CN102849925A - 一种光学玻璃条料的成型堵头 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称为一种光学玻璃条料的成型堵头。属于光学玻璃熔制成型技术领域。它主要是解决现有的光学玻璃条纹问题。它的主要特征是：包括堵头；该堵头内部设置有冷却通道；堵头为采用高温模具钢材料制成的堵头；堵头的工作面为内凹的曲面；堵头上方设置热电偶孔。本发明可使用压缩空气、水、冷却液或气液相结合的方式对堵头工作面进行局部冷却，解决了光学玻璃条料成型时条纹难以控制和消除的问题，尤其是对低粘度的光学玻璃生产具有显著效果，主要用于能稳定生产多种规格、并能最大限度地消除成型条纹的光学玻璃条料成型用堵头。
Description
技术领域
本发明属于光学玻璃熔制成型技术领域。涉及一种光学玻璃条料成型用堵头，特别是涉及生产成型粘度小于8泊的镧系光学玻璃条料的成型堵头。
背景技术
在光学玻璃熔制成型领域中，玻璃条料成型用的堵头（见附图1）多采用铸铁、铝青铜或石墨材料，这些材料适用于普通光学玻璃条料生产，但对于成型粘度低于8泊的光学玻璃连续化生产则不适用。其原因一是材料耐腐蚀性差，易氧化，造成工作面2变形，使成型的玻璃条料质量不稳定；二是堵头的更换频率和维修费用高；三是对于选用铝青铜材质的堵头在成型一些组分容易挥发，且与堵头工作面2发生反应的光学玻璃，铝青铜材质还会引起光学玻璃表面污染。
由于玻璃成型堵头的工作面多采用平面或弧面设计，在连续生产粘度低于8泊的光学玻璃条料时，玻璃液的出料温度很高，在玻璃液流出料管后，玻璃液的粘度随温度的变化而发生骤变，玻璃体内部和表面粘度差异也很大，由于温度和粘度的差异，玻璃体内就会在牵引过程中产生相对流动，造成玻璃内部结构的不均匀和不一致，从而产生成型条纹。如图6、图7所示，尤其是在生产较大口径的玻璃条料时，在玻璃液流出料管正下方的堵头成型工作面上，就会受到出料玻璃液的持续加热，在缺乏有效冷却的条件下产生局部的高温区域，就更容易在条料中部产生竖直形状的成型条纹，如图5所示。这样的产品在使用过程中，需要将产品中部有条纹的部分切除，留取无条纹的部分使用，这样产品良品率和使用效率都很低。近年来，随着数码产品更新换代，市场对镧系光学玻璃条料需求越来越大，加上生产镧系光学玻璃需要昂贵的稀土原料，使解决镧系玻璃条料成型条纹，提高产品优良品率迫在眉睫。
专利文献01247636.6提供了一种低粘度光学玻璃成型用堵头，该堵头采用铝青铜材料制作，虽然铝青铜的散热性能较好，但是对于低粘度的高温玻璃液，堵头工作面容易因侵蚀而受损，在生产过程中需要不停的更换和维修，造成产品成型质量的不稳定，而且模具的使用寿命低，维修费用高。同时，在成型一些组分容易挥发，且与堵头工作面发生反应的光学玻璃，铝青铜材质还会引起光学玻璃表面污染。
专利文献200920305756.1和200920305886.5中，也介绍了两种光学玻璃成型用堵头，将堵头工作面设计为斜球面或抛物面，以改善堵头工作面上的散热速度，解决光学玻璃成型时因散热不均而产生的条纹问题。但这种设计均缺乏有效的冷却方式，无法对堵头工作面上的局部高温区域进行有效的冷却，不能真正有效去除玻璃条料的成型条纹。尤其是在生产大口径的光学玻璃条料时，这种条纹会加粗加深。因此，在以上发明中所介绍成型用堵头，在使用中还存在很多局限性。
发明内容
本发明的目的在于设计出一种能稳定生产多种规格，并能最大限度地消除成型条纹的光学玻璃条料成型用的堵头。
本发明的技术解决方案是：一种光学玻璃条料的成型堵头，包括堵头，其特征在于：该堵头内部设置有冷却通道。
本发明的技术解决方案中所述的堵头为采用高温模具钢材料制成的堵头。
本发明的技术解决方案中所述的堵头的工作面为内凹的曲面。
本发明的技术解决方案中所述的堵头上方设置热电偶孔。
本发明的技术解决方案中所述的冷却通道包括外端口设置在堵头工作面相对的面上的进出冷却通道，该进出冷却通道为上、下两排均匀分布的圆柱形孔；该上、下两排进出冷却通道的内端口分别通过上、下水平冷却通道相互连通，同时，上、下两排相邻的进出冷却通道内端口分别通过竖直冷却通道连通，竖直冷却通道中轴线与工作面纵向剖面线平行。
本发明的技术解决方案中所述的进出冷却通道、水平冷却通道和竖直冷却通道的孔径均为：Ф8～Ф12mm；竖直冷却通道的中轴线与工作面的顶点间距：5～20mm。
本发明的技术解决方案中所述的进出冷却通道为上下成对设置， 并以堵头横截面中轴线为中心向左右两侧对称平行分布，且进出冷却通道成奇数排列，数量为1对、3对或5对。
在使用过程中，通常向冷却通道中通压缩空气，并采用不同的通风冷却方式，对堵头工作面的高温区域进行局部冷却，使玻璃液在整个堵头工作面上的温度一致，避免玻璃液在堵头工作面上由于温度不均出现局部对流，从而达到消除成型条纹的目的。也可以向冷却通道中通入水、冷却液，或者液、气混合通入，通过控制冷却介质的流量，取得最好的冷却效果，从而达到消除成型条纹的目的。本发明使用压缩空气、水、冷却液或气液相结合的方式对堵头工作面进行局部冷却，解决了光学玻璃条料成型时条纹难以控制和消除的问题，尤其是对低粘度的光学玻璃生产具有显著效果。本发明避免了现有技术存在的弊端，有效解决了条料成型条纹，使光学玻璃条料实现多种规格进行连续生产，并且生产良品率大大提高。
本发明的优越性：
1. 堵头采用高温模具钢材料。该材料耐腐蚀，不易氧化，在使用过程中的更换频率低，成型质量稳定。同时，该堵头的维修频率低，使用寿命可达三年以上。
2. 在堵头内部设计冷却孔，可对堵头工作面的高温区域进行局部冷却，可有效解决光学玻璃的成型条纹。
3. 堵头的适用性很强，通过采取不同的冷却方式，可生产多种规格的镧系光学玻璃条料。
4. 通入的冷却介质可采用空气、水、冷却液或液、气相结合的方式进行冷却，以达到冷却方式和冷却效果可控。
本发明主要用于能稳定生产多种规格，并能最大限度地消除成型条纹的光学玻璃条料成型用堵头。
附图说明
图1表示原有的成型堵头结构示意图。
图2表示本发明光学玻璃成型用堵头结构示意图。
图3表示图2的左视结构示意图。
图4表示图2的A-A剖面示意图。
图5表示玻璃条料横截面上成型条纹例1示意图。
图6表示玻璃条料横截面上成型条纹例2示意图。
图7表示玻璃条料横截面上成型条纹例3示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图2至图4所示。本发明堵头1采用高温模具钢材料制作而成，堵头1工作面7设计为内凹的曲面。工作面7相对的堵头1端面上分上、下两排均匀分布有10个圆柱形孔的进出冷却通道3。5个上排进出冷却通道3的内端口通过上水平冷却通道5相互连通，5个下排进出冷却通道3的内端口通过下水平冷却通道5相互连通。上、下两排相邻的进出冷却通道3内端口分别通过对应的竖直冷却通道4连通，竖直冷却通道4中轴线与工作面7纵向剖面线平行，竖直冷却通道4的中轴线与工作面7的顶点间距：5～20mm。进出冷却通道3、水平冷却通道5和竖直冷却通道4的孔径均为：Ф8～Ф12mm。。在堵头1上方设置热电偶孔6，可用热电偶监测堵头内部的温度。进出冷却通道3为上下成对出现，并以堵头1横截面中轴线为中心向左右两侧对称平行分布，且进出冷却通道3成奇数排列，数量为1对、3对或5对。
在生产小口径（160×30mm以下）的光学玻璃条料时，将堵头1上排的进出冷却通道3端口堵塞，只使用下排的进出冷却通道3通风冷却。压缩空气可从堵头1正中的进出冷却通道3端口通入，从两边的进出冷却通道3导出，也可以针对具体情况，采用其他对称的方式进行压缩空气的通入和导出，从而对堵头成型面温度最高的地方经行局部冷却，并用热电偶监测模具温度，调节风量将模具温度控制在合适的工艺范围内，最大限度地消除成型条纹，使产品能够稳定生产。
在生产大口径（160×30mm以上）的光学玻璃条料时，压缩空气从堵头1上排的进出冷却通道3端口通入，从堵头下排的进出冷却通道3导出，上排进出冷却通道3的使用数量小于下排进出冷却通道3的使用数量，具体使用数量可结合生产实际灵活选择。从而对堵头成型面温度最高的地方进行局部冷却，并用热电偶监测模具温度，调节风量将模具温度控制在合适的工艺范围内，最大限度地消除成型条纹，使产品能够稳定生产。
在生产宽度200mm以上的光学玻璃条料时，由于宽度较宽，为了达到整个成型面的温度均匀一致，上、下两排进出冷却通道3需要全部使用，压缩空气从上排的进出冷却通道3端口通入，从下排的进出冷却通道3导出。一般情况下，风量的使用需要从中部向两边递减，以达到整个成型面温度均匀的目的。从而有效地消除成型条纹，使产品能够稳定生产。
在生产厚口径（厚度40mm以上）的光学玻璃条料时，由于成型面中部积累的热量更大，厚度方向和宽度方向的温度梯度都很大，不同粘度的玻璃区别也会更大，在生产时可根据所生产玻璃的性能，可选择以压缩空气从进出冷却通道3中部成对导入，从两侧成对导出，更有效冷却成型面中部，以达到解决条纹的目的。
总之，本发明具有较强的适用性和灵活性，可以针对不同的实际生产方式选择最适用的通风冷却方式，如果通风的冷却效果不够，也可以采用通入水、冷却液或液、气相结合的方式进行冷却，以达到最终的冷却目的，解决光学玻璃成型过程中的各种成型条纹。
Claims (7)
1.一种光学玻璃条料的成型堵头，包括堵头，其特征在于：该堵头（1）内部设置有冷却通道（3、4、5）。
2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃条料的成型堵头，其特征在于：所述的堵头（1）为采用高温模具钢材料制成的堵头。
3.根据权利要求1或2所述的一种光学玻璃条料的成型堵头，其特征在于：所述的堵头（1）的工作面（7）为内凹的曲面。
4.根据权利要求1或2 所述的一种光学玻璃条料的成型堵头，其特征在于：所述的堵头（1）上方设置热电偶孔（6）。
5.根据权利要求1或2所述的一种光学玻璃条料的成型堵头，其特征在于：所述的冷却通道包括外端口设置在堵头工作面（7）相对的面上的进出冷却通道（3），该进出冷却通道（3）为上、下两排均匀分布的圆柱形孔；该上、下两排进出冷却通道（3）的内端口分别通过上、下水平冷却通道（5）相互连通，同时，上、下两排相邻的进出冷却通道（3）内端口分别通过竖直冷却通道（4）连通，竖直冷却通道（4）中轴线与工作面（7）纵向剖面线平行。
6.根据权利要求1或2所述的一种光学玻璃条料的成型堵头，其特征在于：所述的进出冷却通道（3）、水平冷却通道（5）和竖直冷却通道（4）的孔径均为：Ф8～Ф12mm；竖直冷却通道（4）的中轴线与工作面的顶点间距：5～20mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种光学玻璃条料的成型堵头，其特征在于：所述的进出冷却通道（3）为上下成对设置， 并以堵头横截面中轴线为中心向左右两侧对称平行分布，且进出冷却通道（3）成奇数排列，数量为1对、3对或5对。
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