一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的制作方法

本发明一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机涉及的是一种玻璃光纤预制棒生产设备，尤其用于氟化物玻璃棒、硅酸盐玻璃棒、碲酸盐玻璃棒、磷酸盐玻璃棒等各类多组分玻璃光纤预制棒的制造。

背景技术：

近年来，各种玻璃光纤的光学特性不断被发现、认知，并在光学器件、通信、激光传输等方面体现出价值。传统的模具成型难以对成型温度梯度、扩散匀化等进行控制，形成的预制棒一致性差。鉴于玻璃光纤材料种类繁多，各组分掺杂比例千差万别，为了适应的研究和产业化加速，在玻璃光纤制棒环节，需要一种快速、稳定可靠的制造玻璃预制棒的设备。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机，实现玻璃预制棒快速、稳定成型。

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机采取以下技术方案实现：

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机主要由机架、成型模具、模具翻转机构、模具旋转机构、保温炉移动机构、保温炉组成。

成型模具设置成多瓣结构，便于成型玻璃棒脱模。成型模具设置有两个工位，分别为竖直工位和水平工位。成型模具通过模具翻转机构实现工位切换。模具翻转机构位于机架上方，模具翻转机构翻转中心与成型模具水平工位中心相交垂直。模具旋转机构用以实现成型模具的自旋，使玻璃棒成型冷却过程各组分充分扩散匀化。

保温炉用以形成一定的加热、冷却环境，以使得玻璃棒各组分充分扩散匀化，在成型时不因温度的剧烈变化产生内部应力形成开裂等缺陷。保温炉的炉膛为中空，单侧封闭，中心高度与成型模具水平状态下中心重合。保温炉设置有两个工位，分别为左工位、右工位，以实现成型模具的保温状态和非保温状态的切换。

保温炉移动机构安装于机架下方，采用保温炉移动电机、滚珠丝杆、导轨、移动平台来实现保温炉的工位切换。

所述的机架由槽钢底座、钢板组件等组成，钢板组件固定于槽钢底座左侧上方。

所述的成型模具由模具、定位环、空心轴、锁紧螺母、堵头组成。模具采用三瓣式结构，锥形定位，依靠左侧定位环定心、右侧锁紧螺母锁紧。堵头位于锁紧螺母端部，用以旋合，防止溶液泄漏。

所述的模具翻转机构由模具翻转传动电机、同步带一、同步带轮一、翻转轴、轴承一、电磁式制动器、接近开关、支架组成。模具翻转传动电机安装在机架下方、模具翻转传动电机通过同步带一和同步带轮一传动，驱动翻转轴旋转，轴承一安装于翻转轴两侧，电磁式制动器安装于翻转轴一端，用以制动。接近开关安装在支架上，共计两组，安装位置互为90°，用以检测翻转轴的位置。

所述的模具旋转机构由模具旋转传动电机、联轴器、转轴、轴承二组成，模具旋转传动电机电机依靠联轴器与转轴连接，轴承二安装于转轴两侧。成型模具安装于转轴法兰面。

所述的保温炉移动机构由保温炉移动传动电机、同步带二、同步带轮二、滚珠丝杆、导轨、移动平台组成。移动平台安装在导轨上，保温炉移动传动电机通过同步带二及同步带轮二带动滚珠丝杆旋转，进而驱动安装在导轨上移动平台移动。

所述的保温炉由炉壳、保温件、加热元件、测温元件、防护罩组成。炉壳用以固定保温件、测温元件，加热元件采用电阻丝，内嵌于保温件，形成炉膛，炉膛一端开放，另外一端封闭。

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机工作时，工况及动作顺序如下：

1.保温炉开启，预热到一定温度。

2.模具翻转机构将成型模具翻转到竖直工位，打开模具堵头、放置漏斗，将坩埚里熔融态的玻璃通过漏斗迅速倒入模具，拧上模具堵头。

2.模具旋转机构启动旋转，同时，启动模具翻转机构将成型模具翻转到水平工位，该过程中成型模具处于一边自旋，一边翻转状态。

3.当成型模具翻转到水平工位后启动保温炉移动机构，将保温炉由右工位平移到左工位，使处于水平工位的成型模具处于炉膛内，按设定好的转速、温度、时间运行。

4.按设定时间旋转、保温冷却至常温后，成型模具停止旋转，启动保温炉移动机构，将保温炉平移退至右工位,而后启动模具翻转机构将成型模具翻转到竖直工位。

5.旋开模具堵头，取出成型模具，打开成型模具，取出成型玻璃棒。

6.停止运行，等待下一次启动。

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机提供了一种新的玻璃光纤预制棒制棒模具成型技术。可以广泛应用于制造氟化物玻璃棒、硅酸盐玻璃棒、碲酸盐玻璃棒、磷酸盐玻璃棒等各类多组分玻璃光纤预制棒。

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机结构紧凑，使用方便。操作人员仅需人工完成入料和卸料，中间的步骤均为顺序自动完成，具有较高的自动化程度，并且旋转速度、保温时间、降温梯度等均可设置。特别适用于玻璃预制棒尤其是多组分掺杂的预制棒制造工艺研究，优化配方。一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机，可以实现玻璃预制棒快速、稳定成型。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机结构示意图1；

图2为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机结构示意图2；

图3为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的机架结构示意图；

图4为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的成型模具结构示意图；

图5为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的模具翻转机构结构示意图1；

图6为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的模具翻转机构结构示意图2；

图7为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的模具旋转机构结构示意图；

图8为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的保温炉移动机构结构示意图1；

图9为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的保温炉移动机构结构示意图2；

图10为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的保温炉移动机构结构示意图3；

图11为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的保温炉结构示意图1；

图12为一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机的保温炉结构示意图2。

附图标记：

1、机架，2、成型模具，3、模具翻转机构，4、模具旋转机构，5、保温炉移动机构，6、保温炉；

1-1、槽钢底座，1-2、钢板组件；2-1、模具，2-2、定位环，2-3、空心轴，2-4、锁紧螺母，2-5、堵头；3-1、模具翻转传动电机，3-2、同步带一，3-3、同步带轮一，3-4、翻转轴，3-5、轴承一，3-6、电磁式制动器，3-7、接近开关，3-8、支架；4-1、模具旋转传动电机，4-2、联轴器，4-3、转轴，4-4、轴承二；5-1、保温炉移动传动电机，5-2、同步带二，5-3、同步带轮二，5-4、滚珠丝杆，5-5、导轨，5-6、移动平台，6-1、炉壳，6-2、保温件，6-3、加热元件，6-4、测温元件，6-5、防护罩。

具体实施方式

参照附图1-12，一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机主要由机架1、成型模具2、模具翻转机构3、模具旋转机构4、保温炉移动机构5、保温炉6组成。

成型模具2设计成多瓣结构，便于成型玻璃棒脱模。成型模具2设置有两个工位，分别为竖直工位和水平工位。成型模具2通过模具翻转机构3实现工位切换。模具翻转机构3位于机架1上方，如图3所示，模具翻转机构翻转中心与成型模具2水平工位中心相交垂直。模具旋转机构4用以实现成型模具2的自旋，使玻璃棒成型冷却过程各组分充分扩散匀化。

保温炉6用以形成一定的加热、冷却环境，以使得玻璃棒各组分充分扩散匀化，在成型时不因温度的剧烈变化产生内部应力形成开裂等缺陷。保温炉6的炉膛为中空，单侧封闭，中心高度与成型模具2水平状态下中心重合。保温炉6设置有两个工位，分别为左工位、右工位，以实现成型模具2的保温状态和非保温状态的切换。

保温炉移动机构5安装于机架1下方，采用保温炉移动传动电机5-1、滚珠丝杆5-4、导轨5-5、移动平台5-6来实现保温炉的工位切换。

所述的机架1由槽钢底座1-1、钢板组件1-2等组成，钢板组件1-2固定于槽钢底座1-1左侧上方。

所述的成型模具2由模具2-1、定位环2-2、空心轴2-3、锁紧螺母2-4、堵头2-5组成。模具2-1采用三瓣式结构，锥形定位，依靠左侧定位环2-2定心、右侧锁紧螺母2-4锁紧。堵头2-5位于锁紧螺母端部，用以旋合，防止溶液泄漏。

所述的模具翻转机构3由模具翻转传动电机3-1、同步带一3-2、同步带轮一3-3、翻转轴3-4、轴承一3-5、电磁式制动器3-6、接近开关3-7、支架3-8组成。模具翻转传动电机3-1安装在下方、同步带一3-2和同步带轮一3-3传动，驱动翻转轴3-4旋转，轴承3-5安装于翻转轴3-4两侧，电磁式制动器3-6安装于翻转轴3-4一端，用以制动。接近开关3-7安装在支架3-8上，共计两组，安装位置互为90°，用以检测翻转轴3-4的位置。

所述的模具旋转机构4由模具旋转传动电机4-1、联轴器4-2、转轴4-3、轴承二4-4组成，模具旋转传动电机4-1依靠联轴器4-2与转轴4-3连接，轴承二4-4安装于转轴4-3两侧。成型模具2安装于转轴4-3法兰面。

所述的保温炉移动机构5由保温炉移动传动电机5-1、同步带二5-2、同步带轮二5-3、滚珠丝杆5-4、导轨5-5、移动平台5-6等组成。保温炉移动传动电机5-1通过同步带5-2及同步带轮5-3带动滚珠丝杆5-4旋转，进而驱动安装在导轨5-5上移动平台5-6移动。

所述的保温炉6由炉壳6-1、保温件6-2、加热元件6-3、测温元件6-4、防护罩6-5等组成。炉壳6-1用以固定保温件6-2、测温元件6-4，加热元件6-3采用电阻丝，内嵌于保温件6-2，形成炉膛，炉膛一端开放，另外一端封闭。测温元件6-4采用市售热电偶、热电阻、或热敏电阻。

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机配套有电器控制箱，装有plc可编程控制器，电器控制元器件，进行自动控制，实现玻璃预制棒快速、稳定成型。

本发明原理在于，通过一系列机构实现熔融态玻璃倒入模具后的旋转、翻转、保温、成型，实现玻璃预制棒的快速、稳定、高质量制备。

一种用于制造多组分玻璃光纤预制棒的离心旋转浇注机工作时，工况及动作顺序如下：

1.保温炉6开启，预热到一定温度。

2.模具翻转机构3将成型模具2翻转到竖直工位，打开模具堵头、放置漏斗，将坩埚里熔融态的玻璃通过漏斗迅速倒入模具，拧上模具堵头。

2.模具旋转机构4启动旋转，同时，启动模具翻转机构3将成型模具2翻转到水平工位，该过程中成型模具2处于一边自旋，一边翻转状态。

3.当成型模具2翻转到水平工位后启动保温炉移动机构5，将保温炉6由右工位平移到左工位，使处于水平工位的成型模具2处于炉膛内，按设定好的转速、温度、时间运行。

4.按设定时间旋转、保温冷却至常温后，成型模具2停止旋转，启动保温炉移动机构5，将保温炉6平移退至右工位,而后启动模具翻转机构3将成型模具2翻转到竖直工位。

5.旋开模具堵头，取出成型模具2，打开成型模具2，取出成型玻璃棒。

6.停止运行，等待下一次启动。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-12所示，所述的离心旋转浇注机，成型模具2为成多瓣结构，便于成型玻璃棒脱模。成型模具2设计有两个工位：竖直工位和水平工位。成型模具2通过模具翻转机构3实现工位切换。模具翻转机构3位于机架1上方，旋转中心与成型模具2水平工位中心相交垂直。模具旋转机构4用以实现成型模具2的自旋，使玻璃棒成型冷却过程各组分充分扩散匀化。保温炉6用以形成一定的加热、冷却环境，以使得玻璃棒各组分充分扩散匀化，在成型时不因温度的剧烈变化产生内部应力形成开裂等缺陷。保温炉6的炉膛为中空，单侧封闭，中心高度成型模具2水平状态下中心重合。保温炉6设计有两个工位：左工位、右工位，以实现成型模具2的保温状态和非保温状态的切换。

前述中，成型模具2设计成多瓣结构，便于成型玻璃棒脱模。

前述中，成型模具2设计有两个工位：竖直工位和水平工位。成型模具2通过模具翻转机构3实现工位切换。模具翻转机构3位于机架1上方，旋转中心与成型模具2水平工位中心相交垂直。

前述中，模具旋转机构4可以实现成型模具2的自旋，使玻璃棒成型冷却过程各组分充分扩散匀化。

前述中，保温炉6可以形成一定的加热、冷却环境，以使得玻璃棒各组分充分扩散匀化，在成型时不因温度的剧烈变化产生内部应力形成开裂等缺陷。

前述中，保温炉6的炉膛为中空，单侧封闭，中心高度成型模具2水平状态下中心重合。

前述中，保温炉6设计有两个工位：左工位、右工位，可以实现成型模具2的保温状态和非保温状态的切换。

以上实施例描述了本发明的基本原理，以及主要特征和优点。

本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明原理和范围的前提下，本发明的可能实施例还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明的保护范围内。