Николай Качалов - Стекло

Описанный метод вполне оригинален и, в отличие от многих других механизированных методов выработки стеклянных изделий, не представляет собой развития или усовершенствования какого-либо ручного способа. Он лишний раз свидетельствует о замечательных рабочих качествах стекла как материала и о бесконечном разнообразии способов его формования.

Остановимся теперь на другом способе, появившемся в 20-х годах и разработанном известным советским стекольщиком-изобретателем С. И. Королевым.

Этот способ — развитие метода механизированного вытягивания листового стекла при помощи лодочки. В отличие от лодочки, применяющейся в производстве листового стекла, лодочка Королева имеет не щелевидное, а кольцевидное отверстие 1 (рис. 383). Оно образовано сердечником 2, представляющим собой глиняное шишкообразное тело, вставленное в центр круглого отверстия лодочки и прикрепленное к телу лодочки при помощи ножек 3.

Как видно на рисунке, по оси сердечника проходит канал, который соединяется с трубкой, подающей сжатый воздух — утолщение 4, образующееся у основания вытягиваемой трубки, аналогично «луковице» листового стекла Фурко. Само тело лодочки имеет квадратную форму, однако обычно пользуются двойными лодочками, в которых расположено рядом два кольцевых отверстия, и тогда тело лодочки имеет форму вытянутого прямоугольника.

Кроме лодочки, существенной частью машины Королева является вертикальное вытягивающее устройство, подающее трубку наверх так же, как и на машинах вытягивания листового стекла. Подъемный механизм снабжен устройством для автоматического разрезания трубок.

На рис. 384 показана схема действия установки Королева.

Рис. 383. Лодочка Королева для вытягивания трубок

Рис. 384. Схема установки для вытягивания трубки при помощи лодочки

Существует еще третий способ механического производства трубок, характеризующийся прежде всего наличием промежуточного сосуда, из которого набирается стекломасса. Этот промежуточный сосуд, или ванночка, имеет цилиндрическую форму и находится в непрерывном вращении, что обеспечивает однородность и высокие качества стекла в изделии. Ванночка наполняется стекломассой из бассейна ванной печи по лотку с шибером для регулировки скорости истечения. Вытягивание трубки производится непосредственно с поверхности стекла, без лодочки и обеспечивается особой формой фасонных огнеупорных деталей, расположенных над средней частью вращающейся ванночки.

На описанных нами машинах можно получать трубки и дроты диаметром от 2 до 50-70 мм. Наибольшей производительностью обладает машина горизонтального вытягивания, которая может давать до 5 т продукции в сутки.

Механизированный технологический процесс вытягивания стеклянных трубок и дротов совершенно вытеснил ручное их производство, которое сохранилось лишь для исключительных случаев, когда возникает необходимость получить небольшое количество трубок из стекла какого-либо особого состава, варка которого производится в горшках. За исключением этих редких случаев, потребность стеклодувных мастерских и цехов нашей страны полностью покрывается трубками и дротами машинного производства.

За последние годы возник еще один новый вид потребности в стеклянных трубках. Высокая химическая стойкость по отношению к агрессивному действию различных жидкостей и газов, долговечность, прозрачность и дешевизна делают стекло исключительно благодарным материалом для изготовления труб, применяющихся в различных отраслях народного хозяйства для транспортирования всевозможных жидкостей и газов, а также и для электроизоляционных целей. Стеклянные трубопроводы начинают с успехом использоваться в химической, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности. Заменяя дефицитный металл, стекло имеет по сравнению с ним ряд преимуществ: оно способствует продлению срока службы трубопроводов, сокращает расход энергии на перекачку жидкостей, так как значительно уменьшает трение между жидкостью и стенкой трубы; стекло совершенно не подвержено коррозии и тем самым предохраняет циркулирующую по трубопроводам жидкость от каких-либо загрязнений; наконец, стекло дает возможность наблюдать за происходящим в трубах и судить о том, в каком состоянии находится транспортируемая жидкость.

Вся совокупность этих преимуществ заставляет признать замену металлических труб стеклянными в некоторых случаях весьма рациональной. Однако на этом пути имеется одна трудность, которую, как оказалось, не так легко преодолеть.

Дело в том, что благодаря хрупкости стекла разработка системы сопряжения отдельных элементов труб между собой вырастает в весьма непростую задачу. Вопрос становится особенно трудным для подземных трубопроводов, где осадка грунта неизменно вызывает в стеклянных трубах довольно значительные напряжения.

Для воздушных же проводок использование стеклянных труб никаких затруднений не представляет и находит себе сейчас самое широкое применение. Диаметр стеклянных труб, употребляющихся для этих целей, обычно значительно больше, чем у трубок, предназначенных для стеклодувных работ, и достигает 150-200 мм при толщине стенок до 15 мм. В соответствии с этим и технология их получения несколько отличается от вышеописанной нами, хотя ничего принципиально нового в себе не содержит.

Увеличиваются лишь габариты основных рабочих органов машин и вносятся изменения, вызванные увеличением объема и веса формуемых изделий.

Преобразованная в этом направлении машина Королева прекрасно справляется с производством стеклянных труб крупных размеров — до 100 мм в диаметре.

Вторая машина, применяющаяся у нас для этих целей, работает по принципу уже известной нам трубочной машины с мундштуком, формуя трубы большого диаметра (до 150-200 мм) навиванием толстой стеклянной струи на медленно вращающийся сердечник.

Более подробного описания этой машины мы не приводим, так как она представляет собой вариант уже известной нам конструкции.

Давным-давно известно, что расплавленное стекло может вытягиваться в длинные тонкие нити. Такими нитями пользовались еще в древнем Египте для украшения стеклянных изделий. Но лишь в самые последние годы люди обратили внимание на особенные, чрезвычайно ценные свойства стеклянных волокон. Оказалось, что они могут быть необычайно тонкими, в 30-40 раз тоньше человеческого волоса и в несколько раз тоньше паутинки. Такие тончайшие стеклянные нити, имеющие в поперечнике 2-3 микрона, не видимы простым глазом, и лишь при особенных условиях освещения можно обнаружить их присутствие по мелькающим бликам. Из 20 кг стекломассы можно вытянуть стеклянную нить такой длины, что ею можно было бы опоясать земной шар. Вместе с тем стеклянные нити необычайно прочны. Если из таких тончайших волокон свить нитку толщиной в человеческий волос, она выдержит груз в 50 кг. Мы не знаем другого материала, который показал бы в тонких нитях такую экстраординарную прочность.