光學玻璃圓棒一次成型及成型自動控制裝置的製作方法

2023-11-01 20:14:13 1

本發明屬於光學玻璃成型技術領域。具體涉及一種光學玻璃圓棒的一次成型及自動控制裝置，該裝置可用於光學玻璃圓棒一次成型，具備連續生產光學玻璃圓棒，並能夠實現無人值守自動成型的特點。

背景技術：

光學玻璃的成型一般是配合料熔化成玻璃液後再經過特定模具固化成所需形狀，目前成型工藝主要是方料成型，方料成型即光學玻璃在熔化狀態下，經方形模具自然成型或滾壓成型並切割成一定尺寸的光學玻璃方料，方料經過切條，滾磨成特定直徑的圓棒，再經過切片等工序達到客戶要求尺寸。這種製作方式工序多，時間長，且料廢極大，如果能直接生產出圓形的棒料，將極大程度減少製作工序以及材料的浪費。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種光學玻璃圓棒一次成型及成型自動控制裝置，該裝置可用於光學玻璃圓棒一次成型，具備連續生產光學玻璃圓棒，並能夠實現無人值守自動成型的特點。

本發明的技術解決方案是：一種光學玻璃圓棒一次成型及成型自動控制裝置，其特徵在於：由漏料管、成型模具、模具支撐裝置、成型臺、模具加熱裝置、模具冷卻裝置、自動控制測溫裝置、溫控儀表、調速器和網帶退火爐構成；其中，成型臺和網帶退火爐連接在一起，並安裝在退火爐升降裝置上；成型模具通過模具支撐裝置固定在成型臺上；模具冷卻裝置設置在成型模具入口段下方，目的是在成型區加快玻璃凝固，並防止粘模具；模具加熱裝置設置在成型模具出口段下方，目的是防止玻璃走出模具後冷卻太快而炸裂；模具的加熱和冷卻位置沒有設置在模具內部，而是設為外置，目的有兩個方面，一是減少模具結構複雜化，使模具輕便易進行更換和維護操作，二是為了適應更多不同牌號、不同出料量的圓棒生產要求；因不同牌號，不同出料量對加熱及冷卻的位置要求不同，如果做為內置加熱或冷卻，就只能在固定的位置進行加熱或冷卻，靈活性不夠，出料量及可以生產的玻璃圓棒種類受到了限制；而如果做成外置加熱或冷卻，就可以根據不同牌號，不同出料量的特性，方便靈活地改變加熱或冷卻的位置，即可滿足各種類型的圓棒成型；自動控制測溫裝置、溫控儀表和調速器構成溫控裝置，自動控制測溫裝置設置在成型模具中成型液位線上方。成型好的玻璃進入網帶退火爐，通過粗退火後按預定尺寸切斷，即成為所需產品。

本發明的技術解決方案中所述的成型模具和網帶退火爐是一體式的固定連接，成型模具和網帶退火爐是傾斜放置的，與地面的傾斜角度為5~20°。本發明成型方式不是傳統的水平成型，而是成型模具和水平面有一定的傾斜度，目的是讓玻璃液能夠快速填滿模具的內腔，同時也控制玻璃液不會往後倒流；模具成型臺和退火爐是一體式的固定連接方式，這樣做的優點是模具和退火爐網帶始終保持同樣的角度，可防止圓棒成型過程中產生彎曲不良。

本發明的技術解決方案中所述的成型模具由前段模具和後段模具兩部分組成；其中，前段模具為封閉的圓形內腔，前段模具入口為弧形口；後段模具為半封閉的半圓或圓弧託槽，託槽的橫截面積小於或等於1/2圓形內腔的橫截面積；前段模具和後段模具兩部分進行非緊密連接。

本發明的技術解決方案中所述的前段模具是由上、下兩半或左、右兩半拼接而成的，中間用卡槽相連，這樣做的目的是防止圓棒斷裂或粘模具後堵在圓腔內出不來。而使用兩個半圓腔拼接的好處是，可以在圓棒堵模具等成型異常時把模具打開，方便地拿出堵在圓腔內的玻璃。後半部分的託槽設計為半圓或弧形是為了減小圓棒與模具的摩擦，使成型好的圓棒順利走出模具，減小因摩擦力大而發生的堵塞模具或圓棒運行速度不一致等異常情況的發生。

本發明的技術解決方案中所述的自動控制測溫熱裝置位於成型模具中成型液位線上方2~10mm，離液位線太低，溫度反應太靈敏，反饋到調速器的信息過於頻繁，不利於成型液位穩定，太高則反應過於遲鈍，成型液位自動調整不及時，也不利於成型液位自動控制。

本發明的技術解決方案中所述的模具冷卻裝置設置在成型模具入口段的兩側，模具加熱裝置設置在成型模具出口段的兩側。

本發明的技術解決方案中所述的成型模具後部通過螺杆固定在模具支撐裝置上，螺杆用於模具的定位，防止模具位置的改變引起圓棒直度的變化。

本發明的技術解決方案中所述的退火爐升降裝置是電動升降裝置，模具的傾斜度可以通過退火爐升降裝置調節，是因為不同的玻璃特性，需要不同的角度來適應成型，升降裝置就是滿足方便快捷的角度調節需求。

本發明技術解決方案中所述的模具加熱裝置由兩個封閉圓柱腔體組成，兩個圓柱腔體的直徑一大一小，小的裝入大的內部，小的圓柱腔體的整個圓柱面上打有小孔，大的圓柱腔體只在圓柱的一個方向打孔，加熱時，天然氣或其他可燃氣體和壓縮空氣同時先進入小的圓柱腔體，經過小孔流出，再從大的圓柱腔體的小孔流出時，已混合均勻，達到加熱均勻一致的目的。

本發明技術解決方案中所述的模具冷卻裝置為在封閉腔體表面打數個小孔，冷卻風通過小孔吹出，帶走模具熱量，達到對模具及圓棒的冷卻效果。

本發明技術解決方案中所述的漏料管為鉑金或鉑黃合金製成，通過直接的電加熱將漏料管溫度升高到玻璃的軟化溫度以上，使玻璃液從漏料管流出，通過漏料管溫度的變化，調整玻璃液粘度，使其按預定的流速流入模具中。

本發明技術解決方案中所述的成型自動控制的原理是，通過監測模具某關鍵位置的溫度，收集所測溫度和成型液位高度的函數關係，寫入調速器的程序中。成型液位波動時引起測溫熱電偶溫度波動，溫度信息通過溫控儀表反饋到調速器，調速器根據實測溫度和設定溫度的差值自動調節速度，使得測溫熱電偶監測的溫度達到設定值，從而起到穩定成型液位，達到自動控制成型液位的目的。

本發明具有可用於光學玻璃圓棒一次成型，具備連續生產光學玻璃圓棒，並能夠實現無人值守自動成型的特點。本發明主要用於光學玻璃圓棒一次成型。

附圖說明

圖1是光學玻璃圓棒一次成型及成型自動控制裝置示意圖。

圖2是光學玻璃圓棒一次成型模具示意圖。

圖3是圖2的俯視圖。

圖4是成型模具加熱裝置示意圖。

圖5是模具支架示意圖。

具體實施方式

如圖1所示。本發明一種光學玻璃圓棒一次成型及成型自動控制裝置由漏料管1、成型模具2、模具支撐裝置4、成型臺5、模具加熱裝置8、模具冷卻裝置9、自動控制測溫裝置10、溫控儀表11、調速器12、網帶退火爐6構成。其中，成型臺5和網帶退火爐6連接在一起，並安裝在退火爐升降裝置7上，退火爐升降裝置7是電動升降裝置。成型模具2通過模具支撐裝置4固定在成型臺5上。成型臺5可以通過退火爐升降裝置7調節角度和高度，退火爐升降裝置7是電動升降裝置，可以通過按鍵操作。模具冷卻裝置9設置在成型模具2入口段下方，模具加熱裝置8設置在成型模具2出口段下方。自動控制測溫裝置10、溫控儀表11和調速器12構成溫控裝置，自動控制測溫裝置10設置在成型模具2中成型液位線上方2~10mm，自動控制測溫裝置10連接溫控儀表11用於監測模具某處的溫度，溫控儀表11連接調速器12，用於給調速器12提供溫度信息實現成型液位自動控制。成型模具2和網帶退火爐6是一體式的固定連接，成型模具2和網帶退火爐6是傾斜放置的，與地面的傾斜角度為5~20°。成型模具2由前段模具和後段模具兩部分組成；其中，前段模具為封閉的圓形內腔，前段模具入口為弧形口；後段模具為半封閉的託槽，託槽的橫截面積小於或等於1/2圓形內腔的橫截面積；前段模具和後段模具兩部分進行非緊密連接。前段模具是由上、下兩半或左、右兩半拼接而成的。模具冷卻裝置9還可設置在成型模具2入口段的兩側，模具加熱裝置8設置在成型模具2出口段的兩側。成型模具2後部14通過螺杆固定在模具支撐裝置4上。網帶加熱爐6用來牽引圓棒運行以及對圓棒進行退火消除內應力。

玻璃液3從漏料管1流出，通過漏料管1溫度的變化，改變玻璃液粘度，使其按預定的流速流入成型模具2中。流入模具2入口的玻璃液在進入模具的內腔前需經過模具冷卻裝置9使其凝固成型。成型模具2的出口某一位置有模具加熱裝置8，目的是防止玻璃走出模具後冷卻太快而炸裂。玻璃成型過程中的成型液位通過自動控制測溫裝置10測出的溫度反饋到調速器12進行自動控制。出了模具的圓棒進入網帶退火爐6內粗退火，目的是消除應力。網帶退火爐6內用加熱板加熱，分段控制退火爐內溫度。

該裝置的工作步驟如下：

（1）、將熔融好的玻璃液通過漏料管1漏注到成型模具2中；

（2）、調整漏料管1溫度，使玻璃液粘度適合成型；

（3）、調節模具冷卻裝置9及冷卻強度，使玻璃液在出模具之前凝固成型；

（4）、調節成型臺5傾斜角度，使玻璃液不至於向後倒流，同時也使進入模具內腔的玻璃充分填充在腔內；

（5）、調整成型臺5高度，使其出口和網帶退火爐6高度一致；

（6）、打開調速器12，使網帶退火爐6牽引玻璃運行；

（7）、調節模具加熱裝置8，使模具出口達到一定溫度，防止玻璃炸裂；

（8）、設定成型控制溫度，成型液位波動時引起測溫熱電偶溫度波動，溫度信息通過溫控儀表反饋到調速器12，調速器12根據實測溫度和設定溫度的差值自動調節速度，使得測溫熱電偶監測的溫度達到設定值，從而起到穩定成型液位，達到自動控制成型液位的目的；

（9）、光學玻璃圓棒通過網帶退火爐6的勻速牽引，從退火爐走出；

（10）、待光學玻璃圓棒走出網帶退火爐6末端，按預定尺寸切斷圓棒；

（11）、把切斷好的圓棒編號標識，放在指定的位置。

上述過程中，需要根據所要生產的光學玻璃圓棒的特性，控制不同的漏料管溫度和加熱冷卻強度，以及網帶退火爐加熱溫度。網帶退火爐的速度是調速器根據成型控制溫度自動調整的，模具的入口和出口以及上部下部等關鍵位置可以根據需要加入熱電偶監控溫度，達到精確控制的目的。這樣在連續生產時就可以生產出品質穩定的光學玻璃圓棒產品。