Тигель для получения изделий из кварцевого стекла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»9?5593

Союз Советских

Социалистических

Республик

-. к ь ,.//к (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 210181 (21) 3239295/29-33 с присоединением заявки 89— (23) Приоритет—

Опубликовано 2311я2. Бюллетень йо43

Дата опубликования описания 23.11 82

Р М К з

С 03 В 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (Й À 666. 1. 0 31 (088. 8) 1 - .ЯФь, \ у 1

T.K.Òðóíoâà, И.И.Большакова, B.M.Êà4íðîâ н ).Ю.йорана

1, ", ь

t (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТИГЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КВАРЦЕВОГО

СТЕКЛА

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

Известен тигель получения иэделий из кварцевого стекла непрерывным методом,. содержащий дюэу и конусную .обечайку с сужением к ней. Для повышения, качества изделий диаметр нижнего основания конуса составляет 1,3-1,6 наружного диаметра отверстия дюзы f1).

Однако выполнение плавильного тигля целиком коническим, начиная с зоны наплавления, нецелесообразно с конструктивной и энергетической точек зрения, так как переход к выпуску нового изделия повлечет ва собой изменение диаметра дюэы 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 иэделий из кварцевого стекла, включающий обечайку с верхней цилиндрической и нижней в виде усеченного конуса частями и дюэу (21.

Однако в тигле не указана зависи- мость размеров конусной части от диаметра тигля.

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

Если застойная зона ликвидирована не полностью, то остается брак по пузырности, конусность большая, чем размеры застойной зоны, резко уве1 личивает скорость течения расплава, что влечет за сббой непровар. Таким образом, качество продукции находится в непосредственной зависимости от правильно выбранного размера коничес2О кой части тигля.

Целью изобретения является улучшение качества продукции по пузырности.

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

0,1-0,7 внутреннего диаметра цилинд975593 ра, а высота конуса — 0,5-0,28 высоты тигля.

На фиг. 1 схематично изображен тигель, общий вид; на фиг. 2 — график изменения скорости жидкости по центру для.различной высоты усе- 5 ченного конуса при диаметре малого основания Рк = Do = 0,2Р ; на фиг.3— б - графики изменения скорости жидкости по центральной оси в зависимости от высоты усеченного конуса Н„ и его малого основания D при изменении 0 /0 0,1, 0„2,,0,3, 0,4 соответственно; на фиг. 7 и 8 — графики, отобрах<ающие связь 0„ и Н „ с диаметром выработочного отверстия 15

Оо, высотой и диаметром тигля Н и Р., Тигель состоит иэ обечайки 1 и дюзы 2 диаметром Do. Обечайка характеризуется следующими размерами: верхняя цилиндрическая часть - диа- 20 метром D нижняя коническая — диаметром дюэы 0 к H высотой конической части Нк. Тигель заполнен расплаВоМ 3 BLlCOTOA Н 7 °

Сырьевые материалы подают на расплав сверху. В верхней части тигля происходит расплавление сырья. Расплав через отверстие в дюзе поступает на выработку.

Оптимальные соотношения геометрических параметров тигля подбирают на гидродинамических моделях с помощью электроинтегратора ЭГДА.

Оценку влияния конусности тигля ведут по скоростям жидкости в центре тигля

Кривые, изображенные на фиг. 2, соответствуют изменению скорости, 1 — при значении Н вЂ” — H r, 2 - при значении Н„= 0,5 Н, 3 - при значении

Н<= 0,25 Нт, 4 - для цилиндрического 40 тйгля.

Из графика видно, что изменение конусности сказывается- на скорости потока только при высоте h/Í 4 0,5 (h — координата точки, где рассчиты-45 валась скорость на гидродинамической сетке модели), т. е. имеет смысл устанавливать усеченный конус только в нижней части кварцеплавильной уста,новки (H „«0,5 Н }. 50

Кривые, изображенные на фиг. 3 — 6 соответствуют изменению скоростей, 1 — для цилиндрического тигля, 2 для 0 = (От- 0 ) 0,75+Ц,и Н„= 0,13Н

3 — для Ок= (Dr Оо) . 0,75 + 0о и

Нк=- .0,25 Hr, 4 — для 0 <= (От 0о )

0,25 + Dî и Нк= 0,37 Н, 5 — для

Ок Dî

На фиг. 3 видно, что кривые 1 — 4 слились, это значит, что застойная ® эона не уничтожена. При размерах конической части, соответствующих кривой 5, скорость незначительно увеличивается, поэтому размеры этого усеченного конуса и можно принять за оптимальные для данного соотношения

0 /О

Айалогично анализируются графики фиг. 4 - 6.

Анализ этих. графиков позволяет выбрать оптимальные размеры конусной части, ликвидирующей застойную зону.

На фиг. 5 приведены зависимости координат Рк и Нкоптимальных размеров конусной части тигля от заданных его параметров(Ро, Р,, Н .) . —— Н =(0,25-0,5) и

Н

Нт

Dк (0,1-0,7)

Улучшение качества продукции за счет уменьшения брака по пуэырности составит 6-7% °

Формула изобретения

Тигель для получения изделий из кварцевого стекла, включающий обечайку с верхней цилиндрической и нижней в виде усеченного конуса частями 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

9 566778, кл. С 03 В 5/08, 1973.

2. Патент ГДР 9 41835, кл. 32 а 5/02, 1965.

Оценку влияния конусйости 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 Нк/и )0,5 и Р„(Р.(0,1 скорости по центру резко возросли, т.е. конусностью захвачена часть активной зоны, что влечет за собой непровар. При H„/н (0,25 и Р /Э )0,7 скорости по центру тигля не изменились, оставаясь равными скоростям приH„/H =

= 0,25 и DÄiD = 0,7, т.е. застойная зона ликвидирована не полностью, остается брак по пузырности.

Отсюда следует, что застойная зона полностью ликвидируется только при предлагаемых соотношениях

975593

О2

О,1

О1

О 2

Ор1

Составитель Н.Ильиных

Редактор Н.Гунько Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Демчик

Заказ 8916/33 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Ю,у

Ну

Op 5

02 ОУ

Фиг. 7

Яр

О+ ОЮд

7 др а+ оюд