Устройство для изготовления кварцевых труб

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспублик и 881018(53)М. Кд,с присоединением заявки Рй С 03 В 23/04 Гааударетванный камнтет(23) Приоритет аа делан изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.Н. Шубин, 10,В. Волков, А.П. Сивка и О.П. ЧервинскаяСаранское производственное обьединение "Свето)ехиика"Государственный научно-исследовательский инст 1 ттуткварцевого стекла и Всесоюзный научно-исследовательский:институт токов высокой частоты им. Вологдина(7 ) Заявители 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1(ВАРЦЕВЫХ ТРУВИзобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию по производствукварцевых труб.Известна индукционная вакууматмосферная тигельная печь для плавки стек 5ла и вытяжки кварцевых труб, содержащая индуктор, корпус из непрозрачногокварцевого стекла, теплоизоляцию,графитовый тигель с дюзой и пуансоном, установленный через графитовуюподставку на водоохлаждаемое основание, графитовый цилиндр, являющийсяпродолжением тигля. При этом графитовые тигель, подставка и цилиндр вы 15полняют функцию нагревателя 11,Недостатком известного устройстваявляется неравномерная температура постекломассе расплавленного блока всредней и верхней его части в периодформования трубы, что не позволяетполучать вырабатываемые трубы с одинаковыми параметрами по геометрии и физическим свойствам стекла, Эти параметры трубы постейенно и непрерывноизменяются при формовании в зависимости от температуры поступающей стекломассы. Неравномерность температурного поля обусловлена тепловыми потерями через верх печи.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для изготовления кварцевых труб, включающее индуктор, теплоизолированный ллавильный тигель и подставку 2.Недостатки этого устройства по качеству вырабатываемых груб заключают - ся в неравномерном температурном поле расплавленной стекломассы в средней и верхней зоне плавильного тигля, в результате чего вырабатываемые трубы в процессе цикла выработки меняют геометрические параметры и физические свойства стекла в зависимости от температуры стекломассы, поступающей в зону формования. Таким образам, вырабатываемые кварцевые трубы на отечест 8810184венном оборудовании из того же исходного материала и той же технологии,по качеству значительно уступают трубам, полученным на оборудовании иностранных фирм.Цель изобретения - повышение качества вырабатываемых труб,Поставленная цель достигается тем,что устройство для изготовления.кварцевых труб, включающее индуктор, теп рлоизолированный плавильный тигель иподставку, снабжено нагревателем, выполненным в виде диска и установленным над плавильным тиглем в зоне индуктора, при этом отношение диаметратигля к диаметру диска составляет0,5-0,9, а расстояние между тиглем идиском к диаметру тигля 0,1-0,6. Такое устройство позволяет осуществитьнад плавильным тиглем тепловую завесу".и создать в плавильной зоне равномерное температурное поле.При нижнем пределе отношение 0,5диаметр нагревательного диска в двараза больше диаметра тигля. При этомсоотношении и нижнем пределе отношения расстояния от нагревательногодиска к диаметру тигля 0,1, нагревательный диск своей плотностью экранирует верхнюю часть тигля от нагревания и дальнейшее уменьшение соотношения диаметра тигля к диаметру дискаприводит к тому, что нагрев верхнейчасти тигля резко уменьшается и температурное поле в тигле искажается.Верхний предел отношений 0,9 вы 35бран из конструктивных соображений,При большем соотношении диаметров,например 1, усложняется конструкцияустройства, Нижний предел отношения40расстояния . между нагревательным диском и тиглем равен 0,1. С уменьшением этого расстояния эффект нагревания верхней торцовой плоскости тигляи нижней плоскости нагревательного45диска уменьшается и в предельномслучае сводится к нулю. Отношение,равное 0,1 - это тот предел, нри котором значение эффекта нагревательного диска практически исчезает, а тигель и нагревательный диск при этомкак бы превращаются в единый тигельс недостатками известной конструкции. Верхний предел отношений 0,6, при этом нагрев диска максимальный, Од како в данном случае увеличиваются тепловые потери в тигле и тепло, выделяемое в нагревательном диске, практически расходуется на компенсациюэтих потерь, При увеличении отношения более чем 0,6, эффект нагревательного диска, как и 11 тепловой завесыверха печи теряется совсем.На чертеже изображено устройствов разрезе.Индуктор 1 с теплоизоляцией 2 установлен на водоохлаждаемом основании 3.Механизм загрузки 4 установлен на рабочей площадке, а на каретке механиз-.ма смонтировано охлаждаемое кольцо 5,на котором установлено теплоизоляционное кольцо 6, графитовая подставка 7 и плавильный тигель 8 с дюзой 9и пуансоном 10, Над тиглем 8 в зонеиндуктора 1 смонтирован нагревательный диск 11. В плавильном тигле 8размещается загрузка - блок 12 кварцевого стекла, из которого и вырабатывается труба 13,Работа устройства заключается вследующем.Графитовый тигель 8 с кварцевым блоком 12, дюзой 9 и пуансоном 10 через теплоизоляцию 6 и графитовую подставку 7 устанавливают на водоохлаждаемое кольцо 5, смонтированное на подвижной каретке механизма загруз - ки 4. При этом выработочный люк водоохлаждаемого кольца 5 закрывают теплоизоляционной пробкой, В таком виде кварцевый блок с тиглем вместе загружают в печь, Включают нагрев, разогревают и расплавляют блок кварцевого стекла. При этом токами высокой частоты разогреваются тигель 8 (цилиндрическая часть в торец), дсза 9, графитовая подставка 7 и графитовый диск 11, При соотношении геометрических размеров д:д = 0,7 и Ь:с) = 0,3, где д = - 200 мм, получено следующее распределение тепловой энергии: в плавильном тигле и дюзе 68%, подставке 12,5% и графитовом диске 19,5%, при этомдиск разогревается как по цилиндрической поверхности, так и по его плоскости, образуя "тепловую завесу" для верхней зоны плавильного тигля.Такое устройство позволяет создать в плавильной зоне расплав с равномерным температурным полем. Далее расплавленную стекломассу через кольцевое отверстие, образованное в нижней части тигля дюзой 9 и пуансоном 10, вырабатывают в виде трубы заданныхразмеров, В связи с тем, что в зонуформования (кольцевое отверстие и15 несколько ниже) стекломасса из емкости тигля поступает с одинаковой темфпературой, то и геометрические размеры трубы (диаметр, толщина стенки)при всех прочих равных усЛовиях, атакже свойства стекла образуемой трубы остаются неизменными по длиневсей трубы, выработанной из данногоблока,Эект изобретения состоит в том,что оно позволяет переработать квар-цевый блок в трубу в одинаковых температурных условиях и получить трубызаданного качества, повысить качествовырабатываемых труб и выход годнойпродукции на 1 кг исходного стеклав блоках,Формула изобретенияУстройство для изготовления кварцевых труб, включающее индуктор, теппоизолированный плавильный тигель иподставку, отличающеесятем, что, с целью повышения качествавырабатываемых труб, оно снабженонагревателем, выполненным в виде диска и установленным над плавильнымтиглем в зоне индуктора, при этом отношение диаметра тигля к диаметру дис"ка составляет 0,5-0,9, а расстояниемежду тиглем и диском к диаметру тигля - 0,1-0,6,Источники ин 4 юрмации,принятые во внимание при экспертизе 1, Справочник по производствустекла, Т, 1, М Госстройиздат,19 бЗ, с. 580.2. Авторское свидетельство СССРиных Редактор П. Заказ 9854/ вич Корректор Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Н, Илоссей Техред Ж,Кастел 7 Тираж 523 ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 3035 Москва ЖРаушс Подписмитета СССРоткрытийая наб, д. Дзятк