CN101139159B - 一种扁平玻璃管的制造方法及成形拉模 - Google Patents

Abstract

一种扁平玻璃管的制造方法及成形拉模，涉及用于制造具有扁平剖面玻璃管的成形拉模，尤其是用于制造扁平氦氖激光管的放电管所需的高扁度、平直、不扭曲、高精度的扁平剖面玻璃管。本发明通过下述步骤制造扁平玻璃管：a)在自动竖式拉管设备上拉制圆玻璃管；b)在上述自动竖式拉管设备的玻璃窑出料口的下方设置成形拉模，得到扁平玻璃管；c)利用上述自动竖式拉管设备下方的滚轮组对已成形的扁平玻璃管拉拨。本发明实现了生产效率高、成本低、加工方便的目的。

Description

一种扁平玻璃管的制造方法及成形拉模

技术领域

本发明涉及用于制造具有扁平剖面玻璃管的成形拉模，尤其是用于制造扁平氦氖激光管的放电管所需的高扁度、平直、不扭曲、高精度的扁平剖面玻璃管。

背景技术

具有扁平椭园形剖面的玻璃管一般用所谓的Danner拉管法拉拔管子制成，在图7所示的用Danner拉管法制造玻璃管的方法中，将一种在1300℃-1500℃的熔化炉中(未画出)熔化的熔融玻璃材料引入叫做套管74的铂圆柱体中，以便形成圆筒形玻璃管，且圆筒形玻璃管在高于玻璃软化点的温度下穿过一成形单元72，成形单元72具有至少一对上辊和下辊73。玻璃管被上辊和下辊73挤压而变形成一种扁平剖面，但这种方法在拉拔扁度较大的扁平截面时十分困难，尤其是截面长短边之比大于4∶1时，其平面管壁部分往往呈内凹形状，平面度较差，其成形的一致性很差，不能满足发明目的中所述的要求。

在2005年6月8日公告的发明专利ZL03108368.4中公开了一种制造放电管用的扁平椭圆细玻璃管的方法。提出密封一根圆筒形玻璃管，利用由加热玻璃管所引起的玻璃管增加内压，将圆筒玻璃管加热，然后在模具中进行挤压使其变形，以便形成一种扁平椭圆玻璃管(如图8)。这种方法实际制造的过程中是对逐根玻璃管进行整形而成，因此，生产效率低，一致性差，利用上述方法制成的玻璃管在冷却过程中形成的应力会使得扁平椭圆玻璃管沿长度的轴向产生扭曲，以致不能满足发明目的中所述的要求。这种制造扁平椭圆细玻璃管的方法不适合加工长度较长和内径较大的扁平椭圆玻璃管。

发明内容

本发明目的是提供一种生产效率高、成本低、加工方便的制造扁平玻璃管的方法及成形拉模。

本发明通过下述步骤制造扁平玻璃管：a)在自动竖式拉管设备上利用常规的制造方法拉制圆玻璃管；b)在上述自动竖式拉管设备的玻璃窑出料口的下方设置成形拉模，该成形拉模位于上述拉制过程中的处于尚未硬化状态的圆玻璃管部位，该未硬化的圆玻璃管在下行的过程中被挤压变形，得到扁平玻璃管；c)利用上述自动竖式拉管设备下方的滚轮组对已成形的扁平玻璃管拉拨。

本发明的成形拉模包括两块相互配合的前模块和后模块，所述前模块和后模块通过凸台配合接触，所述凸台构成纵向通道；上述纵向通道的一端面为圆形，作为未硬化的圆玻璃管的入口，另一端面为扁平形，作为扁平玻璃管的出口，所述纵向通道由圆形向扁平形逐渐过渡。

本发明首先利用竖式自动拉管设备得到未硬化的圆玻璃管，在玻璃窑出料口下方连接成形的成形拉模，从玻璃窑出料口流出的熔融玻璃经过一段行程后形成圆玻璃管的雏形，继续下行到成形拉模段被挤压变形，从而生产出一种适于制造扁平氦氖激光器的扁平玻璃管，并使它在垂直于拉拔方向剖面内的外圆周长和横截面积与所要求得到扁平玻璃管在垂直于拉拔方向剖面内的周长和横截面积相等，这样保证了挤压过程中玻璃管壁厚均匀、平直。

本发明使用上述制造方法，上述成形拉模的通道与圆玻璃管之间的接触面称为挤压面，成形拉模的挤压面为一曲面。未硬化的圆玻璃管沿通道圆形端面进入拉模，即拉模的入口，然后顺着挤压面继续下行，此时挤压面对尚未完全软化的圆玻璃管进行挤压，形成扁平玻璃管，最后从成形拉模的扁平形出口移出。拉模的挤压面与垂直于拉拔方向的剖面的交线的长度为拉模纵向通道内壁周长，它等于所要求扁平玻璃管在垂直于拉拔方向剖面内的周长。拉模沿拉拔方向的长度为挤压区长度，拉模在入口处曲线形状为圆形，拉模在出口处的曲线形状为扁平形，在拉模挤压区内的拉模纵向通道内壁周长保持一致。

本发明所使用的成形拉模在制造时，在垂直纵向通道长度方向的横截面与纵向通道内壁的交线的周长处处一致。通过a)步骤得到的圆玻璃管的横截面积与通过b)步骤得到的扁平玻璃管的横截面积相等。这样保证了挤压后得到的扁平玻璃管更加平直，同时挤压面的受力均匀。

本发明的成形拉模设置在距离玻璃窑出料口0.3米～1.5米的位置。此时未硬化的圆玻璃管的温度比较适宜加工定型，距离过短，加工后的产品不能够完全硬化，距离过大，温度较低不适合加工定型。成形拉模可以用石墨材料来制造。既耐高温，又能够起到润滑的作用。

本发明具有以下优点：由于在玻璃窑出料口下方的0.3米～1.5米处设置成形拉模，这时高温玻璃还相当软，容易加工成形，生产效率高，适于批量生产，生产成本低。利用拉模内的一段行程使圆管变成扁管，便于达到所要求的截面形状。利用现有的拉拔设备，玻璃管垂直拉拔的长度能够达10～20米，玻璃管的冷却均匀，减少应力，因此，这样拉成的扁平玻璃管平直，且不扭曲。

附图说明

图1是本发明扁平玻璃管的示意图。

图2是本发明竖式自动拉管设备结构示意图。

图3是本发明拉模的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是图3的仰视图。

图6是拉模和金属支架的装配结构示意图。

图7是用于制造椭园形玻璃管的常规Danner拉管法的简图。

图8是日本富士通株式会社的发明专利“制造放电管用的扁平细玻璃管的方法”中的结构示意图。

具体实施方式

以制造供给扁平氦氖激光器放电管的玻璃管为例，如图1所示，要求a＝30mm；b＝10mm；δ＝2.5mm；则周长为71.4mm；截面积为S＝159mm，则先要拉成圆玻璃管的直径D＝22.7mm，圆玻璃管的壁厚为δ＝2.5mm。

本发明用现有的圆玻璃管竖式自动拉管设备，如图2所示，一般圆玻璃管的竖式自动拉管设备是这样工作的：将玻璃原材料在玻璃窑3内高温熔化，玻璃窑3下端有一出料口10，将熔融玻璃2引入铂套管1和出料口10之间的导管4。铂套管1内充以压缩空气，使熔融玻璃形成中空的玻璃管，玻璃管慢慢下行，同时逐渐冷却，并由下方的一组滚轮组9拉拨。在滚轮组9下方不断割管，形成圆玻璃管的自动生产流水线。

本发明采用如下的方法操作：首先利用竖式自动拉管设备上利用常规的制造方法拉制圆玻璃管，并使它在垂直于拉拔方向剖面内的外圆周长和横截面积与所要求得到扁平玻璃管在垂直于拉拔方向剖面内的周长和横截面积相等。

本发明在玻璃窑出料口10的下方离出料口约为0.3米～1.5米处设置成形拉模5，成形拉模5与支架6连接，对尚未硬化的圆玻璃管进行挤压，形成扁平玻璃管8。

本发明的成形拉模的剖面结构如图3所示，它是由优质石墨加工而成。所述成形拉模包括两块相互配合的前模块11和后模块12，所述前模块11和后模块12之间通过凸台13连接，所述凸台13延纵向设置通道14；上述纵向通道14的一端面为圆形，如图4，为未硬化的圆玻璃管的入口，与玻璃窑出料口10配合连接，另一端面为扁平形，如图5，为扁平玻璃管的出口，所述纵向通道14由圆形向扁平形逐渐过渡。纵向通道14的内壁是由圆滑的曲面过渡连接，沿纵向通道14长度方向的横截面的内壁周长处处相等，上述通道14各段横截面的截面积相等。即上段的圆玻璃管的周长与下段的扁平玻璃管的周长相等，上段的圆玻璃管的横截面积与下段的扁平玻璃管的横截面积相等。

现有的圆玻璃管竖式自动拉管设备在拉制时，需要先按常规拉制成圆玻璃管，并使拉制成圆玻璃管的截面周长和壁厚正好等于所需拉制的扁平玻璃管截面的周长和壁厚相等。

这对成形拉模的支撑和装配结构示意图如图6所示，这一对成形拉模51、52用螺丝21、22固定在一对由工字梁制成的金属支架61、62上，其中一个金属支架62至少有两个以上的导杆(41、42)，另一个金属支架61上，有一组相应的导孔(411、412、421、422)以滑配合套在上述金属支架的导杆41、42。

在这对金属支架61、62的两侧，金属导杆的两旁至少有两组以上的孔(311、312、312、314、321、322、323、324)，在金属支架62上的孔为螺纹孔(314、324)，在金属支架61上的孔是园孔(311、312、313、321、322、323)，有一组螺丝31、32穿过金属支架61的孔(311、312、313、321、322、323)旋在金属支架62的螺纹孔(314、324)上，用以逐渐挤压正在拉制的圆玻璃管，在挤压过程中，保证这一对拉模不错位，对称地向内挤压，并可调整两长边面之间的平行度。

这对金属支架61、62由一对固定支座7(如图2)托住，以免当玻璃管在拉拨，拉模金属支座随玻璃管的下行而产生移动。

Claims (4)

1.一种制造扁平玻璃管的成形拉模，其特征是上述成形拉模包括两块相对配合的前模块(11)和后模块(12)，所述前模块(11)和后模块(12)通过凸台(13)配合接触，所述凸台(13)构成纵向通道(14)；上述纵向通道(14)的一端面为圆形，作为未硬化的圆玻璃管的入口，另一端面为扁平形，作为扁平玻璃管的出口，所述纵向通道(14)由圆形向扁平形逐渐过渡。

2.根据权利要求1所述的制造扁平玻璃管的成形拉摸，其特征是上述成形拉模在垂直纵向通道(14)长度方向的横截面与纵向通道(14)内壁的交线的周长处处一致。

3.根据权利要求1所述的制造扁平玻璃管的成形拉摸，其特征是成形拉模距离玻璃窑出料口(10)0.3米～1.5米。

4.根据权利要求1所述的制造扁平玻璃管的成形拉摸，其特征是成形拉模使用石墨材料。

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