專利名稱：透明石英玻璃厚壁管制造方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于透明石英玻璃管的制法，特別適用于透明石英玻璃厚壁管的制造。
據出國技術考察了解，目前用水晶粉為原料制造透明石英玻璃厚壁管有兩種典型方法其一為聯邦德國赫爾勞斯石英公司的方法，該方法是先用氫氧火焰將水晶粉熔制成直徑100毫米的石英棒，再將石英棒送入電阻爐中加熱，通過模具擠壓成厚壁管。其二為法國石英公司的方法，該方法是先用高頻等離子體火焰將水晶粉熔化，沉積在一根石英玻璃芯管上，然后用金剛石鉆頭將芯管鉆去，形成厚壁石英管。
上述兩種方法均需要二次成型，能耗較大，設備投資高。法國石英公司的方法還要消耗昂貴的金剛石鉆頭。
本發(fā)明的目的在于簡化生產工藝，降低能耗，采用一次加熱方法，制作透明石英玻璃厚壁管。
本發(fā)明是以水晶粉為原料，在氫氧火焰爐中，用一次加熱立式熱頂成型方法，制作透明石英玻璃厚壁管，其制作過程如圖所示，在熔爐(3)內裝入具有拋物面拱頂的耐火爐膛(4)，熔爐(3)的左邊為熱電偶(11)，右邊為觀察孔(5)，熱電偶的輸出電勢由溫度顯示記錄儀(10)接收，升降機(12)可帶動升降卡緊裝置(13)作升降運動，在升降卡緊裝置(13)內部有電動機，可帶動主軸旋轉。制作透明石英玻璃厚壁管時，首先向燃燒器(2)中通入氫氣和氧氣并點燃，然后將予先制備好的石英玻璃底托(6)裝到升降卡緊裝置(13)的卡盤(8)上，底托內有石墨頂桿(7)直徑為75毫米，頂桿下方有支撐桿(9)，并令底托以20轉/分的速度旋轉，待底托頂部升到觀察孔處時停止上升，逐漸加大氫氧氣流量，提高熔爐溫度，經過兩小時后爐溫升到1500℃，即可將振動送粉器(1)中的水晶粉送入氫氧燃燒器(2)，水晶粉的料度為100～150目，送粉量為1公斤/小時，從觀察孔可看到在底托頂部熔積出園錐狀透明石英玻璃體，當爐溫升到1600℃時保溫，并令底托以均勻的速度緩慢下降，下降速度為0.2-0.4毫米/分，為了制得外徑勻整的厚壁管，必須嚴格控制氫氧氣壓力、流量、爐溫、送粉速度，和底托的下降速度恒定。
改變底托的下降速度即可改變厚壁管的外徑，而改變石墨頂桿(7)的直徑即可改變厚壁管的內徑，厚壁管的生長速度約為0.8公斤/小時，制造一根外徑160毫米，內徑75毫米，長度1000毫米的厚壁管約需50小時。
用本發(fā)明方法制成的透明石英玻璃厚壁管，其制品的尺寸范圍是外徑150～200毫米，內徑50～80毫米，長度為500～1500毫米。這種厚壁管可作為制造光導纖維用石英包皮管的坯材，也可用于制造其他透明石英玻璃管。
本發(fā)明的熔爐，系采用具有拋物面拱頂的耐火爐膛，拋物面母線之焦點設計在粉料熔化區(qū)中心，此種型式的爐膛比直園筒形爐膛可節(jié)約氫氧氣20%左右。
實施例用本發(fā)明的方法制作一根外徑160毫米，內徑75毫米，長700毫米的透明石英玻璃厚壁管，得料率為83%，底托下降速度為0.35毫米/分，熔制時間36小時，氫氣耗量22標準立方米/小時，氧氣耗量11標準立方米/小時。
本發(fā)明具有設備簡單，節(jié)省能耗，不需要二次成型，不用金剛石鉆頭等優(yōu)點。


1.-振動送粉器2.-氫氧燃燒器3.-熔爐4.-耐火爐膛5.-觀察孔6.-底托7.-石墨頂桿8.-卡盤9.-支撐桿10.-溫度顯示與記錄儀11.-熱電偶12.-升降機13.-升降卡緊裝置
權利要求
1.用氫氧火焰將水晶粉熔制成透明石英玻璃，再二次加工成厚壁管，本發(fā)明的特征是利用立式中心石墨頂桿一次熱頂成型方法，將水晶粉熔積在底托上，使底托以0.2～0.4毫米/分的速度勻速下降，制作外徑150～200毫米，內徑50～80毫米，長度500～1500毫米的透明石英玻璃厚壁管，改變石墨頂桿直徑，可以改變厚壁管內徑，改變底托下降速度，可以改變厚壁管外徑。
2.如權利要求1的方法，其特征在于采用具有拋物面拱頂的耐火爐膛的熔爐，并使拋物面母線焦點位于熔化區(qū)中心，從而取得節(jié)能效果。
全文摘要
本發(fā)明是以水晶粉為原料，在氫氧火焰爐中，利用立式中心石墨頂桿一次熱頂成型方法，制作外徑150～200毫米、內徑50～80毫米、長度500～1500毫米的透明石英玻璃厚壁管，這種厚壁管可作為制造光導纖維用石英包皮管的坯料，也可用于制造其他透明石英玻璃管。
文檔編號C03B20/00GK1031067SQ8710372
公開日1989年2月15日 申請日期1987年5月27日 優(yōu)先權日1987年5月27日
發(fā)明者劉連城, 莊心安, 劉學峰, 黃惟紅, 晉學杰 申請人:國家建筑材料工業(yè)局建筑材料科學研究院石英玻璃研究所