Способ закалки стеклоизделий и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик рп871730 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 081278 {21) 2697005/29-33 (23) Приоритет (32) 09.12.77 (31) 51390/77 (33)

Опубликовано 0710.81.Бюллетень Ио 37

Дата опубликования описания 071081 (51)М К,.8

С 03 В 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДКббб.1.038.

° 3 (088. 8) Иностранцы

Питер Ворд и Дожеффри Мартин Баллард (Великобритания } (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Пилкингтон Бразерз Лимитед" (Великобритания) (71) Заявитель (54 } СПОСОБ ЗАКАЛКИ СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в " частности, к технологии и оборудованию для упрочнения стекла. 5

Известен способ закалки стеклоиэделий путем нагрева и воздушного охлаждения и устройство для закалки стеклоизделий,включающее печь, транспортер и закалочный узел для быстрого охлаждения 10 нагретых стеклянных листов f1) .

Способ и устройство не обеспечивают равномерной закалки и в полученных изделиях наблюдается высокий процент брака, 15

Наиболее близким;о технической сущности и достигаемому результату является rïîñåá закалки стеклоизделий путем нагрева с последующим охлаждением при опускании в слой дис-20 персных частиц, псевдоожиженных газом, и устройство для закалки стеклоиэделий, включающее ванну с дисперсными частицами и рейку с захватами (2).

В известном техническом решении 25 причиной растрескивания стеклянных листов являет-B остыьание переднего листа со слишк-м бальШОй CêÎðÎCòÜþ, что вызывает высокие растягивающие напряжения. 30

Цель изобретения — снижение брака.

Цель достигается тем, что в способе закалки стеклоизделий путем нагрева с последующим охлаждением при опускании в слой дисперсных частиц, псевдоожиженных газом, под нижним краем стеклоизделия при опускании создеют полость в слое дисперсных частиц экранированием потока газа, а в устройстве для закалки стеклоизделий, включающем ванну с дисперсными частицами и рейку с захватами, установлен экранирующий элемент на подвесках под рейкой, причем целесообразно выполнять его в форме треугольника с вершиной, направленной

Ъ к основанию ванны.

На фиг. 1 изображена схема вер.— тикального разреза устройства, на фиг. 2 — сечение A-A на фиг.1; на фиг. 3,4,5 — кривые, иллюстрирующие эффект изменения расстояния, на котором расположены экранирующие элементы различной ширины под нижним краем стеклянного листа.

Лист стекла 1 подвешивают на рейке 2 в захватах 3. С помощью подъемных тросов 4 рейку 2 опускают для погружения листа стекла 1 в псевдоожи« 371730 женный газом слой 5 дисперсных частиц, расположенных в ванне 6. Псевдо« ожижающий газ подают в слой 5 через нагнетательную камеру <7 и мембрану

8 в основание ванны 6.

В слое дисперсные частицы поддерживают в спокойном равномерно разде ленном состоянии путем регулИрования скорости псевдоожижающего газа через слой от скорости газа, которая вызы вает максимальное расширение слоя.

Удлиненный трубчатый экранирующий элемент 9 треугольного поперечного сечения подвешивается на подвесках

10 рейки 2. Вершина треугольного сечения направлена вниз в сторону от нижнего края листа стекла. максималь- 15 ная ширина элемента 9, являющаяся шириной поперечного сечения основания, обозначена через Y u расстояние нижнего края листа от основания через X.

Экранирующий элемент идет под листом 20 стекла параллельно всей его длине.

При применении устройства по фиг.1 для упрочнения стекла лист стекла 1 нагревают до температуры, близкой к точке его размягчения, например, от 620 до 680 С для натровоизвестково-кремнеземистого стекла, и затем опускают в слой 5 псевдосжиженных газом дисперсных частиц, где поддерживают при температуре в пределах от 30 до 150 С.

Как показано на фиг.2, при входе нижнего края листа 1 в слой 5 экранирующий элемент 9 изменяет поток псевдоожижающего газа в слое 5 так, что образуется полая область 11 сверху экранирующего элемента 9, охватывающая нижний край листа 1. Полая область имеет форму пузыря из псевдо-. сжижающего газа, который почти не содержит твердых частиц. Вследствие 40 присутствия полой области 11, скорость охлаждения нижнего края листа значительно уменьшается, чем устраняется возникновение растягивающих напряжений в нижнем крае листа, которые обуславливаются большой скоростью охлаждения нижнего края листа, вызывающей растрескивание листа после входа в псевдоожиженный слой.

Полая область рассеивается после входа нижнего края листа в слой 5, так что все главные поверхности листа затем подвергаются охлаждению дисперсными частицами псевдоожиженного слоя, вызывая почти равномерное общее упрочнение листа, включая область листа, соседнюю с нижним краем.

Далее приводятся примеры выполнения способа изобретения. В каждом примере псевдоожиженный слой состоит 5{) из частиц пористого ф -глинозема с плотностью 2,2 г/смЗ, крупностью в пределах 20-120 микронов (средней крупностью 64 микрона). Псевдоожижающий газ подают в нагнетательную 65

Таблица 1

Температура нижнего края листа о стекла, С

РаСстояние экранирующего элемента Х

Выход, %

Без экранирующего элемента

625

100

12 мм

25 мм

50 мм

76 мм

89 мм

623

633

625

100

634

629

Пример 2. Ширина У экранирующего элемента 9 равна 12 мм, угол камеру 7 в ванну 6 так, чтобы создать восходящий поток газа через мембрану 8. Температура псевдоожиженного слоя от 50 до 80 С. Стекляно ные листы толщиной 3 мм имеют нижние края, отделанные шлифовкой алмазным кругом 400 ° Листы нагревают и затем погружают в псевдоожиженный слой со скоростью 0,3 м/с.

Пример 1. Ширина Y экрайирующего. элемента 9 равна 51 мм, угол при вершине элемента 9 равен 60, скорость псевдоожижающего газа равна

11 мм/с.

Для получения сравнительных цифр сперва был обработан ряд листов без применения экранирующего элемента 9.

Затем ряд листов был нагрет подвешенным на рейке 2 с экранирующим элементом 9 при различных расстояниях

Х нижнего края листа от основания.

Было найдено, что, когда основание экранирующего элемента находится на расстоянии только 12 мм от нижнего края листа, то элемент 9 препятствует соответствующему нагреванию нижнего края листа в печи так, что получается плохой выход 14% из-за низкой температуры нижнего края листа. Это затруднение было устранено путем наложения отражающей серебряной фольги на верхнюю поверхность экранирующего элемента для отражения дополнительного тепла на нижний край стеклянного листа. Это затруднение может также устраняться путем нагрева листа перед установкой под ним экранирующего элемента.

Результаты, полученные без экранирующего элемента и при различных .расстояниях Х основания экранирующего элемента от нижнего края листа, приведейы в табл.1. Цифры выхода представляют число нерастрескавшихся упрочненных листов в процентах от общего числа обработанных листов.

871730

Выход, ф

1О

15

6,4 мм

12 мм

19 мм

629

100

626

100

628

Таблица 3

Температура нижнего края листа стекла о C

Расстояние Х экранирующего элемента

Выход, Ъ

Без экранирующего элемента

630

Без экранирующего элемента.625

32 мм

64 мм

630

99 45

100

628

628

83, мм

«108 мм

630

91 о 50

Таблица 4

127 мм

632

Те мпер ат ура нижнего края стеклянного листа, о С

Выход, Ъ

50

615 620

620 625

625 630

630 635

80

100

100

77 при вершине элемента 9 равен 60, скорость псевдоожижающего газа равна 5,4 мм/с °

Результаты, полученные без экранирующего элемента и при различных расстояниях Х, показаны в табл. 2. .Таблица 2

Расстояние Х Температура экранирующего нижнего элемента края листа стекла, С

Без экранирующего элемента 630

Без э кранирующего элемента 625

Пример 3. Ширина Y экранирующего элемента 9 равна 64 мм, угол при вершине элемента 9 равен 60 о скорость всевдоожижающего газа равна

5,4 мм/с.

Результаты, полученные без экранирующего элемента и при различных расстояниях Х, показаны в табл. 3.

На фиг. 3, 4 и 5 нанесены кривые выхода в процентах, в зависимости от отношения Х/У соответственно для каждого из результатов табл. 1, 2 и 3.

Кривые показывают, что когда отношение меньше 1, т.е. расстояния

X ìåíüøå или равны ширине У, то достигается выход порядка 1003. Значительно более низкие выходы получаются без экранирующего элемента 9.

Сравнение кривых фиг. 3, 4 и 5 показывает также, что максимум эффективного расстояния Х увеличивается с увеличением Y ширины экранирующего элемента 9. Фиг. 4 показывает, что когда ширина У была 12 мм, мак-. симум эффективного отношения был около 1 и было быстрое падение выхода при расстояниях Х больших ширины Y..

Фиг. 5 показывает, что когда ширина Y 64 мм,то высокий выход наблюдается при отношении X/Y до 1,5.

Аналогичные результаты получены при опытах, проведенных с листами стекла толщиной 2,3 мм. Например, применяя экранирующий элемент тре-угольного сечения с основанием шио риной 19 мм, и углом при вершине 30 и подвешенный этим основанием под листом стекла, получаем выход в 100Ъ при закалке ряда листов, имеющих температуру нижнего края до 600 С, в о псевдоожиженном слое из пористого -глинозема.Псевдоожиженный слой имел температуру от 50 до 80 С. В сравнении с этим, при отсутствии экранирующего элемента выход составлял только 403.

Аналогично, применяя экранирующий элемент 9 треугольного сечения с основанием шириной 25 мм, и углом при вершине 60, подвешенный его о основанием на 25 мм под нижним краем листов толщиной 2,3 мм, получаем выход 88% при закалке листов, имеющих температуру нижнего края около 640 С о в псевдоожиженном слое из О-глинозема с температурой ог 50 до 80 С.

Выход, полученный без применения экранирующего элемента, составляет только 8%.

Стеклянные листы толщиной 3 мм, нагретые при различных температурах, закаливают в псевдоожиженном слое из -глинозема с экранирующим элементом, имеющим треугольное сечение и основание шириной 51 мм, и также без экранирующего элемента, расположенным на 51 мм ниже нижнего края стеклянного листа.

Скорость псевдоожижающего газа

11 мм/c Результаты представлены в табл.4.

Без экрани- С экранирующего рующим элемента элементом

871730 7

Формула изобретения

Таблица 5

Те мп ер ат ур а нижнего края Выход, стеклянного Ъ листа, С

Без экранирующего элемента

12 мм 12 мм

64 мм 51 мм

661

664

50

° ° Э I

1 (° °

Табл. 4 показывает, что экранирукщий элемент может применяться не только для увеличения выходов при ,дунной температуре, но также может поддерживать уровень выхода при низ кой температуре стекла, что облегчает проблему общего коробления стеклянного листа. ясное указание на то, что применение изобретения сохраняет выход при стеклянных листах с плохой отделкой края получено путем закалки листов толщиной 3 мм с обрезанным, но не отделанным нижним краем, в псевдоожиженном слое из $-глинозема. Результаты представлены в табл. 5.

1. Способ закалки стеклоизделий путем нагрева с последующим охлаждением при опускании в слой дисперсных частиц, псевдоожиженных газом, отличающийся .тем, что, с целью снижения. брака, под нижним краем стеклоизделия при опускании . создают полость в слое дисперсных частиц экранированием-потока газа.

2. Устройство для закалки стеклоизделий, включающее ванну с дисперсныМи частицами и рейку с захватами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено экранирующим элементом, установленным на подвесках под рейкой.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что экранирующий элемент выполнен трубчатым, в

20 сечении в форме треугольника с вершиной, направленной к основанию ванны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пач.ент США Р 3792993,кл.65- 163, 1974.

2, Патент Франции 9 2322105, кл. С 03 В 27/00, 29.04.77.

Lf

М Р74 Р4

ХЯ

uzi 84 РЯ H 181 И f71 Р

Ar. Ф

Составитель Т. Буклей

Редактор Т. Кузнецова ТехредМ..Рейвес Корректор С. Шекмар

Заказ 8499/32 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",г. ужгород, ул. Проектная, 4