Устройство для выработки штабика

 

Изобретение относится к производству оптического стекла, более конкретно к устройствам для получения стеклоизделий типа штабика с полированной поверхностью. Сущность изобретения: устройство выполнено в виде комбинаций двух цилиндров, верхнего 1 и нижнего 2 с разными внутренними диаметрами и высотой. В нижней части цилиндра 2 расположена фильера 3. Под нижним цилиндром 2 расположено вытяжное устройство 4. Верхний и нижний цилиндры окружены нагревателями 5, обеспечевающими необходимый нагрев стекломассы. Размеры устройства выбираются из соотношений, приведенных в тексте описания. 1 ил. 1

Изобретение относится к производству оптического стекла, в частности к устройствам для получения стеклоизделий типа штабика с полированной поверхностью.

Известен способ изготовления оптических деталей, в соответствии с которым стекломассу разогревают в сосуде до необходимой вязкости и ведут выработку в дрот через фильеру в нижней части сосуда с помощью вытяжного устройства [1] Конец дрота оплавляют горелками и подвергают прессованию встречным движением пуансона и матрицы. Недостатком способа является необходимость использования дополнительных устройств для оплавления дрота с целью полировки его поверхности. Кроме того, производительность процесса недостаточна, так как сосуд предназначен для переработки одной порции стекломассы, после чего цикл приходится повторять.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для выработки стекломассы в штабик [2] Устройство включает прогреваемый тигель для загрузки стекломассы, фильеру, обеспечивающую полированную поверхность дрота без огневой обработки, и средство вытяжки дрота. С помощью этого устройства дрот (штабик) с полированной поверхностью получают непосредственно после фильеры без дополнительных приспособлений. Недостатком прототипа является низкая производительность. После нагрева, расплавления и перетяжки порции стекломассы необходимо охладить тигель и производить процесс заново. При этом часть стекла идет в отходы.

Задачей изобретения является создание установки с непрерывным производственным циклом, что обеспечивает повышение производительности и увеличение выхода годного стекла.

Устройство должно быть приспособлено для переработки сырьевого стекла в виде неполированных брусков, штабиков, дротов или жидкой стекломассы, поступающей из зоны кондиционирования стекловаренной установки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Устройство для выработки штабика включает сосуд с фильерой в нижней части, устройство нагрева, устройство захвата и вытяжки штабика (дрота), причем в отличие от прототипа сосуд выполнен в виде комбинации двух цилиндров, верхнего с внутренним диаметром d₁ и высотой h₁ и нижнего, с внутренним диаметром d₂ и высотой h₂, причем размеры устройства выбираются из соотношений d₂=(2-3)d₁ h₁=(15-30)d₁ h₂=(1,5-3,0)d₂ Конструктивные параметры предлагаемого устройства обеспечивают решение задачи. Соотношение размеров цилиндров при соблюдении необходимого режима нагрева и скорости выработки обеспечивают оптимальные условия для работы фильеры и позволяют производить непрерывный процесс выработки штабика (дрота) заданного размера с полированной поверхностью. Загрузка устройства может производиться или сырьевым стеклом в виде брусков и штабиков, дротов, с поперечными размерами, близкими к d₁, или непосредственно жидкой стекломассой, поступающей из зоны кондиционирования стекловаренной установки. Изготовлен и опробован опытный образец устройства. Смонтирована и работает установка для производства полированных штабиков непрерывным способом.

На чертеже схематично изображено устройство, разрез.

Устройство состоит из комбинации двух отдельных цилиндров, верхнего 1 с внутренним диаметром d₁ и высотой h₁ и нижнего 2 с внутренним диаметром d₂ и высотой h₂, причем верхний заглублен в нижний по крайней мере на 100 мм. В нижней 2 части цилиндра расположена фильера 3. Под нижним цилиндром 2 расположено вытяжное устройство 4. Верхний и нижний цилиндры окружены нагревателями 5, обеспечивающими необходимый нагрев стекломассы, и выполнены в виде нескольких отдельных зон нагрева, не менее четырех. Позицией 6 обозначены вырабатываемый полированный штабик. Корпусы цилиндров могут быть выполнены из жаропрочного стеклоустойчивого материала однородного или разнородного, например кварц-кварц, платина-кварц, платина-платина и др. Соотношения размеров цилиндров выбираются из соотношений d₂=(2-3)d₁ h₁=(15-30)d₁ h₂=(1,5-3,0)d₂ Границы интервалов выбраны из следующих соображений. Диаметр верхнего цилиндра d₁ и высоты h₁ выбираются по закону физики градиентного нагрева штабика (дрота) по мере его продвижения или студки стекломассы до температур, обеспечивающих вязкость 10⁷-10⁸ ПаС. Диаметр нижнего цилиндра зависит от диаметра верхнего в указанном соотношении, которое обеспечивает формирование штабика требуемой конфигурации при условии согласования скоростей поступления стекломассы в этот цилиндр и выработки.

Устройство работает следующим образом.

В а р и а н т 1. Переработка сырьевого стекла в виде неполированных брусков, штабиков, дротов.

Составленные в один стержень сырьевые заготовки с плоскопараллельными стыкующимися поверхностями первоначально устанавливают в цилиндрах 1 и 2 на фильеру. Последний дрот должен выступать из верхнего цилиндра 1. Производят нагрев цилиндров с помощью нагревателей таким образом, чтобы в первом цилиндре заготовки прогрелись до температуры размягчения на выходе во второй цилиндр, но не плавились, а во втором цилиндре поддерживается такая температура, при которой достигается вязкость расплавляющей стекломассы 10⁷-10⁸ ПаС. После заполнения 2/3 объема второго цилиндра стекломассой организуют выработку штабиков с полированной поверхностью путем оттягивания "луковицы" и захвата ее вытяжным механизмом. Согласуют скорость вытяжки полированного штабика со скоростью подплавления сырьевых заготовок при непрерывной подаче штабиков или дротов.

В а р и а н т 2. Использование жидкой стекломассы.

Из стекловаренной ванной печи через систему кондиционирования жидкая стекломасса непрерывно поступает в первый цилиндр, в котором она по мере продвижения и с помощью нагревателей приобретает температуру, соответствующую вязкостям 10⁷-10⁸ ПаС, с которой поступает во второй цилиндр, из которого выработка осуществляется аналогично варианту 1.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ШТАБИКА, включающее сосуд с фильерой в нижней части, нагреватель сосуда и приспособления для захвата и вытяжки штабика, отличающееся тем, что сосуд выполнен в виде двух цилиндров разного диаметра, размеры которых определены соотношениями
d₂ = (2 - 3) d₁;
h₁ = (15 - 30) d₁;
h₂ = (1,5 - 3,0) d₂,
где d₁, h₁, d₂, h₂ - диаметр и высота соответственно верхнего и нижнего цилиндров.

РИСУНКИ

Рисунок 1