173718. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gömbszemcsék előállítására üvegőrleményből
3 173718 4 A két tényező együttes hatása miatt az ismert eljárásoknál kellő biztonsággal az egyes szemcséknek átadott hőmennyiség nem szabályozható, ezáltal a gömbképzés hatásfoka és minősége kedvezőtlen. Mivel a nagyobb méretű üvegszemcsék megfelelő ideig történő hevítéséhez nagyobb impulzusú láng szükséges, további hátránya az eddigi eljárásoknak, hogy a 400 mikron átmérő feletti üveggyöngy gyártásához már aránytalanul nagy impulzusú, magas hőmérsékletű és hosszú láng szükséges, ami gyakorlatilag irreálisan magas energiaráfordítással, valamint a művelet többszöri megismétlésével is csak bizonytalan eredménnyel valósítható meg. A találmány feladata olyan eljárás és berendezés létrehozása üveggyöngyök előállítására, amely nem csupán az inhomogén hőmérsékletű láng konvektiv hőátadására és a láng impulzusa alapján csak megközelíthetően meghatározható, bizonytalan tartamú benttartózkodási időre támaszkodva képes a gömbképzéshez szükséges feltételeket pontosan betartani. A kitűzött feladatot olyan eljárás létrehozásával oldottuk meg, amelynek során az üvegőrleményt előmelegítjük, szabad esésre késztetjük, a szabadon eső üvegőrlemény pályája meghatározott hosszúságú szakaszán a szabadon eső szemcsék szóródási kúpjával párhuzamosan forró füstgázt vezetünk, a szemcséket a füstgázzal és az említett szakaszt körülvevő, a szóródási kúppal koncentrikus hősugárzó felületekkel a gömbszemcseképződés hőmérsékletére hevítjük, majd a gömbszemcsék további esési pályáján a gömbszemcsék megszilárdulásáig folyamatosan csökkenő hőmérsékletet hozunk létre, végül a megszilárdult és feszültségmentes gömbszemcséket felfogjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezésnek legalább egy előmelegítője, gömbölyítő szakasza és hőkezelő szakasza van, amelyek egymás alatt helyezkednek el, a gömbölyítő szakaszt keramikus anyagú hősugárzó felület veszi körül, mely kúpos kiképzésű és alkotói párhuzamosak a gömbölyítő szakasz belsejében szabadon eső üvegszemcsék szóródási kúpjával. A hősugárzó felületét égéskamra veszi körül, melynek alsó szakaszán égőrendszer helyezkedik el, továbbá a hősugárzó felületen a füstgáznak a gömbölyítő szakaszhoz való vezetésére nyílások és füstgázbevezető járatok vannak kiképezve, és a gömbölyítő szakasz alatt a berendezés belső teréből füstgázelvezető járatok vezetnek ki. A találmány szerinti eljárás és annak megvalósítására alkalmas berendezés kiküszöböli az ismert eljárásoknál adódó bizonytalansági tényezőket, és az elméleti úton meghatározott két kritikus paraméter gyakorlati biztosítását szűk tűréseken belül képes biztosítani, azaz a hevitési hőmérséklet és a hevitési idő megfelelően szabályozható. A találmányt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen az 1. ábra a találmány szerinti berendezés hosszmetszete, és a 2. ábra az 1. ábra X-Y vonala mentén vett metszet. A találmány szerinti berendezés vertikális elrendezésű, és felülről lefelé haladva 1 első előmelegítőt, 2 folyamatos adagolót, 3 második előmelegítőt, 4 gömbölyítő szakaszt, 5 hőkezelő szakaszt és 6 folyamatos ürítőt tartalmaz. A 4 gömbölyítő szakaszt C hősugárzó felületek veszik körül, melyeket hősugárzó testekből, előnyösen keramikus anyagból készített rácsos szerkezetű csonkakúp képez, ahol a kúp mértani alkotói közel párhuzamosak a 4 gömbölyítő szakaszban szabadon eső szemcsék szóródási kúpjával. A C hősugárzó felületeket koncentrikus kúp alakjában teljes magasságban B égéskamra külső fala veszi körül. A B égéskamra alja négyszögletes szakaszban végződik (2. ábra), és ezen szakaszba négy azonos kiképzésű 7 égő torkollik. A 7 égők tengelye a C hősugárzó felületek tengelyére merőleges és a kúpfelülethez képest érintőirányú. A 7 égők együttesen a B égéskamra alján A égőrendszert képeznek, és a 7 égők vázolt elrendezése következtében a rajtuk keresztül kifúvott láng a C hősugárzó felületek körül kezdetben zárt körgyűrűt alkotva felfelé halad és a B égéskamrában tökéletes égés keletkezik. A C hősugárzó felületek alsó részén kiképzett 8 nyílások és felső részén kiképzett 9 füstgázbevezető járatok a B égéskamrában keletkező füstgázokat a 4 gömbölyítő szakaszba terelik. A láng és a füstgázok vázolt irányítása mellett a C hősugárzó felületeket egyenletes hőhatás éri, és a 4 gömbölyítő szakaszba magas hőmérsékletű füstgáz áramlik be. A 4 gömbölyítő szakasz alsó részén a 7 égők síkja alatt D füstgázelvezető járatok helyezkednek el, és ezek a rajzon nem vázolt szívóberendezéshez csatlakoznak. A lefelé irányuló szívóhatás, és a C hősugárzó felületek, valamint a 9 füstgázbevezető járatok és a 8 nyílások elrendezése következtében a 4 gömbölyítő szakasz teljes keresztmetszetében homogén hőmérsékletű és a hulló üvegszemcsék pályájával lényegében párhuzamos és egyirányú füstgázáramlás keletkezik, és ez a gömbképzés egyöntetűségét optimálisan biztosítja. A C hősugárzó felületeken kiképzett nyílások és járatok a füstgáz bevezetésén kívül a füstgáz kellő terelésével azt is képesek biztosítani, hogy a rajtuk keresztül a 4 gömbölyítő szakaszba belépő viszonylag kis sebességű füstgázok a szemcséket a C hősugárzó felületektől távoltartják. A rajzon vázolt berendezéssel a gömbölyítést az alábbiak szerint végezzük el. A gömbölyítéshez megfelelő méretre készített üvegdarát az 1 első előmelegítőbe adagoljuk, ahol hőmérsékletét közvetett fűtéssel megfelelő értékre növeljük. Az 1 első előmelegítőből az üvegdarát a -2 folyamatos adagolón át folyamatosan, meghatározott áramlási volumen mellett a 3 második előmelegítőhöz vezetjük, ahol a hőmérsékletet második lépésben tovább növeljük. A 3 második előmelegítő hőmérsékletét a 4 gömbölyítő szakasz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
