CZ300871B6

CZ300871B6 - Systém kapalinou chlazené formy pro výrobu skleneného zboží a zpusob chlazení této formy kapalinou

Info

Publication number: CZ300871B6
Application number: CZ20003410A
Authority: CZ
Inventors: L. Lewis@David; L. Hambley@David
Original assignee: Owens-Brockway Glass Container Inc.
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2009-09-02
Also published as: US6412308B1; PL200617B1; AR025445A1; PT1084994E; AU2004201564A1; ES2288822T3; CN1847176B; SI1084994T1; EP1084994A3; CN1847176A; MXPA00008593A; AU769654B2; CA2543222C; BR0017464B1; UA81399C2; ATE369319T1; BR0004325A; CN1288868A; CA2316681C; DE60045627D1

Abstract

Systém kapalinou chlazené formy pro výrobu skleneného zboží zahrnující formu pro výrobu skleneného zboží a cirkulacní systém pro cirkulaci kapalného chladiva skrze formu, pricemž forma obsahuje alespon jedno telo (30) s tepelne vodivou konstrukcí, mající stredovou cást s tvarovací plochou (32) pro tvarování roztavené skloviny a okrajovou cást radiálne smerem ven odsazenou od uvedené stredové cásti, soubor chladicích pruchodu (34a až 34h), které probíhají skrze uvedenou okrajovou cást, prostredek pro vedení kapalného chladiva skrze první soubor chladicích pruchodu (34a až 34h) pro odvedení tepla z tela (30) formy jeho vedením od tvarovacího povrchu (32) a soubor zpomalovacích otvoru (36a až 36h), které vybíhají do tela (30) formy a mají teplosmennou schopnost nižší než kov formy. Soubor zpomalovacích otvoru (36a až 36h) je radiálne umísten mezi chladicími pruchody (34a až 34h) a tvarovacím povrchem (32), takže je radiálne dovnitr odsazen od souboru chladicích pruchodu (34a až 34h), a slouží pro zpomalení prenosu tepla od tvarovacího povrchu (32) ke kapalnému chladivu v chladicích pruchodech (34a až 34h). Zpusob chlazení uvedené formy kapalinou.

Description

Systém kapalinou chlazené formy pro výrobu skleněného zboží a způsob chlazení této formy kapalinou

Chlast techniky

Vynález se týká systému kapalinou chlazené formy pro výrobu skleněného zboží ve sklářských tvarovacích strojích, zejména systému kapalinou chlazené přední a konečné formy ve sklářském tvarovacím stroji s individuálními stanicemi. Vynález se rovněž týká způsobu chlazení těchto forem kapalinou.

io Dosavadní stav techniky

Výroba skleněných nádob je v současnosti zajištěna sklářskými tvarovacími stroji s tak zvanými individuálními stanicemi nebo s ÍS stanicemi. Tyto stroje obsahují skupiny samostatných neboli individuálních výrobních stanic a sekcí, z nichž každá obsahuje skupinu pracovních mechanismů pro přeměnu dávek nebo kapek roztavené skloviny na duté skleněné nádoby a přemísťování těchto nádob sledem po sobě následujících stanic a sekci stroje. Každá sekce stroje obsahuje nejméně jednu přední formu, ve které se kapka skloviny nejprve tvaruje foukací nebo tvarovací operací, nejméně jedno rameno sloužící pro obracení a přemístění predlisků do konečných forem, ve kterých jsou nádoby vyfukovány do konečného tvaru, kleště pro odebírání vytvarovaných nádob a ukládání na odstávku a shrnovací mechanismus pro přesouvání vytvarovaných nádob z odstávky na dopravník. Spis US 4 362 544 popisuje sklářské tvarovací postupy, prováděné v obou typech forem lisováním nebo kombinací lisování a foukání, a také stroj s elektropneumatickými samostatnými sekcemi, upravenými k provádění obou těchto postupů,

Dosud známé a používané přední a konečné formy sklářských tvarovacích strojů byly chlazeny usměrňováním proudu vzduchu na části formy nebo vedením proudu vzduchu částmi formy. Tyto techniky zvyšují teplotu okolí a také úroveň hluku v okolním prostředí. Kromě toho je produktivita těchto postupů omezena schopností vzduchu odebírat teplo z částí formy regulovaným procesem a stabilita procesu a kvalita vyráběných nádob je ovlivněna obtížností regulace teploty vzduchu a rychlosti průtoku proudu vzduchu. Například ve spisech US 3 887 350 a US

4 1 42 884 bylo navrženo vést průtokovými kanálky v sekcích formy kapalinu, například vodu, aby se zlepšilo odebírání tepla. Odebírání tepla pomocí cirkulujícího kapalného chladivá však může být příliš rychlé a neřízené alespoň v některých oblastech formy, takže je nutno provádět přídavné operace, které by zpomalovaly odebírání tepla z vnitřních nebo tvarovacích ploch sekcí formy k vnější obvodové části, ve které jsou vytvořeny průtokové kanálky pro vedení chladicí kapaliny. Pro regulování takového kapalinového chlazení a odebírání tepla bylo již navrženo mnoho postupů, ale žádný z nich dosud nepřinesl uspokojivé výsledky.

Materiál formy pro výrobu kvalitního skleněného zboží musí mít následující charakteristické vlastnosti: dobrou odolnost proti opotřebení oděrem, dobrou odolnost proti opakovaným tepel40 ným cyklům a stálost proti vzniku trhlinek, dobré mechanické vlastnosti, dobré oddělovací schopnosti při oddělování od skla, snadnou opracovatelnost, snadnou opravitelnost a ekonomickou výhodnost. Pro použití k výrobě forem pro výrobu skleněného zboží, u kterých je žádoucí snížená vodivost tepla v porovnání například s šedou litinou, bylo navrhováno tažné železo nebo tažná litina, která je definována jako železo, ve kterém je volný mikrostrukturální grafit přítomen ve formě kuliček. Zvláštními příklady skleněného zboží, pro jejichž výrobu je používáno forem z tažné litiny, jsou malé nádoby, které vyžadují odběr pouze malého množství tepla z tvarovacího zařízení a které jsou představovány například kosmetickými a farmaceutickými lahvičkami, Tažná litina však nebyla používána při výrobě větších kusů skleněného zboží kvůli sníženému odběru tepla a menší schopnosti odolávat opakovaným teplotním cyklům. Pro výrobu skleněného zboží byla navrhována tažná litina se zvýšeným obsahem niklu. Tažná litina se zvýšeným obsahem niklu zajišťuje lepší oddělování formy od skla. Avšak standardní austenitická tažná litina se zvýšeným obsahem niklu nezalištuje požadovanou vodivost tepla a odolnost proti vzniku trhlin po větším počtu teplotních cyklů.

_ i _

Cílem vynálezu bylo proto vyřešit konstrukci formy pro výrobu skleněného zboží a způsob chlazení této formy, u které by bylo dosazeno zlepšené stability regulace teploty tvarovacího povrchu formy. Dalším specifickým úkolem vynálezu bylo vyřešit formu a způsob jejího chlazení, kterým by bylo možno nastavit teplotu tvarovacího povrchu formy a dynamicky ji regulovat v průběhu celého procesu výroby skleněného zboží. Dalším cílem vynálezu bylo vyřešit formu a způsob jejího chlazení, kterým by se dosáhlo rovnoměrnější teploty a regulace teploty by se prováděla jak po obvodě formy, tak také v axiálním směru její tvarovacího povrchu pro přizpůsobení celkových charakteristických hodnot přenosu tepla do chladicího systému formy obsahujícího chladivo pro dosažení účinného tváření skla. Ještě jiným cílem vynálezu bylo vyřešit techniku chlazení formy, která by snižovala nebezpečí koroze v chladicích průchodech a prodlužovala celkovou životnost celého tvarovacího a chladicího systému. Ještě jiným cílem vynálezu bylo nalézt vhodný materiál pro konstrukci forem pro výrobu skleněného zboží, ať již se jedná o přední formy nebo konečné formy, který by zajišťoval vhodné tvarovací podmínky, uvedené v předchozí části.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je systém kapalinou chlazené formy pro výrobu skleněného zboží zahrnující formu pro výrobu skleněného zboží a cirkulační systém pro cirkulaci kapalného chladivá skrze formu, přičemž forma obsahuje: alespoň jedno tělo s tepelně vodivou konstrukcí mající středovou část s tvarovací plochou pro tvarování roztavené skloviny a okrajovou část radiálně směrem ven odsazenou od uvedené středové části; první soubor chladicích průchodů, které probíhají skrze uvedenou okrajovou část; prostředek pro vedení kapalného chladivá skrze první soubor chladicích průchodů pro odvedení tepla z těla formy jeho vedením od tvarovacího povrchu; a druhý soubor zpomalovacích otvorů, které vybíhají do těla formy a mají teplosměnnou schopnost nižší než kov formy, přičemž podstatou tohoto systému je to, že soubor zpomalovacích otvorů je radiálně umístěn mezi chladicími průchody a tvarovacím povrchem, takže druhý soubor zpomalovacích otvorů je radiálně dovnitř odsazen od prvního souboru chladicích průchodů pro zpomalení přenosu tepla od tvarovacího povrchu ke kapalnému chladivu v chladicích průchodech.

Výhodně alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů probíhá v těle formy do urči té hloubky přizpůsobené tvaru tvarovacího povrchu pro regulaci přestupu tepla z tvarovacího povrchu do chladicího průchodu.

Výhodně je alespoň jedním zpomalovacím otvorem z druhého souboru zpomalovacích otvorů slepý otvor, který částečně vybíhá do těla formy.

Výhodně má tvarovací povrch první část pro tvarování těla nádoby a druhou část pro tvarování hrdla nádoby, přičemž alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru otvorů má takovou hloubku, zeje umístěn mezi první částí tvarovacího povrchu a chladicími průchody.

Výhodně alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů axiálně probíhá skrze tělo.

Výhodně dále obsahuje výplňový člen, který alespoň částečně vyplňuje alespoň jeden zpomalo45 vací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů pro změnu přenosu tepla v radiálním směru skrze tento zpomalovací otvor.

Výhodně výplňový člen vyplňuje středovou část alespoň jednoho zpomalovacího otvoru z druhého souboru zpomalovacích členů.

Výhodně alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů má vnitrní závit a výplňový člen je opatřen vnějším závitem a je zašroubován do zpomalovacího otvoru.

-2Výhodně alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů má po celé své délce stále stejný průřez.

Výhodně jsou zpomalovací otvoiy z druhého souboru zpomalovacích otvorů tvořeny válcovými otvory se stále stejným poloměrem ajsou zcela průchozí podél celých svých délek.

Výhodně alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů má průřez, který se mění podél jeho délky.

Výhodně první soubor chladicích průchodů probíhá v odsazené řadě skrze uvedenou okrajovou část těla formy.

Výhodně má tělo horní koncový povrch a spodní koncový povrch, ve kterých jsou vyústěny chladicí průchody, přičemž prostředek pro vedení kapalného chladivá obsahuje horní koncovou desku uspořádanou na horním koncovém povrchu a spodní koncovou desku na spodním koncovém povrchu, přičemž horní koncová deska a spodní koncová deska mají usměrňovači kanálkové prostředky vyrovnané s chladicími průchody pro usměrnění kapalného chladivá do chladicích průchodů.

Výhodně horní koncová deska obsahuje vstupní otvor pro přivedení kapalného chladivá ke konci jednoho z chladicích průchodů a výstupní otvor pro vyvedení kapalného chladívá z konce druhého z chladicích průchodů.

Výhodně jedna z koncových desek obsahuje vstupní otvor kapalného chladivá a výstupní otvor kapalného chladivá a usměrňovači kanálkové prostředky pro usměrňování kapalného chladivá do jednotlivých chladicích kanálků. Druhá z koncových desek obsahuje usměrňovači kanálkové prostředky pro usměrnění kapalného chladivá z konce jednoho chladicího průchodu ke konci přilehlého chladicího průchodu. Výhodně před odvedením do sběrné jímky čtyřikrát proteče kapalné chladivo skrze tělo formy. Počet průtoků tělem formy se může zvyšovat nebo snižovat v závislosti na velikosti formy, množství odváděného tepla a podobně. Je třeba také vzít v úvahu, že počet průtoků chladívaje při chlazení přední formy menší než pri chlazení konečné formy.

Výhodně kapalné chladivo obsahuje vodu smíchanou s kapalinou určenou pro přenos tepla, např. s propylénglykolem. Dalšími kapalinami určenými pro přenos tepla jsou přenosové kapaliny na bázi křemíku, syntetické organické kapaliny a inhibované kapaliny na bázi glykolu. Cirkulační systém kapalného chladivá výhodně obsahuje jednotku pro zjištění a regulaci složení kapalného chladivá (např. koncentrace propylenglykolu), teploty kapalného chladivá, rychlosti průtoku kapalného chladivá a řídicí jednotku pro řízení složení, teploty a/nebo rychlosti průtoku pro dosažení optimálního chlazení a řízení teploty tvarovacího povrchu formy. Tímto způsobem se může teplota tvarovacího povrchu formy dynamicky nastavit a regulovat.

Výhodně systém formy dále obsahuje nastavovací prostředek uspořádaný na buď horní koncové desce, nebo velikosti průřezu spodní koncové desce pro nastavení usměrňovacího kanálkového prostředku a tudíž pro regulaci průtoku kapalného chladivá.

Výhodně je formou dělená forma mající dvojici těl s identickými soubory chladicích průchodů a zpomalovacích otvorů.

Výhodně je formou konečná forma.

Výhodně je formou přední forma.

Výhodně je tělo vyrobeno z tvárné litiny.

Výhodně je tvárnou litinou austenitícká niklová litina s odolnosti proti korozi, mající obsah křemíku vyšší než 3,0 % hmot. a obsah molybdenu vyšší než 0,5 % hmot.

-3CZ 3U0871 B6

Výhodně je obsah křemíku 4,20 ± 0,20 % hmot. a obsah molybdenu je 0,70 ± 0,10 % hmot.

Zvýšený obsah molybdenu zlepšuje odolnost materiálu proti vzniku trhlin po větším počtu teplot5 nich cyklů. Zvýšený obsah niklu v materiálech s niklovou odolností zlepšuje vlastnosti materiálu, určující uvolňování tvarovacího povrchu formy od vytvarovaného skla. Složení austenitické tažné litiny se zvýšeným obsahem niklu podle vynálezu poskytuje požadovanou odolnost proti oděru a další potřebné mechanické vlastností, usnadňuje obrábění a opravy formy a má také výhodné ekonomické ukazatele. Austenitický tažný materiál s niklovou odolností zajišťuje stabilnější io mikrostrukturu než šedá litina například až do teploty 404 °C.

Výhodně cirkulační systém obsahuje regulační prostředky pro regulování alespoň jednoho prvku ze souboru zahrnujícího teplotu, průtok a složení chladivá.

Dalším předmětem vynálezu je způsob chlazení formy kapalinou pro sklářský tvářecí stroj, který obsahuje kroky:

a) poskytnutí těla formy s tepelně vodivou konstrukcí mající tvarovací povrch, první soubor chladicích průchodů probíhajících skrze tělo formy a druhý soubor zpomalovacích otvorů, které alespoň částečně probíhají skrze tělo formy, a

b) cirkulace kapalného chladivá skrze chladicí průchody, přičemž podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že druhý soubor zpomalovacích otvorů je uspořádán radiálně mezi prvním souborem chladicích průchodů a tvarovacím povrchem tak, že druhý soubor zpomalovacích otvorů je radiálně dovnitř odsazen od prvního souboru chladicích průchodů pro zpomalení přestupu tepla od tvarovacího povrchu do kapalného chladivá v chladicích průchodech.

Výhodně stupeň (a) zahrnuje stupeň regulování přestupu tepla od tvarovacího povrchu do kapalného chladivá v kroku (b) zvolením poloměru a hloubky alespoň jednoho zpomalovacího otvoru z druhého souboru zpomalovacích otvorů v kroku (a).

Výhodně krok (a) zahrnuje krok alespoň částečného vyplnění alespoň jednoho zpomalovacího otvoru z druhého souboru zpomalovacích otvorů tak, aby se měnil přestup tepla radiálně skrze tělo formy v závislosti na axiální poloze výplňového členu v těle formy.

Výhodně krok alespoň částečného vyplnění zpomalovacího a vytvoření zašroubování vnitrního závitu otvoru zahrnuje kroky ve zpomalovacím otvoru výplňového členu s vnějším závitem do zpomalovacího otvoru.

Výhodně krok (b) zahrnuje krok regulace alespoň jednoho prvku ze souboru zahrnujícího složení, teplotu a průtok kapalného chladivá.

Výhodně krok (a) zahrnuje krok nastavení průřezu chladicích průchodů pro nastavení průtoku kapalného chladivá.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují:

obr. 1 axonometrický schematický pohled na dvojici dělených forem chlazených kapalinou podle prvního příkladu provedení vynálezu, obr. 2 rozložený axonometrický pohled na segmenty nebo části dělené formy z obr. 1, obr. 3 částečný svislý řez a boční pohled na jednu z částí dělené formy z obr. 1, obr. 4 pohled shora na horní koncovou desku montážní jednotky tvořící část formy z obr. 1 až 3,

-4 wu / i ou obr. 5 pohled zdola na horní koncovou desku z obr. 4, obr. 6 pohled shora na spodní koncovou desku montážní jednotky tvořící část formy z obr. 1 až 3, obr. 7 pohled zdola na spodní koncovou desku z obr. 6, obr. 8 až 12 podobné pohledy jako pohled na obr. 3, ale znázorňující modifikované příklady pro5 vedení vynálezu, obr. 13 až 15 podobné pohledy jako pohled na obr.3, ale znázorňující další modifikované příklady provedení vynálezu, obr. 16 podobný pohled jako pohled na obr. 3, ale znázorňující použití vynálezu na přední formě sklářského tvarovacího stroje místo na konečné formě, která je zobrazena na obr. 3 a 8 až 15, ío obr. 17 pohled shora na tvarovací povrch formy z příkladu na obr. 2 a 3, obr, 18 až 20 pohled shora, podobný pohledu z obr. 17, ale znázorňující příslušně modifikované příklady provedení, a obr. 21 funkční blokové schéma cirkulačního systému kapalného chladivá u výhodného provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje systém 20 formy obsahující první dvojici částí 22, 24 dělené formy a druhou dvojici částí 26, 28 dělené formy. Zobrazené specifické části 22, 24, 26, 28 formy jsou tvořeny konečnými formami dvojitého sklářského tvářecího stroje s individuálními stanicemi (typu IS).

Řešení podle vynálezu je však stejně dobře využitelné pro chlazení předních forem (obr. 16) nebo u jiných nebo typů tvářecích s individuálními stanicemi rotačních strojů, strojů např. jednoduchých, trojitých nebo čtverných strojů. Každá část 22 až 28 formy obsahuje tělo formy a vzájemné protilehlé koncové desky. Část 22 bude podrobněji objasněna pomocí příkladů na obr. 2 až 7 a 17, přičemž se rozumí, že část 26 formy je shodná s částí 22 formy a části 24, 28 formy jsou zrcadlovými obrazy částí 22,26 formy.

Část 22 formy obsahuje tělo 30 formy mající středovou část s tvarovacím povrchem 32, který společně s odpovídajícím tvarovacím povrchem Části 24 formy tvoří tvarovací povrch, na kterém je roztavená sklovina tvarována v průběhu lisovacího nebo vyfukovacího postupu do předlísku.

Roztavená sklovina tak přichází do kontaktu s tvarovacím povrchem 32 a teplo se přenáší z tohoto tvarovacího povrchu 32 do těla 30 formy, ze kterého musí být odváděno. Tělo 30 formy také obsahuje okrajovou část radiálně ven odsazenou od středové části, ve které je umístěn tvarovací povrch 32. Okrajovou částí těla 30 formy axiálně probíhá soubor obvodově odsazených, paralelních chladicích průchodů. V zobrazeném příkladném provedení je zařízení opatřeno osmi chladicími průchody 34a až 34h, které jsou vzájemně úhlově odsazeny. Úhlové odsazení mezi chladicími průchody 34a až 34h může mít přibližně stejné úhlové přírůstky, avšak normálně by mohlo mít nestejné úhlové přírůstky v důsledku nesouměrnosti těla formy. Každý chladicí průchod 34a až 34h z obr. 3 a 17 má válcový tvar a má stále stejný průměr v celé své délce, přičemž je zcela průchozí od horního povrchu 30a těla 30 formy až ke spodnímu povrchu 30b

4o těla 30 formy. Od každého chladicího průchodu 34a až 34h je radiálně dovnitř umístěn odpovídající zpomalovací otvor 36a až 36h. V příkladných provedeních zobrazených na obr. 1 až 3 a 11 probíhají zpomalovací otvory 36a až 36h v celé délce tělem 30 od horního povrchu 30a až ke spodnímu povrchu 30b a jsou jednotlivě radiálně dovnitř odsazeny od odpovídajících chladicích průchodů 34a až 34h.

Tělo 30 formy je výhodně vytvořeno z austenitického tvárného železa s niklovou odolností podle výhodného provedení vynálezu, Železo s niklovou odolností je tvárné železo, které má vysoký obsah niklu, zpravidla vyšší než 18 % a výhodněji vyšší než 21 %. Pro řešení podle vynálezu je zvláště výhodné tvárné železo s niklovou odolností typu D2-C, mající obecně složení podle

-5CZ 300871 B6

ASTN-A439-84, avšak modifikované, aby mělo vyšší obsah křemíku a molybdenu. Následující tabulka uvádí chemické složení tohoto výhodného materiálu:

Tabulka 1 - Chemické složení

5	Cíl	Rozsah
Uhlík (%)	2,8	±0,20
křemík (%)	4,20	±0,20
mangan (%)	2,10	±0,30
hořčík (%)	0,050	±0,010
io nikl(%)	22,20	±1,50
síra (%)	0,010	±0,006
chrom (%)	0,00	±0,50
fosfor (%)	0,00	±0,08
molybden (%) 15 Železo	0,70 zbytek	±0,10

Tento materiál má nízkou tepelnou vodivost, dobrou odolnost proti korozi, dobrou opracovatelnost a hospodárnost a dobré uvolňování od sklovíny na tvarovacím povrchu. Zvýšený obsah křemíku omezuje vodivost tepla, zatímco zvýšený obsah molybdenu zvyšuje odolnost proti vzniku trhlinek ve formě při opakovaných teplotních cyklech.

Povrchy 30a, 30b jsou vzájemně paralelní a jsou tvořeny přidruženými osazeními na těle 30 formy. Na horním povrchu 30a jsou neseny horní koncová deska 38 a mezilehlé ploché těsnění 40, které je připevněno k tělu 30 formy souborem šroubů 42 a pružinových podložek 43. Ke spodnímu povrchu 30b jsou příslušným souborem šroubů 48 a pružinových podložek 49 připevněny spodní koncová deska 44 a ploché těsnění 46. (Otvory pro šrouby nejsou na obr. 11 znázorněny, aby byl jasně zobrazen vztah mezi chladicími průchody 34a až 34h a zpomalovacími otvory 36a až 36h). Horní koncová deska (obr. 3 až 5) má obloukový tvar a je opatřena radiálně ústícím vstupním otvorem 50 a radiálně ústícím výstupním otvor 52. Vstupní otvor 50 ústí do dutiny 54 s trojúhelníkovým tvarem na spodní straně horní koncové desky 38. Na spodní straně homi koncové desky 38 je vytvořena dvojice úhlově vzájemně odsazených obloukových nebo tětivových kanálků 56, 58, přičemž na spodní straně horní koncové desky 38 je vytvořena druhá dvojice kanálků 60, 62, které jsou spojeny s výstupním otvorem 52. Úhlově vzájemné odsazené konce kanálků 56, 58, dutiny 54 a kanálku 60, 62 jsou uspořádány nad úhlově vzájemně odsazenými konci chladicích průchodů 34a až 34h po sestavení horní koncové desky 38 s tělem 30 formy, jak jeto zobrazeno na obr. 4. Spodní koncová deska 44 (obr. 3, 6 a 7) má podobný obloukový tvar a její horní strana prostřednictvím plochého těsnění 46 dosedá na spodní povrch 30b těla 30 formy. Na horní straně spodní koncové desky 44 jsou vytvořeny čtyři obloukové nebo tětivové kanálky 64, 66, 68, 70. Po sestavení jsou úhlově vzájemně odsazené konce těchto kanál40 ků 64 až 70 uspořádány pod úhlově vzájemně odsazenými konci chladicích průchodů 34a až 34h, jak jeto zejména patrné z obr. 7. Z obr. 4 a 7 je patrné, že kanálky v koncových deskách jsou širší než chladicí průchody 34a až 34h v těle 30 formy. Tím se vyrovnají mímé odchylky od souososti vznikající v důsledku změn, přípustných nepřesností nebo rozdílných tepelných roztažností.

Při použití je vstupní otvor 50 horní koncové desky 38 napojen na zdroj kapalného chladivá, udržovaného pod tlakem, a výstupní otvor 52 je napojen na vratné potrubí kapalného chladivá. Kapalné chladivo je tudíž vedeno od vstupního otvoru 50 a vstupní dutiny 54 dolů (vzhledem k orientaci formy zobrazené na obr. 3) skrze chladicí průchody 34d a 34e ke spodní koncové desce 44, načež je od spodní koncové desky 44 vedeno nahoru skrze chladicí průchody 34c a 34f k horní koncové desce 38, načež je od horní koncové desky 38 vedeno dolů skrze chladicí průchody 34b a 34g ke spodní koncové desce 44, načež je od spodní koncové desky 44 vedeno nahoru skrze chladicí průchody 34a, 34h k horní koncové desce 38 a nakonec je vedeno kanálky 60, 62 k výstupnímu otvoru 52. Dutina 54, obloukové kanálky 56, 58, 64, 66, 68, 70 a kanálky 60, 62 tvoří v tomto zobrazeném příkladu provedení usměrňovači kanálkové prostředky pro

-ήJUUO f 1 LÍU usměrnění kapalného chladivá do chladících průchodů. Kapalné chladivo tudíž celkem čtyřikrát projde tělem formy, než se vrátí do odpadní jímky. V rámci vynálezu může být počet průtoků kapalného chladivá uzpůsoben tak, aby se dosáhlo požadovaného teplotního spádu na rozhraní mezi tělem formy a kapalným chladivém, pomocí vhodných běžných počítačových modelových tech5 nik. Zpomalovací otvory 36a až 36h zpomalují přestup tepla z tvarovacího povrchu 32 do chladicích průchodů 34a až 34h a tím regulují celkovou rychlost přenosu tepla ze skloviny do kapalného chladivá. V příkladu provedení vynálezu zobrazeném na obr. 3 a 11, probíhají zpomalovací průchody 36a až 36h skrze celé tělo 30 formy se stále stejným průměrem a v podstatě ve stejných vzájemných úhlových odstupech. Horní a spodní konce několika zpomalovacích otvorů 36a až io 36h jsou uzavřeny plochým těsněním 40, 46, jak jeto nejlépe zřejmé z obr. 3. Zpomalovací otvory 36a až 36h tudíž tvoří uzavřené vzduchové kapsy, které mají součinitel přestupu tepla nižší než kov formy, v důsledku čehož částečné slouží pro zpomalení a regulaci přenosu tepla do chladicích průchodů přerušením dráhy vedení tepla (otvory 36a až 36h jsou zobrazeny na obr. 11 s menším průměrem kvůli potřebě umístění montážních otvorů koncových desek, jak je to zobrazeno na obr. 4 až 7).

Počet zpomalovacích otvorů 36a až 36h a jejich rozmístění je zvoleno podle požadovaných charakteristik přestupu tepla. Např. obr. 18 zobrazuje modifikaci, ve které jsou zpomalovací otvory 36b a 36g nahrazeny soubory menších zpomalovacích otvorů, uspořádanými mezi chladi20 čími průchody 34a resp. 34h a tvarovacím povrchem 32. Obr. 19 zobrazuje použití přídavných zpomalovacích otvorů 36i až 36o uspořádaných mezi chladicími průchody 34a až 34h a tvarovacím povrchem 32 pro další omezení přestupu tepla z tvarovacího povrchu do chladících průchodů. Zatímco jsou zpomalovací otvory 36a až 36h (a přídavné zpomalovací chladicími otvory průchody 36Í až 36o) radiálně umístěny mezi a tvarovacím povrchem, jsou přesné umístění a velikost těchto otvorů, jakož i počet otvorů, přizpůsobeny specifickým aplikacím pro dosažení požadovaných charakteristik přenosu tepla.

Zpomalovací otvory 36a až 36h (a otvory 36i až 36o) jsou zobrazeny se stále stejným průměrem podél celé své délky, což usnadňuje jejich výrobu. Podle jiných příkladů provedení vynálezu, zobrazených na obr. 8 až 12, mohou mít zpomalovací otvory podél své axiální délky skrze formu rozdílný součinitel přestupu tepla pro další regulování přestupu tepla. Např, obr. 8 znázorňuje modifikaci příkladu provedení z obr. 3, ve které je zpomalovací otvor 36d částečně vyplněn výplňovým členem 70' se součinitelem přestupu tepla rozdílným od součinitele přestupu tepla vzduchu. Např. uvnitř zpomalovacího otvoru 36d je uspořádán výplňový člen z písku. Jak je to patrné z obrázku, je výplňový člen 70' umístěn přibližně ve středu délky části tvarovacího povrchu 32 odpovídající tělu tvarované nádoby, čímž umožňuje do chladicího průchodu 34d zavést větší množství tepla ze střední části tvarovacího povrchu 32 než z horní a spodní části tvarovacího povrchu 32. Odpovídající výplňové členy 70' mohou být umístěny v ostatních zpomalovacích otvorech 36a až 36c a 36e až 36h, nebo se zpomalovací otvory s výplňovými otvory mohou střídat s zpomalovacími otvory bez výplňových otvorů. Obr. 9 zobrazuje modifikaci, ve které zpomalovací otvor 36d obsahuje první dílčí výplňový člen 72 přilehlý ke středové části tvarovacího povrchu 32, a druhý dílčí výplňový člen 74 přilehlý ke spodní části tvarovacího povrchu 32 odpovídající dnu tvarované nádoby. V důsledku toho je v modifikaci zobrazené na obr. 9 rychlost přenosu tepla ve spodní a středové částí tvarovacího povrchu 32 odlišná od rychlosti přenosu tepla v horní části tvarovacího povrchu 32 a rychlosti přenosu tepla ve spodní a středové části jsou si navzájem rozdílné. Obr. 10 a 20 zobrazují modifikace, ve kterých zpomalovací otvory 36a až 36h pouze částečně vybíhají podél axiální délky těla formy. V této modifikaci je teplo rychleji odváděno zčásti tvarovacího povrchu 32 odpovídající hrdlu tvarované nádoby než z částí tvarovacího povrchu 32 odpovídajících přechodové oblasti tvarované nádoby a tělu tvarované nádoby. Modifikace zobrazené na obr. 10 a 20 mohou být využity pro vytvoření prostoru pro montážní otvory koncových desek bez toho, že by se tím podstatně ovlivnil provoz formy. Je obecně výhodně, aby rychlost odvádění .tepla byla rovnoměrná po obvodu formy.

Jak to bylo výše uvedeno, všechny popsané příklady provedení mají zpomalovací otvory s vátco55 vým tvarem a stále stejným průměrem. Avšak předpokládají se rovněž i jiné tvary zpomalovacích

-7CZ 300871 B6 otvorů. Např. obr. 11 zobrazuje tělo 30 formy, ve kterém je vytvořen zpomalovací otvor 36p. který má koncové části s větším průměrem a středovou část s menším průměrem. Část $ menším průměrem může probíhat podél větší délky otvoru, než jak je to zobrazeno na obr. 11, a dokonce může vybíhat až k buď spodnímu povrchu 30b, nebo hornímu povrchu 30a. Tím se v tomto pří5 klade provedení zobrazeném na obr. 11 dosáhne větší vodivosti tepla ve střední části stejně, jako tomu je v příkladu provedení zobrazeném na obr. 8, bez použití dodatečného materiálu jako výplňového Členu. Obr. 12 znázorňuje další modifikaci, ve které je otvor 36g opatřen vnitřním závitem, do kterého je zašroubován výplňový člen 22 s vnějším závitem. Výplňový člen 22 může mít libovolnou délku a jeho poloha uvnitř zpomalovacího otvoru 36c se může libovolně nastavit.

ío Výhodou příkladu provedení zobrazeném na obr. 12je to, zeje nastavitelný během výroby.

Vynález umožňuje přizpůsobit přenos tepla z formy libovolným žádoucím provozním podmínkám nebo situacím. Zpomalovací otvory mohou být umístěny mezi tvarovacím povrchem a každým chladicím průchodem nebo mezi tvarovacím povrchem a některými chladicími průchody.

Vlastnosti zpomalovacích otvorů týkající se přenosu tepla se mohou přizpůsobovat jak v axiálním směru; tak i v obvodovém směru těla formy, aby se dosáhlo libovolných žádoucích rozdílných chladicích účinků. Obr. 13 až 15 zobrazují příklady provedení, ve kterých se kapalné chladivo přivádí a odvádí v různých místech. V příkladu provedení zobrazeném na obr. 13 se přivádí a odvádí kapalné chladivo v radiálním směru na horním konci těla formy stejně, jako tomu je na obr. 1 až 3. V příkladu provedení zobrazeném na obr. 14 se přivádí a odvádí kapalné chladivo v radiálním směru na spodním konci těla formy, zatímco v příkladu provedení zobrazeném na obr. 15 se přivádí a odvádí kapalné chladivo v axiálním směru na spodním konci těla formy. V rámci vynálezu se předpokládá, že se kapalné chladivo může přivádět např. na horním konci těla formy a odvádět na spodním konci těla formy. Obr. 16 zobrazuje použití vynálezu ve spojení s přední formou 92' pro výrobu skleněného zboží. Znaky vynálezu jsou stejné jako v předchozích příkladech provedení, které se týkaly konečných forem, avšak ve srovnání s konečnými formami je v přední formě vytvořen menší počet chladicích průchodů a zpomalovacích otvorů kvůli potřebě odvést z přední formy méně tepla a tedy udržet ve předlisku skloviny zvýšenou teplotu.

Obr. 15 zobrazuje dvě další dodatečné modifikace podle vynálezu. V blízkosti konců zpomalovacího otvoru 36d v těle 30 formy jsou jednotlivě uspořádány výplňové členy 92, 94. V případě, že tělo použité formy je porézní do té míry, že kapalné chladivo může pronikat z chladicího průchodu 34d do zpomalovacího otvoru 36d, výplňové členy 92, 94 zamezují kontaktu výparům kapalného chladivá s plochými těsněními 40, 46. Do horní koncové desky 38 je zašroubována dvoj ice nastavovacích jehel 96 pro nastavení průtoku (na obrázku je zobrazena pouze jedna z této dvojice) kapalného chladivá. Každá nastavovací jehla 96 má hrotové zakončení, které vybíhá do chladicího průchodu v horní koncové desce 38. Nastavovací jehly 96 jsou tudíž určeny pro nastavení odporu kladenému proti proudu kapalného chladivá v každé části formy. Nastavovací jehla 96 tvoří v tomto příkladu velikosti provedení průřezu nastavovací prostředek pro nastavení usměrňovacího kanálkového prostředku.

Obr. 21 zobrazuje cirkulační systém 80 pro cirkulaci kapalného chladivá podle jednoho výhodného provedení vynálezu. Kapalným chladivém je ve výhodném provedení vynálezu směs propylenglykolu a vody. Tato směs napomáhá zamezit korozi, omezuje přenos tepla z těla formy, pro45 mazává čerpadlo a napomáhá omezit dvoufázový var v chladicích průchodech. Další kapalná chladivá a jejich směsi se mohou použít z ohledem na ochranu životního prostředí a jiné požadavky. Relativní poměr v procentech mezi propylenglykolem a vodou se reguluje regulační jednotkou 82 složení chladivá, která se řídí elektronickou řídicí jednotkou M· Cirkulační systém 80 dále zahrnuje regulační jednotku 86 teploty chladivá pro snímání teploty chladivá a pro ohřátí nebo ochlazení chladivá podle požadavku řídicí jednotky 84. Cirkulační systém 80 dále zahrnuje regulační jednotku 88 rychlosti průtoku chladivá, která obsahuje čerpadlo s proměnným výkonem a vhodný prostředek pro měření rychlosti průtoku kapalného chladivá (tlaku v případě potřeby). Regulační jednotka 82 složení paliva, regulační jednotka 86 teploty chladivá a regulační jednotka 88 rychlosti průtoku chladivá tvoří v tomto příkladu provedení regulační prostředky cirkulačního

-Xvz. juuo / χ υυ systému 80 pro regulování alespoň jednoho prvku ze souboru zahrnujícího teplotu, průtok a složení chladivá.

Chladivo se může přivádět z regulační jednotky 88 ke všem paralelně zapojeným segmentům formy nebo se může přivádět skrze samostatně ovládané ventily 90 k jednotlivým segmentům formy. Ventily jsou elektronicky ovládány elektronickou řídicí jednotkou 84. Během provozu cirkulačního systému 80 přijímá řídicí jednotka od regulačních jednotek 82, 86 a 88 informace stran složení, teploty, resp. rychlosti průtoku (a tlaku) kapalného chladivá a vysílá řídicí signály, týkající se složení, teploty a rychlosti průtoku kapalného chladivá, do ovládacích prostředků priío slušných regulačních jednotek. Řídicí jednotka 84 rovněž vysílá vhodné signály do individuálních ventilů 90, které umožňují individuální regulací průtoku kapalného chladivá do forem. Je-li to žádoucí, může být v libovolné aplikaci jedna nebo více regulačních jednotek 82, 86, 88 nebo jednotka souboru ventilů 90 vynechány.

V předchozím popisu byla popsána forma a způsob chlazení formy určené pro systém k výrobě tvarovaného skleněného zboží, kterými jsou vyřešeny úkoly a problémy stanovené v úvodu. Konkrétně jsou v těle formy vytvořeny zpomalovací otvory, jejichž počet, polohy, hloubky a obsah slouží k regulaci přestupu tepla mezi tvarovacím povrchem formy a chladivém. Tento znak umožňuje navrhovat formy na specifickou regulaci teploty a zajištění charakteristických hodnot pro přestup tepla. Regulací složení chladivá, jeho teploty a/nebo průtoku je zajištěno dynamické řízení teploty povrchu formy. Řešením podle vynálezu je také omezena koroze formy a je prodloužena její životnost. I když byl vynález popsán pomocí příkladu provedení, zvláště vhodných pro tvarovací stroje s individuálními stanicemi, je možno vynálezu snadno využít také u jiných typů tvarovacích strojů na tvarování sklářského zboží, například rotačních strojů. Jsou pochopi25 tělně možné další modifikace a obměny, které spadají do rámce vynálezu, určeného patentovými nároky.

Claims

30 PATENTOVÉ NÁROKY

L Systém kapalinou chlazené formy pro výrobu skleněného zboží zahrnující formu pro výrobu skleněného zboží a cirkulační systém (80) pro cirkulaci kapalného chladivá skrze formu, přičemž

35 forma obsahuje: alespoň jedno tělo (30) s tepelně vodivou konstrukcí mající středovou část s tvarovací plochou (32) pro tvarování roztavené skloviny a okrajovou část radiálně směrem ven odsazenou od uvedené středové části; první soubor chladicích průchodů (34a až 34h), které probíhají skrze uvedenou okrajovou část; prostředek pro vedení kapalného chladivá skrze první soubor chladicích průchodů (34a až 34h) pro odvedení tepla z těla (30) formy jeho vedením od tvarova40 čího povrchu (32); a druhý soubor zpomalovacích otvorů (36a až 36h), které vybíhají do těla (30) formy a mají teplosměnnou schopnost nižší než kov formy, vyznačený tím, že soubor zpomalovacích otvorů (36a až 36h) je radiálně umístěn mezi chladicími průchody (34a až 34h) a tvarovacím povrchem (32), takže druhý soubor zpomalovacích otvorů (36a až 36h) je radiálně dovnitř odsazen od prvního souboru chladicích průchodů (34a až 34h) pro zpomalení přenosu

45 tepla od tvarovacího povrchu (32) ke kapalnému chladivu v chladicích průchodech (34a až 34h).
2. Systém formy podle nároku 1, vyznačený tím, že alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů (34a až 34h) probíhá v těle (30) formy do určité hloubky přizpůsobené tvaru tvarovacího povrchu (32) pro regulaci přestupu tepla z tvarovacího povrchu (32) do chladicího průchodu (34a až 34h).

50
3. Systém formy podle nároku 1 nebo 2,-vyznačený tím, že alespoň jedním zpomalovacím otvorem (36d) z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) je slepý otvor, který částečně vybíhá do těla (30) formy.

-9CZ 300871 B6
4. Systém formy podle nároku 3, vyznačený tím, že tvarovací povrch (32) má první část pro tvarování těla nádoby a druhou část pro tvarování hrdla nádoby, přičemž alespoňjeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) má takovou hloubku, že je umístěn mezi první částí tvarovacího povrchu (32) a chladicími průchody (34a až 34h).
5 5. Systém formy podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) axiálně probíhá skrze tělo (30).
6. Systém formy podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že dále obsahuje výplňový člen (70', 72, 74, 75), který alespoň částečně vyplňuje alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) pro změnu přenosu tepla v radiálním io směru skrze tento zpomalovací otvor.
7. Systém formy podle nároku 6, vyznačený tím, že výplňový člen (70, 72, 75) vyplňuje středovou část alespoň jednoho zpomalovacího otvoru z druhého souboru zpomalovacích Členů (36a až 36h).
8. Systém formy podle nároku 6 nebo 7, vyznačený tím, že alespoň jeden zpomalova15 cí otvor (36g) z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) má vnitřní závit a výplňový člen (75) je opatřen vnějším závitem a je zašroubován do zpomalovacího otvoru (36g).
9. Systém formy podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že alespoň jeden zpomalovací otvor z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) má po celé své délce stále stejný průřez.

2o
10, Systém formy podle nároku 9, vyznačený tím, že zpomalovací otvory z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) jsou tvořeny válcovými otvoiy se stále stejným poloměrem a jsou zcela průchozí podél celých svých délek.
11. Systém formy podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že alespoň jeden zpomalovací otvor (36p) z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) má průřez, který se mění

25 podél jeho délky.
12. Systém formy podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že první soubor chladicích průchodů (34a až 34h) probíhá v odsazené řadě skrze uvedenou okrajovou část těla (30) formy,
13. Systém formy podle nároku 12, vyznačený tím, že tělo (30) má horní koncový povrch (30a) a spodní koncový povrch (30b), ve kterých jsou vyústěny chladicí průchody (34a až

30 34h), přičemž prostředek pro vedení kapalného chladivá obsahuje horní koncovou desku (38) uspořádanou na horním koncovém povrchu (30a) a spodní koncovou desku (44) na spodním koncovém povrchu (30b), přičemž horní koncová deska (38) a spodní koncová deska (44) mají usměrňovači kanálkové prostředky vyrovnané s chladicími průchody (34a až 34h) pro usměrnění kapalného chladivá do chladicích průchodů (34a až 34h).

35
14. Systém formy podle nároku 13, vyznačený tím, že horní koncová deska (38) obsahuje vstupní otvor (50) pro přivedení kapalného chladivá ke konci jednoho z chladicích průchodů (34a až 34h)a výstupní otvor (52) pro vyvedení kapalného chladivá z konce druhého z chladicích průchodů (34a až 34h).
15. Systém formy podle nároku 13, vyznačený tím, že dále obsahuje nastavovací

40 prostředek uspořádaný na buď horní koncové desce (38), nebo spodní koncové desce (44) pro nastavení velikosti průřezu usměrňovacího kanálkového prostředku a tudíž pro regulaci průtoku kapalného chladivá.
16. Systém formy podle některého předcházejícího nároku, vyznačený tím, že formou je dělená forma mající dvojici těl (30) s identickými soubory chladicích průchodů (34a až

45 34h) a zpomalovacích otvorů (36a až 36h).
17. Systém formy podle nároku 16, vyznačený tím, že formou je konečná forma.

- 10Ví- uuuu ř x uu
18. Systém formy podle nároku 16, vyznačený tím, že formou je přední forma.
19. Systém formy podle některého předcházejícího nároku, vyznačený tím, že tělo (30) je vyrobeno z tvárné litiny.

5 20. Systém formy podle nároku 19, vyznačený tím, že tvárnou litinou je austenitická niklová litina s odolností proti korozi, mající obsah křemíku vyšší než 3,0% hmot. a obsah molybdenu vyšší než 0,5 % hmot

21. Systém formy podle nároku 20, vyznačený tím, že obsah křemíku je 4,20 ± 0,20 % io hmot. a obsah molybdenu je 0,70 ± 0,10 % hmot.

22. Systém formy podle některého předcházejícího nároku, vyznačený tím, že cirkulační systém (80) obsahuje regulační prostředky pro regulování alespoň jednoho prvku ze souboru zahrnujícího teplotu, průtok a složení chladivá.

23. Způsob chlazení formy kapalinou pro sklářský tvářecí stroj, který obsahuje kroky:

a) poskytnutí těla (30) formy s tepelně vodivou konstrukcí mající tvarovací povrch (32), první soubor chladicích průchodů (34a až 34h) probíhajících skrze tělo (30) formy a druhý soubor zpomalovacích otvorů (36a až 36h), které alespoň částečně probíhají skrze tělo (30) formy, a
20 b) cirkulace kapalného chladivá skrze chladicí průchody (34a až 34h), vyznačený tím, že druhý soubor zpomalovacích otvorů (36a až 36h) je uspořádán radiálně mezi prvním souborem chladicích průchodů (34a až 34h) a tvarovacím povrchem (32) tak, že druhý soubor zpomalovacích otvorů (36a až 36h) je radiálně dovnitř odsazen od prvního souboru chladicích průchodů (34a až 34h) pro zpomalení přestupu tepla od tvarovacího povrchu

25 (32) do kapalného chladivá v chladicích průchodech (34a až 34h).
24. Způsob podle nároku 23, vyznačený tím, že stupeň (a)zahrnuje stupeň regulování přestupu tepla od tvarovacího povrchu (32) do kapalného chladivá v kroku (b) zvolením poloměru a hloubky alespoň jednoho zpomalovacího otvoru z druhého souboru zpomalovacích otvorů

30 (36a až 36h) v kroku (a).
25. Způsob podle nároku 24, vyznačený tím, že krok (a)zahrnuje krok alespoň částečného vyplnění alespoň jednoho zpomalovacího otvoru z druhého souboru zpomalovacích otvorů (36a až 36h) tak, aby se měnil přestup tepla radiálně skrze tělo (30) formy v závislosti na

35 axiální poloze výplňového členu v těle (30) formy.
26. Způsob podle nároku 25, vyznačený tím, že krok alespoň částečného vyplnění zpomalovacího otvoru zahrnuje kroky vytvoření vnitřního závitu ve zpomalovacím otvoru (36g) a zašroubování výplňového členu (75) s vnějším závitem do zpomalovacího otvoru (36g),
27. Způsob podle některého z nároků 23 až 26, vyznačený tím, že krok (b) zahrnuje krok regulace alespoň jednoho prvku ze souboru zahrnujícího složení, teplotu a průtok kapalného chladivá.

45 28. Způsob podle některého z nároků 23 až 27, vyznačený tím, že krok (a) zahrnuje krok nastavení průřezu chladicích průchodů (34a až 34h) pro nastavení průtoku kapalného chladivá.