Устройство для термического упрочнения листового стекла

ИСАНИ РЕТЕН ПАТЕНТУ 05,РМИЧЕСКОГОТЕКЛА тройм трубам 17. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(717 Пилкингтон Бразерз Лимите(72) Дональд Куртис Райт, БрайИарч, Родней Лео Дависон Янг (и Виллем Вихерс (1 П.)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕУПРОЧНЕНИЯ ЛИСТОВОГО С(57) Изобретение относится к уствам для термического упрочне листового стекла в псевдоожиженномгазом слое тонкодисперсного материала. Цель изобретения - повышение качества стекла, исключение улетучивания дисперсного материала и загрязнения атмосферы. Устройство содержитконтейнер 1 с псевдоожиженным газомслоем 2. В контейнере смонтированыпатрубки 7, 8 для отвода газа. Патрубки расположены друг против другаи находятся под уровнем поверхности6 псевдоожиженного слоя. Патрубкимогут быть расположены горизонтально или вертикально. Каждый патрубокможет быть разделен на отсеки, подключенные к индивидуальным отводя1389675 оставитель Т,Буклейехред М.Ходанич Корректор едактор Л.Веселовска Гирня Т Госуда оскв кая аб.д. твенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектн Произв каз 1588/58 ВН-35, Рауш коми от Подписнтета СССРрытийИзобретение относится к стекольной промышленности, в частности к устройствам обработки листового стекла.1 ель изобретения - повышение ка 5 честна стекла, исключение улетучивания дисперсного материала и загрязнения атмосАеры.На фиг.1 представлен контейнер, содержащий псевдоожиженный слой мелкоизмельченного материала с двумя патрубками для отвода газа, размещенными в верхней части, общий вид; на Аиг. 2 - то же (вариант исполнения), вид в плане; на Аиг. 3 то же, вид спереди; на Ьиг. 4 - разрез А-А на Аиг.1; на Аиг. 5 - газо- отборная система для работы устройства, показанного на фиг, 1; на Ьиг.6 - граЬик, иллюстрирующий работу устройства, показанного на Аиг,1, с использованием газоотборной системы, показанной на Аиг.5; на Аиг.7 - сторона контейнера (два пат рубка для отвода газа размещены вертикально рядом с вертикальным отверстием); на Ьиг, 8 - то же (с частичным разрезом), вид сбоку; на Аиг. 9- то же (вариантисполнения), разрез ; 30 на Аиг. 10 - устройство (вариант исполнения), вид в аксонометрии; на Ьиг.11 - разрез Б-Б на фиг.10; на Аиг. 12 - устройство (вариант исполнения), вид в аксонометрии; на Аиг. 13 - разрез В-В на Аиг. 12. Контейнер 1 содержит псевдоожиженный газом слой 2 мелкоизмельченного материала, который может поддержи ваться в невозмущенном равномерно распределенном состоянии. Мелкоизмельченный материал может, например, представлять собой -окись алюминия со средним размером частиц 45 64 мкм и плотностью частиц 2,2 г/см3 Псевдоожижение материала производится восходящим потоком ожижающего газа, обычно воздуха, например, при расходе подачи 0,54 см/с равномерно по основанию слоя от верхней поверхности пористой мембраны 3, расположенной над нагнетательной камерой 4 в нижней части контейнера.Блок-контейнер расположен на подъемном столе для приема нагретого изогнутого листового стекла, которое опускают вертикально из гибочного устройства (не показано) для термического упрочнения закалкой в псевдоожиженном слое.Псевдоожиженный мелкоизмельченный материал распространяется вверх по всей глубине контейнера 1. Ниже верхнего края 5 контейнера расположен уровень поверхности 6 псевдоожиженного слоя. При термическом упрочнении листового материала из известково-натриевого стекла листовое стекло может иметь температуру 610 - 680 С, температура псевдоожиженного материала обычно равна 30 - 150 С, предпочтительно 60 - 80 С. Патрубки 7 и 8 для отвода газа расположены один против другого и находятся под уровнем поверхности 6 псевдоожиженного слоя. Патрубки 7 и 8 удалены один от другого для того, чтобы определить проход 9 для вхождения листового стекла, имеющий ширину 125 мм и, таким образом, расположены рядом с лркализованным участком слоя.Каждый из патрубков 7 и 8 имеет основную контрольную часть 10, содержащую Г-образный канальный элемент 11. К каждому канальному элементу 11 прикреплена сетка 12 из микропористой ткани, сплетенной из металлической проволоки, для того, чтобы получить обращенную внутрь стенку 13 и наклонную стенку 14 патрубка 7 или 8Подходящим материалом для сетки из микропористой металлической ткани является материал, содержащий многослойную конструкцию из листов сетки, сплетенной из нержавеющей стальной проволоки, гле листы спечены вместе, и имеющий проницаемость для воздуха 97,3 л/с/м при перепаде2давления 1 кПа.Каждый патрубок 7 и 8 имеет отогнутые части 15, которые по конструкции подобны центральной части 10 и прикреплены к концам центральной части 10 с помощью шарниров 16. Путем надлежащей установки угла шарнирных частей 15 относительно цент- ральных частей 10 патрубков 7 и 8 последние можно расположить так, чтобы они примерно совпадали с криволинейной формой изогнутого листового стекла, которое подлежит обработке.Согласно одному из вариантов выполнения устройства патрубки 7 и 8 имеют глубину 50 мм, ширину 25 мм10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и общую длину, равную длине листового стекла, например 2 м для автомобильного ветрового стекла. В этом случае патрубки 7 и 8 размещены на глубине 50 мм ниже уровня поверхности 6 псевдоожиженного слоя.Труба 17 с ответвлениями соединяет центральную часть 10 и две отогнутые части 15 каждого канала со сборной линией 18, идущей к вакуумному насосу 19.Когда с помощью вакуумного насоса 19 на патрубках 7 и 8 создается отсасывание, ожижающий газ отбирается из участка между патрубками 7 и 8 и вьппе их через стенки каналов, образованных микропористой и проволочной сеткой 12, и создается статистический уплотненный участок мелкоизмельченного материала, через который нагретое стекло входит в псевдоожиженный слой.Отсасывание регулируется так, чтобы листовое стекло в нагретом состоянии могло проникать в статический уплотненный мелкоизмельченный материал без какой-либо деформации этого листового стекла. В описанном варианте осуществления изобретения была установлена степень отсасывания, которая образуется при скорости отбора газа 1,25 л/с/м длины патрубков 7 и 8, вследствие чего образуется статический уплотненный слой глубиной примерно 120 мм, в который может легко проникнуть нижний край листового стекла.Вакуумный насос 19 соединен с патрубками 7 и 8 для отвода газа через сборную линию 18, которая содержит основной соленоидный клапан 20, регулируемый контрольный клапан 21, расходомер 22 и фильтрующее устройство 23. Пневматический контрольный клапан 24 соединен параллельно с контрольным клапаном 21 посредством байпаса 25. Часть сборной линии 18 между вакуумным насосом 19 и основным соленоидным клапаном 20 имеет отвод 26, выходящий в атмосферу через второй соленоидный клапан 27.При опускании листового стекла срабатывает концевой (ограничивающий) выключатель (не показан), который открывает основной соленоидный клапан 20 и закрывает второй соленоидный клапан 27. Срабатывание концевого выключателя приводит также вдействие таймер 28, который регулирует задержку срабатывания контрольного клапана 24,При открытом основном соленоидномклапане 20 и закрытом контрольномклапане 24 газ сначала отбираетсяиз верхнего участка псевдоожиженного слоя через патрубки 7 и 8 спостоянной скоростью (примерно1 л/с/м длины патрубков 7 и 8), чтоустанавливается той степенью, прикоторой контрольный клапан 21 открыт. Это состояние длится 20 с(фиг.6), участок А-В кривой. В концеэтого периода времени мелкоизмельченный материал в верхней части псевдоожиженного слоя достигает частичного уплотнения, после чего таймер28 начинает вызывать постепенноеоткрытие контрольного клапана 24.При постепенном открытии контрольного клапана 24 происходит соответствующее постепенное увеличениескорости отбора ожижающего газа изверхнего участка псевдоожиженногослоя, что продолжается до тех пор,пока через 37 с не будет достигнута максимальная скорость отбора газа (около 1,5 л/с/метр длины патрубков 7 и 8). В это время приводна контрольный клапан 24 реверсируется на его закрытие, соленоидныйклапан 20 закрывается, а соленоидный клапан 27 открывается. Нижнийкрай листового стекла входит вверхнюю часть псевдоожиженного слояво время, обозначенное С на кривой(фиг.6), т.е. через 7 с после того,как началось открытие контрольногоклапана 24. В это время верхнийучасток псевдоожиженного слоя становится более компактным, но степеньуплотнения еще такова, что нижний,край листового стекла может легкопроникать через верхнюю поверхностьслоя. Листовое стекло полностьюпроходит через верхнюю поверхность псевдоожиженного слоя в течение времени (2-4 с) после того, как нижний край листа впервые вошел в верхнюю часть слоя, в зависимости от глубины и скорости опускания листового стекла.В период времени между С и П на кривой материал в верхнем участке псевдоожиженного слоя достигает степени уплотнения более высокой, чемстепень уплотнения, которая позволяет нижнему краю листового стекла легко проникать через верхнюю часть слоя, но более благоприятна для оптического качества стекла благодаря сведению до минимума деформации нагретых поверхностей листового стекла.Первоначальная заданная степень открытия запорного клапана 21 управляет первоначальной скоростью отбора газа из верхнего участка псевдоожиженного слоя (участок А-В кривой, фиг, 6). Скорость; и степень открытия контрольного клапана 24 управляют скоростью увеличения отбора газа и регулирующей максимальной скоростью отбора газа, и устанавливаются условия, соответствующие требуе мым для любого конкретного изготовляемого стекла, например, в зависимости от толщины и температуры стекла.Для обеспечения высокой произво дительности целесообразно, чтобы контейнер 1 мог подниматься и опускаться как можно быстрее. Во избежание потерь от разбрызгивания мелкоизмельченного материала через верхний край 5 контейнера во время его подъема и опускания газ может отбираться через патрубки 7 и 8.На фиг. 7 и 8 показан контейнер 1, в котором псевдоожиженный газом35 слой мелкоизмельченного материала может поддерживаться в невозмущен. нбм равномерно распределенном состоянии псевдоожижения тем же образом, как и В устройств, приведен ном на фиг. 1-4.В устройстве, показанном на фиг.7 и 8, одна из боковых стенок29,30 бака 1 имеет вертикальное щелевое отверстие 31, предназначен ное для бокового введения изделийв псевдоожиженный слой. Два патрубка 7 и 8 расположены в контейнере 1 вертикально, рядом с вертикальным щелевым отверстием 31 и боковой .стенкой 30, по одному на каждой стороне нижнего конца отверстия 31. Каждый из патрубков 7 и 8 содержит У-образный канальный элемент 11, Каждый из канальных элементов 11 с открытой стороны закрыт слоем сетки5512 из микропористой ткани, сплетенной из металлической проволоки, для чего может быть использован материал,подобный использованному в устрой -стве, показанному на фигурах 1-4.Каждый из патрубков 7 и 8 соединен с трубой 17. При отсасываниив патрубках 7 и 8 через трубы 17ожижающий газ, обычно воздух, отбирается из участка слоя между каналами, расположенными рядом с нижнимконцом отверстия 3 1, и мелкоизмельченный материал в этом участке уплотняется, переходя в статическое, безпсевдоожижения, состояние. Мелкоизмельченный материал, находящийсярядом с верхней частью щели 31 надпатрубками 7 и 8, также уплотняетсявследствие того, что подача ожижающего газа прекращается в результатеуплотнения мелкоизмельченного материала в нижнем участке псевдоожиженного слоя между патрубками 7 и 8.Это обеспечивает достаточное уплотнение мелкоизмельченного материаладля того, чтобы перекрыть отверстие3 1 и предупредить унос мелкоизмельченного материала из контейнера 1через отверстие 31. Отсасывание впатрубках 7 и 8 регулируется так,чтобы создать степень уплотнениямелкоизмельченного материала, прикоторой перекрывается отверстие,но чтобы изделие, в частности, вформе листа могло проходить черезотверстие 31 и затем легко черезслой статического уплотненного материала, находящегося рядом с отверстием 31, в основную часть псевдоожиженного слоя для обработки вэтом псевдоожиженном слое,В случае псевдоожиженного слоя из пористой т-окиси алюминия и при использовании устройства, показанного на фиг. 1 - 4, использовались патрубки с поперечным сечением 2,5 см , длиной 16 см,удаленные один от другого на 10 см, при скорости отбора газа О, 76-0, 86 л/с/м длиныканалов 7 и 8. Благодаря этому бып создан участок статического мелкоизмельченногц материала надлежащих размеров и степени уплотнения, достаточной для перекрытия вертикального щелеобразного отверстия 31.Подобное же вертикальное отверстие с совмещенными патрубками для отвода газа может быть предусмотрено на противоположной боковойстенке 29 контейнера 1.При использовании устройства, показанного на фиг. 7 и 8, участок уплотненного мелкоизмельченного материала, который образуется поблизости от отверстия 31, может иметь клинообразную форму с большим поперечным сечением в основании слоя и меньшим поперечным сечением в верхнейчасти слоя. Вследствие этого 10 может иметь место некоторый боковой доступ ожнжающего воздуха в верхнюю часть участка, выше верхней части патрубков 7 и 8.Этот эффект может быть сведен до минимума благодаря использованию модификации устройства, показанной на фиг.9. Патрубки 7 и 8 идут вниз на всю глубину псевдоожиженного слоя и разделены на ряд вертикально 20 расположенных отсеков 32 с помощью поперечных стенок 33. Каждый из отсеков 32 имеет индивидуальную отводящую трубу 34, Всасывание, создаваемое на трубе 34, отдельно регу лируется таким образом, чтобы скорость отбора воздуха из отсеков 32 уменьшалась при прохождении из ниж-них в верхние отсеки 32 в патрубках 7 и 8. 30Разделение вертикальных патрубков 7 и 8 на отсеки позволяет также избежать эффекта, в результате которого ожижающий газ, отбираемый при высоком давлении из основания псевдоожиФ 35 женного слоя через нижние части патрубков 7 и 8, может поступить обратно в верхнюю часть слоя через верхние концы патрубков 7 и 8. Согласно одному из вариантов выполнения устройства (фиг.9) патрубки 7 и 8 имеют поперечное сечение 2,5 см и четыре1отсека 32 длиной 15 см. Если плоско сти патрубков расположены на расстоянии 10 см одна от другой то, как было установлено, чтобы получить плотный участок равномерного поперечного сечения по всей высоте щелеобразного отверстия 31 в псевдоожиженном слое ,-окиси алюминия, требуемая скорость отбора газа должна состаВ- .лять;. 5 - 6 л/мин в нижнем отсеке 32, 3 - 4 л/мин в третьем отсеке 32 и 0 - 2 л/мин в верхнем отсеке 32. Было установлено, что в некоторых случаях верхний отсек 32 может не применяться.Согласно варианту исполнения устройства (фиг. 10 и 11) в центре контейнера установлены две парыпатрубков 7 и 8 для отвода газа,разделенных на отсеки. Вертикальнаяразделительная стенка 35 размещенамежду кажпым из патрубков 7 и 8 исоответствующей продольной стенкой36 контейнера 1.При создании отсасывания на патрубках 7 и 8 через индивидуальныеотводящие трубы 34, соединенные сотсеками 32 в патрубках 7 и 8, ожижающий газ отбирается из участка,расположенного между парами патрубОков 7 и 8, и мелкоизмельченный материал в этом участке уплотняется,образуя стенку 37 уплотненного мелкоизмельченного материала, разделяющуюпсевдоожиженный слой на две отдельные части 38 и 39,Такое устройство дает возможностьпроизводить двухстадийную обработкуизделия, например листового стекла,в двух разделенных частях 38 и 39псевдоожиженного слоя. Часть 38 слояможет иметь достаточно высокую темопературу, например 750 С, для нагревастекла до температуры, нужной дляупрочнения. Нагретое листовое стеклопропускается из части 38 в часть 39слоя через стенку 37 уплотненногомелкоизмельченного материала дляупрочнения листового стекла в части39 слоя, температура которого пригодна для закалки листового стеклав нагретом состоянии (60 - 80 С). Наличие стенки 37 уплотненного мелкоизмельченного материала, разделяющей на две части 38 и 39 псевдоожиженный слой, дает возможность производить различными способами ,псевдоожижение в двух частях 38 и 39 слоя. Часть 39 может работать в барботажном режиме с использованием для этого нагретого ожижающего газа для того, чтобы достичь быстрого нагрева листового стеклаЧасть 38 слоя может также содержать погружные нагревательные элементы. Барботажный способ псевдоожижения повыпает степень теплоотдачи между нагревательными элементами и мелко- измельченным материалом слоя. Мелко- измельченный материал в части 39 слоя может поддерживаться в спокойном равномерно распределенном состоянии псевдоожижения частиц, пригодном для упроцнения листового стекла,13896 15 В устройстве, показанном на фиг. 10 и 11, в боковых стенках контейнера 1 могут быть предусмотрены вертикальные щелеобразные отверстия с сопряженными вертикальными патруб 5 ками для отвода газа, предназначенные для бокового входа листового материала в части 38 и 39 псевдоожиженного слоя и для выхода из них, как это описано применительно к фигурам 7 и 8.Согласно варианту выполнения ,устройства (фиг, 12 и 13) первый 40 и второй 41 ряды параллельных патрубков 42 для отвода газа установлены вертикально в контейнере 1, содержащем псевдоожиженный газом слой мелкоизмельченного материала. Патрубки 42 в каждом из рядов 40 и 41 удалены один от другого для обеспечения возможности вертикального входа листового стекла между рядами патрубков. Каждый из патрубков 42 в первом ряду 40 располагается напротив соответствующего патрубка во втором ряду 41.Как показано на Ьиг. 13, каждый патрубок 42 содержит У- образный канальный элемент 43. Открытая сторона каждого канального элемента 43 закрыта слоем сетки из микропористой сплетенной из металлической проволоки ткани. Каналы 44 снабжены концевыми крышками 45 и разделены на ряд отсеков 46 с помощью попереч 35 ных стенок 47. С отсеками 46 каналов соединены индивидуальные отводящие трубы 48.На каждом из отсеков 46 патрубков 4 О 42 создают отсасывание для отбора ожижающего газа из участков, расположенных между каждой парой находяещихся один против другого патрубков 42 двух рядов 40 и 41, для того, 45 чтобы мелкоизмельченный материал в этих участках псевдоожиненного слоя находился в статическом, без псевдоожижения, состоянии и был уплотненным в вертикальных рядах 49.Патрубки 42 могут иметь попереч 502ное сечение 2,5 см при длине отдельных отсеков 46, равной 15 см. Два ряда рядов 40 и 41 патрубков 42 удалены один от другого на 7,5 см. При использовании псевдоожиженного слоя из у-окиси алюминия надлежащие скорости отбора газа составляют: 5 - 6 л/мин из нижнего 7510отсека 46 канала 42, 4 - 5 л/мин из следующего отсека 46, 3 - 4 л/мин из третьего отсека 46 и до 2 л/мин из верхнего отсека 46.Подлежащее упрочнению нагретое листовое стекло 50 опускают в псевдоожиженный слой между двумя рядами 40 и 41 патрубков 42. Части листового стекла, находящиеся в контакте с вертикальными рядами 49 псевдоожиженного материала между находящимися одна против другой парами патрубков 42, охлаждаются в меньшей степени, поэтому упрочняются в меньшей степени, нежели части листового стекла, которые находятся в контакте с псевдоожиженным мелкоизмельченным материалом, находящимся между рядами 49.Получаемое листовое стекло имеет вертикальные полосы менее упрочненного стекла, чередующиеся с.полосами более упрочненного стекла на участке, подверженном воздействию двух рядов патрубков. Например, путем закалки 3,0-миллиметрового листа известково-натриевого стекла, предназначенного для использования в качестве автомобильного ветрового стекла при температуре 660 С возможно получить в стекле зону видимости, содержащую полосы менее упрочненного стекла (растягивающее напряжение в центре 38 - 39 МПа), перемежающиеся с полосами более упрочненного стекла (растягивающее напряжение в центре 47 - 49 МПа)При разбивании ветрового стекла, например, вследствие удара камнем, более упрочненные части ветрового стекла разбиваются на мелкие незаостренные частицы, тогда как полосы менее упрочненного стекла в ветровом с 1 екле разбиваются на крупные частицы, оставлякицие некоторую остаточную видимость в зоне видимости, что позволяет продолжать управление автомобилем до замены ветрового стекла.формула изобретения1. Устройство для термического упрочнения листового стекла в псевдоожиженном газом слое тонкодисперсного материала, включающее соединенный с газопроводом контейнер с загрузочным отверстием и транспортирующим элементом, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения качества стекла, исключе ния улетучивания дисперсного материала и загрязнения атмосферы, оно выполнено по крайней мере с одним патрубком для отвода газа из слоя5 дисперсного материала. 2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что.патрубки для отвода газа расположены один напротив другого.3. Устройство по п,2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что патрубки для отвода газа расположены горизонтально в верхней части контейнера.4. Устройство по п.2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что.патрубкидля отвода газа расположены вертикально.5. Устройство по пп. 3 и 4,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что 1 О патрубки параллельны друг другу,6. Устройство по пп, 4 и 5,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтокаждый патрубок для отвода газаразделен на отсеки, подключенные киндивидуальным отводящим трубам.