УСТРОЙСТВО ПЕЧИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛОПАКЕТА-ТРИПЛЕКСА

Устройство относится к областям строительных материалов и стекольной промышленности и может быть использовано для производства строительного, машиностроительного и декоративного многослойного стекла.
Известна «Установка для предварительного прессования пакета многослойного стекла» (Заявка на изобретение №94030110/33 по МПК C03C 27/12, дата публикации заявки 27.05.1996 г), содержащая корпус с системами нагрева и вакуумирования.
Известная установка, имеющая в качестве системы вакуумирования большое число пневмокамер в виде эластичных диафрагм на их стенках, сложна и громоздка.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, является изобретение «Способ изготовления триплекса и устройство для его осуществления» (Патент №2021220 по МПК C03C 27/12 от 19.04.1991 г, опубликован: 15.10.1994 г), в описании которого устройство содержит корпус печи с системами нагрева и вакуумирования стеклопакета-триплекса, представляющего собой два и более слоев стекла перемежающихся слоями полимерной пленки, внутри печи, при этом система вакуумирования снаружи печи содержит вакуумный насос, наружный шланг и наружный разъем для подстыковки этого шланга, а внутри печи - вакуумную камеру, штуцер, внутренний шланг и внутренний разъем, установленный на внутренней поверхности корпуса печи и сообщающийся с наружным разъемом, первый конец внутреннего шланга соединен с внутренним разъемом, а второй его конец - со штуцером, установленном на вакуумной камере, корпус и его передняя дверца имеют теплоизоляционную обшивку.
В этом известном устройстве частично решена задача уменьшения габаритов вакуумной камеры, которая реализована в виде односекционной емкости для установки в ней сформированных стеклопакетов-триплекса.
Забегая вперед, отметим, что в заявляемом техническом решении эта задача решается более радикально путем использования локальной конструкции вакуумной камеры, охватывающей только стеклопакет-триплекса, что позволяет резко уменьшить габариты печи и устройства в целом.
Существенным недостатком устройства по известному изобретению является отсутствие в нем ряда важных средств, необходимых для снижения брака и получения стеклопакета
- триплекса (с-т) высокого качества, а именно:
- системы воздушного охлаждения с-т для быстрого уменьшения температуры с-т по завершении операции спекания во избежание перегрева и деструкции используемых в с-т полимерных пленок;
- фильтра-влагоотбойника в системе вакуумирования для удаления конденсата;
- верхней и нижней кассет кварцевых ламп в системе нагрева с-т для быстрого и равномерного радиационного нагрева с-т;
- датчиков температуры, давления и влажности, а также таймера времени рабочего цикла;
- современной системы управления устройством с использованием промышленного контролера, оперирующего данными датчиков и таймера, для точного соблюдения технологического режима.
Техническим результатом и целью заявляемой полезной модели является устранения указанного выше недостатка прототипа, т.е. - снижение брака примерно на 10% и повышение в целом качества при производстве с-т за счет более точного соблюдения технологического режима при одновременном уменьшении габаритов устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство печи для производства стеклопакета - триплекса, содержащее корпус печи с системами нагрева и вакуумирования стеклопакета-триплекса, представляющего собой два и более слоев стекла перемежающихся слоями полимерной пленки, внутри печи, при этом система вакуумирования снаружи печи содержит вакуумный насос, наружный шланг и наружный разъем для подстыковки этого шланга, а внутри печи - вакуумную камеру, штуцер, внутренний шланг и внутренний разъем, установленный на внутренней поверхности корпуса печи и сообщающийся с наружным разъемом, первый конец внутреннего шланга соединен с внутренним разъемом, а второй его конец - со штуцером, установленном на вакуумной камере, корпус и его передняя дверца имеют теплоизоляционную обшивку, дополнительно содержит выкатной стол для горизонтального размещения стеклопакета-триплекса, фильтр-влагоотбойник, систему воздухоохлаждения с двигателем принудительной вентиляции и воздуховодами притока и вытяжки с соответствующими разъемами подстыковки их снаружи к корпусу печи, датчики температуры, давления и влажности, установленные внутри корпуса печи, с диапазонами измерения от нуля до 160 градусов по Цельсию, от нуля до 50 мм ртутного столба и от нуля до 100% влажности соответственно, таймер одного цикла производства стеклопакета-триплекса с установкой от 1 до 10 минут и систему управления, соответствующие входы которой связаны с соответствующими выходами датчиков температуры, давления и влажности, вход питания системы управления связан с сетью электропитания, причем вакуумная камера представляет собой локальную конструкцию, расположенную в зоне стеклопакета-триплекса, а система нагрева представляет собой верхнюю и нижнюю кассеты кварцевых ламп с управляемым включением, фильтр-влагоотбойник установлен между вакуумным насосом и вакуумной камерой.
На фиг.1 представлен эскиз устройства для производства с-т, например, с автоматизированной системой управления на базе персонального компьютера и локальной вакуумной камерой, которое разрабатывается в настоящее время авторами с условным проектным обозначением ПСТ-01. На фиг.2 и 3 представлены соответственно сечения с-т с вакуумной камерой в виде гибкого шланга и в виде «одеяла».
Устройство содержит корпус 1 печи с передней дверцей 1.1 и теплоизоляционной обшивкой 1.2, систему нагрева 2 с верхней кассетой 2.1 и нижней кассетой 2.2 кварцевых ламп, систему вакуумирования 3 с вакуумной камерой 3.1, вакуумным насосом 3.2, фильтром-влагоотбойником 3.3, наружными шлангом 3.4 и разъемом 3.5, внутренними шлангом 3.6 и разъемом 3.7 и штуцером 3.8, систему воздухоохлаждения 4 с двигателем 4.1 принудительной вентиляции, воздуховодами притока 4.2 и вытяжки 4.3 с соответствующими разъемами 4.4 и 4.5 подстыковки их к корпусу печи, датчики температуры 5, давления 6 и влажности 7, таймер 8, выкатной стол 9 с полкой 9.1 для размещения стеклопакета-триплекса, автоматизированную систему управления (АСУ) 10 с монитором 10.1, системным блоком 10.2, контроллером 10.3, принтером 10.4, блоком 10.5 бесперебойного питания, клавиатурой 10.6 и манипулятором 10.7 типа «мышь», а также вход 11 электропитания с силовым отводом 11.1 для питания систем нагрева, вакуумирования и воздухоохлаждения.
Стеклопакет-триплекса (с-т) 12 не входит в состав устройства и показан для пояснения. Причем для рассматриваемого трехслойного с-т (фиг.2) он состоит из первого слоя стекла 12.1, полимерной пленки 12.2 и второго слоя стекла 12.3.
При этом вакуумная камера 3.1 в виде гибкого шланга (фиг2) имеет продольную прорезь 3.1.1, в которую вставлен с-т 12.
Вакуумная камера 3.1 в виде «одеяла» (фиг.3) имеет нижний 3.1.2 и верхний 3.1.3 силиконовые листы.
Устройство печи для производства стеклопакета-триплекса, содержащее корпус 1 печи с системами нагрева 2 и вакуумирования 3 стеклопакета-триплекса, представляющего собой два 12.1, 12.3 и более слоев стекла перемежающихся слоями полимерной пленки 12.2, внутри печи, при этом система вакуумирования 3 снаружи печи содержит вакуумный насос 3.2, наружный шланг 3.4 и наружный разъем 3.5 для подстыковки этого шланга, а внутри печи вакуумную камеру 3.1, штуцер 3.8, внутренний шланг 3.6 и внутренний разъем 3.7, установленный на внутренней поверхности корпуса 1 печи и сообщающийся с наружным разъемом 3.5, первый конец внутреннего шланга 3.6 соединен с внутренним разъемом 3.7, а второй его конец - со штуцером 3.8, установленном на вакуумной камере 3.1, корпус 1 и его передняя дверца 1.1 имеют теплоизолляционную обшивку 1.2, дополнительно содержит выкатной стол 9 для горизонтального размещения стеклопакета-триплекса 12, фильтр-влагоотбойник 3.3, систему воздухоохлаждения 4 с двигателем 4.1 принудительной вентиляции и воздуховодами притока 4.2 и вытяжки 4.3 с соответствующими разъемами 4.4 и 4.5 подстыковки их снаружи к корпусу 1 печи, датчики температуры 5, давления 6 и влажности 7, установленные внутри корпуса 1 печи, с диапазонами измерения от нуля до 160 градусов по Цельсию, от нуля до 50 мм ртутного столба и от нуля до 100% влажности соответственно, таймер 8 одного цикла производства стеклопакета-триплекса 12 с установкой от 1 до 10 минут и систему управления 10, соответствующие входы которой связаны с соответствующими выходами датчиков температуры 5, давления 6 и влажности 7, вход 11 электропитания системы управления 10 связан с сетью электропитания, причем вакуумная камера 3.1 представляет собой локальную конструкцию, расположенную в зоне стеклопакета - триплекса 12, а система нагрева 2 представляет собой верхнюю 2.1 и нижнюю 2.2 кассеты кварцевых ламп с управляемым включением, фильтр-влагоотбойник 3.3 установлен между вакуумным насосом 3.2 и вакуумной камерой 3.1.
В устройстве используют комплектующие и материалы широкого применения.
Корпус 1 с передней дверцей 1.1 и выкатной стол 9 изготавливают из конструкционной стали ст.3, а теплоизаляционную обшивку 1.2 - из асбоцементных листов, укрепляемых на внутренней поверхности корпуса 1.
Внутренние шланги 3.6 и вакуумную камеру 3.1 в виде гибкого шланга изготавливают из термостойких шлангов (на основе силикона и т.п.), выдерживающих температуру 160 градусов Цельсия.
Вакуумную камеру 3.1 в виде «одеяла» изготавливают из двух листов силикона, один из которых кладется под с-т 12, а другой сверху с-т 12.
В качестве расходного материала при изготовлении с-т 12 используют силикатное стекло 12.1,12.3… разных цветов с разным индексом прозрачности толщиной от 4 до 10 мм. и полимерную пленку 12.2 типа PVB (поливинилбутиральная) или EVA (этиленвинилацетатовая).
Устройство работает следующим образом.
Предполагается, что устройство после изготовления, отлажено и сдано в эксплуатацию для производства многослойного с-т 12, например, строительного в соответствии с гост 30826-2001. Пусть также на вход 11 подано электропитание, а в системный блок 10.2 АСУ 10 загружена управляющая программа, соответствующая заданному технологическому процессу производства с-т 12. Указанная программа выходит за рамки настоящего технического решения и здесь не рассматривается. Необходимо лишь отметить, что в зависимости от исходных расходных материалов (тип, качество, размеры) АСУ 10 на основе данных датчиков 5, 6 и 7 и таймера 8 (он может быть, например, программным в самой АСУ 10) управляет моментами включения/выключения систем нагрева 2, вакуумирования 3 и воздухоохлаждения 4.
Пусть, например, требуется получить безопасное трехслойное стекло - триплекс 12 (от лат. - тройное) два стекла 12.1 и 12.3, скрепленные полимерной пленкой 12.2, что обеспечивает повышенную прочность, а при сильном разбивающем ударе - удержание от разлета осколков стекла. В настоящее время независимо от слойности производство этого упрочненного стекла называют производство стеклопакета - триплекса (с-т) 12.
До момента запуска АСУ 10 стекло режут, шлифуют его кромки, а поверхность обрабатывают изопропиловым спиртом.
На первый слой стекла 12.1 укладывают полимерную пленку 12,2 (например, этиленвинилацетатную), а на нее второй слой стекла 12.3. и т.д. - при большей слойности.
Далее полученный таким образом стеклопакет 12 сочленяют с системой вакуумирования 3, точнее с ее вакуумной камерой 3.1. При использовании гибкого шланга (фиг.2) в его продольную прорезь 3.1.1 вставляют края с-т 12 по всему его периметру. При использовании «одеяла» (фиг.3 под с-т 12 кладут первый силиконовый лист, а сверху с-т 12 второй. Выступающие за пределы с-т 12 первый и второй силиконовые листы склеиваются.
Затем с-т 12 вместе с вакуумной камерой 3.1 укладывается на полке 9.1 выкатного стола 9. Через внутренний шланг 3.6 и через штуцер 3.8 герметично сочленяют вакуумную камеру 3.1 с внутренним разъемом 3.7. После этого выкатной стол 9 вдвигают внутрь корпуса 1 и закрывают переднюю дверцу 1.1.
С помощью монитора 10.1, клавиатуры 10.6 и манипулятора 10.7 активизируют соответствующую программу управления процесса производства с-т 12. При этом на мониторе 10.1 отображаются данные датчиков 5, 6 и 7, поступающие в системный блок 10.2 через контроллер 10.3, и таймера 8 для оператора. Дальнейший процесс осуществляется автоматически и проходит следующие основные стадии: вакуумирования, нагрева, выдержки и охлаждения. На стадии вакуумирования включается вакуумный насос 3.2 и с помощью элементов 3.3…3,8 системы вакуумирования 3 в вакуумной камере 3.1 (в рабочей зоне) создается разрежение. Задача этой фазы удаление воздушных пузырьков из заготовки, и ее предварительное формирование. Рекомендуемое разряжение достигаемое при этом - до «-095» бар. При вакуумировании стеклопакета с толщиной слоев 4+0,4+4 мм. Выдержка составит примерно 15-20 минут. Фильтр-влагоотбойник 3.3, собирая конденсат, обеспечивает более долгую работу вакуумному насосу 3.2. На стадии нагрева осуществляется с помощью элементов 2.1 и 2.2 нагрев с-т 12 вплоть до 100-130 градусов Цельсия, до температуры необходимой для полимеризации используемой пленки. Главное на даном этапе обеспечить равномерный прогрев всей поверхности
Время выдержки зависит от толщины получаемого стеклопакета. Учитывается толщина и количество слоев стекол, толщина и количество слоев пленки. Например при производстве стеклопакета с толщиной слоев 4+0,4+4 мм выдержка при комнатной температуре составит 15-20 минут. При работе со стеклом толще 4 мм необходимо увеличить время всего рабочего цикла на 5 минут, за каждый мм разницы толщины стекла.
Охлаждение происходит с помощью элементов 4.1…4.5 системы воздуохлаждения 4 при постоянном разряжении «-0,95» бара до температуры +55 градусов Цельсия, после чего разряжение снимается и с-т 12 остывает естественным образом до температуры +45 градусов Цельсия. На данном этапе цикл производства является завершенным, и на мониторе 10,1 появляется сообщение о его окончании, после чего выкатной стол 9 извлекается из корпуса 1 печи с готовой продукцией. При необходимости на принтере 10.4 печатают соответствующий протокол.