專利名稱：臥式旋轉單棒電阻爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種玻璃制品生產設備，特別涉及一種生產石英玻璃管坯的臥式旋轉單棒電阻爐。
我國五十年代從蘇聯引進的電熔透明石英玻璃管工藝以真空高頻電爐和真空中頻電爐為主要設備，爐內置石墨坩堝，提純的天然水晶粉裝在坩堝內。當石墨坩堝受到高頻或中頻感應時，產生1713℃以上的高溫使水晶粉熔融。石英玻璃熔液自底部流出成管狀，再由人工拉制成石英玻璃管。其中高頻發(fā)生器結構復雜，石墨坩堝的高溫使與其離得很近的高頻或中頻線圈易于損壞；因而為了避免發(fā)生此問題而往往降低坩堝的溫度，致使生產出來的石英玻璃管透明度較差。以上兩種電爐逐步被使用低電壓大電流的真空電阻爐所取代，已成為生產電熔透明石英玻璃管普遍采用的設備。
如

圖1所示，真空電阻爐1包括石墨坩堝2，上蓋及芯桿3，下蓋4，其中坩堝形狀與使用于高頻爐及中頻爐內的石墨坩堝形狀略有差別，它的上下兩端較厚，中段壁較薄，這樣，發(fā)熱段位于中段，兩段發(fā)熱較少，還配用了水冷卻用的上、下水冷極圈5和6。電源接自大電流變壓器7和調壓變壓器8。這種真空電阻爐能達到較高的溫度，其產品質量較前面兩者有了提高。但是，使用真空電阻爐的工藝存在著以下缺點1.大段石墨經機加工成為坩堝，大部分石墨在車制過程中成為無用的石墨粉，浪費極大，而且使環(huán)境污染；2.在熔制過程中石英粉逐漸熔融成為液體并直接和坩堝壁及芯桿相接觸，在高溫下相互發(fā)生化學反應，使坩堝壁及石墨芯桿被侵蝕，所以只能作一次性使用。顯然，石墨坩堝的成本很高，因而大大提高了石英玻璃管的生產成本；和3.由于石墨坩堝底部圓孔和石墨芯桿的相互位置使熔融的石英玻璃液流下時形成管狀，但這種自然形成的管狀并不準確，所以，在下一工序拉制玻管時，很難控制管壁的厚度、均勻度及同心度等，影響了產品質量。
區(qū)別于上述使玻璃管坯“一次成形”的工藝，“二次成型”工藝是先將純潔過篩的水晶粉熔融成一段空心圓柱體形石英玻璃管坯，用機加工割去其不整齊的兩端及內外圓精磨后，成為一段十分精確的圓柱形透明石英玻璃管坯；然后，再將此玻璃管坯加熱后拉制成產品管。這種工藝從精加工過的玻璃管坯，拉制成尺寸精確的石英玻璃管，不但產品質量高，而且能避免出現上述缺點。誠然，該工藝比“一次成型”工藝多一道工序，這是它的不足之處。
本實用新型的目的，就是要提供一種實施上述“二次成型”工藝第一步工序用的臥式旋轉單棒電阻爐，利用此種電阻爐制出玻璃管坯并能避免出現上述缺點。
按照本實用新型的一種臥式旋轉單棒電阻爐包括一加熱件及一支撐一驅動裝置，還包括一由沿平行其縱軸線的分離面可分離的兩部分扣合的、至少在其中一部分上沿徑向有一開孔、在沿其縱軸線上的兩端部的中心處各開有一通孔的臥式圓筒狀爐體，其中加熱件可自由從爐體兩端的任一開孔出入并穿過兩開孔被固定不動后保持其與爐體兩端部的兩開孔之間有一定間隙，其中支撐一驅動裝置包括兩只分別固定連結于爐體兩端面上的、其中心開有一直徑不小于爐體兩端部中心處的開孔的直徑的開孔的從動輪，至少四只共兩對、其中各一對對稱跨置于相應端的從動輪軸線的兩側并與從動輪嚙合傳動的、直徑相同的主動輪，至少一只與其中之一主動輪固定連結的驅動輪，至少兩組分別傳動連結位于爐體中心軸每一側的兩個主動輪的傳動連接件，以及支撐兩組傳動連結件并使爐體懸空抬起適當高度的機架。
通過對實施本實用新型的一實施例的介紹并結合對表示該實施例的附圖的詳細說明，將對本實用新型的結構、原理及優(yōu)點有更好的了解。
上述表示該實施例的附圖為圖1是表示現有的真空電阻爐的結構示意圖；圖2為本實施例的帶局部剖視的正視圖；圖3為本實施例的左側圖；圖4為從電阻爐內取出的加熱棒的正視圖。
如圖2所示，電阻爐的主體是一臥式圓筒狀爐體10，它包括一不銹鋼板制成的爐殼1，在爐殼1上方扣有一不銹鋼板制成的蓋3，在爐殼1的兩端部各有一個分別與所述爐殼1各一端相連接的石英砧端襯4。由圖可見，蓋3與爐殼1的扣合面平行于所述爐體10的縱軸，蓋3可自如地打開和關閉，而者扣合后組成一中空圓筒體。蓋3的兩端邊在蓋3扣合于爐殼1上后恰好密封性貼合于兩端的石英砧端襯4的圓弧面上。在爐殼1或蓋3上，至少有一開孔(圖2中所示的開孔設在爐殼1上)，即進出料孔2。兩個石英砧端襯4的中心處各開有一通孔。
在兩只石英砧端襯4的外側平面上，各裝有一只與它們緊連的鑄鐵端輪5，兩只端輪5大小相同，它們的圓周邊呈外凸“V”形邊。這兩只鑄鐵端輪5各座落于兩只滾輪6上，這四只滾輪的大小相同，其圓周邊呈內凹“V”形邊，因此，它們恰好與上述鑄鐵端輪的外凸“V”形邊嚙合上。端輪5的中心也開設有直徑與石英砧端襯4上的開孔的相等的通孔。
如圖2和3所示，四只滾輪6位于同一水平面上，且每端的兩只成一定跨距地支撐住同一端的鑄鐵端輪5，相對于爐體10的中心軸位于每一側的兩只滾輪6固定連結于同一軸8上，而兩根軸8則可轉動地被支承于輪座9上。因此，爐體10就這樣被懸空支撐起來。
從圖2可見，在其中任一滾輪6上固定連結有一轉速可調的驅動輪7?？梢?，通過由一用一電機拖動的該驅動輪7、四只滾輪6、兩根軸8、兩只鑄鐵端輪5及輪座9組成的支撐一驅動機構20，可使爐體10轉動。
如圖4所示，表示了一根在電阻爐工作時需插入爐內的用于高溫加熱的石墨棒及其傳送支承工具。石墨棒11是一根中間細長兩頭稍粗些、長度明顯超過電阻爐的縱向長度的圓石墨棒，其兩端部上可卸地套裝有兩個可與外電源接通的水冷卻導電圈12。利用一壓載一平衡重塊的石墨棒移動小車14，可將在一端套裝有一水冷卻導電圈12的石墨棒11從爐體10上的任一端的開孔送入，并從爐子另一端的另一開孔中伸出。該石墨棒11的兩粗端的直徑明顯小于開設在石英砧端襯4的鑄鐵端輪5上的中心孔的直徑。石墨棒11的軸線的離地高度恰與電阻爐安裝就位后的中心軸線的離地高度相等，這樣，當小車14將石墨棒11送入爐內后，恰使石墨棒11處于爐的中心軸線上。待石墨棒插入就位后，將連接有另一水冷卻導電圈12的導電圈固定座13，從石墨棒11伸出端處將該導電圈12套于石墨棒11的伸出端上。至此，加熱石墨棒11安裝就緒。
按照本實用新型該實施例的電阻爐的操作及工作原理如下在爐內尚未安裝加熱石墨棒11之前，打開蓋3，清理爐腔，再扣上蓋3。接通電源，由電機(未畫出)拖動驅動輪7及與其緊連的其中一只滾輪6。依靠與該滾輪6嚙合的一鑄鐵端輪5與該滾輪6的摩擦嚙合，帶動與該鑄鐵端輪緊連的爐體10，使爐體10在四只滾輪6上滾動。待設置于爐殼1上的進出料孔2朝向上時，斷電停機。接著，將兩紙低糊住爐體10的兩端的兩中心孔，以防石英粉溢出。再將一定量的石英玻璃粉由所述進出料口2中加進爐體10內。再關閉進出料口(2)。
再接通電源，使電機啟動，轉動爐體1。利用調速使爐體逐步加速旋轉，使水晶粉因離心力作用均勻地被擠緊在爐體1內壁上，形成一空心圓柱體。由于水晶粉粒相互擠得較緊，故大部分其間的氣體被擠出?？烧{的轉速大小，接照石英玻璃管坯的直徑及增加石英粉的擠緊度而定。
下一步，保持爐體10旋轉不停，同時按前面所述將石墨棒11用小車推入爐體內，并接上水冷卻導電圈的外接電源。
此時，操作人員退離該電阻爐所在的真空室(注真空室為現有設備，可見爐子長度取決于現有電熱棒11及該真空室的長度)，關緊門后開始抽真空。當達到合適的真空度時，開始給石墨棒通電升溫。這種爐子之所以要在真空狀態(tài)下工作，是因為石墨棒在高溫時如遇空氣會燃燒，此外，水晶粉內被擠出的空氣也只有在真空條件下才能從石墨棒11與石英砧端襯4及鑄鐵端輪5上的中心孔之間的間隙逸出。須知隨著爐溫逐步升高，離石墨棒11較近處的水晶粉先熔融，逐步向外擴散，而遠離石墨棒11的靠近爐體壁的那部分未熔融的水晶粉，起到了隔熱作用，保護爐體不致被燒壞，由于石英砧端襯4的保護，鑄鐵端輪5也不致被高溫燒壞；另外，由于石墨棒11與被離心力甩離去的水晶粉是不接觸的，所以，既使在高溫下也不會發(fā)生相互之間的化學反應，故石英玻璃管坯不會受到污染，石墨棒也可多次使用。
接著，即當石英玻璃管坯達到所需尺寸時(須知上述石英砧端襯4和鑄鐵端輪5上的通孔直徑不能大于石英玻坯的內徑，但要使與石墨棒11之間留有足夠大間隙)，關閉抽空系統(tǒng)，充入氮氣(不超過一大氣壓)，并切斷石墨棒11上的導電圈12中的電流，使石英玻璃管坯逐漸冷卻變硬。
此時，切斷電動機電源，使爐體1停轉，并要使進出料口2朝向下。操作人員進入真空室，撤走導電圈固定座13及一導電圈12，再拉動小車14將石墨棒11及另一導電圈13退離爐體1。
最后，打開蓋3，再打開進出料口2，放出包圍在冷卻變硬的石英玻璃管坯周圍的尚未熔融的水晶粉，從上方吊出石英玻璃管坯。
將這樣制出的石英玻璃管坯，經切割兩端、精磨內外圓等機加工后，就能制成較上述“一次成型”工藝的更為精密的玻璃管坯。除此之外，既不需要坩堝，又能延長石墨棒的使用壽命，大大降低了石英玻璃管制品的生產成本，具有明顯的經濟效益。這些就是實現所述“二次成型”工藝中的關鍵設備之一，即本實用新型臥式旋轉單棒電阻爐的優(yōu)點。
權利要求1.一種臥式旋轉單棒電阻爐包括一加熱件11及一支撐一驅動裝置20，其特征在于，還包括一由沿平行其縱軸線的分離面可分離的兩部分扣合的、至少在其中一部分上沿徑向有一開孔、在沿其縱軸線上的兩端部的中心處各開有一通孔的臥式圓筒狀爐體10，所述加熱件11可自由從所述爐體兩端的任一所述開孔出入并穿過所述兩開孔被固定不動后保持其與所述爐體兩端部的所述兩開孔之間有一定間隙，所述支撐一驅動裝置20包括兩只分別固定連結于所述爐體兩端面上的、其中心開有一直徑不小于所述爐體兩端部中心處的開孔的直徑的開孔的從動輪5，至少四只共兩對、其中各一對對稱跨置于相應端的所述從動輪軸線的兩側并與從動輪嚙合傳動的、直徑相同的主動輪6，至少一只與其中之一所述主動輪固定連結的驅動輪7，至少兩組分別傳動連接位于所述爐體中心軸每側的兩個主動輪的傳動連接件8，以及支撐所述兩組傳動連接件并使所述爐體懸空抬起適當高度的機架9。
2.如權利要求1所述的臥式旋轉單棒電阻爐，其特征在于，所述加熱件30包括一電熱棒11及兩只各可方便地裝卸于所述電熱棒11的兩端部的導電圈12。
專利摘要一種制造石英玻璃管管坯的臥式旋轉真空單棒電阻爐，其包括一可轉動的爐體，一可沿爐體縱軸線自由伸入或伸出爐體的電加熱件及一套將爐體懸空支撐并使爐體旋轉的支撐旋轉裝置。該爐利用離心力及真空制作出玻坯，不但避免使用坩堝，提高電加熱件的壽命，從而大大降低生產成本，而且為利用“二次成型”工藝生產精密石英玻璃管提供了高質量管坯。
文檔編號H05B3/66GK2046303SQ8920214
公開日1989年10月18日 申請日期1989年2月24日 優(yōu)先權日1989年2月24日
發(fā)明者胡其達 申請人:胡其達