FI60695B - Foerfarande foer vaermehaerdning av en glasskiva - Google Patents

Description

Fv5r*l ΓβΙ m,KUULUTUSJULKA.SU ,n,oc

JgfiA lBJ (11) UTLAGGNINCSSKRIFT 60 695 C(45) Patentti myönnetty 10 03 1932 ifiÄjS Patent seddelat ' , (51) K».ik.3/im.a.3 C 03 B 27/00 SUOMI — FINLAND (21) P·*·"**'·»·»·"»»»·-PMMtmUninc T62U68 (22) HtktmiipUvi — Antettntnpdif 27-08.76 (23) Alkuptlvt—Giftifhtadtg 27-08.76 (41) Tullut lulklMktl — Bllvlt offvntllg 01.03.77

Patentti· Ja rekisterihallitus .... .... . ...

. .__. ' , . . . (44) Nlhavlktlpmoti · kuuL|ulkalwn pvm. — -,π m Hi

Patent-och registerstyrelsen v ' Antekan utiagd och utUkrtfwn public·™! 30.11. Ö1 (32)(33)(31) Pyydetty utuoikeuf—B^Ird prlorltet 29-08.75 29.08.75, lO.06.76 Englanti-England(GB) 35769/75, 35770/75, 2H123/76 (71) Pilkington Brothers Limited, Prescot Road, St. Helens, Merseyside WA10 3TT, Englanti-England(GB) (72) Raymond Peter Cross, Preston, Lancashire, Derek Edward Thomas,

Chester, Cheshire, Englanti-England(GB) (7)+) 0y Roister Ah (5)4) Menetelmä lasilevyn lämpökarkaisemiseksi - Förfarande för värme-härdning av en glasskiva

Keksinnön kohteena on lasin lämpökäsittely, ja erikoisesti lasiesineiden, esim, laakalasin tai taivutettujen lasilevyjen lämpö-karkaisu. Tällaisia lämpökarkaistuja lasilevyjä voidaan käyttää sellaisinaan moottoriajoneuvon tuulilasina tai moottoriajoneuvon laminoidun tuulilasin osana, moottoriajoneuvon sivu- tai takalaseina, tai käyttää konstruoitaessa tuulilasirakenteita lentokoneita tai vetureita varten, tai konstruoitaessa ikkunoita laivoja varten tai arkkitehtoonisiin tarkoituksiin. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan myös lämpökarkaista muita lasiesineitä, kuten puristettuja tai puhallettuja lasiesineitä.

Lasiesineen lopullista vetolujuutta voidaan suurentaa lämpö-karkaisuprosessin avulla, jossa lasi lämmitetään lämpötilaan, joka lähenee lasin pehmenemispistettä, minkä jälkeen lasipinnat nopeasti jäähdytetään keskustasta pintaa kohti vaikuttavien lämpötilagradient-tien kehittämiseksi lasin paksuuden läpi. Nämä lämpötilagradientit säilyvät, kun lasi jäähdytetään deformaatiopisteensä kautta.

Tämän tuloksena syntyy lasilevyn pintakerroksiin puristusjänni- 2 60695 tyksiä ja lasilevyn paksuuden keskeisessä sydämessä kompensoivia vetojännityksiä.

Tämä lämpökarkaisu suoritetaan yleensä käyttämällä jäähdy-tysilmaa, joka suunnataan tasaisesti lasilevyn molempiin pintoihin, jolloin kuitenkin on vaikeaa saavuttaa ilmavirtojen avulla suurta karkaisuastetta,,erikoisesti karkaistaessa lasilevyä, joiden paksuus on 3 mm tai pienempi. Yritykset suurentaa lasilevyn karkaisuastetta suurentamalla jäähdytysilman virtausnopeutta voivat aiheuttaa lasin pintojen optisen laadun menetyksiä ja lasilevyn muodon vääristymistä jäähdytysilman aiheuttamaan puskevan työntövoiman vaikutuksesta.

Erään toisen lämpökarkaisumenetelmän mukaan lasilevy, jonka lämpötila on lähellä sen pehmenemispistettä, äkkijäähdytetään jäähdytysnesteessä. Tämän menetelmän avulla voidaan kehittää suuria jännityksiä. Lasilevyt on puhdistettava äkkijäähdytyksen jälkeen.

Lasilevyn lämpökarkaisu on myös ehdotettu suoritettavaksi menetelmän avulla, jonka mukaan kuuma lasilevy upotetaan kiinteiden hiukkasten, esim. hiekan muodostamaan, käytännössä vapaasti kuplivaan fluidaatiokerroksen. Tätä menetelmää ei ole tähän asti sovellettu kaupallisessa mittakaavassa.

Yritettäessä käyttää tällaista fluidaatiokerrosta lasin läm-pökarkaisemiseksi on pääongelma todettu olevan lasilevyjen suuri ; murtumistaipumus niitä fluidaatiokerroksessa käsiteltäessä. Vapaasti kuplivassa fluidaatiokerroksessa äkkijäähdytetyn lasilevyn murtumisen luullaan aiheutuvan lasilevyn johtavassa reunassa kehittyvistä hajottavista vetojännityksistä, jotka johtuvat epätasaisesta jäähtymisestä, kun johtava reuna siirtyy kuplivassa eli aggregatiivisessa fluidaatiotilassa olevaan hiukkaskerrokseen.

Lasilevyjen menetys rikkoutumisen takia on erikoisen vakava ongelma siinä tapauksessa, että yritetään suureen jännitysarvoon karkaista ohuita lasilevyjä, joiden paksuus on esim. 2,3 - 4,0 mm, ja menetykset ovat olleet sellaista suuruusluokkaa, että menetelmää ei ole voitu hyväksyä karkaistujen lasilevyjen kaupallisessa valmistuksessa esim. autojen tuulilaseissa käytettäviksi. Rikkoutumison-gelma esiintyy myös pienemmässä mutta silti kaupallisesti merkityksellisessä määrin yritettäessä karkaista paksumpia levyjä, joiden paksuus on enintään 8 mm.

Aggregatiivisessa fluidaatiotilassa olevan vapaasti kuplivan kerroksen, on myös todettu vahingoittavan tähän kerrokseen upotettuja 3 60695 kuumia lasilevyjä. Tämä johtuu niistä epäsäännöllisistä voimista, joita lasiin kohdistuu vapaasti kuplivassa kerroksessa. Tämä voi aiheuttaa sekä kokonaismuodon vaihteluja että enemmän paikallisia pintavaurioita, Edellä mainittuja muodon muutoksia esiintyy pääasiallisesti ohuempien lasilevyjen yhteydessä, joiden paksuus on esim.

2-3 mm. Muodonmuutokset voivat puolestaan aiheuttaa laminoimisvai-keuksia, ja pinnalliset vahingot voivat huonontaa optista laatua siinä määrin, että sitä ei voida hyväksyä, kun lasia käytetään ikkunana tai laminoidun ikkunan komponenttina.

Keksintö perustuu siihen havaintoon, että käytettäessä kaasu-fluidaatiokerrosta, joka on hiukkasten fluidaation aiheuttamassa tyynessä tasaisesti laajentuneessa fluidaatiotilassa, saadaan yllätyksellisesti sopivia jännityksiä kehittymään lasilevyissä, jotka äkkijäähdytetään tällaisessa kerroksessa, ja voidaan huomattavasti vähentää lasilevyjen menetyksiä kerroksessa tapahtuvan rikkoutumisen takia tai muodonmuutoksen ja pinnallisten vahingoittumisten takia, niin että saavutetaan kaupallisesti hyväksyttävissä oleva tuotos.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista, että fluidaatiokaasun syöttöä säädetään, niin että flui-daatiokaasu virtaa tasaisesti ylöspäin kalvon koko yläpinnan yli nopeudella 0,045-5,61 cm/s ja kerros on alkavan fluidaation ja suurimman paisumisen välisessä tilassa ja siinä on vaakasuora tyyni pinta, jonka läpi kuuman lasilevyn etureuna joutuu kerrokseen.

Hienojakoisen materiaalin fluidaatiokerros, joka on tyynessä tasaisesti laajentuneessa hiukkasten fluidaatiotilassa, ja jota käytetään keksinnön soveltamiseksi, voidaan määritellä kerroksen läpi virtaavan kaasun virtausnopeuden ja kerroksen laajentuneen korkeuden perusteella. Hiukkasten tyyni tasaisesti laajentunut flui-daatiotila on olemassa alkavaa fluidaatiota edustavan kaasunnopeuden ajarajan, toisin sanoen kaasun sen nopeuden, jonka vallitessa hiukkaset juuri suspendoituvat tasaisesti jakautuneeseen ylöspäin vir-taavaan kaasuun, ja kaasun virtausnopeuden ylärajan välillä, jolla nopeudella saavutetaan kerroksen maksimipaisuminen ja samalla pysytetään kerroksen yläpäässä oleva vapaa pinta.

Fluidaatiokaasun virtausnopeuden yläraja voi pienessä määrin ylittää sen nopeuden, jolla havaitaan ensimmäisen selvästi tunnistettavissa olevan kuplan, jonka halkaisija on esim. 5 mm, rikkovan kerroksen tyynen pinnan. Yksi tai kaksi tällaista kuplaa voi olla näkyvissä kaasun tällä nopeudella.

4 60695

Suurempi kaasunnopeus aiheuttaa kerroksessa laajaa kuplimista, ja tällaisen kuplimisen käynnistyessä kerroksen korkeus osittain laskee.

Luullaan, että äkkijäähdyttämällä levy kaasun fluidaatiotilaan saattamassa kerroksessa, joka on tyynessä tasaisesti paisuneessa hiukkasten fluidaatiotilassa, ei fluidaatiokerrokseen tunkeutuvan lasilevyn johtavassa reunassa kehity ohimeneviä vetojännityksiä siinä määrin, että ne vaarantaisivat lasilevyä ja aiheuttaisivat sen rikkoutumisen.

Kerroksen pääasiallisesti kuplaton luonne varmistaa myös sen, että kuumaan lasiin ei kohdistu sellaisia epäsäännöllisiä voimia, jotka voisivat aiheuttaa murtumia tai lasin muodonmuutoksia tai pinnallisia vahinkoja äkkijäähdytyksen aikana.

Aikaisemmin on luultu, että fluidaatiokerroksen ja siihen upotetun esineen välisen suuren lämmönsiirtymiskertoimen saavuttamiseksi on kerros edullisesti pidettävä vapaasti kuplivassa tilassa siten, että hiukkasten nopea ja jatkuva liike voi aiheuttaa esineen ja kerrosmassan välistä lämmönsiirtyrnistä. Luultiin, että tällaista lämmönsiirtymistä ei tapahtuisi tyynessä kerroksessa, jossa hiukkaset liikkuvat vähemmän. Nyt on kuitenkin todettu voitavan saavuttaa kuuman lasiesineen ja sellaisen viileämmän kerroksen välisiä yllätyksellisen suuria lämmönsiirtymiskertoimia, joka kerros on muodostunut tyynessä tasaisesti paisuneessa hienojakoisen materiaalin fluidaatio-tilasta, ja jolla on määrätyt valitut ominaisuudet.

On todettu, että tasaisessa fluidaatiotilassa oleva hienojakoinen materiaali on kuumien lasipintojen luona lämmön sekoittamana, kun kuuma lasilevy äkkijäähdytetään kerroksessa, ja että fluidaatiotilassa olevat hiukkaset liikkuvat nopeammin ja omaavat suuremman pyörteisyyden lasilevyn pintojen alueella kuin kerroksen muussa massassa. Tämän ansiosta saavutetaan suuri lämmönsiirtyminen lasin pinnoista. Luullaan, että hiukkaset, jotka lämpenevät ohittaessaan lasipintoja tämän jälkeen liikkuvat nopeasti poispäin lasilevystä ja luovuttavat lämpöä kerroksen massassa olevaan fluidaatioilmaan.

Muita keksinnölle edullisia tunnusmerkkejä on esitetty vaatimuksissa 2-4.

Hiukkasten tiheys ja niiden keskikoko ovat molemmat tärkeitä tekijöitä, kun arvostellaan hienojakoisen materiaalin soveltuvuutta fluidaatiokerroksessa, jossa ne ovat tyynessä tasaisesti paisuneessa tilassa niitä keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäessä. Sopiva 5 60695 hienojakoinen materiaali, joka voidaan saattaa fluidaatioilman avulla tyyneen tasaisesti paisuneeseen tilaan, kun kerros toimii tavallisessa huoneenlämmössä ja ilmastollisessa paineessa, on yleensä sellainen materiaali, jonka suhteen hiukkasten tiheyden ja hiukkas-koon numeerinen tulo ei ole yli 220, kun tiheys on lausuttu suureena 3 g/cm ja hiukkaskoko suureena /um.

Lasilevyn karkaisuaste, joka saavutetaan keksinnön mukaisen menetelmän avulla, riippuu fluidaatiotilassa olevan hienojakoisen materiaalin ja siihen upotetun kuuman lasilevyn välisestä lämmön-siirtymiskertoimesta. Kuten edellä jo selitettiin, esiintyy kuumien lasipintojen luona lämmön aiheuttamaa sekoittumista, joka saattaa lämmön nopeasti siirtymään pois näistä pinnoista. Itse hiukkasten ominaisuudet vaikuttavat myös lämmönsiirtymiskertoimen suuruuteen.

Keksintö selitetään seuraavassa lähemmin sen eräiden suoritus-esimerkkien ja oheisten piirustusten perusteella.

Kuvio 1 esittää kaaviollisena pystyleikkauksena laitteistoa keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 erästä yksityiskohtaa leikkauksena.

Kuvio 3 esittää käyrää, joka kuvaa kaasun avulla tasaiseen tyyneen paisuneeseen fluidaatiotilaan saatetun hiukkasten muodostaman kerroksen luonnetta, kun tätä kerrosta käytetään keksinnön toteuttamiseksi .

Kuvio 1 esittää pystyä karkaisu-uunia 1, jossa on sivuseinä-mät 2 ja katto 3. Sivuseinämät 2 ja katto 3 on tehty tavanomaisesta tulenkestävästä materiaalista, ja uunin pohja on avoin, niin että siinä on pitkänomainen aukko 4, joka on tehty pohjalevyyn 5, joka kannattaa uunia 1. Ei näytettyä liikkuvaa suljinta käytetään tunnetulla tavalla aukon 4 sulkemiseksi. Taivutettava ja sitten lämpökar-kaistava lasilevy 6 ripustetaan uuniin 1 pihtien 7 avulla, jotka tarrautuvat levyn 6 yläreunaan ja pysyvät suljettuina tavalliseen tapaan pihtien väliin tarrautuneen lasilevyn painon vaikutuksesta. Pihdit 7 on ripustettu pihtitangosta 8, joka puolestaan on ripustettu ei näytetystä nosturista, joka kulkee pystyjen johdekiskojen 9 varassa. Nämä kiskot ulottuvat alaspäin uunista nostotangon 8 laske- 6 60695 misen ja nostamisen ohjaamiseksi. Lasilevyn 6 kulkuradan kummallekin puolelle on kammioon 12 sijoitettu kaksi taivutusmuottia 10 ja 11, ja kammiota lämmitetään kanavista 12a virtaavan kuuman kaasun avulla. Kammion 12 sisätila on muotit 10 ja 11 pysytetään samassa lämpötilassa kuin kuuma lasilevy 6, kun tämä tulee kammioon 12.

Muotti 10 on kiinteä koirasmuotti, joka on asennettu isku-männän 13 varaan, ja jossa on kaareva etupinta, joka määrää kuumalle lasilevylle annettavan kaarevuuden. Muotti 11 on rengaskehyksi-nen naarasmuotti, jota kannattavat iskumäntään 16 asennetun tausta-levyn varaan asennetut tuet 14. Muottikehyksen 11 kaarevuus vastaa koirasmuotin 10 pinnan kaarevuutta.

Johdekiskot 9 ulottuvat alaspäin kammion 12 läpi taivutus-muottien molemmin puolin kohti kaasun avulla fluidaatiotilaan saatettavan kerroksen 17 säiliötä. Tämä kerros on hienojakoista tulenkestävää materiaalia, jossa kuuma taivutettu lasilevy on jäähdytettävä. Fluidaatiokerroksen säiliönä on avopäinen suorakaiteen muotoinen säiliö 18, joka on asennettu saksinosturikorokkeen 19 varaan.

Kun koroke 19 on ylösnostetussa asennossaan, on säiliön 18 yläreuna juuri taivutusmuottien 10 ja 11 alapuolella.

Mikrohuokoinen kalvo 20, joka yksityiskohtaisemmin selitetään kuvion 2 perusteella, ulottuu säiliön 18 pohjan poikitse. Kalvon 20 reunat on kiinnitetty säiliön laipan 21 ja säiliön pohjan muodostavan kokoomakammion 23 laipan 22 väliin. Nämä laipat ja levyn 20 reunat on kiinnitetty toisiinsa pulteilla, kuten kohdassa 24 on näytetty. Kaasun tulojohto 25 on yhdistetty kokoomakammioon 23, ja fluidaatioilma söytetään tähän johtoon 25 säädetyn paineen alaisena. Kalvo on rakenteeltaan sellainen, että fluidaatioilma virtaa tasaisesti fluidaatiokerrokseen tämän koko pohjan kautta kerroksen pitämiseksi hiukkasten muodostamassa tyynessä tasaisesti paisuneessa fluidaatiotilassa.

Säiliössä 18 oleva hienojakoinen tulenkestävä materiaali pysytetään tyynessä tasaisesti paisuneessa fluidaatiotilassa huokoisen kalvon 20 läpi tasaisesti jakautuneen ylöspäin suunnatun ilmavirran avulla. Paisunut kerros on pääasiallisesti kuplattomassa tyynessä tilassa, eikä kerroksena ole mitään alueita, jotka eivät ole fluidaatiotilassa.

Kuvio 2 esittää mikrohuokoisen kalvon erästä edullista rakennetta, joka on selitetty UK-patenttihakemuksessa n:o 24124/76. Tässä kalvossa on teräslevy 26, jossa on säännöllisesti jakautuneet reiät 27. Levyn reunoihin on porattu reiät pultteja 24 varten. Tiiviste 7 6 O 6 9 5 28 sijaitsee levyn reunojen alapinnan ja kokoomakammion laipan 22 välissä.

Levylle 26 on laskettu joukko lujaa mikrohuokoista paperia olevia kerroksia 29. Voidaan käyttää esim. viisitoista paperiarkkia. Kalvo on täydennetty kudotulla lankaverkolla 30, esim. ruostumatonta terästä olevalla verkolla, joka on laskettu paperin päälle. Ylä-tiiviste 31 sijaitsee lankaverkon 30 ja säiliön laipan 21 välissä.

Lähellä levyä 20 voi olla kori lasimurskan kokoamiseksi, ja tämä kori on suunnitelty siten, että se ei häiritse fluidaatioilman tasaista virtausta ylöspäin kalvon läpi.

Johdekiskot 9 ulottuvat kuvion 1 mukaan alaspäin taivutus-muottien alapuolella olevaan kohtaan ja päättyvät säiliön 18 ylä-raunan alueella. Kiinteä kehys 32 on asennettu säiliöön 18, ja tämän kehyksen pohjassa on ylöspäin suunnatut jalat 33 lasilevyn alareunan vastaanottamiseksi, kun tämä lasilevy lasketaan fluidaatiokerrokseen laskemalla pihtitankoa 8 nosturin avulla taivutusmuottien ohitse.

Saksinosturipöydän 19 ollessa laskettuna ja pihtien 7 ja pihtitangon 8 ollessa alimmassa asennossaan johteiden 9 alapuolella, kuormataan pihtien varaan kylmä lasilevy, joka on taivutettava ja karkaistava. Nosturi nostaa sitten ripustetun lasilevyn uuniin 1, joka pysytetään esim. 850°C:ssa, kun karkaistaan natronkalkki-pii-dioksidilasia. Lasilevy kuumennetaan nopeasti lähellä sen pehmenemispistettä olevaan lämpötilaan, joka on esim. rajoissa 610-680°C.

Kun lasilevy on saavuttanut halutun tasaisen lämpötilan, avataan suljin, joka sulkee aukon 4, ja kuuma lasilevy lasketaan nosturin avulla avoimien taivutusmuottien 10 ja 11 väliin. Välivivut 13 ja 16 saatetaan toimimaan ja muotit sulkeutumaan levyn taivuttamiseksi. Levyn saatua halutun kaarevuuden muotit avataan ja kuuma taipunut lasilevy lasketaan nopeasti säiliössä 18 olevaan fluidaatio-kerrokseen, joka on laskettu jäähdytysasentoon saksinosturipöydän 19 avulla sillä aikaa, kun lasilevyä kuumennettiin uunissa 1.

Valmistettaessa korkealaatuisia laminoituja lasituotteita, joihin sisältyy fluidaatiokerroksessa jäähdyttämällä lämpökarkaistuja lasilevyjä, on optisen laadun havaittu paranevan, kun lasilevyn pintoihin kohdistetaan ensimmäinen ilmajäähdytys juuri ennen kuin lasi upotetaan fluidaatiokerrokseen. Tämä voidaan tehdä sijoittamalla juuri säiliön 18 yläreunaan yläpuolella ontot puhalluskehykset, jotka suuntaavat jäähdytysilmaa taivutetun lasilevyn pintoihin sitä mukaa kuin tämä levy lähtee taivutusmuottien välistä ja siirtyy fluidaatio- 60695 kerrokseen.

Tämä pinnan alkujäähdytys "muokkaa" lasilevyn pintoja siten, että vältetään näiden pintojen sellaiset vähäiset vaihtelut, joita joskus on havaittu, ja jotka voivat aiheutua siitä, että fluidaatio-tilassa oleva hienojakoinen materiaali sekoittuu lämmön vaikutuksesta lasipintojen luona. Tällaista pintojen alkujäähdytystä olisi kuitenkin käytettävä ainoastaan siinä tapauksessa, että lasia käytetään korkean optisen laadun omaavien laminaattien valmistamiseksi.

Fluidaatiokerros pysytetään sopivassa lämpötilassa halutun keskeisen vetojännityksen kehittämiseksi lasissa, esim. 30 - 150°C:ssa, käyttämällä vesijäähdytysvaippoja 30 säiliön 18 laakeiden pitkien seinämien luona, ja säätämällä kokoomakammioon 23 syötetyn fluidaa-tioilman lämpötilaa. Nämä vaipat 34 absorboivat lämpöä, joka kerroksen läpi siirtyy kuumasta lasilevystä.

Kuuman lasilevyn alareuna jäähtyy tasaisesti pitkin koko pituuttaan, kun se työntyy paisuneen fluidaatiokerroksen vaakasuoraan tyyneen pintaan, joten ei ole mitään mahdollisuuksia eri suurien vetojännitysten kehittymiselle lasireunan pinnan eri alueilla, mikä voisi johtaa rikkoutumiseen. Alareunan laskiessa kerrokseen tämä reuna aina koskettaa fluidaatiomateriaalia, joka on tyynessä tasaisesti paisuneessa fluidaatiotilassa, ja tämä alareunan tasainen käsittely, joka on riippumaton hiukkasmateriaalin siitä ylöspäin suunnatusta virtauksesta, joka voi kehittyä kuumien lasipintojen luona heti kun nämä siirtyvät fluidaatiokerrokseen, estää laajalti murtumisen ja ne ongelmat, jotka aiheutuvat kerroksessa olevien la-sisirpaleiden käsittelystä. Tämä yhdessä sen seikan kanssa, että vältetään lasilevyjen muodon muuttumiststa ja/tai pinnan laadun vahingoittumisesta aiheutuvat menetykset, varmistaa karkaistujen lasien kaupallisessa mittakaavassa kannattavan tuotannon.

Fluidaatiokerroksen paikallinen sekoittuminen lämmön vaikutuksesta tapahtuu kuumien lasipintojen luona, mahdollisesti syystä, että kaasu laajenee nopeasti vastaavalla tavalla kuin neste kiehuu. Sekoittaminen varmistaa sen, että riittävästi lämpöä siirtyy pois lasipinnoista fluidaatiokerroksen massaan, koska saavutetaan kerroksen ja lasilevyn välisiä lämmönsiirtymiskertoimia, jotka ovat rajoissa 0,003 - 0,002 cal/cm^/°C. Lämmönsiirtymistä jatkuu selvästi senkin jälkeen, kun lasi on jäähtynyt deformaatiopisteensä alapuolella, niin että on olemassa riittävä varmuus siitä, että keskustasta kohti pintaan vaikuttavat lämpötilagradientit säilyvät lasin jäähtyessä 9 60695 deformaatiopisteensä kautta, ja että karkaisujännitykset tämän jälkeen kehittyvät lasin jatkuvasti jäähtyessä sillä välin, kun se on yhä uponneena kerroksessa.

Fluidaatiotilassa olevan materiaalin sekoittuminen lasipintojen luona aiheuttaa kerroksen massassa virtoja, jotka jatkuvasti siirtävät kerroksen etäämmällä oleviin osiin sitä lämpöä, joka lämmön aiheuttaman sekoittumisen ansiosta siirtyy lasista kerrokseen lasilevyä välittömästi ympäröivällä alueella. Lämpöä vastaanottavat vesijäähdytysvaipat 34 pitävät nämä etäämmällä sijaitsevat kerroksen osat viileinä.

Levy painautuu kehyksen 32 jalkoihin 33 laskuliikkeensä lopussa, jolloin pihdit 8 vapautuvat. Tämän jälkeen lasilevy sijaitsee kehyksen 32 varassa, kun se jäähtyy fluidaatiokerroksessa. Lasilevy jää tähän fluidaatiokerrokseen, kunnes se on jäähtynyt riittävästi käsiteltäväksi, ja säiliötä 18 lasketaan laskemalla saksinosturi-koroketta kiinteän kehyksen 32 ja sen kannattaman karkaistun lasilevyn paljastamiseksi, joka lasilevy sitten poistetaan jäähtymään edelleen huoneenlämpöön.

Kuvio 3 havainnollistaa hiukkasten muodostaman fluidaatio-kerroksen tyynen tasaisen fluidaatiotilan luonnetta. Tämä kuvio esittää käyränä kokoomakammiossa vallitsevaa painetta säiliössä 18 olevan kerroksen korkeuden funktiona, jolloin käytetään seuraavassa esitettävässä esimerkissä 2 selitetyllä tavalla ^-alumiinioksidi-hiukkasia, ja tässä esimerkissä 2 selitettyä säiliön kokoa ja flui-daatio-olosuhteita, ja kerroksen lämpötila on 80°C.

Kokoomakammiossa vallitsevan paineen saavutettua arvon 2 15 kN/m alkoi kerroksen paisuminen, jolloin kerroksen läpi virtaa-van fluidaatioilman nopeus on riittävä alkavan fluidaatiotilan käynnistämiseksi. Kaasun nopeuden tällä alarajalla ^-alumiinioksidi-hiukkaset toisin sanoen juuri suspendoituvat ylöspäin virtaavaan ilmaan Käyttämällä suurta paineenalenemista ja kuvion 2 havainnollistamaa tasaista mikrohuokoista kalvoa, saadaan kalvon yläpinnasta ylöspäin virtaava fluidaatioilma jakautumaan tasaisesti. Tämän kalvossa tapahtuvan suuren paineenalenemisen ansiosta voidaan herkästi säätää hienojakoisen materiaalin läpi ylöspäin virtaavan kaasun nopeutta, niin että voidaan säätää J^-alumiinioksidihiukkasten tyyntä fluidaatioilmaa edellä juuri selitetyn minimi-fluidaatiotilan 10 606 9 5 ja kerroksen sellaista maksimilaajenemista edustavan tilan välillä, jossa tilassa tiheäfaasinen fluidaatio vielä säilyy.

Kaasun nopeutta voidaan tällä tavoin herkästi säätää säätämällä kammiossa 23 vallitsevaaa kokoomapainetta, eikä tämän paineen suuretessa tapahdu mitään äkkinäistä tai epäjatkuvaa kerroksen tilan muuttumista. Sensijaan kerroksen tyyni tasaisesti paisunut tila säilyy kuvion 3 näyttämällä tavalla, kun kokoomapainetta suurennetaan o arvoon noin 25 kN/m , ja kerros paisuu säiliössä noin 102 cm korkeuteen.

Tällä kokoomapaineella voidaan havaita, että ensimmäiset selvästi tunnistettavissa olevat kuplat, joiden halkaisija on esim. noin 5 mm, murtautuvat tyynen kerroksen pinnan läpi, ja fluldaatio-ilman tätä nopeutta voidaan pitää miniml-kuplimisnopeutena.

Sen ansiosta, että käytetään kalvossa 20 esiintyvää suurta paineenalnemista, on voitu havaita, että tämä minimi-kuplimisnopeus ei välttämättö ole kaasun se nopeus, joka kehittää kerroksen maksimi- paisumisen, joten edelleen säätämällä kokoomakammion paine arvoon o 27 kN/m saatiin kerroksen maksimikorkeudeksi 105 cm. Suurennettaessa kokoomakammion painetta tähän arvoon 27 kN/m2 havaittiin useampien pienien kuplien murtautuvan kerroksen pinnan läpi, mutta nämä pienet sattumanvaraisesti esiintyvät kuplat eivät olleet niin merkityksellisiä, että ne haitallisesti vaikuttaisivat kerroksen kykyyn jäähdyttää kuumia lasilevyjä, erikoisesti paksuhkoja lasilevyjä.

2

Suurennettaessa kokoomakammion painetta yli arvon 27 kN/m havaittiin kerroksen pysyvää kuplimista, ja todettiin kerroksen pyrkivän laskeutumaan korkeuteen, joka oli pienempi kuin sen maksimikorkeus 105 om. Tässä tilassa olevana kerros ei soveL tunut kuumien lasilevyjen karkaisemiseen.

Tässä esimerkissä näin ollen α-alumiinioksidihiukkasten muodostaman fluidaatiokerroksen tasaista tyyntä paisunutta tilaa, joka soveltui kuumien lasilevyjen karkaisemiseksi, edustaa kuvion 3 käyrän alue, joka sijaitsee kokoomakammiossa vallitsevien paineiden 15 ja 27 kN/m2 välissä, ja jolla alueella fluidaatiotilaa voitiin herkästi säätää ja näin ollen säätää lasiin kehittyneitä tasaisia karkai suj ännityksiä.

Fluidaatiokerroksen Ja kuuman lasin välinen tehollinen läm-mönslirtymiskerroin määräytyy fluidaatiokaasun, tavallisesti ilman, ominaisuuksista, kaasun virtausnopeudesta kerroksen läpi, tulenkestävää hienojakoista materiaalia olevien hiukkasten ominaisuuksista, 11 6 0 6 9 5 erikoisesti näiden hiukkasten kokojakautumaata, hiukkasten keskikoosta, hiukkasten tiheydestä, hiukkasmateri&alin tiheydestä siinä tapauksessa, että hiukkasissa on ontelolta, toisin sanoen että niillä on tietty huokoinen eli ontto rakenne. Lämmönsiirtokerroin määräytyy myös lasin ja kerroksen lämpötiloista, koska siinä tapauksessa, että näiden lämpötilojen välinen ero on pieni, tulee lasin pinnan luona tapahtumaanvain vähäistä sekoittumista, joten tehollinen lämmönslirtymiskerroin tulee olemaan suhteellisen pieni.

Toisista tekijöistä, jotka vaikuttavat lämmönsiirtymiskertoi-meen, mainittakoon hiukkasten ominaislömpö ja niiden keskilämpöka-pasiteetti. Kaikissa seuraavissa esimerkeissä on hiukkasten tihey-den (g/cm) ja hiukkasten keskikoon (pm) tulon numeerinen arvo pienempi kuin 220. Tämä on kriteeri, jota voidaan käyttää hienojakoisen materiaalin soveltuvuuden määrittämiseksi, jolloin siis on kysymys sen kyvystä joutua ilman vaikutuksesta tyyneen tasaisesti paisuneeseen fluidaatiotilaan, kun toimitaan ympäristön normaali-lämpötilassa ja -paineessa.

Seuraavassa esitetään eräitä esimerkkejä lasilevyjen karkai-semiseksi kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa laitteistossa ja käyttämällä tasaista tyyntä paisuntakerrosta, jolloin lasilevyjen paksuudet ovat rajoissa 2,4 - 12 mm. Kaikissa esimerkeissä 1-11 lasilevyjen reunat viimeistellään pyöristämällä ne hienon timanttisoralaikan avulla.

Esimerkki 1

Hienojakoisena tulenkestävänä materiaalina käytettiin huokoista X- -alumiinioksidia, jonka ominaisuudet olivat seuraavat hiukkasten keskikoko (d) 64 hiukkasten kokojakautuma 20 - 160 ym hiukkasten tiheysd(δ) 2,2 g/cm^ materiaalin tiheys 3,97 " δ x d 141 "

materiaalin omina!slämpö 0,2 cal/g/°C

lämpökapasiteetti kerroksen tilavuusyksikköä * _

kohden minimifluidaatiotilassa 0,21 cal/cnr/ G

fluidaatioilman nopeus kerroksessa 0,5^ cm/s 6 0 6 9 5

Kerros pysytettiin 40°C:ssa, jolloin 2,3-12 mm paksujen lasilevyjen karkaisuaste oli seuraava, kun lasin alkulämpötila oli rajoissa 6l0-670°C:

Lasin alkulämpö- Lasin paksuus Keskimääräinen tila, keskeinen vetojän- (°c) nitys (MH/.2) 610 2.3 37 610 10 92 610 12 93.5 630 2.3 42.5 630 6 72.5 630 12 96 650 2.3 46 650 4 64 650 6 75.7 650 8 92.7 650 10 96 650 12 99 670 2.3 44 670 6 75 670_____10___100___

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmönsiirtymis-kerroin oli rajoissa 0,01 - 0,012 cal/cm2/°C/sek.

Esimerkki 2

Eräässä erikoisessa valmistussarjassa, jossa käytettiin samaa huokoista -alumiinioksidia kuin esimerkissä-1, karkaistiin lasilevyjä, joiden paksuus oli 2,3 mm. Näitä levyjä käytettiin sitten autoja varten tarkoitetun laminoidun tuulilasin komponenttina.

^6 -alumiinioksidin ominaisuudet olivat seuraavat: 60695 13

Hiukkasten keskikoko (d) = 64 51m hiukkasten koko jakautuma = 30 - 150 ^im hiukkasten tiheys (6) = 2,2 g/cm^ materiaalin tiheys = 3.9 g/cm"* δ x d = 141 fluidaatiokerroksen sisältävän säiliön koko = 38 cm x 215 cm x 105 om syvä kokoomapaine * 24 kN/m2 paineenaleneminen kalvossa = 15 kN/m . , . . , 60 % kokoomapainees- paineenaleneminen kalvossa = +„ l a

T

fluidaatioilman virtausnopeus = 0.175 m /min.

fluldaatioilman nopeus kerroksessa = 0.36 cm/s

fluidaatiokerroksen lämpötila s 60°C

lasin lämpötila: ylä reuna = 650°C - 655°C

ala reuna = 670°C - 675°C

lasiin muodostuva keskeinen 2 o tasainen vetojännitys s 38MN/m* - 40MN/m*

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmönsiirtymis- 2 o kerroin oli rajoissa 0,01 - 0,012 cal/cm / C/sek.

Esimerkki 3

Eräässä toisessa valmistussarjassa karkaistiin lasilevyjä, joita oli tarkoitus käyttää lentokoneen laminoitujen tuulilasien komponentteina, ja joiden paksuudet olivat 3 mm, 4 mm, 6 mm, 8 sun ja 10 mm, tasaisessa tyynessä paisuneessa fluidaatiotilassa olevassa ^ -alumiinloksidikerroksessa. Käytettiin samaa huokoista }L »alumiinioksidia kuin esimerkeissä 1 ja 2.

Fluidaatiokerroksen sisältävän säiliön koko = 45 cm x 245 cm x 150 cm syvä

O

kokoomapaine = 30 kN/m paineenaleneminen kalvossa = 19*5 kN/m2 paineenaleneminen kalvossa = 65 % kokooma pai neesta fluldaatioilman virtausnopeus = 0.34 m^/min.

fluldaatioilman nopeus kerroksessa = 0.51 cm/s

fluidaatiokerroksen lämpötila = 60°C

lasin lämpötila = 645°C - 650°C

“ 60695

Lasissa kehittyneet tasaiset keskeiset vetojännitykset olivat seuraavat:

Paksuus Keskeinen vetojännitys 3.0 mm 48 MN/m2 4.0 mm 53 MN/m2 10.0 mm 80 MN/m2

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen 1ämmänäiirtyrnis-

O Q

kerroin oli rajoissa 0,01 - 0,012 cal/cm / C/sek.

Esimerkki 4

Hienojakoisena tulenkestävänä materiaalina käytettiin huokoista jauhettua alumiinioksidi-silikaattimateriaalia, jonka jokainen hiukkanen sisälsi 13 paino-# alumiinioksidia ja 86 paino-# piidioksidia. Jauhetun materiaalin ominaisuudet olivat seuraavat: Hiukkasten kokojakautuma = enintään 150 um hiukkasten keskikoko (d) = 60 pm hiukkasten tiheys (6) = 1.22 g/cm^ materiaalin tiheys = 2.3 g/cva? 6 = d = 73

materiaalin ominaislämpö = 0,38 cal/g°C

lämpökapasiteetti kerroksen tila- vuusyksikköä kohden minimi- -

fluidaatiotilassa = 0,19 cal/cnr °C

fluidaatioilman nopeus kerroksessa 1 0,21 cm/s

Kerros pysytettiin 40°C:ssa, jolloin 2,3-10 mm paksujen lasilevyjen karkaisuasteet olivat seuraavat:

Lasin alkulämpötila Lasin paksuus Keskimääräinen kes- o„ () keinen vetojännitys C (MN/m2) 650 2.3 30.8 650 4 44 650 6 62.3 650 8 73 650 10 79

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmttnsiirtymis-kerroin oli rajoissa 0,007 - 0,009 cal/cm2/0C/sek.

f .» 60695 15

Esimerkki 5 Käytettiin toisenmuotoista jauhettua alumiinioksidi-silikaat-timateriaalia. Jokainen hiukkanen oli huokoinen, ja siinä oli 29 paino-% alumiinioksidia Ja 69 paino-% piidioksidia. Tämän huokoisen jauheen ominaisuudet olivat seuraavat:

Hiukkasten kokojakautuma = enintään 150 pm hiukkasten kokojakautuma = 75 μη hiukkasten tiheys (δ) =1.21 g/cm^ δ x d =91 materiaalin tiheys = 2.3 g/cnr

materiaalin ominais lämpö = 0.2 cal/g°C

lämpökapasiteetti kerroksen tilavuus- _

yksikköä kohden minimifluidaatiotilassa = 0,11 cal/cnr°C

fluidaatioilman nopeus kerroksessa = 0.33 cm/s

Kerros pysytettiin 40°C:ssa, ja lasin alkulämpötila rajoissa 6l0 - 670°C, jolloin 2,3 - 10 mm paksuilla lasilevyillä saavutettiin seuraavat karkaisuasteet:

Lasin alku- Lasin paksuus Keskimääräinen lämpötila (°C) keskeinen veto-

jännity. (MN/m^J

610 6 51 610 10 74 630 2.3 31.3 630 6 33 650 2.3 33.7 650 4 48.3 650 6 56 650 8 71.3

650 10 8A

670 2.3 32 670 6 50 670 10 81.5 16 60695

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmöneiirtymis-kerroin oli rajoissa 0,007 - 0,01 cal/cm2/°C/sek.

Esimerkki 6 nFillite"-jauhetta, joka oli onttoja lasipalloja, jotka oli valmistettu voimakattiloiden jauhetusta polttoainetuhkasta, valittiin siten, että ominaisuudet olivat seuraavat:

Hiukkasten kokojakautuma = 20 - l60 um hiukkasten keskikoko (d) = 77 pm hiukkasten tiheys (6) = 0.38 g/cm^ δ x d =29 materiaalin tiheys = 2.6 g/cm^

materiaalin ominaislämpö = 0.18 cal/g°C

lämpökapasiteetti kerroksen tilavuus- ,

yksikköä kohden minimitluidaatlotilassa = 0.05 cal/cnrC

ilman fluidaationopeus "Fillite"- kerroksessa = 0.11 cm/s Tässä fluidaatiokerrokseessa lämpökarkaistujen lasilevyjen saavuttama karkaisuaste voidaan kuvata keskimääräisellä keskeisellä vetojännityksellä, joka mitattiin tavalliseen tapaan, jolloin saavutettiin k - 12 mm paksuilla lasilevyillä Ja käyttämällä lasin alkulämpötiloja rajoissa 6lO-670°C ja fluidaatiokerroksen lämpötilaa 40°C, seuraavat tulokset: 60695 17

Lasin alkulämpö- Lasin paksuus Keskimääräinen keskeinen ti!» (Oc) („) vetojännitye (mm/b8)

610 10 AO

610 12 A1 630 6 30 630 12 45 650 4 4 22.4 650 6 32 650 8 37 650 10 39 630 12 48.5 670 6 35 670 10 50

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmtfnsiirtynls-kerroin oli rajoissa 0,003 - 0,004 cal/cm^/°C/sek.

Esimerkki 7 Käytettiin "Fillite^materiaalin toista laatua, jonka ominaisuudet olivat seuraavat:

Hiukkasten keskikoko (d) = 120 |im hiukkasten tiheys (δ) s 0.38 g/cm^ materiaalin tiheys = 2.6 g/cm^ δ x d =45

materiaalin ominaisläapö = 0.18 cal/g°C

lämpökapasiteetti kerroksen tilavuusyk- *

sikköä kohden minimlfluidaatiotilassa = 0.06 oal/om-' C

fluidaatioilman nopeus kerroksessa = 0.27 cm/s 18 6 0 6 9 5

Lasilevyjen alkulämpötilojen ollessa rajoissa 630-670°C ja kerroksen lämpötilan ollessa noin 40°C, kehittyi 6-10 mm paksuissa lasilevyissä seuraavat jännitykset:

Lasin alkulämpö- Lasin paksuus Keskimääräinen keskeinen tila (°c) vetojännitys (MN/m2) 630 6 /,2 630 ö 4 9 630 6 45.5 650 8 51 • 650 10 63

670 6 VJ

670 8 53

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmOnaiirtymis-

Q Q

kerroin oli rajoissa 0,005 - 0,06 oal/cm / C/sek.

Esimerkki 8

Hienojakoisena tulenkestävänä materiaalina käytettiin onttoja hiilipalloja, jotka tunnetaan nimellä "Carbospheres", ja joiden ominaisuudet olivat seuraavat:

Hiukkasten kokojakautuma = 5-150 jm hiukkasten keskikoko (d) s 48 pm hiukkasten tiheys (δ) =0.5 g/om^ 6 x d = 14.4 materiaalin tiheys s 2.3 g/om^

materiaalin ominaislämpä = 0.123 cal/g°C

lämpökapasiteetti kerroksen tilavuus- .

yksikköä kohden minimifluidaatlotilassa = 0.02 cal/cm'>°C

fluidaatioilman nopeus kerroksessa * 0*33 cm/s lq 6 0 6 9 5

Tasaa fluidaatiokerroksessa, jonka lämpötila oli noin 40°C, jäähdytettyjen lasilevyjen karkaisuasteet olivat seuraavat:

Lasin alkulämpö- Lasin paksuus Keskimääräinen kestiin keinon vetojännitys (°C) (mm) (MN/m2) 610 10 44 630 6 34 650 4 ?-6.3 630 6 32.7 650 8 40 650 10 45 670 6 36 670 10 46

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmönsiirtymis-kerroin oli rajoissa 0,0035 - 0,004 cal/cm2/°C/sek.

Esimerkki 9

Hienojakoisena tulenkestävänä materiaalina käytettiin huokoista jauhettua nikkeliä, jonka ominaisuudet olivat seuraavat:

Hiukkasten keskikoko (d) = 5 )» hiukkasten tiheys (6) * 2.35 g/cm^ materiaalin tiheys = 8.9 g/cm^ δ z d =12

materiaalin ominaislämpö = 0.106 cal/g°C

lämpökapasiteetti kerroksen tilavuus- ,

yksikköä kohden minimifluldaatiotilassa = 0.37 cal/cmJ °C

fluidaatioilman nopeus kerroksessa = 0.045 cm/s

Lasilevyjä, joiden paksuudet olivat rajoissa 2,3 - 6 mm, ja lämpötila oli 650°C, äkkiJäähdytettiin tätä huokoista nikkeli-jauhetta olevassa kerroksessa, joka oli lepotilassa, ja jonka lämpötila pysytettiin noin 40°C:ssa. Keskimääräisenä keskeisenä veto-jännityksenä esitetyt karkaisuasteet olivat seuraavat:

Lasin paksuus Keskimääräinen keskeinen _(mm)_ vetojännitys (MN/m2) 20 60695 2.3 77 3 95 6 115

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmönsiirtymis-kerroin oli 0,02 cal/cm^/°C/sek.

Esimerkki 10

Hienojakoisena materiaalina käytettiin ei-huokoista jauhettua α-alumiinioksidia. Käytettiin erilaisia a-alumiinioksidimateri-aaleja, joiden keskimääräiset hiukkaskoot olivat eri suuret. Kaikilla näillä materiaaleilla oli seuraavat yhteiset ominaisuudet:

Hiukkasten tiheys (δ) = 3.97 g/cm^ materiaalin tiheys = 3.97 g/cnr

materiaalin ominaislämpö = 0.2 cal/g C

α-alumiinioksidimateriaalia saatiin lajiteltuna hiukkaskoko-jen mukaan, ja muodostettiin neljä eri fluidaatiokerrosta: a-alumii- Hiukkasten Hiukkasten Minimitluidaatio- rFluidaatio· nioksidia keskikoko δ x lämpttkapasi- tilassa olevan ker- ilman no-oleva (d) teetti (cal/ roksen lämpttkapa- Λ peus ker- kerros (μ-) d <,,3/0^ eiteetti (Sal/im3/<b) ?0ksessa Λ 23 92 5 X 10'9 0.32 1.02 B 29 116 10 X 10“9 0.32 1.62 C 45 180 38 X 10~9 0.32 3.90 D 54 216 66 X 10"9 0.32 5.61 Näissä fluidaatiokerroksissa äkkijäähdytettiin lasilevyjä, joiden paksuudet olivat rajoissa 2,3 - 12 sub, jolloin kerrosten lämpötila oli 40°C. Lasilevyjen alkulevyjen oli rajoissa 6l0-670°C, ja levyjen karkaisuasteelle on tunnusomaista keskimääräinen keskeinen vetojännitys, joka on rajoissa 42 - 104 MN/m .

n 60695

Kerroksen ja lasilevyjen välinen tehollinen lämmönsiirtymis-kerroin oli rajoissa 0,0062 - 0,0086 cal/cm^/°C/sek.

Esimerkki 11

Pienistä kiinteistä nimellä MBallotini,,-tunnetuista lasi-hemistä muodostettu kerros saatettiin fluidaatiotilaan. Kerroksen ominaisuudet olivat seuraavat:

Hiukkasten kokojakautuma = 0 - 75 pm hiukkasten keskikoko (d) = 58 um *7 hiukkasten tiheys (6) = 2.5 g/cm δ x d = 145 lämpökapasiteetti kerroksen tilavuus-yksikköä kohden minimifluidaatio-

tilassa = 0.34 cal/c^uC

fluidaatioilmap nopeus kerroksessa = 0.041 cm/s

Lasilevyt, joiden paksuue oli rajoissa 2,3 - 10 mm, lämmitettiin alkulämpötilaan 630 - 670°C, ja äkkijäähdytettiin fluidaatio-kerroksessa, jonka lämpötila pidettiin noin 40°C:ssa. Lasilevyjen karkaisuasteet olivat seuraavat:

Lasin alkulämpö- Lasin paksuus Keskimääräinen keskei- tila ( C) nen vetojännitys (“) (MN/.2) 630 2.3 30 630 6 72 630 8 07

650 2.3 AO

650 6 7A.5 650 8 87 650 10 90 670 2.3 A3 670 6 80 670 8 90 ' 60695

Kerroksen ja lasilevyjen välinen keskimääräinen tehollinen lämmönsiirtymiskerroin oli 0,011 cal/cm^/°C/sek.

Murtumattomien ja vääristymättömien lasilevyjen sen suuren tuotoksen kuvaamiseksi, joka saavutettiin käyttämällä keksinnön mukaista kaasun avulla fluidaatiotilaan saatua kerrosta, Joka oli tyynessä tasaisesti paisuneessa fluldaatiotilassa, verrattuna tuotokseen, joka saavutettiin käyttämällä kerrosta, joka oli kuplivassa fluldaatiotilassa, käsiteltiin useita samanlaisia lasilevyjä, joiden koko oli 30 cm x 30 cm ja joiden paksuudet olivat 2 mm, 6 mm ja 12 mm. Lasilevyjen reunat oli viimeistelty vlistomalla nämä reunat piidioksidi-karbodihiomalaikan avulla. Täten saatiin reunojen karkeampi viimeistys kuin esimerkkein 1-11 mukaisissa lasilevyissä, jotka viimeisteltiin timanttisoralaikan avulla. Keksinnön ansiosta saavutettiin suurempi tuotos myös tätä karkeampaa ja halvempaa reu-naviimeistystä käyttäen.

Jokainen levy lämmitettiin alla mainittuun lämpötilaan ja upotettiin täten huokoista α-alumiinioksidia olevaan, esimerkissä 1 selitettyyn fluidaatiokerrokseen.

Näissä tuotoskokeissa eräät kuumat lasilevyt upotettiin tyynessä tilassa olevaan fluidaatiokerrokseen, kuten on selitetty esimerkissä 1. Tämän jälkeen aikaansaatiin kerroksen kupliva fluidaa-tiotila suurentamalla fluidaatiokaasun nopeus sitä arvoa suuremmaksi, jolla kehittyi kerroksen maksimilaajeneminen, ja yhtä monta kuumaa lasilevyä upotettiin kuplivaan kerrokseen»

Mitoiltaan hyväksyttävissä olevien murtumattomien lasilevyjen tuotos oli prosenttimääränä käsiteltyjen levyjen kokonaislukumäärästä seuraava:

Lasin paksuus = 2 mm Tuotos

Lasin lämpötila °C Tyyni kerros Kupliva kerros 645 95 % 52 % 660 100 % 80 %

Lasin paksuus = 6 mm Tuotos

Lasin lämpötila °C Tyyni kerros Kupliva kerros 640 80 % 40 <fo 645 100 % 60 %

Lasin paksuus = 12 mm Tuotos

Lasit! lämpötila °C Tyyni kerros Kupliva kerros 635 80 % 40 % 645 loo % 75 % 6 0 6 9 5 ?3

Vaikka edellä esitetyt tulokset saavutettiin käyttämällä neliömäisiä lasilevyjä 30 cm x 30 cm, saavutettiin vieläkin pienempiä tuotoksia murtumiseen ja vääristymiseen nähden, kun käsiteltiin suuria lasilevyjä esim. moottoriajoneuvon tuulilasinkokolsia levyjä kuplivassa fluidaatiokerroksessa. Tämän vastakohtana olivat saavutetut tuotokset tällaisia suuria lasilevyjä käsiteltäessä tyynessä fluidaatiokerroksessa vähintään yhtä hyvät kuin edellä mainittujen esimerkkien mukaan saavutetut tulokset.

Lasiin kehittyneiden jännitysten suuruus pienenee sitä mukaa kuin kerroksen lämpötila nousee, ja rajalla, joka voi olla noin 300°C tai korkeampi, ovat lasissa vaikuttavat jännitykset sellaiset, että lasi pikemminkin tulee hehkutetuksi kuin karkaistuksi. Säiliön 16 sivuseinämien luona voidaan käyttää lämmitys- ja/tai jääh-dytyselementtejä fluidaatiokerroksen lämpötilan säätämiseksi. Kaikissa esimerkeissä lasilevyt olivat kaupan saatavia natronkalkki-lasilevyjä, joita käytetään lentokoneiden tuulilasipaneeleissa, autojen tuulilasien, laivanikkunoiden ja rakenteellisten paneelien valmistuksessa· Koostumukseltaan toisenlaista lasia voidaan karkaista tai hehkuttaa samalla tavoin käyttämällä keksinnön mukaista menetelmää. Myöskin muita esineitä kuin lasilevyjä, esim. puristettuja lasiesineitä, kuten eristimiä tai linesiaihioita tai puhallettuja lasiesineitä voidaan karkaista tai hehkuttaa keksinnön mukaisen menetelmän avulla.

Keksinnön mukaista fluidaatiokerrosta voidaan käyttää lasin muita lämpökäsitettelyjä varten, esim. suhteellisen kylmän lasi-esineen lämmittämiseksi ennen seuraavaa käsittelyvaihetta, jolloin lämmön siirtäminen fluidaatiomateriaalista lasiin, joka on upotettu kerrokseen, helpottuu ilman lasin vahingoittumisvaaraa siinä tapauksessakin, että lasi on saavuttanut lämpötilan, jossa se on altis vahingoittumaan epäsäännöllisten voimien vaikutuksista.

Keksintöä voidaan myös soveltaa sellaisten lasilevyjen lämpö-karkaisemiseksi, jotka on lämmitetty ja taivutettu niiden ollessa kannatettuina melkein pystyasennossa, ja levyt on saatettu etenemään pitkin vaakasuoraan rataa, kuten on selitetty UK-patenttihakemuk-sessa n:o 34.703/73 (julkaisu n:o 1.442.316). Tässä hakemuksessa selitettyä laitteistoa käytettäessä taivutusmuotit suljetaan lämmitettyyn kammioon, joka saatetaan kallistumaan kaltevasta asennosta asentoon, jossa taivutettu lasilevy on taivutusmuottien välissä pystyasennossa ja voidaan laskea pystysuunnassa edellä selitettyä tyyppiä olevaan levossa olevaan fluidaatiokerrokseen.

24 60695

Erään toisen menetelmän mukaan, jossa keksintöä sovelletaan, voidaan lasilevy lämmittää upottamalla se fluidaatiokerrokseen, jonka lämpötila on riittävän korkea lasin lämmittämiseksi esitaivu-tuslämpötilaan. Levy taivutetaan sen jälkeen, kun se on poistettu kuumasta kerroksesta, ja tämän jälkeen taivutettu levy karkaistaan upottamalla se fluidaatiokerrokseen, jona on edellä selitetty levossa tasaisesti paisuneessa tilassa oleva hienojakoisen materiaalin muodostama fluidaatiokerros. Lasilevyä voidaan kannattaa samalla pihtiparilla lämmityksen, taivutuksen ja karkaisun aikana, jolloin pihdit on asennettu aseteltaviksi siten, että ne pääsevät liikkumaan ja täten seuraamaan lasin taivutettua muotoa. Erään toisen sovituksen mukaan jokainen lasilevy ripustetaan ei-säädettävistä pihdeistä kuumentamista varten ja siirretään alareunasta kannatettaviksi taivutuksen aikana tavalla, joka on selitetty UK-patenttijulkaisussa n:o 1.442c316, jolloin taivutettuun lasilevyyn tarrautuu toinen pihtiryhmä, jonka pihdit on sovitettu lasin taivutetun muodon mukaan, minkä jälkeen lasi lasketaan levossa olevaan fluidaatiokerrokseen äkkijäähdytettäväksi.

Claims (4)

25 6 0 6 9 5

1. Menetelmä lasilevyn lämpökarkaisemiseksi, jolloin fluidaatio-kaasua syötetään kalvon alle, niin että kalvon yläpuolella ylläpidetään hiukkasmateriaalista koostuvaa fluidaatiokerrosta, jossa hiuk- 3 kasten halkaisija on alle 200 ^am ja tiheys alle 9 g/cm ja jossa kuuma lasilevy karkaistaan, tunnettu siitä, että fluidaatio-kaasun syöttöä säädetään, niin että fluidaatiokaasu virtaa tasaisesti ylöspäin kalvon koko yläpinnan yli nopeudella 0,045-5,61 cm/s ja kerros on alkavan fluidaation ja suurimman paisumisen välisessä tilassa ja siinä on vaakasuora tyyni pinta, jonka läpi kuuman lasilevyn etureuna joutuu kerrokseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerroksen lämpötila pidetään 30-150°C:ssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasun virtausta säädetään fluidaatiokerroksen tyynen tilan säilyttämiseksi kehittämällä fluidaatiokaasuun suuri paineen aleneminen kalvossa, jonka läpi fluidaatiokaasu virtaa kerrokseen.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiukkasmateriaali koostuu hiukkasista, joiden tiheys on 0,3-3,97 g/cm ja keskimääräinen koko on 5-120 μτη.