ES2276866T3 - Tubo refractario para la formacion de masas gutiformes de vidrio fundido. - Google Patents
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Abstract
Un tubo refractario que se puede usar en la formación de masas gutiformes de vidrio fundido que incluye una pared cilíndrica (1) compuesta por una parte inferior (3) que se sumerge en el vidrio fundido y una parte superior (4) que no se sumerge en el vidrio fundido cuando el tubo está operativo, estando la superficie externa del tubo dotada de ranuras longitudinales (5), caracterizado porque dichas ranuras longitudinales se prolongan a lo largo de toda la extensión del tubo y porque la totalidad de la parte superior (4) de la pared cilíndrica (1), que no se sumerge en el vidrio fundido cuando el tubo está operativo, dispone de más de seis orificios pasantes (6) dispuestos en hileras longitudinales.
Description
Tubo refractario para la formación de masas
gutiformes de vidrio.
Esta invención se refiere a un tubo refractario
que contribuye a la formación de masas gutiformes de vidrio
fundido.
En particular, esta invención se refiere a un
tubo refractario que contribuye a la formación de masas gutiformes
de vidrio fundido dimensionadas para alimentar un molde de
producción de envases o artículos huecos a través de un proceso de
soplado, prensado o prensado-soplado.
Se sabe que el proceso de producción de
artículos huecos soplados/prensados incluye las siguientes
etapas:
- calentar y fundir el vidrio o sus componentes
en una mezcla homogénea;
- refinar el vidrio fundido a una temperatura
superior a la de fusión para eliminar los productos de la
descomposición gaseosa/vaporosa y de la deshidratación, además de
las burbujas formadas por los mismos;
- crear masas gutiformes de vidrio fundido
dimensionadas;
- alimentar los moldes con dichas masas
gutiformes; y
- formar el artículo hueco a través de un
proceso de soplado, prensado o
prensado-soplado.
La fusión se realiza en hornos de crisol o de
cubeta de fundición, a unas temperaturas altas y homogéneas que
favorecen los procesos de fusión y refinado. Desde el horno, la
masa fundida y refinada es conducida, a través de unas antecámaras,
hasta los alimentadores de los que se obtienen las masas gutiformes
de vidrio calibradas para el proceso de formación.
Se emplea un sistema combinado que incluye una
espita, un tubo, un émbolo y un aro de salida, todos ellos
fabricados de material refractario, para crear las citadas masas
gutiformes, regular la cantidad de vidrio fundido y obtener unos
pesos iguales y constantes en cada masa gutiforme.
A lo largo de aproximadamente un tercio de su
extensión, el tubo se sumerge en el vidrio fundido del alimentador
a una temperatura de entre 1000°C y 1300°C y durante un período de
10 a 45 minutos.
A pesar de la experiencia desarrollada con el
uso de los tubos actuales, aún surgen varios inconvenientes.
Uno de dichos inconvenientes es que los tubos
pueden experimentar roturas horizontales y/o verticales y/o
fisuras capaces de detener la producción.
La fisura del tubo se produce debido a las
presiones internas del material provocadas por la gradiente de
temperaturas a lo largo del tubo y por cualquier cambio que
experimenten dichas temperaturas.
La situación empeora al considerar que
aproximadamente un tercio del tubo está sumergido en el vidrio
fundido, aproximadamente un tercio está expuesto a la llama de los
quemadores y aproximadamente un tercio está expuesto a unas
temperaturas inferiores. Esto significa que la temperatura a lo
largo de la extensión del tubo cambia de los 1300°C de la parte
inferior sumergida en el vidrio fundido a los
150-200°C de la parte opuesta, lo cual suscita unas
tensiones que dan lugar a roturas y/o fisuras.
Otro inconveniente se debe a la falta de
homogeneidad térmica del vidrio fundido, es decir, a las
temperaturas del vidrio fundido dentro y fuera del tubo
refractario. Esto se traduce en una disminución de la velocidad de
producción y un incremento del nivel de rechazos por la presencia
de masas gutiformes con diferentes pesos y/o de defectos en el
artículo hueco acabado.
Además, durante el cambio del tubo, el vidrio
fundido entra en contacto con la superficie refractaria, que
obviamente estará más fría; este rápido cambio de la temperatura del
vidrio provoca defectos tales como poros y burbujas en el producto
final.
Un planteamiento para solucionar estos
inconvenientes podría ser el de precalentar el tubo antes de
sumergirlo en el vidrio fundido. Sin embargo, no es fácil realizar
un precalentamiento a nivel industrial debido a la posición del
tubo y a su manipulación y movimiento durante el proceso.
El documento
US-A-1.631.061 describe un aparato
para controlar el flujo del vidrio fundido a través de una
abertura de descarga que incluye una copa de descarga provista de
una abertura de descarga, un émbolo de movimiento alterno o un
tornillo sin fin, y una manga que rodea al citado émbolo o tornillo
sin fin. Las paredes del tubo son corrugadas, o bien están
provistas de costillas, ranuras o rebordes que incrementan el
efecto de adherencia entre la manga y el vidrio fundido.
Las ranuras longitudinales no se prolongan en
toda la extensión de la manga, la cual no dispone de orificios
pasantes.
El documento
BE-A-662920, que describe un tubo
giratorio para homogeneizar el vidrio fundido en el que la parte
superior del tubo se puede dotar opcionalmente de orificios
pasantes que no se disponen en hileras longitudinales, no describe
ni sugiere la combinación de ranuras longitudinales a lo largo de
toda la extensión del tubo y de tubos pasantes dispuestos en
hileras longitudinales.
El objeto de la presente invención es remediar
los inconvenientes anteriormente citados.
Estos objetos se consiguen con el tubo
refractario de la reivindicación 1. Otras ventajas figuran en las
reivindicaciones subordinadas.
Específicamente, el objeto de la presente
invención consiste en proporcionar un tubo refractario que facilite
la creación de masas gutiformes de vidrio fundido homogéneas, con
un peso igual y constante, en las que las temperaturas del vidrio
dentro y fuera del tubo son casi iguales.
Otro objeto de la presente invención consiste en
proporcionar un tubo refractario que tenga una menor tendencia a
crear tensiones provocadas por las diferencias de expansión a lo
largo del eje longitudinal y la circunferencia del tubo
refractario.
Otro objeto de la presente invención consiste en
proporcionar un tubo refractario que pueda calentarse de forma
rápida y homogénea a través de toda su superficie con el fin de
reducir la diferencia entre la temperatura de la parte superior,
que no está sumergida en el vidrio fundido, y la parte inferior,
que sí lo está.
En su aspecto general, la presente invención
permite lograr estos y otros objetivos mediante una reducción de
la masa refractaria que constituye el tubo, según se define en la
reivindicación 1.
La reducción de la masa se consigue formando
unas ranuras longitudinales en la circunferencia y a lo largo de
toda la extensión del tubo, con más de seis orificios pasantes en
toda la parte superior del tubo no sumergida en el vidrio fundido,
estando dichos orificios dispuestos en hileras longitudinales.
Las ranuras pueden tener cualquier sección y/o
forma, tal como, por ejemplo, cuadrada, rectangular, poligonal,
semicircular, triangular, etc., y su número no es crítico, aunque
es preferible que sea el mayor posible para lograr un mayor
intercambio térmico.
Se requieren al menos dos ranuras, y
preferentemente de seis a veinte.
Dichas ranuras se pueden disponer equidistantes
entre sí, o al azar.
Los orificios pasantes pueden tener diámetros
iguales o, preferentemente, diámetros diferentes, y pueden estar
distribuidos de forma homogénea o no homogénea a través de toda la
superficie de la parte superior del tubo.
Dichos orificios pasantes se disponen
preferentemente en hileras longitudinales y en número de al menos
dos, siendo preferentemente entre tres y diez o más, dependiendo de
la altura del tubo.
Las características constructivas y funcionales
del tubo refractario de la presente invención se entenderán mejor
a través de la siguiente memoria descriptiva, relacionada con la
lámina adjunta de unas figuras que representan varias realizaciones
ofrecidas sólo como clarificación o ejemplo y sin fines de
limitación, en las que:
la figura 1 es una vista esquemática frontal en
perspectiva del tubo refractario de la presente invención;
la figura 2 es una vista esquemática en planta
del tubo refractario de la figura 1;
la figura 3 es una vista esquemática de una
sección longitudinal del tubo refractario de las figuras 1 y 2,
obtenida con un plano que pasa por la línea A-A de
la figura 2;
la figura 4 es una vista esquemática frontal en
perspectiva de otra realización del tubo refractario de la presente
invención;
la figura 5 es una vista esquemática en planta
del tubo refractario de la figura 4;
la figura 6 es una vista esquemática de una
sección longitudinal del tubo refractario de las figuras 4 y 6,
obtenida con un plano que pasa por la línea B-B de
la figura 5;
la figura 7 es una vista esquemática lateral de
otra realización del tubo refractario de la presente invención;
la figura 8 es una vista esquemática en planta
del tubo refractario de la figura 7;
la figura 9 es una sección esquemática
longitudinal del tubo refractario de las figuras 7 y 8 obtenida con
un plano que pasa por la línea C-C de la figura
8.
Específicamente con referencia a estas figuras,
el tubo refractario marcado con 10 comprende una superficie
cilíndrica 1 provista de una pestaña o collar de sujeción 2 en uno
de sus extremos. La superficie cilíndrica 1 incluye una parte
inferior 3, que se sumerge en el vidrio fundido, y una parte
superior 4, que no se sumerge en el vidrio fundido. Según la
presente invención, y lo mostrado en las figuras 1 a 3, toda la
superficie cilíndrica 1 dispone de unas ranuras o estrías 5 que se
prolongan a lo largo de toda la extensión del tubo 10. Estas ranuras
5 pueden tener una sección y/o forma cualquiera, tal como, por
ejemplo, cuadrada, rectangular, poligonal, semicircular,
triangular, etc. El número de ranuras 5 no es crítico, aunque es
preferible que sea el mayor posible para crear un mayor intercambio
térmico. En general, las ranuras 5 serán al menos dos;
preferentemente, serán entre seis y veinte o más, dependiendo del
diámetro del tubo 10. Preferentemente, estas ranuras 5 serán
equidistantes entre sí.
Las figuras 4 a 6 muestran una segunda
realización del tubo refractario 10 de la presente invención.
Según esta realización, toda la parte superior 4
de la superficie circular 1 tiene más de seis orificios pasantes 6.
Estos orificios pasantes 6 pueden tener unos diámetros iguales o
diferentes, y estar dispuestos de forma homogénea o no homogénea.
Es preferible una distribución de los orificios pasantes 6 en
hileras longitudinales equidistantes, siendo el número de hileras
de al menos dos, y preferentemente de tres a diez o más,
dependiendo de la altura del tubo.
Las figuras 7-9 muestran otra
realización del tubo refractario de la presente invención.
En esta realización, toda la superficie
cilíndrica 1 del tubo 10 tiene unas ranuras 5 que se prolongan a lo
largo de todo el tubo; la parte superior 4 de la superficie
cilíndrica 1, no sumergida en el vidrio fundido, tiene orificios
unos pasantes 8.
También en esta realización, las ranuras 5
pueden tener una sección y/o forma cualquiera, tal como, por
ejemplo, cuadrada, rectangular, poligonal, semicircular,
triangular, etc. El número de ranuras no es crítico.
Preferentemente, las ranuras 5 serán al menos dos, y más
preferentemente, serán entre seis y veinte o más, dependiendo del
diámetro del tubo 10. Preferentemente, serán equidistantes entre
sí.
Los orificios pasantes 6 pueden tener diámetros
iguales o diferentes, y estarán dispuestos en hileras
longitudinales equidistantes. El número de hileras es de al menos
dos, siendo preferentemente entre tres y diez o más, dependiendo de
la altura del tubo.
Las ventajas que se derivan del tubo de la
presente invención son: la presencia de orificios pasantes y/o
ranuras que permiten una considerable reducción de la masa
refractaria del tubo, lo cual propicia una mayor velocidad para
lograr el equilibrio térmico y una disminución de las tensiones
provocadas por la expansión térmica del material. El menor espesor
del material refractario en contacto con el vidrio reduce la
diferencia entre las temperaturas del vidrio dentro y fuera del
tubo.
La presencia de orificios pasantes permite la
ventilación del interior del tubo, proporciona homogeneidad al
vidrio dentro del tubo y calienta la parte superior 4 del tubo no
sumergida en el vidrio (al crear un efecto chimenea), lo cual
contribuye a reducir la diferencia entre las temperaturas de la
parte inferior 3 y la parte superior 4.
Los resultados obtenidos con el tubo refractario
de la presente invención consisten en una reducción de las fisuras
del tubo, una mayor homogeneidad térmica dentro de la masa
gutiforme de vidrio, un incremento de la velocidad de producción y
una importante disminución del nivel de rechazos durante la
producción. Aunque la presente invención ha sido descrita haciendo
referencia a unas realizaciones ofrecidas como ejemplos, sin
limitarse a dichos ejemplos, hay diversos cambios y variaciones qué
resultarán evidentes para un técnico a partir de dicha
descripción. En consecuencia, la presente invención pretende
incluir todos aquellos cambios y variaciones que se sitúan dentro
del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (9)
1. Un tubo refractario que se puede usar en la
formación de masas gutiformes de vidrio fundido que incluye una
pared cilíndrica (1) compuesta por una parte inferior (3) que se
sumerge en el vidrio fundido y una parte superior (4) que no se
sumerge en el vidrio fundido cuando el tubo está operativo, estando
la superficie externa del tubo dotada de ranuras longitudinales
(5), caracterizado porque dichas ranuras longitudinales se
prolongan a lo largo de toda la extensión del tubo y porque la
totalidad de la parte superior (4) de la pared cilíndrica (1), que
no se sumerge en el vidrio fundido cuando el tubo está operativo,
dispone de más de seis orificios pasantes (6) dispuestos en hileras
longitudinales.
2. Un tubo refractario según la reivindicación
1, caracterizado porque las ranuras (5) tienen sección
cuadrada, rectangular, poligonal, semicircular o triangular.
3. Un tubo refractario según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque el número de dichas ranuras (5) es
de al menos dos.
4. Un tubo refractario según la reivindicación
1, caracterizado porque el número de dichas ranuras (5) es
de seis a veinte.
5. Un tubo refractario según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichas
ranuras están dispuestas equidistantes entre
sí.
sí.
6. Un tubo refractario según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
orificios pasantes (6) tienen diámetros iguales.
7. Un tubo refractario según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizado porque
dichos orificios pasantes (6) tienen diámetros diferentes.
8. Un tubo refractario según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
orificios pasantes (6) están dispuestos en hileras longitudinales
equidistantes.
9. Un tubo refractario según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el número
de dichas hileras es de al menos dos, y preferentemente de tres a
diez.
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