CN1005567B - 透明石英玻璃厚壁管制造方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是以水晶粉为原料，在氢氧火焰炉中，利用立式中心石墨顶杆一次热顶成型方法，制作外径１５０～２００毫米、内径５０～８０毫米、长度５００～１５００毫米的透明石英玻璃厚壁管，这种厚壁管可作为制造光导纤维用石英包皮管的坯料，也可用于制造其他透明石英玻璃管。

Description

透明石英玻璃厚壁管制造方法及装置

本发明属于透明石英玻璃管的制法，特别适用于透明石英玻璃厚壁管的制造。

据出国技术考察了解，目前用水晶粉为原料制造透明石英玻璃厚壁管有两种典型方法：其一为联邦德国赫尔劳斯石英公司的方法，该方法是先用氢氧火焰将水晶粉熔制成直径100毫米的石英棒，再将石英棒送入电阻炉中加热，通过模具挤压成厚壁管。其二为法国石英公司的方法，该方法是先用高频等离子体火焰将水晶粉熔化，沉积在一根石英玻璃芯管上，然后用金刚石钻头将芯管钻去，形成厚壁石英管。

上述两种方法均需要二次成型，能耗较大，设备投资高。法国石英公司的方法还要消耗昂贵的金刚石钻头。

本发明的目的在于简化生产工艺，降低能耗，采用一次加热方法，制作透明石英玻璃厚壁管。

本发明是以水晶粉为原料，在氢氧火焰炉中，用一次加热立式热顶成型方法，制作透明石英玻璃厚壁管，其制作过程如图所示，在熔炉（3）内装入具有抛物面拱顶的耐火炉膛（4），熔炉（3）的左边为热电偶（11），右边为观察孔（5），热电偶的输出电势由温度显示记录仪（10）接收，升降机（12）可带动升降卡紧装置（13）作升降运动，在升降卡紧装置（13）内部有电动机，可带动主轴旋转。制作透明石英玻璃厚壁管时，首先向燃烧器（2）中通入氢气和氧气并点燃，然后将预先制备好的石英玻璃底托（6）装到升降卡紧装置（13）的卡盘（8）上，底托内有石墨顶杆（7）直径为75毫米，顶杆下方有支撑杆（9），并令底托以20转/分的速度旋转，待底托顶部升到观察孔处时停止上升，逐渐加大氢氧气流量，提高熔炉温度，经过两小时后炉温升到1500℃，即可将振动送粉器（1）中的水晶粉送入氢氧燃烧器（2），水晶粉的粒度为100～150目，送粉量为1公斤/小时，从观察孔可看到在底托顶部熔积出圆锥状透明石英玻璃体，当炉温升到1600℃时保温，并令底托以均匀的速度缓慢下降，下降速度为0.2-0.4毫米/分，为了制得外径匀整的厚壁管，必须严格控制氢氧气压力、流量、炉温、送粉速度，和底托的下降速度恒定。

改变底托的下降速度即可改变厚壁管的外径，而改变石墨顶杆（7）的直径即可改变厚壁管的内径，厚壁管的生长速度约为0.8公斤/小时，制造一根外径160毫米，内径75毫米，长度1000毫米的厚壁管约需50小时。

用本发明方法制成的透明石英玻璃厚壁管，其制品的尺寸范围是：外径150～200毫米，内径50～80毫米，长度为500～1500毫米。这种厚壁管可作为制造光导纤维用石英包皮管的坯材，也可用于制造其他透明石英玻璃管。

本发明的熔炉，系采用具有抛物面拱顶的耐火炉膛，抛物面母线之焦点设计在粉料熔化区中心，此种型式的炉膛比直圆筒形炉膛可节约氢氧气20%左右。

实施例：用本发明的方法制作一根外径160毫米，内径75毫米，长700毫米的透明石英玻璃厚壁管，得料率为83%，底托下降速度为0.35毫米/分，熔制时间36小时，氢气耗量22标准立方米/小时，氧气耗量11标准立方米/小时。

本发明具有设备简单，节省能耗，不需要二次成型，不用金刚石钻头等优点。

附图说明：

1.-振动送粉器 2.-氢氧燃烧器

3.-熔炉 4.-耐火炉膛

5.-观察孔 6.-底托

7.-石墨顶杆 8.-卡盘

9.-支撑杆 10.-温度显示与记录仪

11.-热电偶 12.-升降机

13.-升降卡紧装置

Claims (2)

1、以水晶粉为原料，在氢氧火焰炉中熔制透明石英玻璃厚壁管的方法，它包括当氢氧火焰炉升温到1600℃时以1公斤/小时的速度向炉中送入水晶粉，水晶粉在预先置入炉内的石英玻璃底托上熔积并使底托以0.2-0.4毫米/分钟的速度匀速下降，预置在石英玻璃底托中心的石墨顶杆固定不动从而在熔体内形成一个向上的顶力使熔体成为中空的圆柱体。

2、权利要求1所述的方法：其特征在于改变石墨顶杆直径，可以改变厚壁管的内径，改变底托下降速度，可以改变厚壁管的外径。

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