Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do wytwarzania kulistych perelek szklanych ze srutu szkla¬ nego, otrzymywanego przez mielenie i sortowaniae.Materialy szklane w postaci kulek, znane ogólnie pod nazwa perelek szklanych, sa szeroko stosowane do specjal¬ nych celów przemyslowych i w laboratoriach.W laboratoriach sa, ogólnie biorac, uzywane perelki szklane od bardzo malych srednic do 0300 //m, sluzace do filtrowania I Innych specjalnych celów.W przemysle znajduja one równie szerokie zastosowanie.Perelki szklane o srednicach od 050 do 01200 //m, zwla¬ szcza od 050 do 0300 //m, sa wykorzystywane do wykony¬ wania róznych powierzchni odbijajacych, m.in. do obróbki powierzchni metalowych.Obecnie, w dziedzinie wydobycia ropy naftowej, powstalo nowe zapotrzebowanie przemyslowe, na perelki szklane, których wielkosc przekracza wymiary typowe dotychczas wy¬ twarzanych perelek szklanych dla zastosowan przemyslo¬ wych. Tonowe zapotrzebowanie dotyczy perelek szklanych, których srednica waha sie od 400—1200 firn.Przy wytwarzaniu perelek szklanych, ziarna szklane sa nagrzewane do temperatury, w której Ich lepkosc staje sie taka, ze pod wplywem napiecia powierzchniowego mozliwe jest uzyskanie ksztaltu kulistego. Temperatura, w której lepkosc ziarna szklanego pozwala na przeksztal¬ cenie ziarna w kule, zalezy od gatunku szkla, wielkosci ziarna, temperatury grzania i czasu trwania nagrzewania* Pierwsze dwa czynniki, gatunek szkla I wielkosc ziaren, moga byc latwo dobrane. Przy znajomosci tych czynników nalezy, dla otrzymywania kulistych ziaren, ustalic odpowie- 2 dnla temperature, wzgl. czas trwania nagrzewania. Te ostatnie dwa czynniki sa wzajemnie zalezne. Ich okreslenie i dokladna realizacja techniczna stanowia decydujace kryterium zastosowania kazdego sposobu. Parametry te 5 moga zostac okreslone na drodze teoretycznej. Znane obecnie sposoby sa nieodpowiednie do utrzymania tych parametrów w waskich granicach, zwlaszcza przy wytwa¬ rzaniu perelek szklanych, których srednica przekracza 400nm. io W znanych sposobach temperature nagrzewania uzyskuje sie we wnetrzu plomienia o stosunkowo wysokiej predkosci strumienia plomienia. W ten sposób temperatura nagrzewa¬ nia jest okreslanan wylacznie przez temperature plomienia.Wymagany czas wytrzymywania uzyskuje sie za pomoca 15 impulsu plomienia skierowanego w góre lub skosnie.Wspomniane sposoby posiadaja dwie charakterystyczne wady.Pierwsza wada jest to, ze w jednej I tej samej chwili temperatura plomienia zmienia sie przestrzennie w szero- 20 kich granicach a w rezultacie tego ziarna wpadajace w plo¬ mien podlegaja zróznicowanemu dzialaniu cieplnemu.Inna wada jest to, ze w calym przekroju plomienia zmienia sie w szerokich granicach impuls plomienia, w wyniku czego zmienny jest równiez czas przebywania ziaren 25 w plomieniach.W rezultacie wspólnego dzialania obu czynników w zaden sposób nie poddaje sie regulacji Ilosc ciepla prz e- noszona na poszczególne ziarna, co pociaga za soba niski wspólczynnik sprawnosci I nieodpowiednia jakosc otrzymy- 30 wanych wyrobów. 111482111 482 3 Majac na wzgledzie to, ze do dlugotrwalego ogrzewania perelek szklanych o wiekszych wymiarach potrzebny jest plomien o wiekszym impulsie, dalsza wada znanych spo¬ sobów polega na tym, ze do wytwarzania perelek szklanych, których srednica przekracza 400 /im, niezbedny jest dlugi plomien o niezwykle duzym impulsie i wysokiej temperatu¬ rze, który w praktyce moze byc osiagniety tylko przy nieregularnie duzym wydatku energii, choc równiez i wówczas powodzenie tego przedsiewziecia nie byloby calkiem pewne.Zadaniem wynalazku bylo opracowanie sposobu wytwa¬ rzania perelek szklanych, które wytworzone zostana nie tylko na skutek dzialania konwekcyjnego przenoszenia ciepla plomienia o niejednorodnej temperaturze ale nawet wówczas, gdy warunki wymagane do tworzenia kulek sa w stanie spelnic tylko w przyblizeniu mozliwy do okreslenia, niepewny czas przebywania srutu szklanego pod dziala¬ niem impulsu plomienia.Celem wynalazku jest równiez konstrukcja urzadzenia do wytwarzania szklanych perelek.Postawione zadanie zostalo rozwiazane przez zastoso¬ wanie sposobu, wedlug którego mielone szklo podgrzewa sie i wymusza sie jego swobodne opadanie na okreslonej dlu¬ gosci odcinka toru swobodnie opadajacego zmielonego szkla, przy czym równolegle do stozka rozproszenia swobod¬ nie opadajacych ziaren wprowadza sie gorace gazy spalinowe, a nastepnie ziarna z gazem spalinowym i otaczajacy odcinek koncentryczny ze stozkiem rozproszenia na powierzchni wypromienlowujacej cieplo, ogrzewa sie do tempertury wymaganej do powstawania perelek,.przy czym na kolejnym odcinku toru opadania ziaren, az do ich stwardnienia, wytwarza sie stopniowo obnizajaca sie temperatura, az w koncu utwardzone i pozbawione naprezen perelki szklane wychwytuje sie. Podgrzewanie ich odbywa sie w dwóch etapach.Urzadzenie do realizacji sposobu wedlug wynalazku cha¬ rakteryzuje sie tym, ze zawiera przynajmniej jeden pod¬ grzewacz, jedna strefe zaokraglania I jedna strefe obróbki cieplnej, usytuowane kolejno jedno pod drugim. Strefa zaokraglania jest otoczona stozkowa powierzchnia wypromle- niowujaca cieplo, wykonana z materialu ceramicznego, której tworzace sa równolegle do stozka rozproszenia ziaren szklanych swobodnie opadajacych wewnatrz stozka strefy rozproszenia.Powierzchnia wypromieniowujaca cieplo jest otoczona komora spalania, w której dolnej czesci umieszczony jest uklad palników. Na wypromienlowujacej cieplo powierz¬ chni wykonane sa otwory i doprowadzone sa przewody do gazów spalinowych da strefy zaokraglania. Pod strefa zaokraglania wykonane sa odprowadzenia gazów spalino¬ wych, którymi gazy spalinowe uchodza z wnetrza urzadze¬ nia.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urza¬ dzenie wedlug wynalazku, w.przekroju wzdluznym, fig. 2 — przekrój wzdluz linii X-Yna fig. 1.Urzadzenie wedlug wynalazku posiada uklad pionowy i zawiera, w kolejnosci od góry do dolu, pierwszy podgrze¬ wacz 1, urzadzenie zasilajace o dzialaniu ciaglym 2, drugi podgrzewacz 3, strefe zaokraglania 4, strefe obróbki cieplnej 5 i urzadzenie oprózniajace 6, równiez o dzialaniu ciaglym.Strefa zaokraglania 4 jest otoczona powierzchniami C wypromlenlowujacymi cieplo, utworzonymi przez stozek sciety z kratownica z elementów wypromleniowujacych cieplo, najlepiej z mateiialu ceramicznego, przy czym 4 geometryczne tworzace stozka sa w przyblizeniu równolegle do stozka rozproszenia, który w strefie zaokraglania 4 tworzy swobodnie opadajace ziarna. Wypromieniowujace cieplo powierzchnie C sa na calej wysokosci otoczone przez 5 zewnetrzna scianke komory spalania B, posiadajaca ksztalt koncentrycznego stozka. Komora spalania B konczy sie u dolu czworokatna czescia (fig. 2), do której doprowadzone sa cztery palniki 7 o jednakowej budowie. Osie palników 7 przebiegaja prostopadle do osi wypromleniowujacych io cieplo powierzchni C I stycznie do powierzchni stozka.Palniki 7 tworza wspólnie w dolnej czesci komory spalania B system palników A.W rezultacie opisanego ukladu palników 7 plomien wydmuchiwany przez wspomniane palniki porusza sie 15 w góre, tworzac pierscien kolowy ograniczony przez wy¬ promieniowujace cieplo powierzchnie C, w wyniku czego w komorze B nastepuje calkowite spalanie.Otwory 8 wykonane w dolnej czesci wypromieniowujacej cieplo powierzchni C i przewody doprowadzajace gazy 20 spalinowe 9, wykonane w górnej czesci, kieruja gazy spa¬ linowe powstajace w komorze spalania B do strefy zaokra¬ glania 4.Za pomoca opisanego kierowania plomienia i gazów spalinowych na wypromieniowujace cieplo powierzchnie C 25 wywierane jest równomierne dzialanie cieplne, przy czym spaliny o wysokiej temperaturze dostaja sie do strefy za¬ okraglania 4. W dolnej czesci strefy zaokraglania 4, pod plaszczyzna palników 7, znajduja sie odprowadzenia gazów spalinowych D, polaczone z nie przedstawionym tutaj u- 30 rzadzeniem ssacym.W rezultacie skierowanego w dól dzialania ssacego i dzieki konfiguracji powierzchni C wypromieniowujacych cieplo przewodu doprowadzajacego gazy spalinowe 9 i otworów 8, w calym przekroju strefy zaokraglania powstaje 35 zasadniczo równolegly do toru opadajacych ziaren szkla¬ nych i wspólnie skierowany przeplyw gazów spalinowych o jednolitej temperaturze, przez co mozna uzyskac warunki optymalne dla tworzenia kulek.Za pomoca otworów i przewodów wykonanych na po- 40 wierzchniach C wypromieniowujacych cieplo nie tylko zapewnia sie doplyw gazów spalinowych, lecz mozna równiez osiagnac, ze posiadajace stosunkowo mala predkosc gazy spalinowe wchodzace do strefy zaokraglania utrzymuja ziarna z dala od wypromieniowujacych cieplo powierzchni C. 45 Za pomoca przedstawionego na rysunku urzadzenia proces zaokraglania jest prowadzony w nastepujacy sposób: srut szklany o odpowiednich wymiarach, przeznaczony do zaokraglania, jest wprowadzany do pierwszego pogdrze- wacza 1, gdzie za pomoca grzania posredniego, jego tempe- 50 ratura jest podnoszona do odpowiedniej wartosci. Z pier¬ wszego podgrzewacza 1 srut szklany jest przez urzadzenie zasilajace 2 o dzialaniu ciaglym doprowadzany w odpowied¬ niej ilosci do drugiego podgrzewacza 3. Temperatura drugiego podgrzewacza 3 jest okreslona przez strumien 55 cieplny plynacy w góre ze strefy zaokraglania 4. Tempera¬ tura moze byc zreszta zmieniana za pomoca regulacji przekroju otworów, których wykonanie jest celowe na górnym odcinku drugiego podgrzewacza 3.Dwufazowe podgrzewanie sluzy do zapobiegania szko- 80 dliwym naprezeniom, które moga powstawac w ziarnach szklanych pod wplywem gwaltownej zmiany temperatury.Dzieki temu nie nalezy obawiac sie gwaltownego pekania wystepujacego w znanych rozwiazaniach, powodowanego przez bezposredni kontakt z plomieniem. Najprawdopo- 95 dobniej ma jednak równiez miejsce powstawanie osrod- \111 482 5 ków naprezen w zakresie wiekszych srednic ziarn. Niebez¬ pieczenstwo tego mozna uniknac przez powolne nagrzewanie.Po podgrzaniu ziarna szklane opadaja do strefy zaokragla¬ nia, gdzie poruszajac sie w dól, w tym samym kierunku co i gazy spalinowe, topnieja pod wplywem ciepla promie¬ niowania i ciepla konwekcji i po osiagnieciu lepkosci wyma¬ ganej do uksztaltowania kulek przyjmuja pod wplywem napiecia powierzchniowego ksztalt kulisty.Optymalny czas wytrzymywania mozna uzyskac przez odpowiedni dobór wysokosci strefy zaokraglania 4, jak rów¬ niez przez regulacje predkosci przeplywu gazów spalino¬ wych. Kuliste juz perelki szklane opadaja do strefy obróbki cieplnej 5, gdzie temperatura stopniowo obniza sie. Utwar¬ dzone perelki szklane poruszaja sie dalej, przy czym dzieki stopniowemu chlodzeniu nie powstaja w nich szkodliwe naprezania. Gotowe perelki szklane, pozbawione naprezen, sa odprowadzane przez urzadzenie oprózniajace 6 o dziala¬ niu ciaglym.Wydatna zaleta urzadzenia wedlug wynalazku polega na tym, ze opracowana technologia i urzadzenie nadaja sie do wytwarzania, np. 100—150 kg pozbawionych pek¬ niec perelek szklanych o srednicy 1000 urn na godzine, podczas gdy dotychczas znane sposoby i urzadzenia w ogóle nie pozwalaly na wytwarzanie w tym zakresie wymiaro¬ wym perelek bez pekniec, przy czym wydajnosc produkcji byla znacznie nizsza.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania perelek szklanych ze srutu szklanego, znamienny tym, ze zmielone szklo podgrze¬ wa sie i wymusza sie jego swobodne opadanie na okreslonej dlugosci odcinka toru opadajacego swobodnie zmielonego szkla, przy czym równolegle do stozka rozproszenia ziaren wprowadza sie gorace gazy spalinowe, a nastepnie ziarna z gazem spalinowym i otaczajacy odcinek koncentryczny ze stozkiem rozproszenia na powierzchni wypromieniowu- jacej cieplo, ogrzewa sie do temperatury wymaganej do tworzenia kulek, przy czym na torze opadania kulistych 6 ziaren, az do ich stwardnienia, wytwarza sie stopniowo obnizajaca sie temperatura i w koncu utwardzone i pozba¬ wione naprezen perelki szklane wylapuje sie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pod- 5 grzewanie odbywa sie w dwóch etapach. 3. Urzadzenie do wytwarzania perelek szklanych ze srutu szklanego, znamienne tym, ze zastosowany jest przynajmniej jeden podgrzewacz (1, 3), jedna strefa zaokra¬ glania (4) i jedna strefa obróbki cieplnej (5), usytuowane 10 kolejno jedno pod drugim, przy czym strefa zaokraglania (4) jest otoczona stozkowa powierzchnia (C) wypromieniowu- jaca cieplo wykonana z materialu ceramicznego, której tworzace sa równolegle do stozka rozproszenia ziaren szklanych swobodnie opadajacych wewnatrz strefy stozka 15 rozproszenia, oraz ze powierzchnia (C) wypromieniowujaca cieplo jest otoczona komora spalania (B), w której dolnej czesci umieszczony jest uklad palników (A), przy czym na wypromieniowujacej cieplo powierzchni (C) wykonane sa otwory (8) i doprowadzone sa przewody (9) do gazów 20 spalinowych do strefy zaokraglania (4) a pod strefa zaokra¬ glania (4) wykonane sa odprowadzenia (D) gazów spalino¬ wych, sluzace do odprowadzania gazów spalinowych z wne¬ trza urzadzenia. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze 25 scianka komory spalania (B) jest równolegla do powierz¬ chni (C) wypromieniowujacych cieplo i, oraz ze system palników (A) jest utworzony przez palniki (7) wykonane w dolnej czesci komory spalania (B), prostopadle do po¬ wierzchni (C) wypromieniowujacych cieplo, przy czym 30 osie tych palników sa styczne do stozkowej powierzchni (C) wypromieniowujacych cieplo. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze przewody do odprowadzania gazu (D) sa polaczone z urza¬ dzeniem ssacym, oraz ze podgrzewacz sklada sie z dwóch 39 czesci polaczonych z urzadzeniem zasilajacycm (2) o dzia¬ laniu ciaglym, przy czym w urzadzeniu, pod strefa obróbki cieplnej (5) przewidziane jest urzadzenie oprózniajace (6), równiez o dzialaniu ciaglym.111482 n Fig.2 LDD Z-d 2, z. 566/1400/81, n. 115+20 egz.Cena 45 zl PL