Выработочная часть стекловаренной печи Советский патент 1986 года по МПК C03B5/26 

1

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано при устройстве вырабо- точной части стекловаренной печи на стекольных заводах, производящих тар- нуга и сортовую посуду, техническое и листовое стекло, экраны и конуса телевизионных кинескопов.

Цель изобретения - повышение термической однородности стекломассы.

На фиг. 1 изображена выработочная часть стекловаренной печи, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - форма кривой, описываемой уравнением (1), для слу- Чая, когда а с v2; на фиг. 4 - то же для случая, когда с на фиг. 5 - то же для случая, когда на фиг. 6 - то же, для случая, когда .

Выработочная часть стекловаренной печи -состоит из огнеупорного канала 1, дозатора 2 стекломассы и системы 3 обогрева. Огнеупорный канал 1 при- .мыкает к варочному бассейну 4.

Профиль дна огнеупорного канала в поперечном сечении имеет вид половины овала Кассини и описан уравнени- ем

(()-(а -с )0, () где X, у - координаты;

с - расстояние от начала координат до фокусов F , F,, овала;

а - отрезок прямой, удовлет- воряющий условию с причем , . Ширина имеющейся в центральной части дна огнеупорного канала 1 по всей его длине выпуклости 5 составля ет 40-60% от ширины огнеупорного канала, а высота - 30-35% от глубины стекломассы .на входе в огнеупорный канал.

Профиль- дна огнеупорного канала определяется соотношением а и с в уравнении {1).

В случае, когда а7С v2, дно огнеупорного канала имеет вид полуэллипса (фиг. З), т.е. выпуклость ОТСуТСТ

вует, и движение стекломассы в такой выработочной части характеризуется тем, что скорость центральных слоев больше скорости периферийных.

Если (фиг. 5 и 6), то выпуклость дна огнеупорного канала превышает величину 35% от глубины стекломассы на входе в канал и поток стек

5

15 20

25

30

40

гд

I 152

бюмасс разделяется «а два, каждый из которых подчиняется законам дви- жения в каналах, имеюш 1х вид эллипса, что приводит к нарушению термической однородности стекломассы.

Профиль дна огнеупорного канала в поперечном сечении имеет вид половины овала Кассини, описываемого уравнением Tl) для случая, когда с .

При проектировании выработочной части стекловаренной печи ее геометрические параметры обычно выбирают в зависимости от производительности стеклоформующей машины и свойств вырабатываемой стекломассы. Поэтому необходимо определить оптимальные значения высоты и ширины выпуклости, которые определяются величиной а и параметрами потока стекломассы.

Для примера определим профиль дна огнеупорного канала шириной 0,5 м и глубиной стекломассы в нем 0,12 м. Определим высоту выпуклости 5 при следз ющих значениях а

а,1,05 с, а , с,, а 1,3 с,,.

Вначале решим уравнение (1) относительно величины с при и х 0,25 м (половина ширины огнеупорного канала)

Подставим значения х, у и а в уравнение (1).

x 2c x -c4l,)0 (2)

Получим 0,0039-0,125 ,216

..(3)

Разделив уравнение (3) на -0,216,

с +0,58 с -0, (4) В уравнении (4) с заменим на Z тогда это уравнение примет вид

. Z/+0,58Z-0, (5)

Решим квадратное уравнение (5) относительно Z:

,29±/Го|729Г+0,,29±0,32 (6) Так как величина с не может быть отрицательной, то уравнение (б) имеет один действительный корень: ,03, тогда c,iO,I73 м, откуда ,182м,

Затем решим уравнение (1) с целью определения высоты выпуклости.

Для этого определим ординату точки D, подставив соответствующие значения ,173 м, ,182 м в уравнение (1).

Получим уравнение уЧ2(0,173)у -(0,182.-Ь, 173)0 (7

получим значение у

Решая уравнение (7) аналогично предьщущему, -0,055 м.

Высота вьшуклости равна разности ординат точек D и В.

Определим ординату точки В. а

..- .

Таким образом, высота выпуклости дна огнеупорного канала шириной 0,5 м и глубиной стекломассы в нем 0,12 м при ,05 с равна h 0,096-0,,041 м, что составляет 1/3 глубины стекломассы, как показывает моделирование, это является оптимальным соотношением высоты вьтук- лости дна и глубины стекломассы.

Для сравнения аналогично рассчи- т-аем высоту вьшуклости для ,1 с и ,3 C.J.B этих случаях результаты следующие: Ь,0,024 м, ,001 м

В последнем случае подъем дна огнеупорного канала практически отсутствует.

После того, как сделаны прикидоч- ные расчеты, рассчитьюаем всю кривую, описывающую профиль дна огнеупорного канала.

Для этого, задавая значения одной из координат, например х, определяем соответствующие значения координа- -ты у.

Для канала другой ширины или с иной глубиной стекломассы в нем оп10

5

0

5

тимальные значения высоты и ширины выпуклости будут иные, а следовательно, иными будут значения, а и с..

Выработочная часть стекловаренной :,печи работает следующим о.бразом.

Сваренная и осветленная стекломас- са поступает из варочного бассейна 4 в огнеупорный канал 1 и, двигаясь в сторону выработки, постепенно охлаждается.

Так как огнеупорный канал 1 имеет выпуклость, то по центру происходит следующее перераспределение эшоры скоростей и температур в поперечном сечении потока стекломассы.В периферийных слоях максимальное влияние оказывают силы трения о стены огнеупорного канала, а в центральных определяющими являются силы трения о дно.

Таким образом, в канале с переменным профилем дна происходит выравнивание эпюры скоростей по ширине канала и, как следствие, выравнивание эпюры температур.

Таким образом, пр едлагаемая конструкция позволяет уменьшить градиент температур по ширине потока стекломассы до 1, и значительно улучшить термическую однородность стекломассы в зоне дозирования и, как следствие, капли стекла. При этом значительно улучшаются условия формования, разница в толщине стенок уменьшается на 10-1 1 %, в&ход годных изделий увеличивается на 1,4-1,5%.

J

фиг.

,