CN216946732U - 一种石英管扩制的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种石英管扩制的生产装置，包括：外熔融单元、内熔融单元和连接杆；其中，所述外熔融单元用于熔融石英管外侧进行管径扩制；所述内熔融单元用于熔融所述石英管内侧，辅助所述外熔融单元进行管径扩制；所述连接杆用于连接所述内外熔融单元，保证所述内外熔融单元同步移动。通过此装置可灵活应对扩制各规格大口径厚壁石英管及改善现有产品的内壁划伤、内修痕等缺陷，提升扩制后管材的质量，节约后续返修加工成本。

Description

一种石英管扩制的生产装置

技术领域

本实用新型涉及石英玻璃生产领域，更具体地，涉及一种石英管扩制的生产装置。

背景技术

大口径石英玻璃管(150-800mm外径)在半导体、光伏、化工等领域有着重要的应用。目前大口径的石英管(150-800mm外径，壁厚小于10mm)生产方式有两种，一种是连熔直接生产法，此生产方法批量大，工艺流程短，但存在规格单一，因划伤、划痕、气线等缺陷造成出成率低等缺点；另一种是熔融扩制，是将不同石英管置于玻璃车床上高速旋转，在石英管外侧设置氢氧焰喷灯，将石英管加热至半熔融状态，石英管在离心力的作用下，直径逐渐扩大。

熔融扩制的生产方式可根据需求生产任意规格的管材，该工艺由于对石英管外侧进行加热，对于壁厚较大的大直径石英管(壁厚大于10mm的管材)，由于受热效率低，石英管熔融状态不均匀，暂不能满足生产，即使通过多次反复扩制，壁厚可达到一定厚度，但加工后的石英管外侧存在波纹、麻花等缺陷，管材内壁也存在划伤、内修痕等缺陷，且由于多次扩制过程加工耗用大量的氢、氧气能源，扩制成本非常高；因此，如何解决壁厚大于10mm的大口径石英管的扩制，同时消除管内外缺陷且提高扩制效率就成为目前亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的技术问题，本实用新型提供一种石英管扩制的生产装置，通过此装置可灵活应对扩制各规格大口径厚壁石英管的尺寸及改善现有产品的内壁划伤、内修痕等缺陷，提升扩制后管材的质量，节约后续返修加工成本。

根据本实用新型的实施例，提供了一种石英管扩制的生产装置，包括：外熔融单元、内熔融单元和连接杆；其中，

所述外熔融单元用于熔融石英管外侧进行管径扩制；

所述内熔融单元用于熔融所述石英管内侧，辅助所述外熔融单元进行管径扩制；

所述连接杆用于连接所述内外熔融单元，保证所述内外熔融单元同步移动。

进一步的，所述外熔融单元包括：车床、床头、床尾、中托、外置喷灯；其中，

所述车床两端设置所述床头和所述床尾，用于固定所述石英管；

所述中托安装在所述车床设置的滑动轨道内，用于驱动所述内熔融单元的移动；

所述外置喷灯安装在所述中托上，用于所述石英管外侧的熔融。

进一步的，所述内熔融单元包括：内置喷灯、玻璃灯管、玻璃管、移动支架；其中，

所述内置喷灯与所述玻璃灯管的一端连接，用于所述石英管内侧的熔融；

所述玻璃灯管的另一端穿过所述玻璃管连接气源；

所述移动支架包括固定部和移动部：所述固定部与所述移动部滑动连接，用于支承固定所述玻璃管；所述移动部用于移动所述内熔融单元，将所述内置喷灯送入所述石英管内部。

进一步的，所述玻璃灯管由两根玻璃圆管组成，分别接通氢氧气源。

进一步的，所述固定部包括升降柱、固定托、固定支架；其中，

所述升降柱上端与所述固定托底部固定连接；所述升降柱下端与所述移动部滑动连接；所述固定托用于支承所述玻璃管；所述固定支架设置一个或多个，分散固定在所述固定托上，用于固定所述玻璃管。

进一步的，所述移动部包括：上导轨、下导轨、导轨支架、框架；其中，

所述上导轨与所述升降柱下端滑动连接；所述导轨支架上端固定安装所述上导轨，下端滑动连接所述下导轨；所述框架上部固定安装所述下导轨，所述框架下部与地面滑动接触。

进一步的，所述连接杆一端固定连接所述外置喷灯，另一端穿过所述床尾固定在所述上导轨上。

进一步的，所述生产装置还包括水平尺；所述水平尺安装在所述下导轨上。

进一步的，所述生产装置在作业时，保持所述内外置喷灯处于所述石英管的同一横截面上，且所述内外置喷灯到所述石英管内外侧壁的垂直距离相同。

进一步的，所述生产装置适用于直径为150-800mm，壁厚大于10mm的石英管管材。

根据本实用新型的实施例提供的石英管扩制生产装置，在扩制生产前，将待扩制的石英管两端拼接上尾管，尾管一固定在床头上，尾管二固定在床尾上；根据石英管的扩制直径，确定中托内含的外置喷灯到石英管外侧的垂直距离；调节中托的位置，使外置喷灯置于石英管靠近床头的一端；将移动支架移动到床尾处，将带有内置喷灯的玻璃管通过尾管二插入石英管中，待内置喷灯与外置喷灯处于石英管的同一横截面时，用固定支架将玻璃管固定；通过升降柱调节内置喷灯到石英管内侧的垂直距离等于外置喷灯到石英管外侧的垂直距离；此时将连接杆一端固定在中托上，另一端穿过床尾固定到移动支架的上导轨上；通过下导轨上的水平尺，保证带有内置喷灯的玻璃灯管、石英管、连接杆、地面四者水平向平行；在扩制生产时，床头和床尾可以旋转尾管，带动石英管旋转产生离心力，将内外喷灯同时打开，均匀的加热石英管内外壁，中托匀速向床尾水平移动，通过连接杆带动移动支架同步的进行远离床尾的水平移动，将内置喷灯从石英管的一端水平同步匀速移动到另一端，对石英管进行内外侧壁整体的加热熔融，在离心力的作用下完成石英管的扩制。

通过此装置可灵活应对扩制各规格大口径厚壁(直径150-800mm，壁厚大于10mm)石英管的尺寸；可使石英管内外壁同时受热，使石英管快速达到软化熔融状态，使得厚壁(壁厚大于10mm)的管材得以充分熔融，可以满足壁厚石英管的扩制，同时车床的离心效果加大，大大提高车床前行速度，而最终实现提高石英管的扩制效率，其生产效率提高150％，同时节约能源，降低加工成本；也由于石英内壁加热熔融，使得石英管内壁存在的划伤、修痕等缺陷因高温受热熔融后消除，提升了石英管扩制的加工质量，节约后续返修成本。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本实用新型各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是本实用新型的石英管扩制生产装置的结构示意图；

图2是本实用新型的石英管扩制生产装置的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的石英管扩制生产装置中的移动支架的侧面结构示意图；

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1内置喷灯，2外置喷灯，3玻璃灯管，4玻璃管，5移动支架，51升降柱，52固定托，53固定支架，54上导轨，55下导轨，56导轨支架，57框架，58脚轮，6石英管，71尾管一，72尾管二，81床头，82床尾，9中托，10连接杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本实用新型提供一种石英管扩制的生产装置，可灵活应对扩制各规格大口径厚壁(直径150-800mm，壁厚大于10mm)石英管的尺寸及改善现有产品的内壁划伤、内修痕等缺陷，提升扩制后管材的质量，节约后续返修加工成本。

结合图1至图3对本实用新型的石英管扩制生产装置进行描述，本装置包括：外熔融单元、内熔融单元和连接杆10；其中，

所述外熔融单元用于熔融石英管6外侧进行管径扩制；

所述内熔融单元用于熔融所述石英管6内侧，辅助所述外熔融单元进行管径扩制；

所述连接杆10用于连接所述内外熔融单元，保证所述内外熔融单元同步移动。

在上述实施例中，所述外熔融单元包括：车床、床头81、床尾82、中托9、外置喷灯2；其中，

所述车床两端设置所述床头81和所述床尾82，用于固定所述石英管6；

所述中托9安装在所述车床设置的滑动轨道内，用于驱动所述内熔融单元的移动；

所述外置喷灯2安装在所述中托9上，用于所述石英管6外侧的熔融。

在此装置作业前，将石英管两端拼接尾管一和尾管二，分别固定在床头和床尾；根据石英管的扩制直径，确定外置喷灯到石英管外壁的垂直距离，从而调节外置喷灯在中托的位置；在作业中，通过床头床尾的旋转，产生离心力；开启外置喷灯进行石英管外壁的熔融，在离心力的作用下实现扩管操作。

在上述实施例中，所述内熔融单元包括：内置喷灯1、玻璃灯管3、玻璃管4、移动支架5；其中，

所述内置喷灯1与所述玻璃灯管3的一端连接，用于所述石英管6内侧的熔融；

所述玻璃灯管3的另一端穿过所述玻璃管4连接气源；

所述移动支架5包括固定部和移动部：所述固定部与所述移动部滑动连接，用于支承固定所述玻璃管4；所述移动部用于移动所述内熔融单元，将所述内置喷灯1送入所述石英管6内部。

在此装置中，内熔融单元主要是对石英管内侧壁的熔融，配合外侧壁的熔融，是整个石英管壁更加均匀、快速的达到扩制要求；内置喷灯通过万向软管与玻璃灯管连接；玻璃灯管连接的气源可以是氢氧气源，也可以根据实际需要，进行其他气源的连接。

在上述实施例中，所述玻璃灯管3由两根玻璃圆管组成，分别接通氢氧气源。在作业时，在内置喷灯处汇合燃烧。也可根据技术需要，只采用一根玻璃圆管即可。每根玻璃圆管壁厚小于2mm，壁厚的要求是为了减少玻璃灯管的自身重量，减轻因重力作用玻璃灯管下垂而导致内置喷灯位置的偏离。玻璃灯管也可以采用其他材质制作，如耐高温的塑料材质。

在上述实施例中，所述固定部包括升降柱51、固定托52、固定支架53；其中，

所述升降柱51上端与所述固定托52底部固定连接；所述升降柱51下端与所述移动部滑动连接；所述固定托52用于支承所述玻璃管4；所述固定支架53设置一个或多个，分散固定在所述固定托52上，用于固定所述玻璃管4。

在此装置中，可以设置多个升降柱，水平间隔排列在上导轨上，用来调整内置喷灯的垂直向位置和稳定支撑固定托；固定托的长度也可根据实际情况进行选择；设置多个固定支架，便于固定玻璃管，固定支架可自行打开闭合，便于玻璃管的适时取出和安装。

在上述实施例中，所述移动部包括：上导轨54、下导轨55、导轨支架56、框架57；其中，

所述上导轨54与所述升降柱51下端滑动连接；所述导轨支架56上端固定安装所述上导轨54，下端滑动连接所述下导轨55；所述框架57上部固定安装所述下导轨55，所述框架57下部与地面滑动接触。

在此装置中，框架可以通过脚轮58如福马轮来进行地面移动；每组导轨支架与框架在竖直平面上构成纵切面为等腰三角形或是其他中心对称形状，起稳定支承的作用。当纵切面为等腰三角形时，上导轨位于上部中心处如顶点，两组下导轨位于框架两边如两个底角。

在上述实施例中，所述连接杆10一端固定连接所述外置喷灯2，另一端穿过所述床尾82固定在所述上导轨54上。连接杆通过万向软管连接外置喷灯；连接杆的设置，保证了内外喷灯的移动同步，使石英管壁的加热熔融均匀，经过车床的离心力作用使石英管扩制均匀，同时消除内外部缺陷。

在上述实施例中，所述生产装置还包括水平尺；所述水平尺安装在所述下导轨55上。以保证玻璃管、石英管、连接杆、地面四者水平向平行。

在上述实施例中，所述生产装置在作业时，保持所述内外置喷灯处于所述石英管6的同一横截面上，且所述内外置喷灯到所述石英管6内外侧壁的垂直距离相同。此设计是为了保证石英管内外侧壁受热均匀。

在上述实施例中，设置一个内置喷灯时，如图1所示，可以将玻璃灯管与石英管同心设置，内置喷灯到石英管内部的垂直距离通过万向软管来调节；也可以通过移动支架的升降柱调节玻璃灯管，从而调整内置喷灯到石英管内部的垂直距离；设置多个内置喷灯时，以玻璃灯管为圆心即石英管的中心轴线为中心，内置喷灯均匀辐射分布在所述石英管的同一横截面上，通过万向软管进行方向调整内置喷灯到石英管内部的垂直距离。另外，外置喷灯的数量可以根据实际情况，配合内置喷灯的数量进行增减。增加内外置喷灯数量，从而提高熔融速率，调高生产效率。

在上述实施例中，所示内置喷灯的材质可以设置为玻璃喷灯；所述内外置喷灯可以设置为等离子喷灯、氢氧气火焰喷灯或激光器的一种。

在上述实施例中，所述生产装置适用于直径为150-800mm，壁厚大于10mm的石英管管材。

根据本实用新型的实施例提供的石英管扩制生产装置，在扩制生产前，将待扩制的石英管6两端拼接上尾管，尾管一71固定在床头81上，尾管二72固定在床尾82上；根据石英管6的扩制直径，确定中托9内含的外置喷灯2到石英管6外侧的垂直距离；调节中托9的位置，使外置喷灯2置于石英管6靠近床头81的一端；将移动支架5移动到床尾82处，将带有内置喷灯1的玻璃管4通过尾管二72插入石英管6中，待内置喷灯1与外置喷灯2处于石英管6的同一横截面时喷灯，用固定支架53将玻璃管4固定；通过升降柱51调节内置喷灯1到石英管6内侧的垂直距离等于外置喷灯2到石英管6外侧的垂直距离喷灯喷灯；此时将连接杆10一端固定在中托9上，另一端穿过床尾82固定到移动支架5的上导轨54上；通过下导轨55上的水平尺，保证带有内置喷灯1的玻璃灯管3、石英管6、连接杆10、地面四者水平向平行；在扩制生产时，床头81和床尾82可以旋转尾管，带动石英管6旋转产生离心力，将内外喷灯同时打开，均匀的加热石英管6内外壁，中托9匀速向床尾水平移动，通过连接杆10带动移动支架5同步的进行远离床尾82的水平移动，将内置喷灯从石英管6的一端水平同步匀速移动到另一端，对石英管6进行内外侧壁整体的加热熔融，在离心力的作用下完成石英管的扩制。

本实用新型中，可灵活应对扩制各规格大口径厚壁(直径150-800mm，壁厚大于10mm)石英管的尺寸；可使石英管内外壁同时受热，使石英管快速达到软化熔融状态，使得厚壁(壁厚大于10mm)的管材得以充分熔融，可以满足壁厚石英管的扩制，同时车床的离心效果加大，大大提高车床前行速度，而最终实现提高石英管的扩制效率，其生产效率提高150％，同时节约能源，降低加工成本；也由于石英内壁加热熔融，使得石英管内壁存在的划伤、修痕等缺陷因高温受热熔融后消除，提升了石英管扩制的加工质量，节约后续返修成本。

在本实用新型说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本实用新型说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石英管扩制的生产装置，其特征在于，包括：外熔融单元、内熔融单元和连接杆；其中，

所述外熔融单元用于熔融石英管外侧进行管径扩制；

所述内熔融单元用于熔融所述石英管内侧，辅助所述外熔融单元进行管径扩制；

所述连接杆用于连接所述内熔融单元和所述外熔融单元，保证所述内熔融单元和所述外熔融单元同步移动。

2.根据权利要求1所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述外熔融单元包括：车床、床头、床尾、中托、外置喷灯；其中，

所述车床两端设置所述床头和所述床尾，用于固定所述石英管；

所述中托安装在所述车床的滑动轨道内，用于驱动所述内熔融单元的移动；

所述外置喷灯安装在所述中托上，用于所述石英管外侧的熔融。

3.根据权利要求2所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述内熔融单元包括：内置喷灯、玻璃灯管、玻璃管、移动支架；其中，

所述内置喷灯与所述玻璃灯管的一端连接，用于所述石英管内侧的熔融；

所述玻璃灯管的另一端穿过所述玻璃管连接气源；

所述移动支架包括固定部和移动部：所述固定部与所述移动部滑动连接，用于支承固定所述玻璃管；所述移动部用于移动所述内熔融单元，将所述内置喷灯送入所述石英管内部。

4.根据权利要求3所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述玻璃灯管由两根玻璃圆管组成，分别接通氢氧气源。

5.根据权利要求3所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述固定部包括升降柱、固定托、固定支架；其中，

所述升降柱上端与所述固定托底部固定连接；所述升降柱下端与所述移动部滑动连接；所述固定托用于支承所述玻璃管；所述固定支架设置一个或多个，分散固定在所述固定托上，用于固定所述玻璃管。

6.根据权利要求5所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述移动部包括：上导轨、下导轨、导轨支架、框架；其中，

所述上导轨与所述升降柱下端滑动连接；所述导轨支架上端固定安装所述上导轨，下端滑动连接所述下导轨；所述框架上部固定安装所述下导轨，所述框架下部与地面滑动接触。

7.根据权利要求6所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述连接杆一端固定连接所述外置喷灯，另一端穿过所述床尾固定在所述上导轨上。

8.根据权利要求6所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述生产装置还包括水平尺；所述水平尺安装在所述下导轨上。

9.根据权利要求3所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述生产装置在作业时，保持所述内置喷灯和所述外置喷灯处于所述石英管的同一横截面上，且所述内置喷灯和所述外置喷灯到所述石英管内外侧壁的垂直距离相同。

10.根据权利要求1所述的石英管扩制的生产装置，其特征在于，所述生产装置适用于直径为150-800mm，壁厚大于10mm的石英管管材。

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