专利名称：自动气炼机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生产透明或不透明石英玻璃材料的自动气炼机。
传统气炼法生产石英玻璃的手工气炼机床，通常是由双轨床体、可在双轨床体上水平移动的小车、振动或气流下料装置、耐火保温炉膛、燃烧氢、氧气体的石英灯具、输送高压氧气的装置等部件组成，这种机床全凭手工操作，一切都是随机、非定量进行的，只能生产透明石英玻璃管材，且生产效率低，能源消耗高，管材波纹严重，劳动强度大，属于手工作坊式的生产。
本实用新型的目的在于提出一种既能生产透明石英玻璃，同时又能生产不透明石英玻璃的自动气炼机，以提高劳动效率与产品质量，降低能耗，减轻劳动强度，使其适应大规模工业化生产的需要。
本实用新型的自动气炼机可与微机配套使用，由微机控制其生产过程以及控制氢、氧气体的压力，微机可采用TP801单板机或其它类型微机，源程序用磁带保存，使用时将程序输入到单板机的随机存贮器RAN中，只需将预定的工艺参数通过键盘写入到数据库即达目的。
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1是自动气炼机床的整体结构示意图；图2是
图1的走车机构示意图；图3是
图1的退车机构示意图；图4是图3的C－C剖视图5是
图1的托轮升降机构示意图；图6是图5的D－D剖视图；图7是
图1的螺旋加料机构的俯视结构；图8是图7的E－E剖视图；图9是本实用新型一个实施例的微机控制原理框图。
图中，1－双轨床体，2－走车机构，3－退车机构，4－托轮升降机构，5－螺旋加料机构，6－石英喷灯，7－耐火保温炉膛，8－支架，9－石英管产品，10－走车支座，11－主轴。12－卡盘，13－步进(或直流)电机，14－皮带轮，15－滚轮，16－传动齿轮，17－步进电机，18－退车丝杆，19－开合螺母，20－操作手柄，21－步进电机，22－伞齿轮。23－升降丝杆，24－升降托杆，25－升降螺母，26－导向轴套，27－托轮支架，28－托轮，29－限位块，30－偏心支块，31－金属杠杆，32－金属触板，33－步进电机，34－石英加料器，35－螺旋加料杆，36－支架，37－料斗，38－石英粉料，39－支座，40－漏斗，41－连板。
参照
图1，自动气炼机床是由双轨床体(1)、可在双轨床体上水平移动的走车机构(2)，通过连板(41)与走车机构相连的退车机构(3)、固定在双轨床体一端的托轮升降机构(4)及螺旋加料机构(5)等部分组成，螺旋加料机构下部是置于支架(8)之上的耐火保温炉膛(7)，内有石英喷灯(6)，其燃烧产生的高温火焰对着伸进炉膛内的石英管产品(9)的头部，各部分的结构详述如下
1、双轴床体其结构与现有技术基本相同，主要是起固定及支撑作用，床面上设有双轴与走车机构的滚轮相匹配。
2、走车机构参见图2，其主要是由安装在走车支座(10)上的一端带有卡盘(12)的主轴(11)、步进电机(13)(或直流电机，下同)及皮带轮(14)等组成，由步进电机(13)通过皮带轮(14)带动主轴(11)及带有夹具的卡盘(12)转动，卡盘夹具上夹放石英管产品(9)一起旋转。走车支座(10)的左右两侧各装有两个滚轮(15)，分别置于双轨床体(1)的两条轨道上，在退车机构(3)的控制下，走车机构(2)可在双轨床体(1)上水平移动。
3、退车机构参见图3、图4，它位于双轨床面之下，其作用是控制走车机构(2)的水平移动。它主要是由步进电机(17)、传动齿轮(16)、退车丝杆(18)及连板(41)等部件组成，通过步进电机(17)和两个齿数不同的传动齿轮(16)来带动固定于双轨床体(1)上的退车丝杆(18)转动，在退车丝杆(18)上通过开合螺母(19)连有一近似于“┐”形的连板(41)，其上端板与走车机构(2)固定连接成一整体，下部通过开合螺母(19)与退车丝杆(18)相连。因此，当丝杆(18)在电机(17)带动下转动时，由于开合螺母(19)及连板(41)的作用，使走车机构(2)借助于滚轮(15)在双轨床体(1)上水平移动。在连板(41)上还装有可控制开合螺母(19)的手柄(20)，以便必要时实现走车机构(2)的手动快速水平移动。
4、托轮升降机构参见
图1、图5、图6，它固定在双轨床体(1)的一端，其作用是控制石英管产品(9)的管径，并发出自动退车指令。它主要是由步进电机(21)、伞齿轮(22)、升降丝杆(23)、升降螺母(25)、托轮(28)以及限位发讯器(29、30、31、32)等部件组成。该机构通过步进电机(21)及一对模数相同或不同的伞齿轮(22)带动升降丝杆(23)正、反转动，由于该丝杆的两端均固定在双轨床体上，故只能转动，不能上、下移动，同时，升降丝杆(23)上装有一个升降螺母(25)，该螺母又与一根长的升降托杆(24)相固定，从而升降托杆(24)能随升降螺母(25)一起上下移动；升降托杆(24)上在升降螺母(25)的两端设有导向轴套(26)。这样，当电机(21)带动升降丝杆(23)转动时，由于升降螺母(25)的作用，使固定于升降螺母上的升降托杆(24)沿着导向轴套(26)进行上、下位移。在升降托杆(24)的上部通过托轮支架(27)固定有一个或两个石墨(或不锈钢)托轮，用于支撑石英管(9)以控制其管径。与托轮支架(27)连成整体的限位发讯器是由限位块(29)、偏心支块(30)、金属杠杆(31)、金属触板(32)组成，是一个决定退车与否的指令开关。在该指令开关中，限位块(29)与金属杠杆(31)均固定于偏心支块(30)的同一支点上，而金属触板(32)则固定于支架(27)上，平时该装置借助于自身重力，使金属杠杆(31)的弯折端自动离开金属触板(32)，当石英管头(9)触动上部的限位块(29)时，致使下部的金属杠杆(31)向左偏移，其弯折端与触板(32)接触，两者一旦接触，微电控制系统立即发出退车指令，使杠杆(31)与触板(32)立即断开，此时走车机构携带石英管(9)后退预定的长度。由于本装置结构轻巧，金属触板(32)与杠杆(31)间的安装距离可调，因此获得了一个十分灵敏的开关量，适用于生产各种规格产品。
5、螺旋加料机构参见
图1、图7、图8，它位于炉膛(7)的上部，其主要是由步进电机(33)、石英加料器(34)、螺旋加料杆(35)等部件组成。石英加料器(34)固定在支座(39)上，其结构为两侧各带有一个料咀的长管，其中一个料咀与上部料斗(37)的下料咀相配合，另一料咀与漏斗(40)相配合，漏斗口伸入炉膛(7)内。在加料器(34)管内沿轴向装有一根螺旋加料杆(35)，它由位于加料器一端的步进电机(33)带动旋转。装石英粉料(38)的料斗(37)固定于支架(36)内，并与支座(39)连成一体。当螺旋加料杆(35)由步进电机(33)带动旋转的时候，推动从料斗下料咀落入的石英粉料不断向前传送，最后落入漏斗(40)而进入高温炉膛(7)，实现线性加料。
微电控制系统采用微机为主体的控制系统，如TP801单板机，也可采用数字控制。图9便是本实用新型的一个采用TP801单板机的控制系统原理框图，系统软件是由初始化程序、主程序和若干子程序构成的，采用模块结构，调试修改灵活方便，简单易读，软件具有点动功能、工艺参数的线性变化功能、工艺参数的可调功能和闭环控制，其特点是程序控制和驱动系统组成一个紧凑的整体，根据气炼自动化工艺流程进行编程。
本自动气炼机中的石英喷灯(6)燃烧的氢、氧气体，压力必须稳定，本实用新型控制氢气压力大于等于1.4公斤／厘米2，氧气压力大于等于3.4公斤／厘米2，以实现基本恒定的炉膛温度。
本实用新型的生产过程是这样的安装在走车支座(10)上的带卡盘(12)的主轴(11)带着石英管(9)旋转，炉膛(7)里的石英喷灯燃烧氢、氧气体(或其它高热值可燃气体)，高温火焰对准石英管(9)的头部，螺旋加料机构(5)把粉料(38)送入高温火焰，喷射到石英管头，在管头上逐层熔化，再从石英管(9)的尾端有节奏地送入高压氧气，利用托轮升降机构(4)将托轮(28)周期性地推进高温炉膛(7)，限制了石英管(9)的外径，使石英管头不断向前延伸。当石英管头一旦触及限位块(29)时即由限位发讯器发出退车指令，这时退车机构(3)通过连板(41)使卡盘(12)夹带石英管(9)向后移动一定长度，托轮升降机构带动托轮装置下降到初始位置，接着进行的工艺循环。上述过程是在微机的控制下周期性地重复进行的，从而生产出透明或不透明乳白石英管以及其它规格石英玻璃产品。
本实用新型与传统的手工气炼机床相比，其产品质量提高了一个等级；劳动生产率提高一倍；能耗降低了40％；不仅能用于生产透明石英管，也能用于生产不透明石英管，如快速渗碳炉用不透明乳白石英玻璃炉管，而且大大降低了生产工人的劳动强度，把在1800℃左右高温炉旁的繁重体力劳动，基本上变为巡迥检查，一人可以同时操作两台机床。
权利要求1.一种生产透明和不透明石英玻璃的自动气炼机，包括双轨床体(1)、耐火保温炉膛(7)及燃烧氢、氧气体的石英喷灯(6)，其特征在于设有一个可在双轨床体上水平移动的走车机构(2)，通过连板(41)与走车机构相连并固定于双轨床体一侧的退车机构(3)，在双轨床体一端固定有托轮升降机构(4)，其上设有由限位块(29)、偏心支块(30)、金属杠杆(31)、金属触板(32)组成的限位发讯器，在耐火保温炉膛(7)上方设有螺旋加料机构(5)，该自动气炼机与微机配套使用。
2.根据权利要求1所述的自动气炼机，其特征在于走车机构(2)上设有一根其一端带有卡盘(12)的主轴(11)，该轴由步进(或直流)电机(13)带动。
3.根据权利要求1所述的自动气炼机，其特征在于退车机构(3)包括一根固定于双轨床体的退车丝杆(18)，连板(41)通过开合螺母(19)与丝杆(18)相连，该连板上端与走车机构(2)相固连，退车丝杆(18)由步进电机(17)带动。
4.根据权利要求1所述的自动气炼机，其特征在于托轮升降机构(4)包括一根两端均固定并由步进电机(21)带动旋转的升降丝杆(23)以及一根能上下移动的升降托杆(24)，在该托杆上端通过托轮支架(27)固定有一至二个托轮(28)，在托轮一端设有限位块(29)及金属杠杆(31)，两者固定于偏心支块(30)的支点上，在支架(27)上对应于杠杆(31)位置固定有金属触板(32)。
5.根据权利要求1所述的自动气炼机，其特征在于螺旋加料机构(5)包括一个装于加料器(34)内的螺旋加料杆(35)，其旋转由步进电机(33)控制，在加料器(34)上设有两个料咀它们分别与上部的加料斗(37)及下部漏斗(40)相配合。
6.根据权利要求1或3所述的自动气炼机，其特征在于退车机构(3)的连板(41)上设有可控制开合螺母(19)的手柄(20)。
专利摘要一种用于生产石英玻璃材料的自动气炼机，由双轨床体、走车机构、退车机构、升降机构、螺旋加料机构等组成，它可与一个以微机为主体的微电控制驱动系统配合使用，从而实现自动化生产。本机既可用于生产透明石英玻璃材料，也可用于生产不透明乳白石英玻璃材料，如快速渗碳炉用不透明乳白石英玻璃炉管，且产品质量好，生产效率高，能源消耗低，劳动强度小，具有显著的经济效益与社会效益。
文档编号C03B20/00GK2046122SQ89212180
公开日1989年10月18日 申请日期1989年3月1日 优先权日1989年3月1日
发明者谢裕安 申请人:长沙市电子材料二厂