CN207016669U - 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置 - Google Patents
利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207016669U CN207016669U CN201720824365.5U CN201720824365U CN207016669U CN 207016669 U CN207016669 U CN 207016669U CN 201720824365 U CN201720824365 U CN 201720824365U CN 207016669 U CN207016669 U CN 207016669U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- crucible
- glass fiber
- haulage gear
- prepared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置。该装置包括底部开孔坩埚、加热炉、升降机构、牵引机构、智能温度控制系统。将玻璃碎块盛放在底部开孔的坩埚内,坩埚用升降机构送入智能控温仪表控制升温的加热炉内,玻璃块或玻璃颗粒加热至软化点以上,玻璃熔体从坩埚底部流出,在牵引机构作用下把玻璃液下拉成丝,由牵引机构持续拉丝,玻璃丝规格一致,效率和良率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种将玻璃碎块和颗粒加热软化且拉伸形成玻璃丝的装置,玻璃丝直径范围0.30-4.00mm,其截面形态可为圆形,可满足玻璃性能检测和玻璃工艺制品加工所的各类玻璃纤维,例如测量玻璃软化点、退火点、应变点温度所需的标准玻璃丝。
背景技术
目前,玻璃三点(软化点、退火点、应变点)黏度对应温度测量所用标准玻璃丝通常采用人工拉丝工艺法,要求玻璃丝直径满足0.65±0.10mm,并且在长度范围内丝径偏差小于0.02mm。人工拉丝工艺法是操作人双手各手持一把金属镊子等夹持工具,将玻璃块或玻璃颗粒(体积一般为1-4cm3左右)置于酒精喷灯或其他加热火枪的火焰上进行加热而呈红热状态,使玻璃逐步软化,操作者双手将金属镊子向身体两侧缓慢均匀移动,将软化的玻璃逐步拉成丝状,这种方法所拉出的玻璃丝的圆度不好,多数截面为椭圆或扁形,粗细不均匀,直线度不好。要达到玻璃三点黏度测试要求的玻璃丝要求,人工拉丝工艺法必须由10年以上拉丝经验的实验人员进行操作,并且每次拉丝操作将要持续2小时以上,操作人员饱受火焰热量灼烤和明亮火焰对视力影响,尽管可在2小时时间内制备100余根玻璃丝,通过后期对玻璃丝进行测量与评估,最终能够达到测试使用要求的玻璃丝数量小于10根,玻璃丝的成品率极低,制作玻璃丝存在尺寸不规则情况。另外,普通钠钙玻璃、硼硅玻璃(高硼硅玻璃、中硼硅玻璃、低硼硅玻璃)、电子基板玻璃(无碱铝硼硅玻璃)、盖板玻璃(高碱铝硅酸盐玻璃)、磷酸盐玻璃、含氟玻璃品种在经受1400-1800℃高温火焰(天然气+氧气助燃,氢气+氧气助燃)和长时间(大于10min),玻璃化学成份中的B2O3、Na2O、P2O5、F产生显著的挥发,最终导致玻璃丝化学成份明显偏离玻璃块和玻璃颗粒的化学组成,最终玻璃三点黏度对应温度测量结果发生很大偏离,有时偏离程度达20-30℃,严重制约玻璃质量监督,生产工艺指导、新品种开发等工作,上述情况在科研、生产、质监系统至今未能得到很好解决。
发明内容
为了解决目前玻璃三点黏度测量用玻璃丝采用人动拉丝工艺法制备玻璃丝在尺寸规格(圆度、均匀性、直线度)和化学成份等方面存在的不足,本实用新型提出一种适用于实验室制备高质量玻璃丝装置,所制备的玻璃丝既可满足玻璃三点黏度测量使用,可以制备玻璃丝直径范围达0.3-4.0mm,并且可以根据需要制备规则椭圆、多边形等形态的玻璃丝。该装置所制备的满足玻璃三点黏度测量用玻璃丝,其圆柱度好,粗细均匀,对于操作人员的基本技能要求不高,一般工作人员通过简单培训即可上岗操作,并且在一次玻璃丝加工中(大约2小时),可根据需求制备不同规格的玻璃丝,制备数量在160-300根左右,玻璃丝总体合格率高于85%。
1.制备玻璃丝的自动拉丝的装置,其特征在于:坩埚底部开有8~12mm的圆孔,坩埚放在炉底刚玉管上,由炉底升降机构将坩埚送入加热炉内,电气控制箱控制加热炉温度,还包括坩埚下面的牵引机构,玻璃丝夹在牵引机构的主动轮与被动轮之间。
2.应用所述装置的方法,其特征在于
玻璃样品盛放在坩埚内,坩埚底部开有8~12mm的圆孔,坩埚放在炉底刚玉管上,由炉底升降机构将坩埚送入加热炉内,电气控制箱控制加热炉升温到超过玻璃样品软化点温度,玻璃样品软化并从坩埚底部的孔中流出,此时停止升温,将坩埚底部流出玻璃样品拉伸成丝,玻璃丝夹在牵引机构的主动轮与被动轮之间,由牵引机构牵引玻璃丝继续拉丝。
3.进一步,测量拉出的玻璃丝的直径,通过调节牵引机构的速度,调整玻璃丝的直径达到要求。
4.进一步,玻璃拉丝的速度为1~2m/min,每种玻璃适宜的拉丝温度所对应粘度范围为104.2~104.5dPa.s。
5.进一步,拉丝温度调节精度达到1℃,拉丝速度调节精度0.01m/min。
本实用新型针对发明背景中的问题所采用的技术原理为玻璃试样(玻璃块或玻璃颗粒)再热垂直拉伸工艺,自动拉丝装置沿垂直方向布置,所采取的技术方案为:将玻璃碎块盛放在底部开孔的坩埚,坩埚材质包括化学瓷、刚玉、石墨、粘土、莫来石、铂金、铂铑合金等,耐温大于1000℃以上,坩埚底部居中设置孔洞,孔洞形态为圆形、椭圆、矩形、多边形等,尺寸按最大外经计算,孔洞合理尺寸范围4-28mm为宜;升降机构将已经盛放玻璃块或玻璃颗粒的坩埚抬升送入加热炉内部,加热炉垂直放置的管式炉,加热炉采用辐射加热方式,加热元件包括电阻丝类型、硅碳棒、硅钼棒等,加热温度范围800-1600℃,炉膛内径依据坩埚外经而定,基于受热均匀性要求,加热炉内径60-120mm为佳。加热炉有智能控温仪表控制升温和降温,加热炉升温到超过玻璃试样的软化点以上时,坩埚内的玻璃试样开始软化,随着温度的升高,玻璃试样转化成熔体,受重力作用,玻璃熔体从坩埚底部的孔洞流出,将流出的玻璃液使用玻璃棒或耐热金属棒向下引伸拉成丝,并置于牵引机构的两个耐热牵引轮之间,由牵引机构驱动玻璃丝实现自动拉丝,根据测量牵引出的玻璃丝的直径或规格尺寸,适时调整牵引机构的驱动速度,玻璃丝的直径或尺寸规格及时产生响应,发生规格尺寸变化。
玻璃自动拉丝过程,关键影响要素包括玻璃丝牵引速度、加热炉温度(俗称拉丝温度)以及坩埚底部开孔直径尺寸。本方法需要配合人工来截取合适长度的玻璃丝,并辅助进行玻璃丝直径、圆度测量,因此玻璃拉丝的速度不能过快,以1~2m/min为宜。在适宜的拉丝速度下,不同的拉丝温度会对玻璃丝产生一定影响,拉丝温度过高会造成拉制的玻璃丝直径变细,拉丝温度过低会造成拉制的玻璃丝直径变粗,而且玻璃丝会变弯,这些都会影响拉制的玻璃丝质量。造成玻璃丝质量影响主要原因在于玻璃粘度变化,因为玻璃粘度与拉丝温度之间为非线性变化规律,在玻璃温度-粘度曲线上,随着温度升高,玻璃的粘度逐渐减小。经过对不同种类玻璃的多次试验,发现每种玻璃适宜的拉丝温度所对应粘度范围为104.2~104.5dPa.s。在同样的拉丝速度、拉丝温度下,坩埚底部开孔直径决定了漏料量的多少,也直接影响了拉出的玻璃丝的直径范围。满足玻璃三点(软化点、退火点、应变点)粘度测量所需的玻璃丝,要求玻璃丝直径满足0.65±0.10mm,经试验发现坩埚底部开孔适宜的直径范围为8~12mm。
玻璃拉丝的关键要素应在适宜的范围内进行,需在小范围调节拉丝速度和拉丝温度,才能得到符合要求的玻璃丝。这就要求拉丝装置能够精确地调整拉丝速度和拉丝温度,并且两者的控制装置对该要素的控制要稳定,不能出现较大的波动,拉丝温度调节精度达到1℃,拉丝速度调节精度0.01m/min,否则就会出现玻璃丝的直径忽大忽小且圆度不好,长度方向上的直径偏差增大,出现圆柱型玻璃丝。
发明的有益效果是,如果制备圆形玻璃丝,其圆柱度好,粗细均匀的玻璃丝,直径偏差小于0.02mm,不弯曲,支线度好,拉丝效率高,2小时内可制备200-360根合格玻璃丝,成品率大于85%;其它规格和形态的玻璃丝综合效率和成品率也十分好。该套使用新型玻璃拉丝装置操作简单,对操作人员的技能水平要求不高。
附图说明
图1装置系统图
1.架体;2.牵引机构;3.升降机构;4.炉底刚玉管;5.坩埚;
6.加热炉;7.电气控制箱;8.玻璃丝;
具体实施方式
下面结合附图对发明专利进一步说明。
一种制备玻璃丝的自动拉丝的装置,其特征在于:
坩埚5底部开有8~12mm的圆孔,坩埚5放在炉底刚玉管4上,由炉底升降机构将坩埚送入加热炉6,电气控制箱控制加热炉温度,还包括坩埚下面的牵引机构,玻璃丝夹在牵引机构的主动轮与被动轮之间。
玻璃样品盛放在坩埚5内,坩埚5底部开有8~12mm的圆孔,坩埚5放在炉底刚玉管4上,由炉底升降机构3将坩埚5送入加热炉6内,电气控制箱7控制加热炉6升温到超过玻璃样品软化点温度,玻璃样品软化并从坩埚5底部的孔中流出,此时停止升温,将坩埚5底部流出玻璃样品拉伸成丝,玻璃丝8夹在牵引机构2的主动轮与被动轮之间,由牵引机构2牵引玻璃丝8继续拉丝,测量拉出的玻璃丝8的直径,调节牵引机构的速度,直至玻璃丝8的直径达到要求,人工截取符合要求长度的玻璃丝8。
测量拉出的玻璃丝的直径,通过调节牵引机构的速度,调整玻璃丝的直径达到要求。
玻璃拉丝的速度为1~2m/min为宜。每种玻璃适宜的拉丝温度所对应粘度范围为104.2~104.5dPa.s。
拉丝温度调节精度达到1℃,拉丝速度调节精度0.01m/min。
在拉丝过程中,为可调整玻璃丝的直径符合要求,牵引机构速度需可调,本装置中采用的电机为调速电机,在电气控制箱上安装有手动调速器,对电机进行调速操作。
为方便玻璃丝夹在牵引机构的主动轮与被动轮之间,在被动轮上安装有涨紧机构,被动轮与主动轮脱开,放入玻璃丝,靠拉簧的拉力将被动轮压在主动轮上,牵引玻璃丝。
玻璃丝被牵引时的温度较高,牵引装置的主动轮与张紧轮的材质需要采用能够耐受一定温度的材料,本装置设计使用的主动轮和张紧轮的材质为石墨,不仅耐温高,还能防止玻璃丝粘连。
Claims (1)
1.一种制备玻璃丝的自动拉丝的装置,其特征在于:
坩埚底部开有8~12mm的圆孔,坩埚放在炉底刚玉管上,由炉底升降机构将坩埚送入加热炉内,电气控制箱控制加热炉温度,还包括坩埚下面的牵引机构,玻璃丝夹在牵引机构的主动轮与被动轮之间。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720824365.5U CN207016669U (zh) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720824365.5U CN207016669U (zh) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN207016669U true CN207016669U (zh) | 2018-02-16 |
Family
ID=61483829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201720824365.5U Active CN207016669U (zh) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN207016669U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107253820A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-17 | 北京工业大学 | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝方法与装置 |
-
2017
- 2017-07-10 CN CN201720824365.5U patent/CN207016669U/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107253820A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-10-17 | 北京工业大学 | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝方法与装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN207016669U (zh) | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝装置 | |
US8726694B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing glass tubes having a predetermined inner profile, preferably for continuously manufacturing such glass tubes | |
SE437980B (sv) | Anordning for dragning av ett cylindriskt emne av termoplastiskt material till ett filament | |
JP2015163572A (ja) | ガラスロッドの加工方法および加工装置 | |
CN107253821A (zh) | 一种可将玻璃棒拉加热制成玻璃丝的方法和装置 | |
CN105948477B (zh) | 一种玻璃拉丝机和采用该玻璃拉丝机拉制玻璃丝的方法 | |
CN109133593A (zh) | 一种光纤拉丝退火装置 | |
CN206069980U (zh) | 一种铜材退火保护装置 | |
CN107253820A (zh) | 利用坩埚底部开孔导向法制备玻璃丝的自动拉丝方法与装置 | |
US5968221A (en) | Method of controlling the diameter of a fiber preform including forming a gob on the end and pulling the gob | |
CN107225009A (zh) | 具备温度检测功能的加热铁架台 | |
CN206502741U (zh) | 玻璃圆棒成型装置 | |
CN203269782U (zh) | 一种用于改善光纤性能的保温退火装置 | |
CN206955902U (zh) | 一种可将玻璃棒拉加热制成玻璃丝的装置 | |
CN203606355U (zh) | 一种高炉焦炭劣化过程的模拟装置 | |
CN205616789U (zh) | 一种玻璃拉丝机 | |
CN109775962B (zh) | 一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法及系统 | |
CN211255703U (zh) | 一种下拉自动调节式玻璃拉丝机 | |
CN109678340B (zh) | 一种玄武岩浆用可调微波加热拉丝装置及拉丝方法 | |
CN202430122U (zh) | 一种玻璃拉样机 | |
CN108519184A (zh) | 一种表征碳纤维用聚丙烯腈原丝内应力的方法 | |
CN204529661U (zh) | 玻璃纤维拉丝炉 | |
CN208964809U (zh) | 拉丝炉高温提棒防石墨件氧化装置 | |
US3294510A (en) | Apparatus for and process of annealing glass as it is being drawn upwardly | |
CN206556442U (zh) | 一种加热元件由密渐疏的梯温炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |