CN108367957B - 玻璃管成形用套筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在不降低套筒轴的机械强度的情况下抑制从套筒轴产生锈等异物、从而抑制锈等异物附着于熔融玻璃的玻璃管成形用套筒。玻璃管成形用套筒(1)具备：具有贯通孔(10a)的套筒轴(10)；在该套筒轴(10)的周围与该套筒轴(10)同轴地套设的耐火物圆筒体(30)，通过具备防锈性比所述套筒轴(10)的防锈性优异的材料(40)，来覆盖所述套筒轴(10)的贯通孔(10a)的内表面的一部分或全部，并且覆盖所述套筒轴(10)的前端部。

Description

玻璃管成形用套筒

技术领域

本发明涉及在丹纳法中使用的玻璃管成形用套筒的技术。

背景技术

以往，作为大量生产玻璃管或玻璃棒的方法，广泛利用丹纳法。

所述丹纳法是如下的方法：在以前端部向下方倾斜的方式被支承且以轴心为中心被驱动而旋转的套筒上流下熔融玻璃，将流下的熔融玻璃卷绕于套筒的外周面，进而在从套筒的前端部喷出吹送空气的同时(或者在不喷出的状态下)拉出所述熔融玻璃，由此连续地成形玻璃管或玻璃棒。

在此，在这样的丹纳法中使用的套筒主要由以前端部向下方倾斜的方式被轴支承的套筒轴、在套筒轴上同轴地依次被套设的前端支承件(金属头)、耐火物圆筒体、以及后部支承件等构成(例如参照“专利文献1”)。套筒轴通常由机械强度高的耐热钢等钢材形成，并且在中心具有用于将吹送空气向套筒的前端部引导的贯通孔(在“专利文献1”中是内孔)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-322350号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在如上所述那样利用丹纳法连续地成形玻璃管之际，有时在玻璃管上混入被称为黑麻点的异物。

该异物是由从构成套筒轴的钢材产生的锈引起的。详述的话，在套筒上卷绕熔融玻璃而成形为玻璃管或玻璃棒时，构成套筒轴的钢材暴露于高温状态，并且，在吹送空气的作用下套筒轴的贯通孔发生氧化。其结果是，在套筒轴的前端部、套筒轴的贯通孔的内表面产生锈，在吹送空气的作用下锈从套筒轴的贯通孔剥离并被送至套筒轴的前端部，并附着于从套筒的前端部拉出的熔融玻璃。

因此，谋求抑制从这样的套筒轴产生的锈附着于熔融玻璃的结构。

为了抑制锈的产生，考虑使用防锈性优异的钢材来形成套筒轴，但当提高钢材的防锈性时，机械强度降低，因此，在成形玻璃管、玻璃棒时，套筒轴可能发生破损或变形。

本发明是鉴于以上所示的现状的问题点而完成的，其课题在于，提供一种能够在不降低套筒轴的机械强度的情况下抑制从套筒轴产生锈等异物、从而抑制锈等异物附着于熔融玻璃的玻璃管成形用套筒。

用于解决课题的方案

以上是本发明要解决的课题，接着对用于解决该课题的方案进行说明。

即，本发明的玻璃管成形用套筒具备：具有贯通孔的套筒轴；以及在该套筒轴的周围与该套筒轴同轴地套设的耐火物圆筒体，其特征在于，所述玻璃管成形用套筒通过具备防锈性比所述套筒轴的防锈性优异的材料，来覆盖所述套筒轴的所述贯通孔的内表面的一部分或全部，并且覆盖所述套筒轴的前端部。

需要说明的是，本发明所说的“防锈性优异的材料”是指，在空气气氛中以温度1000℃暴露了150小时之际，在材料的表面上不产生锈的材料。

本发明的玻璃管成形用套筒构成为利用防锈性比套筒轴的防锈性优异的材料来覆盖套筒轴的前端部、贯通孔的内表面的一部分或全部，因此，吹送空气不会直接与套筒轴的前端部、贯通孔的内表面的一部分或全部接触，能够抑制从套筒轴产生锈等异物，能够抑制从套筒轴产生的锈等异物附着于熔融玻璃。

另外，根据由这样的结构构成的玻璃管形成用套筒，即便不使用虽然防锈性优异但是机械强度差的钢材来形成套筒轴，也能够抑制从套筒轴产生锈等异物，因此，能够维持套筒轴的机械强度。

另外，在本发明的玻璃管成形用套筒中，优选的是，防锈性优异的所述材料是在一端具有凸缘部的管构件，通过将所述管构件穿入所述套筒轴的所述贯通孔，来覆盖所述套筒轴的所述贯通孔的内表面的一部分或全部，并且利用所述凸缘部来覆盖所述套筒轴的前端部。

根据由这样的结构构成的玻璃管成形用套筒，构成为由防锈性比套筒轴的防锈性优异的材料构成的管构件插入套筒轴的贯通孔，且覆盖套筒轴的前端部、贯通孔的表面，因此，吹送空气不会直接与套筒轴的前端部、贯通孔的表面接触，能够抑制从套筒轴产生锈等异物，能够抑制从套筒轴产生的锈等异物附着于熔融玻璃。

另外，在本发明的玻璃管成形用套筒中，优选的是，在所述套筒轴的前端面与所述管构件的所述凸缘部之间夹装有由熔融玻璃构成的密封部。

根据由这样的结构构成的玻璃管成形用套筒，能够防止在套筒轴的前端面与管构件的凸缘部之间产生间隙，因此，即便在套筒轴的贯通孔的内表面产生了锈的情况下，也能够利用由熔融玻璃构成的密封部将锈等异物封入到套筒轴的贯通孔的内表面与管构件的外表面之间，能够抑制锈等异物扩散到套筒轴外。

因此，能够更加可靠地抑制从套筒轴产生的锈等异物附着于熔融玻璃。

另外，本发明的玻璃管成形用套筒所具备的所述凸缘部的外径尺寸优选大于所述套筒轴的前端部的外径尺寸。

根据由这样的结构构成的玻璃管成形用套筒，能够可靠地覆盖套筒轴的前端部的整体。

因此，能够更加可靠地抑制从套筒轴产生的锈等异物附着于熔融玻璃。

发明效果

本发明起到以下所示那样的效果。

即，根据本发明的玻璃管成形用套筒，能够在不降低套筒轴的机械强度的情况下抑制从套筒轴产生的锈等异物附着于熔融玻璃。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的玻璃管成形用套筒的结构的剖面侧视图。

图2是示出玻璃管成形用套筒的前端附近的放大剖面侧视图。

图3是随时间变化地示出管构件隔着玻璃密封部而组装于套筒轴时的状态的图，(a)是示出将管构件配置在套筒轴的下游侧的状态的剖面侧视图，(b)是示出使熔融玻璃在套筒上流下而供给至套筒前端时的状态的剖面侧视图，(c)是示出管构件穿入套筒轴的贯通孔时的状态的剖面侧视图，(d)是示出在套筒轴的前端面与管构件的凸缘部之间形成有玻璃密封部的状态的剖面侧视图。

具体实施方式

接着，使用图1至图3对发明的实施方式进行说明。

需要说明的是，关于以下的说明，为了方便，将图1至图3中的箭头A的方向规定为熔融玻璃G的拉出方向(搬运方向)而进行说明。

另外，关于以下的说明，为了方便，将图1至图3的上下方向规定为玻璃管成形用套筒1的上下方向而进行说明。

[玻璃管成形用套筒1]

首先，使用图1以及图2，对具体实现本发明的玻璃管成形用套筒1(以下仅记载为“套筒1”)的整体结构进行说明。

本实施方式中的套筒1例如在通过丹纳法大量生产玻璃管或玻璃棒时使用。

套筒1主要由套筒轴10、金属头20、耐火物圆筒体30、防锈性优异的材料40、玻璃密封部50以及未图示的保持器件等构成。

套筒轴10成为套筒1的基部。

套筒轴10由纵长且中空形状的圆棒构件构成，所述纵长且中空形状的圆棒构件由例如Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等机械强度高的耐热钢构成，在其内部，同轴地贯穿设置有成为套筒轴10的内周部的剖视呈圆形状的贯通孔10a。

即，套筒轴10在中心具有贯通孔10a。在套筒轴10的前端部具有圆环状的平面即前端面10c。

而且，套筒轴10以使一端部(熔融玻璃G的拉出方向侧(图1中的箭头A的方向侧)的端部)向下方倾斜的姿态配置，并且，在另一端部被未图示的旋转驱动装置以能够装卸的方式支承。

需要说明的是，在本实施方式的套筒轴10中采用具有圆环状的平面即前端面10c的结构，但不特别限定于平面。

例如，作为套筒轴10的前端部的形状，也可以为弯曲面形状或具有凹凸的形状。

接着，对金属头20进行说明。

金属头20是构成套筒1的前端部的金属头的一例，用于与后述的保持器件一起夹持并保持耐火物圆筒体30。

金属头20例如由Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等耐热钢构成且形成为圆锥台形状，并且与该套筒轴10同轴地且以朝向熔融玻璃G的拉出侧(以下记载为“下游侧”)而逐渐使剖面积缩径的方式配设在套筒轴10的前端部。

在金属头20的下游侧端部，同轴地形成有圆形剖面形状的凹部20a。

另外，在凹部20a的与下游侧对置的一侧(以下记载为“上游侧”)的端面，同轴地贯穿设置有圆形剖面形状的贯通孔21。

在所述贯通孔21上同轴地刻设有内螺纹20b。

另外，在套筒轴10的前端部刻设有外螺纹10b。

而且，金属头20经由这些外螺纹10b以及内螺纹20b而同轴地螺纹紧固于套筒轴10的前端部。

由此，金属头20被固定设置在套筒轴10的前端部。

接着，对耐火物圆筒体30进行说明。

耐火物圆筒体30用于将引导到套筒1上的熔融玻璃G一边卷绕于外周面一边逐渐地向下游侧搬运。

耐火物圆筒体30由纵长的圆棒中空构件构成，且在其一端部形成有剖面积逐渐缩径的锥部30a，所述纵长的圆棒中空构件例如由二氧化硅-氧化铝系、二氧化硅-氧化铝-氧化锆系的耐火物等构成。

另外，在耐火物圆筒体30的外周面例如覆盖有由250[μm]～450[μm]的膜厚构成的铂膜或铂合金膜。

而且，耐火物圆筒体30使锥部30a朝向下游侧且在套筒轴10的周围与该套筒轴10同轴地套设在金属头20的上游侧。

其结果是，金属头20配置在耐火物圆筒体30的一端部侧(下游侧)，在套筒1整体的下游侧端部处，耐火物圆筒体30的锥部30a与金属头20的外周面的锥形状平滑地连结。

另外，耐火物圆筒体30被金属头20限制了向轴心方向上的下游侧(套筒轴10的前端部侧)的移动。

[防锈性优异的材料40]

接着，对防锈性优异的材料40进行说明。

防锈性优异的材料40由在空气气氛中以温度1000℃暴露了150小时之际，在材料的表面上未产生锈的材料构成，例如可以使用Fe-Cr-Ni系合金等防锈性优异(防锈强)的耐热钢。

防锈性优异的材料40覆盖套筒轴10具有的贯通孔10a的内表面的一部分或全部，并且覆盖套筒轴的前端面10c。需要说明的是，在由防锈性优异的材料40覆盖贯通孔10a的内表面的情况下，与仅覆盖贯通孔10a的内表面的一部分相比，优选覆盖全部。其理由是，能够更加有效地抑制从套筒轴产生锈等异物的情况。

作为覆盖套筒轴10的贯通孔10a的内表面、套筒轴10的前端面10c的方法，可以对这些部分喷镀防锈性优异的材料40，也可以使用防锈性优异的材料40而形成在一端具有凸缘部的管构件，并使所形成的管构件穿入套筒轴10的贯通孔10a。

以下针对将由防锈性优异的材料40形成的管构件(以后将管构件表示为40)穿入套筒轴10的贯通孔10a的情况进行说明。

使用图1至图3对管构件40的结构进行说明。

管构件40是例如由Fe-Cr-Ni系合金等防锈性优异(防锈性强)的耐热钢构成的纵长的构件，如图2以及图3所示，主要由圆筒形状的主体部40a、以及在主体部40a的外周面的一端(前端)设置的凸缘部40b构成。

主体部40a是其外径尺寸比套筒轴10具有的贯通孔10a的直径尺寸形成得稍小的圆筒形状的部分。

另外，主体部40a用于使吹送空气向套筒轴10的前端部流通。

通过将主体部40a穿入套筒轴10具有的贯通孔10a，来覆盖该贯通孔10a的内表面。

另外，使主体部40a的另一端部从在耐火物圆筒体30的上游侧配置的保持器件所具有的未图示的插入孔突出地配置主体部40a。

而且，主体部40a在上游端部经由配管构件等而与未图示的吹送空气供给装置连通。

由此，通过对吹送空气供给装置进行驱动，能够经由管构件40的主体部40a向套筒轴10的前端部供给吹送空气。

凸缘部40b是从主体部40a的下游端(前端)的外周缘向外侧突出的圆环状的部分。

凸缘部40b是在将管构件40穿入套筒轴10具有的贯通孔10a而安装于套筒轴10时，隔着玻璃密封部50而覆盖套筒轴10的前端面10c的部分。

而且，凸缘部40b的外径尺寸比套筒轴10的前端面10c的外径尺寸形成得稍大，凸缘部40b覆盖该前端面10c的整体。

管构件40的主体部40a穿入套筒轴10具有的贯通孔10a，并且管构件40的另一端部插入到保持器件的插入孔，该另一端部从保持器件突出地配设，作为一端部的凸缘部40b与套筒轴10的前端面10c对置配置。

另外，管构件40在套筒轴10的前端面10c和凸缘部40b的与该前端面10c对置的对置面之间由玻璃密封部50密封的状态下，与套筒轴10大致同轴地配设，对此详情见后述。

另外，管构件40在其另一端部具有未图示的施力部。

在此，所述施力部用于对管构件40朝向轴心方向的上游侧施力。

施力部具有一端与套筒轴10的基端部连结且另一端与管构件40的另一端连结的施力构件。

所述施力构件是用于对管构件40向上游侧施力的构件。

施力构件例如由已知的压缩螺旋弹簧等构成。

这样，管构件40在施力部的作用下始终被向套筒轴10的基端侧拉拽。

需要说明的是，在本实施方式的管构件40中，采用具有施力部的结构，但不特别限定，也可以采用不具有施力部的结构。

玻璃密封部50是夹装在套筒轴10的前端面10c与管构件40的凸缘部40b之间的由熔融玻璃G构成的密封部分，对此详情见后述。

玻璃密封部50由与使用玻璃管成形用套筒1制造的玻璃管相同的玻璃原材料形成。

玻璃密封部50通过在将管构件40安装于套筒轴10的贯通孔10a时向管构件40与套筒轴10之间填充熔融玻璃G而形成，对此详情见后述。

另外，在套筒轴10的前端部，玻璃密封部50夹装在套筒轴10的前端面10c和凸缘部40b的与该前端面10c对置的对置面之间，并且伸出到凸缘部40b的径向外侧。

需要说明的是，在本实施方式的套筒1中，采用在套筒轴10的前端面10c与凸缘部40b之间具备玻璃密封部50的结构，但不特别限定，例如，也可以采用在套筒轴10的贯通孔10a的内表面与管构件40的主体部40a的外周面之间也具备玻璃密封部50的结构。另外，也可以采用在套筒轴10的前端面10c与凸缘部40b之间以及在套筒轴10的贯通孔10a的内表面与管构件40的主体部40a的外周面之间都不具备玻璃密封部50的结构。

在采用不具备玻璃密封部50的结构的情况下，构成为套筒轴10的内壁面与管构件40的主体部40a的外周面抵接，并且套筒轴10的前端面10c和凸缘部40b的与该前端面10c对置的对置面抵接。

接着，对保持器件进行说明。

保持器件用于与金属头20一起夹持并保持耐火物圆筒体30。

保持器件例如由Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等耐热钢构成，且形成有用于供套筒轴10的另一端部插入并突出到外侧的插入孔。

而且，在耐火物圆筒体30的另一端部侧(上游侧)，保持器件同轴地且能够滑动地套设于套筒轴10，并且，与耐火物圆筒体30的端部抵接。

如以上那样，本实施方式中的套筒1由套筒轴10、管构件40、玻璃密封部50、以及从下游侧朝向上游侧而同轴地依次配设在套筒轴10上的金属头20、耐火物圆筒体30及保持器件等构成。

另外，管构件40的主体部40a隔着玻璃密封部50而穿入套筒轴10具有的贯通孔10a，且管构件40的另一端部从保持器件的插入孔突出地配设，管构件40设置为相对于套筒轴10能够沿轴心方向滑动，并且，管构件40被在管构件40的另一端设置的施力部始终朝向上游侧施力。

由此，管构件40在施力部的作用力下，始终为如下状态：隔着玻璃密封部50而穿入套筒轴10具有的贯通孔10a，且管构件40的凸缘部40b的相对于套筒轴10的对置面与套筒轴10的前端面10c接近。

其结果是，在套筒轴10与管构件40之间由玻璃密封部50密封的状态下，即便在该玻璃密封部50因热量而发生软化时，套筒轴10与管构件40也隔着玻璃密封部50而紧贴，因此，能够抑制在套筒轴10与管构件40之间产生间隙。

而且，由这样的结构构成的套筒1以轴心为中心被驱动而旋转，熔融玻璃G在被驱动而旋转的套筒1(更具体而言是耐火物圆筒体30)上流下，流下的熔融玻璃G卷绕于套筒1的外周面，进而在从套筒1的前端部(更具体而言是金属头20的凹部20a)喷出吹送空气的同时将熔融玻璃G拉出，由此连续地成形玻璃管或玻璃棒。

[玻璃密封部的形成方法]

接着，使用图3对将上述的玻璃密封部50形成在套筒轴10与管构件40之间的方法进行说明。

首先，如图3(a)所示，将管构件40配置在套筒轴10的下游侧的规定位置。

然后，在管构件40未组装于套筒轴10的状态下，使熔融玻璃G在套筒1上流下。然后，驱动套筒1进行旋转。

接着，如图3(b)所示，当熔融玻璃G逐渐地向套筒1的下游侧(前端部侧)流下并流过规定量之后，如图3(c)所示，使管构件40从套筒轴10的前端部侧穿入套筒轴10具有的贯通孔10a。

此时，向管构件40的凸缘部40b与套筒轴10的前端面10c之间供给熔融玻璃G而使熔融玻璃G以遍及整体范围的方式延展。

这样，如图3(d)所示，通过在套筒轴10的前端面10c与管构件40的凸缘部40b之间无间隙地填充熔融玻璃G，从而形成玻璃密封部50。

在形成玻璃密封部50之后，在管构件40的上游侧(基端侧)安装未图示的施力部。

由此，能够借助施力部的作用力对管构件40向上游侧施力。

需要说明的是，在图3(a)、(b)中，管构件40配置在套筒轴10的下游侧的规定位置，但不特别限定。

例如，也可以预先配置为将管构件40的上游侧的一部分穿入贯通孔10a的状态(图3(c)所示的管构件40的状态)，然后，能够如图3(c)所示那样使熔融玻璃G流下，同时使管构件40完全穿入贯通孔10a而形成玻璃密封部50。

这样，本实施方式的套筒1构成为，通过将管构件40穿入套筒轴10具有的贯通孔10a而覆盖贯通孔10a的内表面的一部分或全部，并且，由管构件40具有的凸缘部40b覆盖套筒轴10的前端面10c。

由此，能够防止从套筒轴10产生锈等异物，从而抑制锈等异物附着于熔融玻璃G。

另外，本实施方式的套筒1构成为，玻璃密封部50夹装于套筒轴10的前端面10c与管构件40的凸缘部40b之间。

由此，能够防止在套筒轴10的前端面10c与管构件40的凸缘部40b之间产生间隙，即便在套筒轴10具有的贯通孔10a的内表面产生了锈的情况下，也能够利用玻璃密封部50将锈封入到套筒轴10的贯通孔10a的内表面与管构件40的主体部40a的外表面之间，能够抑制锈扩散到套筒轴10外。

因此，能够更加可靠地抑制从套筒轴10产生的锈等异物附着于熔融玻璃G。

另外，本实施方式的套筒1构成为，管构件40具有的凸缘部40b的外径尺寸大于套筒轴10的前端面10c的外径尺寸。

根据由这样的结构构成的套筒1，能够利用凸缘部40b而可靠地覆盖套筒轴10的前端面10c的整体。

因此，能够更加可靠地抑制从套筒轴产生的锈等异物附着于熔融玻璃G。

工业实用性

本发明的玻璃管成形用套筒例如在大量生产玻璃管或玻璃棒时采用的丹纳法中，能够用作将熔融玻璃一边卷绕于外周面一边向下游侧引导的套筒的技术。

附图标记说明：

1 玻璃管成形用套筒；

10 套筒轴；

10a 贯通孔；

30 耐火物圆筒体；

40 管构件(防锈性优异的材料)；

40b 凸缘部；

50 玻璃密封部。

Claims (3)

1.一种玻璃管成形用套筒，其具备：

具有贯通孔的套筒轴；以及

在该套筒轴的周围与该套筒轴同轴地套设的耐火物圆筒体，

其特征在于，

所述玻璃管成形用套筒通过具备防锈性比所述套筒轴的防锈性优异的材料，来覆盖所述套筒轴的所述贯通孔的内表面的一部分或全部，并且覆盖所述套筒轴的前端部，

防锈性优异的所述材料是在一端具有覆盖所述套筒轴的前端部的凸缘部的管构件，

在所述套筒轴的前端面与所述管构件的所述凸缘部之间夹装有由熔融玻璃构成的密封部。

2.根据权利要求1所述的玻璃管成形用套筒，其特征在于，

通过将所述管构件穿入所述套筒轴的所述贯通孔，来覆盖所述套筒轴的所述贯通孔的内表面的一部分或全部。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃管成形用套筒，其特征在于，

所述凸缘部的外径尺寸大于所述套筒轴的前端部的外径尺寸。

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