一种石英棒立式送棒熔棒装置的制作方法

本发明涉及一种石英棒立式送棒熔棒装置。

背景技术：

1、石英纤维由高纯二氧化硅和天然石英晶体制成的纤维。具有耐热、耐腐蚀和柔软性。高温下强度保持率高、尺寸稳定、抗热震性、化学稳定性、透光性及电绝缘性好。石英纤维生产时，需要使用石英棒，一边熔制、一边下棒并一边抽丝，石英纤维直径一般为几微米～几十微米，因此抽丝需要连续进行，而且抽丝必须稳定，否则稍有不慎就会出现断丝，因此对于下棒的连续性、稳定性都有很高的要求。

2、现有的石英棒下棒机构一般采用电机带动滚珠丝杠机构，对于滚珠丝杠机构，若采用高精度的滚珠丝杠机构，一般依靠进口，其成本较高，对于安装精度要求极高，若采用普通精度的滚珠丝杠机构，其精度不高，对于较长石英棒，所需滚珠丝杠机构较长，长度越长，其直线度越不好，会导致石英棒偏移火焰口的设定温度区域，影响熔融质量，最终影响产品品质，另外，滚珠丝杠机构不抗冲击、受反向力更是极易损坏，运行也存在不小的噪音，使用十分不便；另外，滚珠丝杠机构承受载荷十分有限，传统滚珠丝杠机构带动100根石英棒已达极限，若想提高生产效率，需要一次加工200至400根石英棒，为减轻装棒负担，希望采用更长、直径更大的石英棒作为原料，现有滚珠丝杠机构满足不了需求，且现有装棒的盘架和燃烧器的布局也无法满足更多数量石英棒加工需求。

技术实现思路

1、有基于此，为解决以上问题，本发明提供一种石英棒立式送棒熔棒装置。

2、本发明的技术方案如下：一种石英棒立式送棒熔棒装置包括：

3、送棒机构，包括伸缩筒，伸缩筒包括圆环状的滑动腔，滑动腔的顶部和底部分别设有连通内外的油孔，滑动腔内滑动装配有圆环活塞，圆环活塞的底面上连接有多根活塞杆，各活塞杆从滑动腔的底部穿出，活塞杆与滑动腔的底部滑动密封配合，伸缩筒的轴线处设有下部开口的导向孔；

4、液压控制系统，具有两条可交替出油的液压油管，两液压油管分别连接在两个所述油孔上，以驱动圆环活塞的上下运动；

5、棒放置盘，与伸缩筒同轴设置，连接在活塞杆的下部，其上部轴线处设置有向上延伸的导向杆，导向杆与所述导向孔导向滑动配合，棒放置盘上同心设置有内、外两圈均布的多个棒放置孔，棒放置孔的轴线与伸缩筒的轴线平行；

6、夹棒机构，包括外固定环、内固定环，外固定环套在外圈的棒放置孔之外，内固定环被套在内圈的棒放置孔之内，内、外固定环之间设有多个活动夹，多个活动夹拼接成圆环状结构，以用于将放置在内、外两圈棒放置孔中的石英棒挤压在对应的内、外固定环上，活动夹包括外弧形板、内弧形板以及连接在内外弧形板之间的多个压缩弹簧；

7、棒导向盘，位于棒放置盘在运动时的下极限位置之下，与棒放置盘同轴设置，棒导向盘上与棒放置孔一一同轴对应设置有棒导向孔；

8、熔棒燃烧器，包括圆环管状结构的燃烧管体，燃烧管体同轴固定在棒导向盘下部，燃烧管体的内环面和外环面上分别沿径向与各石英棒一一对应设置有火焰喷口，各火焰喷口的加热区域覆盖对应石英棒的通过路径以对经过的对应石英棒加热熔融。

9、本方案的有益效果如下：在使用时，根据液压控制系统的控制，下棒时，圆环活塞上方进油、下方出油，圆环活塞下行，带动棒放置盘和对应的石英棒同步下行，石英棒经过下部的棒导向盘的导向，使其能够以更高的精准度进入到下方对应火焰喷口所喷射火焰的加热温度区域中，从而将石英棒熔融至合适状态，当送棒完成后，通过液压控制系统的控制，使圆环活塞下方进油、上方出油，圆环活塞上行，带动棒放置盘上行；装棒时，掰开活动夹，将石英棒装上并夹紧，完成夹棒操作。相对于现有技术，具有以下优点：

10、1.通过送棒机构的特殊结构，利用液压动力代替丝杠螺母机构，由于圆环活塞与滑动腔内壁之间很大的接触面积，以及导向杆与导向孔的导向，使得对于棒放置盘来说，其下行过程可以保证良好的直线性，可以平稳的直线运行，不会出现偏斜而影响石英棒在火焰中的位置，而石英棒熔融时需要严格控制石英棒在火焰中的位置，火焰中不同位置的温度不同，所达到的熔融效果也不同，本技术一方面是送棒机构的结构使石英棒能够平稳下行，不会偏移或晃动，另一方面，在下方设置的棒导向盘可以对石英棒的最下端进行精准导向，使得石英棒不会因悬臂结构而出现晃动，即本技术不仅控制了棒放置盘下行时的直线运动精度，也控制了石英棒自身的晃动，最终保证了石英棒能够精准穿过火焰中的合适区域，保证石英纤维拉制质量；

11、2.在采用上述送棒机构的基础上，棒放置盘可以一次性放置更多的石英棒，这一方面是由于本技术的送棒机构相对于传统丝杠螺母机构更耐冲击、承受载荷可以更大，能够承受更多的石英棒的重量，也能够承受由于更重的石英棒运动到下极限位时因停止而产生的较大的动量；另一方面是本技术采用圆环活塞和多个活塞杆，其横截面积较大，可以在更大面积范围内给棒放置盘提供多点支撑，棒放置盘不易沿水平面内的某一轴线晃动，所以可以将棒放置盘设置的更大一些，有更多的面积去安置更多的石英棒，从而提高石英棒熔制的效率；

12、3.与棒放置盘可以放置更多的石英棒对应的，熔棒燃烧器采用圆环状的结构，内、外周面分别设置一圈火焰喷头与棒放置盘对应的棒放置孔一一对应，也为更多石英棒的熔融提供支撑；

13、由此可见，送棒机构的结构、棒放置盘的结构、夹棒机构的结构以及熔棒燃烧器的结构是相互配合使用的，彼此的结构配合使得送棒更平稳、石英棒移动过程所处位置更精准、可以精准进入到火焰中的设定区域被加热以提高熔融质量，可以装夹更多的石英棒、可以平稳带动更多的石英棒移动、可以一次性熔融更多的石英棒。综上所述，本方案的优点为：对石英棒送棒精准以提高产品质量、降低废品率，可以一次性熔融更多石英棒以提高生产效率，送棒机构比传统丝杠螺母机构更平稳、承载能力更强、耐冲击且更不易损坏。

14、在上述方案的基础上，进一步改进如下，燃烧管体内腔的横断面为矩形。这种结构更便于数量繁多的火焰喷口的加工，也便于与棒导向盘的连接定位。

15、在上述方案的基础上，进一步改进如下，燃烧管体的下部均布有至少三个混合气进口，各混合气进口同时通入混合气。由于本方案对应的熔棒燃烧器可以熔融更多的石英棒，其直径也比较大，均布多个混合气进口可以使燃烧管体内混合气分布的更加均匀，进而保证各火焰喷口喷气的均匀性。燃烧管体内充填有耐高温材质制成的蜂窝状结构，以使混合气在燃烧管体内分布更加均匀。

16、在上述方案的基础上，进一步改进如下，内弧形板的内弧形面和/或外弧形板的外弧形面上镶嵌有至少一条沿长度方向延伸的弹性橡胶条。内、外弧形板上与石英棒接触的一面设置弹性橡胶条后，一方面可以使其对石英棒夹得更紧，且夹紧后的石英棒不易滑动，另一方面可防止硬质的石英棒与硬质的夹棒机构之间的相互磨损。

17、在上述方案的基础上，进一步改进如下，内固定环的外周面和/或外固定环的内周面上镶嵌有至少一个弹性橡胶环。一方面可以使其对石英棒夹得更紧，且夹紧后的石英棒不易滑动，另一方面可防止硬质的石英棒与硬质的夹棒机构之间的相互磨损。

18、在上述方案的基础上，进一步改进如下，夹棒机构包括钢环，钢环依次穿入各活动夹的压缩弹簧中，压缩弹簧沿钢环径向设置。钢环的设置可以对各活动夹进行定位，防止活动夹跳动或发生位移而影响对石英棒的准确夹紧，还可以确保各活动夹拼成一个完整的圆环。

19、在上述方案的基础上，进一步改进如下，夹棒机构安装在棒放置盘上部。更便于夹棒机构相对于棒放置盘的固定。

20、在上述方案的基础上，进一步改进如下，滑动腔的底部对应于各活塞杆设置有穿孔，穿孔处安装有斯特封，活塞杆穿入斯特封中。

21、在上述方案的基础上，进一步改进如下，圆环活塞包括位于中间的大径段以及对称设在大径段两侧的小径段，大径段的内周面和外周面上分别设置有对应尺寸的密封圈；大径段的内周面和外周面上均设置有环形安装槽以用于安装密封圈，环形安装槽的槽口边沿与滑动腔的内壁面导向滑动配合。小径段的设置，使得即使圆环活塞与滑动腔的顶部和底部贴合，液压油也能驱动圆环活塞移动，即避免圆环活塞卡滞，密封圈的设置则避免圆环活塞两侧液压油串油。环形安装槽的设置使得密封圈可以内嵌在其中，滑动过程中密封圈不易错位；环形安装槽的槽口边沿与滑动腔的内壁面导向滑动配合的设计，则进一步提高圆环活塞与滑动腔内壁之间的导向性，提高了导向精度。

22、在上述方案的基础上，进一步改进如下，棒放置盘的材质为碳纤维复合材料或钛合金；棒放置盘上设置多个均匀分布的减重孔。