Тигель для получения изделий из кварцевого стекла Советский патент 1982 года по МПК C03B5/00 

Изобретение относится к промышленности материалов, в частности к оборудованию для получения кварцевых изделий.

Известен тигель получения изделий из кварцевого стекла непрерывным методом,.содержащий дюзу и конусную .обечайку с сужением к ней. Для повышения, качества изделий диаметр нижнего основания конуса составляет 1,3-1,6 наружного диаметра отверстия дюзы Ц. .

Однако выполнениеплавильного тигля целиком коническим, начиная с зоны наплавления, нецелесообразно с конструктивной и энергетической точек зрения, так как переход к выпуску нового изделия повлечет аа собой изменение дис1метра дюзы и,, как .следствие, замену всего тигля, а следовательно, и всей системы нагревателей и, возможно, футеровки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является тигель для получения изделий из кварцевого стекла, включающий обечайку с верхней цилиндрической и нижней в виде усеченного конуса частями и дюзу 2,

Однако в тигле не указана зависиМость размеров конусной части от диаметра тигля.

Наличие конусности в тигле связано с ликвидацией застойности в зоне соединения обечайки и дюзы. Размеры застойной зоны зависят от многих факторов и связывать конусность только с диаметром выработочного отвер10стия недостаточно.

Если застойная зона ликвидирована не полностью, то остается брак по пузырности, конусность большая, чем размеры застойной зоны, резко уве15личивает скорость течения расплава, что влечет за собой непровар. Таким образом, качество продукции находится в непосредственной зависимости от правильно выбранного размера коничес20кой части тигля.

Целью изобретения является улучшение качества продукции по пузырности.

Поставленная цель достигается тем, что тигель для получения изде25лий из кварцевого стекла, включающий обечайку с верхней цилиндрической и нижней в виде усеченного конуса, частями и дюзу, внутренний диаметр нижнего основания конуса составляет

30 0,1-0,7 внутреннего диаметра цилиндpa, a высота конуса - 0,5-0,25 высо ты тигля. На фиг. 1 схематично изображен тигель, общий вид; на фиг. 2 - график изменения скорости жидкости по центру для.различной высоты усечанного конуса при диаметре малого основания DK DO 0,20- ;на фиг.З 6 - графики изменения скорости жидкости по центральной оси в зависимости от высоть усеченного конуса Н и его малого .основания DK при изменении DO/DT Ог1, О,2,,0,3, 0,4 соответственно; на фиг. 7 и 8 - гра фики, отображающие связь Оц и HK с диаметром вьгработочного отверстия DO , высотой и диаметром тигля D Тигель состоит из обечайки 1 и дюзы 2 диаметром DQ. Обечайка характеризуется следующими размерами: верхняя цилиндрическая часть - диаметром DT- , нижняя коническая - диамё гром дюзы OK и высотой коническо части Н. Тигель заполнен расплавом 3 высотой HT., Сырьевы е материалы подают на рас плав сверху. В верхней части-тигля происходит расплавление сырья. Расплав через отверстие в дюзе поступа ет на выработку. Оптимальные соотношения геометри ческих параметров тигля подбирают на гидродинамических моделях с помощью электроинтегратора ЭГДА. Оценку влияния конусности тигля ведут по скоростям жидкости в центр тигля. Кривые, изображенные на фиг. 2, соответствуют изменению скорости, 1 - при значении Н, Н, 2 - при зн чении Н 0,5 HT, 3 - при значенииН|( 0,25 HT-, 4 - для цилиндрическог тигля. Из графика видно, что изменение нусности сказывается на скорости по тока только при высоте Ь/Нт 0,5 (h - координата точки, где рассчит валась скорость на гидродинамической сетке модели), т. е. имеет сг-лыс устанавливать усеченный конус тольк в нижней части кварцеплавильной уст Ловки (Н,с50,5Н-г). Кривые, изображенные на фиг. 3соответствуют изменению скоростей, 1 - для цилиндрического тигля, 2 для DK (DT- DO) 0,75+С1эИН 0,13Н 3 - для OK (DT-- DO) 0,75 + DO и Н.0,25 HT-; 4 - для D(i (Of DO) 0,25 + DO и Н .0,37 HT; 5 - для D DO. Ha фиг. 3 видно, что кривые 1слились, это значит, что застойная зона не уничтожена. При размерах ко нической части, соответствующих кри вой 5, скорость незначительно увели ивается, поэтому размеры этого усеенного конуса и можно принять за оптимальные для данного соотношения DO/DTАналогично .анализируются графики иг. 4-6. , Анализ этихграфиков позволяет ыбрать оптимальные размеры конусной асти, ликвидирующей застойную зону.. На фиг. 5 приведены зависимости оординат Dj( и Н оптимальных размеров онусной части тигля от заданных его араметров{Со , DT / Н.; . Оценку влияния конусности тигля ведут по скоростям течения жидкости в центре тигля. Если с помощью конуса удаляется только застойная зона, то скорости по центру цилиндрического тигля и усеченного конуса практически совпадают. Если усеченным конусом захватывается и часть активной зоны, ТО скорость по центру резко возрастает. Из анализа графиков на фиг. 1-3 видно, что при ,5 ИВ|с/Вт 0,1 скорости по центру резко возросли, т.е. конусностью захвачена часть активной зоны, что влечет за собой неПРовар. При ,25 ))0,7 скорости по центру тигля не изменились, оставаясь равными скоростям приНц/н 0,25 . , т.е. застойная зона ликвидирована не полностью, остается брак по пузырности. Отсюда следует, что застойная зона полностью ликвидируется только при предлагаемых соотношениях (0,25-0,5) и (0,1-0,7) Улучшение качества продукции за счет уменьшения брака по пузырности составит 6-7%. Формула изобретения Тигель для получения изделий из кварцевого стекла, включающий обечайку с верхней цилиндрической и нижней в виде усеченного конуса частяг/ш и дюзу, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий, внутренний диаметр нижнего основания конуса составляет 0,1 0,7 внутреннего диаметра цилиндра, а высота конуса - 0,5 - 0,25 высоты тигля. Источники информации, принятые во вйимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 566778, кл. С 03 В 5/08, 1973. 2. Патент ГДР № 41835, кл. 32 а 5/02, 1965.

OJ 0,2 0,3 0, 0,6 0,7 0,8 0,3 1,0

Фиг.1

h, Н

Фиг.2

о,г 0, 0,6 0.8 1,0 Фцг.З

0,2 0, 0,6 0,8 1,0 -Sft

иг. 4

0,2 О. 0,6 0.8 1.0 н Риг. 6