RU222293U1 - Устройство для непрерывного получения труб и стержней из кварцевого стекла с высокой кристаллизационной устойчивостью - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области производства различных изделий из кварцевого стекла в непрерывном цикле, используемых в электронике, фотонике, оптике, солнечной энергетике и радиотехнике. Технический результат заключается в повышении термостойкости получаемого продукта за счет экранирования плавящегося материала, что предотвращает осаждение примесей газовой фазы футеровки. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для непрерывного получения труб и стержней из кварцевого стекла с высокой кристаллизационной устойчивостью имеет плавильно-формирующий тигель с рабочей камерой, футерованной огнеупорным материалом, содержащим двуокись циркония, нагревательные элементы, распложенные вокруг рабочей камеры, питатель, вытяжное устройство. Согласно полезной модели, в рабочей камере установлен защитный экран, расположенный между футеровкой из огнеупорного материала и нагревательными элементами вокруг последних, причем защитный экран выполнен многослойным из листов тугоплавкого материала, расположенных с зазором относительно друг друга. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области производства различных изделий из кварцевого стекла в непрерывном цикле, используемых в электронике, фотонике, оптике, солнечной энергетике и радиотехнике.

Известно устройство для непрерывного получения труб и стержней из кварцевого стекла с высокой кристаллизационной устойчивостью, имеющее плавильно-формирующий тигель с рабочей камерой, футерованной огнеупорным материалом, содержащим окись циркония, нагревательные элементы, распложенные вокруг рабочей камеры, питатель и вытяжное устройство (см. патент RU 167487 U1, опуб., 10.01.2017).

Недостатком данной конструкции является то, что при плавлении кварцсодержащего сырья при температуре Т > 1800°С происходит выделение примесей из огнеупорной футеровки двуокиси циркония (ZrO₂) в виде газовой фазы, которая конденсируется при температуре ниже Т < 1300°С и осаждается на наружной поверхности вырабатываемых труб и стержней в виде тонкой пленки толщиною в доли микрона.

В дальнейшем, при эксплуатации изделий в области температур 1250-1300°С происходит кристаллизация поверхности трубы и стержня, что приводит к невозможности использовать изделие из-за низкой термостойкости высокотемпературной модификации кварца (кристобалита).

Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков.

Технический результат заключается в повышении термостойкости получаемого продукта за счет экранирования плавящегося материала, что предотвращает осаждение примесей газовой фазы футеровки.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что устройство для непрерывного получения труб и стержней из кварцевого стекла с высокой кристаллизационной устойчивостью, имеет плавильно-формирующий тигель с рабочей камерой, футерованной огнеупорным материалом, содержащим двуокись циркония, нагревательные элементы, распложенные вокруг рабочей камеры, питатель, вытяжное устройство, при этом, согласно полезной модели, в рабочей камере установлен защитный экран, расположенный между футеровкой из огнеупорного материала и нагревательными элементами, вокруг последних, причем защитный экран выполнен многослойным из листов тугоплавкого материала, расположенных с зазором один относительно другого. Защитный экран может быть закреплен в обечайке. Обечайки с листами экрана могут быть разделены свободным пространством не менее 5,0 мм. Высота защитного экрана может превышать длину плавильного тигля не менее чем на 25 мм.

Полезная модель поясняется чертежом, где:

1 - плавильно-формирующий тигель;

2 - нагревательные элементы;

3 - огнеупорная футеровка;

4 - защитный экран;

5 - огнеупорная засыпка;

6 - водоохлаждающийся корпус установки;

7 - зона плавления;

8 - токоподводы;

9 - вырабатываемый продукт.

Трубы и стрежни из кварцевого стекла различных диаметров и длин получают методом непрерывной плавки с последующей формировкой стекломассы из плавильного тигля через формующее устройство - дюзу.

Защитный экран 4 состоит как минимум из 2 слоев, скрепленных между собой обечаек, что позволяет существенно снизить тепловой поток от нагревательных элементов 2 на огнеупорную футеровку 3 и увеличивает тепловой поток от нагревательных элементов 2 плавильно-формующего тигля 1, чтобы уменьшить тепловое воздействие на огнеупорную футеровку 3, при нагревании которой происходит осаждение примесей из газовой фазы.

Расстояние между стенками защитного экрана не менее 5,0 мм.

Высота защитного экрана 4 превышает длину плавильно-формующего тигля не менее чем на 25 мм, что исключает осаждение на поверхность стекломассы примесей из газовой фазы, выделяемой из огнеупорной футеровки.

Для изготовления обечаек защитного экрана используют молибден или вольфрам марки ХЧ.

Защитный экран 4 позволяет снизить температуру нагрева огнеупорной футеровки 3, что снижает процесс выделения газовой фазы из примесей футеровки в полость рабочей камеры и одновременно увеличивает тепловой поток от нагревательных элементов к стенке плавильного тигля 1. Это позволяет повысить температуру плавления кварцсодержащего сырья не менее чем на 200°С, что гарантирует полное разрушение кристаллической структуры кварцсодержащего сырья и получение однородной стекломассы.

Полученные при использовании заявленной полезной модели трубы и стержни из кварцевого стекла с высокой кристаллизационной устойчивостью, не содержат в объеме остатков исходные кристаллические структуры.

Таким образом, использование заявленной полезной модели позволяет предотвратить возможность осаждения примесей из газовой фазы на поверхность вырабатываемых изделий из кварцевого стекла, что повышает термостойкость получаемого продукта.

Claims (4)

1. Устройство для непрерывного получения труб и стержней из кварцевого стекла с высокой кристаллизационной устойчивостью, имеющее плавильно-формирующий тигель с рабочей камерой, футерованной огнеупорным материалом, содержащим двуокись циркония, нагревательные элементы, распложенные вокруг рабочей камеры, питатель, вытяжное устройство, отличающееся тем, что в рабочей камере установлен защитный экран, расположенный между футеровкой из огнеупорного материала и нагревательными элементами вокруг последних, при этом защитный экран выполнен многослойным из листов тугоплавкого материала, расположенных с зазором относительно друг друга.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный экран закреплен в обечайке.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что обечайки с листами экрана разделены свободным пространством не менее 5,0 мм.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что высота защитного экрана превышает длину плавильного тигля не менее чем на 25 мм.