石英板生產系統的製作方法

2023-06-04 09:56:36

石英板生產系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種石英板生產系統，屬於石英連熔生產設備領域，由上到下依次設置連熔爐、導引裝置及拉板機，連熔爐包括爐體、爐蓋，爐體內設有坩堝，坩堝外側設有主加熱裝置，坩堝中心設有芯杆，芯杆底端連接料臺，芯杆上端連接爐蓋，坩堝由上坩堝及下坩堝組成，上坩堝與下坩堝平滑連接，且下坩堝直徑小於上坩堝直徑，上坩堝內設有輔加熱裝置。本實用新型設計合理，物料受熱均勻，降低能耗，減少製造成本，提高產品質量，適於大厚度石英板的生產。
【專利說明】石英板生產系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種石英板生產系統，屬於石英連熔生產設備領域。

【背景技術】
[0002]石英玻璃具有良好的物理、化學性能，如耐高溫、耐腐蝕、熱穩定性好、絕緣性能好等，是現代科學技術的重要新材料。現有高純度石英玻璃板是採用連熔爐進行生產，通過拉板機拉製成型。連熔爐加熱裝置多採用外加熱，即在坩堝外圓周上設置加熱裝置，通過輻射傳熱對坩堝進行加熱，使坩堝內的石英粉熔融成液態，進而拉製成型。現有的加熱裝置由於沿縱向設置，而坩堝沿縱向的直徑一致，因此坩堝的受熱較為均勻，而石英粉由加料管進入坩堝後，需進行預熱、熔融及排氣成型過程，為保持流體的流動性，要求熔融區的溫度較高。並且，現有的加熱方式對坩堝內部物料的加熱不足，容易造成內部熔化不均勻，特別對於大厚度石英板，影響產品質量。
[0003]現有拉板機的每組壓輥對應相應的驅動電機，壓輥與電機軸同軸設置。這種方式的不足在於，電機使用量多，成本高，能耗大，石英板下行過程不平穩，容易發生折彎。石英玻璃板的生產效率與壓輥的速度密切相關，傳統的電機難以根據現場情況調節壓輥速率，
影響生產。
實用新型內容
[0004]根據以上現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種石英板生產系統，設計合理，物料受熱均勻，降低能耗，減少製造成本，提高產品質量，適於大厚度石英板的生產。
[0005]本實用新型所述的石英板生產系統，由上到下依次設置連熔爐、導引裝置及拉板機，連熔爐包括爐體、爐蓋，爐體內設有坩堝，坩堝外側設有主加熱裝置，坩堝中心設有芯杆，芯杆底端連接料臺，芯杆上端連接爐蓋，坩堝由上坩堝及下坩堝組成，上坩堝與下坩堝平滑連接，且下坩堝直徑小於上坩堝直徑，上坩堝內設有輔加熱裝置；拉板機包括架體，架體中間設有壓輥裝置、壓緊裝置，壓輥裝置包括上下兩層分別成對設置的上壓輥、下壓輥，上壓輥、下壓輥轉軸兩端分別連接小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合，同層的兩大齒輪相互嚙合，其中上層的一大齒輪與從動齒輪哨合，下層的一大齒輪與主動齒輪哨合，主動齒輪與從動齒輪分別與傳動齒輪哨合，主動齒輪與輸出軸上的輸出齒輪哨合，輸出軸與傳動箱相連，傳動箱一側輸入軸通過同步帶與變頻電機相連，變頻電機通過線纜連接控制櫃。
[0006]通過將連熔爐的坩堝設置為上坩堝與下坩堝，上坩堝對應預熱區，下坩堝對應熔融區及排氣區，通過設置不同的直徑，使不同區域內的物料量不同，由於減少了下坩堝內的物料量，在主加熱裝置加熱功率不變的條件下，保證熔融區的較高溫度，通過設置輔加熱裝置進行間隔加熱，使物料的內部加熱更為均勻，避免氣泡、氣線的產生，提高產品質量。同時，在停爐階段，通過輔加熱裝置，使爐體上部的石英粉熔化流出，避免石英粘附在坩堝內壁上。拉板機通過主動齒輪、傳動齒輪、從動齒輪、大齒輪、小齒輪組成的齒輪組傳遞動力，將同一變頻電機通過傳動箱輸出至輸出軸的動力傳遞至壓輥上，使成對的兩壓輥反向旋轉，從而使石英板下行，保證了壓輥旋轉的同步性，節約了能耗，方便了對壓輥位置的調節。通過控制櫃對變頻電機進行控制，實現對石英玻璃板出板速率的連續調節，使出板速率能夠根據現場的生產情況實時調節，便利了生產。整個系統設計合理，降低了能耗，提高了產品質量。
[0007]上坩堝比下坩堝直徑大30mm?50mm ;上坩堝與下坩堝高度比為1:1 ;輔加熱裝置包括輔電極及輔加熱棒，輔電極安裝在爐體上部，輔加熱棒沿上坩堝周向均布，輔加熱棒可採用鎢棒，布置數量為4?6根；輔加熱棒位於芯杆與上坩堝內壁之間的1/3?1/2處，輔加熱棒的位置距離中心芯杆較近，以提高物料內部的溫度，使整體溫度均勻。
[0008]所述的輸入軸與輸出軸相互垂直設置，兩者通過渦輪蝸杆副連接，通過傳動箱改變動力輸出角度，利於變頻電機的空間布置。
[0009]所述的主動齒輪與從動齒輪模數相同，保證上下層的壓輥轉速一致。
[0010]所述的壓緊裝置包括對稱設置在架體上下層及兩側的八組配重塊，配重塊通過吊杆安裝在壓杆端部，壓杆遠離配重塊的一端設有折彎部，折彎部的端部鉸接在架體上，折彎部的底部通過連接板與小齒輪的軸承組件固定連接，配重塊向下壓迫壓杆，壓杆通過連接板將壓力傳遞至小齒輪的轉軸上，進而傳遞至上壓輥或下壓輥上，成對的上壓輥或下壓輥將石央板夾持在中間。
[0011]所述的壓杆端部設有向上凸出的若干擋塊，吊杆安裝在相鄰的兩擋塊之間，通過設置多個擋塊，可以懸掛多個配重單元，並且可調節配重單元的懸掛位置，從而調節上壓輥或下壓輥的壓力。
[0012]所述的架體臺面下方設有剪切裝置，剪切裝置通過線纜連接控制櫃，通過剪切裝置自動將石英板切斷，實現自動生產。
[0013]所述的料臺由上到下依次由方形部、第一錐形部、第二錐形部組成，第一錐形部錐面斜率小於第二錐形部錐面斜率，相應的坩堝底部設有條形出口，通過設置第一錐形部及第二錐形部，使原有熔融的石英料流沿單個錐面流下變為沿兩個不同角度的錐面分階段流下，料流在第一錐形部初步收縮，內部充分填充，在第二錐形部快速冷卻收縮成型，既滿足了結合強度要求，又使內部填料充分，保證大厚度石英板的質量穩定。
[0014]條形出口與料臺間隙配合，條形出口長度大於料臺長度O?1mm，長度方向不留或僅留很小的間隙，使石英玻璃板的收縮成型主要從厚度方向進行，保證質量；第二錐形部高度為第一錐形部高度的1/3?1/2，第二錐形部主要起快速收縮的作用，避免較長的時間的冷卻造成結合強度降低，因此高度不宜過大；第一錐形部與芯杆軸向夾角為30°?60°，第二錐形部與芯杆軸向夾角為50°?80°，兩者夾角差可在20°?30°之間；條形出口寬度大於30mm,用於生產30mm以上的大厚度石英板。
[0015]所述的導引裝置包括設置在石英板前後面的正嚮導輥及設置在石英板側面的側嚮導輥，正嚮導輥、側嚮導輥均安裝在支撐架上。通過正嚮導輥、側嚮導輥使石英板順利牽出，與正嚮導輥、側嚮導輥相連的杆上設有配重裝置。
[0016]與現有技術相比，本實用新型具有的有益效果是:
[0017]本石英板生產系統設計合理，通過設置上坩堝、下坩堝及輔加熱裝置，滿足坩堝各個區域的溫度要求，使物料加熱均勻，避免產生氣泡、氣線，提高產品質量；通過設置料臺的第一錐形部及第二錐形部，使大厚度石英板的結合強度好，質量穩定，適於大厚度石英板的生產；拉板機減少製造成本，降低能耗，提高產品質量，實現對石英玻璃板出板速率的連續調節，方便生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0019]圖2是料臺與坩堝配合示意圖；
[0020]圖3是料臺俯視圖；
[0021]圖4是拉板機側視圖；
[0022]圖5是壓杆及上壓輥、下壓輥安裝結構示意圖。
[0023]圖中:1、爐體；2、保溫層；3、料臺；4、主加熱裝置；5、輔加熱裝置；6、爐蓋；7、力口料管；8、螺母；9、芯杆；10、坩堝；11、正嚮導輥；12、側嚮導輥；13、支撐架；14、石英板；15、上壓輥；16、下壓輥；17、壓杆；18、吊杆；19、配重塊；20、剪切裝置；21、架體；22、輸入軸；23、傳動箱；24、同步帶；25、變頻電機；26、控制櫃；27、輸出軸；28、輸出齒輪；29、主動齒輪；30、傳動齒輪；31、從動齒輪；32、大齒輪；33、條形出口 ；34、擋塊；35、小齒輪；36、軸承組件；37、連接板；101、上坩堝；102、下坩堝；301、方形部；302、第一錐形部；303、第二錐形部。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型的實施例做進一步說明
[0025]如圖1所示，本石英板生產系統由上到下依次設置連熔爐、導引裝置及拉板機，連熔爐包括爐體1、爐蓋6，爐體I內設有坩堝10，坩堝10外側設有主加熱裝置4，坩堝10中心設有芯杆9，芯杆9底端連接料臺3，芯杆9上端連接爐蓋6，芯杆9上端部連接螺母8，通過螺母8調節芯杆高度，爐蓋6上設有均布的加料管7。坩堝10由上坩堝101及下坩堝102組成，上坩堝101與下坩堝102平滑連接，且下坩堝102直徑小於上坩堝101直徑，其差值可取30mm?50mm，兩者的高度比為1:1。上坩堝101內還設有輔加熱裝置5，輔加熱裝置5包括輔電極及輔加熱棒，輔電極安裝在爐體I上部，輔加熱棒沿上坩堝101周向均布，其數量為4?6根，輔加熱棒位於芯杆9與上坩堝101內壁之間的1/3?1/2處，優選1/3處，使輔加熱棒的位置距離中心芯杆9較近，以提高物料內部的溫度，使整體溫度均勻。
[0026]料臺3由上到下依次由方形部301、第一錐形部302、第二錐形部303組成，第一錐形部302錐面斜率小於第二錐形部303錐面斜率，第一錐形部302與芯杆9軸向夾角為30°?60°，第二錐形部303與芯杆9軸向夾角為50°?80°，兩者夾角差可在20°?30°之間選擇。第二錐形部303高度為第一錐形部302高度的1/3?1/2，以實現快速收縮。坩堝10底部設有條形出口 33，條形出口 33與料臺3間隙配合，條形出口 33長度大於料臺3長度O?Imm,條形出口 33寬度大於30mm。
[0027]拉板機包括架體21，架體21中間設有壓輥裝置、壓緊裝置，壓輥裝置包括上下兩層分別成對設置的上壓輥15、下壓輥16，上壓輥15、下壓輥16轉軸兩端分別連接小齒輪35，小齒輪35與大齒輪32嚙合，同層的兩大齒輪32相互嚙合，其中上層的一大齒輪32與從動齒輪31嚙合，下層的一大齒輪32與主動齒輪29嚙合，主動齒輪29與從動齒輪31分別與傳動齒輪30嚙合，主動齒輪29與從動齒輪31具有相同的模數，以使石英板14下行速度一致。主動齒輪29與輸出軸27上的輸出齒輪28嚙合，輸出軸27與傳動箱23相連，傳動箱23 —側輸入軸22通過同步帶24與變頻電機25相連，輸入軸22與輸出軸27相互垂直設置，兩者通過渦輪蝸杆副連接，變頻電機25通過線纜連接控制櫃26。
[0028]壓緊裝置包括對稱設置在架體21上下層及兩側的八組配重塊19，配重塊19通過吊杆18安裝在壓杆17端部，壓杆17端部設有向上凸出的若干擋塊34，吊杆18安裝在相鄰的兩擋塊34之間，通過設置多個擋塊34，可以懸掛多個配重單元，並且可調節配重單元的懸掛位置，從而調節上壓輥15或下壓輥16的壓力。壓杆17遠離配重塊19的一端設有折彎部，折彎部的折彎角為鈍角，折彎部的端部鉸接在架體21上，折彎部的底部通過連接板37與小齒輪35的軸承組件36固定連接。架體21臺面下方設有剪切裝置20，剪切裝置20通過線纜連接控制櫃26。
[0029]工作過程:
[0030]石英粉由加料管7進入坩堝10內，在上坩堝101內進行預熱，然後進入下坩堝102進行熔融排氣，通過主加熱裝置4對坩堝10外圍進行加熱，由於下坩堝102直徑小於上坩堝101直徑，因此下坩堝102內的物料少於上坩堝101，從而保證了熔融區的高溫度，同時，由於下坩堝102的內徑小，橫向傳熱速度快，使熔融的料流受熱均勻，避免產生氣泡、氣線。輔加熱裝置5可進行間斷加熱，以使上坩堝101內物料保持橫向溫度均勻。同時，在停爐階段，通過輔加熱裝置5，使爐體I上部的石英粉熔化流出，避免石英粘附在坩堝10內壁上。熔融的石英沿料臺的第一錐形部302流出並初步收縮，由於第一錐形部302錐面斜度較小，保證內部的填充，當料流留至第二錐形部303時，沿斜度較大的錐形面快速收縮，兩側的料流在中間融合。
[0031 ] 收縮成型的石英板14在正嚮導輥11及側嚮導輥12的導引作用下向下運行，並進入拉板機，變頻電機25通過同步帶24帶動輸入軸22旋轉，輸入軸22通過渦輪蝸杆副帶動輸出軸27轉動，輸出軸27上的輸出齒輪28將動力傳遞至主動齒輪29，主動齒輪29依次傳遞至下層的大齒輪32、小齒輪35，使下壓輥16旋轉，帶動石英板14下行，同時，主動齒輪29向上通過傳動齒輪30、從動齒輪31將動力依次傳遞至上層的大齒輪32、小齒輪35，使上壓輥15旋轉，帶動石英板14下行，石英板14進入剪切裝置20後，根據變頻電機25的頻率可得知石英板14的下行速度，控制櫃26自動控制切剪裝置20的間隔動作時間，實現自動生產。
【權利要求】
1.一種石英板生產系統，由上到下依次設置連熔爐、導引裝置及石英板生產系統，連熔爐包括爐體(1)、爐蓋(6)，爐體⑴內設有坩堝(10)，?甘堝(10)外側設有主加熱裝置(4)，坩堝(10)中心設有芯杆(9)，芯杆(9)底端連接料臺(3)，芯杆(9)上端連接爐蓋(6)，其特徵在於:坩堝(10)由上坩堝(101)及下坩堝(102)組成，上坩堝(101)與下坩堝(102)平滑連接，且下坩堝(102)直徑小於上坩堝(101)直徑，上坩堝(101)內設有輔加熱裝置(5)；石英板生產系統包括架體(21)，架體(21)中間設有壓輥裝置、壓緊裝置，壓輥裝置包括上下兩層分別成對設置的上壓輥(15)、下壓輥(16)，上壓輥(15)、下壓輥(16)轉軸兩端分別連接小齒輪(35)，小齒輪(35)與大齒輪(32)嚙合，同層的兩大齒輪(32)相互嚙合，其中上層的一大齒輪(32)與從動齒輪(31)嚙合，下層的一大齒輪(32)與主動齒輪(29)嚙合，主動齒輪(29)與從動齒輪(31)分別與傳動齒輪(30)嚙合，主動齒輪(29)與輸出軸(27)上的輸出齒輪(28)嚙合，輸出軸(27)與傳動箱(23)相連，傳動箱(23) —側輸入軸(22)通過同步帶(24)與變頻電機(25)相連，變頻電機(25)通過線纜連接控制櫃(26)。
2.根據權利要求1所述的石英板生產系統，其特徵在於:所述的輸入軸(22)與輸出軸(27)相互垂直設置，兩者通過渦輪蝸杆副連接。
3.根據權利要求1所述的石英板生產系統，其特徵在於:所述的壓緊裝置包括對稱設置在架體(21)上下層及兩側的八組配重塊(19)，配重塊(19)通過吊杆(18)安裝在壓杆(17)端部，壓杆(17)遠離配重塊(19)的一端設有折彎部，折彎部的端部鉸接在架體(21)上，折彎部的底部通過連接板(37)與小齒輪(35)的軸承組件(36)固定連接。
4.根據權利要求3所述的石英板生產系統，其特徵在於:所述的壓杆(17)端部設有向上凸出的若干擋塊(34)，吊杆(18)安裝在相鄰的兩擋塊(34)之間。
5.根據權利要求1所述的石英板生產系統，其特徵在於:所述的架體(21)臺面下方設有剪切裝置(20)，剪切裝置(20)通過線纜連接控制櫃(26)。
6.根據權利要求1所述的石英板生產系統，其特徵在於:所述的料臺(3)由上到下依次由方形部(301)、第一錐形部(302)、第二錐形部(303)組成，第一錐形部(302)錐面斜率小於第二錐形部(303)錐面斜率，相應的坩堝(10)底部設有條形出口(33)。
7.根據權利要求1所述的石英板生產系統，其特徵在於:所述的導引裝置包括設置在石英板(14)前後面的正嚮導輥(11)及設置在石英板(14)側面的側嚮導輥(12)，正嚮導輥(11)、側嚮導輥(12)均安裝在支撐架(13)上。
【文檔編號】C03B20/00GK203922990SQ201420276330
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】許晶, 鮑豔 申請人:山東鄒平嘉鑫粉體科技有限公司