CN112283481B - 一种石英管结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种石英管结构及其加工方法,包括石英管、顶片、乳白法兰、主法兰、第一尾气管、第二尾气管、进气管、石英环、顶片和吊环,石英管首端连接同轴顶片,顶片通过车床火加工形成向外凸起的弧状,石英管尾端向外依次连接同轴乳白法兰和主法兰,石英管内壁石英管的轴线对称分布有两组插接部,每组插接部包括沿石英管长度方向间隔设置两个吊环,两个吊环的中心线重合且与石英管的轴线平行;顶片中央设有向外延伸的进气管,进气管下方以石英管的轴线依次对称设置一对第一尾气管,一对第二尾气管;顶片外侧中部连接向外延伸的石英环。本申请与连接件的密封性好,石英管与乳白法兰及主法兰焊接同轴度好,质量稳定,有效避免炸裂现象。
Description
技术领域
本申请涉及玻璃制品技术领域,尤其是涉及一种石英管结构及其加工方法。
背景技术
石英玻璃制品以其优良的物理化学特性,被广泛应用于高新技术,它耐高温、热膨胀系数小、热稳定性好,且纯度高,耐腐蚀,电绝缘性能好,在光伏太阳能制造业中占有相当重要的位置。
但是,由于石英玻璃坚硬易碎,加工难度大,特别是大体积的石英玻璃制品,加工难度更大,成品率低。石英管是太阳能生产线中加工单晶硅生产线中配套使用的石英制品,由于其尺寸要求大,对连接处的密封性能要求高,乳白法兰和透明石英管两者不同材质焊接也使得石英管加工的成品率较低。
发明内容
为了提高石英管成品率,密封效果好,本申请提供一种石英管结构及其加工方法。
本申请提供的一种石英管结构,采用如下的技术方案:
一种石英管结构,包括石英管、顶片、乳白法兰、主法兰、第一尾气管、第二尾气管、进气管、石英环、顶片和吊环,所述石英管为两端开口的管状,所述石英管首端连接同轴圆形顶片,所述顶片通过车床火加工形成向外凸起的弧状,所述石英管尾端向外依次连接同轴乳白法兰和主法兰,所述石英管内壁石英管的轴线对称分布有两组插接部,每组所述插接部包括沿石英管长度方向间隔设置两个吊环,两个所述吊环的中心线重合且与石英管的轴线平行;所述顶片中央外侧设有向外延伸的进气管,所述进气管下方的顶片外缘以石英管的轴线依次对称设置一对第一尾气管,一对第二尾气管;所述顶片外侧中部连接向外延伸的石英环。
通过采用上述技术,在石英管的尾端分别连接乳白法兰和主法兰结构,可以进一步保障石英管尾端与连接件之间的密封性能,
优选的,所述乳白法兰外侧端部设有环状密封槽。
通过采用上述技术,可以保证石英管与连接件能够更好的密封。
优选的,每个所述第一尾气管包括第一尾气管本体和同轴缩颈的第一尾气连接管;每个所述第二尾气管包括第二尾气管本体和同轴缩颈的第二尾气连接管;所述进气管包括进气管本体和同轴缩颈的进气连接管。
通过采用上述技术,可以保证连接件与第一尾气连接管、第二尾气连接管及进气连接管更好的密封。
优选的,所述第一尾气连接管、第二尾气连接管及进气连接管均高于石英环的顶端。
通过采用上述技术,能够避免连接件在与第一尾气连接管、第二尾气连接管及进气连接管连接时,与石英环发生干涉情况。
优选的,每个所述第一尾气管的轴线和第二尾气管的轴线均与石英管的轴线平行且对称分布。
通过采用上述技术,便于生产制造,同时也方便连接件的插接和尾气的排放。
优选的,两所述第一尾气管之间的夹角为120°,两所述第二尾气管之间的夹角为35°;所述进气管的轴线朝向两个第一尾气管连线的中心倾斜且与石英管的轴线夹角为9°。
通过采用上述技术,第一尾气管和第二尾气管均匀分布,可以保证尾气排放的均匀性;同时进气管的倾斜设置也使得进入石英管内的气体能够在石英管的上壁得到缓冲,保证石英管进气的柔和。
本申请还提供了一种石英管结构的加工方法,包括以下步骤:
1)各部件的加工,包括:
主法兰的加工,通过数控加工中心根据图纸加工主法兰,然后进行酸洗、退应力,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
乳白法兰加工,通过数控加工中心根据图纸加工乳白法兰,然后经脱脂清洗、酸洗、火抛、退火、进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
第一尾气管、第二尾气管及进气管的加工,通过锯切割机进行切磨,脱脂清洗,第一尾气连接管研磨、第二尾气连接杆及进气连接管的研磨,酸洗、退火、喷砂,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
吊环及石英环的加工,通过锯切割机进行切磨,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
顶片加工,平磨机进行厚度磨平并留出余量,酸洗、激光切割、退火、细研磨,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
2)根据图纸采用玻璃车床将石英管与顶片对接并焊接,并将顶片吹制成向外凸起的弧状,放置退火炉进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
3)根据图纸采用玻璃车床将石英管的尾端与乳白法兰同轴连接并焊接,再将乳白法兰与主法兰连接并焊接,然后放置退火炉中进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
4)根据图纸将石英管的顶片通过激光切割机切割出进气孔、尾气孔,进气孔对接进气管并焊接,尾气孔分别对接相应的第一尾气管和第二尾气管并焊接,所述石英管的顶片与石英环对接并焊接放置退火炉进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
5)冷加工研磨主法兰端部和乳白法兰端部。
6)根据标准对产品进行应力检验、外观检验、和尺寸检验。
7)最后进行洗净、干燥和包装。
通过采用上述技术,可以进一步保证各部件的应力指标、外观指标和几何尺寸达到规定要求,保证合格石英管的生产;第一尾气连接管、第二尾气连接管以及进气连接管进行研磨和喷砂处理,可以保证与连接件连接的密闭性能;主法兰端部以及乳白法兰端部的研磨,可以保证石英管尾端与连接件连接的密封性能。
优选的,所述酸洗步骤包括在20°C~35°C的温度下, 10%~15%HCL浸泡60min,然后用再用纯水清洗。
通过采用上述技术,可以去除石英玻璃表面的杂质,防止石英玻璃在温度变化下的炸裂,提高石英玻璃的寿命。
优选的,所述退火处理采用退火温度1500°~1550°C,时间50~70分钟。
通过采用上述技术,可以保证石英玻璃部件的应力在规定范围内,提高石英玻璃的强度和热稳定性。
优选的,所述步骤3)中,乳白法兰分别与石英管以及乳白法兰与主法兰焊接时,烧结焊接的火焰采用内外同时进行。
通过采用上述技术,可以保证乳白法兰分别与石英管和主法兰焊接的质量和焊接时间,有效避免炸裂现象。
综上所述,本申请包括以下有益技术效果:
本申请通过在石英管尾端依次连接乳白法兰和主法兰结构,可以进一步确保石英管与连接件连接的密封性能。
本申请通过玻璃车床对石英管尾端依次连接的乳白法兰和主法兰进行焊接,能够有效确保主法兰、乳白法兰和石英管的同轴度,避免出现石英管与主法兰以及乳白法兰发生偏离,保证主法兰和乳白法兰的对接设备时,能够保证良好的密封效果。
本申请在石英管尾端依次连接乳白法兰和主法兰结构中,采用内外火焰同时进行的工艺,可以保证石英管焊接的质量和速度,避免焊接过程的中的炸裂情况发生。
附图说明
图1是本申请的结构示意图;
图2是图1的A向视图;
图3是图1的B向视图;
图4是图1的C部放大图;
图5是主法兰的结构示意图;
图6是图5的D向视图;
图7是乳白法兰的结构示意图;
图8是图7的E部放大图;
图9是吊环的结构示意图;
图10是图9的F向视图。
图示:100、石英管;101、顶片;102、乳白法兰;1021、密封槽;103、主法兰;104、第一尾气管;1041、第一尾气管本体;1042、第一尾气连接管;105、第二尾气管;1051、第二尾气管本体;1052、第二尾气连接管;106、进气管;1061、进气管本体;1062、进气连接管;107、石英环;108、吊环。
具体实施方式
以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。
如图1、2所示,本申请实施例的一种石英管100结构,包括石英管100、顶片101、乳白法兰102、主法兰103、第一尾气管104、第二尾气管105、进气管106、石英环107、顶片101和吊环108,石英管100为两端开口的管状,石英管100首端连接同轴圆形顶片101,顶片101通过车床火加工形成向外凸起的弧状。
如图5、6所示,主法兰103为圆环状法兰。如图7、8所示,乳白法兰102为为圆环状,乳白法兰102外侧端部设有环状密封槽1021。石英管100尾端向外依次连接同轴乳白法兰102和主法兰103,在实际使用时,密封槽1021内设置密封环,可以进一步提高石英管100与连接件之间的密封性能。
如图1、3所示,在石英管100内壁石英管100的轴线对称分布有两组插接部,该插接部用于插接传感组件,每组插接部包括沿石英管100长度方向间隔设置两个吊环108,两个吊环108的中心线重合且与石英管100的轴线平行,如图9、10所示,吊环108为C形。
如图1、4所示,顶片101中央外侧设有向外延伸的进气管106,进气管106下方沿顶片101的外缘设有一对第一尾气管104和一对第二尾气管105,一对第一尾气管104与一对第二尾气管105由上向下依次设置并分别以石英管100的轴线对称分布,顶片101外侧中部连接向外延伸的石英环107。
如图1、4所示,每个第一尾气管104包括第一尾气管本体1041和同轴缩颈的第一尾气连接管1042;每个所述第二尾气管105包括第二尾气管本体1051和同轴缩颈的第二尾气连接管1052;所述进气管106包括进气管本体1061和同轴缩颈的进气连接管1062;第一尾气连接管1042、第二尾气连接管1052及进气连接管1062均高于石英环107的顶端,避免连接件在与第一尾气连接管1042、第二尾气连接管1052及进气连接管1062连接时,与石英环107发生干涉情况。
为了便于生产制造,同时也方便连接件的插接和尾气的排放,每个第一尾气管104的轴线和第二尾气管105的轴线均与石英管100的轴线平行且对称分布,两个第一尾气管104之间的夹角为120°,两个第二尾气管105之间的夹角为35°。
为了保证石英管100进气的柔和,石英管100的进气管106的轴线朝向两个第一尾气管104连线的中心倾斜且与石英管100的轴线夹角为9°,使得进入石英管100内的气体能够在石英管100的上壁得到缓冲。
本申请还提供了一种石英管100结构的加工方法,包括以下步骤:
1)各部件的加工,包括:
主法兰103的加工,通过数控加工中心根据图纸加工主法兰103,然后进行酸洗、退应力,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
乳白法兰102加工,通过数控加工中心根据图纸加工乳白法兰102,然后经脱脂清洗、酸洗、火抛、退火、进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
第一尾气管104、第二尾气管105及进气管106的加工,通过锯切割机进行切磨,脱脂清洗,第一尾气连接管1042研磨、第二尾气连接杆及进气连接管1062的研磨,酸洗、退火、喷砂,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
吊环108及石英环107的加工,通过锯切割机进行切磨,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
顶片101加工,平磨机进行厚度磨平并留出余量,酸洗、激光切割、退火、细研磨,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
2)根据图纸采用玻璃车床将石英管100与顶片101对接并焊接,并将顶片101吹制成向外凸起的弧状,放置退火炉进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
3)根据图纸采用玻璃车床将石英管100的尾端与乳白法兰102同轴连接并焊接,再将乳白法兰102与主法兰103连接并焊接,焊接时采用在石英管100的内外同时火焰烧结的方式;采用玻璃车床进行上述焊接,可以保证石英管100、乳白法兰102及主法兰103的同轴度;采用内外火焰烧结的焊接方式有效提高焊接的质量和焊接时间,避免炸裂现象;上述焊接完成后放置退火炉中进行退火处理,并进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
4)根据图纸将石英管100的顶片101通过激光切割机切割出进气孔、尾气孔,进气孔对接进气管106并焊接,尾气孔分别对接相应的第一尾气管104和第二尾气管105并焊接,石英管100的顶片101与石英环107对接并焊接放置退火炉进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验。
5)冷加工研磨主法兰103端部和乳白法兰102端部;由于连接件在与石英管100的尾端连接时,需要有良好的密封性能,所以需要在主法兰103端部以及乳白法兰102端部进行研磨,保证石英管100的尾端与连接件对接时的密闭性。
6)根据标准对产品进行应力检验、外观检验、和尺寸检验。
7)最后进行洗净、干燥和包装。
本申请的酸洗步骤为,在20°C~35°C的温度下, 10%~15%HCL浸泡25~35min,然后用再用纯水清洗。该步骤能可效去除石英玻璃表面的杂质,防止石英玻璃在温度变化下的炸裂,提高石英玻璃的寿命。
本申请的退火处理采用退火炉,其退火温度1500°~1550°C,时间50~70分钟。保证石英玻璃部件的应力在规定范围内,提高石英玻璃的强度和热稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种石英管结构,其特征在于,包括石英管(100)、顶片(101)、乳白法兰(102)、主法兰(103)、第一尾气管(104)、第二尾气管(105)、进气管(106)、石英环(107)、顶片(101)和吊环(108),所述石英管(100)为两端开口的管状,所述石英管(100)首端连接同轴圆形顶片(101),所述顶片(101)通过车床火加工形成向外凸起的弧状,所述石英管(100)尾端向外依次连接同轴乳白法兰(102)和主法兰(103),所述石英管(100)内壁石英管(100)的轴线对称分布有两组插接部,每组所述插接部包括沿石英管(100)长度方向间隔设置两个吊环(108),两个所述吊环(108)的中心线重合且与石英管(100)的轴线平行;所述顶片(101)中央外侧设有向外延伸的进气管(106),所述进气管(106)下的顶片(101)外缘以石英管(100)的轴线依次对称设置一对第一尾气管(104),一对第二尾气管(105);所述顶片(101)外侧中部连接向外延伸的石英环(107);每个所述第一尾气管(104)包括第一尾气管本体(1041)和同轴缩颈的第一尾气连接管(1042);每个所述第二尾气管(105)包括第二尾气管本体(1051)和同轴缩颈的第二尾气连接管(1052);所述进气管(106)包括进气管本体(1061)和同轴缩颈的进气连接管(1062);所述第一尾气连接管(1042)、第二尾气连接管(1052)及进气连接管(1062)均高于石英环(107)的顶端;每个所述第一尾气管(104)的轴线和第二尾气管(105)的轴线均与石英管(100)的轴线平行且对称分布;两所述第一尾气管(104)之间的夹角为120°,两所述第二尾气管(105)之间的夹角为35°;所述进气管(106)的轴线朝向两个第一尾气管(104)连线的中心倾斜且与石英管(100)的轴线夹角为9°。
2.如权利要求1所述的石英管结构,其特征在于,所述乳白法兰(102)外侧端部设有环状密封槽(1021)。
3.如权利要求1-2任一项所述的石英管结构的加工方法,其特征在于, 包括以下步骤:
1)各部件的加工,包括:
主法兰(103)的加工,通过数控加工中心根据图纸加工主法兰(103),然后进行酸洗、退应力,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
乳白法兰(102)加工,通过数控加工中心根据图纸加工乳白法兰(102),然后经脱脂清洗、酸洗、火抛、退火、进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
第一尾气管(104)、第二尾气管(105)及进气管(106)的加工,通过锯切割机进行切磨,脱脂清洗,第一尾气连接管(1042)研磨、第二尾气连接杆及进气连接管(1062)的研磨,酸洗、退火、喷砂,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
吊环(108)及石英环(107)的加工,通过锯切割机进行切磨,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
顶片(101)加工,平磨机进行厚度磨平并留出余量,酸洗、激光切割、退火、细研磨,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
2)根据图纸采用玻璃车床将石英管(100)与顶片(101)对接并焊接,并将顶片(101)吹制成向外凸起的弧状,放置退火炉进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
3)根据图纸采用玻璃车床将石英管(100)的尾端与乳白法兰(102)同轴连接并焊接,再将乳白法兰(102)与主法兰(103)连接并焊接,然后放置退火炉中进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
4)根据图纸将石英管(100)的顶片(101)通过激光切割机切割出进气孔、尾气孔,进气孔对接进气管(106)并焊接,尾气孔分别对接相应的第一尾气管(104)和第二尾气管(105)并焊接,所述石英管(100)的顶片(101)与石英环(107)对接并焊接放置退火炉进行退火处理,进行应力检验、外观检验、尺寸检验;
5)冷加工研磨主法兰(103)端部和乳白法兰(102)端部;
6)根据标准对产品进行应力检验、外观检验、和尺寸检验;
7)最后进行洗净、干燥和包装。
4.如权利要求3所述的石英管结构的加工方法,其特征在于,所述酸洗步骤包括在20°C~35°C的温度下, 10%~15%HCL浸泡60min,然后用再用纯水清洗。
5.如权利要求3所述的石英管结构的加工方法,其特征在于, 所述退火处理采用退火温度1500°~1150°C,时间50~70分钟。
6.如权利要求3所述的石英管结构的加工方法,其特征在于,所述步骤3)中,乳白法兰(102)与石英管(100)以及乳白法与和主法兰(103)焊接时,烧结焊接的火焰采用内外同时进行。
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