CN102936091B - 体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置 - Google Patents
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Abstract
一种体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，属于特种玻璃制品成型机械技术领域。包括机架；具有炉膛的加热炉，设置在机架的近中部；模具，固定在加热炉的底部，与炉膛相通；压制机构，设置在机架的顶部，并且还伸展到炉膛内；玻璃管牵引机构，设置在机架上，并且对应于加热炉的下方。优点：由于成型速度快而避开半导体的玻璃料的工作点附近，既可避免玻璃中的氧化磷组分挥发而防止玻璃表面化学组成变化，又可避免玻璃析晶；由于采用了压制式的结构，因此成型效率高而有利于满足工业化放大生产要求；由于通过更换不同的模具而可获得所需玻璃管的壁厚，因而能满足微通道板的要求；由于整体结构简练，因而可方便操作。
Description
技术领域
本发明属于特种玻璃制品成型机械技术领域，具体涉及一种体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置。
背景技术
前述的体电导微通道板也称体积导电微通道板，而微通导板（英文为：Microchannel Plate，简称MCP）是一种大面阵的高空间分辩的电子倍增探测器，并且具有甚高的时间分辩率，主要用于高性能夜视像增强器，并且广泛用于各种科研领域。微通道板以玻璃薄片为载体，在玻璃薄片上以数微米至十几乃至数十微米的空间周期以六角形周期排布孔径比空间周期略小的微孔。通常，在一枚MCP上约有上百万个微通道。
前述的微通道是一种特殊光学器件，是一种先进的具有传输、增强电子图像功能的电子倍增器，具有体积小、重量轻、分辩率优异、增益高、噪声小和使用电压低等优点。微通道板的用途如光电倍增管、像增强器、微光电视、X光像增强器和高速示波管，等等。
半导体玻璃管是制作体电导微通道板的必备部件，其制造过程是将高温的、软化状态的玻璃在冷却的过程中形成一定几何尺寸的玻璃管。玻璃的成型过程有两项基本要求：一是玻璃在冷却过程中不能析晶，另一是冷却后得到的玻璃管符合要求的形状与尺寸。
普通玻璃管是采用拉引并内部吹气的方法来制造，这就需要在玻璃成型的粘度范围内，有较大的对应温度范围，也就是说，玻璃需要足够长的时间来完成拉制玻璃管的操作。其中在“工作点”（约粘度10
4
泊）附近，玻璃停留时间最长，而正是在粘度10
4
泊附近，玻璃的析晶倾向最为显著。
在已公开的中国专利文献中虽然披露有玻璃管成型装置的技术信息，例如授权公告号CN2183993Y推荐有“异型玻璃管成型装置”，但其实质内容是吹制成型，而吹制成型需要对应的温度范围较大，也就是说玻璃管需要足够长的时间成型，玻璃因停留时间冗长而在工作点即粘度10
4
泊附近析晶现象突出。又，由于体电导微通道板用半导体玻璃管的管壁较厚（通常在3㎜以上），因此采用吹制成型往往难以满足要求。
半导体玻璃容易析晶，特别是半导体玻璃中的氧化磷组分容易挥发，造成表面化学组成变化，容易在“工作点”附近产生表面析晶。所以普通流行的拉制法制造玻璃管工艺，无法用来制造半导体玻璃管。寻求不在“工作点”温度多做逗留的半导体玻璃管制造方法；即不采用吹制成型法而采用挤出成型法，在较低温度开始成型操作，整个成型过程低于“工作点”温度是目前业界认可的方法，但是挤出成型法需要依赖相应的成型装置，而在已公开的文献中未见诸有此类成型装置的技术启示。
鉴于上述已有技术，本申请人作了积极而有益的尝试，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种有助于避免半导体玻璃中的氧化磷组分挥发而藉以防止玻璃表面化学组成变化、有利于避开玻璃析晶工作点而藉以防止出现表面析晶、有益于增进成型效率而藉以满足工业化放大生产要求、有便于获得管壁所需的壁厚而藉以满足使用要求和有善于体现结构简练而藉以方便操作的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置。
本发明的任务是这样来完成的，一种体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，包括一机架；一具有炉膛的加热炉，该加热炉设置在所述机架的高度方向的近中部；一模具，该模具固定在加热炉的底部，并且与所述炉膛相通；一用于将所述炉膛内的半导体玻璃料朝着所述模具的方向驱赶的压制机构，该压制机构设置在所述机架的顶部，并且还伸展到所述的炉膛内；一用于将出自所述模具的半导体玻璃管朝着背离模具的方向牵引的玻璃管牵引机构，该玻璃管牵引机构设置在所述机架上，并且对应于所述加热炉的下方。
在本发明的一个具体的实施例中，在所述加热炉的外壁上敷设有加热管，并且在加热管外设置有保温层。
在本发明的另一个具体的实施例中，在所述的加热炉的侧壁上并且位于加热炉的高度方向的上部设置有一用于向所述炉膛内引入半导体玻璃料的进料管。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的模具的中央具有一模芯，并且在围绕模芯的圆周方向以间隔状态构成有一组与外界相通的流道。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的压制机构包括第一电机、蜗轮减速箱、压制螺杆、推杆和活塞式推板，第一电机和蜗轮减速机固定在所述机架的顶部，并且第一电机与蜗轮减速箱传动连接，压制螺杆与蜗轮减速箱传动配合，并且该压制螺杆朝向推杆的一端通过连接套与推杆的上端连接，推杆位于所述炉膛内，活塞式推板固定在推杆的下端，并且与炉膛的内壁相配合。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的第一电机为具有正反转功能的伺服电机。
在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述的蜗轮减速箱上构成有导向突缘，而在所述的压制螺杆的高度方向并且在对应于导向突缘的位置开设有滑槽，该滑槽与导向突缘滑动配合。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的玻璃管牵引机构包括第二电机、一对导轨、滑动座、牵引螺杆和管夹，第二电机固定在电机座上，电机座固定在所述机架上并且对应于所述加热炉的一侧的下方，一对导轨以纵向并行状态固定在机架上，并且对应于所述电机座的下方，滑动座同时与一对导轨滑动配合，牵引螺杆的上端与第二电机传动连接，下端转动地支承在螺杆座上，而螺杆座固定在所述机架上，管夹固定在所述滑动座上，并且与所述模具的下方相对应，其中：在所述的滑动座上设置有一螺母座，所述牵引螺杆的中部与螺母座相配合。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的第二电机为具有正反转功能的伺服电机。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，在所述滑动座的两端并且在对应于所述一对导轨的位置各固定有一导轨滑块，其中，位于滑动座的一端的导轨滑块与一对导轨中的其中一根导轨滑动配合，而位于滑动座的另一端的导轨滑块与一对导轨中的另一根导轨滑动配合。
本发明提供的技术方案由于由压制机构将加热炉的炉膛内的经加热后处于软化状态的半导体的玻璃料压向模具，并且由模具引出，因此由于成型速度快而避开半导体的玻璃料的工作点附近即粘度10
4
泊，既可避免玻璃中的氧化磷组分挥发而防止玻璃表面化学组成变化，又可避免玻璃析晶；由于采用了压制式的结构，因此成型效率高而有利于满足工业化放大生产要求；由于通过更换不同的模具而可获得所需玻璃管的壁厚，因而能满足微通道板的要求；由于整体结构简练，因而可方便操作。
附图说明
图1为本发明的实施例结构图。
具体实施方式
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
请参见图1，给出了一框架式的机架1，在该机架1的上部固定有一加热炉2，该加热炉2具有一敞口的炉膛21，在加热炉2的外壁上优选以复数个S形弯曲的循环方式并且围绕加热炉2的四周敷设有加热管22，加热管22为电加热管，与附属在加热炉2的外壁上的电气接线盒25电气连接。为了节约能源，在加热炉2的外壁上设有保温层23，前述的加热管22位于保温层23内。在加热炉2的上侧部设置有一用于将炉膛21内引入半导体玻璃料的进料管24。
给出了一模具3，该模具3用一组螺钉32与加热炉2的底部固定，在该模具3的中央位置构成有一模芯31，并且围绕模芯31的圆周方向以间隔状态开设有一组与外界相通的流道311。
请继续见图1，给出了一用于将炉膛21内的软化的半导体玻璃料朝向前述模具3的方向驱赶（即朝向模具3的方向推压）的压制机构4，该压制机构4的优选而非绝对限于的结构如下：包括第一电机41、蜗轮减速箱42、压制螺杆43、推杆44和活塞式推板45，第一电机41为具有正反转功能的伺服电机，该第一电机41以及蜗轮减速箱42共同地固定在机架1的顶部，并且第一电机41与蜗轮减速箱42传动配合，在蜗轮减速箱42上构成有一导向突缘421，压制螺杆43与蜗轮减速箱42传动配合，在压制螺杆43的高度方向的一侧并且在对应于导向突缘421的位置开设有一滑槽431。依据专业常识，在前述的蜗轮减速箱421内设置有与压制螺杆43相配合的螺杆螺母，以确保蜗轮减速箱42使压制螺杆43上下运动。压制螺杆43朝向推杆44的一端即图1所示位置状态的下端通过连接套432与推杆44的上端连接，活塞式推板45与推杆44的下端固定，并且与前述的炉膛21的内壁相配合，优选的配合为密封配合。
仍请参见图1，给出了一用于将出自模具3的出料口33的半导体玻璃管6朝着背玻璃模具3的方向牵引的牵引机构5，该牵引机构5包括第二电机51、一对导轨52、滑动座53、牵引螺杆54和管夹55，第二电机51为具有正反转功能的伺服电机，该第二电机51固定在电机座511上，电机座511固定在前述机架1上，并且对应于前述加热炉2的一侧下方，一对导轨52以纵向并行状态固定在机架1上，并且对应于电机座511的下方，滑动座53朝向一对导轨52的一侧的两端各固定有一导轨滑块532，位于滑动座53一端的导轨滑块532与一对导轨52中的其中一根导轨52滑动配合，而位于滑动座53另一端的导轨滑块532与一对导轨52中的另一根导轨52滑动配合。由图所示，在滑动座53的长度方向的中部即位于一对导轨滑块532之间固定有一螺母座531。牵引螺杆54的上端（以图示位置状态为例）与第二电机51传动连接，中部与螺母座531相配合，而下端转动地支承在螺杆座541上，螺杆座541固定在机架1上。管夹55以水平状态固定在滑动座53背对导轨52的一侧，并与模具3的下方相对应。
使用本发明时，接通电气接线盒25的电源，加热管22通电加热，使由进料管24引入加热炉2的炉膛21内的半导体玻璃料软化。接着压制机构4的第一电机41工作，经蜗轮减速箱42带动压制螺杆43下行，由压制螺杆43带动推杆44下行，使先前处在对应于进料管24的进料口241上方的活塞式推板45朝着模具3的方向下行，将炉膛21内的软化的半导体玻璃料朝着模具3的方向挤压，直至半导体玻璃料出模具3而形成半导体玻璃管6。由于此时的玻璃管牵引机构5的管夹55待候在模具3的下方，以接应自模具3的出料口33得出的半导体玻璃管6，因此出自出料口33的半导体玻璃管6进入管夹55，在玻璃管牵引机构5的第二电机51的工作下，使牵引螺杆54旋转，带动滑动座53循着一对导轨52下行，将半导体玻璃管6向着背离模具3的方向即向下牵引。当活塞式推板45下行至极限即与模具3抵触时，压制机构4的第一电机41反向运行，同时将半导体玻璃管6从管夹55取离，并且第二电机51也反向运行，使滑动座53回复到牵引螺杆54的上方，等待接应下一根出自模具3的半导体玻璃管6。
综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的欠缺，完成了发明任务，并且客观上体现了申请人在上面的技术效果栏中所述的技术效果。
Claims (9)
1.一种体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于包括一机架(1)；一具有炉膛(21)的加热炉(2)，该加热炉(2)设置在所述机架(1)的高度方向的近中部；一模具(3)，该模具(3)固定在加热炉(2)的底部，并且与所述炉膛(21)相通；一用于将所述炉膛(21)内的半导体玻璃料朝着所述模具(3)的方向驱赶的压制机构(4)，该压制机构(4)设置在所述机架(1)的顶部，并且还伸展到所述的炉膛(21)内；一用于将出自所述模具(3)的半导体玻璃管朝着背离模具(3)的方向牵引的玻璃管牵引机构(5)，该玻璃管牵引机构(5)设置在所述机架(1)上，并且对应于所述加热炉(2)的下方，所述的玻璃管牵引机构(5)包括第二电机(51)、一对导轨(52)、滑动座(53)、牵引螺杆(54)和管夹(55)，第二电机(51)固定在电机座(511)上，电机座(511)固定在所述机架(1)上并且对应于所述加热炉(2)的一侧的下方，一对导轨(52)以纵向并行状态固定在机架(1)上，并且对应于所述电机座(511)的下方，滑动座(53)同时与一对导轨(52)滑动配合，牵引螺杆(54)的上端与第二电机(51)传动连接，下端转动地支承在螺杆座(541)上，而螺杆座(541)固定在所述机架(1)上，管夹(55)固定在所述滑动座(53)上，并且与所述模具(3)的下方相对应，其中：在所述的滑动座(53)上设置有一螺母座(531)，所述牵引螺杆(54)的中部与螺母座(531)相配合。
2.根据权利要求1所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于在所述加热炉(2)的外壁上敷设有加热管(22)，并且在加热管(22)外设置有保温层(23)。
3.根据权利要求1所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于在所述的加热炉(2)的侧壁上并且位于加热炉(2)的高度方向的上部设置有一用于向所述炉膛(21)内引入半导体玻璃料的进料管(24)。
4.根据权利要求1所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于所述的模具(3)的中央具有一模芯(31)，并且在围绕模芯(31)的圆周方向以间隔状态构成有一组与外界相通的流道(311)。
5.根据权利要求1所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于所述的压制机构(4)包括第一电机(41)、蜗轮减速箱(42)、压制螺杆(43)、推杆(44)和活塞式推板(45)，第一电机(41)和蜗轮减速机(42)固定在所述机架(1)的顶部，并且第一电机(41)与蜗轮减速箱(42)传动连接，压制螺杆(43)与蜗轮减速箱(42)传动配合，并且该压制螺杆(43)朝向推杆(44)的一端通过连接套(432)与推杆(44)的上端连接，推杆(44)位于所述炉膛(21)内，活塞式推板(45)固定在推杆(44)的下端，并且与炉膛(21)的内壁相配合。
6.根据权利要求5所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于所述的第一电机(41)为具有正反转功能的伺服电机。
7.根据权利要求5所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于在所述的蜗轮减速箱(42)上构成有导向突缘(421)，而在所述的压制螺杆(43)的高度方向并且在对应于导向突缘(421)的位置开设有滑槽(431)，该滑槽(431)与导向突缘(421)滑动配合。
8.根据权利要求1所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于所述的第二电机(51)为具有正反转功能的伺服电机。
9.根据权利要求1所述的体电导微通道板用半导体玻璃管成型装置，其特征在于在所述滑动座(53)的两端并且在对应于所述一对导轨(52)的位置各固定有一导轨滑块(532)，其中，位于滑动座(53)的一端的导轨滑块(532)与一对导轨(52)中的其中一根导轨(52)滑动配合，而位于滑动座(53)的另一端的导轨滑块(532)与一对导轨(52)中的另一根导轨(52)滑动配合。
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