SK161394A3 - Method of increasing of resistance of glass bodies and device for realization of this method - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu zvýšenia telies, ktoré sa zahrievajú a potom vynález týka zariadenia tohoto druhu, vedeným podlhovastou vypaľovacou pecou, s sebou usporiadanými vykurovacími oblasťami chladiacimi oblasťami, so zariadením na prívod vykurovacieho vzduchu a chladiaceho vzduchu a prípojkami na odpadný vzduch.

pevnosti sklenených ochladzujú. Ďalej sa s dopravným pásom, s najmenej troma za a nasledujúcimi

Doterajší stav techniky

Je známe, že sa sklá najmä duté sklá vybavujú vypálenými ozdobami, odolnými proti vrypom a poškriabaniu, tak, že sa napríklad poháre na pitie s obtlaôkom alebo pri priamej sieťovej tlači zdobia keramickými farbami a zavádzajú sa do vypaľovacej peci. Takáto podlhovastá pec má viacero vykurovacích a chladiacich oblastí, ktoré sú usporiadané za sebou a dotyčné sklenené teleso sa dopravuje na dopravnom páse kontinuálne rôznymi vykurovacími oblasťami tak, že teplota sa pomaly zvyšuje, až sa keramická farba roztaví, a potom sa nechá pomaly klesnúť na teplotu miestnosti.

Tiež sa už skúšalo zlepšiť pevnosť dutých skiel chemicky alebo tepelne, aby sa tak tiež zmenšilo nebezpečie prasknutia skla. Pri tepelných spôsoboch sa hotové duté sklo na konci iného spôsobu spracovania zohrieva a ochladzuje a tým sa zvýši mechanická a tepelná pevnosť. Takéto spôsoby sú ale nákladné, pretože sa celá energia na spracovanie musí znovu vynaložiť v oddelených peciach.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za základnú úlohu vyvinúť ďalej známe spôsoby spracovania sklenených telies tak, aby sa vytvoril spôsob zvýšenia mechanickej a tepelnej pevnosti, ktorý sa môže používať v spojení s vypaľovaním ozdoby ohľaduplne čo sa týka vynaloženej energie, priestoru a času.

Táto úloha je podľa vynálezu vyriešená pri spôsobe tým, že sa sklenené teleso s nanesenou ozdobou zohrieva prerušovane aspoň v troch stupňoch a potom sa ochladzuje v jednom stupni o rozdiel teplôt z oblasti 200 °C až 600 °C, s výhodou 300 °C až 500 °C a najvýhodnejšie 420 °C až 480 °C. Pomocou nového spôsobu sa môže duté sklo, napríklad Šaša na pitie v tvare pohára alebo v tvare kalicha a aj iné druhy čiaš spracovať tak, že sa súčasne vypáli ozdoba a zvýši sa pevnosť spracovávaného telesa. Kombináciou vypaľovania ozdoby a tepelného spracovania na zvýšenie pevnosti bol vytvorený spôsob šetriaci energiu, ktorý dovoľuje výrobu zodpovedajúcich sklenených telies spôsobom, ktorý usporí čas pomocou strojného zariadenia, ktoré potrebuje pomerne málo priestoru, lebo v jednom a tom istom zariadení sa môžu vykonávať obe spracovania, vypaľovanie ozdoby a zvýšenie mechanickej a tepelnej pevnosti skla.

Pri ďalšom výhodnom vyhotovení vynálezu sa sklenené teleso s ozdobou zohrieva na takú teplotu medzi 400 °C až 800 ^eC, s výhodou 500 ^eC až 700 ^eC a najvýhodnejšie 550 °C až 650 °C, aby sa keramická farba, sieťotlačová farba alebo obtlačok na vyrábanú ozdobu spojil homogénne so sklom a sklo bolo s výhodou v podstate bez pnutia, a ochladenie sa vykonáva ako tepelný šok počas maximálne 30 minút, s výhodou počas maximálne 20 minút.

Týmto pomerne rýchlym znížením teploty sa sklo podrobí procesu, ktorý zvyšuje pevnosť. Je nožné predstaviť si, že nárast tlakového napätia na povrchu skla sa môže dosiahnuť vtedy, keď bolo pred tým sklo dobre zbavené tlaku. Zohrievaním skleneného telesa aspoň v troch stupňoch pripadne vykurovacích oblastiach dochádza k rovnomernému a skla, ktoré sa tým dobre zbaví mechanickej a tepelnej pevnosti sklovina, že vnútorná intenzívnemu prehriatiu 11aku. Postup zvýšeni a skla si možno predstaviť tak, ktorá je ešte zohriata na vysokú teplotu, sa chce pri tepelnom šokovom ochladení zmrštiť. V tom sa jej bráni postupom ochladzovania a tým vznikne v sklenenej stene spád napätia, najmä zvonku tlakové napätia zvyšujúce pevnosť a napätie v ťahu vo vnútri . skla. Tým sa zvyšuje s výhodou pri použi t i spôsobu podľa vynálezu mechanické rázové zaťaženie, ako aj odolnosť dotyčného skla voči striedaniu teplôt, napríklad spotrebného skla.

Výhodné pri tom je, keď sa podľa vynálezu sklenené teleso dopravuje v skupinách, v smere dopravy so vzdialenosťami medzi cm za minútu až 120 skupinami, rýchlosťou 20 výhodou 40 cm za minútu chladiacimi oblasťami dotyčného skleneného cm za minútu, s až 80 cm za minútu, vykurovacími a Táto relatívne vysoká dopravná rýchlosť telesa sporí čas, energiu a priestor počas spracovania skla spôsobom podľa vynálezu, počas uloženia sklenených telies v oddelených skupinách na dopravnom páse je možné, aby sa každá skupina prípadne každý zväzok sklenených telies mohol spracovať oddelene od susedných. Teda je možné usporiadať oddeľovacie klapky alebo iné opatrenie tak, aby v dvoch susedných vykurovacích oblastiach pôsobili na dopravovaný materiál rozdielne teploty alebo sa mohla vytvoriť hranica medzi vykurovacou oblasťou a chladiacou oblasťou, aby napríklad ochladzovanie pôsobilo krátky čas ako tepelný šok na dopravovaný materiál.

Pri tom je najmä výhodné, keď sa podľa vynálezu dotyčné sklenené teleso zohrieva v šiestich za sebou nasledujúcich vykurovacích oblastiach, s výhodou horúcim vzduchom, asi 600 °C, v jednej hlavnej chladiacej oblasti sa ochladilo asi počas 15 minút na 120 °C až 150 °C a v piatich ďalších chladiacich oblastiach sa ochladilo, s výhodou chladiacim vzduchom, pomaly približne na teplotu miestnosti. Ukázalo sa, že je výhodné používať ako vo vykurovacích oblastiach Lak aj vo všetkých chladiacich oblastiach vzduch potrebnej teploty na spracovanie sklenených telies. Ako chladiaci vzduch sa môže s výhodou používať vzduch s teplotou miestnosti. Vzduch sa zohrieva horákmi, ktorých plamene neprichádzajú do styku so sklenenými telesami. Lepšie sa vzduch zohrieva viac alebo menej priamym stykom s plameňmi horákov alebo horúcimi sklenenými telesami a tečie potom telies, ktoré sa majú zohrievať, tesne okolo sklenených a ktoré sa takto veľmi radikálne zohrievajú na požadovanú konečnú teplotu. Pri tom sa veľmi šetrí energia tým, že sa napríklad studený vzduch privádza na pomerne studenom konci vypaľovacej pece na strane výtoku a pretlačuje sa proti smeru dopravy sklenených telies vypaľovacou pecou. Tým sa sklenené telesá pri priechode jednotlivými chladiacimi oblasťami ochladzujú jednako okolo nich prúdiacim vzduchom a jednako sa vzduch prúdiaci okolo zohrieva ešte horúcimi sklenenými telesami. V medzistupni je možné dosiahnuť vyššej teploty dodatočným pôsobením plameňov horákov alebo je možné dúchaním studeného vzduchu dosiahnuť zníženie teploty.

Zariadenie na zvýšenie pevnosti sklenených telies, ktoré sa zohrievajú a potom sa ochladzujú vykazuje dopravný pás vedený podlhovastou vypaľovacou pecou, aspoň tri za sebou usporiadané vykurovacie oblasti a potom za sebou nasledujúce chladiace oblasti a zariadenie na privádzanie horúceho vzduchu a chladiaceho vzduchu, ako aj prípojky na odpadný vzduch. Aby sa takéto zariadenie na riešenie vyššie uvedenej úlohy zmenilo, navrhuje sa podľa vynálezu, aby sa medzi poslednú vykurovaciu oblasť a prvú chladiacu oblasť vstaval priepust, ktorý vykazuje tepelne izolujúcu, pohyblivo poháňanú klapku a aspoň jedno prívodné potrubie na chladiaci vzduch a dopravný pás j e poháňaný prerušovane. Ako dopravný pás sa s výhodou používa drôtený článkový dopravník, na ktorý sa rozostavia sklenené telesá v určitých skupinách prípadne zväzkoch určitej veľkosti a upevnia sa kvôli prerušovanéiu pohybu. Ohriaty horúci vzduch sa v takom zariadení s výhodou pretlačuje dopravným pásom zdola a k skleneným telesám, pretože sa tým dosiahne rovnomerné ohriatie skleneného telesa. Ochladenie, pôsobiace ako tepelný Sok na spracovávané sklenené teleso sa v zariadení podľa vynálezu dosiahne zmienenou tepelnou priepustom, ktorý je usporiadaný medzi poslednou vykurovacou oblasťou a prvou chladiacou oblasťou. Tepelne izolujúca klapka môže byť uvádzaná do pohybu hnacia pohonom a pohonom rozvodu, usporiadanými mimo vypaľovaciu pec tak, sa dosiahla určitá tepelná izolácia medzi poslednou vykurovacou oblasťou a prvou chladiacou oblasťou (v zmysle smeru dopravy). Tomu pomáha skupinové usporiadanie sklenených telies, ktoré sú usporiadané vo vzájomnej vzdialenosti - videné v smere dopravy - tak, že napríklad klapka zachádza do priestoru medzi dvoma skupinami sklenených telies, a tým vytvára tepelnú izoláciu medzi oboma skúp i nam i sk1enených telies, uspor i adaným i za sebou. Rozum i e sa samo sebou, že zasunutie klapky takéhoto tepelného priepustu sa vykonáva iba pri pokojovom stave dopravného pásu.

Pr i tom pohybe. podar í oblast i sa tu využívajú Och1aden i e sa pokojové doby pri jeho prerušovanom pomocou zariadenia podľa vynálezu zavádzaním chladiaceho vzduchu do prvej chladiacej Prípojky na odpadný vzduch za tepelným priepustom sa starajú o odber dostatočného množstva vzduchu na inom mieste, keď sa na mieste tepelného priepustu privádzajú na ochladenie veľké množstvá vzduchu.

Usporiadanie prívodných potrubí na horúci vzduch a/alebo chladiaci vzduch a na druhej strane potrubie na odpadný vzduch na iných miestach dovolí dosiahnuť rôzne teplotné profily pozdĺž vypaľovacej peci, to znamená v jednotlivých vykurovacích a chladiacich oblastiach, takže sa môžu spracovávať rôzne výrobky určené na vypálenie, napríklad ťažké sklo alebo ľahké sklenené telesá.

V jednej vyhľadanej, príkladnej formy vyhotovenia sa dosiahne roztavenie keramických farieb ozdoby pri teplote skleneného telesa asi 600 °C, a spevnenie skla sa dosiahne náhlym poklesom teploty v tepelnom priepustu asi 475 °C, pričom sa tento náhly pokles teploty vykonáva na dĺžke napríklad asi len 30 cm, zatiaľ čo v tomto príklade mala celá pec dĺžku asi 24 m. Už na konci prvej chladiacej oblasti klesla teplota skleneného telesa na jeho povrchu asi na 125 °C, čo pre sklenené teleso predstavuje tepelný šok a vyvoláva opísané tlakové napätie zvonku a vo vnútri skleneného telesa potom napätie v ťahu, čím sa môže dosiahnuť zvýšená pevnosť.

Pomocou takého zariadenia s tepelným priepustom a správnym nastavením teplotného profilu sa môže jednako zvýšiť pevnosť skiel a súčasne sa môže vypáliť na ich povrchu ozdoba. Energia potrebná na zvýšenie pevnosti sa s výhodou používa súčasne aj na vypálenie ozdoby. Konečne výrobky sú mechanicky odolné voči rázu a znesú väčšie rázové zaťaženie ako tradičné sklá. V zmienenom, ako napríklad vyhľadávanom zariadení sa nechal dopravný pás pohybovať rýchlosťou 60 cm za minútu o krok asi 1,40 m počas 3 minút a 5 minút sa ponechal v pokoji, pretože sa tým dosiahlo intenzívne a rovnomerné prehriatie skleneného telesa. Tým sa získalo sklo, dobre zbavené tlaku, ktoré sa pomocou spôsobu podľa vynálezu, to znamená až prešlo opísaným zariadením.

Prehľad obrázkov na výkrese

Ďalšie prednosti, znaky a možnosti použitia predloženého vynálezu vyplývajú z nasledujúceho výhodného príkladu vyhotovenia v spojení s priloženým jediným výkresom.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Na schematicky dole znázornenej zemi 13 stojí vypaľovacie pec 14. naznačená schematicky a ukázaná od pozdĺžnej strany. Vykazuje česť vykurovacích oblasti až 6 a potom šesť ďalších chladiacich oblastí, ktoré sa v technike označujú tiež ako pásma. Dopravný pás 15 beží na prednom konci ( na obr. vľavo) cez válce 16 na strane vstupu v smere dopravy (šípka 17) priamočiaro vodorovne do vypaľovacej peci 14 a opúšťa ju na jej konci, na obr. na pravej strane, aby sa odviedol cez vratné válce 18.. Tento dopravný pás 15 v tvare drôteného článkového pásu sa dá obsadiť sklenenými telesami podľa priania, pričom tieto môžu byť vsadené do rozdielnych mriežok, napríklad v hĺbke 1,40 m a šírke 2,50 m. Takéto zväzky alebo skupiny sklenených telies sa potom dopravujú dopravným pásom prerušovane podlhovastou vypaľovacou pecou 14.

Čiarkovaná čiara 19 v jednotlivých oblastiach 1. až 12 ukazuje priebeh teploty peci pri normálnom vypaľovaní ozdoby. V stupňoch 1_ až 6 sa jedná o vykurovacie stupne, ktorých teplota sa teraz líši asi o 100 °C od teploty susednej skupiny. Tak sa neznázornené sklené telesá zohrievajú pri vstupe do vykurovacej oblasti 1_ asi na 200 °C, pri vstupe do vykurovacej oblasti 2 asi na 280 °C, vo vykurovacej oblasti 3 na 380 °C, vo vykurovacej oblasti 4 asi na 480 °C a vo vykurovacej oblasti 5 asi na 580 °C, zatiaľ čo posledná vykurovacia oblasť obstaráva ohrev na konečnú teplotu, aby sa zaistilo, že sa sklenené teleso rovnomerne zohreje a bude vez napät i a.

Na konci poslednej vykurovacej oblasti 6 je nad jej koncovou stenou schematicky znázornený priepust 20 v tvare silnej čiary, aby napríklad znázornila v smere dvojitej šípky zvisle hore a dolu pohyblivou klapkou. Skupiny sklenených Lelies sa nachádzajú v smere 17 dopravy v takých vzájomných odstupoch, že na drôtenom článkovom páse je medzi dvoma za sebou nasledujúcimi skupinami priestor 30 cm až 50 cm bez sklenených telies. Do tohoto priestoru môže zasahovať tepelný priepust 20 svojimi klapkami, takže sa týmto spôsobom teplu, pôsobiacemu z poslednej vykurovacej oblasti 6 pri zatvorenom tepelnom priepuste bráni vniknúť do prvej chladiacej oblasti 7 alebo aspoň toto vniknutie zmenšuje.

Chladenie sa vykonáva prívodom chladiaceho vzduchu, toto je v oblasti prvej chladiacej oblasti 7 znázornené oboma šípkami 22. Rozumie sa samo sebou, že sú pre to usporiadané vhodné prívodné potrubia. Prielet vzduchu od prvého konca vypaľovacej peci 14 naľavo tu nie je ďalej znázornený. Je ale vidieť odvetrávacie prípojky 23 na prednom konci vypaľovacej peci 14. to znamená hore v oblasti vykurovacích oblastí 1. a 2. Odborník vie, že farby na ozdoby obsahujú určitý podiel živice alebo fenolu, aby napríklad farby na skle držali, a tieto fenoly sa odparujú v prvej vykurovacej oblasti 1. alebo druhej vykurovacej oblasti 2 a odsávajú sa prípojkami 23 na odpadný vzduch. S nimi sa odsáva aj prebytočný vzduch. Týmto spôsobom sa môže udržať dobrá rovnováha odtekajúceho a pritekajúceho vzduchu pri súčasnom dosiahnutí dobrého priebehu teploty.

Približne v strednej oblasti chladiacich oblastí, napríklad nad chladiacou oblasťou 10 je znázornená prípojka 24 na odpadný vzduch.

Prívodom chladiaceho vzduchu na miesto 22 hore do prvej chladiacej oblasti 7 a smerom dolu je vytvorená drastická zmena vypaľovacej peci 14 oproti starším zariadeniam, takže sa môže dosiahnuť odchýlka od čiarkované naznačenej teplotnej krivky 19.

Medzi poslednou vykurovacou oblasťou 6 a prvou chladiacou oblasťou 7 je v tejto znázornenej výhodnej forme vyhotovenia zariadenia tepelný priepust 20 znázornený v tvare zvisle (dvojitá Šípka 21) pohyblivej klapky. Táto dovolí v spojení s prívodnými potrubiami 22 chladiaceho vzduchu hore v prvej chladiacej oblasti 7 drastické zníženie teploty, takže dôjde k priebehu 25 teploty peci, ako je to znázornené druhou čiarou opatrenou kruhovými bodmi, ktorá sa nachádza na výkrese pod • čiarkovanou čiarou 19.

• Na vykonanie vyššie opísaného spôsobu sa neznázornené horáky, usporiadané pod vypaľovacou pecou 14 vyregulujú tak, aby horúci vzduch vyvolal vo vykurovacích oblastiach 1_ až 6 vzostup teploty ako v príklade vypaľovacej ozdoby, v oboch prípadoch sa teplota zvyšuje od prvej vykurovacej oblasti počínajúc asi na 200 °C až na 280 °C, v druhej oblasti atď. až na asi 600 ®C v piatej a šiestej vykurovacej oblasti. Dopravný pás 15 sa pohybuje prerušovane, pričom pokojové doby sú dlhšie ako doby pohybu dopravného pásu 15. Počas pokojovej doby je klapka tepelného priepustu 20 na tepelnú izoláciu vo vypaľovacej peci spustená dolu, takže teplo z poslednej vykurovacej oblasti 6 nemôže bez zábran vniknúť do prvej chladiacej oblasti 7. Súčasne sa cez schematicky naznačené • prívodné potrubia 22 na chladiaci vzduch dúcha dovnútra chladiaci vzduch v takom množstve, aby sa dosiahol náhly • pokles teploty v prvej chladiacej oblasti 7 asi zo 600 °C na asi 125 °C, alebo nižšiu teplotu. Tým sa ochladí v tomto okamžiku tovar (sklenené teleso), nachádzajúce sa v prvej chladiacej oblasti o teplotný rozdiel asi 475 °C, čo sa môže označiť ako tepelný šok. Tým vznikne účinok zvyšujúca pevnosť. Potom v nasledujúcich chladiacich oblastiach 8 až 10 má teplota prakticky voľný priebeh a ochladí sa zo zmienených 125 °C v tomto príklade na teplotu miestnosti v chladiacej oblasti 11 najneskoršie ale v chladiacej oblasti 12.

Pri každom ďalšom zapnutí prerušovane sa pohybujúceho dopravného pásu 15 sa predtým klapka tepelného priepustu 20 zdvihne z cesty pohybu sklenených telies, a potom sa vykoná prestavenie a tepelný priepust 20 sa potom uvedie do činnosti, takže pri pokojových dobách je vždy zaručené tepelné oddelenie medzi poslednou vykurovacou oblasťou 6 a prvou chladiacou oblasťou 7.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob zvýšenia pevnosti sklenených telies, ktoré sa zohrievajú a potom sa ochladzujú, vyznačujúci sa tým, že sa sklenené teleso s nanesenou ozdobou zohrieva prerušovane aspoň v troch stupňoch (1 až 3) a potom sa na stupni (7) ochladí o teplotný rozdiel z oblasti 200 °C až 600 ^eC, s výhodou 300 ’C až 500 ’C a najvýhodnejšie 420 ’C až 480 ^eC.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa sklenené teleso s ozdobou zohreje na takú teplotu medzi 400 ’C až 800 ’C, s výhodou 500 ’C až 700 ’C a najvýhodnejšieho **C až 650 °C, že sa keramická farba alebo sieťotlačová farba ozdoby spoji homogénne so sklom a sklo je s výhodou bez napätia, a ochladenie sa vykoná ako tepelný šok počas maximálne 30 minút, s výhodou počas maximálne 20 minút.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že sa sklenené telesá dopravujú v skupinách v smere (17) dopravy v odstupoch medzi skupinami, rýchlosťou 20 cm za minútu až 120 cm za minútu, s výhodou 40 cm za minútu až 80 cm za minútu, vykurovacími oblasťami (1 až 6) a chladiacimi oblasťami (7 až 12).

4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že sa sklenené teleso ohrieva v šiestich za sebou nasledujúcich vykurovacích oblastiach (1 až 6), s výhodou horúcim vzduchom, asi na 600 ’C, ochladí sa v jednej hlavnej oblasti (7) na 120 ’C až 150 °C asi počas 15 minút a v piatich ďalších chladiacich oblastiach (8 až 12), s výhodou chladiacim vzduchom, pomaly na teplotu miestnosti.

5. Zariadenie na zvýšenie pevnosti sklenených telies, ktoré sa ohrievajú a potom ochladzujú, s dopravným pásom (15) vedeným podlhovastou vypaľovacou pecou (15), s minimálne troma za sebou nasledujúcimi vykurovacími oblasťami (1 až 6) a za nimi usporiadanými chladiacimi oblasťami (7 až 12) so zariadeniami (22, 24) na prívod chladiaceho vzduchu a s prípojkami značujúci sa tým, že vykurovacou oblasťou (6) a prvou horúceho vzduchu a/alebo na odpadný vzduch, v y medzi poslednou chladiacou oblasťou (7) je vstavaný tepelný priepust (20), ktorý vykazuje tepelne izolujúcu, pohyblivo poháňanú klapku a aspoň jedno prívodné potrubie (22) na chladiaci vzduch a dopravný pás (15) je poháňaný prerušovane.