CN117142750A - 一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置和方法，涉及药用玻璃管制备技术领域。本发明提供的制备装置包括熔融系统，成型系统和裁切系统，成型系统包括从上至下竖直设置的马弗炉、定形炉和退火炉，在马弗炉中的料槽和导向管与炉体通道内壁之间的环缝，玻璃液借助自身重力和环缝的推压力向下推进，进入定形炉，拉管系统设置了牵引辊和导向夹持环对玻璃管夹持定位，牵引辊夹持住玻璃熔体，使玻璃熔体在自身重力与牵引辊自转力共同作用下连续拉引形成玻璃管。通过本装置制备的玻璃管厚度均匀，整个制备过程简单，避免了繁杂的工艺同时保证玻璃管内外质量，本发明的制备装置结构简单便于维护，还降低了成本能耗。
Description
技术领域
本发明涉及药用玻璃管制备技术领域，具体涉及一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置和方法。
背景技术
药品包装材料作为医药品的直接承载，对药品质量和用药安全的保障有着重要的责任。玻璃凭借其光洁透明、易消毒、密封性好等特点，经过近百年的应用与实践，已被证明是医药行业的首选包装材料。特别的，中硼硅玻璃，具备更优的抗冲击性和化学稳定性，成为国际公认的最安全医药包装材料，广泛应用于高端输液剂、抗生素、冻干剂、疫苗、生物制剂等药品包装。
中硼硅药用玻璃的制备均由中硼硅玻璃管二次加工而成，中硼硅管制拉管技术成为中硼硅管制瓶的核心壁垒。目前，中硼硅管制主流方法有丹纳法和维罗法。维罗法厂房较高，投资能耗较大，丹纳法应用的更为广泛，但丹纳法拉管中旋转管的寿命制约着拉管生产效率，定期更换和维护无形中增加了生产消耗。
发明内容
为解决制备药用玻璃管的生产工艺中采用的拉管设备需要经常更换耗材和定期维护问题，本发明提供一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置和方法。
为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，包括：
熔融系统，熔融系统包括依次设置的熔融区和澄清区；熔融区用于将配合料熔为玻璃液后送入澄清区，澄清区用于将玻璃液鼓泡均化，并搅拌排泡，通过供料管将玻璃液送入成型系统的料槽内；
成型系统，包括从上至下竖直设置的马弗炉、定形炉和退火炉；所述马弗炉包括料槽，料槽呈倒置圆台状，料槽下方设置导向管，导向管从马弗炉延伸至定形炉下端，在料槽和马弗炉内的导向管的外部设置炉体通道，炉体通道与料槽和导向管同轴设置并形成环缝；在定型炉内设置若干组牵引辊和若干个导向夹持环用于对玻璃管夹持定位，牵引辊设置在夹持传动机构支架上，夹持传动机构支架和导向夹持环均设置在定位炉的炉壁上并与外部的伺服电机连接；在退火炉的上部同样设置若干组牵引辊和若干个导向夹持环；
裁切系统，设置在成型系统下方，用于将成型并完成退火的玻璃管按照应用定长尺寸完成裁切。
还包括在线检测系统，在线检测系统置于退火炉的出口，用于玻璃管径、玻璃管状态实时监测与反馈。
所述牵引辊的侧面为旋转曲面，若干个牵引辊为一组设置在定型炉内同一水平高度，若干个牵引辊旋转曲面的母线能够形成圆环包裹玻璃管。
所述马弗炉、定形炉及退火炉上部的外部都设置加热装置；马弗炉和定形炉的外部还设置测温装置，退火炉的外部随炉内温度梯度设置测温装置。
所述料槽内桶深度不小于料槽总高度的1/2，不大于料槽总高度。
在所述牵引辊的两端均固定定位轮。
所述炉体通道的最小直径比料槽底部直径大2-30mm。
所述熔融区包括熔炉，在熔炉前墙的上部设置烟道，在熔炉前墙的下部设置投料口；加热电极采用池壁侧堆式设置，在熔炉胸墙两侧设置燃烧器，在熔炉底部设置卸料口。
所述澄清区包括澄清通道和均化池，澄清通道连接熔炉和均化池；均化池内设置搅拌装置和池底鼓泡装置和放料口，池底鼓泡装置用于向玻璃液中鼓泡促进玻璃液澄清，搅拌装置用于玻璃液均化，放料口设置在均化池池底。
一种采用上述制备装置制备中硼硅药用玻璃管的方法，包括以下步骤：
配合料投入熔炉内进行高温玻璃熔化，玻璃液熔融黏度在102-102.3dPa·s；
熔化后送入均化池进行玻璃澄清排泡均化，玻璃液澄清均化黏度在102.5-103dPa·s；
经供料管送入马弗炉，待料槽内玻璃液充满，从料槽上圆形顶部同时溢出，沿着料槽外边部，在炉体通道与料槽形成的环缝使玻璃液均匀向下流淌，玻璃管的直径逐渐减小至，进入定形炉；由若干组牵引辊和若干个导向夹持环夹住，在牵引辊均匀拉力与玻璃自重下，顺着拉管系统牵引拉制为厚度均匀中空的细长玻璃管；玻璃管成型拉制黏度在104-104.3dPa·s；
进入退火炉完成退火消除应力，玻璃管消除应力黏度不小于109dPa·s；
将退火后的玻璃管送入切割装置中，根据预设尺寸进行切割，完成检验、包装。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明所提供的用于中硼硅药用玻璃管制备装置，在马弗炉中料槽和导向管与炉体通道内壁之间的环缝，玻璃液借助自身重力和环缝的推压力向下推进，进入定形炉，拉管系统设置牵引辊和导向夹持环对玻璃管夹持定位，玻璃熔体在自身重力与牵引辊自转力共同作用下连续拉引形成玻璃管，整个制备过程简单，避免了繁杂的工艺同时保证玻璃管内外质量，本发明的制备装置结构简单便于维护，还降低了成本能耗。
进一步，本发明的制备装置设置澄清通道进行第一次澄清，澄清均化池设置鼓泡装置进行第二次澄清，设置两段澄清，更益于玻璃液澄清；牵引辊的侧面为旋转曲面形成圆环夹持住玻璃熔体，玻璃熔体受到均匀牵引力，保障制备的玻璃管厚度均匀。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：
图1为本发明用于中硼硅药用玻璃管制备装置的结构示意图；
图2为本发明装置拉管系统中牵引辊结构示意图；
图3为本发明装置拉管系统中牵引辊安装示意图；
图4为本发明装置拉管系统中牵引辊布局示意图；
图5为本发明装置拉管系统中导向夹持环结构示意图；
图中：1、熔炉；2、烟道；3、投料口；4、加热电极；5、燃烧器；6、均化池；7、搅拌装置；8、池底鼓泡装置；9、供料管；10、马弗炉；11、定型炉；12、料槽；13、炉体通道；14、加热装置；15、测温装置；16、牵引辊；17、导向夹持环；18、退火炉；19、在线检测装置；20、玻璃管；21、牵引辊定位轮；22、夹持传动机构支架；23、导向管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明提供一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，包括熔融系统、成型系统和裁切系统；
熔融系统用于玻璃熔融与供料，玻璃熔融包括配合原料的高温熔化，搅拌排泡，鼓泡均化。熔融系统在水平位置依次设置熔融区、澄清区和供料管9。
熔融区用于将配合料熔融为玻璃液，熔融区包括熔炉1，熔炉1内设置有烟道2、投料口3、加热电极4、燃烧器5和卸料口。所述烟道2在熔炉1前墙的上部，投料口3在熔炉1前墙的下部；所述加热电极4采用钼电极或氧化锡电极，加热电极4采用池壁侧堆式设置；燃烧器5在熔炉1胸墙两侧；所述卸料口在熔炉1底部，用于放料排出玻璃液沉淀杂质。熔炉1采用全电加热方式或电加气加热方式，为配合料加热。
澄清区包括澄清通道和均化池6；均化池6内设置搅拌装置7、池底鼓泡装置8和放料口。所述澄清通道连接熔炉1和均化池6。所述池底鼓泡装置8用于向玻璃液中鼓泡以增强玻璃液对流，促进玻璃液澄清；所述搅拌装置7用于玻璃液均化；所述放料口设置在均化池6池底，用于间歇性放料，排出玻璃液沉淀杂质。
供料管9用于向成型系统的料槽12输送熔融玻璃液，供料管9一端与澄清区侧面底部流液道连通，另一端置料槽12的上方。
以碎玻璃粉与粉料组合的配合料从投料口3送入熔炉1，在高温下熔为熔体，完全熔化后随澄清通道进入澄清区，澄清均化后的玻璃液随供料管9流入成型系统的料槽12。
成型系统，包括从上至下竖直布置的马弗炉10、定形炉11和退火炉18。
所述马弗炉10包括料槽12、炉体通道13和导向管23的上部。料槽12呈倒置圆台状，料槽12内桶深度不小于料槽12总高度的1/2，不大于料槽12总高度，导向管23呈圆柱状，料槽12下方设置导向管23，导向管23从马弗炉10延伸至定形炉11下端，料槽12的槽底与导向管23的上端通过圆弧衔接。所述炉体通道13上开口直径大于料槽12上截面直径，炉体通道13与料槽12和导向管23同轴设置，使炉体通道13内壁与料槽12和马弗炉10内的导向管23形成环缝，所述环缝的直径从上至下逐渐减小至导向管23后不在变化，炉体通道13的最小直径比料槽12底端直径大2-30mm。
如图1-5所示，所述定型炉11设置拉管系统，拉管系统包括牵引辊16、导向夹持环17、夹持传动机构支架22和导向管23的下部；夹持传动机构支架22设置在定型炉11的炉壁上，夹持传动机构支架22上设置牵引辊16，牵引辊16能够在夹持传动机构支架22上转动；牵引辊16两端设有定位轮21，防止牵引辊16在夹持传动机构支架22上水平移动。夹持传动机构支架22还与伺服电机连接，伺服电机控制带动夹持传动机构支架22上的牵引辊16向玻璃流动方向自行转动。牵引辊16的侧面为旋转曲面，若干个牵引辊16为一组设置在定型炉11内同一水平高度，若干个牵引辊16旋转曲面的母线能够形成圆环包裹玻璃管20；若干组牵引辊16夹持住玻璃熔体，使玻璃熔体在自身重力与牵引辊16自转力共同作用下连续拉引形成玻璃管20；导向夹持环17设置在定型炉11的炉壁上并与外部的伺服电机连接，通过伺服电机根据实际工艺需要能够移动；若干个导向夹持环17与牵引辊16交替设置，在玻璃熔体拉伸过程中发挥导向定位作用。
本发明的一个实施例中设置四个牵引辊16为一组形成圆环包裹玻璃管20。
在退火炉18内若干组牵引辊16和导向夹持环17同样设置，集中设置在退火炉18的上部。
如图1所示，马弗炉10和定形炉11的外部都均匀设置加热装置14，用于炉体的加热保温，加热装置14还集中设置在退火炉18上部，使退火炉18内温度呈梯度式递减，旨在退除玻璃内部应力，使得随着拉管系统牵拉成型的玻璃管20内部结构更为致密。所述加热装置14为加热棒或加热丝环绕在炉体外壁；马弗炉10和定形炉11的外部均匀布置测温装置15，退火炉18的外部随炉内温度梯度排布测温装置15，所述测温装置15为热电偶。
在线检测系统19位于退火炉18出口，用于玻璃管径、玻璃管状态实时监测与反馈。
裁切系统，设置在成型系统下方，用于将成型并完成退火的玻璃管20按照应用定长尺寸完成裁切。裁切的端口用圆口器火焰烧圆，或打磨平整。裁切好的玻璃管20堆垛式盘放收包。
采用上述装置制备中硼硅药用玻璃管的制备方法，包括以下步骤：
按原材料配比称量好配合料，将配合料加入混料机混合均匀；
混合均匀的配合料在熔炉1内进行高温玻璃熔化，玻璃液熔融黏度在102-102.3dPa·s；
熔化后送入均化池6进行玻璃澄清排泡均化；玻璃澄清均化黏度在102.5-103dPa·s。
经供料管9送入马弗炉10，待料槽12内玻璃液充满，从料槽12上圆形顶部同时溢出，沿着料槽12外边部，在炉体通道13与料槽12形成的环缝使玻璃液厚薄均匀的向下流淌，沿着料槽12的外部，玻璃管20的直径逐渐缩小，玻璃液口径逐渐减小，进入定形炉11；由拉管系统的若干组牵引辊16和若干个导向夹持环17夹住，在牵引辊16均匀拉力与玻璃自重下，顺着拉管系统牵引拉制为厚度均匀中空的细长玻璃管；玻璃管成型拉制黏度在104-104.3dPa·s。
进入黏度不小于109dPa·s的退火炉18完成退火消除应力；
将退火后的玻璃管送入切割装置中，根据预设尺寸进行切割，完成检验、包装。检验完毕或直接进入药用玻璃二次加工工序，完成安瓿、西林等药用玻璃瓶的加工。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，包括：
熔融系统，熔融系统包括依次设置的熔融区和澄清区；熔融区用于将配合料熔为玻璃液后送入澄清区，澄清区用于将玻璃液鼓泡均化，并搅拌排泡，通过供料管(9)将玻璃液送入成型系统的料槽(12)内；
成型系统，包括从上至下竖直设置的马弗炉(10)、定形炉(11)和退火炉(18)；所述马弗炉(10)包括料槽(12)，料槽(12)呈倒置圆台状，料槽(12)下方设置导向管(23)，导向管(23)从马弗炉(10)延伸至定形炉(11)下端，在料槽(12)和马弗炉(10)内的导向管(23)的外部设置炉体通道(13)，炉体通道(13)与料槽(12)和导向管(23)同轴设置并形成环缝；在定型炉(11)内设置若干组牵引辊(16)和若干个导向夹持环(17)用于对玻璃管(20)夹持定位，牵引辊(16)设置在夹持传动机构支架(22)上，夹持传动机构支架(22)和导向夹持环(17)均设置在定位炉(11)的炉壁上并与外部的伺服电机连接；在退火炉(18)的上部同样设置若干组牵引辊(16)和若干个导向夹持环(17)；
裁切系统，设置在成型系统下方，用于将成型并完成退火的玻璃管(20)按照应用定长尺寸完成裁切。
2.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，还包括在线检测系统(19)，在线检测系统(19)置于退火炉(18)的出口，用于玻璃管径、玻璃管状态实时监测与反馈。
3.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，所述牵引辊(16)的侧面为旋转曲面，若干个牵引辊(16)为一组设置在定型炉(11)内同一水平高度，若干个牵引辊(16)旋转曲面的母线能够形成圆环包裹玻璃管(20)。
4.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，所述马弗炉(10)、定形炉(11)及退火炉(18)上部的外部都设置加热装置(14)；马弗炉(10)和定形炉(11)的外部还设置测温装置(15)，退火炉(18)的外部随炉内温度梯度设置测温装置(15)。
5.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，所述料槽(12)内桶深度不小于料槽(12)总高度的1/2，不大于料槽(12)总高度。
6.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，在所述牵引辊(16)的两端均固定定位轮(21)。
7.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，所述炉体通道(13)的最小直径比料槽(12)底部直径大2-30mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，所述熔融区包括熔炉(1)，在熔炉(1)前墙的上部设置烟道(2)，在熔炉(1)前墙的下部设置投料口(3)；加热电极(4)采用池壁侧堆式设置，在熔炉(1)胸墙两侧设置燃烧器(5)，在熔炉(1)底部设置卸料口。
9.根据权利要求1所述的一种用于中硼硅药用玻璃管的制备装置，其特征在于，所述澄清区包括澄清通道和均化池(6)，澄清通道连接熔炉(1)和均化池(6)；均化池(6)内设置搅拌装置(7)和池底鼓泡装置(8)和放料口，池底鼓泡装置(8)用于向玻璃液中鼓泡促进玻璃液澄清，搅拌装置(7)用于玻璃液均化，放料口设置在均化池(6)池底。
10.一种采用权利要求1-9任意一项所述的制备装置制备中硼硅药用玻璃管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
配合料投入熔炉(1)内进行高温玻璃熔化，玻璃液熔融黏度在102-102.3dPa·s；
熔化后送入均化池(6)进行玻璃澄清排泡均化，玻璃液澄清均化黏度在102.5-103dPa·s；
经供料管(9)送入马弗炉(10)，待料槽(12)内玻璃液充满，从料槽(12)上圆形顶部同时溢出，沿着料槽(12)外边部，在炉体通道(13)与料槽(12)形成的环缝使玻璃液均匀向下流淌，玻璃管(20)的直径逐渐减小至，进入定形炉(11)；由若干组牵引辊(16)和若干个导向夹持环(17)夹住，在牵引辊(16)均匀拉力与玻璃自重下，顺着拉管系统牵引拉制为厚度均匀中空的细长玻璃管；玻璃管成型拉制黏度在104-104.3dPa·s；
进入退火炉(18)完成退火消除应力，玻璃管消除应力黏度不小于109dPa·s；
将退火后的玻璃管(20)送入切割装置中，根据预设尺寸进行切割，完成检验、包装。
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2023
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| CN117700084B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-06-04 | 江苏弘扬石英制品有限公司 | 石英陶瓷旋转管的加工用水平玻璃拉管炉 |
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