玻璃瓶制作工艺的制作方法

本发明涉及玻璃加工技术领域，具体涉及一种玻璃瓶制作工艺。

背景技术：

目前，制作玻璃瓶的方法主要包括以下步骤：①原料预加工。将块状原料（石英砂、纯碱、石灰石、长石等）粉碎。②配合料制备。③熔制。玻璃配合料在池窑或池炉内进行高温（1550～1600度）加热，使之形成液态玻璃。④成型。多采用吹-吹法，这种方法的原理和人工吹制瓶子相同，通过冲头下冲，将玻璃料滴挤入初型模中（为使料滴容易落入初型模中，目前多采用漏斗）；然后先向初型模中吹入压缩空气做成瓶子初型，再将瓶子初型转移到成型模中，并再次吹入压缩空气，而做出最终的瓶子形状。⑤热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。

在熔融玻璃过程中，混合料的均匀性及熔融的玻璃液性是玻璃质量的关键，搅拌的主要作用是使混合料产生剪切、对流及扩散的循环流动，提高传热、传质的速率，在混合料位置的频繁迁移中达到各组分的均匀分布，从而达到规定的均匀度。传统的高温熔炉一般由熔炉壁围设成一熔炉腔，将坩埚设置在熔炉腔内，熔炉腔内还设置有加热装置。对玻璃液的搅拌通常是另外配备搅拌设备，玻璃熔融与搅拌程序分别控制，造成了控制的复杂性及玻璃成型前后温度差控制的不精确，严重时会影响玻璃的质量。

公告号为cn204325106u的中国专利公开了一种高温搅拌玻璃熔炉，包括炉体、设置在炉体内的样品台和加热系统、以及与玻璃熔炉配套的控制器，还包括借助支撑架定位在炉体上方的、控制端与所述控制器连接的搅拌系统，所述样品台下方设有升降机构。该技术方案实现了在熔融的同时进行搅拌，并采用同步控制的方式，可根据温度对搅拌速度实时控制、同时可对加热电极的功率进行实时调整，从而既保证了温控的精度，又有利于保证玻璃液的均匀，有利于玻璃质量。

然而上述技术方案还存在一定的缺陷：在搅拌过程中，玻璃熔液中的氧气容易扩散到其周围的气泡中，与这些气泡一并逸出玻璃液之外，导致玻璃缺氧，呈还原性熔制，玻璃粘度高，不利于玻璃的熔化和澄清，制得的玻璃较脆。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种玻璃瓶制作工艺，在熔融过程中能及时补充氧气，改善玻璃的熔化效果。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：玻璃瓶制作工艺，包括以下步骤：

a、备料：将石英砂研磨至0.5～0.8mm的粒度，将碎玻璃研磨至2～20mm的粒度，然后混合石英砂、碎玻璃、硼砂、纯碱、食盐得坯料；

b、熔融：将坯料加入熔炉中加热熔融，得液体玻璃；熔炉包括加热炉体、通气机构、转向机构和位于加热炉体内的搅拌棒；通气机构包括气缸，气缸内设有隔板，隔板将气缸分隔为进气缸和出气缸；进气缸内滑动连接有活塞，活塞上铰接有与进气缸的侧壁滑动连接的活塞杆，且活塞将进气缸分隔为左气室和右气室；左气室和右气室内均设有进气部件，进气部件包括进气口和用于打开或者闭合进气口的控制件；隔板的两端均设有出气部件，出气部件包括用于连通进气缸和出气缸的出气口，用于打开或者闭合出气口的控制件；出气缸的底部设有与加热炉体内部连通的排气口；转向机构包括圆盘、转柄和左摇杆，圆盘一端与搅拌棒连接，圆盘另一端与转柄连接；左摇杆一端与活塞杆铰接，左摇杆另一端与转柄铰接；

c、成型：将液体玻璃转入成型模具中制得成型瓶；

d、后处理：退火、喷涂、包装，得玻璃瓶成品。

本技术方案中熔炉的工作原理在于：转动转柄，曲柄也跟着转动；曲柄带动搅拌棒转动，对加热炉体内的玻璃液进行搅拌。同时，曲柄转动，带动左摇杆摆动，使得活塞杆和活塞在进气缸内往复滑动。活塞向左气室滑动的时候，控制件闭合左气室的进气口，左气室的体积减少，左气室内的压强变大，左气室对应的隔板上的出气口打开，左气室内的空气从出气口进入出气缸，并从出气缸的排气口进入加热炉体内，补充氧气给玻璃液；同时，右气室的体积变大，右气室内的压强变小，右气室对应的进气口打开，外界的空气进入右气室。活塞向右气室滑动的时候，控制件闭合右气室的进气口，右气室的体积减少，右气室内的压强变大，右气室对应的隔板上的出气口打开，右气室内的空气从出气口进入出气缸，并从出气缸的排气口进入加热炉体内，补充氧气给玻璃液；同时，左气室的体积变大，左气室内的压强变小，左气室对应的进气口打开，外界的空气进入左气室。直到活塞又向左气室滑动，如此循环往复。

本技术方案中转动转柄的方法可以采取手动转动的方式，这种方式对玻璃液的搅拌控制性较好；也可以采用机械转动的方式，通过电机连接软轴，软轴再连接转柄的方式，使转柄转动，这种方式有助于降低人力成本。

采用上述技术方案时，其有益效果在于：

1、本技术方案通过设计通气机构，利用活塞的往复移动，使得左气室和右气室内的气压不断发生变化，并利用气压差实现将外界的空气挤入加热炉体内，从而及时补充氧气，使得玻璃液呈氧化性熔制，有助于改善玻璃的熔化效果。

2、本技术方案中无论活塞是向左气室还是向右气室移动，进气缸内都有气体通过出气口进入出气缸，并从排气口进入加热炉体内，补充氧气的效率较高。

3、本技术方案巧妙地通过曲柄、左摇杆、活塞杆形成的曲柄滑块机构，只需要转动转柄，即可同时实现转动搅拌棒而搅拌玻璃液，以及补充氧气进入加热炉体内，所需动力装置少。

4、本技术方案中的石英砂粒度适中，不会出现粒度过大而不容易熔化的情况，也不会因为粒度过小而引起在熔制加料时粉料飞扬，有助于防止混合料在熔融过程中分层结块，提高混合料的均匀性，从而提高最后制得的玻璃强度；同时，本技术方案中的碎玻璃，与石英砂的粒度产生较大差异，使得整体而言石英砂与纯碱接触的表面积较大，而让石英砂和碎玻璃能一起和纯碱反应，熔融过程迅速，得到的液体玻璃成分均匀，制得的玻璃强度高。

优选方案一：作为基础方案的优选方案，通气机构的数量为两个，转柄上还设有右摇杆，左摇杆和右摇杆分别连接一个活塞杆。两个通气机构补充氧气的效率更高，适合于大体积的玻璃液熔制。

优选方案二：作为优选方案一的优选方案，控制件包括密封盖和拉簧；进气口处的密封盖位于进气缸内，进气口处的拉簧的一端与密封盖连接，进气口处的拉簧的另一端与进气缸连接；出气口处的密封盖位于隔板的底部，出气口处的拉簧的一端与密封盖连接，出气口处的拉簧的另一端与隔板连接。活塞滑动过程中，若气室（左气室或右气室）内的压强减小，则密封盖将进气口打开；若气室内的压强变大，则密封盖将进气口关闭，对应的出气口处的密封盖将出气口打开，气体进入出气缸从排气口排入加热炉体，结构简单，制作成本较低。

优选方案三：作为基础方案或优选方案二的优选方案，加热炉体上还设有安全阀。安全阀可以根据加热炉体内的气压情况，自动打开或者关闭，保证加热炉体的安全运行。

优选方案四：作为优选方案三的优选方案，原料中的各组分按质量份数计为：石英砂12～15份、硼砂5～8份、纯碱3～5份、碎玻璃15～18份、食盐2～5份。采用本技术方案的配比制得的液体玻璃均匀性好、稳定性强、硬度高、强度高。

附图说明

图1是本发明中熔炉实施例的结构示意图；

图2是图1中通气机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：加热炉体1、搅拌棒10、安全阀11、气缸2、隔板20、活塞30、活塞杆31、左气室32、右气室33、进气口34、密封盖35、拉簧36、出气口37、排气口38、通气口39、出气缸4、圆盘5、转柄50、右摇杆51、左摇杆52。

实施例1

玻璃瓶制作工艺，包括以下步骤：

a、备料：将石英砂研磨至0.5mm的粒度，将碎玻璃研磨至2mm的粒度，然后按质量份数计，将12份石英砂、15份碎玻璃、5份硼砂、3份纯碱、2份食盐混合得坯料；

b、熔融：将坯料加入熔炉中加热熔融，得液体玻璃；

c、成型：将液体玻璃转入成型模具中制得成型瓶；

d、后处理：退火、喷涂、包装，得玻璃瓶成品。

如附图1所示，步骤b中的熔炉包括加热炉体1和位于加热炉体1内的搅拌棒10，还包括转向机构和两个通气机构，加热炉体1上设有安全阀11，用于保证加热炉体1的气压安全，加热炉体1的顶部设有通气口39。

如图2所示，通气机构包括气缸2，气缸2内设有隔板20，隔板20将气缸2分隔为进气缸和出气缸4；进气缸内滑动连接有活塞30，活塞30上连接有与进气缸的侧壁滑动连接的活塞杆31；且活塞30将进气缸分隔为左气室32和右气室33；左气室32和右气室33内均设有进气部件，进气部件包括进气口34和用于打开或者闭合进气口34的控制件；隔板20的两端均设有出气部件，出气部件包括用于连通进气缸和出气缸4的出气口37，用于打开或者闭合出气口37的控制件；出气缸4的底部设有与通气口39连通的排气口38，从而将出气缸4和加热炉体1内部连通。

控制件包括密封盖35和拉簧36；进气口34处的密封盖35位于进气缸内，进气口34处的拉簧36的一端与密封盖35连接，进气口34处的拉簧36的另一端与进气缸连接；出气口37处的密封盖35位于隔板20的底部，出气口37处的拉簧36的一端与密封盖35连接，出气口37处的拉簧36的另一端与隔板20连接；密封盖35上设有密封圈，有助于更好地密封进气口34或者出气口37。

转向机构包括圆盘5、转柄50、右摇杆51和左摇杆52，圆盘5一端与所述搅拌棒10连接，圆盘5另一端与转柄50连接；左摇杆52一端与一个活塞杆31铰接，左摇杆52另一端与转柄50铰接；右摇杆51一端与另一个活塞杆31铰接，右摇杆51另一端与转柄50铰接。

转动转柄50的方法可以采取手动转动的方式，手动这种方式对玻璃液的搅拌控制性较好；也可以采用机械转动的方式，通过电机连接软轴，软轴再连接转柄50的方式，使转柄50转动，这种方式有助于降低人力成本。

转动转柄50，曲柄也跟着转动；曲柄带动搅拌棒10转动，对加热炉体1内的玻璃液进行搅拌。同时，曲柄转动，带动左摇杆52和右摇杆51摆动，使得两边的活塞杆31和活塞30在进气缸内往复滑动。

活塞30向左气室32滑动的时候，密封盖35闭合左气室32的进气口34，左气室32的体积减少，左气室32内的压强变大，左气室32对应的隔板20上的出气口37打开，左气室32内的空气从出气口37进入出气缸4，并从出气缸4的排气口38进入加热炉体1内，补充氧气给玻璃液；同时，右气室33的体积变大，右气室33内的压强变小，右气室33对应的进气口34打开，外界的空气进入右气室33。

活塞30向右气室33滑动的时候，密封盖35闭合右气室33的进气口34，右气室33的体积减少，右气室33内的压强变大，右气室33对应的隔板20上的出气口37打开，右气室33内的空气从出气口37进入出气缸4，并从出气缸4的排气口38进入加热炉体1内，补充氧气给玻璃液；同时，左气室32的体积变大，左气室32内的压强变小，左气室32对应的进气口34打开，外界的空气进入左气室32。直到活塞30又向左气室32滑动，如此循环往复。从而及时补充氧气，使得玻璃液呈氧化性熔制，有助于改善玻璃的熔化效果，制得的液体玻璃均匀性好、稳定性强、硬度高、强度高。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：步骤a中将石英砂研磨至0.6mm的粒度，将碎玻璃研磨至10mm的粒度，然后按质量份数计，将13份石英砂、16份碎玻璃、6份硼砂、4份纯碱、3份食盐混合得坯料。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：步骤a中将石英砂研磨至0.8mm的粒度，将碎玻璃研磨至20mm的粒度，然后按质量份数计，将15份石英砂、18份碎玻璃、8份硼砂、5份纯碱、5份食盐混合得坯料。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。