УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ СТЕКЛА Советский патент 1996 года по МПК C03B5/18 

Изобретение относится к производству стекла, к оборудованию для получения оптического стекла или других видов стекол, требующих высокой однородности и навариваемых в основном в сосудах из платины или ее сплавов.

Известна двухзаходная винтовая мешалка, представляющая собой стержень, на конце которого выполнены лопасти в виде части двухзаходного винта, предназначенная для размешивания стекла в сосуде (тигле) при периодической варке [1]
При работе мешалка приводится в движение специальным устройством - стекломешальной машиной.

При изготовлении таких мешалок высота лопастей делается всегда меньше половины высоты столба стекла в сосуде. В большинстве случаев в производственных условиях она находится в пределах от 1/4 до 1/3 общей высоты столба стекла, в противном случае мешалка такой конструкции приобретает большой вес, что очень неэкономично при изготовлении ее из платины или ее сплавов.

Кроме этого, размешивание стекла такими мешалками производится не очень эффективно, так как зона, захватываемая мешалкой при размешивании, невелика по высоте, и восходящие потоки начинают быстро расходиться, резко снижать скорость при удалении от стержня мешалки, особенно в зоне выше лопастей, в результате чего образуются застойные зоны при размешивании стекла, а при размешивании очень жидких стекол могут образоваться два самостоятельных потока по высоте стекла. Указанные причины всегда проводят к недостаточной однородности отливаемого стекла, и в нем в большей или меньшей степени образуются свили нити стекла, имеющего другой состав, получаемые в результате затягивания потоками стекла поверхностной пленки, обедненной некоторыми компонентами за счет селективного улетучивания их при варке и недостаточно энергичного размешивания за счет относительно малого объема стекла, захватываемого мешалкой в тигле, или просто недостаточной гомогенизации самого расплава.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для гомогенизации стекла, включающее тигель, внутри которого установлена мешалка в виде вала с лопастями, жестко присоединенными к экрану, ширина которого составляет 0,45-0,6 внутреннего диаметра тигля [2]
Недостатком данного устройства для гомогенизации стекла является недостаточная однородность размешиваемого стекла.

Целью изобретения является повышение однородности размешиваемого стекла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для гомогенизации стекла, включающем тигель, внутри которого установлена мешалка в виде вала с лопастями, жестко присоединенными к экрану, ширина которого составляет 0,45-0,6 внутреннего диаметра тигля, экран выполнен в виде трубчатого контура, а лопасти плоскими и расположены в три яруса под углом 40-50^o к валу в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем высота контура составляет 0,6-0,7 высоты тигля.

На фиг. 1 показано устройство для гомогенизации стекла, продольный разрез; на фиг.2 конструктивное расположение стержня и лопастей.

В тигле 1 помещен стержень 2 с укрепленными на нем пластинами-лопастями 3, свободные концы указанных пластин соединены контуром 4. В тигле 1 стержень 2 с лопастями 3 контактирует со стеклом.

Устройство работает следующим образом. Стержню 2 придается движение по часовой или против часовой стрелки, при этом лопасти 3 создают в стекле восходящие потоки стекла. Контур 4 устройства, воспроизводя внутренний рельеф тигля 1, хорошо открывает слои стекла от поверхности тигля и при вращении усиливает эффект размешивания, разбивая потоки, создаваемые лопастями 3 устройства.

Применение данного устройства обеспечивает получение навариваемого стекла более однородным. Высота его рабочей части (контура 4) должна быть равной 0,6-0,7 общей высоты столба стекла в тигле при размахе лопастей (ширине контура), составляющем 0,45-0,6 внутреннего диаметра тигля. Такие размеры были подобраны экспериментально и являются оптимальными. При ширине контура, меньшей 0,45 диаметра тигля, снижается эффективность перемешивания стекла. Ширина контура величиной более 0,6 от диаметра тигля вызывает искривление или скручивание стержня мешалки.

Выбор высоты контура в зависимости от высоты столба стекла в тигле в указанных пределах сделан из тех соображений, что при меньшем значении высоты работа по гомогенизации будет малоэффективной, при большем же значении высоты контура будет происходить интенсивный захват поверхностной пленки стекла при его размешивании, приводящий к замешиванию воздуха, это повлечет за собой ухудшение качества навариваемого стекла по пузырности.

В результате такой конструктивной проработки при работе устройства не образуется двух потоков стекла по высоте тигля и застойных зон при размешивании. Причем достигнуть этого можно при меньшем весе остродефицитного драгоценного металла, расходуемого на изготовление указанного устройства.

Следует отметить, что для большей эффективности работы кроме наружного контура 4 можно устанавливать и внутренний, один или два контура между стержнем 2 и наружным контуром 4 в зависимости от размера тигля 1 и размаха лопастей.

Устройство может быть использовано как для периодической варки стекла в платиновых сосудах, так и для непрерывной выработки стекла, сваренного в ванных печах при гомогенизации его в специальном питателе. Устройство указанной конструкции дает значительно более эффективное размешивание стекла, обеспечивая лучшее качество стекла по бессвильности, в результате чего увеличивается выход годных заготовок, бессвильных по классу А по ГОСТ 3514-76г (бессвильных в двух взаимно перпендикулярных направлениях).

Оригинальность конструкции мешалки позволяет при меньшей затрате остродефицитных материалов (платины и ее сплавов) получить значительно более эффективные результаты.

Устройство для гомогенизации стекла, включающее тигель, внутри которого установлена мешалка в виде вала с лопастями, жестко присоединенными к экрану, ширина которого составляет 0,45 - 0,6 внутреннего диаметра тигля, отличающееся тем, что, с целью повышения однородности размешиваемого стекла, экран выполнен в виде трубчатого контура, а лопасти - плоскими и расположены в три яруса под углом 40 - 50^o к валу в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем высота контура составляет 0,6 - 0,7 высоты тигля.

Устройство для гомогенизации стекла, включающее тигель, внутри которого установлена мешалка в виде вала с лопастями, жестко присоединенными к экрану, ширина которого составляет 0,45 0,6 внутреннего диаметра тигля, отличающееся тем, что, с целью повышения однородности размешиваемого стекла, экран выполнен в виде трубчатого контура, а лопасти плоскими и расположены в три яруса под углом 40 50^o к валу в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем высота контура составляет 0,6 0,7 высоты тигля.