石英板生产系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种石英板生产系统，属于石英连熔生产设备领域，由上到下依次设置连熔炉、导引装置及拉板机，连熔炉包括炉体、炉盖，炉体内设有坩埚，坩埚外侧设有主加热装置，坩埚中心设有芯杆，芯杆底端连接料台，芯杆上端连接炉盖，坩埚由上坩埚及下坩埚组成，上坩埚与下坩埚平滑连接，且下坩埚直径小于上坩埚直径，上坩埚内设有辅加热装置。本实用新型设计合理，物料受热均匀，降低能耗，减少制造成本，提高产品质量，适于大厚度石英板的生产。
【专利说明】石英板生产系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石英板生产系统，属于石英连熔生产设备领域。
【背景技术】
[0002]石英玻璃具有良好的物理、化学性能，如耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、绝缘性能好等，是现代科学技术的重要新材料。现有高纯度石英玻璃板是采用连熔炉进行生产，通过拉板机拉制成型。连熔炉加热装置多采用外加热，即在坩埚外圆周上设置加热装置，通过辐射传热对坩埚进行加热，使坩埚内的石英粉熔融成液态，进而拉制成型。现有的加热装置由于沿纵向设置，而坩埚沿纵向的直径一致，因此坩埚的受热较为均匀，而石英粉由加料管进入坩埚后，需进行预热、熔融及排气成型过程，为保持流体的流动性，要求熔融区的温度较高。并且，现有的加热方式对坩埚内部物料的加热不足，容易造成内部熔化不均匀，特别对于大厚度石英板，影响产品质量。
[0003]现有拉板机的每组压辊对应相应的驱动电机，压辊与电机轴同轴设置。这种方式的不足在于，电机使用量多，成本高，能耗大，石英板下行过程不平稳，容易发生折弯。石英玻璃板的生产效率与压辊的速度密切相关，传统的电机难以根据现场情况调节压辊速率，
影响生产。
实用新型内容
[0004]根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种石英板生产系统，设计合理，物料受热均匀，降低能耗，减少制造成本，提高产品质量，适于大厚度石英板的生产。
[0005]本实用新型所述的石英板生产系统，由上到下依次设置连熔炉、导引装置及拉板机，连熔炉包括炉体、炉盖，炉体内设有坩埚，坩埚外侧设有主加热装置，坩埚中心设有芯杆，芯杆底端连接料台，芯杆上端连接炉盖，坩埚由上坩埚及下坩埚组成，上坩埚与下坩埚平滑连接，且下坩埚直径小于上坩埚直径，上坩埚内设有辅加热装置；拉板机包括架体，架体中间设有压辊装置、压紧装置，压辊装置包括上下两层分别成对设置的上压辊、下压辊，上压辊、下压辊转轴两端分别连接小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，同层的两大齿轮相互啮合，其中上层的一大齿轮与从动齿轮哨合，下层的一大齿轮与主动齿轮哨合，主动齿轮与从动齿轮分别与传动齿轮哨合，主动齿轮与输出轴上的输出齿轮哨合，输出轴与传动箱相连，传动箱一侧输入轴通过同步带与变频电机相连，变频电机通过线缆连接控制柜。
[0006]通过将连熔炉的坩埚设置为上坩埚与下坩埚，上坩埚对应预热区，下坩埚对应熔融区及排气区，通过设置不同的直径，使不同区域内的物料量不同，由于减少了下坩埚内的物料量，在主加热装置加热功率不变的条件下，保证熔融区的较高温度，通过设置辅加热装置进行间隔加热，使物料的内部加热更为均匀，避免气泡、气线的产生，提高产品质量。同时，在停炉阶段，通过辅加热装置，使炉体上部的石英粉熔化流出，避免石英粘附在坩埚内壁上。拉板机通过主动齿轮、传动齿轮、从动齿轮、大齿轮、小齿轮组成的齿轮组传递动力，将同一变频电机通过传动箱输出至输出轴的动力传递至压辊上，使成对的两压辊反向旋转，从而使石英板下行，保证了压辊旋转的同步性，节约了能耗，方便了对压辊位置的调节。通过控制柜对变频电机进行控制，实现对石英玻璃板出板速率的连续调节，使出板速率能够根据现场的生产情况实时调节，便利了生产。整个系统设计合理，降低了能耗，提高了产品质量。
[0007]上坩埚比下坩埚直径大30mm?50mm ;上坩埚与下坩埚高度比为1:1 ;辅加热装置包括辅电极及辅加热棒，辅电极安装在炉体上部，辅加热棒沿上坩埚周向均布，辅加热棒可采用钨棒，布置数量为4?6根；辅加热棒位于芯杆与上坩埚内壁之间的1/3?1/2处，辅加热棒的位置距离中心芯杆较近，以提高物料内部的温度，使整体温度均匀。
[0008]所述的输入轴与输出轴相互垂直设置，两者通过涡轮蜗杆副连接，通过传动箱改变动力输出角度，利于变频电机的空间布置。
[0009]所述的主动齿轮与从动齿轮模数相同，保证上下层的压辊转速一致。
[0010]所述的压紧装置包括对称设置在架体上下层及两侧的八组配重块，配重块通过吊杆安装在压杆端部，压杆远离配重块的一端设有折弯部，折弯部的端部铰接在架体上，折弯部的底部通过连接板与小齿轮的轴承组件固定连接，配重块向下压迫压杆，压杆通过连接板将压力传递至小齿轮的转轴上，进而传递至上压辊或下压辊上，成对的上压辊或下压辊将石央板夹持在中间。
[0011]所述的压杆端部设有向上凸出的若干挡块，吊杆安装在相邻的两挡块之间，通过设置多个挡块，可以悬挂多个配重单元，并且可调节配重单元的悬挂位置，从而调节上压辊或下压辊的压力。
[0012]所述的架体台面下方设有剪切装置，剪切装置通过线缆连接控制柜，通过剪切装置自动将石英板切断，实现自动生产。
[0013]所述的料台由上到下依次由方形部、第一锥形部、第二锥形部组成，第一锥形部锥面斜率小于第二锥形部锥面斜率，相应的坩埚底部设有条形出口，通过设置第一锥形部及第二锥形部，使原有熔融的石英料流沿单个锥面流下变为沿两个不同角度的锥面分阶段流下，料流在第一锥形部初步收缩，内部充分填充，在第二锥形部快速冷却收缩成型，既满足了结合强度要求，又使内部填料充分，保证大厚度石英板的质量稳定。
[0014]条形出口与料台间隙配合，条形出口长度大于料台长度O?1mm，长度方向不留或仅留很小的间隙，使石英玻璃板的收缩成型主要从厚度方向进行，保证质量；第二锥形部高度为第一锥形部高度的1/3?1/2，第二锥形部主要起快速收缩的作用，避免较长的时间的冷却造成结合强度降低，因此高度不宜过大；第一锥形部与芯杆轴向夹角为30°?60°，第二锥形部与芯杆轴向夹角为50°?80°，两者夹角差可在20°?30°之间；条形出口宽度大于30mm,用于生产30mm以上的大厚度石英板。
[0015]所述的导引装置包括设置在石英板前后面的正向导辊及设置在石英板侧面的侧向导辊，正向导辊、侧向导辊均安装在支撑架上。通过正向导辊、侧向导辊使石英板顺利牵出，与正向导辊、侧向导辊相连的杆上设有配重装置。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是:
[0017]本石英板生产系统设计合理，通过设置上坩埚、下坩埚及辅加热装置，满足坩埚各个区域的温度要求，使物料加热均匀，避免产生气泡、气线，提高产品质量；通过设置料台的第一锥形部及第二锥形部，使大厚度石英板的结合强度好，质量稳定，适于大厚度石英板的生产；拉板机减少制造成本，降低能耗，提高产品质量，实现对石英玻璃板出板速率的连续调节，方便生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型结构示意图；
[0019]图2是料台与坩埚配合示意图；
[0020]图3是料台俯视图；
[0021]图4是拉板机侧视图；
[0022]图5是压杆及上压辊、下压辊安装结构示意图。
[0023]图中:1、炉体；2、保温层；3、料台；4、主加热装置；5、辅加热装置；6、炉盖；7、力口料管；8、螺母；9、芯杆；10、坩埚；11、正向导辊；12、侧向导辊；13、支撑架；14、石英板；15、上压辊；16、下压辊；17、压杆；18、吊杆；19、配重块；20、剪切装置；21、架体；22、输入轴；23、传动箱；24、同步带；25、变频电机；26、控制柜；27、输出轴；28、输出齿轮；29、主动齿轮；30、传动齿轮；31、从动齿轮；32、大齿轮；33、条形出口 ；34、挡块；35、小齿轮；36、轴承组件；37、连接板；101、上坩埚；102、下坩埚；301、方形部；302、第一锥形部；303、第二锥形部。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步说明
[0025]如图1所示，本石英板生产系统由上到下依次设置连熔炉、导引装置及拉板机，连熔炉包括炉体1、炉盖6，炉体I内设有坩埚10，坩埚10外侧设有主加热装置4，坩埚10中心设有芯杆9，芯杆9底端连接料台3，芯杆9上端连接炉盖6，芯杆9上端部连接螺母8，通过螺母8调节芯杆高度，炉盖6上设有均布的加料管7。坩埚10由上坩埚101及下坩埚102组成，上坩埚101与下坩埚102平滑连接，且下坩埚102直径小于上坩埚101直径，其差值可取30mm?50mm，两者的高度比为1:1。上坩埚101内还设有辅加热装置5，辅加热装置5包括辅电极及辅加热棒，辅电极安装在炉体I上部，辅加热棒沿上坩埚101周向均布，其数量为4?6根，辅加热棒位于芯杆9与上坩埚101内壁之间的1/3?1/2处，优选1/3处，使辅加热棒的位置距离中心芯杆9较近，以提高物料内部的温度，使整体温度均匀。
[0026]料台3由上到下依次由方形部301、第一锥形部302、第二锥形部303组成，第一锥形部302锥面斜率小于第二锥形部303锥面斜率，第一锥形部302与芯杆9轴向夹角为30°?60°，第二锥形部303与芯杆9轴向夹角为50°?80°，两者夹角差可在20°?30°之间选择。第二锥形部303高度为第一锥形部302高度的1/3?1/2，以实现快速收缩。坩埚10底部设有条形出口 33，条形出口 33与料台3间隙配合，条形出口 33长度大于料台3长度O?Imm,条形出口 33宽度大于30mm。
[0027]拉板机包括架体21，架体21中间设有压辊装置、压紧装置，压辊装置包括上下两层分别成对设置的上压辊15、下压辊16，上压辊15、下压辊16转轴两端分别连接小齿轮35，小齿轮35与大齿轮32啮合，同层的两大齿轮32相互啮合，其中上层的一大齿轮32与从动齿轮31啮合，下层的一大齿轮32与主动齿轮29啮合，主动齿轮29与从动齿轮31分别与传动齿轮30啮合，主动齿轮29与从动齿轮31具有相同的模数，以使石英板14下行速度一致。主动齿轮29与输出轴27上的输出齿轮28啮合，输出轴27与传动箱23相连，传动箱23 —侧输入轴22通过同步带24与变频电机25相连，输入轴22与输出轴27相互垂直设置，两者通过涡轮蜗杆副连接，变频电机25通过线缆连接控制柜26。
[0028]压紧装置包括对称设置在架体21上下层及两侧的八组配重块19，配重块19通过吊杆18安装在压杆17端部，压杆17端部设有向上凸出的若干挡块34，吊杆18安装在相邻的两挡块34之间，通过设置多个挡块34，可以悬挂多个配重单元，并且可调节配重单元的悬挂位置，从而调节上压辊15或下压辊16的压力。压杆17远离配重块19的一端设有折弯部，折弯部的折弯角为钝角，折弯部的端部铰接在架体21上，折弯部的底部通过连接板37与小齿轮35的轴承组件36固定连接。架体21台面下方设有剪切装置20，剪切装置20通过线缆连接控制柜26。
[0029]工作过程:
[0030]石英粉由加料管7进入坩埚10内，在上坩埚101内进行预热，然后进入下坩埚102进行熔融排气，通过主加热装置4对坩埚10外围进行加热，由于下坩埚102直径小于上坩埚101直径，因此下坩埚102内的物料少于上坩埚101，从而保证了熔融区的高温度，同时，由于下坩埚102的内径小，横向传热速度快，使熔融的料流受热均匀，避免产生气泡、气线。辅加热装置5可进行间断加热，以使上坩埚101内物料保持横向温度均匀。同时，在停炉阶段，通过辅加热装置5，使炉体I上部的石英粉熔化流出，避免石英粘附在坩埚10内壁上。熔融的石英沿料台的第一锥形部302流出并初步收缩，由于第一锥形部302锥面斜度较小，保证内部的填充，当料流留至第二锥形部303时，沿斜度较大的锥形面快速收缩，两侧的料流在中间融合。
[0031 ] 收缩成型的石英板14在正向导辊11及侧向导辊12的导引作用下向下运行，并进入拉板机，变频电机25通过同步带24带动输入轴22旋转，输入轴22通过涡轮蜗杆副带动输出轴27转动，输出轴27上的输出齿轮28将动力传递至主动齿轮29，主动齿轮29依次传递至下层的大齿轮32、小齿轮35，使下压辊16旋转，带动石英板14下行，同时，主动齿轮29向上通过传动齿轮30、从动齿轮31将动力依次传递至上层的大齿轮32、小齿轮35，使上压辊15旋转，带动石英板14下行，石英板14进入剪切装置20后，根据变频电机25的频率可得知石英板14的下行速度，控制柜26自动控制切剪装置20的间隔动作时间，实现自动生产。
【权利要求】
1.一种石英板生产系统，由上到下依次设置连熔炉、导引装置及石英板生产系统，连熔炉包括炉体(1)、炉盖(6)，炉体⑴内设有坩埚(10)，?甘埚(10)外侧设有主加热装置(4)，坩埚(10)中心设有芯杆(9)，芯杆(9)底端连接料台(3)，芯杆(9)上端连接炉盖(6)，其特征在于:坩埚(10)由上坩埚(101)及下坩埚(102)组成，上坩埚(101)与下坩埚(102)平滑连接，且下坩埚(102)直径小于上坩埚(101)直径，上坩埚(101)内设有辅加热装置(5)；石英板生产系统包括架体(21)，架体(21)中间设有压辊装置、压紧装置，压辊装置包括上下两层分别成对设置的上压辊(15)、下压辊(16)，上压辊(15)、下压辊(16)转轴两端分别连接小齿轮(35)，小齿轮(35)与大齿轮(32)啮合，同层的两大齿轮(32)相互啮合，其中上层的一大齿轮(32)与从动齿轮(31)啮合，下层的一大齿轮(32)与主动齿轮(29)啮合，主动齿轮(29)与从动齿轮(31)分别与传动齿轮(30)啮合，主动齿轮(29)与输出轴(27)上的输出齿轮(28)啮合，输出轴(27)与传动箱(23)相连，传动箱(23) —侧输入轴(22)通过同步带(24)与变频电机(25)相连，变频电机(25)通过线缆连接控制柜(26)。
2.根据权利要求1所述的石英板生产系统，其特征在于:所述的输入轴(22)与输出轴(27)相互垂直设置，两者通过涡轮蜗杆副连接。
3.根据权利要求1所述的石英板生产系统，其特征在于:所述的压紧装置包括对称设置在架体(21)上下层及两侧的八组配重块(19)，配重块(19)通过吊杆(18)安装在压杆(17)端部，压杆(17)远离配重块(19)的一端设有折弯部，折弯部的端部铰接在架体(21)上，折弯部的底部通过连接板(37)与小齿轮(35)的轴承组件(36)固定连接。
4.根据权利要求3所述的石英板生产系统，其特征在于:所述的压杆(17)端部设有向上凸出的若干挡块(34)，吊杆(18)安装在相邻的两挡块(34)之间。
5.根据权利要求1所述的石英板生产系统，其特征在于:所述的架体(21)台面下方设有剪切装置(20)，剪切装置(20)通过线缆连接控制柜(26)。
6.根据权利要求1所述的石英板生产系统，其特征在于:所述的料台(3)由上到下依次由方形部(301)、第一锥形部(302)、第二锥形部(303)组成，第一锥形部(302)锥面斜率小于第二锥形部(303)锥面斜率，相应的坩埚(10)底部设有条形出口(33)。
7.根据权利要求1所述的石英板生产系统，其特征在于:所述的导引装置包括设置在石英板(14)前后面的正向导辊(11)及设置在石英板(14)侧面的侧向导辊(12)，正向导辊(11)、侧向导辊(12)均安装在支撑架(13)上。
【文档编号】C03B20/00GK203922990SQ201420276330
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】许晶, 鲍艳 申请人:山东邹平嘉鑫粉体科技有限公司