RU118958U1

RU118958U1 - DEVICE FOR PRODUCTION OF PRODUCTS FROM QUARTZ GLASS

Info

Publication number: RU118958U1
Application number: RU2012114161/03U
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Кехтер; Алексей Григорьевич Черноскутов
Original assignee: Виктор Николаевич Кехтер; Алексей Григорьевич Черноскутов
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2012-08-10

Abstract

1. Устройство для изготовления изделий из кварцевого стекла, например трубчатых или стержневых заготовок, содержащее камеру прессования, включающую водоохлаждаемый и теплоизолированный корпус, внутри которого размещен поршневой экструдер, вертикально ориентированный рабочий цилиндр для размещения экструдируемого материала, взаимодействующего с поршнем экструдера, нагревательное устройство, экструзионная головка, при этом с основанием корпуса камеры прессования сопряжена приемная камера, имеющая водоохлаждаемый корпус с системой удержания-вытяжки, кроме того, устройство содержит систему управления, систему охлаждения, систему терморегулирования, отличающееся тем, что рабочий цилиндр установлен на опоре, выполненной в виде полого опорного цилиндра, установленного на нижнем основании корпуса камеры прессования, экструзионная головка снабжена сменной оснасткой в виде фильеры и/или фильеры и дорна для изменения номенклатуры изделий, при этом фильера установлена на опорной плите, расположенной между рабочим и опорным цилиндрами, верхняя часть дорна связана с системой захвата экструдируемого изделия и установлена в полом цилиндре, а нижняя - с опорой, установленной на нижнем основании корпуса приемной камеры, корпус камеры прессования связан с корпусом приемной камеры посредством разъемного соединения, рабочий и полый цилиндры, а также верхняя часть дорна выполнены из теплопроводного материала и снабжены защитными, экранами, кроме того, устройство снабжено системой высоковакуумной откачки, взаимодействующей одновременно с камерой прессования и приемной камерами, системой подачи инертного газа, 1. A device for the manufacture of products from quartz glass, for example tubular or rod blanks, containing a pressing chamber, including a water-cooled and heat-insulated housing, inside which a piston extruder is located, a vertically oriented working cylinder for accommodating the extruded material interacting with the extruder piston, a heating device, extrusion the head, while the receiving chamber is connected to the base of the pressing chamber body, which has a water-cooled body with a retention-exhaust system, in addition, the device contains a control system, a cooling system, a thermal control system, characterized in that the working cylinder is mounted on a support made in the form of a hollow support cylinder installed on the lower base of the pressing chamber body, the extrusion head is equipped with replaceable tooling in the form of a die and / or a die and a mandrel for changing the product range, while the die is installed on the base plate, located th between the working and supporting cylinders, the upper part of the mandrel is connected with the gripping system of the extruded product and is installed in the hollow cylinder, and the lower part is with a support installed on the lower base of the receiving chamber body, the pressing chamber body is connected to the receiving chamber body by means of a detachable connection, the working and the hollow cylinders, as well as the upper part of the mandrel, are made of heat-conducting material and equipped with protective, screens, in addition, the device is equipped with a high-vacuum pumping system, interacting simultaneously with the pressing chamber and receiving chambers, an inert gas supply system,

Description

Предполагаемая полезная модель относится к устройствам для формования кварцевого стекла путем выдавливания (экструзии) вертикально вниз, в частности, формованию труб или стержней вытягиванием с помощью неподвижных инструментов.The proposed utility model relates to devices for forming quartz glass by extruding (extruding) vertically downward, in particular, forming pipes or rods by pulling using stationary tools.

Известно устройство непрерывного действия для получения изделий из кварцевого стекла (РФ, п. №2177914, МПК С03B 20/00. от 11.05.2000 г., опубл. 10.01.2002 г.).A continuous device is known for producing products from quartz glass (RF, p. No. 2177914, IPC S03B 20/00. From 05/11/2000, publ. 10.01.2002).

Устройство содержит корпус, внутри которого установлен плавильный тигель, систему подачи кварцевой крупки в плавильный тигель, нагревательное устройство. Нагревательное устройство установлено вне зоны подачи кварцевой крупки.The device comprises a housing, inside of which a melting crucible is installed, a system for supplying quartz grains to the melting crucible, and a heating device. The heating device is installed outside the feed zone of quartz grains.

Устройство предназначено для изготовления стержней и трубок из полностью расплавленной массы кварцевого стекла.The device is intended for the manufacture of rods and tubes from a completely molten mass of silica glass.

Недостатком указанного устройства является: ограниченная номенклатура получаемых изделий, низкое качество изделий вследствие наличия большого количества пузырей и включений, свильности и мелкозернистой неоднородности, высокое содержание остаточных гидроксильных ОН групп в объеме получаемого кварцевого стекла, не сохранение исходной чистоты кварцевого стекла вследствие контакта кварцевой крупки с материалами рабочих частей устройства и атмосферой печного пространства, низкая точность геометрических параметров изделий, что в совокупности выше указанных недостатков делает невозможным использование изделий, получаемых на данном устройстве, в качестве компонентов для производства оптического волокна и световодов, большой расход электроэнергии необходимый для расплавления кварцевой крупки.The disadvantage of this device is: a limited range of products, low product quality due to the presence of a large number of bubbles and inclusions, lumpiness and fine-grained inhomogeneity, a high content of residual hydroxyl OH groups in the volume of the obtained quartz glass, and the initial purity of the quartz glass due to the contact of the quartz grains with materials the working parts of the device and the atmosphere of the furnace space, low accuracy of the geometric parameters of the products, which in common the above mentioned drawbacks makes it impossible to use the products obtained on this device as components for the production of optical fibers and optical fibers, a large energy consumption necessary for the melting of quartz grains.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели, является расширение номенклатуры изделий, а именно получение труб-заготовок большого диаметра, стержневых заготовок, которые могут быть использованы для производства компонентов оптоволоконных систем, а также осесимметричных и плоскосимметричных (квадрат, прямоугольник, треугольник и т.д.) изделий из кварцевого стекла, за счет разнообразия сменной оснастки экструзионной головки, с одновременным улучшением качества изделий за счет использования для экструзии, предварительно полученного, блока кварцевого стекла с заданными свойствами и эффективной системы терморегулирования и бесконтактной системы регулирования параметров изделий.The technical result of the proposed utility model is the expansion of the product range, namely the production of large-diameter pipe blanks, core blanks that can be used to produce components of fiber-optic systems, as well as axisymmetric and plane-symmetric (square, rectangle, triangle, etc.) products made of quartz glass, due to the variety of interchangeable accessories of the extrusion head, while improving the quality of products due to the use for extrusion, previously according to scientist, silica glass block with the desired properties and effective thermal control system and a contactless system regulation product parameters.

Поставленный результат достигается тем, что в устройстве для изготовления изделий из кварцевого стекла, например, трубчатых или стержневых заготовок, содержащем камеру прессования, включающую водоохлаждаемый и тепло-изолированный корпус, внутри которого размещен поршневой экструдер, вертикально ориентированный рабочий цилиндр для размещения экструдируемого материала, взаимодействующего с поршнем экструдера, нагревательное устройство, экструзионная головка, при этом с основанием корпуса камеры прессования сопряжена приемная камера, имеющая водоохлаждаемый корпус с системой удержания-вытяжки, кроме того устройство содержит систему управления, систему охлаждения, систему терморегулирования, согласно полезной модели, рабочий цилиндр установлен на опоре, выполненной в виде полого опорного цилиндра, установленного на нижнем основании корпуса камеры прессования, экструзионная головка снабжена сменной оснасткой в виде фильеры и/или фильеры и дорна, при этом фильера установлена на опорной плите, расположенной между рабочим и опорным цилиндрами, верхняя часть дорна связана с системой захвата экструдируемого изделия и установлена в полом цилиндре, а нижняя - с опорой, установленной на нижнем основании корпуса приемной камеры, корпус камеры прессования связан с корпусом приемной камеры посредством разъемного соединения, рабочий и полый цилиндры, а также верхняя часть дорна выполнены из теплопроводного материала и снабжены защитными экранами, кроме того, устройство снабжено системой высоковакуумной откачки, взаимодействующей одновременно с камерой прессования и приемной камерами, системой подачи инертного газа, бесконтактной лазерной системой для измерения геометрических размеров готовых изделий.The set result is achieved in that in a device for manufacturing products from quartz glass, for example, tubular or rod blanks, containing a pressing chamber, including a water-cooled and heat-insulated housing, inside which a piston extruder is placed, a vertically oriented working cylinder for accommodating an extrudable material interacting with the piston of the extruder, a heating device, an extrusion head, while the receiving chamber is connected to the base of the housing of the pressing chamber a, having a water-cooled housing with a retention-exhaust system, in addition, the device contains a control system, a cooling system, a temperature control system, according to a utility model, the working cylinder is mounted on a support made in the form of a hollow support cylinder mounted on the lower base of the pressing chamber body, extrusion the head is equipped with interchangeable accessories in the form of a die and / or a die and a mandrel, while the die is mounted on a base plate located between the working and supporting cylinders, the upper part of the mandrel It is connected with a gripping system of an extrudable product and is installed in a hollow cylinder, and the lower one with a support mounted on the lower base of the receiving chamber body, the pressing chamber housing is connected to the receiving chamber body by means of a detachable connection, the working and hollow cylinders, as well as the upper part of the mandrel are made of heat-conducting material and equipped with protective shields, in addition, the device is equipped with a high-vacuum pumping system that interacts simultaneously with the pressing chamber and the receiving chamber, gas, non-contact laser system for measuring the geometric dimensions of the finished product.

В качестве экструдируемого материала используют цилиндрический блок кварцевого стекла.As the extrudable material, a cylindrical quartz glass block is used.

Нагреватель выполнен в виде объединенных в несколько секций вольфрамовых стержней, снабженных термопарами и расположенных по контуру рабочего и опорного цилиндров.The heater is made in the form of tungsten rods combined into several sections, equipped with thermocouples and located along the contour of the working and supporting cylinders.

Сменная оснастка экструзионной головки выполнена из молибдена.The interchangeable accessories of the extrusion head are made of molybdenum.

В качестве теплопроводного материала рабочего и опорного цилиндров, опорной плиты, верхней части дорна и системы захвата экструдируемого изделия использован графит.Graphite was used as the heat-conducting material of the working and supporting cylinders, the base plate, the upper part of the mandrel and the gripping system of the extrudable product.

Рабочий цилиндр, опора в виде полого цилиндра, верхняя часть дорна, выполнены из разъемных кольцевых элементов, снабженных фиксаторами.The working cylinder, the support in the form of a hollow cylinder, the upper part of the mandrel, made of detachable ring elements provided with clamps.

Защитные экраны выполнены из листового молибдена.Protective screens are made of sheet molybdenum.

Система управления содержит персональную ЭВМ и пульт управления.The control system contains a personal computer and a control panel.

Устройство размещено на эстакаде, снабженной лестницей.The device is located on a flyover equipped with a ladder.

Установка рабочего цилиндра на опоре, выполненной в виде полого опорного цилиндра, установленного на основании камеры прессования, позволяет поместить блок кварцевого стекла в средней части нагревателя, т.е. в зоне равномерного распределение температурного поля по его высоте, что обеспечивает равномерный нагрев блока кварцевого стекла.The installation of a working cylinder on a support made in the form of a hollow supporting cylinder mounted on the basis of the pressing chamber allows you to place a block of quartz glass in the middle of the heater, i.e. in the zone of uniform distribution of the temperature field along its height, which ensures uniform heating of the block of quartz glass.

Наличие сменной оснастки у экструзионной головки в виде фильеры и/или фильеры и дорна позволяет расширить номенклатуры выпускаемых изделий, а именно, изготовить трубы-заготовки большого диаметра, стержневые заготовки, которые могут быть использованы для производства компонентов оптоволоконных систем, а также осесимметричные и плоскосимметричные (квадрат, прямоугольник, треугольник и т.д.) изделия из кварцевого стекла.The availability of interchangeable accessories in the extrusion head in the form of a die and / or die and mandrel allows you to expand the range of products, namely, to produce large-diameter pipe blanks, core blanks that can be used to produce components of fiber-optic systems, as well as axisymmetric and plane-symmetric ( square, rectangle, triangle, etc.) quartz glass products.

Установка фильеры на опорной плите, между рабочим и опорным цилиндрами, обеспечивает размещение фильеры в горячей зоне нагревателя и поддержание ее температуры в процессе экструзии.The installation of the die on the base plate, between the working and supporting cylinders, ensures the placement of the die in the hot zone of the heater and maintaining its temperature during extrusion.

Связь верхней части дорна с системой захвата экструдируемого изделия и установка их в полом опорном цилиндре, обеспечивает затекание размягченной стекломассы из рабочего цилиндра в полость системы захвата и затвердевание стекломассы в ней, с одновременным формированием внутренней поверхности экструдируемой трубы фильерой дорна, при изготовлении трубчатой заготовки. При перемещении системы захвата вниз по опорному цилиндру, температура готового изделия постепенно снижается и при поступлении изделия в приемную камеру, стекломасса изделия приобретает свойства конструкционного материала.The connection of the upper part of the mandrel with the capture system of the extrudable product and their installation in the hollow support cylinder ensures the flow of softened glass melt from the working cylinder into the cavity of the capture system and the glass melt solidifies in it, with the simultaneous formation of the inner surface of the extrudable pipe with the mandrel die, in the manufacture of a tubular billet. When moving the gripping system down the support cylinder, the temperature of the finished product gradually decreases and when the product enters the receiving chamber, the glass mass of the product acquires the properties of the structural material.

Связь верхней части дорна с опорой, установленной на нижней основании приемной камеры, обеспечивает поддержку фильеры дорна и формирование фильерой внутренней поверхности трубы-заготовки до полной переработки блока кварцевого стекла. Опора выполнена трубчатой, что обеспечивает подачу охлаждающей воды и придает дополнительную жесткость системе удержания-вытяжки при экструзии трубы-заготовки.The connection of the upper part of the mandrel with the support mounted on the lower base of the receiving chamber, provides support for the mandrel of the mandrel and the formation of the die by the inner surface of the billet pipe until the quartz glass block is completely processed. The support is made tubular, which provides the supply of cooling water and gives additional rigidity to the retention-exhaust system during extrusion of the billet pipe.

Связь корпуса камеры прессования, с корпусом приемной камеры, посредством разъемного соединения, обеспечивает возможность их разъединения, что позволяет подъем, перемещение и снятие камеры прессования, со смонтированными в ней нагревателем и системой теплоотражающих экранов, для монтажа верхней части дорна, опорного и рабочего цилиндров, установки сменных элементов экструзионной головки (фильеры), установки блока кварцевого стекла и т.д.The connection of the chamber of the pressing chamber with the housing of the receiving chamber by means of a detachable connection allows them to be disconnected, which allows lifting, moving and removing the pressing chamber, with a heater and a system of heat-reflecting screens mounted in it, for mounting the upper part of the mandrel, supporting and working cylinders, installation of replaceable elements of the extrusion head (die), installation of a block of quartz glass, etc.

Выполнение рабочего и полого цилиндров, а также верхней части дорна из теплопроводного материала обеспечивает быстрый и равномерный нагрев блока кварцевого стекла до пластичного состояния.The implementation of the working and hollow cylinders, as well as the upper part of the mandrel of heat-conducting material, provides quick and uniform heating of the quartz glass block to a plastic state.

Наличие защитных экранов обеспечивает поддержание необходимой для экструзии температуры в процессе экструдирования, что экономично за счет снижения расхода электроэнергии.The presence of protective shields ensures the maintenance of the temperature necessary for extrusion during the extrusion process, which is economical due to the reduction of energy consumption.

Наличие системы высоковакуумной откачки, позволяет производить одновременную откачку и создание вакуума в рабочих объемах камеры прессования и приемной камеры.The presence of a high vacuum pumping system allows for simultaneous pumping and creation of vacuum in the working volumes of the pressing chamber and the receiving chamber.

Наличие системы подачи инертного газа, позволяет производить параллельный автоматический или ручной напуск газа, в рабочие объемы камер, до давления превышающего атмосферное, при аварийной разгерметизации установки и для равномерного охлаждения экструдированного изделия по окончании процесса экструзии.The presence of an inert gas supply system allows parallel automatic or manual gas inlet into the working volumes of chambers up to atmospheric pressure during emergency depressurization of the installation and for uniform cooling of the extruded product at the end of the extrusion process.

Наличие бесконтактной измерительной лазерной системы обеспечивает измерение диаметра, овальности, конусности, отклонение формы экструдированного изделия во всем диапазоне размеров.The presence of a non-contact measuring laser system provides the measurement of diameter, ovality, taper, shape deviation of the extruded product in the entire size range.

Использование в качестве экструдируемого материала, предварительно полученного цилиндрического блока кварцевого стекла, позволяет использовать кварцевое стекло с заданными свойствами, которые сохраняются в процессе экструзии, что дает возможность получать изделия высокого качества по сравнению с изделиями, получаемыми из кварцевой крупки.The use of quartz glass as a pre-formed cylindrical block as an extrudable material allows the use of quartz glass with predetermined properties that are preserved during the extrusion process, which makes it possible to obtain high-quality products in comparison with products obtained from quartz grains.

Выполнение нагревателя в виде объединенных в несколько секций вольфрамовых стержней, расположенных по контуру рабочего цилиндра, в совокупности с термопарами позволяет осуществить регулирование температурного режима отдельно по каждой секции нагревателя и поддержание равномерного температурного поля, с заданной температурой переформования, по всей поверхности блока кварцевого стекла и, как следствие, его равномерный прогрев и равномерное истечение стекла через фильеру, что способствует получению изделия с заданными геометрическими характеристиками.The implementation of the heater in the form of tungsten rods combined in several sections located along the contour of the working cylinder, in conjunction with thermocouples, allows the temperature regime to be regulated separately for each section of the heater and to maintain a uniform temperature field, with a given reformation temperature, over the entire surface of the quartz glass block and, as a result, its uniform heating and uniform outflow of glass through the die, which contributes to the receipt of the product with the set geometrically and characteristics.

Выполнение сменной оснастки экструзионной головки и фильеры дорна из молибдена, обладающего высокой термостойкостью и износостойкостью, при заданных температурах, увеличивает срок эксплуатации сменной оснастки, что экономично.The implementation of interchangeable accessories of the extrusion head and the die of the mandrel of molybdenum, which has high heat resistance and wear resistance, at specified temperatures, increases the life of the interchangeable equipment, which is economical.

Использование графита в качестве теплопроводного материала рабочего и опорного цилиндров, опорной плиты, верхней части дорна обеспечивает быстрый и равномерный прогрев блока кварцевого стекла и фильеры, а также сохранение конструкционных свойств используемого материала при высоких температурах экструзии.The use of graphite as the heat-conducting material of the working and supporting cylinders, the base plate, and the upper part of the mandrel ensures quick and uniform heating of the quartz glass block and die, as well as maintaining the structural properties of the material used at high extrusion temperatures.

Выполнение рабочего и опорного цилиндров и верхней части дорна из разъемных кольцевых элементов, позволяет производить быструю замену элементов при изменении диаметра блока кварцевого стекла, а также при смене оснастки для экструдирования, осуществлять быстрый монтаж и демонтаж рабочего и опорного цилиндров. А наличие фиксирующих элементов исключает самопроизвольный сдвиг кольцевых элементов относительно друг друга, что обеспечивает жесткость конструкции и препятствует разрушению элементов, т.е. повышает надежность.The execution of the working and supporting cylinders and the upper part of the mandrel from detachable ring elements allows quick replacement of elements when changing the diameter of the quartz glass block, as well as when changing equipment for extrusion, to quickly assemble and disassemble the working and supporting cylinders. And the presence of fixing elements eliminates the spontaneous shift of the ring elements relative to each other, which ensures structural rigidity and prevents the destruction of elements, i.e. increases reliability.

Выполнение защитных экранов из листового молибдена обеспечивает оптимальную защиту за счет его термостойкости. Для предотвращения спекания молибденовых листов при высокой температуре, они могут быть выполнены с двухсторонним кернением, что препятствует их плотному прилеганию.The implementation of protective screens from sheet molybdenum provides optimal protection due to its heat resistance. To prevent sintering of molybdenum sheets at high temperature, they can be made with double-sided core, which prevents them from snug fit.

Наличие персональной ЭВМ с пультом управления обеспечивает автоматическое дистанционное управление всеми системами устройства.The presence of a personal computer with a control panel provides automatic remote control of all systems of the device.

Размещение устройства на эстакаде, снабженной лестницей обеспечивает функционально-оптимальное размещение оборудования и составных частей устройства, в двух уровнях, быструю сборку, монтаж и демонтаж сменных и расходуемых узлов устройства при подготовке и по окончании рабочего цикла, возможность проведения регулярного контроля над состоянием узлов и систем устройства, проведение регламентных и ремонтных работ, что обеспечивает удобство для операторов.Placing the device on a flyover equipped with a ladder ensures a functionally optimal placement of equipment and components of the device, in two levels, quick assembly, installation and dismantling of replaceable and expendable components of the device during preparation and at the end of the working cycle, the ability to conduct regular monitoring of the state of nodes and systems devices, carrying out routine and repair work, which provides convenience for operators.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено известных из уровня техники аналогичных технических решений, характеризуемых заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предполагаемой полезной модели условию патентоспособности «новизна», может найти применение в промышленности, т.е. соответствует критерию «промышленная применимость».As a result of the patent research, no similar technical solutions known from the prior art characterized by the claimed combination of features have been identified, which allows us to conclude that the proposed utility model meets the patentability condition of “novelty”, may find application in industry, i.e. meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид устройства, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a General view of the device, in Fig.2 is a section along aa in Fig.1; figure 3 is a section along BB in figure 1.

Устройство для изготовления изделий из кварцевого стекла содержит установленные на эстакаде 1 камеру прессования 2 и приемную камеру 3. Эстакада 1 снабжена лестницей 4. Камера прессования 2 состоит из водоохлаждаемого корпуса 5, системы теплоизоляционных экранов 6, содержит поршень 7, связанный с приводом 8. В камере прессования 2 установлен вертикально ориентированный рабочий цилиндр 9, в котором устанавливают блок кварцевого стекла 10. Рабочий цилиндр 9 установлен на опоре, выполненной в виде полого цилиндра 11. По контуру цилиндров 9 и 11 установлен нагреватель 12, выполненный в виде объединенных в несколько, например, три секции вольфрамовых стержней 13, каждая секция снабжена термопарой 14. Вольфрамовые стержни 13 связаны в нижней части кольцевым элементом из молибдена 15, а в верхней части объединены в три секции молибденовыми секторами 16, которые связаны с источником питания (на фиг не показано) посредством охлаждаемых токовводов 17. Между рабочим цилиндром 9 и полым опорным цилиндром 11 установлена опорная плита 18, снабженная термопарой 14 для измерения температуры фильерного узла, на которой установлена экструзионная головка со сменной оснасткой фильеры 19. Дорн 20 установлен в полом опорном цилиндре 11 и его верхняя часть связана с системой захвата 21 экструдируемого изделия, а нижняя часть дорна 20 связана с водоохлаждаемой опорой 22, установленной на нижней крышке 23 водоохлаждаемого корпуса 24 приемной камеры 3. Корпус 5 камеры прессования 2 и корпус 24 приемной камеры 3 связаны посредством разъемного, например, болтового соединения с основанием камеры прессования 25. Приемная камера 3 снабжена дверью 26 и верхним фланцем 27, посредством которого связаны корпуса 5 и 24 камеры прессования 2 и приемной камеры 3, соответственно.A device for the manufacture of quartz glass products contains a pressing chamber 2 and a receiving chamber 3 mounted on a trestle 1. The trestle 1 is equipped with a ladder 4. The pressing chamber 2 consists of a water-cooled case 5, a system of heat-insulating screens 6, and contains a piston 7 connected to the drive 8. B a vertically oriented working cylinder 9 is installed in the pressing chamber 2, in which a block of quartz glass 10 is mounted. The working cylinder 9 is mounted on a support made in the form of a hollow cylinder 11. The cylinders 9 and 11 are installed along the contour a heater 12 is made, made in the form of tungsten rods combined in several, for example, three sections 13, each section is equipped with a thermocouple 14. The tungsten rods 13 are connected in the lower part by an annular element of molybdenum 15, and in the upper part are combined into three sections by molybdenum sectors 16, which are connected to the power source (not shown in FIG.) by means of cooled current leads 17. Between the working cylinder 9 and the hollow support cylinder 11, a support plate 18 is provided, equipped with a thermocouple 14 for measuring the temperature of the spinneret assembly, on which an extrusion head with interchangeable tooling of die 19 is mounted. Dorn 20 is installed in the hollow support cylinder 11 and its upper part is connected to the gripping system 21 of the extrudable product, and the lower part of the mandrel 20 is connected to the water-cooled support 22 mounted on the bottom cover 23 of the water-cooled body 24 the receiving chamber 3. The housing 5 of the pressing chamber 2 and the housing 24 of the receiving chamber 3 are connected by a detachable, for example, bolted connection to the base of the pressing chamber 25. The receiving chamber 3 is provided with a door 26 and an upper flange 27, by which the bodies 5 and 24 of the pressing chamber 2 and the receiving chamber 3 are connected, respectively.

Полый опорный цилиндр 11, а также верхняя часть дорна 20 снабжены защитными экранами 28, 29. Рабочий цилиндр 9, полый опорный цилиндр 11, выполнены из разъемных кольцевых элементов 30, 31, 32 снабженных фиксаторами.The hollow support cylinder 11, as well as the upper part of the mandrel 20 are provided with protective shields 28, 29. The working cylinder 9, the hollow support cylinder 11, are made of detachable ring elements 30, 31, 32 provided with clamps.

Устройство содержит также систему удержания - вытяжки 33, 34 экструдируемого изделия, размещенную в приемной камере 3, с приводом 35, систему вакуумной откачки газов (на фиг. не показано) из камер 2 и 3, подсоединяемую к приемной камере 3 посредством фланцевого соединения 36, систему подачи инертного газа (на фиг. не показано), систему измерения давления газа и вакуума (на фиг. на показано), рециркуляционную систему охлаждения (на фиг. не показано), систему электропитания (на фиг. не показано), систему управления (на фиг. не показано), систему терморегулирования (на фиг. не показано).The device also contains a retention system - hoods 33, 34 of the extrudable product, located in the receiving chamber 3, with a drive 35, a system for vacuum pumping gases (not shown in Fig.) From chambers 2 and 3, connected to the receiving chamber 3 by means of a flange connection 36, inert gas supply system (not shown in FIG.), gas and vacuum pressure measuring system (shown in FIG.), recirculation cooling system (not shown in FIG.), power supply system (not shown in FIG.), control system ( in Fig. not shown), the temperature control system tion (Fig. not shown).

Корпус 24 приемной камеры 3 имеет горловину 37, на которой установлены щелевые смотровые окна 38 для монтажа первичных измерительных элементов бесконтактной лазерной системы (на фиг. не показано) для измерения геометрических параметров экструдируемого изделия. Дверь 26 корпуса 24 приемной камеры 3 имеет смотровое окно 39 для визуального контроля процесса экструзии.The housing 24 of the receiving chamber 3 has a neck 37 on which slotted viewing windows 38 are installed for mounting the primary measuring elements of a non-contact laser system (not shown in Fig.) For measuring the geometric parameters of the extruded product. The door 26 of the housing 24 of the receiving chamber 3 has a viewing window 39 for visual control of the extrusion process.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

К рециркуляционной системе охлаждения (на фиг. не показано), подключаются соответствующие контуры водоохлаждения устройства, подается теплоноситель. Контроль над температурными режимами теплоносителя, по каждому контуру охлаждения, производится автоматической системой управления устройства (на фиг. не показано).To the recirculation cooling system (not shown in FIG.), The corresponding water cooling circuits of the device are connected, and the coolant is supplied. Control over the temperature conditions of the coolant, for each cooling circuit, is carried out by the automatic control system of the device (not shown in Fig.).

Включается система форвакуумной и высоковакуумной откачки рабочих объемов (на фиг. не показано) камер прессования 2 и приемной 3. После разгона насосов (на фиг. не показано) производится последовательная форвакуумная, а затем высоковакуумная откачка рабочих объемов камер 2 и 3 до заданного уровня вакуума. Контроль давления газов и уровня вакуума, в рабочих объемах камер 2 и 3 производится специальной системой измерения интегрированной в систему автоматического управления устройства (на фиг. не показано).The system of forevacuum and high vacuum pumping of working volumes (not shown in FIG.) Of pressing chambers 2 and receiving chamber 3 is turned on. After acceleration of the pumps (not shown in FIG.), A sequential forevacuum and then high vacuum pumping of the working volumes of chambers 2 and 3 to a predetermined vacuum level is performed . Monitoring of gas pressure and vacuum level in the working volumes of chambers 2 and 3 is carried out by a special measurement system integrated into the device’s automatic control system (not shown in Fig.).

Производится подготовка к работе система подачи инертного газа в рабочие объемы камер 2 и 3. Управление подачей газа производится автоматической системой управления устройства (на фиг. не показано). Предусмотрена возможность ручной подачи инертного газа в рабочие объемы камер 2 и 3 (на фиг. не показано). При аварийной разгерметизации устройства, в процессе работы, для защиты нагревателя 12 производится автоматическая или ручная подача инертного газа, в камеры 2 и 3 устройства, до заданного системой управления давления. Подача инертного газа, по окончании процесса экструзии, производится для равномерного охлаждения экструдированного изделия.The system for supplying inert gas to the working volumes of chambers 2 and 3 is being prepared for operation. Gas supply is controlled by an automatic control system of the device (not shown in Fig.). It is possible to manually supply inert gas to the working volumes of chambers 2 and 3 (not shown in Fig.). In case of emergency depressurization of the device, during operation, in order to protect the heater 12, inert gas is automatically or manually supplied to the chambers 2 and 3 of the device, up to the pressure set by the control system. The inert gas is supplied at the end of the extrusion process to uniformly cool the extruded product.

При достижении заданного уровня вакуума, в рабочих объемах камер 2 и 3, включают систему управления нагревом (на фиг. не показано) и доводят температуру в камере прессования 2 до температуры переформования блока кварцевого стекла, которая определяется физическими свойствами кварцевого стекла, подлежащего экструдированию, но не ниже 1720°C. Заданная температура поддерживается с точностью ±10°C для равномерного прогрева блока кварцевого стекла 10 до температуры переформования определенное время, в зависимости от массы установленного блока.Upon reaching a predetermined vacuum level, in the working volumes of chambers 2 and 3, the heating control system is turned on (not shown in FIG.) And the temperature in pressing chamber 2 is adjusted to the temperature of the reforming of the quartz glass block, which is determined by the physical properties of the quartz glass to be extruded, but not lower than 1720 ° C. The set temperature is maintained with an accuracy of ± 10 ° C for uniform heating of the quartz glass block 10 to the reforming temperature for a certain time, depending on the weight of the installed block.

Включают привод 8 поршня 7 и создают усилие, необходимое для прессования блока кварцевого стекла 10, поршень 7 начинает перемещаться вниз по рабочему цилиндру 9. Прогретая стекломасса оседает, проходит фильеру 19 и заполняет полость в форме "ласточкиного хвоста" в системе захвата 21.The drive 8 of the piston 7 is turned on and the force required to press the quartz glass block 10 is created, the piston 7 begins to move down the working cylinder 9. The heated glass melt settles, passes the die 19 and fills the cavity in the form of a "dovetail" in the gripping system 21.

Увеличивая нагрузку на поршень 7, включают привод 35 системы удержания-вытяжки 33, 34. Пока масса экструдированного изделия незначительна, то система удержания - вытяжки 33 используется как тяговое устройство с постепенным перемещением вниз каретки 34. При увеличении массы экструдируемого изделия для исключения самопроизвольного вытягивания и неконтролируемого изменения его геометрических характеристик, система удержания - вытяжки 33, 34 используется как для вытягивания изделия, так и для его поддержки за счет чего производится компенсации веса изделия и регулировка его геометрических параметров. По результатам работы бесконтактной лазерной системы измерения (на фиг. не показано), смонтированной на щелевых окнах 38 горловины 37 корпуса 24 приемной камеры 3, система управления регулирует режимы работы системы удержания-вытяжки 33, 34 (усилие удержания, тяговое усилие, скорость перемещения, положение каретки 34) и геометрические параметры экструдируемого изделия.Increasing the load on the piston 7, the drive 35 of the retention-exhaust system 33, 34 is turned on. While the mass of the extruded product is negligible, the retention-exhaust system 33 is used as a traction device with a gradual movement of the carriage 34 downward. With an increase in the mass of the extrudable product to prevent spontaneous stretching and uncontrolled changes in its geometric characteristics, the retention system - hoods 33, 34 is used both to stretch the product and to support it, due to which compensation is made in sa products and adjusting its geometric parameters. According to the results of the non-contact laser measurement system (not shown in Fig.) Mounted on the slotted windows 38 of the neck 37 of the housing 24 of the receiving chamber 3, the control system regulates the operating modes of the hold-exhaust system 33, 34 (hold force, traction force, travel speed, carriage position 34) and the geometrical parameters of the extrudable product.

Система управления (на фиг. не показано) позволяет обеспечить автоматическое регулирование размеров готового изделия, температуры нагревателя 12 и сменной оснастки фильеры 19, давления газа и уровня вакуума в камерах прессования 2 и приемной 3, положение и скорость перемещения поршня 7, положение, направление и скорость перемещения каретки 34 системы удержания-вытяжки 33 экструдируемого изделия, тем самым обеспечивается регулирование скорости выхода готового изделия и экструзия изделия до полной переработки стекломассы блока кварцевого стекла 10.The control system (not shown in FIG.) Allows for automatic control of the finished product dimensions, heater temperature 12 and interchangeable snap nozzles 19, gas pressure and vacuum level in pressing chambers 2 and receiving 3, position and speed of piston 7, position, direction and the speed of movement of the carriage 34 of the retention-exhaust system 33 of the extrudable product, thereby controlling the exit speed of the finished product and extrusion of the product to the complete processing of the glass mass of the quartz steel block stem 10.

Демонтаж готовой стержневой заготовки, производится через дверь 26 приемной камеры 3, а трубчатой заготовки через основание 25 камеры прессования с предварительным перемещением каретки 34 системы удержания-вытяжки 33 в верхнее положение.The dismantling of the finished core billet is done through the door 26 of the receiving chamber 3, and the tubular billet through the base 25 of the pressing chamber with the preliminary movement of the carriage 34 of the retention-exhaust system 33 to the upper position.

Claims

1. A device for the manufacture of products from quartz glass, for example tubular or rod blanks, containing a pressing chamber, including a water-cooled and thermally insulated body, inside which a piston extruder is placed, a vertically oriented working cylinder for accommodating the extrudable material interacting with the piston of the extruder, a heating device, extrusion the head, while with the base of the housing of the pressing chamber is paired with a receiving chamber having a water-cooled housing with a system holding-hoods, in addition, the device contains a control system, a cooling system, a temperature control system, characterized in that the working cylinder is mounted on a support made in the form of a hollow support cylinder mounted on the lower base of the pressing chamber housing, the extrusion head is equipped with interchangeable accessories in the form dies and / or dies and mandrels for changing the product range, while the die is mounted on a base plate located between the working and supporting cylinders, the upper part of the mandrel is connected to the system Oh capture of the extrudable product and is installed in the hollow cylinder, and the lower one with a support mounted on the lower base of the receiving chamber body, the pressing chamber housing is connected to the receiving chamber housing by means of a detachable connection, the working and hollow cylinders, as well as the upper part of the mandrel are made of heat-conducting material and equipped with protective screens, in addition, the device is equipped with a high vacuum pumping system that interacts simultaneously with the pressing chamber and receiving chambers, an inert gas supply system, eskontaktnoy laser system for measuring the geometrical dimensions of the finished products.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cylindrical block of quartz glass is used as the extrudable material.

3. The device according to claim 1, characterized in that the heater is made in the form of tungsten rods combined into several sections, equipped with thermocouples and located along the contour of the working and supporting cylinders.

4. The device according to claim 1, characterized in that the interchangeable equipment of the extrusion head is made of molybdenum.

5. The device according to claim 1, characterized in that graphite is used as the heat-conducting material of the working and supporting cylinders, the base plate, the upper part of the mandrel and the gripping system of the extrudable product.

6. The device according to claim 1, characterized in that the working cylinder, the support is in the form of a hollow cylinder, the upper part of the mandrel is made of detachable ring elements provided with clamps.

7. The device according to claim 1, characterized in that the protective screens are made of sheet molybdenum.

8. The device according to claim 1, characterized in that the control system comprises a personal computer and a control panel.

9. The device according to claim 1, characterized in that the device is placed on a flyover equipped with a ladder.