CN202350512U - 一种光学玻璃熔炼用试验熔炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学玻璃熔炼用试验熔炉。其包括炉体(A)、升降机构(B)、坩埚支撑架(D)，炉体具有下炉口和设有具有通孔的炉顶砖的上炉口；升降机构包括支撑架体(4)和升降系统，支撑架体包括上平台、底板和立柱，升降系统包括与升降螺杆螺纹配合的连接体(1)、升降螺杆(2)、传动机构及驱动机构，驱动机构经由传动机构驱动连接于升降螺杆的连接体，带动炉体上下移动；坩埚支撑架由与支撑架体的底板相连接的支撑底座(3)和能从熔炉的下炉口伸入熔炉炉膛内固定支柱(15)组成。其具有结构简单、运行可靠、功耗低，结构紧凑，简单易制作等特点，特别适用于光学玻璃的单坩埚熔炼实验。

Description

一种光学玻璃熔炼用试验熔炉

技术领域

本实用新型涉及光学玻璃熔炼用试验熔炉，属于工业电阻炉技术领域，本实用新型能够将玻璃熔炼时的多个工序的复杂操作简单化，特别适用于单坩埚玻璃的熔炼。 

背景技术

电阻炉是实验室常见的用于材料熔炼、烧结和热处理的装置。目前的实验电阻炉主要有井式、升降式、箱式和管式等。 

通常小型的井式熔炼炉是水平放置在地面上的，并且只有上炉口，需要通过将高温制备的物料和盛装物料的坩埚经由上炉口放入或取出，并且加热体硅碳棒或硅钼棒均匀分布在炉膛内，炉膛空间较大，因而热能损耗高，且熔炉处于高温状态时，对坩埚的取放、物料的添加非常困难，不利于安全操作。 

升降式电阻炉方便了工件的取放，规避不安全问题。通过升降台车将工件从侧面平稳运入，从炉膛底部运进炉膛。 

例如，CN95221534.9中公开了一种钟罩式台车电阻炉，其炉体为箱式结构，炉口开在底部，台车置于升降平台上，工件置于台车上，通过升降平台实现台车与炉底的开合。在该技术方案中，虽然方便了工件的取放，但是该设计没有预留上炉口，无法实现炉内观察及加料、搅拌等操作。并且，由于同时采用油压升降机构，因此存在辅助设备较多、占地面积较大、费用较高、移动不便等缺点。 

CN200910042272.7公开了一种组合式多功能电阻炉，通过升降平台的运动实现了炉底与炉体的分离，其解决了工件由下部的取放及装卸问题，这种电阻炉只适用工件的淬火和退火。但无法满足光学玻璃熔制要求，因为光学玻璃熔制过程需要在高温状态下进行加料、化料、澄清、搅拌、均化、取出等操作，从电阻炉 下部完成上述操作，存在使过程复杂化且高温下存在不安全因素的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种能够满足光学玻璃单坩埚熔炼时坩埚取放、加料及过程观察等多项复杂操作的要求的光学玻璃熔炼用试验熔炉。 

本实用新型通过以下技术方案实现： 

(1)一种光学玻璃熔炼用试验熔炉，其包括炉体、升降机构、坩埚支撑架，其特征在于， 

所述炉体具有上炉口和下炉口，该上炉口上设有可打开和关闭该上炉口的、具有通孔的盖； 

所述升降机构包括支撑架体和升降系统，所述支撑架体包括上平台、底板和立柱，所述立柱位于所述炉体的四周围且其上下端分别固定于所述上平台和所述底板，所述上平台的中央部形成有供所述炉体通过的孔，所述升降系统包括连接体、升降螺杆、传动机构以及驱动机构，所述连接体与所述升降螺杆螺纹配合且固定于所述炉体；所述升降螺杆上下延伸，其上下端分别能够绕升降螺杆的轴线自由转动地连接于所述上平台和所述底板；所述炉体经由所述连接体以及所述升降螺杆被支撑在所述支撑架体上，所述驱动机构经由传动机构驱动升降螺杆旋转而使连接体上下移动，从而带动所述炉体上下移动； 

所述坩埚支撑架由支撑底座和固定支柱组成，该支撑底座固定连接于所述支撑架体的底板的上表面中央部，该固定支柱的下端连接于该支撑底座，且该固定支柱能从熔炉的所述下炉口伸入熔炉炉膛内，能在该固定支柱的上端面支撑坩埚。 

通过采用该特征，便于顶部的开启而方便从盖的通孔观察熔炉内部状况及从上炉口进行各项操作，能够利用升降机构来使炉 体上下移动，实现将熔炼用坩埚上端升至与上炉顶平齐或将坩埚处于熔炉中部的功能，从而能够将复杂的操作简单化，既能实现坩埚的放置与取出，又方便了玻璃熔炼时加料、进搅及出炉等各项操作，更方便观察炉内玻璃的融化状况，提高了熔炉的使用性能。并且，由于升降机构的支撑架体的底板与坩埚支撑架的支撑底座相连接，从而保证了坩埚支撑架的稳定性。另外，通过固定支柱从熔炉的下炉口伸入熔炉炉膛内，达到了便于支撑坩埚进行玻璃的熔炼的效果。 

(2)如上述(1)所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述炉体包括炉壳、保温纤维层、空心球内层、加热元件、测温热电偶，该炉体由外至内依次排列炉壳、保温纤维层、空心球内层、加热元件，该测温热电偶从炉体的底部伸入炉腔中部位置。 

通过采用该特征，能够使炉膛内的温场更加均匀。 

(3)如上述(2)所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述炉体还包括内衬层，所述加热元件处在空心球层和内衬层之间。 

通过采用该特征，能够通过碳化硅内衬层保护加热元件，从而可以避免热量直接辐射坩埚，使温度更加均匀，另外还可以防止玻璃组成中的化工原材料的挥发直接侵蚀到加热元件，延长了熔炉的使用寿命。 

(4)如上述(2)所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述加热元件形成为圆环形双头螺旋切割结构。 

本实用新型通过采用圆环形双头螺旋切割的碳化硅或二硅化钼材料作为加热元件，减小了炉膛尺寸，使熔炉的结构更为紧 凑，空间利用率更高，热效能的利用率更大。 

(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述盖由两块炉顶砖组成，在每一炉顶砖一侧边上形成有直径50mm半圆孔，所述通孔是通过将两块炉顶砖的具有所述半圆孔的边相对合而由两个半圆孔拼成的。 

通过采用该特征，便于顶部的开启而方便观察熔炉内部状况及从上炉口进行各项操作。 

(6)如上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述连接体位于距炉体的底部1/3h高的位置上，其中，h为炉体的高度。 

通过采用该特征，能够最有效地升降炉体。 

(7)如上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述传动机构包括驱动盘、传动杆、传动杆支撑架、轴承、锥齿轮，所述驱动机构为驱动电机，所述传动杆的一端与所述驱动电机的输出轴相连，所述传动杆的另一端与所述驱动盘的一端相连，所述驱动盘固定在所述升降螺杆上并能在传动杆带动下转动，所述升降螺杆能在所述驱动盘的驱动下转动。 

采用该特征，能够利用升降机构随需调整坩埚在炉体中的位置，实现将熔炼用坩埚上端升至与上炉顶平齐或将坩埚处于熔炉中部的功能，且操作简便，从而能够将复杂的操作简单化。 

(8)如上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

在所述升降螺杆的上下部分装有限位件。 

采用该特征，能够限定炉体升降的范围，增加可靠性。 

(9)如上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃熔炼用试 验熔炉，其特征在于， 

所述光学玻璃熔炼用试验熔炉还包括搅拌机构，所述搅拌机构固定在所述支撑架体的所述上平台的上表面上，其搅拌部经由所述盖的所述通孔进入炉膛内，所述搅拌机构采用电动机带动皮带运转，从而带动所述搅拌部按照预定的转速运转。 

本实用新型的搅拌机构采用电动机带动皮带运转，从而带动搅拌机按照预定的转速运转。采用该结构，能够通过搅拌机构的转动带动玻璃液的流动，从而保证玻璃的均化。 

(10)如上述(1)～(4)中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于， 

所述固定支柱由耐热的刚玉材料组成，所述支撑底座由金属材料制成，所述固定支柱由螺栓可拆卸地连接在所述支撑底座上。 

通过采用该特征，由于固定支柱与支撑底座由不同的材料构成，因而，起到既保证固定支柱的耐热性又能够保证支撑底座的稳定性的效果，且由于支撑底座和固定支柱两部分组成且通过螺栓固定，方便拆卸，便于炉体的维修及加热元件的装卸及更换。 

该光学玻璃熔炼用试验熔炉能够满足光学玻璃单坩埚熔炼时坩埚取放、加料、搅拌及过程观察等多项复杂操作的要求，并且结构简单、操作安全，采用双螺旋环形切割的碳化硅、二硅化钼材料作为加热元件，从而使熔炉的结构更为紧凑，空间利用率更高，热效能的利用率更大。 

附图说明

图1是本实用新型的光学玻璃熔炼用试验熔炉的结构示意图。 

图2是本实用新型的光学玻璃熔炼用试验熔炉的炉体A剖面图。 

图3是本实用新型的光学玻璃熔炼用升降系统的结构示意图。 

图4是本实用新型的光学玻璃熔炼用试验熔炉的加热器9的示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 

如图1所示，用于制备光学玻璃的新型试验熔炉包括炉体A、升降机构B、搅拌机构C、坩埚支撑架D。参照图1～4对炉体A、升降机构B、搅拌机构C、坩埚支撑架D的结构分别进行说明。 

在炉体A的上下表面上分别具有上、下炉口，上炉口用于玻璃的加料及进搅操作，在玻璃熔化过程中可以很直观的观察到熔炉内玻璃内部状况，下炉口作为与其他组件的连接口。在上炉口上盖有由两块炉顶砖对接而成的盖，通过从上炉口将该两块砖移开，可以将上炉口打开，在两块炉顶砖的拼接部分各具有直径30～50mm半圆孔的炉顶砖，当打开炉顶砖时，可实现向炉膛内坩埚加料、方便搅拌器放入或提出炉膛的坩埚内操作，当盖上两块炉顶砖时，上述两个半圆孔对合成一圆孔，不仅可以起到保温的作用。而且不影响搅拌机构C的搅拌杆穿过该圆孔使得搅拌叶片进入坩埚内对坩埚内的熔融玻璃进行搅拌。通过在上炉口上盖有如上所述的炉顶砖，从而便于顶部的开启、方便各工序的操作及观察熔炉内部状况。 

另外，如图2所示，炉体A包括炉壳5、保温纤维层6、氧化铝空心球内层7、双头螺旋切割结构碳化硅或二硅化钼加热元件9、碳化硅内衬层8、测温热电偶10。炉壳5由钢筋和不锈钢板构成，炉体A的圆筒部由外至内依次由炉壳5、保温纤维层6、氧化铝空心球内层7、双头螺旋切割结构碳化硅或二硅化钼加热 元件9及碳化硅内衬层8组成。测温热电偶10从炉体的底部伸入炉腔中部位置，从而实现对熔炉温度的控制；加热元件9处在氧化铝空心球层7和碳化硅内衬层8之间，可以避免热量直接辐射坩埚，使温度更加均匀，另外还能够防止玻璃原材料的挥发直接侵蚀到加热元件，延长熔炉的使用寿命。另外，如图4所示，加热元件形成为圆环形双头螺旋切割结构，该圆环形双头螺旋切割结构是将圆环形的加热元件热端沿着轴线方向按照设计间隔从一端起间隔180°的两个位置沿螺旋轨迹切割(切透)而形成，最后在上端形成连接。这样可以减小炉膛尺寸，使熔炉的结构更为紧凑，空间利用率更高，热效能的利用率更大。连接体1焊接在炉壳5的外表面的左右两侧的距炉体A的底部1/3h高的位置上，其中，h为炉体A的高度，炉体A通过后述连接体1与升降机构B的后述升降螺杆2配合连接。 

如图1所示，升降机构B包含支撑架体4和升降系统，支撑架体由上平台、底板和四根圆钢立柱焊接而成，支撑架体的上平台下表面与升降系统的升降螺杆2上端相连接，支撑架体的底板上表面与升降螺杆2的下端相连接，该升降螺杆2能够绕其自身的轴线相对于支撑架体自由转动，该升降螺杆2上下延伸地设置。该圆钢立柱位于炉体(A)的四周围且其上下端分别固定于支撑架体的上平台和底板，在支撑架体的上平台的中部形成有在炉体(A)上下移动时供炉体(A)通过的孔。所述圆钢立柱的数量不限于4根，也可以是3根或5根或其他数量的多根。 

如图3所示，升降系统由两个连接体1、两根升降螺杆2、两个驱动盘11、两根传动杆13、两个传动杆支撑架12及驱动电机14、4个轴承16构成，该两个连接体1分别被固定在上述炉体径向相对的外侧面上，该连接体1位于距炉体的底部1/3h高的位置上，其中，h为炉体的高度，当然，该连接体1上下位置并不限定于距炉体的底部1/3h高的位置上，可以根据需要进行选 择。一侧的升降螺杆2与同侧的连接体1螺纹配合，另一侧的升降螺杆2与同侧的连接体1螺纹配合，且在升降螺杆2的上下部分装有限位件，用于对炉体的上下移动范围进行限定。轴承16装在升降螺杆2的上下两端，与支撑架体4的上、下底面相固定，从而保证升降螺杆的自由旋转；驱动电机14启动后，驱动电机14的驱动轴带动两边的传动杆13一端的锥齿轮17转动，齿轮的转动带动传动杆13的旋转，促使传动杆另一端的锥齿轮17转动，从而引起驱动盘11的旋转，驱动盘11驱动升降螺杆2旋转，从而利用升降螺杆2与连接体1的螺纹配合使连接体1移动；根据操作需要通过驱动电机正转或反转来实现连接体1的上下移动带动炉体A上下移动，从而实现了将坩埚在炉体A中的位置随需可调，且操作简便，既能实现坩埚的放置与取出，又方便了玻璃熔炼时加料、进搅及出炉等各项操作，更方便观察炉内玻璃的融化状况，提高了熔炉的使用性能。采用上述升降机构B，通过使炉体A的升降，从而实现将熔炼用坩埚上端升至与上炉顶平齐或将坩埚处于熔炉中部的功能。 

如图1所示，搅拌机构C固定在支撑架体4的上平台的上表面上，其搅拌部经由上炉口进入炉膛内。搅拌机构C采用电动机带动皮带运转，从而带动搅拌机按照预定的转速运转。通过搅拌机构C的转动带动坩埚内玻璃液的流动，从而达到玻璃均化目的。坩埚支撑架D由支撑底座3和固定支柱15组成，固定支柱15上下延伸，固定支柱15的下端由螺栓连接于支撑底座3。该固定支柱15由耐热的刚玉材料组成，该支撑底座3由金属材料制成，该支撑底座3与支撑架体4的底板的上表面相连接，该固定支柱15从熔炉的下炉口伸入熔炉炉膛内。从而，通过支撑底座3和固定支柱15由螺栓相连，达到了固定支柱15方便拆卸、便于炉体的修理及加热元件的装卸及更换的效果；通过支撑底座3与支撑架体4的底板相连接，保证了坩埚支撑架的稳定性；通 过固定支柱15从熔炉的下炉口伸入熔炉炉膛内，达到了便于支撑坩埚进行玻璃的熔炼的效果。 

附图标记说明

A.炉体；B.升降机构；C.搅拌机构；D.坩埚支撑架；1.连接体；2.升降螺杆；3.支撑底座；4.支撑架体；5.炉壳；6.保温硅纤层；7、氧化铝空心层；8.碳化硅内衬层；9.加热元件；10.测温热电偶；11.驱动盘；12.传动杆支撑架；13.传动杆；14.驱动电机；15.固定支柱；16.轴承；17.锥齿轮。 

Claims (10)

1.一种光学玻璃熔炼用试验熔炉，其包括炉体(A)、升降机构(B)、坩埚支撑架(D)，其特征在于，

所述炉体具有上炉口和下炉口，该上炉口上设有可打开和关闭该上炉口的盖；

所述升降机构包括支撑架体和升降系统，所述支撑架体包括上平台、底板和立柱，所述立柱位于所述炉体的四周围且其上下端分别固定于所述上平台和所述底板，所述上平台的中央部形成有供所述炉体通过的孔，所述升降系统包括连接体、升降螺杆、传动机构以及驱动机构，所述连接体与所述升降螺杆螺纹配合且固定于所述炉体；所述升降螺杆上下延伸，其上下端分别能够绕升降螺杆的轴线自由转动地连接于所述上平台和所述底板；所述炉体经由所述连接体以及所述升降螺杆被支撑在所述支撑架体上，所述驱动机构经由传动机构驱动升降螺杆旋转而使连接体上下移动，从而带动所述炉体上下移动；

所述坩埚支撑架由支撑底座和固定支柱组成，该支撑底座固定连接于所述支撑架体的底板的上表面中央部，该固定支柱的下端连接于该支撑底座，且该固定支柱能从熔炉的所述下炉口伸入熔炉炉膛内，能在该固定支柱的上端面支撑坩埚。

2.如权利要求1所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述炉体(A)包括炉壳(5)、保温纤维层(6)、空心球内层(7)、加热元件(9)、测温热电偶(10)，该炉体(A)由外至内依次排列炉壳(5)、保温纤维层(6)、空心球内层(7)、加热元件(9)，该测温热电偶(10)从炉体的底部伸入炉腔中部位置。

3.如权利要求2所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述炉体(A)还包括内衬层(8)，所述加热元件(9)处在所述空心球层(7)和所述内衬层(8)之间。 

4.如权利要求2所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述加热元件(9)形成为圆环形双头螺旋切割结构。

5.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述盖由两块炉顶砖组成，在每一炉顶砖一侧边上形成有直径50mm半圆孔，所述通孔是通过将两块炉顶砖的具有所述半圆孔的边相对合而由两个半圆孔拼成的。

6.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述连接体(1)位于距炉体(A)的底部1/3h高的位置上，其中，h为炉体(A)的高度。

7.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述传动机构包括驱动盘(11)、传动杆(13)、传动杆支撑架(12)，所述驱动机构为驱动电机(14)，所述传动杆(13)的一端与所述驱动电机(14)的输出轴相连，所述传动杆(13)的另一端与所述驱动盘(11)的一端相连，所述驱动盘(11)固定在所述升降螺杆(2)上并能在传动杆(13)带动下转动，所述升降螺杆(2)能在所述驱动盘(11)的驱动下转动。

8.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

在所述升降螺杆(2)的上下部分装有限位件。

9.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述光学玻璃熔炼用试验熔炉还包括搅拌机构，所述搅拌机构固定在所述支撑架体的所述上平台的上表面上，其搅拌部经由所述盖的所述通孔进入炉膛内，所述搅拌机构采用电动机带动皮 带运转，从而带动所述搅拌部按照预定的转速运转。

10.如权利要求1～4中任一项所述的光学玻璃熔炼用试验熔炉，其特征在于，

所述固定支柱由耐热的刚玉材料组成，所述支撑底座由金属材料制成，所述固定支柱由螺栓可拆卸地连接在所述支撑底座上。 

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