CN211497369U - 光学玻璃制造装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于玻璃制造技术领域，具体公开了一种能够提高产品的投入产出率的光学玻璃制造装置。该光学玻璃制造装置，包括熔化池，熔化池内设有熔化腔，熔化腔的侧壁上设有熔化出料口；熔化腔的底面为倾斜面，熔化出料口的下缘不高于熔化腔底面的倾斜下端。通过将熔化腔的底面设置为倾斜面，并使熔化出料口的下缘不高于熔化腔底面的倾斜下端，因此在产品生产后期可使得熔化腔内几乎所有的高温玻璃液均从熔化出料口流出进入下一工序，最终成为合格的产品，使得产品的投入产出率达到95％以上，大大提高了产品的投入产出率；而且，与现有的光学玻璃制造装置相比，不需要人工使用烧枪敲打烧化排放孔处凝结的玻璃，避免了安全事故的发生。

Description

光学玻璃制造装置

技术领域

本实用新型属于玻璃制造技术领域，具体涉及一种光学玻璃制造装置。

背景技术

光电行业发展迅猛，光学材料品种繁多，而且随着稀土原料价格的上涨，光学玻璃竞争越来越激烈，如何提高产品的质量、保证良品率和投入产出率成为行业发展的重要课题，特别是进行不同产品的生产切换时，如何保证产品质量和投入产出率的问题显得尤为突出。

目前，采用光学玻璃制造装置来生产制造光学玻璃。如图1所示，现有的光学玻璃制造装置，包括熔化池100、澄清池200和出料池300；熔化池100内设有用于存放玻璃液的熔化腔110，熔化腔110中设置有加热电极120；熔化腔110的侧壁上开设有熔化出料口111，熔化腔110的底面呈锥形且该底面的中央位置处开设有用于排出废料的排放孔112；熔化池100的熔化出料口111通过第一连接管410与澄清池200的进料口连接，澄清池200的出料口通过第二连接管420与出料池300的进料口连接。

实际生产中，单一产品的订单量较少，大部分为高折射光学玻璃产品，一般为3～5吨；现有光学玻璃制造装置的日产量为1～2吨，生产2～5天就需要切换为下一个不同类产品的生产。由于熔化腔的底面呈锥形，且熔化出料口是开设于熔化腔的侧壁上的，因此熔化出料口往往高于熔化腔底面的最低处一定距离，进行不同产品的生产切换时，会导致熔化池内剩余近1吨的玻璃液无法从熔化出料口流出进入下一工序，剩余的玻璃液只能作为报废产品通过熔化腔底面的排放孔外排；这些报废产品，大大降低了产品的投入产出率。据不完全统计，一般情形下采用现有的光学玻璃制造装置生产制造时，产品的投入产出率只有70％，而且订单越小，投入产出率越低，生产成本越高；即使订单量大且生产过程的各工序都完全正常，投入产出率也只有82％左右。

另外，通过排放孔排放高温玻璃液时，需要人工使用烧枪敲打烧化排放孔处凝结的玻璃，不仅操作难度大，而且有可能导致高温玻璃液瞬间流出，人员撤离较困难，极易发生安全事故。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高产品的投入产出率的光学玻璃制造装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃制造装置，包括熔化池，所述熔化池内设有用于存放玻璃液的熔化腔，所述熔化腔的侧壁上设有熔化出料口；所述熔化腔的底面为倾斜面，所述熔化出料口的下缘不高于熔化腔底面的倾斜下端。

进一步的是，所述熔化腔内设置有加热电极。

进一步的是，所述加热电极水平安装，其水平中心线与熔化腔底面之间的距离为熔化腔高度的1/3～1/2。

进一步的是，所述加热电极包括对称安装的阳极和阴极，所述阳极和阴极的数量均为两根以上。

进一步的是，所述熔化池的上部设置有熔化池罩，所述熔化池罩上设置有与熔化腔连通的加料部。

进一步的是，所述熔化池罩上还设置有燃烧器，所述燃烧器的烧嘴处于熔化池罩内并与加料部的出料部位相对应。

进一步的是，所述燃烧器的烧嘴的水平中心线比加料部的出料部位的水平中心线高10～50mm。

进一步的是，该光学玻璃制造装置还包括用于供给助燃气体和燃烧气体的供气设备，所述供气设备的出气口与燃烧器的进气口连接。

进一步的是，该光学玻璃制造装置还包括澄清池和出料池；所述熔化池的熔化出料口通过第一连接管与澄清池的进料口连接，所述澄清池的出料口通过第二连接管与出料池的进料口连接。

进一步的是，所述澄清池、出料池、第一连接管及第二连接管各自内部与玻璃液直接接触的部位均由贵金属或贵金属合金制成。

本实用新型的有益效果是：通过将熔化腔的底面设置为倾斜面，并使熔化出料口的下缘不高于熔化腔底面的倾斜下端，因此在产品生产后期可使得熔化腔内几乎所有的高温玻璃液均从熔化出料口流出进入下一工序，最终成为合格的产品，使得产品的投入产出率达到95％以上，大大提高了产品的投入产出率，降低了光学玻璃的制造成本；而且，与现有的光学玻璃制造装置相比，不需要人工使用烧枪敲打烧化排放孔处凝结的玻璃，避免了安全事故的发生。

附图说明

图1是现有的光学玻璃制造装置的实施结构示意图；

图2是本实用新型的实施结构示意图；

图中标记为：熔化池100、熔化腔110、熔化出料口111、排放孔112、加热电极120、熔化池罩130、加料部140、燃烧器150、澄清池200、出料池300、第一连接管410、第二连接管420。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图2所示，光学玻璃制造装置，包括熔化池100，所述熔化池100内设有用于存放玻璃液的熔化腔110，所述熔化腔110的侧壁上设有熔化出料口111；所述熔化腔110的底面为倾斜面，所述熔化出料口111的下缘不高于熔化腔110底面的倾斜下端。

该光学玻璃制造装置通过将熔化腔110的底面设置为倾斜面，因此使得熔化腔110底面的倾斜下端为熔化腔110内最低点位置，同时使熔化出料口111的下缘不高于熔化腔110底面的倾斜下端，即使得熔化出料口111的下缘低于该最低点位置或与之齐平；如此设计，在产品生产后期可使得熔化腔110内几乎所有的高温玻璃液均逐渐向熔化腔110底面的倾斜下端汇集，进而从熔化出料口111流出进入下一工序，最终成为合格的产品。

其中，熔化池100用于将玻璃原料熔化为玻璃液并将玻璃液加热一段时间，实现玻璃原料的熔炼；由于玻璃组分中通常含有Ti和Nb等还原性成分，因此熔化池100通常由耐高温耐腐蚀的材料制成，例如：耐火砖、陶瓷等材料，优选为以氧化铝(Al₂O₃)、石英(SiO₂)、粘土(Al₂O₃+SiO₂)和氧化锆(ZrO₂)等为主要成分的耐高温耐腐蚀的陶瓷材料；熔化池100的熔化腔110用于存放玻璃液，其容积优选为20～1000L。

具体的，再如图2所示，熔化腔110内设置有加热电极120。由于该光学玻璃制造装置的熔化池100内的加热温度一般控制在1180～1300℃，加热电极120通常设计为在高温下不易变形的结构，优选制作为横截面外形呈多边形或圆形的筒状结构或柱状结构；制作加热电极120所使用的材料可以选用贵金属或贵金属合金，例如：氧化锡、铂金、钼或其合金等，贵金属是指金、银和铂族金属；考虑到制作成本、耐腐蚀性能等情况，优先选择氧化锡制作加热电极120。

为了降低加热电极120被氧化的速度和程度，并达到较好的加热效果，优选将加热电极120水平安装，且使其水平中心线与熔化腔110底面之间的距离为熔化腔110高度的1/3～1/2。水平安装的加热电极120一般从熔化腔110的侧壁插入；如此，可保证工作过程中，加热电极120处于玻璃液的液面以下，与加热电极120相接触的只有玻璃液，加热电极120不处于固相、气相和液相接触的地方，保证加热电极120的化学性质稳定，不易氧化腐蚀，使用寿命延长；同时，防止了多余的加热电极120氧化腐蚀部分进入玻璃液中影响玻璃透过率；另外，还可避免加热电极120受到强大的热冲击，防止了因热冲击导致加热电极120的疲劳或破损。

具体的，加热电极120包括对称安装的阳极和阴极，所述阳极和阴极的数量均为两根以上。熔化腔110内设置的阳极和阴极的数量一般根据熔化腔110的容积和形状进行确定，以能够使熔化腔110中的玻璃液可以被均匀加热，并且减少熔化腔110内的四周死角为准。

具体的，再如图2所示，熔化池100的上部设置有熔化池罩130，所述熔化池罩130上设置有与熔化腔110连通的加料部140。加料部140用以向熔化腔110中连续或间歇的投入玻璃原料；投料时，以不妨碍熔化玻璃以一定流量连续从熔化出料口111流出进入下一工序为限度。

为了便于将玻璃原料熔化为玻璃液，通常在熔化池罩130上还设置有燃烧器150，所述燃烧器150的烧嘴处于熔化池罩130内并与加料部140的出料部位相对应。一般使燃烧器150的烧嘴与加料部140的高度中心线基本保持在同一水平面上。燃烧器150能够从其烧嘴处喷射处火焰，以对玻璃原料进行气氛燃烧。该光学玻璃制造装置通常还包括用于供给助燃气体和燃烧气体的供气设备，所述供气设备的出气口与燃烧器150的进气口连接。燃烧气体优选甲烷、乙烷、天然气或几种混合的可燃烧气体；考虑到生产成本，进一步优选天然气作为燃烧气体；助燃气体优选氧气、空气或其他含氧混合气体，由于玻璃液中含有Ti离子和Nb离子，这些离子在还原气体中非常容易被还原，例如：Ti⁴⁺在可视光范围内没有吸收，但是Ti³⁺就会变得有吸收，主要显茶色，降低玻璃的透过率；因此，助燃气体进一步优先选具有氧化气氛的空气或氧气。

在上述基础上，为了达到更好的化料效果，优选使燃烧器150的烧嘴的水平中心线比加料部140的出料部位的水平中心线高10～50mm。如此，可保证玻璃原料在顺利进行气氛燃烧的同时，避免玻璃原料受喷射火焰影响朝向火焰喷射方向被吹散。再优选的，在熔化池罩130上等间隔设置多个燃烧器150，且燃烧器150的烧嘴的喷射方向与加料部140的出料部位的喷射方向垂直。

具体的，再如图2所示，该光学玻璃制造装置还包括澄清池200和出料池300；所述熔化池100的熔化出料口111通过第一连接管410与澄清池200的进料口连接，所述澄清池200的出料口通过第二连接管420与出料池300的进料口连接。澄清池200能够升温或降温消除玻璃液中气泡；出料池300能够调控玻璃液温度，以消除玻璃条纹。

为了保证产品质量，澄清池200、出料池300、第一连接管410及第二连接管420内与玻璃液直接接触的部位一般均由贵金属或贵金属合金制成。优选由铂金或铂金合金制成。

该光学玻璃制造装置安全性高，其能够提高产品的投入产出率，减少玻璃液浪费，降低生产成本，适用于生产制造光学玻璃，特别是小批量的高折射光学玻璃的制造。

Claims (10)

1.光学玻璃制造装置，包括熔化池(100)，所述熔化池(100)内设有用于存放玻璃液的熔化腔(110)，所述熔化腔(110)的侧壁上设有熔化出料口(111)；其特征在于：所述熔化腔(110)的底面为倾斜面，所述熔化出料口(111)的下缘不高于熔化腔(110)底面的倾斜下端。

2.如权利要求1所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述熔化腔(110)内设置有加热电极(120)。

3.如权利要求2所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述加热电极(120)水平安装，其水平中心线与熔化腔(110)底面之间的距离为熔化腔(110)高度的1/3～1/2。

4.如权利要求2所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述加热电极(120)包括对称安装的阳极和阴极，所述阳极和阴极的数量均为两根以上。

5.如权利要求1所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述熔化池(100)的上部设置有熔化池罩(130)，所述熔化池罩(130)上设置有与熔化腔(110)连通的加料部(140)。

6.如权利要求5所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述熔化池罩(130)上还设置有燃烧器(150)，所述燃烧器(150)的烧嘴处于熔化池罩(130)内并与加料部(140)的出料部位相对应。

7.如权利要求6所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述燃烧器(150)的烧嘴的水平中心线比加料部(140)的出料部位的水平中心线高10～50mm。

8.如权利要求6或7所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：还包括用于供给助燃气体和燃烧气体的供气设备，所述供气设备的出气口与燃烧器(150)的进气口连接。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：还包括澄清池(200)和出料池(300)；所述熔化池(100)的熔化出料口(111)通过第一连接管(410)与澄清池(200)的进料口连接，所述澄清池(200)的出料口通过第二连接管(420)与出料池(300)的进料口连接。

10.如权利要求9所述的光学玻璃制造装置，其特征在于：所述澄清池(200)、出料池(300)、第一连接管(410)及第二连接管(420)各自内部与玻璃液直接接触的部位均由贵金属或贵金属合金制成。

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