CN108129011A - 一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉 - Google Patents

一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉 Download PDF

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Abstract

本发明的名称一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉。属于光学玻璃生产技术领域。它主要解决现有退火炉用于大尺寸光学玻璃退火存在因升降温不均易炸裂及退火均匀性问题。包括炉体保温层、马弗圈、炉内电阻丝加热层、热风循环机、热电偶和底部承载旋转装置；炉体保温层为圆形，顶部设有圆形炉顶保温盖；热风循环机安装在炉顶保温盖上；马弗圈为圆桶形铸铁马弗圈，安装在底部承载旋转装置上；马弗圈内设有层式工装架，各层底板周边处设有通风孔。本发明通过以上设置，保证了大尺寸光学玻璃（1000mmX700 mmX150 mm以上）在精密退火过程中不炸裂，退火后其光学非均匀性可达到±2×10‑6、应力双折射可达到3nm/cm以内，能满足大尺寸光学玻璃高均匀性精密退火用。

Description

一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉
技术领域
本发明属于光学玻璃生产技术领域，具体涉及一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉。
背景技术
目前针对大尺寸（如长度在1000mm以上，宽度在700mm以上，厚度在150mm以上）光学玻璃用退火炉，其设备的温场均匀性达不到理想的效果，退火后其光学非均匀性难以达到±2×10-6，应力双折射难以达到3nm/cm以内，且在退火的过程中因升降温的不均匀易造成炸裂。
专利号为ZL201210242111.4提供的箱式精密退火炉其炉内马弗圈为不锈钢材料制作，缺点一是高温下长时间使用容易变形；二是其将炉壁加热元件发热产生的热量通过辐射加热的方式传递到炉内，不能避免温场不均匀性。 该箱式退火炉的热风循环机为炉体侧立式，因热量是由下向上传递的，侧立式热风循环机不能达到很好的炉内温场均匀搅拌的效果。
专利号为CN201109751Y提供的光学玻璃旋转退火电阻炉，其搅拌风扇属于侧立式，且其位于炉底的承载旋转装置是由旋转工作台和搁物装置组成，只用于承载光学玻璃的旋转。
以上设计的专利退火炉对于大尺寸（如长度在1000mm以上，宽度在700 mm以上，厚度在150 mm以上）光学玻璃来说，都存在温场不均且易出现停电等异常时玻璃易炸裂等缺点，不能满足大尺寸光学玻璃高均匀性的精密退火要求。
发明内容
本发明就是针对上述问题而设计制作的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉。该装置适合大尺寸光学玻璃的精密退火用，温场均匀效果好，可满足大尺寸（长度在1000mm以上，宽度在700mm以上，厚度在150mm以上）光学玻璃高均匀性要求的精密退火。
本发明的技术解决方案是：一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，包括炉体保温层、马弗圈、炉内电阻丝加热层、炉顶保温盖、热风循环机、热电偶和底部承载旋转装置，其特征在于：所述炉体保温层为圆形，顶部设有圆形炉顶保温盖；所述炉内电阻丝加热层沿炉体保温层内壁安装，热风循环机安装在炉顶保温盖上；所述马弗圈为圆桶形铸铁马弗圈，安装在底部承载旋转装置上；所述马弗圈内设有层式工装架，层式工装架的各层底板周边处设有通风孔。
本发明的技术解决方案中所述的层式工装架的各层底板上放有工装箱，工装箱为铸铁材质的、带上盖的箱式结构。
本发明的技术解决方案中所述的工装箱内铺垫有保温材料。
本发明的技术解决方案中所述的炉体直径在2000mm以上。
本发明的技术解决方案中所述的炉顶保温盖的中部设有锥形凹槽，热风循环机安装在锥形凹槽的顶部；锥形凹槽的底边沿位于马弗圈与层式工装架之间区域的上方。
本发明的技术解决方案中所述的炉内电阻丝加热层分布于炉体保温层的底部和侧壁上，且位于炉体保温层侧壁上的炉内电阻丝加热层呈螺旋式分布。
本发明的技术解决方案中所述的层式工装架底板周边处的通风孔为￠50mm～100mm均匀分布的圆孔。
本发明的技术解决方案中所述的马弗圈的厚度为30~50mm，工装箱的厚度为20~30mm。
本发明的技术解决方案中所述的底部承载旋转装置的转速为0～10转/分钟。
本发明的技术解决方案中所述的热电偶共两只，其中一只位于马弗圈的外侧下部，另一只位于马弗圈的上端口下方。
本发明的有益效果是：本发明采用大型圆式退火炉，圆型炉体因其无限对称性使得其炉内温场更趋均匀。本发明采用在靠近炉体加热壁设置有圆型铸铁式可旋转马弗圈，一是可避免长期高温使用变形，二是其能将炉壁加热元件发热产生的热量通过自身受热后再以自身热传导的方式均匀的传递给炉内，阻止了加热元件的直接辐射式加热，使得炉内温场更加均匀。本发明在炉内设有四周带孔的层式工装架，便于热量通过炉顶的热风搅拌作用在炉内进行自上而下、自下而上的循环使炉内温场更加均匀。本发明在炉内设有用于装置大尺寸光学玻璃的带盖式铸铁工装箱，起到传导式均匀加热箱内玻璃以及保护内部大尺寸光学玻璃在精密退火过程中遇急冷急热不致炸裂。本发明在炉底设置有由铸铁圈、层式工装架、装有玻璃的工装箱及底部承载旋转装置构成的底部承载旋转系统，其可在工作过程中带动铸铁圈、层式工装架、装有大尺寸光学玻璃的工装箱一起均匀缓慢转动。本发明通过以上设置，保证了炉内温场均匀性以及保证了大尺寸光学玻璃在以上装置中进行精密退火过程中不炸裂，且能满足大尺寸（长度在1000mm以上，宽度在700mm以上，厚度在150mm以上）光学玻璃高均匀性要求的精密退火用。退火后其光学非均匀性可达到±2×10-6以内，应力双折射可达到3nm/cm以内。
附图说明
图1是本发明的退火炉结构示意图。
图2是本发明的退火炉中部横断截面图。
图中：1. 炉顶保温盖；2. 马弗圈；3. 层式工装架；4. 工装箱；5. 底部承载旋转装置；6. 热风循环机；7. 炉体保温层；8. 炉内电阻丝加热层；9. 大尺寸光学玻璃；10. 保温材料；12. 热电偶。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉包括炉体保温层7、马弗圈2、炉内电阻丝加热层8、热风循环机6、热电偶12、底部承载旋转装置5、炉顶保温盖1、层式工装架3和工装箱4。炉体保温层7为圆形，外径在2000mm以上，为大型圆式退火炉，圆型炉体的退火炉因其特有的无限对称性使得其炉内温场更趋均匀。
圆式炉顶保温盖1和热风循环机6组成炉顶搅拌系统，位于退火炉的顶部。炉顶保温盖1的内侧中部设有锥形凹槽，热风循环机6位于锥形凹槽的顶部，安装在伸入到炉内的驱动轴上，驱动轴由炉外的驱动系统提供动力。锥形凹槽的底边沿位于马弗圈2与层式工装架3之间区域的上方。该系统能自上而下、自下而上进行热风循环，能更好的搅拌炉内热量，使其温场更均衡。
炉内电阻丝加热层8和炉体保温层7组成退火炉四周的炉周加热保温系统，炉内电阻丝加热层8安装分布于炉体保温层7的底部和侧壁上，位于炉体保温层7侧壁上的炉内电阻丝加热层8是环绕圆型炉壁螺旋式设置，加热更均匀。
马弗圈2、层式工装架3、工装箱4及底部承载旋转装置5构成底部承载旋转系统，炉底承载旋转系统位于退火炉的中底部。其中，马弗圈2为圆型铸铁结构，该材料为30~50mm厚的圆型铸铁材质，安装在底部承载旋转装置5上，一是可避免长期高温使用变形，二是其能将炉壁加热元件发热产生的热量通过自身受热后再均匀的以自身热传导的方式传递给炉内，阻止了加热元件的直接辐射式加热，使得炉内温场更加均匀。层式工装架3位于马弗圈2内，用于直接装置大尺寸光学玻璃9或装有大尺寸光学玻璃9的工装箱4，其每层的底板上靠边缘四周位置均开有一排￠50mm～100mm均匀分布的圆孔，便于热量在炉内进行自上而下的循环。工装箱4用于装置大尺寸光学玻璃9，其材质为20~30mm厚的铸铁，为箱式结构，带有上盖，在箱内装置大尺寸光学玻璃9的四周可铺垫上保温材料10。工装箱4主要起到可传导式均匀加热箱内大尺寸光学玻璃9以及保护内部大尺寸光学玻璃9在精密退火过程中遇急冷急热不致炸裂的作用。底部承载旋转系统在工作过程中可带动马弗圈2、层式工装架3、装有大尺寸光学玻璃9的工装箱4一起均匀缓慢转动，转速在0～10转/分钟。热电偶12共两只，其中一只设置于马弗圈2的外侧下部，另一只设置于马弗圈2的上端口下方。

Claims (10)

1.一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，包括炉体保温层（7）、马弗圈（2）、炉内电阻丝加热层（8）、热风循环机（6）、热电偶（12）和底部承载旋转装置（5），其特征在于：所述炉体保温层（7）为圆形，顶部设有圆形炉顶保温盖（1）；所述炉内电阻丝加热层（8）沿炉体保温层（7）内壁安装，热风循环机（6）安装在炉顶保温盖（1）上；所述马弗圈（2）为圆桶形铸铁马弗圈，安装在底部承载旋转装置（5）上；所述马弗圈（2）内设有层式工装架（3），层式工装架（3）的各层底板周边处设有通风孔。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的层式工装架（3）的各层底板上放有工装箱（4），工装箱（4）为铸铁材质的、带上盖的箱式结构。
3.根据权利要求2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的工装箱（4）内铺垫有保温材料（10）。
4.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的炉体保温层（7）外径在2000mm以上。
5.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的圆形炉顶保温盖（1）的中部设有锥形凹槽，热风循环机（6）安装在锥形凹槽的顶部；锥形凹槽的底边沿位于马弗圈（2）与层式工装架（3）之间区域的上方。
6.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的炉内电阻丝加热层（8）分布于炉体保温层（7）的底部和侧壁上，且位于炉体保温层（7）侧壁上的炉内电阻丝加热层（8）呈螺旋式分布。
7.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的通风孔为￠50mm～100mm均匀分布的圆孔。
8.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的马弗圈（2）的厚度为30~50mm，工装箱（4）的厚度为20~30mm。
9.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的底部承载旋转装置（5）的转速为0～10转/分钟。
10.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸光学玻璃用精密退火炉，其特征在于：所述的热电偶（12）共两只，其中一只位于马弗圈（2）的外侧下部，另一只位于马弗圈（2）的上端口下方。
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