專利名稱：自動氣煉機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種生產(chǎn)透明或不透明石英玻璃材料的自動氣煉機。
傳統(tǒng)氣煉法生產(chǎn)石英玻璃的手工氣煉機床，通常是由雙軌床體、可在雙軌床體上水平移動的小車、振動或氣流下料裝置、耐火保溫爐膛、燃燒氫、氧氣體的石英燈具、輸送高壓氧氣的裝置等部件組成，這種機床全憑手工操作，一切都是隨機、非定量進行的，只能生產(chǎn)透明石英玻璃管材，且生產(chǎn)效率低，能源消耗高，管材波紋嚴(yán)重，勞動強度大，屬于手工作坊式的生產(chǎn)。
本實用新型的目的在于提出一種既能生產(chǎn)透明石英玻璃，同時又能生產(chǎn)不透明石英玻璃的自動氣煉機，以提高勞動效率與產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，減輕勞動強度，使其適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
本實用新型的自動氣煉機可與微機配套使用，由微機控制其生產(chǎn)過程以及控制氫、氧氣體的壓力，微機可采用TP801單板機或其它類型微機，源程序用磁帶保存，使用時將程序輸入到單板機的隨機存貯器RAN中，只需將預(yù)定的工藝參數(shù)通過鍵盤寫入到數(shù)據(jù)庫即達目的。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)說明。


圖1是自動氣煉機床的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的走車機構(gòu)示意圖；圖3是
圖1的退車機構(gòu)示意圖；圖4是圖3的C－C剖視圖5是
圖1的托輪升降機構(gòu)示意圖；圖6是圖5的D－D剖視圖；圖7是
圖1的螺旋加料機構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)；圖8是圖7的E－E剖視圖；圖9是本實用新型一個實施例的微機控制原理框圖。
圖中，1－雙軌床體，2－走車機構(gòu)，3－退車機構(gòu)，4－托輪升降機構(gòu)，5－螺旋加料機構(gòu)，6－石英噴燈，7－耐火保溫爐膛，8－支架，9－石英管產(chǎn)品，10－走車支座，11－主軸。12－卡盤，13－步進(或直流)電機，14－皮帶輪，15－滾輪，16－傳動齒輪，17－步進電機，18－退車絲桿，19－開合螺母，20－操作手柄，21－步進電機，22－傘齒輪。23－升降絲桿，24－升降托桿，25－升降螺母，26－導(dǎo)向軸套，27－托輪支架，28－托輪，29－限位塊，30－偏心支塊，31－金屬杠桿，32－金屬觸板，33－步進電機，34－石英加料器，35－螺旋加料桿，36－支架，37－料斗，38－石英粉料，39－支座，40－漏斗，41－連板。
參照
圖1，自動氣煉機床是由雙軌床體(1)、可在雙軌床體上水平移動的走車機構(gòu)(2)，通過連板(41)與走車機構(gòu)相連的退車機構(gòu)(3)、固定在雙軌床體一端的托輪升降機構(gòu)(4)及螺旋加料機構(gòu)(5)等部分組成，螺旋加料機構(gòu)下部是置于支架(8)之上的耐火保溫爐膛(7)，內(nèi)有石英噴燈(6)，其燃燒產(chǎn)生的高溫火焰對著伸進爐膛內(nèi)的石英管產(chǎn)品(9)的頭部，各部分的結(jié)構(gòu)詳述如下
1、雙軸床體其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，主要是起固定及支撐作用，床面上設(shè)有雙軸與走車機構(gòu)的滾輪相匹配。
2、走車機構(gòu)參見圖2，其主要是由安裝在走車支座(10)上的一端帶有卡盤(12)的主軸(11)、步進電機(13)(或直流電機，下同)及皮帶輪(14)等組成，由步進電機(13)通過皮帶輪(14)帶動主軸(11)及帶有夾具的卡盤(12)轉(zhuǎn)動，卡盤夾具上夾放石英管產(chǎn)品(9)一起旋轉(zhuǎn)。走車支座(10)的左右兩側(cè)各裝有兩個滾輪(15)，分別置于雙軌床體(1)的兩條軌道上，在退車機構(gòu)(3)的控制下，走車機構(gòu)(2)可在雙軌床體(1)上水平移動。
3、退車機構(gòu)參見圖3、圖4，它位于雙軌床面之下，其作用是控制走車機構(gòu)(2)的水平移動。它主要是由步進電機(17)、傳動齒輪(16)、退車絲桿(18)及連板(41)等部件組成，通過步進電機(17)和兩個齒數(shù)不同的傳動齒輪(16)來帶動固定于雙軌床體(1)上的退車絲桿(18)轉(zhuǎn)動，在退車絲桿(18)上通過開合螺母(19)連有一近似于“┐”形的連板(41)，其上端板與走車機構(gòu)(2)固定連接成一整體，下部通過開合螺母(19)與退車絲桿(18)相連。因此，當(dāng)絲桿(18)在電機(17)帶動下轉(zhuǎn)動時，由于開合螺母(19)及連板(41)的作用，使走車機構(gòu)(2)借助于滾輪(15)在雙軌床體(1)上水平移動。在連板(41)上還裝有可控制開合螺母(19)的手柄(20)，以便必要時實現(xiàn)走車機構(gòu)(2)的手動快速水平移動。
4、托輪升降機構(gòu)參見
圖1、圖5、圖6，它固定在雙軌床體(1)的一端，其作用是控制石英管產(chǎn)品(9)的管徑，并發(fā)出自動退車指令。它主要是由步進電機(21)、傘齒輪(22)、升降絲桿(23)、升降螺母(25)、托輪(28)以及限位發(fā)訊器(29、30、31、32)等部件組成。該機構(gòu)通過步進電機(21)及一對模數(shù)相同或不同的傘齒輪(22)帶動升降絲桿(23)正、反轉(zhuǎn)動，由于該絲桿的兩端均固定在雙軌床體上，故只能轉(zhuǎn)動，不能上、下移動，同時，升降絲桿(23)上裝有一個升降螺母(25)，該螺母又與一根長的升降托桿(24)相固定，從而升降托桿(24)能隨升降螺母(25)一起上下移動；升降托桿(24)上在升降螺母(25)的兩端設(shè)有導(dǎo)向軸套(26)。這樣，當(dāng)電機(21)帶動升降絲桿(23)轉(zhuǎn)動時，由于升降螺母(25)的作用，使固定于升降螺母上的升降托桿(24)沿著導(dǎo)向軸套(26)進行上、下位移。在升降托桿(24)的上部通過托輪支架(27)固定有一個或兩個石墨(或不銹鋼)托輪，用于支撐石英管(9)以控制其管徑。與托輪支架(27)連成整體的限位發(fā)訊器是由限位塊(29)、偏心支塊(30)、金屬杠桿(31)、金屬觸板(32)組成，是一個決定退車與否的指令開關(guān)。在該指令開關(guān)中，限位塊(29)與金屬杠桿(31)均固定于偏心支塊(30)的同一支點上，而金屬觸板(32)則固定于支架(27)上，平時該裝置借助于自身重力，使金屬杠桿(31)的彎折端自動離開金屬觸板(32)，當(dāng)石英管頭(9)觸動上部的限位塊(29)時，致使下部的金屬杠桿(31)向左偏移，其彎折端與觸板(32)接觸，兩者一旦接觸，微電控制系統(tǒng)立即發(fā)出退車指令，使杠桿(31)與觸板(32)立即斷開，此時走車機構(gòu)攜帶石英管(9)后退預(yù)定的長度。由于本裝置結(jié)構(gòu)輕巧，金屬觸板(32)與杠桿(31)間的安裝距離可調(diào)，因此獲得了一個十分靈敏的開關(guān)量，適用于生產(chǎn)各種規(guī)格產(chǎn)品。
5、螺旋加料機構(gòu)參見
圖1、圖7、圖8，它位于爐膛(7)的上部，其主要是由步進電機(33)、石英加料器(34)、螺旋加料桿(35)等部件組成。石英加料器(34)固定在支座(39)上，其結(jié)構(gòu)為兩側(cè)各帶有一個料咀的長管，其中一個料咀與上部料斗(37)的下料咀相配合，另一料咀與漏斗(40)相配合，漏斗口伸入爐膛(7)內(nèi)。在加料器(34)管內(nèi)沿軸向裝有一根螺旋加料桿(35)，它由位于加料器一端的步進電機(33)帶動旋轉(zhuǎn)。裝石英粉料(38)的料斗(37)固定于支架(36)內(nèi)，并與支座(39)連成一體。當(dāng)螺旋加料桿(35)由步進電機(33)帶動旋轉(zhuǎn)的時候，推動從料斗下料咀落入的石英粉料不斷向前傳送，最后落入漏斗(40)而進入高溫爐膛(7)，實現(xiàn)線性加料。
微電控制系統(tǒng)采用微機為主體的控制系統(tǒng)，如TP801單板機，也可采用數(shù)字控制。圖9便是本實用新型的一個采用TP801單板機的控制系統(tǒng)原理框圖，系統(tǒng)軟件是由初始化程序、主程序和若干子程序構(gòu)成的，采用模塊結(jié)構(gòu)，調(diào)試修改靈活方便，簡單易讀，軟件具有點動功能、工藝參數(shù)的線性變化功能、工藝參數(shù)的可調(diào)功能和閉環(huán)控制，其特點是程序控制和驅(qū)動系統(tǒng)組成一個緊湊的整體，根據(jù)氣煉自動化工藝流程進行編程。
本自動氣煉機中的石英噴燈(6)燃燒的氫、氧氣體，壓力必須穩(wěn)定，本實用新型控制氫氣壓力大于等于1.4公斤／厘米2，氧氣壓力大于等于3.4公斤／厘米2，以實現(xiàn)基本恒定的爐膛溫度。
本實用新型的生產(chǎn)過程是這樣的安裝在走車支座(10)上的帶卡盤(12)的主軸(11)帶著石英管(9)旋轉(zhuǎn)，爐膛(7)里的石英噴燈燃燒氫、氧氣體(或其它高熱值可燃?xì)怏w)，高溫火焰對準(zhǔn)石英管(9)的頭部，螺旋加料機構(gòu)(5)把粉料(38)送入高溫火焰，噴射到石英管頭，在管頭上逐層熔化，再從石英管(9)的尾端有節(jié)奏地送入高壓氧氣，利用托輪升降機構(gòu)(4)將托輪(28)周期性地推進高溫爐膛(7)，限制了石英管(9)的外徑，使石英管頭不斷向前延伸。當(dāng)石英管頭一旦觸及限位塊(29)時即由限位發(fā)訊器發(fā)出退車指令，這時退車機構(gòu)(3)通過連板(41)使卡盤(12)夾帶石英管(9)向后移動一定長度，托輪升降機構(gòu)帶動托輪裝置下降到初始位置，接著進行的工藝循環(huán)。上述過程是在微機的控制下周期性地重復(fù)進行的，從而生產(chǎn)出透明或不透明乳白石英管以及其它規(guī)格石英玻璃產(chǎn)品。
本實用新型與傳統(tǒng)的手工氣煉機床相比，其產(chǎn)品質(zhì)量提高了一個等級；勞動生產(chǎn)率提高一倍；能耗降低了40％；不僅能用于生產(chǎn)透明石英管，也能用于生產(chǎn)不透明石英管，如快速滲碳爐用不透明乳白石英玻璃爐管，而且大大降低了生產(chǎn)工人的勞動強度，把在1800℃左右高溫爐旁的繁重體力勞動，基本上變?yōu)檠插臋z查，一人可以同時操作兩臺機床。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)透明和不透明石英玻璃的自動氣煉機，包括雙軌床體(1)、耐火保溫爐膛(7)及燃燒氫、氧氣體的石英噴燈(6)，其特征在于設(shè)有一個可在雙軌床體上水平移動的走車機構(gòu)(2)，通過連板(41)與走車機構(gòu)相連并固定于雙軌床體一側(cè)的退車機構(gòu)(3)，在雙軌床體一端固定有托輪升降機構(gòu)(4)，其上設(shè)有由限位塊(29)、偏心支塊(30)、金屬杠桿(31)、金屬觸板(32)組成的限位發(fā)訊器，在耐火保溫爐膛(7)上方設(shè)有螺旋加料機構(gòu)(5)，該自動氣煉機與微機配套使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣煉機，其特征在于走車機構(gòu)(2)上設(shè)有一根其一端帶有卡盤(12)的主軸(11)，該軸由步進(或直流)電機(13)帶動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣煉機，其特征在于退車機構(gòu)(3)包括一根固定于雙軌床體的退車絲桿(18)，連板(41)通過開合螺母(19)與絲桿(18)相連，該連板上端與走車機構(gòu)(2)相固連，退車絲桿(18)由步進電機(17)帶動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣煉機，其特征在于托輪升降機構(gòu)(4)包括一根兩端均固定并由步進電機(21)帶動旋轉(zhuǎn)的升降絲桿(23)以及一根能上下移動的升降托桿(24)，在該托桿上端通過托輪支架(27)固定有一至二個托輪(28)，在托輪一端設(shè)有限位塊(29)及金屬杠桿(31)，兩者固定于偏心支塊(30)的支點上，在支架(27)上對應(yīng)于杠桿(31)位置固定有金屬觸板(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣煉機，其特征在于螺旋加料機構(gòu)(5)包括一個裝于加料器(34)內(nèi)的螺旋加料桿(35)，其旋轉(zhuǎn)由步進電機(33)控制，在加料器(34)上設(shè)有兩個料咀它們分別與上部的加料斗(37)及下部漏斗(40)相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的自動氣煉機，其特征在于退車機構(gòu)(3)的連板(41)上設(shè)有可控制開合螺母(19)的手柄(20)。
專利摘要一種用于生產(chǎn)石英玻璃材料的自動氣煉機，由雙軌床體、走車機構(gòu)、退車機構(gòu)、升降機構(gòu)、螺旋加料機構(gòu)等組成，它可與一個以微機為主體的微電控制驅(qū)動系統(tǒng)配合使用，從而實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。本機既可用于生產(chǎn)透明石英玻璃材料，也可用于生產(chǎn)不透明乳白石英玻璃材料，如快速滲碳爐用不透明乳白石英玻璃爐管，且產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，能源消耗低，勞動強度小，具有顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。
文檔編號C03B20/00GK2046122SQ89212180
公開日1989年10月18日 申請日期1989年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月1日
發(fā)明者謝裕安 申請人:長沙市電子材料二廠