SU843729A3 - Способ закалки стеклоизделий иуСТРОйСТВО дл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к промыш-ленности строительных материалов, в частности к технологии и оборудованию дл  производства закаленных стеклоизделий, -обладающих высокой прочностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ закалки стеклоизделий путем последовательного нагрева и охлаждени  в псевдоожиженном слое дисперсного материала и устройство дл  закалки стеклоизделий, содержащее механизм нагрева, ванну с дисперсным материалом и средства подачи газа в дно ванны 1.

Однако при поточном охлаждении стеклоизделий (-оГружение в ванну каждые 60 с) дисперсный материал нагреваетс , качество изделий снижаетс . .

Цель изобретени  - повышение качества стеклоизделий, .

поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе .закалки стеклоизделий путем последователного нагрева и охлаждени  в псевдоожиженном слое.дисперсного материала перед погружением дисперсный матриал по крайней мере в одной зоне

охлаждают и перемешивгиот газом, причем отвод т тепло из верхней зоны сло  и в нее подают газ, а в известном устройстве дл  закалки стеклоизделий , содержащем нагревательную печь, ванну с дисперсным материалом, средства подачи газа в дно ванны, установлены, холодильники и патрубки подачи газа, причем холодильники рас0 полагают в верхней части ванны, патрубки подачи газа - в нижней Части холодильников, а ванну выполн ют с крышкой, на которой закрепл ют холодильники .

5

Интенсивное охлаждение и перемешивание псевдоожиженного .сло  дисперсного материала способствует чению однородной хорощо охлажденной среды дл  подачи в нее разогретого

0 стеклоиздели , что повышает степень закалки, увеличива  качество стеклоизделийг .

На фиг. 1 представ лено устройств вид спереди, на фиг. 2 - то же,

5 вид сбоку, на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - холодильники, предназначенные дл  опускани  в вер-х нюю часть псевдоожиженного сло  (в направлениистрелки I у на фиг. 5)-. 0 на фиг. 5 - разрез .о V-v на фиг. 4;

на фиг. б - продольный разрез (альтернативный вариант патрубка подачи газа); на фи,г. 7 - сечение по VM ,VII на фиг. 6.

Предназначенное дл  закалки стеклоизделие в виде листа 1 подвешиваетс  на захватах 2, расположенных на балке (не показана), котора  nepefeoсит листы стекла последовательно чеЬез нагревательную печь (не показара ) к блоку охлаждени ,в котором располагаетс  устройство (фиг. 1). Каждый лист поочереди быстро охлаждаетс  при опускании в псевдоожиженный в газе слой измельченного материала, которы1Л находитс  в невомущенном , равномерно расширенном состо нии псевдоожижени , и содержитс  в ванне 3, имеюцей пр моугольное горизонтальное сечение. Измельченный материал, который формирует псевдоожиженный слой, представл ет собой инертный огнеупорный материал например 5 -глинозем с размером частиц в интервале 20-160 мкм при среднем размере части около 60 мкм. Под нижней частью ванны 3 резервуара расположены срюдства подачи газа Б дно ванны - нагнетательна  камера 4, в которую подаетс  ожижающий газ, обычно воздух, что осуществл етс  под давлением при подаче через патрубок 5. По всему основанию ванны 3 между самим ре.з.ервуаром и нагнетательной камерой 4 проходит микропориста  мембрана 6. Кромки мембраны б зажаты между фланцами 7, проход щими по верхней части нагнетательной камеры. Мембрана состоит из множества слоев прочной микропористой бумаги, которые уложены на перфорированную стальную пластину, имеющую регул рное распределение отверстий, просверленных в пластине На верхнюю часть бумаги уложена ткана  проволочна  сетка, например сетка из нержавеющей стали. На однородной микропористой мембране возникает значительный перепад давлений , который может превышать 60% нагнетательного давлени . Это обеспечивает однородное распределение ожижающего газа, протекающего вверх через верхнюю поверхность мембраны в ванну 3. Высокий перепад давлени  на мембране делает возможным с по-мощью управлени  нагнетательным давлением в камере 4 чувствительное регулирование скорости направленного вверх потока газа через измельченный материал., Измельченный материал, в этом примере 1 -глинозем, находитс  в невозмущенном, равномерно расишренном состо нии псевдоожижени , при таком контроле нагнетательного давлени , чтобы скорость газа через слой располагалась между скоростью, йоЬтветствунвдей минимальному псевдоожижению , и скоростью, соответствующей максимальному расширению сло , в котором поддерживаетс  псевдоожижение плотной фазы. Таким образом, измельченный материал в ванне 3 дегко поддерживаетс  в невозмущенном, равномерно расширенном состо нии псевдоожижени , которое дает значительный положительный зффект при создании требуемых напр жений в стекле и одновременном существенном устранении брака листового стекла в реo зультате его разрушени  в слое.

Температура псевдоожиженного сло  в ванне 3 регулируетс  теплообменом с измельченным материалом в области псевдоожиженного сло  вокруг стенок

5 ванны с тем, чтобы центральна  часть псевдоожиженного сло  оставалась свободной , то есть в той его части, в которую погружаютс  нагретые листы 1. стекла. Глубина сло  в ванне 3 дос0 таточна дл  достижени  полного погружени  всех обычных габаритов листового стекла, используемых дл  закалки при разрезании и изгибании листов до размеров и форм ветровых стекол автомобилей. Кроме того, пр 5 моугольное горизонтальное сечение ванны, достаточно дл  размещени  всех габаритов и профилей листового стекла, предназначенного дл  закалки.

Холодильники представл ют собой

0 множество пакетов вертикальных охлаждающих труб, которые установлены в ванне 3 вблизи внутренних поверхностей стенок. Каждый пакет охлаждающих труб состоит из р да верти5 кальных Труб 8, которые соединены последовательно с помощью U-образных концевых соединителей 9. Трубы креп тс  к боковым стенкам ванны с помощью крепежных скоб (не показаны).

0

Ванна 3 имеет более продольные боковые стенки 10 и 11 иторцовые стенки 12 и 13. Пакет вертикальных охлаждающих труб 8, установленный вдоль внутренней части стенки 11, снабжаетс  охлаждающей водой с од5 ного конца через вводную трубу 14. Этот пакет труб соединен последовательно с аналогичным пакетом вертикальных охлаждающих труб вблизи торцовой стенки 12, а выпускна  трубка

0

15дл  охлаждакадей воды отводит ее от дальнего конца стенки 12 в положение , расположенное вблизи впускной трубы 14. Аналогично, охлаждающа  вода подаетс  через впускную трубу

5

16к одному концу пакета вертикальных охлаждающих труб вблизи торцовой стенки 13 и зтот пакет последовательно соединен с пакетом охлаждающих труб, смонтированных вблизи торцовой стенки 10. Выпускна  труба 17

0 проходит вдоль верхней части ванны вблизи стенки 10 от дальнего конца зтой стенки к положению вблизи впускной трубы 16. Течение охлаждающей воды через пакеты вертикальных ох-«

5

лаждающих труб, которые соответственно расположены вблизи стенок ван-i ны, может эффективно регулироватьс  из положени , прилегак)щего к одному из торцов ванны.

Дл  обеспечени  локального перемешивани  предусмотрен патрубок 18 подачи газа, расположенный нижней частью каждого пакета. Патрубок 18 приварен к концевым удлинител м 9 в нижней части пакета вертикальных охлаждающих труб 8. Газоподающа  вводна  труба 19 соединена с патрубком 18 и проходит вверх через часть резервуара. Кроме того , предусмотрены вертикально отход щие воздуховыёод щие ответвлени  20, размещенные вдоль патрубка 18. Каждое ответвление 20 снабжено куполообразным колпачком 21 из проницаемого материала. Ответвлени  20 располагаютс  в свободных пространствах между охлаждающими трубами в Нижней части ванны 3.. В альтернативе каждое из выпускных ответвлений , может быть двойным выпуском, имеющим два куполообразныхколпачка 21, которые отнесены на рассто ние в каждой стороне охлаждающих труб дл  обеспечени  большей однородности направленного вверх пробулькивани  по обеим сторонам охлаждающих труб.

Патрубок 18 проходит непосредственно вокруг нижней части резервуара под всеми пакетами вертикальных охлаждакЕЦих труб и дальний конец патрубка 1&, который возвращаетс  назад вблизи воздухоподающей трубы 19, выполнен закрытым. Через впускную трубу 19 под давлением подаетс  псевдоожижающий газ (обычно воздух) и воздух интенсивно пробулькивает через проницаемые колпачки 21, поскольку он подаетс  с расходом, требуемым дл  перемешивани  измельченного материала непосредственно вокруг области, прилегающей к боковым стенкам ванны.

Ванна 3 снабжена крышкой 22 -(в открытом положении на фиг. 1-3). Закрытое положение крышки показано на фиг. 2 позицией 23. Эта крышка обычно закрыта в течение интервала времени между удалением одного обработанного .листа стекла из псевдоожиженного сло  и опусканием следующего листа стекла, предназначенного дл  обработки в слое. Крышка 22 крепитс  с помощью петлевых пластин 24, которые прикреплены к оси 25, поддерживаемой в подвесках 26, которые установлены на несущей балочной системе 27, креп щейс  на массивном основании 28.

Крышка 22 поднимаетс  и опускаетс  с помощью цилиндра 29, установленного на одном конце несущей балочной системы 27. Своим нижним концом ; цилиндр 29 поворачиваетс  на поворотном иггифте 30, предусмотренном в скобе 31, котора  крепитс  к основанию 28. Поршневой шток 32, выход щий из цилиндра 29, имеет на конце , вилку 33, котора  соединена с помощью поворотного штифта с рычагом 34, креп щимс  К петлевой пластине 24 на одной стороне крышки. Регулирование подачи гидравлической жидкости известным путем в цилиндр

29 обеспечивает подъем и опускание крышки. Пружинный двигатель 35, подсоединенный к одному торцУ оси 25, нормально удерживает крьвику 22 в ее закрытом положении 23 и цилиндр работает в противодействии этому пружинному двигателю при подъеме крышки .

Тепло отводитс  из верхней части псевдоожиженного сло  за счет циркул ции охлаждающей текучей среды по замкнутой траектории с обеспечением теплообмена с верхней частью в целом , тогда как перемешивание газом псевдоожиженного материала в верхней части сло  ведет к одновременному поддерживанию невозмущенного состо ни  псевдоожижени  в нижней части сло . Это достигаетс  за счет применени  холодильников в виде решетки охлгикдающих труб, укрепленных под крышкой 22 и предназначенных дл  опускани  в верхнюю часть резервуара во врем  опускани  крышки на резервуар. Решетка охлаждающих.труб разделена на три группы 36-38 и каикда  группа состоит из пакета по п тнадцать труб, кажда  из которых имеет свернутую форму. Группа 36 (фиг. 3 и 4) состоит из трубок 39, которые имеют шахматное расположение в этой

группе. На одной стороне крышки 22 (фиг. 3) предусмотрены две вводные трубы 40 и41 дл  охлаждающей воды, которые соответственно снабжают водой вводные колпекто 42 и 43, установленные в блоке 44 под крышкой. Один конец каждой из свернутых труб 39 соединен с одним из вводных коллекторов 42 и 43 (фиг. 4), В блоке 45 размещены соответствукнцие выпускные коллекторы дл  воды, соединенные с другими концами труб 39 группы 36 и эти коллектор в- блоке 45 соединены с коллекторами ввода воды в блоке 46, с которыми соединена

вводные концы свернутых охлаждающих

труб 47 следующей группы 37 охлаждающих труб. Трубы 47 выполнены точно так же, как и трубы 39 группы 36. Трубы 47 соединены прследовательно с трубами 48-, которые также выполнены аналогично трубам 39., Дальние концы труб 48 соединены через коллекторы в блоке 49 с выпускными трубами 50 и 51 охлаждающей воды. Таким путем течение охлаждающей воды

обеспечиваетс  по всей решетке охлаждающих труб, смонтированных под крышкой.

Газоподакадие трубы 52 креп тс  ,под группами 36-38 охлаждакхцих труб 39, 47 и 48. Каждый узел газоподающих труб включает вводной коллектор 53, который питает все газоподеш)щие трубы 52, имеющие ответвлени  54 с проницаемыми куполообразными колпачками 55, установленными в пространствах между нижними част ми свернутых охлаждающих труб. Выпускные ответвлени  54 с их проницаемыми колпачками 55 распределены по всей области нижней части каждой группы охлаждающих труб решетки.

Когда лист стекла погружают в псевдоожиженный слой, верхн   часть псевдоожиженного сло  получает больше тепла из стекла, чем нижн   част сло . После завершени  охлаждени  листа стекла в слое и его подъеме из сло  крышку 22 опускают в ее положение 23 при задействовании цилиндра 29 и при опускании крышки в верхнюю часть ванны вставл етс  решетка охлаждающих труб, образованна  группами 36-38. Эта решетка охлаждающих труб располагаетс  между пакетами охлаждающих труб 8, которые проход т по внутренней части боковых стенок ванны 3. Одновременно с проведением перемешивани  сло  вокруг боковых стенок к вводным коллекторам 53 подаетс  газ, так что вс  верхн   часть сло  ок зываетс  в состо нииперемешивани  дл  облегчени  охлаждени  за счет теплообмена с охлаждающими трубами 39, 47 и 48. Невозмущенное состо ние псевдобжижени  в нижней части сло  оказываетс  неизменным и после отключени  подачи газа в коллекторы 53 и во вводную трубу 19 невозмущенное состо ние сло  в целом вновь восстанавливаетс  непосредственно перед подъемом крышки 22, который выводит решетку охлс1ждающих труб из верхней части сло .

Верхн   часть сло  в результате поддерживаетс  при определенной температуре в состо нии, готовом к приему Ьледующего нагретого листа стекла, предназначенного дл  упрочнени , и опускаемого в псевдоожиженный . слой.

Использование решетки охлаждающих труб под крышкой 22 не  вл ет-, с  существенным признаком, но это способствует ускорению работы процесса при массовом производстве, сокраща  врем  между операци ми упрочнени  последовательно идущих листов,

Желательно устанавливать каждую из газоподающих труб практически горизонтально с тем, чтобы избежать переноса псевдоожиженного газа между различными местоположени ми в

псевдоожиженном слое по газоПодающим трубам при отключении подачи газа .

В альтернативном варианте исполнени  газоподающих патрубков 18 или 52, в которых устран етс  склонност переноса газа по трубам из одной части псевдоожиженного сло  в другую (фиг. б и 7), который показан к модификатор одного из газоподающих патрубков 18, последний имеет последовательность воздуховыводных отверстий 56 вдоль верхней части трубы ,, именмцих диаметр 1,5 мм и размещенных с интервалами 50 мм. Патрубок 18 обернут шестью витками микропористой бумаги 57, котора  приблзительно в п ть раз толще бумаги, используемой при построении мембраны б в нижней части псевдоожиженного сло  и имеющей более высокую проницаемрсть , чем бумага мембраны 6.

Внешн   труба 58 расположена поверх бумаги 57 ив ней предусмотрен р д двойных выпускщлх прорезей 59, выполненных вдоль верхней части трубы 58. Концы слоев бумаги герметизированы эпоксидной смолой и силиконовой резиной (позици  60). Эти уплотнени  отход т от концов внешней трубы 58 к воздухоподающему патрубку 18. :, л . : .. .

подаваемый через патрубок 1б газ равномерно распредел етс  при прохождении через витки бумаги 57 и 9ВЫХОДИТ через двойные выпускные прорези 59 во внешней трубе 58 с обеспечением однородного пробулькивани  псевдоожиженного измельченного материала в области охлаждающих труб Прилегаквдих к боковым стенкам резервуара . Благодар  низкой проницаемости витков бумаги 57 предотвращаетс  поступление газа в подающем Патрубке 18 из псевдоожиженного сло  Это устран ет ложную подпитку газа через газоподающие патрубки 18 в псевдоожиженном слое. Газоподающие трубы 52 на крышке выполнены и работают тем же путем.

Усиление интенсивности охлаждени  может .быть обеспечено за счет увеличени  числа вертикальных охлаждающих труб 8, которые смонтированы вблизи боковых стенок ванны. Это может быть лучше всего сделано усилением одиночных пакетов охлаждающих патрубков 8, одним или большим числом пакетов охлаждаквдих труб, установленных параллельно вблизи боковых стенок ванны 3.. Это ведет к получению дЬух или даже трех р дов вертик-альных охлаждающих труб вблизи каждой боковой стенки ванны, содержащей псевдоожиженный слой. При зтом сохран- етс  достаточное пространство дл  погружени  предназначенного дл  обработки листа стекла в центральную часть сло .

В одном из таких исполнений предусматриваетс  двойной пакет охлаждающих труб 8, смонтированных вблизи боковых стенок ванны. Каждый из пакетов охлаждающих труб 8 имеет форму (фиг. 3) и вблизи каждой боковой стенки ванны, внутренний п-акет труб уста новлен с шахматным смещением на половину шага относительно внешнего пакета труб. Каждый пакет может быть снабжен своим собственны газоподающим патрубком.

Полна  плои1адь поверхности охлаждени  двойного пакета охлаждающих труб составл ет приблизительно 12 кв. м. Кажда  из труб имеет наруный диаметр 22 мм и полна  длина охлаждающих труб составл ет 100 мм. Расход, охлаждающей воды через трубы составл ет 60 л/мин. В газоподающие трубы воздух подаетс  под давлением 69-х 10 Н/м. При цикле, упрочнени  последовательно идущих листов стекла , составл ющем 60 с, газоподающие патруб.ки работают в течение 40 с и отключаютс  на 20 с. Врем  йогрузк ни  Кс1ждого листа стекла в псевд эожиженный слой составл ет 8 с, на которые приводитс  середина 2()-секундного периода, в течение которого подача газа в трубы 18 прекращена . . :- ,,; : : V

При упрочнении листов стекла толщиной 2,3 мм и полном габаритном размере l,5 0,66 мм , средней температуре стекла в момент поступлени  в псевдоожиженный слой около , из сло  требуетс  отвести 5г5 КВТ энергии дл  поддержани  температуры сло  на 85С в случае закалки последовательности листов стекла (по одному - каждые 60 с). Подобна  интенсивность охлаждени  достигаетс  при подъеме температуры охлаждающей воды с 9°С на вводе до 22°С - на выводе.

Интенсивность теплообмена с измельченным материалом псевдоожиженного сло  контролируетс  регулированием интенсивности подачи охлс1ждащей воды через охлаждающие трубы, расположенные, вокруг боковых стенок ванны и прикрепленные к крышке, а также регулированием интенсивности подачи перемешивающего воздуха в газоподающуютрубу 19 и во вводные коллекторы 53 газоподающего приспособлени , креп щегос  к решетке охлаждающих труб под крышкой.

10

Claims (5)

1.Способ закалки стеклоизделий путем последовательного нагрева и

5 охлаждени  в псевдоожиженном слое дисперсного материала, отличающийс  тем,, что, -с целью повышени  качества стеклоизделий, перед погружением последних дисперсный

0 материал по крайней мере в одной зоне охлаждают и перемешивают газом.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что между погружением изделий тепло отвод т из верхней зоны сло  И в нее подают газ.

5

3.Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее нагревательную печь, ванну с дисперсным материалом и средства подачи газа

в дно ванны, отличающеес 

0 том, что оно снабжено холодильниками с патрубками подачи газа.

4.Устройство по п. 3, отличающеес  тем, что холодильники установлены в верхней части

5 ванны, а патрубки подачи газа расположены в нижней части холодильников.

5.Устройство по п. 4, отличаю щ е -е с   -тем, ч-то ванна снаб0 жена крышкой, а холодильники закреплены на ней.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство .СССР № 413355, кл. F 27 В 15/00, 1971

5 ( прототип).

-IZ

-it

IS

35

10

f 17 гз

риг.}

пп

n

SI

/

-ifl

-v

/Ят

v

/

/1

T

SS. 52.

5V r

a-iH

f

Q

3D

rW

I;

«5D

Q