УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ДЕГАЗАЦИИ РАСПЛАВЛЕННОЙ СТЕКЛОМАССЫ Российский патент 2017 года по МПК C03B5/16 

Изобретение относится к стекольной промышленности и касается вакуумной дегазации расплавленной стекломассы для улучшения качества стеклянных изделий.

При реализации некоторых художественных и технических решений необходимо получить чистую стекломассу, лишенную пузырьков и иных включений.

Для решения подобных задач использовались различные приемы, в частности разогрев стекломассы до высоких температур или применение перемешивающих устройств, что требует значительных затрат времени и энергии.

В патенте на изобретение №2515443, опубл. 10.05.2014, предложено вакуумное осветление стекломассы. Для этого в сосуде с расплавленной стекломассой производят многоступенчатый набор вакуума (до 9 ступеней) с выдержками на каждой ступени до 12 ч. Такое устройство также требует больших затрат энергии и времени.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству можно считать устройство по патенту РФ №2552567, приоритет Японии от 30.06.2010, заявка опубликована 10.08.2014, патент РФ опубликован 10.06.2015. В патенте предложено устройство, которое содержит два отсека: варочный бассейн и над ним вакуумный сосуд. Бассейн и сосуд соединены подводящей трубой. Расплавленная стекломасса из варочного бассейна поступает по подводящей трубе в вакуумный сосуд, а после дегазации по отводящей трубе поступает на формующее устройство.

Однако предложенная в патенте система вакуумирования имеет существенные недостатки. Устройство работает не с полным вакуумом, а с разрежением. При полном вакууме данное устройство работать не сможет, так как при полном вакууме стекломасса заполнит верхний (вакуумный) резервуар и вытекать по отводящей трубе из него не будет. Отсутствие полного вакуума не позволяет достичь высокого качества осветления стекломассы. Кроме того, в устройстве по патенту №2552567 стекломасса находится в динамическом (подвижном) состоянии. В этом случае контроль дегазации осуществляется только на выходе из системы, что возможно только для отработанных процессов. При этом смена температурных режимов значительно изменяет скорость прохождения стекломассы в вакуумирующей камере, а, следовательно, и меняет степень очистки стекломассы, так как более густая стекломасса движется медленнее, а более жидкая быстрее. В связи с этим, как указано в патенте, устройство работает только с некоторыми типами стекол.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение качества расплавленной стекломассы, а, следовательно, изделий из нее.

Для достижения заявленного технического результата в устройстве вакуумной дегазации расплавленной стекломассы, содержащем варочную камеру (тигель) и камеру вакуумирования, тигель закреплен на штоке-выталкивателе с подвижным подом, на пол которого насыпана подушка из сыпучего материала, устройство выполнено с раздвижной крышкой, над которой смонтирован вакуумный колпак с возможностью контактирования с подушкой подвижного пода при открытой раздвижной крышке.

В качестве сыпучего материала подушки подвижного пода может быть использован песок или мелкоразмолотый шамот.

Корпус варочной камеры может быть изготовлен из кварца или шамота.

Предлагаемая конструкция позволяет создать глубокий вакуум в зоне дегазации, а, следовательно, повысить качество расплавленной стекломассы.

Работа устройства поясняется фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 показан поперечный разрез устройства, момент расплава стекломассы;

на фиг. 2 - поперечный разрез устройства, момент вакуумной дегазации.

Корпус устройства 1 выполнен с раздвижной крышкой 2. Внутри корпуса устройства 1 смонтированы боковые электрические нагреватели 3, а также шток выталкивателя с подвижным подом 4. На пол подвижного пода насыпана подушка 5 из сыпучего материала, в частности песка или мелкоразмолотого шамота, а поверх нее установлен тигель 6, в котором происходит плавление (варка) стекла 7. Тигель может быть кварцевым или из шамота. Над раздвижной крышкой 2 корпуса устройства 1 смонтирован кварцевый колпак 8, соединенный с линией откачки воздуха для создания под колпаком вакуума.

Устройство работает следующим образом. В тигель 6 загружают сырье, включают электронагреватели 3 и производят плавление или варку стекломассы по технологическим режимам, соответствующим типу заказанного стекла. В полученном расплаве внутри стекломассы появляются пузырьки воздуха, которые в дальнейшем могут привести к ухудшению качества формуемых из такой стекломассы изделий.

Для исключения пузырьков осуществляют вакуумную дегазацию расплавленной стекломассы. Для этого раздвигают крышку 2 корпуса 1 печи, выдвигают шток-выталкиватель 4, который поднимает тигель 6 с расплавленной стекломассой 7 вверх. Тигель 6 попадает под кварцевый колпак 8, края которого при этом погружаются в песчаную (шамотную) подушку 5, тем самым герметизируя пространство вокруг тигля 6. Одновременно из-под колпака 8 выкачивают воздух. Степень разрежения регулируют согласно типу расплавленного стекла и температуры, при которой происходит принудительная дегазация (осветление) стекломассы. Качество дегазации стекла определяют визуально через прозрачные стенки колпака 8.

После удаления пузырьков из стекломассы вакуум отключают, колпак 8 снимают, а шток-толкатель 4 вместе с тиглем 6 возвращают обратно в печь, где далее температуру стекломассы доводят до заданной.

В отличие от прототипа расплавленная стекломасса находится в статическом (неподвижном) состоянии. Дегазация при этом не зависит ни от вязкости стекломассы, ни от температурного режима варки. В таком устройстве можно вакуумировать не только стекла, но и вязкие системы расплава ситаллов.

Контроль выхода пузырьков газа из стекломассы осуществляется визуально, что позволяет, при необходимости, оперативно менять условия вакуумизации.

Кроме того, в предлагаемом устройстве вакуумная дегазация осуществляется при глубоком вакуумировании, что способствует повышению эффективности вакуумирования и, следовательно, качества расплавленной стекломассы и готовых изделий.

Конструкция устройства проще прототипа, что позволяет реализовать ее в лабораториях без значительных финансовых затрат.

Предлагаемая процедура вакуумирования пригодна при использовании варочных тиглей различных конструкций и из различных материалов.

Изобретение относится к устройству вакуумной дегазации расплавленной стекломассы. Техническим результатом является повышение качества расплавленной стекломассы. Устройство вакуумной дегазации расплавленной стекломассы содержит тигель и вакуумный колпак. Тигель закреплен на штоке-выталкивателе с подвижным подом. На пол насыпана подушка из сыпучего материала. Устройство выполнено с раздвижной крышкой, над которой смонтирован вакуумный колпак с возможностью контактирования с подушкой подвижного пода при открытой раздвижной крышке. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство вакуумной дегазации расплавленной стекломассы, содержащее тигель и вакуумный колпак, отличающееся тем, что тигель закреплен на штоке-выталкивателе с подвижным подом, на пол которого насыпана подушка из сыпучего материала, устройство выполнено с раздвижной крышкой, над которой смонтирован вакуумный колпак с возможностью контактирования с подушкой подвижного пода при открытой раздвижной крышке.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве сыпучего материала подушки подвижного пода использован песок.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве сыпучего материала подушки подвижного пода использован мелкоразмолотый шамот.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус тигеля изготовлен из кварца.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус тигеля изготовлен из шамота.