Устройство для бесконтактного нагрева шарообразных заготовок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (н)5 С 03 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ ССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, (С>

Сд !

> (21) 4793261/33 (22) 15.02.90 (46) 15,06.92. Бюл,¹22 (71) Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова (72) Э.А.Антонов, В.В,Спиридонов и А,П.Казаков (53) 666.1.036.6 (088.8) (56) Оран, Берис. Бестигельная переплавка материалов с подвешиванием в струе газа.—

Приборы для научных исследований, 1982.

М 6, с. 133. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

НАГРЕВА ШАРООБРАЗНЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к устройствам для бесконтактного нагрева заготовок из стекла. Цель изобретения — интенсификация на.-рева преимущественно заготовок большого дилметра. Устройство для бесконтактного нагрева шарообразных заготовок содержит эллипсоид 1 с внутренними отраИзобретение относится к стекольной промышленности и может быть применено в установках термопластического формования стеклянных оптических деталей, Известно устройство для бесконтактного нагрева шарообразных заготовок, содержащее эллипсоид с внутренними отражающими стенками, в первом фокусе которого размещен источник оптического излучения, во втором — узел газодинамического подвеса в виде прозрачного тела, внутри которого расположена вертикальная рабочая полость для размещения в ней заготовки, соединенная через сопло с системой подачи газа. Устройство и::зволяет

Я2 1740334 А1 жающими стенками, в первом фокусе которого помещен источник оптического излучения 2, а во втором — узел газодинамического подвеса. Он выполнен в виде прозрачного тела, внутри которого имеется симметричная вертикальной оси рабочая полость 6 для размещения в ней заготовки, соединенная через сопла 3 с системой подачи газа. Прозрачное тело представляет собой линзовую трубку 4 с выполненными в ней отверстиями, расположенными послойно так, что чисflQ cRoBB отверстий не меньше двух и отверстия в каждом слое расположены симметрично вертикальной оси полости, причем размеры рабочей полости должны удовлетворять соотношениям h 1.5 D, 1/R > 1/r, где h — высота рабочей полости, D— диаметр рабочей полости, r — радиус кривизны поверхности рабочей полости, R — радиус кривизны внешней поверхности линзовой трубки. 6 ил. нагревать заготовки диаметром 2 — 4 мм до

- 1000 С.

Недостатком этого устройства является нестабильное поло>кение заготовки из-за вихрей, срывающихся с шара. Изменение вязкости газа по мере нагрева заготовки также смещает ее из фокуса.

Цель изобретения — интенсификация нагрева преимущественно заготовок большего диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бе контактного нагрева шарообразных заготовок, содержащем эллипсоид с внутренними отражающими поверхностями, в первом фокусе которого

1740334

h <1,5D; — > —, 1 1

Г

55.зовой трубки, размещен источник оптического излучения, во втором — узел газодинамического подвеса в виде прозрачного тела, внутри которого расположена вертикальная рабочая полость для размещения в ней заготовки, соединенная через сопла с системой подачи газа, прозрачное тело выполнено в виде линзовой трубки по крайней мере с двумя радиальными отверстиями, расположенными в каждом ряду симметрично относительно вертикальной оси рабочей полости, а размеры выполнены из соотношений

h 1,5D; — > —, 1 1 г где h — высота рабочей полости;

D — диаметр рабочей полости;

r — радиус кривизны рабочей полости;

R — радиус кривизны поверхности линзовой трубки.

На фиг.1 изображено устройство; на фиг.2 — 6 — варианты конструкции линзовой трубки.

Устройство для бесконтактного нагрева шарообразных заготовок содержит эллипсоид 1 с внутренними отражающими поверхностями, источник 2 оптического излучения, размещенный в первом фокусе

М эллипсоида, сопло 3 и узел 4 газодинамического подвеса прозрачного тела 4, выполненного в виде линзовой трубки с наружной поверхностью 5. Линзовая трубка имеет рабочую полость 6 с рядами 7 отверстий и с крышкой 8.

Устройство работает следующим образом.

Пучок лучей от источника 2 оптического излучения входит в прозрачное тело 4 фокусируется в окрестности фокуса М, При переходе через прозрачное тело его сечение уменьшается, если

1 1 — >—

R r

Кривизна поверхности рассчитывается по двум пространственным координатам, ортогональным направлению распространения луча, Кривизну для каждой поверхности берут среднюю.

Если наружная поверхность 5 прозрачного тела выполнена в виде сферы радиусом

r = 1 мм, а рабочая полость 6 — в виде цилиндра радиусом R = 0,51 см, средняя кривизна равна 0,98 см, то плотность энергии возрастает в 1,5 раза по вертикальной координате. Прозрачное тело в виде линзовой трубки может быть составлено из нескольких плоско-выпуклых или двояковыпуклых линз, состыкованных боковыми сторонами и образующими поверхность, 5

50 близкую к шару, что многократно увеличивает поток излучения на заготовку.

Выполнение линзовой трубки по крайней мере с двумя рядами отверстий, расположенными в каждом ряду симметрично относительно вертикальной оси полости, позволяет исключить колебания заготовки, возбуждаемые вихрями, так как часть газа вытекает через них. Газ также вытекает в зазор между крышкой 8 и полостью 6. Колебания заготовки уменьшаются до 0,5 ее диаметра.

Пример. Рабочая полость прозрачного тела имеет диаметр 20 мм, а высоту 14мм, диаметр стеклянного шарика 10 мм, Линзовая трубка выполнена в виде горизонтальной стопы из 5 прозрачных пластин, разделенных воздушными зазорами, толщиной 1 мм. Внешняя поверхность трубки выполнена в виде сферы, В нижней части рабочей полости расположено сопло. Амплитуда;:олебаний шарика в рабочей полости не превышает 0,1 радиуса шарика, т.е. 1 мм.

Шарики вращаются со скоростью около 1 об/с, что способствует их равномерному прогреву при асимметричном распределении интенсивности излучения в рабочей полости.

Изобретение позволяет интенсифицировать нагрев заготовки, массой в 25 — 60 раз больше, чем в известных устройствах.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного нагрева шарообразных заготовок, содержащее эллипсоид с внутренними отражающими поверхностями, в первом фокусе которого размещен источник оптического излучения, во втором — узел газодинамического подвеса в виде прозрачного тела, внутри которого расположена вертикальная рабочая полость для размещения в ней заготовки, соединенная через сопло с системой подачи газа, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации нагрева преимущественно заготовок большого диаметра, прозрачное тело выполнено в виде линзовой трубки по крайней мере с двумя рядами отверстий, расположенных в каждом ряду симметрично относительно вертикальной оси рабочей полости, и размеры выбраны из соотношений: где h — высота рабочей полости;

D — диаметр рабочей полости;

r — радиус кривизны рабочей полости;

R — радиус кривизны поверхности лин1740334

Составитель B.Þäèíà

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец

Заказ 2046 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101