiny tvarovacího nástroje se provádí adiabatickým škrcením plynů a par na výstupu z dutiny tvarovacího nástroje a následující separací plynů od kondenzujících par tekutého kovu. Místo spojení kanálu škrticího zařízení s dutinou tvarovacího nástroje se tepelně izoluje s cílem zamezit přívodu tepla z prostoru pece do tohoto místa. Tímto 20 způsobem se při zahřívání v peci toto místo stává relativně chladnějším a nekondenzující plyny se při zahřívání tvarovacího nástroje koncentrují do místa v blízkosti hrdla škrticího kanálu. Kromě toho to umožňuje provádět kontrolu teplot při vedení procesu odvádění nekondenzujících plynů do jejich úplného odstranění, když nasycené páry tekutého kovu zabezpečují rozložení teplot velmi blízké izotermickému. Hned za adiabatickým místem škrticího kanálu směrem 25 k dávkovači následuje ochlazovací část kanálu, kde dochází ke kondenzaci par tekutého kovu.
Toto uspořádání zabezpečuje spolehlivé oddělení nekondenzujících plynů od kondenzujících par tekutého kovu, čímž se předchází prostupu tekutého kovu do vakuového zařízení a jeho vyřazení z provozu.
Tvarovací nástroj se po jeho hermetickém uzavření znovu zahřívá v pracovní poloze na pracovní teplotu tohoto nástroje, která je v rozsahu 600 až 650 °C, na níž se teplota udržuje po dobu 3 až 4 hodiny. Po hermetickém uzavření dutiny tvarovacího nástroje svařením trubky elektrickým obloukem pod argonovou atmosférou se překontroluje vizuálně kvalita provedení závěrečného svaru, protože kontrola svaru heliovým hledačem netěsností již není možná. K ověření svarových 35 spojení se tvarovací nástroj znovu vkládá do pece a zahřívá se na teplotu v rozsahu 600 až 650 °C. Jestliže svar na tvarovacím nástroji není hermetický, na očištěném vnějším povrchu trubice se po zahřátí na uvedenou teplotu a po prodlevě objeví stopy vzájemného působení kovu s atmosférou v peci. Kromě toho se nejvyššího přenosu tepla v dutině tvarovacího nástroje při vypařovacím a kondenzačním principu dosahuje po několika hodinách práce tvarovacího 40 nástroje, což je způsobeno mimo jiné tím, že v kovových dílech formy zůstávají mikronerovnosti a mikrotrhlinky, nezaplněné tekutým kovem, což zhoršuje hydrodynamické vlastnosti pro průtok kapaliny v kapilárně porézním materiálu. Pravděpodobně při nepřetržité cirkulaci alkalického kovu při pracovních teplotách v dutině tvarovacího nástroje je vnitřní povrch konstrukce a povrch drátů porézní kostry pokrytý tenkými vrstvičkami oxidů, což má silný vliv na smáčení tekutým 45 kovem. Při opakovaném zahřívání v peci se postupně vrstvičky oxidů rozkládají a podmínky pro smáčení pro tekutý kov se zlepšují. Tepelné charakteristiky tvarovacího nástroje se po zahřívání a prodlevě tvarovacího nástroje při teplotách 600 až 650 °C v pracovní poloze v peci tím výrazně zlepšují.
Předložený způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje na tvarování skla zabezpečuje efektivní odvod tepla z tvarovacího povrchu tvarovacího nástroje a rozdělení teplot blízké izotermickému prostřednictvím spolehlivého fungování vypařovacího a kondenzačního mechanismu v dutině, což umožňuje zvýšit kvalitu povrchu výrobku ze skla a zvýšit produkci na automatických linkách pro tvarování skla.
-6CZ 288584 B6
I
Příklady provedení vynálezu
Podle vynálezu byla zhotovena sada matric, která nepřetržitě pracovala na automatické dvanáctimístné lince, lisující skleněné víko pro kuchyňské sklo o průměru 280 mm, při výšce víka 58 mm a tloušťce stěny víka 5 mm z borosilikátového skla Simax. Tvarovací nástroje, a to matrice, byly zhotoveny ze dvou polovin: vrchní díl matrice tvořil pracovní část tvarovacího nástroje, dolní díl tvořil dno a obal. Díly byly sestaveny jeden do druhého. Dolní část matrice měla otvor průměru 10 mm pro vložení škrticího zařízení. Tloušťky stěn horního a dolního dílu matrice byly stejné o tloušťce 10 mm. Obrysové rozměry matrice byly dány průměrem a výškou matrice, např. 340 x 105,5 mm. Vnitřní povrch sestavených dílů matrice byl pokryt dvěma vrstvami sítěk hladké vazby z nerezavějící oceli, které byly po jejich pečlivém odmaštění a mytí rozstříhány a upevněny k vnitřnímu povrchu elektrickým bodovým přivařením. Jako porézního materiálu bylo použito kovové síťky hladké vazby s průměrem drátu osnovy 0,25 mm, s průměrem drátu útku 0,16 mm a s efektivním rádiusem pórů 80 mikrometrů. Matrice byly zhotoveny ze žárupevné chromniklové oceli s 18 % Cr a 2 % Ni.
Do otvoru boční stěny dolního dílu matrice byla vložena úzká roura z nerezavějící oceli o průměru 10 mm o délce 1 000 mm, která byla opatřena na druhém konci škrticím ventilem z nerezavějící oceli. Roura byla svařena s obalem matrice a hermetičnost svarového spojení byla prověřována heliovým hledačem netěsností. Vnitřní povrch matrice včetně porézního materiálu byl podroben vakuové termické očistě od různorodých nečistot, které zůstaly po mytí. Objem dutiny byl 33 320 cm3 a vnitřní povrch dutiny byl 1 856 cm2. Nátrubek na konci ventilu byl hermeticky spojen s dávkovačem tekutého kovu, který byl spojen s vakuovým čerpadlem o sacím výkonu 210 litrů. Nej lepších výsledků bylo dosahováno, když byla část škrticí roury a část vnějšího povrchu matrice v místě spojení tepelně izolována skleněnou vatou typu Sibral. Na části škrticí roury, těsně vedle tepelně izolované části, byl umístěn chladič, na izolované části roury a na obalu matrice byly instalovány kontrolní termočlánky ke snímání teploty. Délka tepelně izolované části roury byla 100 až 150 mm, ochlazovaná část roury byla 120 mm, plocha izolované části vnějšího povrchu matrice v místě spojení s trubicí byla 70 až 90 cm2. Takto připravená matrice byla umístěna do pece s programovatelným řízením teploty, byla spuštěna vakuová aparatura, otevřen škrticí ventil k vakuování dutiny tvarovacího nástroje. Po dosažení hodnoty vakua v dutině p = 10”’ až 102 Pa byl tvarovací nástroj zahříván na teplotu v rozsahu 600 až 650 °C rychlostí zahřívání 0,6 - 0,9 °C/min, což zabezpečovalo udržení vakua v dutině Ρ<Ρο·
Po dosažení teploty 600 až 650 °C byla pec vypnuta a tvarovací nástroj byl ochlazován na teplotu v rozsahu 350 až 400 °C. Potom byl škrticí ventil uzavřen, pomalým otevíráním ventilu pro dávkování tekutého kovu se do dávkovače odměřil tekutý kov v množství 240 cm3. Potom se ventil pro dávkování tekutého kovu uzavřel.
Příkladné provedení neomezuje další možnosti a kombinace provedení v rámci rozsahu patentových nároků tohoto vynálezu.
Průmyslová využitelnost v
Řešení je určeno pro výrobu kvalitního povrchu skla tepelně stabilním izotermickým tvarovacím nástrojem, zejména skla užitkového a kuchyňského.

Claims (3)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla, při němž se na pracovní stěnu tvarovacího nástroje ze strany protilehlé sklovině nanese vrstva žáruvzdorného porézního materiálu, tvarovací nástroj se spojí s dávkovačem tekutého kovu, přes nějž se dutina tvarovacího nástroje odsává do hodnoty vakua p0= 101 až 10_2Pa, načež se tvarovací nástroj zahřívá do rozsahu teplot 600 až 650 °C, potom se při snížené teplotě dávkuje tekutý kov, který je schopný intenzivně se odpařovat, vyznačující se tím, že po ukončení zahřívání na teplotu 600 až 650 °C se teplota sníží na teplotu 350 až 400 °C, při níž se dávkuje tekutý kov, načež se nástroj znovu zahřívá až do teploty v rozsahu 600 až 650 °C, oddělující se plyny a páry z kovu se nepřetržitě odsávají až do teploty 480 ± 20 °C, po dosažení této teploty se až do teploty v rozsahu 600 až 650 °C provádí několikanásobné krátkodobé spojování dutiny tvarovacího nástroje s komorou dávkovače, dávkovač se vždy před krátkodobým spojením odsává na hodnotu vakua p ~ 10 2 až 10'3 Pa, a po vyrovnání teploty na jeho vnějším povrchu se tvarovací nástroj hermeticky uzavře.
  2. 2. Způsob zhotovení tepelně tvarovacího nástroje pro tvarování skla podle nároku 1, vyznačující se tím, že z dutiny tvarovacího nástroje se odstraňují nekondenzující plyny adiabatickým škrcením plynů a par na výstupu z dutiny tvarovacího nástroje a následující separací plynů od kondenzujících par tekutého kovu.
  3. 3. Způsob zhotovení termostabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že tvarovací nástroj se po jeho hermetickém uzavření znovu zahřívá v pracovní poloze na pracovní teplotu tvarovacího nástroje v rozsahu 600 až 650 °C, která se udržuje po dobu 3 až 4h.
CZ1996738A 1996-03-11 1996-03-11 Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla CZ288584B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ1996738A CZ288584B6 (cs) 1996-03-11 1996-03-11 Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ1996738A CZ288584B6 (cs) 1996-03-11 1996-03-11 Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ73896A3 CZ73896A3 (en) 1997-12-17
CZ288584B6 true CZ288584B6 (cs) 2001-07-11

Family

ID=5462165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1996738A CZ288584B6 (cs) 1996-03-11 1996-03-11 Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ288584B6 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ73896A3 (en) 1997-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5826780A (en) Vacuum insulation panel and method for manufacturing
US9458058B2 (en) Method for manufacturing insulating glazing
JP4252702B2 (ja) 反応副生成物の配管内付着防止装置及び付着防止方法
US3797086A (en) Method of closing off a heat pipe
CN106637048A (zh) 一种低露点下选择性氧化薄膜的制备方法
CZ288584B6 (cs) Způsob zhotovení tepelně stabilního tvarovacího nástroje pro tvarování skla
US20120073568A1 (en) Methods for in situ deposition of coatings and articles produced using same
JP6796929B2 (ja) アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法及びろう付け用処理装置
CA2434003A1 (en) Sterilizer with restrictor
JPH08510525A (ja) 改修型低温拡散ポンプ
US5614029A (en) Furnace for treating organic matter heat
US8650755B2 (en) Method and equipment of making a length of heat conduction pipe in a vacuum environment from a semi-finished heat conduction pipe
KR101148869B1 (ko) 진공단열재 제조방법
US1274206A (en) Means for making reinforced sheet-glass.
CA1061225A (en) Method of diffusing impurities in semiconductor bodies
JP2694565B2 (ja) 真空断熱構造体の製造方法
CN215925066U (zh) 一种物理化学气相沉积实验装置
JPH09145257A (ja) 真空脱脂焼結炉
CN206780585U (zh) 一种木材防开裂远红外热处理设备
CN219310053U (zh) 一种用于制备金属基复合材料的延时真空压力浸渗装置
CN222059087U (zh) 一种真空焊接炉
CN112388095B (zh) 一种钢铝复合管材钎焊设备、钎焊方法
CN117402001A (zh) 一种抽真空金属浸渍方法
RU2097342C1 (ru) Способ изготовления стеклоизделий и устройство для его осуществления
WO1992006488A1 (fr) Alimentateur de vapeur et son procede de commande

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20050311