БАРБОТЕР ДЛЯ БУРЛЕНИЯ СТЕКЛОМАССЫ

Полезная модель относится к области стекловарения и применяется при варке оптических лазерных фосфатных стекол на стадии осветления стекломассы.
Известно устройство для гомогенизации стекломассы по авт. свид. SU 715509, опубл. 15.02.1980 г., МПК С03В 5/18, содержащее сосуд с мешалкой в виде полого вала с лопастями и соплами в нижней части, систему обогрева и источник сжатого газа. Устройство снабжено пневматическим пульсатором, соединенным трубопроводом с полым валом и источником сжатого газа. Ввиду ограниченного числа сопел для выхода сжатого газа барботаж будет малоэффективен и барботер не выполнит поставленную задачу.
Из уровня техники известна конструкция барботера с одновременным перемешиванием расплава стекломассы по патенту Японии № JP S6121922, опубл. 30.01.1986 г., МПК С03В 5/18, С03В 5/187, С03В 5/193. Барботер представляет собой трубку с винтовой лопастью и полым цилиндрическим диском на ее конце. По периметру и на задней поверхности полого диска расположены отверстия для пропускания газа. Изготовление барботера заявленной конструкции возможно из термически стойкого металла, например платины или сплавов на ее основе. Бурение стекломассы будет достаточно интенсивным, однако необходимость вращения барботера с одновременной подачей в него сжатого газа усложнит конструкцию барботера.
Ближайшим техническим решением к предлагаемой полезной модели является устройство барботирования для обезвоживания стекломассы по патенту RU 2596836 С1, опубл. 10.09.2016 г., МПК С03В 5/193, используемое при варке лазерных стекол, активированных ионами редкоземельных элементов и демонстрирующих люминесценцию в ИК области спектра. Данный барботер содержит трубку, переходящую в полый корпус, выполненный в виде усеченного конуса. Меньшее основание конуса обращено к трубке, а большее основание выполнено в виде кольцевой площадки, переходящей в сужающуюся часть основания с дном, при этом по всему периметру кольцевой площадки выполнены отверстия. Количество и размер отверстий на кольцевой площадке выполнены в соответствии с конкретным использованием по составу и объему стекломассы. Барботер изготавливают из кремнеземнистой керамики на основе стеклообразного диоксида кремния. Барботер имеет ограниченное число отверстий для выхода сжатого газа, сосредоточенного в ограниченном кольцевом пространстве, поэтому он недостаточно эффективен. Кроме того, он выполнен из нестойкого, практически одноразового применения керамического материала, который, в свою очередь, при сильном разъедании может давать включения керамики в стекломассу. Также расположение отверстий на кольцевой площадке, во время бурления создает реактивные струи в стекломассе, что приводит к возникновению сил, смещающих барботер к одной стороне тигля, следовательно, нарушается равномерность бурления стекломассы в объеме тигля. По этим причинам барботер не выполнит поставленную задачу.
Задачей полезной модели является повышение эффективности барботирования: ускорение гомогенизации и обезвоживания стекломассы, возможность многократного использования барботера.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в барботере для бурления стекломассы, содержащем трубку для подачи сжатого газа, переходящую в полый корпус с отверстиями для выхода сжатого газа, в отличие от известного, полый корпус выполнен в виде цилиндрического диска с отверстиями на верхней и нижней поверхностях, от трубы отходят наклонно вниз несколько ответвлений с полыми дисками на их концах и с отверстиями на верхней и нижней поверхностях дисков, при этом диски расположены соосно трубке.
Вследствие многократного увеличения числа отверстий для выхода сжатого газа (например, кислорода) и расположения полых дисков с этими отверстиями на нескольких, например, трех уровнях и по всему кольцевому пространству вокруг подводящей газ трубки значительно увеличивается интенсивность бурления стекломассы и ускоряется ее гомогенизация, осветление и обезвоживание.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
Фиг.1 - общий вид;
Фиг.2 - вид сверху.
Барботер для бурления стекломассы (Фиг. 1, 2) содержит трубку 1 для подачи сжатого газа, переходящую в полый корпус в виде цилиндрического диска 2 с отверстиями 3 на верхней и нижней поверхностях для выхода сжатого газа. От трубки отходят наклонно вниз несколько ответвлений 4 с полыми дисками 5 на их концах и с отверстиями 3 на верхней и нижней поверхностях дисков 5, при этом диски 5 расположены соосно трубке 1. Полые диски 5 расположены на разных уровнях. Количество и площадь отверстий 3 на верхней поверхности больше количества и площади отверстий 3 на нижней поверхности дисков (не менее 450 отверстий диаметром 0,5 мм на верхних и не более 10 отверстий диаметром 0,5 мм на нижних поверхностях дисков). При этом диски 5 на ответвлениях 4 расположены в кольцевом пространстве вокруг центрального диска 2 и не перекрывают друг друга. На каждом уровне выполнено по три диска 5 под углом 120° друг к другу и со смещением уровней на 60°. Для повышения механической прочности барботера, он выполнен из дисперсно-упрочненной платины внутри и из платины с чистотой 99,9% - снаружи.
Функционирует устройство аналогично прототипному. А именно: барботер подвешивают над тиглем со стекломассой. К барботеру подсоединяют шланг для подачи сжатого газа. Барботер постепенно опускают в стекломассу до рабочего положения при помощи регулирующего органа, сжатый газ (в частности, кислород) с определенным расходом подают в барботер, при этом через отверстия на поверхностях полых дисков начинает выходить сжатый газ, образуя пузырьки газа в стекломассе.
Процесс барботирования стекломассы продолжается в течение нескольких часов. При этом одновременно происходит процесс перемешивания (гомогенизации) и обезвоживания стекломассы. По окончании процесса барботирования барботер извлекают из стекломассы подъемом вверх.
Барботер предложенной конструкции эффективнее по сравнению с барботажем через обычную трубку и промышленно применим. Время гомогенизации и осветления стекломассы уменьшится с 13-15 часов до 8-10 часов.