Устройство для изготовления кварцевых труб

 

О П И С А Н И Е ()88(018

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик (6() Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 21. 12. 79 (21) 2856043/29-33 (51) Щ. Кд с присоединением заявки ¹

С 03 В 23/04

Гасударственный комнтет (23) Приоритет ло делам нзе4ретеннй н открытий

Опубликовано 15. 11. 81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания l?.11 .81 (53) УЛК 666.1. .036.5(088.8) (72) Авторы изобретения

B,Н. Шубин, 10,В. Волков, А.П. Сивка и О.П. Червинская

Саранское производственное обьединение "Свето ехиика" г

Государственный научно-исследовательский инсттттут кварцевого стекла и Всесоюзный научно-исследовательский: институт токов высокой частоты им. Вологдина (7l ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1(ВАРЦЕВЫХ

ТРУВ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию по производству кварцевых труб.

Известна индукционная вакууматмосферная тигельная печь для плавки стек—

5 ла и вытяжки кварцевых труб, содержащая индуктор, корпус из непрозрачного кварцевого стекла, теплоизоляцию, графитовый тигель с дюзой и пуансоном, установленный через графитовую подставку на водоохлаждаемое основание, графитовый цилиндр, являющийся продолжением тигля. При этом графитовые тигель, подставка и цилиндр вы15 полняют функцию нагревателя (11, Недостатком известного устройства является неравномерная температура по стекломассе расплавленного блока в средней и верхней его части в период формования трубы, что не позволяет получать вырабатываемые трубы с одинаковыми параметрами по геометрии и физическим свойствам стекла. Эти параметры трубы постейенно и непрерывно изменяются при формовании в зависи— мости от температуры поступающей стекламассы. Неравномерность температур» ного поля обусловлена тепловыми потерями через верх печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для изготовления кварцевых труб, включающее индуктор, теплоизолированный ллавильный тигель и подставку (2) .

Недостатки этого устройства по качеству вырабатываемых груб заключают— ся в неравномерном температурном поле расплавленной стекломассы в средней и верхней зоне плавильного тигля, в результате чего вырабатываемые трубы в процессе цикла выработки меняют геометрические параметры и физические свойства стекла в зависимости от температуры стекломассы, поступающей в зону формования. Таким образам, вырабатываемые кварцевые трубы на отечест881018

4 венном оборудовании из того же исходного материала и той же технологии, по качеству значительно уступают трубам, полученным на оборудовании иностранных фирм.

Цель изобретения — повышение качества вырабатываемых труб.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для изготовления.кварцевых труб, включающее индуктор, теп- 1О лоизолированный плавильный тигель и подставку, снабжено нагревателем, выполненным в виде диска и установленным над плавильным тиглем в зоне индуктора, при этом отношение диаметра тигля к диаметру диска составляет

0,5-0,9, а расстояние между тиглем и диском к диаметру тигля 0,1-0,6. Такое устройство позволяет осуществить над плавильным тиглем тепловую завесу".и создать в плавильной зоне равномерное температурное поле.

При нижнем пределе отношение 0,5 диаметр нагревательног0 диска в два раза больше диаметра тигля. При этом соотношении и нижнем пределе отношения расстояния от нагревательного диска к диаметру тигля 0,1, нагреваФ тельный диск своей плотностью экранирует верхнюю часть тигля от нагревания и дальнейшее уменьшение соотношения диаметра тигля к диаметру диска приводит к тому, что нагрев верхней части тигля резко уменьшается и температурное поле в тигле искажается.

Верхний предел отношений 0,9 вы35 бран из конструктивных соображений.

При большем соотношении диаметров, например 1, усложняется конструкция устройства. Нижний предел отношения

4О расстояния . между нагревательным диском и тиглем равен 0,1. С уменьшением этого расстояния эффект нагревания верхней торцовой плоскости тигля и нижней плоскости нагревательного

45 диска уменьшается и в предельном случае сводится к нулю. Отношение, равное 0,1 — это тот предел, нри котором значение эффекта нагревательного диска практически исчезает, а тигель и нагревательный диск при этом как бы превращаются в единый тигель с недостатками известной конструкции.

Верхний предел отношений 0,6, при этом нагрев диска максимальный. Од- 15 како в данном случае увеличиваются тепловые потери в тигле и тепло, выделяемое в нагревательном диске, практически расходуется на компенсацию этих потерь. При увеличении отношения более чем 0,6, эффект нагревательного диска, как и тепловой завесы" верха печи теряется совсем.

На чертеже изображено устройство в разрезе.

Индуктор 1 с теплоизоляцией 2 установлен на водоохлаждаемом основании 3.

Механизм загрузки 4 установлен на рабочей площадке, а на каретке механиз-. ма смонтировано охлаждаемое кольцо 5, на котором установлено теплоизоляционное кольцо 6, графитовая подставка 7 и плавильный тигель 8 с дюзой 9 и пуансоном 10. Над тиглем 8 в зоне индуктора 1 смонтирован нагревательный диск 11. В плавильном тигле 8 размещается загрузка — блок 12 кварцевого стекла, из которого и вырабатывается труба 13, Работа устройства заключается в следующем.

Графитовый тигель 8 с кварцевым блоком 12, дюзой 9 и пуансоном 10 через теплоизоляцию 6 и графитовую подставку 7 устанавливают на водоохлаждаемое кольцо 5, смонтированное на подвижной каретке механизма загруз— ки 4. При этом выработочный люк водоохлаждаемого кольца 5 закрывают теплоизоляционной пробкой. В таком виде кварцевый блок с тиглем вместе загружают в печь, Включают нагрев, разогревают и расплавляют блок кварцевого стекла. При этом токами высокой частоты разогреваются тигель 8 (цилиндрическая часть в торец), дкза 9, графитовая подставка 7 и графитовый диск 11.

При соотношении геометрических размеров с1 -:d = 0,7 и h:d = 0,3, где д т = — 200 мм, получено следующее распределение тепловой энергии: в плавильном тигле и дюзе 687, подставке 12,57. и графитовом диске 19,5%, при этом диск разогревается как по цилиндрической поверхности, так и по его плоскости, образуя "тепловую завесу" для верхней зоны плавильного тигля.

Такое устройство позволяет создать в плавильной зоне расплав с равномерным температурным полем. Далее расплавленную стекломассу через кольцевое отверстие, образованное в нижней части тигля дюзой 9 и пуансоном 10, вырабатывают в виде трубы заданных размеров. В связи с тем, что в зону формования (кольцевое отверстие и

881018

zo несколько ниже) стекломасса из емкости тигля поступает с одинаковой темв пературой, то и геометрические размеры трубы (диаметр, толщина стенки) при всех прочих равных усЛовиях, а также свойства стекла образуемой трубы остаются неизменными по длине всей трубы, выработанной из данного блока.

Эффект изобретения состоит в том, что оно позволяет переработать квар- цевый блок в трубу в одинаковых температурных условиях и получить трубы заданного качества, повысить качество вырабатываемых труб и выход годной продукции на 1 кг исходного стекла в блоках.

Формула изобретения

Устройство для изготовления кварцевых труб, включающее индуктор, теппоизолированный плавильный тигель и подставку, отличающееся тем, что, с целью повышения качества вырабатываемых труб, оно снабжено нагревателем, выполненным в виде диска и установленным над плавильным тиглем в зоне индуктора, при этом отношение диаметра тигля к диаметру дис" ка составляет 0,5-0,9, а расстояние между тиглем и диском к диаметру тигля — 0,1-0,6.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по производству стекла. Т, 1, М,, Госстройиздат, 1963, с. 580.

2. Авторское свидетельство СССР ,У -668894, кл. С 03 В 17/04, 1977.

881018

1 (2

Составитель Н. Ильиных

Редактор П. Коссей Техвед Ж.Кастелевич Корректор А. Дзятко

Заказ 9854/37 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4