RU2554969C1

RU2554969C1 - Apparatus for moulding glass hemispheres

Info

Publication number: RU2554969C1
Application number: RU2014122597/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Пестов; Иван Георгиевич Чашников; Вячеслав Иванович Самсонов; Надежда Ильинична Тукачева; Сергей Николаевич Безвершук
Original assignee: Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология"
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: apparatus for moulding glass hemispheres comprises a heating chamber, a hearth with counterweights, which is composite and consists of a central part connected to a rod and a peripheral part with position fixing members, a mechanism for raising and lowering the hearth using the rod connected thereto and a vacuum system. In the heating chamber on the peripheral part of the composite hearth there is a heat shield in the form of a truncated cone with a toroidal cover placed on top of the truncated cone, wherein the truncated cone and the toroidal cover are made of quartz ceramic containing not less than 99.9% SiO₂.

EFFECT: low power consumption and shorter duration of the moulding process.

2 dwg

Description

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к области получения гнутых изделий с параболической или сферической кривизной поверхности, используемых, например, в качестве отражателей для аэродромных светосигнальных огней приближения.The invention relates to the building materials industry, in particular to the field of production of bent products with parabolic or spherical curvature of the surface, used, for example, as reflectors for aerodrome light-signal approach lights.

Для моллирования подобного рода изделий обычно используются устройства, печи или установки круглого сечения по горизонтали, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия для равномерного нагрева и охлаждения как формы моллирования, так и моллируемой стеклозаготовки.Devices, furnaces, or horizontal installations of circular cross-section are usually used to bend such products, since this creates the most favorable conditions for uniform heating and cooling of both the bending form and the glass billet to be baked.

Известно устройство для моллирования стекла, содержащее печь, смонтированную с возможностью вертикального перемещения ее сводовой и боковых частей относительно формы моллирования, расположенной на неподвижном поде печи по авт. свид. SU №511300, C03B 23/02, опубл. 25.04.1976 г.A device for glass molding is known, comprising a furnace mounted with the possibility of vertical movement of its arch and side parts relative to the shape of the molding located on the stationary hearth of the furnace according to ed. testimonial. SU No. 511300, C03B 23/02, publ. 04/25/1976

Недостатком известного устройства является то, что после нагрева печи и расположенной в ней формы моллирования до температуры размягчения стекла ее сводовую и боковые части поднимают в крайнее верхнее положение для размещения круглой плоской стеклозаготовки на разогретой форме, которая находится вне пространства печи. За этот промежуток времени происходит большая потеря тепла как в рабочем пространстве печи, так и от пода формы моллирования. Кроме этого, в процессе моллирования стеклозаготовок с параболической или сферической кривизной поверхности практически всегда возникает необходимость осуществления коррекции (устранение перекоса) положения стеклозаготовок относительно формующей поверхности моллирования. При этом необходимо снова поднимать сводовую и боковые части печи в крайнее верхнее положение. Вышеперечисленные факторы приводят к большим энергетическим затратам и увеличению времени процесса моллирования.A disadvantage of the known device is that after heating the furnace and the bending form located in it to the glass softening temperature, its arch and side parts are raised to their highest position to place a round flat glass workpiece on a heated form that is outside the space of the furnace. During this period of time, a large heat loss occurs both in the working space of the furnace and from the bending form. In addition, in the process of bending glass workpieces with a parabolic or spherical curvature of the surface, it almost always becomes necessary to correct (eliminate the skew) the position of the glass work pieces relative to the molding surface of the bending. In this case, it is necessary to raise the arch and side parts of the furnace again to their highest position. The above factors lead to high energy costs and increase the time of the bending process.

Известна установка моллирования стеклянных полусфер, содержащая камеру нагрева, вертикально перемещающийся под с противовесами, механизм подъема и опускания пода посредством соединенного с ним штока и вакуумную систему, соединенную с камерой нагрева посредством гибкого рукава (Желудков Д.Д. Установка моллирования стеклянных полусфер. Информационный листок ВИМИ №86-2144, опубл. в 1986 г.).A known installation for molding glass hemispheres, containing a heating chamber, vertically moving below with counterweights, a mechanism for raising and lowering the hearth by means of a rod connected to it and a vacuum system connected to the heating chamber by means of a flexible sleeve (Zheludkov D.D. Installation of molding of glass hemispheres. Information sheet VIMI No. 86-2144, published in 1986).

Наиболее близкой к изобретению является установка моллирования стеклянных полусфер, содержащая камеру нагрева, вертикально перемещающийся под с противовесами, выполненный составным, состоящим из центральной части, соединенной со штоком, и краевой части с фиксаторами ее положения, механизм подъема и опускания пода посредством соединенного с ним штока и вакуумную систему по патенту RU №2498948, МПК C03B 23/02, опубл. 20.11.2013 г.Closest to the invention is a glass hemisphere bending apparatus, comprising a heating chamber, vertically moving below with counterweights, made integral, consisting of a central part connected to the rod and an edge part with latches for its position, a mechanism for raising and lowering the hearth by means of a rod connected to it and the vacuum system according to patent RU No. 2498948, IPC C03B 23/02, publ. November 20, 2013

Недостатком известной установки является то, что после нагрева камеры и расположенной на ее поду формы моллирования до температуры размягчения стекла под опускают в крайнее нижнее положение для того, чтобы разместить стеклозаготовку на форме, которая вместе с подом находится вне пространства камеры нагрева. В этот промежуток времени происходит большая потеря тепла как в рабочем пространстве камеры, так и от пода с формой. На практике в процессе моллирования стеклозаготовок с параболической или сферической кривизной необходимо один или несколько раз корректировать (устранять перекос) положение стеклозаготовок относительно формующей поверхности формы. При этом необходимо снова опускать под с расположенной на нем формой в крайнее нижнее положение. Все вышеперечисленные факторы приводят к большим энергетическим затратам и увеличению времени процесса моллирования.A disadvantage of the known installation is that after heating the chamber and the bending mold located on its bottom to the softening temperature, the glass is lowered to its lowest position in order to place the glass blank on the mold, which, together with the hearth, is outside the space of the heating chamber. During this period of time, a large heat loss occurs both in the working space of the chamber and from the hearth with the mold. In practice, in the process of bending glass workpieces with parabolic or spherical curvature, it is necessary to correct (eliminate skew) the position of the glass workpieces relative to the forming surface of the mold one or more times. In this case, it is necessary to lower the under again with the form located on it to its lowest position. All of the above factors lead to high energy costs and increase the time of the bending process.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат и времени процесса моллирования стеклозаготовок.The objective of the invention is to reduce energy consumption and time of the process of bending glass.

Эта задача достигается тем, что предложена установка моллирования стеклянных полусфер из плоских стеклозаготовок, содержащая камеру нарева, под с противовесами, выполненный составным, состоящим из центральной части, соединенной со штоком, и краевой части с фиксаторами ее положения, механизм подъема и опускания пода посредством соединенного с ним штока и вакуумную систему, отличающаяся тем, что на краевой части составного пода установлен тепловой экран, выполненный в виде усеченного конуса с крышкой тороидальной формы, расположенной на верхней части усеченного конуса, при этом усеченный конус с крышкой выполнены из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% SiO₂.This task is achieved by the fact that the proposed installation of molding glass hemispheres from flat glass blanks, containing a heating chamber, under counterweights, made integral, consisting of a central part connected to the rod, and an edge part with latches of its position, a mechanism for raising and lowering the hearth by means of a connected with it a rod and a vacuum system, characterized in that on the edge of the composite hearth there is a heat shield made in the form of a truncated cone with a toroidal cover located on the upper part of the truncated cone, while the truncated cone with a cover made of quartz ceramics containing at least 99.9% SiO ₂ .

Установка теплового экрана, выполненного в виде усеченного конуса с крышкой тороидальной формы, расположенной на верхней части усеченного конуса, обеспечивает увеличение теплоемкости пространства внутри усеченного конуса по сравнению с прототипом в процессе опускания центральной части составного пода в нижнее положение и размещения плоской стеклозаготовки на форме моллирования. После поднимания центральной части пода в верхнее положение пространство внутри усеченного конуса, где расположена форма моллирования с размещенной на ней плоской стеклозаготовкой, термостабилизируется быстрее по сравнению с прототипом. При этом краевая область стеклозаготовки экранируется от пямого лучевого нагрева сводовых нагревателей камеры нагрева с помощью крышки тороидальной формы. Таким образом, изгибание краевой области плоской стеклозаготовки замедляется по сравнению с ее центральной частью. Это обстоятельство обеспечивает симметричное изгибание стеклозаготовки без ее корректировки в форме в процессе моллирования. Предложенная установка обеспечивает значительное уменьшение энергозатрат и времени при проведении процесса моллирования по сравнению с прототипом.The installation of a heat shield made in the form of a truncated cone with a toroidal lid located on the upper part of the truncated cone provides an increase in the heat capacity of the space inside the truncated cone compared to the prototype in the process of lowering the central part of the composite hearth to the lower position and placing a flat glass blank on the bending shape. After raising the central part of the hearth to the upper position, the space inside the truncated cone, where the bending form is located with the flat glass blank placed on it, is thermostabilized faster compared to the prototype. In this case, the glass-cutting edge region is shielded from direct beam heating of the arch heaters of the heating chamber with the help of a toroidal shape lid. Thus, the bending of the edge region of the flat glass is slowed down in comparison with its central part. This circumstance provides a symmetrical bending of the glass blank without adjusting it in shape during the bending process. The proposed installation provides a significant reduction in energy consumption and time during the bending process in comparison with the prototype.

Выполнение усеченного конуса с крышкой тороидальной формы из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% SiO₂ обеспечивает очень длительный срок их эксплуатации при температуре моллирования (600-650)°C, так как коэффициент термического расширения указанной кварцевой керамики от комнатной температуры до температуры моллирования практически равен нулю. Поэтому перепад температур, возникающий при опускании центральной части пода в нижнее положение для осуществления загрузки плоской и выгрузки гнутой стеклозаготовок, не оказывает существенного влияния на срок эксплуатации усеченного конуса с крышкой тороидальной формы.The implementation of a truncated cone with a toroidal lid made of quartz ceramics containing at least 99.9% SiO ₂ provides a very long service life at a milling temperature (600-650) ° C, since the thermal expansion coefficient of the specified quartz ceramics from room temperature to temperature bending is practically zero. Therefore, the temperature difference that occurs when the central part of the hearth is lowered to the lower position for loading flat and unloading bent glass blanks does not significantly affect the life of the truncated cone with a toroidal shape.

Фиг. 1 - Установка при закрытом положении центральной части пода.FIG. 1 - Installation when the central part of the hearth is closed.

Фиг. 2 - Установка при открытом положении центральной части пода.FIG. 2 - Installation in the open position of the central part of the hearth.

Установка содержит камеру нагрева 1 и составной под, состоящий из центральной части 2, соединенной со штоком 3, и краевой части 4 с фиксаторами 5. Камера нагрева 1 и составной под установлены на металлическом каркасе 6 с механизмом 7 и противовесами 8 для перемещения штока 3 по вертикали из крайнего верхнего положения центральной части 2 пода (фиг. 1) до крайнего нижнего положения центральной части 2 пода (фиг. 2). На центральной части 2 пода расположена форма моллирования 9, рабочее пространство которой соединено с вакуумной системой 10 посредством металлической трубки 11, расположенной на штоке 3.The installation contains a heating chamber 1 and a composite under, consisting of a central part 2 connected to the rod 3, and an edge part 4 with latches 5. The heating chamber 1 and a composite under are mounted on a metal frame 6 with a mechanism 7 and balances 8 for moving the rod 3 along vertical from the extreme upper position of the center part 2 of the hearth (Fig. 1) to the extreme lower position of the central part 2 of the hearth (Fig. 2). On the central part 2 of the hearth there is a molding form 9, the working space of which is connected to the vacuum system 10 by means of a metal tube 11 located on the rod 3.

На краевой части 4 составного пода установлен тепловой экран, выполненный в виде усеченного конуса 12 с крышкой 13 тороидальной формы, расположенной на верхней части усеченного конуса 12. Усеченный конус 12 и крышка 13 выполнены из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% SiO₂.A heat shield is installed on the edge part 4 of the composite hearth, made in the form of a truncated cone 12 with a toroidal cover 13 located on the upper part of the truncated cone 12. The truncated cone 12 and the cover 13 are made of quartz ceramic containing at least 99.9% SiO ₂ .

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

После нагрева камеры 1 (фиг. 1) до температуры размягчения стекла и выдержки в течение 30-40 мин центральную часть 2 пода опускают в крайнее нижнее положение (фиг. 2) с помощью механизма 7 и противовесов 8. При этом краевая часть 4 пода фиксируется относительно каркаса 6 с помощью фиксаторов 5. Далее осуществляют размещение на форму 9 круглой плоской стеклозаготовки 12 (фиг. 2) и поднимают центральную часть 2 пода в крайнее верхнее положение (фиг. 1) с помощью механизма 7 и потивовесов 8. В связи с увеличением теплоемкости пространства печи нагрева, где расположена форма моллирования 9, за счет размещения теплового экрана, выполненного виде усеченного конуса 13 с крышкой 14 время достижения температуры размягчения стеклозаготовки 12 значительно уменьшается по сравнению с прототипом. Кроме этого, за счет замедления нагрева плоской заготовки в ее краевой области по сравнению с центральной за счет экранирования лучевого нагрева тороидальной крышкой 14, максимальное изгибание под действием собственного веса происходит в центральной части стеклозаготовки 12 (фиг. 1), позиция II.After heating the chamber 1 (Fig. 1) to a glass softening temperature and holding for 30–40 min, the central part 2 of the hearth is lowered to the lowermost position (Fig. 2) using the mechanism 7 and counterweights 8. The edge part 4 of the hearth is fixed relative to the frame 6 with the help of clamps 5. Next, a round flat glass blank 12 is placed on the mold 9 (Fig. 2) and the central part 2 of the hearth is lifted to its highest position (Fig. 1) using the mechanism 7 and the weights 8. In connection with the increase the heat capacity of the space of the heating furnace, where put the form of bending 9, due to the placement of the heat shield, made in the form of a truncated cone 13 with a cover 14, the time to reach the softening temperature of the glass workpiece 12 is significantly reduced in comparison with the prototype. In addition, due to the slowing down of heating of the flat billet in its edge region compared to the central one due to the shielding of radiation heating by the toroidal cover 14, the maximum bending under the action of its own weight occurs in the central part of the glass workpiece 12 (Fig. 1), position II.

Это обстоятельство обеспечивает симметричное изгибание стеклозаготовки 12 (фиг. 1) позиция III после отсоса воздуха из пространства между стеклозаготовкой 12 и формующей поверхностью формы 9 с помощью вакуумной системы 10 и металлической трубки 11. После окончания процесса моллирования вакуумную систему 10 и нагрев камеры 1 отключают.This circumstance provides a symmetrical bending of the glass workpiece 12 (Fig. 1) position III after suction of air from the space between the glass workpiece 12 and the forming surface of the mold 9 using the vacuum system 10 and the metal tube 11. After the milling process is completed, the vacuum system 10 and the heating of the chamber 1 are turned off.

Пример. Необходимо моллировать стеклозаготовки, предназначенные для получения отражателей, используемых в аэродромных светосигнальных огнях приближения. При этом используется форма с диаметром в своей верхней части 210 мм. Установка имеет следующие параметры: диаметр рабочего пространства камеры 1 - 650 мм, высота - 400 мм, диаметр центральной части 2 составного пода - 260 мм, диаметр усеченного конуса в своей нижней части - 280 мм, в своей верхней части - 220 мм, диаметр тороидальной крышки по большому диаметру - 240 мм, по малому диаметру - 200 мм.Example. Glass blanks designed to produce reflectors used in approaching aerodrome light-signaling lights must be molded. In this case, a mold with a diameter in its upper part of 210 mm is used. The installation has the following parameters: the diameter of the working space of the chamber 1 is 650 mm, the height is 400 mm, the diameter of the central part 2 of the composite hearth is 260 mm, the diameter of the truncated cone in its lower part is 280 mm, in its upper part is 220 mm, the diameter of the toroidal lids for large diameter - 240 mm, for small diameter - 200 mm.

Была получена партия вышеуказанных гнутых стеклозаготовок. При этом энергетические затраты составили 70%, а время проведения процесса моллирования 75% по сравнению с прототипом.A batch of the above bent glass blanks was obtained. At the same time, energy costs amounted to 70%, and the time of the process of bending 75% in comparison with the prototype.

Источники информацииInformation sources

1. Авт. свид. SU №511300, МПК C03B 23/02, опубл. 25.04.1976 г.1. Auth. testimonial. SU No. 511300, IPC C03B 23/02, publ. 04/25/1976

2. Жулудков Д.Д. Установка моллирования стеклянных полусфер. Информационный листок ВИМИ 386-2114, опубл. 1986 г.2. Zhuludkov D.D. Glass hemisphere bending installation. Information leaflet VIMI 386-2114, publ. 1986 year

3. Патент RU №2498948, МПК C03B 23/02, опубл. 20.11.2013 г.3. Patent RU No. 2498948, IPC C03B 23/02, publ. November 20, 2013

Claims

Installation for bending glass hemispheres from flat glass blanks, containing a heating chamber, under with balances, made integral, consisting of a central part connected to the rod and an edge part with latches for its position, a mechanism for raising and lowering the hearth by means of a connected rod and a vacuum system, characterized in that on the edge of the composite hearth there is a heat shield made in the form of a truncated cone with a toroidal shape located on the upper part of the truncated cone, a truncated cone with a cover made of quartz ceramic containing at least 99.9% SiO ₂ .