CN2744681Y - 大尺寸石英玻璃退火炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大尺寸石英玻璃退火炉,包括有支架、炉体以及驱动装置,所述炉体设置在所述支架上,其设计为圆柱状,且内部中空以形成一炉膛,所述炉体的内壁设置一加热层,所述加热层外设置有炉衬;一底盘,其可沿支架垂向移动的设置在所述支架上,并正对所述炉体的下方,所述底盘上依次设置有保温层和下加热层;一支撑套管,其穿过所述底盘、保温层以及下加热层而设置在底盘正中,所述支撑套管上端设置一托盘。本实用新型填补了大尺寸石英玻璃退火炉没有的空白,其可以对直径100~500mm厚度10~100mm的大尺寸石英玻璃进行退火,退火后可以保证石英玻璃应力达到I~II类,光学均匀性达到10-5~10-6。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种玻璃退火炉,特别是涉及一种大尺寸石英玻璃退火炉。
背景技术
玻璃中的应力一般分三类:(1)热应力(温差引起);(2)结构应力(化学组成不均匀引起);(3)机械加工产生的应力。石英玻璃经高温成型后,结构应力基本消除,但是,在冷却过程中由于温差产生热应力,在后续冷加工过程中产生机械应力。应力的存在,降低了玻璃的光学均匀性、机械强度等。要消除石英玻璃中的应力,并使玻璃各部分结构尽量趋于一致,从而提高光学均匀性,必须进行精密退火。目前,现有的退火炉只能对小规格产品进行退火,且应力达不到I类、均匀性达不到10-5~10-6的要求;而大尺寸石英玻璃退火炉尚没有出现,因此对大尺寸石英玻璃精密退火带来了困难。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单,使用方便且可提高光学均匀性的大尺寸石英玻璃退火炉。
为实现上述目的,本实用新型采取技术方案:一种大尺寸石英玻璃退火炉,包括有支架、炉体以及驱动装置,其特点为:所述炉体设置在所述支架上,其设计为圆柱状,且内部中空以形成一炉膛,所述炉膛的内壁设置有加热层,所述加热层外设置有炉衬;一底盘,其可沿支架垂向移动的设置在所述支架上,并正对所述炉体的下方,所述底盘上依次设置有保温层和下加热层;一支撑套管,其穿过所述底盘、保温层以及下加热层而设置在底盘正中,所述支撑套管上端设置一托盘;所述驱动装置包括一底盘驱动装置和一支撑套管驱动装置,所述底盘驱动装置设置在所述支架上,其输出端连接所述底盘,所述支撑套管驱动装置设置在所述底盘下方,其输出端连接所述支撑套管的下端。
上述的大尺寸石英玻璃退火炉中,所述炉膛内壁的加热层包括有侧壁加热层和顶部加热层。其中,所述侧壁加热层包括有若干片形状彼此相同的纤维炉材,其围成一圆柱体,且每片纤维炉材内设置有“S”型排布的电炉丝;所述顶部加热层为圆形纤维炉材,纤维炉材内设置有“S”型排布的电炉丝。
上述的大尺寸石英玻璃退火炉中,所述底盘上设置的保温层包括有圆柱状的第一保温层与第二保温层,第二保温层设置在第一保温层上,其与第一保温层同圆心且直径小于第一保温层;所述下加热层也呈圆柱状,其与第二保温层同圆心且直径小于第二保温层;所述下加热层为圆形纤维炉材,内设置有“S”型排布的电炉丝。此外,所述炉体通过一炉座设置在所述支架上,所述炉座成圆柱状,其外径尺寸与炉体相同;其内径设置有两个凸台,所述第一凸台的内径和厚度与所述下加热层的外径和厚度相同,所述第二凸台的内径和厚度与所述第二保温层的外径和厚度相同。
上述的大尺寸石英玻璃退火炉中,所述支架边缘沿其垂直方向设置有若干根导轴,所述底盘上设置有与所述导轴相对应的穿孔,其通过穿孔穿设在所述导轴上;所述底盘驱动装置为一升降电机,其设置在支架后部,所述升降电机的输出端驱动若干根链条,所述链条分别通过设置在导轴顶端侧面的齿轮变向,而连接在底盘上;所述支撑套管驱动装置为一减速电机,其输出端通过一变向齿轮与支撑套管的下端连接。此外,所述支架上还设置行程开关,其输出端与升降电机连接。
上述的大尺寸石英玻璃退火炉中,所述支撑套管为耐高温套管,所述托盘为耐高温板材。
上述的大尺寸石英玻璃退火炉中,所述炉膛内设置有带热电偶的温度探针。所述探针设置有至少四根,分布于炉膛顶部、底部及炉膛四周。
本实用新型由于采取以上设计,其具有优点如下:
1、本实用新型填补了大尺寸石英玻璃退火炉的空白,可以对直径100~500mm厚度10~100mm的大尺寸石英玻璃进行退火,退火后可以保证石英玻璃应力达到I~II类,光学均匀性达到10-5~10-6。
2、本实用新型由于设置了行程开关,因此可以在底盘上升到预定位置时使其停下,避免了人工操作时产生的误差,更减少了操作人员的劳动强度。
3、本实用新型由于设置了支撑套管及托盘,且支撑套管被一减速电机驱动,这样在退火的时候,可以通过支撑套管带动托盘转动,从而使托盘上的石英玻璃受热更加均匀,有效提高了大尺寸石英玻璃的光学均匀性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图,其表示底盘升至顶部的状态
图2为本实用新型的结构示意图,其表示底盘未上升的状态
图3为本实用新型中“S”型排布的电炉丝示意图
具体实施方式
如图1、图2所示,本实用新型提供了一种适用于大尺寸石英玻璃的退火炉,包括有支架1、炉体2以及驱动装置,炉体2设置在支架1上,其设计为圆柱状,且内部中空以形成一炉膛21,炉体2的内壁设置一加热层22,加热层22外设置有炉衬23,炉衬23选用保温棉或保温砖砌设。一底盘3,其可沿支架1垂向移动的设置在支架1上,并正对炉体2的下方,具体来讲,支架1沿垂直方向设置有若干导轴11,在本实施例中导轴数量为4根,分别固定在支架1的四角,底盘3上设置有与导轴11相对应的穿孔,其通过穿孔穿设在导轴11上;底盘3上还依次设置有保温层31和下加热层32;一支撑套管33,其穿过底盘3、保温层31以及下加热层32而设置在底盘3正中,支撑套管33上端设置一托盘34。
在本实施例中,驱动装置包括一底盘驱动装置和一支撑套管驱动装置,底盘驱动装置采用一升降电机(图未示),其设置在支架1的后部,升降电机的输出端驱动四根链条4,四根链条4分别通过设置在导轴11顶端侧面的齿轮12变向,而连接在底盘3的四角,升降电机驱动链条4,从而使链条4带动底盘3可以沿支架1垂向运动,又由于在支架1上设置有导轴11,导轴11对底盘3起到限位作用,保证了底盘3只能在导轴11上平稳升降。所述支撑套管驱动装置设置在底盘3底部的中心处下方,支撑套管驱动装置为一减速电机5,减速电机5的输出端通过一变向齿轮51与支撑套管33的下端连接。减速电机5转动,其可以输出比较慢的转速,通过变向齿轮51的传动作用,可以实现支撑套管33的转动,而设置在支撑套管33上的托盘34也可以随之转动,转速一般控制在1~5圈/分钟。
炉体2内壁的加热层22包括有侧壁加热层221和顶部加热层222。在实际操作中,侧壁加热层221包括有四片形状彼此相同的纤维炉材,其围成一圆柱体构成炉膛侧壁,且每片纤维炉材内嵌装有“S”型排布的电炉丝6(如图3所示)。顶部加热层222为圆形纤维炉材,位于炉膛21的顶部,内嵌装有“S”型排布的电炉丝6。本实施例中,纤维炉材选用高级莫来石纤维制作,其集耐火以及保温性能为一体,保温性能好、散热少。
底盘3上设置的保温层31包括有圆柱状的第一保温层311与第二保温层312,第二保温层312设置在第一保温层311上,其与第一保温层311同圆心且直径小于第一保温层311;下加热层32也成圆柱状,其与第二保温层312同圆心且直径小于第二保温层312;下加热层32为圆形纤维炉材,内嵌装有“S”型排布的电炉丝6。通过第二保温层312的直径小于第一保温层311、下加热层32的直径小于第二保温层312的设计,使得底盘3上的保温层31与下加热层32形成“台阶”状。而炉体2可以通过一炉座24设置在支架1上,炉座24呈圆柱状,其外径尺寸与炉体2相同;但其内径设置有两个凸台,第一凸台241的内径和厚度与下加热层32的外径和厚度相同,第二凸台242的内径与第二保温层312的外径和厚度相同,这样炉座的内径也设计成“台阶”状。
通过底盘3上保温层31和下加热层32“台阶”状的设计,还有炉座内径“台阶”状的设计,可以使得上述两“台阶”刚好紧密的接合在一起,这样使得炉膛21的热量可以很好的密封在炉膛内,而不会散发出去。此外,在支架1上还设置有一行程开关(图未示),行程开关的输出端与升降电机连接,行程开关可以设置成底盘3上的保温层31及下加热层32刚好与炉座24内的第一凸台241及第二凸台242紧密的接合在一起时,行程开关发出信号使升降电机停下。
上述的实施例中,为了使炉膛内的温度得到及时监控,特别设置六根端部安装有热电偶的温度探针7,其中一根设置在炉膛顶部中心,其从上方穿透顶部加热层222并露出一小段距离,它主要测量炉膛顶部的温度;另有四根以间隔90度的角度对称设置在炉膛四周,其也是从上方穿透顶部加热层222但露出比较长的一段距离,它主要测量炉膛中部的温度;最后一根设置在托盘34的下方中心处(图未示),它主要测量炉膛底部的温度。
上述的支撑套管33和托盘34都应该选择耐高温的材料,在本实施例中,支撑套管33由陶瓷制成,托盘34由碳化硅和石英玻璃板复合而成。
上述实施例中,炉膛的直径可以在100~700mm高度可以100~700mm,因此保证其内部放置直径100~500mm厚度10~100mm的大尺寸石英玻璃。
本实用新型在使用的时候,首先将待退火的大尺寸石英玻璃放置在托盘34上,启动升降电机,通过链条4带动底盘3平稳上升,当底盘3上的保温层31及下加热层32刚好与炉座24内的第一凸台241及第二凸台242紧密的接合在一起时,触发行程开关,而使升降电机停止,此时,启动减速电机51,通过转向轮51驱动支撑套管33转动,支撑套管33带动托盘34转动,然后开始对炉膛21内加热,加热到1000℃~1100℃以后,保持温度不变,持续5~25天时间后以每分钟0.1~5℃的速度降温,直至温度达到300℃~500℃,关闭电源,自然冷却至室温,完成大尺寸石英玻璃的退火。
采用本实用新型的技术方案后,可以保证待退火的大尺寸石英玻璃在该退火炉内受热更加均匀,能够对其进行精密退火,退火后的大尺寸石英玻璃应力达到I类,光学均匀性达到2×10-5。
Claims (10)
1、一种大尺寸石英玻璃退火炉,包括有支架、炉体以及驱动装置,其特征在于:
所述炉体设置在所述支架上,其设计为圆柱状,且内部中空以形成一炉膛,所述炉膛的内壁设置有加热层,所述加热层外设置有炉衬;
一底盘,其可沿支架垂向移动的设置在所述支架上,并正对所述炉体的下方,所述底盘上依次设置有保温层和下加热层;一支撑套管,其穿过所述底盘、保温层以及下加热层而设置在底盘正中,所述支撑套管上端设置一托盘;
所述驱动装置包括一底盘驱动装置和一支撑套管驱动装置,所述底盘驱动装置设置在所述支架上,其输出端连接所述底盘,所述支撑套管驱动装置设置在所述底盘下方,其输出端连接所述支撑套管的下端。
2、根据权利要求1所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述炉膛内壁的加热层包括有侧壁加热层和顶部加热层。
3、根据权利要求2所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述侧壁加热层包括有若干片形状彼此相同的纤维炉材,其围成一圆柱体,且每片纤维炉材内设置有“S”型排布的电炉丝;所述顶部加热层为圆形纤维炉材,纤维炉材内设置有“S”型排布的电炉丝。
4、根据权利要求3所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述底盘上设置的保温层包括有圆柱状的第一保温层与第二保温层,第二保温层设置在第一保温层上,其与第一保温层同圆心且直径小于第一保温层;所述下加热层也呈圆柱状,其与第二保温层同圆心且直径小于第二保温层;所述下加热层为圆形纤维炉材,内设置有“S”型排布的电炉丝。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述炉体通过一炉座设置在所述支架上,所述炉座成圆柱状,其外径尺寸与炉体相同;其内径设置有两个凸台,所述第一凸台的内径和厚度与所述下加热层的外径和厚度相同,所述第二凸台的内径和厚度与所述第二保温层的外径和厚度相同。
6、根据权利要求5所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述支架边缘沿其垂直方向设置有若干根导轴,所述底盘上设置有与所述导轴相对应的穿孔,其通过穿孔穿设在所述导轴上;所述底盘驱动装置为一升降电机,其设置在支架后部,所述升降电机的输出端驱动若干根链条,所述链条分别通过设置在导轴顶端侧面的齿轮变向,而连接在底盘上;所述支撑套管驱动装置为一减速电机,其输出端通过一变向齿轮与支撑套管的下端连接。
7、根据权利要求6所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述支架上还设置行程开关,其输出端与升降电机连接。
8、根据权利要求7所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述支撑套管为耐高温套管,所述托盘为耐高温板材。
9、根据权利要求8所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述炉膛内设置有带热电偶的温度探针。
10、根据权利要求9所述的大尺寸石英玻璃退火炉,其特征在于:所述探针设置有至少四根,分布于炉膛顶部、底部及炉膛四周。
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