OPIS OCHRONNY PL WZORU UŻYTKOWEGO ^ yi

Transkrypt

1 EGZEMPLARZ ARCHIWALNY RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej OPIS OCHRONNY PL WZORU UŻYTKOWEGO ^ yi (21) Numer zgłoszenia: _ Intel7: F27D 1/04 (22) Data zgłoszenia: C03B 5/23 7 Pustak ogniotrwały cylindryczny Pierwszeństwo: ,DE,P Numer zgłoszenia macierzystego: Uprawniony z prawa ochronnego : Veitsch-Radex Aktiengesellschaft fur feuerfeste Erzeugnisse, Wiedeń, AT Zgłoszenie ogłoszono Twórcy wzoru użytkowego: Gerd Mogling, Wiedeń, AT BUP 24/95 O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono: WUP 03/01 Ph

2 OK-I-84/ O Pustak ogniotrwały cylindryczny Przedmiotem wzoru użytkowego jest pustak ogniotrwały cylindryczny, stosowany na przykład na kratownicę komór pieca szklarskiego. Znane pustaki tego rodzaju mają powierzchnię obwodową, 5 złożoną z ośmiu nachylonych względem siebie powierzchni bocznych, z których po dwie przeciwległe są równoległe do siebie, oraz kanał przelotowy o osi pokrywającej się ze wzdłużną osią symetrii pustaka, ograniczony na obwodzie ośmioma nachylonymi względem siebie powierzchniami 10 bocznymi, z których po dwie przeciwległe są równoległe do siebie, przy czym powierzchnie ograniczające od wewnątrz i od zewnątrz każdy z segmentów ściankowych pustaka, są wzajemnie równoległe, zaś pustak jest tak ukształtowany, że w położeniu obróconym o 90 wokół wzdłużnej osi symetrii ma 15 on pierwotną geometrię. Pustaki takie znane są na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr C2. Charakteryzują się one ośmiokątnym zarysem zewnętrznym i czworokątnym centralnym kanałem o zaokrąglonych narożnikach. Przy budowie

3 2 kratownicy pieca szklarskiego kształtki te układa się warstwowo z przemieszczeniem, przy czym zaokrąglone naroża kształtek jednej warstwy wystają względem odpowiadających im skrajnych narożników sąsiednich kształtek warstwy 5 niższej. W rezultacie uzyskuje się pożądany burzliwy przepływ w strefie kanału. W europejskim opisie patentowym nr Al kształtki te zostałt tak udoskonalone, że mają one określony wymiar średnicy kanału i grubości ścianki. Jako 10 typową grubość ścianki podaje się 40 mm. W austriackim opisie patentowym nr B zaproponowano, aby pustaki kratownicy - w widoku od dołu - miały malejącą wysokość i zmniejszające się odpowiednio, również od dołu do góry, poziome otwory przepływowe. 15 Kształtki, będące przedmiotem tego opisu patentowego, mają stałą grubość ścianki, podobnie jak w opisanym wyżej stanie techniki. W kratownicy, zbudowanej z pustaków znanych z austriackiego opisu patentowego nr B, sąsiednie 20 pustaki nie stykają się ze sobą, lecz są rozmieszczone w odstępach względem siebie. Takie ustawienie kształtek wynika z zasady budowy kratownicy, według której kształtka jednej warstwy jest ustawiona na odpowiednich czterech segmentach czterech kształtek niższej warstwy. 25 Pryzmatyczne pustaki znanego typu, nazywane ogólnie cegłami lub pustakami garnkowymi, potwierdziły swoją przydatność i są do dnia dzisiejszego stosowane w dużym zakresie.

4 3 Stosowanie znanych, jednakowych pustaków, na przykład do montażu nagrzewowej kratownicy wanny szklarskiej, ma tę wadę, że uniemożliwia efektywne, z punktu widzenia techniki cieplnej, wykorzystanie szczeliny pozostającej między 5 narożami sąsiednich cegieł w jednej warstwie. W stanie techniki szczelina ta wynosi zwykle około 6 mm. Tak mała szerokość szczeliny nie pozwala na efektywne wykorzystanie ani ciepła promieniowania, ani ciepła konwekcyjnego. Celem wzoru użytkowego jest poprawa jakości i 10 parametrów użytkowych ogniotrwałych pustaków cylindrycznych. Pustak ogniotrwały cylindryczny, mający powierzchnię obwodową złożoną z ośmiu nachylonych względem siebie powierzchni bocznych, z których po dwie przeciwległe są 15 równoległe do siebie, oraz kanał przelotowy o osi pokrywającej się ze wzdłużną osią symetrii pustaka, ograniczony na obwodzie ośmioma nachylonymi względem siebie powierzchniami częściowymi, z których po dwie powierzchnie, leżące naprzeciw siebie, są wzajemnie równoległe, przy czym 20 powierzchnie ograniczające od wewnątrz i od zewnątrz każdy z segmentów pustaka, są wzajemnie równoległe, zaś pustak jest tak ukształtowany, że w położeniu obróconym o 90 wokół wzdłużnej osi symetrii ma on pierwotną geometrię, według wzoru charakteryzuje się tym, że segmenty ściankowe 25 w narożach pustaka mają grubość mniejszą o 15 do 35% niż grubość pozostałych, położonych między nimi, segmentów ściankowych.

5 4 Optymalną szerokość szczeliny pomiędzy sąsiednimi narożami dwóch pustaków, umieszczonych w jednej płaszczyźnie kratownicy osiąga się wówczas, gdy segmenty ściankowe w narożach pustaka mają grubość niniejszą o 20 do 5 22% niż grubość pozostałych, położonych między nimi, segmentów ściankowych. Segmenty ściankowe w narożach pustaka mają wówczas grubość 30 mm ± 5 mm. Pustak według wzoru ma płaskie powierzchnie boczne, zaś powierzchnie boczne kanału mają zaokrąglone strefy 10 połączeń. Powierzchnie pustaka mogą być również profilowane. Zarówno segmenty ściankowe w narożach pustaka, jak też segmenty ściankowe o większej grubości, mogą być zaopatrzone w wybrania, na przykład wychodzące od podstawy 15 pustaka. Z punktu widzenia parametrów cieplnych, a także technologii wytwarzania pustaków, korzystne jest zaokrąglenie górnej krawędzi tych wybrań, co nadaje im kształt łuku bramy. Zarówno segmenty ściankowe w narożach pustaka, jak też 20 segmenty ściankowe o większej grubości mogą być zaopatrzone w umieszczone na ich górnej powierzchni występy do kształtowo-zaciskowego osadzenia w odpowiadających im wybraniach, przy czym wysokość występów w kierunku osi wzdłużnej wynosi co najwyżej 20% wysokości wybrań. 25 Szerokość wybrań u podstawy jest przy tym większa od ich maksymalnej wysokości w kierunku osi wzdłużnej i wynosi co najmniej 80% szerokości przyporządkowanej im powierzchni bocznej.

6 5 Pustak według wzoru ma tak zmienioną geometrię, że złożona z takich pustaków kratownica charakteryzuje się większymi odstępami pomiędzy odpowiadającymi sobie segmentami sąsiednich kształtek, co z kolei umożliwia 5 wykorzystanie powstałych szczelin jako efektywnych powierzchni grzejnych do optymalizacji sprawności działania kratownicy. Zwykłe rozsunięcie sąsiednich kształtek jednej warstwy kratownicy nie dałoby takiego efektu, ponieważ wymagałoby 10 dodatkowo dopasowania wymiarów kształtek warstwy znajdującej się wyżej, co nie jest korzystne choćby ze względów ekonomicznych. Według wzoru zwiększenie efektywnej powierzchni grzejnej kratownicy osiągnięto przez powiększenie ściętej powierzchni zewnętrznej w narożnym 15 segmencie pustaka, co spowodowało zwiększenie szczeliny wobec sąsiedniego pustaka. W znanych pustakach jednak taka zmiana spowodowałaby nadmierne zmniejszenie grubości ścianki w segmentach narożnych, w związku z czym według wzoru do nowej geometrii 20 został również dopasowany wewnętrzny zarys kształtki, określający powierzchnię ścianki kanału, poprzez spłaszczenie znanego ze stanu techniki, zaokrąglonego narożnika. Grubość ścianki kształtki w segmencie narożnym jest 25 wprawdzie zmniejszona w stosunku do pozostałych segmentów, jednak jest to korzystne, gdyż powoduje obniżenie ciężaru kratownicy bez pogarszania jej sprawności cieplnej.

7 6 Pustak według wzoru charakteryzuje się ponadto zmniejszoną powierzchnią całkowitą, jednak w odniesieniu do całej kratownicy jego ukształtowanie powoduje zwiększenie użytecznej powierzchni kształtki z punktu widzenia techniki 5 cieplnej, ponieważ umożliwia wykorzystanie również tych powierzchni zewnętrznych w segmencie narożnym, które dotychczas były praktycznie nieużyteczne. Powierzchnie boczne oznaczają w niniejszym opisie tak zwane powierzchnie główne, tworzące zarys zewnętrzny i 10 wewnętrzny pustaka. Pojęcie równoległych powierzchni bocznych dotyczy również, zwłaszcza w stosunku odcinków powierzchni kanału do odcinków powierzchni obwodowej, takiego ukształtowania pustaków, w którym na przykład odcinki powierzchni kanału wykazują lekkie nachylenie 15 względem pionu, co jest uwarunkowane technologią wytwarzania (prasowanie). Pustak według wzoru różni się od pustaków znanych ze stanu techniki przede wszystkim nową geometrią kanału, mianowicie ukształtowaniem jego powierzchni bocznych, w 20 szczególności zaś specjalnym ukształtowaniem segmentów narożnych, których grubość jest mniejsza niż grubość położonych między nimi segmentów ściankowych. W efekcie pustaki jednej warstwy są rozmieszczone względem siebie w większych odstępach niż w stanie 25 techniki, dzięki czemu między narożnymi segmentami sąsiednich pustaków danej warstwy znajduje się większa szczelina, umożliwiająca wykorzystanie dwóch nowych,

8 7 czynnych energetycznie powierzchni grzejnych, co powoduje zwiększenie sprawności cieplnej kratownicy. Optymalna szerokość szczeliny pomiędzy sąsiadującymi ze sobą narożami dwóch pustaków jednej płaszczyzny wynosi 5 od 2Q do 30 mm, zwłaszcza około 25 mm, co na bazie typowych formatów tego rodzaju pustaków osiąga się poprzez zredukowanie grubości ścianki w narożach o 20 do 22% w stosunku do pozostałych segmentów ściankowych. W rezultacie odstęp powierzchni zewnętrznych dwóch przeciwległych 10 segmentów ściankowych poza segmentem narożnym wynosi przykładowo 218 mm ± 2 mm, odstęp dwóch powierzchni zewnętrznych przeciwległych segmentów narożnych 228 mm ± 2 mm, grubość ścianki poza segmentami narożnymi 38 mm ± 2 mm, grubość ścianki w segmentach narożnych 30 mm ± 1 mm, zaś 15 odstęp dwóch powierzchni wewnętrznych przeciwległych segmentów ściankowych poza narożami 142 mm ± 2 mm. Ponieważ w kratownicy pustaki są układane w postaci przesuniętych względem siebie warstw, optymalne połączenie między poszczególnymi warstwami zapewniają występy jednej 20 warstwy, współpracujące na zasadzie połączenia kształtowozaciskowego z odpowiadającymi im wybraniami drugiej warstwy. Oczywiście występy te nie powinny całkowicie wypełniać wybrań, jako że należy zapewnić poziomy przepływ poprzeczny między sąsiednimi pustakami, co z kolei uzyskuje 25 się, ograniczając wysokość występów w kierunku wzdłużnej osi symetrii pustaka do 20% wysokości wybrań. Dalsze zwiększenie sprawności cieplnej uzyskuje się wówczas, gdy szerokość wybrań u podstawy jest, w kierunku

9 8 wzdłużnej osi symetrii, większa niż ich maksymalna wysokość. Jeżeli przy tym szerokość wybrań u podstawy wynosi co najmniej 80 % szerokości odpowiedniej powierzchni ścianki, wówczas można dodatkowo zmniejszyć wysokość 5 kształtki w porównaniu ze znanymi pustakami. Przedmiot wzoru uwidoczniony jest na rysunku, na którym w sposób schematyczny fig. 1 przedstawia pustak w widoku z góry, fig- 2 - pustak z fig. 1 w widoku z boku, fig. 3 - warstwę kratownicy z pustakami z fig. 1 i fig. 2 w 10 widoku z góry. Na fig. 1 i 2 przedstawiony jest pustak 1Q_, składający się ogółem z ośmiu segmentów ściankowych 12a, 12b, 12c, 12d i 14a, 14b, 14c, 14d, przy czym segmenty ściankowe 14a, 14b, 14c, 14d stanowią tak zwane segmenty narożne. Każdy z 15 segmentów ściankowych 12a, 12b, 12c, 12d ma zewnętrzną powierzchnię boczną 12f i wewnętrzną, równoległą do niej powierzchnię boczną 12i. Narożne segmenty ściankowe 14a, 14b, 14c, 14d mają odpowiednio zewnętrzną powierzchnię boczną 14f i wewnętrzną, równoległą do niej powierzchnię 20 boczną 14i. Pustak 10_ ma dolną powierzchnię czołową, stanowiącą podstawę 3^6, oraz górną powierzchnię czołową, stanowiącą powierzchnię górną 1%_. Zewnętrzne powierzchnie boczne 12f, 14f są połączone naprzemiennie ze sobą, tworząc wspólnie powierzchnię obwodową U pustaka I0_r natomiast 25 połączone naprzemiennie ze sobą wewnętrzne powierzchnie boczne 12i, 14i wyznaczają kanał 2 _, współosiowy względem wzdłużnej osi symetrii M pustaka 10.

10 9 Jak widać zwłaszcza na fig. 1, wewnętrzne powierzchnie boczne 12i/ 14i są połączone ze sobą lekko zakrzywionymi strefami Z2 ścianek, natomiast zewnętrzne powierzchnie boczne 12f, 14f przechodzą w siebie z załamaniem. 5 Na fig. 1 widać wyraźnie, że grubość D2_ segmentów ściankowych 14a, 14b, 14c, 14d w narożach pustaka JJ) jest mniejsza od grubości Dl_ pozostałych segmentów ściankowych 12a, 12b, 12c, 12d. Dl wynosi na przykład 38 mm, zaś grubość Y)2_ jest ograniczona do 30 mm. Stąd też w kratownicy 10 ukazanej na fig. 3 pomiędzy sąsiednimi zewnętrznymi powierzchniami bocznymi 14f narożnych segmentów ściankowych 14a, 14b, 14c, 14d istnieje odstęp S^, wynoszący około 25 do 26 mm. Zewnętrzne powierzchnie boczne 14f stanowią zatem nową 15 wobec stanu techniki, użyteczną termicznie powierzchnię zewnętrzną pustaka 1Q_, zaś w wyznaczonych odstępem S_ szczelinach między sąsiednimi pustakami 1Q_ może zachodzić również przepływ konwekcyjny. Segmenty ściankowe 12a, 12b, 12c, 12d są od dołu 20 zaopatrzone w wybrania Z4, zaś od góry w odpowiadające im występy 26a, 2 6b, biegnące równolegle do siebie pomiędzy odpowiednią zewnętrzną powierzchnią boczną 12f i wewnętrzną powierzchnią boczną 12i. Odstęp pomiędzy zewnętrznymi powierzchniami występów 26a, 2 6b jest przy tym taki, że 25 przy nasadzaniu wybrania 2A_ pustaka Vd_ z następnej warstwy między występami 26a, 2 6b i wybraniem 2j4 powstaje połączenie kształtowo-zaciskowe.

11 10 Jak widać zwłaszcza na fig. 2, szerokość B wybrania 24_ w obszarze powierzchni podstawy JJ5 jest tylko nieco mniejsza od szerokości danego segmentu ściankowego 12b, natomiast wysokość H wybrania 2A_ jest wyraźnie mniejsza od 5 jego szerokości B. Narożne segmenty sciankowe 14a, 14b, 14c/ 14d nie mają tutaj wybrań ani występów. Na fig. 3 ukazane jest wzajemne rozmieszczenie pustaków 10_ jednego poziomu z zaznaczeniem wspomnianej szczeliny S_, a także narysowany linią przerywaną pustak 10_ 10 z wyższej płaszczyzny, wsparty na czterch segmentach ściankowych czterech pustaków _10_ dolnej warstwy, przy czym wybrania 2_4 w segmentach ściankowych 12a, 12b, 12c, 12d zaznaczonego linią przerywaną pustaka 10_ są nasadzone i unieruchomione na odpowiadających im występach 26a, 2 6b 15 górnej powierzchni 1%_ odpowiednich pustaków 10_ dolnej warstwy. Veitsch-Radex Aktiengesellschaft fur feuerfeste Erzeugnisse Pełnomocnik: POLSERVICEsP.zo.o Warszawa, ul. Chałubińskiego 8 REGON mgr inż. AtiźjaJRogązińska rzecznik patentowy

12 OK-I-84/ C ms% Zastrzeżenia ochronne 1. Pustak ogniotrwały cylindryczny, mający powierzchnie obwodową złożoną z ośmiu nachylonych względem siebie powierzchni bocznych, z których po dwie przeciwległe są równoległe do siebie, oraz kanał przelotowy o osi pokrywającej się ze wzdłużną osią symetrii pustaka, ograniczony na obwodzie ośmioma nachylonymi względem siebie powierzchniami częściowymi, z których po dwie powierzchnie, leżące naprzeciw siebie, są wzajemnie równoległe, przy czym powierzchnie ograniczające od wewnątrz i od zewnątrz każdy z segmentów pustaka, są wzajemnie równoległe, zaś pustak jest tak ukształtowany, że w położeniu obróconym o 90 wokół wzdłużnej osi symetrii ma on pierwotną geometrię, znamienny tym, że segmenty ściankowe (14a, 14b, 14c, 14d) w narożach pustaka (j^o) mają grubość (D2) mniejszą o 15 do 35% niż grubość [Dl) pozostałych, położonych między nimi, segmentów ściankowych (12a, 12b, 12c, 12d). 2. Pustak według zastrz. 1, znamienny tym, że segmenty ściankowe (14a, 14b, 14c, 14d) w narożach pustaka (^0) mają grubość (D2) mniejszą o 20 do 22% niż grubość (Dl)

13 2 pozostałych, położonych między nimi, segmentów ściankowych (12a, 12b, 12c, 12d). 3. Pustak według zastrz. 1, znamienny tym, że segmenty sciankowe (14a, 14b, 14c, 14d) w narożach pustaka (K)) mają grubość 30 mm ± 5 mm. 4. Pustak według zastrz. 1, znamienny tym, że ma płaskie powierzchnie boczne (12f, 14f, 12i, 14i). 5. Pustak według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnie boczne (12i, 14i) kanału (^3) mają zaokrąglone strefy (Z2) połączeń. 6. Pustak według zastrz. 1, znamienny tym, że segmenty sciankowe (14a, 14b, 14c, 14d) w narożach pustaka (j^o) są zaopatrzone w wybrania. 7. Pustak według zastrz. 1, znamienny tym, że segmenty sciankowe (12a, 12b, 12c, 12d) o większej grubości (EU) są zaopatrzone w wybrania (_24) 8. Pustak według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że wybrania (2_4) wychodzą od podstawy (j^6) pustaka (_10J. 9. Pustak według zastrz. 8, znamienny tym, że wybrania (24) mają profil w kształcie łuku bramy. 10. Pustak według zastrz. 9, znamienny tym, że segmenty sciankowe (14a, 14b, 14c, 14d) w narożach pustaka (10) mają na swej górnej powierzchni (^L8_) występy do kształtowo-zaciskowego osadzenia w odpowiadających im wybraniach.

14 3 11. Pustak według zastrz. 10, znamienny tym, że segmenty ściankowe (12a, 12b, 12c, 12d) o większej grubości (D2) mają na swej górnej powierzchni (1J3J występy (26a, 2 6b) do kształtowo-zaciskowego osadzenia w odpowiadających im wybraniach (2A). 12. Pustak według zastrz. 10 albo II, znamienny tym, że wysokość występów (26a, 2 6b) w kierunku osi wzdłużnej M wynosi co najwyżej 20% wysokości (H) wybrań (2_4). 13. Pustak według zastrz. 12, znamienny tym, że wybrania [2A] u podstawy (1_6) mają szerokość (B), która jest większa od ich maksymalnej wysokości (H) w kierunku osi wzdłużnej (M). 14. Pustak według zastrz. 13, znamienny tym, że wybrania (2_4) u podstawy [16) mają szerokość (B), która wynosi co najmniej 80% szerokości przyporządkowanej im powierzchni bocznej (12f). Veitsch-Radex Aktiengesellschaft fur feuerfeste Erzeugnisse Pełnomocnik: POLSERVICEsp.20.o Warszawa, ul. Chałubińskiego 8 REGON rzecznik pafentowy

15 1/ u 5SHS1 FIG.1 1 / i l * i 26a 12 b 26b 12c Uc 26q IZb 26b Ub 18 12q H FIG.2 POLSERYICEsp.zo.o Warszawa, ul. Chałubińskiego 8 REGON licja Kogomiś mgr vnz* Alicja il^gom^kal rzdcznłk natsnfowv /ni/ _ i _ Ol. I 2_ ^ CO /" O

16 Ul SkfLj FIG a / i'!i \ '«!t f'\ 10 POLSERViCEsP.zo.o Warszaw?., ul. Chałubińskiego 8 mgr inż. Alicja Kogćłdf&ka,01/ -\- j?0 l\*i_ KO.%