一种多出料口连续电熔石英炉及其应用的制作方法

1.本发明涉及石英制造生产领域，具体地，涉及一种多出料口连续电熔石英炉及其应用。


背景技术：

2.现有石英管棒连熔炉仅有一出料口进行下料(见图1
‑
2)，一台连熔炉实时只能实现生产单一的一种产品，如果要同一时间实现多种产品同时生产，只能进行重新设计并安装其它的熔炉进行点火生产，连熔炉的安装及点火成本较高；同时由于一台连熔炉只有一套成型装置，生产石英管或棒因成型速度快，无对应牵引装置可满足其流量，其产能只能达到熔炉实际产能的60％，使得石英管棒的生产效率极低及生产规格灵活性差。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供一种多出料口连续电熔石英炉及其应用，通过设置不同规格的出料口，实现同时生产多种产品，在提高其产品生产灵活性的基础上，增加了牵引装置的设置，提升了石英管棒的生产效率，降低了熔炉的制造、安装及点火成本。
4.在本发明的第一方面，提供一种多出料口连续电熔石英炉，包括：炉盖、炉体、坩埚、加热装置、牵引装置；其中，
5.所述炉盖设置在所述炉体顶部，所述炉盖设有加料装置，用于石英原料的添加；
6.所述坩埚设置在所述炉体内部，所述坩埚底部设置有2个以上的出料口；
7.所述加热装置设在所述炉体与所述坩埚之间；
8.所述牵引装置位于所述炉体下方，所述牵引装置对应所述出料口设置有多组，所述牵引装置包括：水平牵引装置和垂直牵引装置，用于牵引成型石英管/棒并将所述石英管/棒匀速拉出；所述水平牵引装置由方向转变装置将所述石英管垂直牵引转变为所述石英管水平牵引。
9.进一步的，所述石英炉还包括芯杆；所述芯杆设于所述坩埚内，上端伸出所述炉盖，下端连接有固定连接或可拆卸的成型器。
10.进一步的，所述芯杆与所述出料口一一对应设置生产所述石英管/棒。
11.进一步的，述芯杆为中空管状，其上端与通气装置连接，用于向所述成型器输送气体。
12.进一步的，所述成型器位于所述出料口内部，且与所述出料口同心设置；所述成型器与所述出料口之间的空隙，形成成型出料口。
13.进一步的，所述炉盖设有芯杆通孔、调偏装置、芯杆固定装置；其中，
14.所述芯杆通孔与所述芯杆一一对应设置且容纳所述芯杆；
15.所述调偏装置与所述芯杆连接，用于传动调整与所述芯杆底部连接的所述成型器在所述出料口内的位置；
16.所述芯杆固定装置用于固定所述芯杆。
17.进一步的，所述加热装置包括保温层和加热器；所述保温层设在所述坩埚与所述炉体之间；所述加热器设置在所述坩埚与所述保温层之间。
18.进一步的，所述石英炉还包括冷却装置；所述冷却装置位于所述出料口下方，用于石英管/棒的冷却定型。
19.在本发明的第二方面，提供一种多出料口连续电熔石英炉的应用，利用所述连续电熔石英炉生产石英管/棒。其具体的应用作业过程为：
20.在作业生产石英管时，利用炉体支架将炉体固定；开启加热装置进行石英炉预热；通过调偏装置进行芯杆底部成型器的调整，并利用芯杆固定装置将成型器固定在出料口的中心位置；将芯杆上端的通气装置打开进行通气；将石英原料通过炉盖上的加料口加入坩埚中进行熔融；熔融后的石英料通过环形出料口流出，环形石英管在气体的作用下保持管状，经过炉口的冷却装置后冷却定型，通过炉体下方的牵引装置牵引而出形成石英管。
21.在作业生产石英棒时，与上述生产石英管的工艺基本相同，区别在于：一、在石英炉具有芯杆及其一系列成型组件时：在生产时，关闭通气装置，芯杆底部成型器没有气体作用，这样从环形出料口流出的熔融石英料会在自身粘度的作用下汇合到一起，形成石英管；二、在石英炉不具有芯杆及其一系列成型组件时：熔融的石英料从无成型器的出料口处流出即可形成石英棒。
22.上述石英炉可以根据生产需要，进行多个石英管、多个石英棒的生产，还可以同时组合生产多个石英管和石英棒的生产。当组合生产时，只需将坩埚底部的出料口更换为组合出料口，对应设置或取消相应的芯杆及成型器即可。
23.与现有技术相比，本发明具有以下优点：根据生产石英管、棒的产品及熔炉型号大小，设计相应规格的出料口数量、成型器及对应的牵引装置，由于多出料口的设计，一台熔炉可同时生产几种规格的管或几种规格的棒，也可以石英管及石英管棒同时生产，使得熔炉的生产规格范围广，适用性强；由于多组的配套牵引装置的设计，拉制的产品产量不受拉速的限制，大大提升了熔炉的效率。
24.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
25.结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
26.图1为一种现有的单出料口连续电熔石英炉的结构示意图；
27.图2为图1提供的石英炉单出料口结构示意图；
28.图3为本发明提供的一种多出料口连续电熔石英炉的结构示意图；
29.图4为图3中石英炉生产石英管/棒的双出料口结构示意图；
30.图5为图3中石英炉生产石英管/棒的三出料口结构示意图；
31.图6为图3中石英炉生产石英棒的多出料口结构示意图；
32.图7为图3中石英炉生产石英管和石英棒的组合出料口结构示意图。
33.其中，图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
34.1炉盖、2炉体、3坩埚、4芯杆、41成型器、5出料口、6冷却装置、7牵引装置、7
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1竖直牵引装置、7
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2水平牵引装置、7
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3方向转变装置、8偏调装置、9电极、10加热器、11高温砖、12保温砂、13炉体支架。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
37.本发明提供一种多出料口连续电熔石英炉及其应用，通过设置不同规格的出料口，实现同时生产多种产品，在提高其产品生产灵活性的基础上，增加了牵引装置的设置，提升了石英管棒的生产效率，降低了熔炉的制造、安装及点火成本。
38.参照图3至图7来描述本发明的第一方面，提供一种多出料口连续电熔石英炉，包括：炉盖1、炉体2、坩埚3、加热装置、牵引装置7；其中，
39.所述炉盖1设置在所述炉体2顶部，所述炉盖1设有加料装置，用于石英原料的添加；
40.所述坩埚3设置在所述炉体2内部，所述坩埚1底部设置有2个以上的出料口5；
41.所述加热装置设在所述炉体2与所述坩埚3之间；
42.所述牵引装置7位于所述炉体2下方，所述牵引装置7对应所述出料口5设置有多组，所述牵引装置7包括：水平牵引装置7
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2和垂直牵引装置7
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1，用于牵引成型石英管/棒并将所述石英管/棒匀速拉出；所述水平牵引装置7
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2由方向转变装置7
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3将所述石英管垂直牵引转变为所述石英管水平牵引。
43.在上述实施例中，所述牵引装置7数量可以根据出料口的多少一一对应设置。水平和垂直的牵引装置方式可以根据具体产品的规格和性质进行单独或组合设计，保证了多规格石英管/棒的质量。
44.在上述实施例中，所述冷却装置6采用温度骤低的设备将成型的石英管/棒进行冷却定型，以防在牵引过程中的变形和扭曲。此温度骤低的设备可以采用水冷、气冷等设备，在冷却定型石英管/棒的同时降低炉口温度，具有保护炉口增加使用寿命的作用。
45.在上述实施例中，所述石英炉还包括芯杆4；所述芯杆4设于所述坩埚3内，上端伸出所述炉盖1，下端连接有固定连接或可拆卸的成型器41。其芯杆与成型器可以是一体成型，也可以通过焊接、铆接等固定连接方式，还可以是通过螺丝、卡扣等进行可拆卸连接。
46.在上述实施例中，所述芯杆4与所述出料口5一一对应设置生产所述石英管/棒。在生产石英管时，如图3至图5所示，需要在出料口处设置芯杆和成型器；在生产石英棒时，如图6所示，则不配置芯杆，石英料直接从出料口流出形成实心石英棒；在组合生产石英管和石英棒时，如图7所示，可以根据需要配置芯杆和成型器的数量，此种设计是为了增加灵活性，减少点炉次数。
47.在上述实施例中，述芯杆4为中空管状，其上端与通气装置连接，用于向所述成型器41输送气体。连通气体时，利用气体的力量保持所述成型出料口流出的石英料形成空心石英管；不连通气体时，所述成型出料口流出的石英料因自身的粘合特性会汇合形成实心石英棒。如果只生产石英棒，在条件允许的情况下，如图6所示，无需配置芯杆和成型器。
48.在上述实施例中，所述成型器41位于所述出料口5内部，与出料口同心设置；所述成型器41与所述出料口5之间的空隙，形成成型出料口。成型器和出料口的空隙形状可以根据石英产品的形状进行变化，如四边形、椭圆、三角形等其他形状的空隙。
49.在上述实施例中，所述炉盖1设有芯杆通孔、调偏装置8、芯杆固定装置；其中，
50.所述芯杆通孔与所述芯杆4一一对应设置且容纳所述芯杆4；
51.所述调偏装置8与所述芯杆4连接，用于传动调整与所述芯杆底部连接的所述成型器41在所述出料口5内的位置；其偏调装置，可多方位调整所述芯杆的位置，从而传动调整芯杆底端的成型器，以解决石英管的偏壁问题。因为在生产过程中由于各种原因，芯杆会微动造成石英管的偏壁，此时微调调偏装置，使芯杆底端的成型器位于出料口中心位置。
52.所述芯杆固定装置用于固定所述芯杆4；保证所述芯杆在所述坩埚中及其底部的成型器与所述出料口的相对位置保持稳定。
53.在上述实施例中，所述加热装置包括保温层和加热器10；所述保温层设在所述坩埚3与所述炉体2之间，保温层可设置为高温砖11和保温砂12；所述加热器10设置在所述坩埚2与所述保温层之间，可采用加热网做加热器，与外置电极9相连进行加热；外置电极9贯穿炉体内的保温层与加热网相连。
54.在上述实施例中，所述石英炉还包括冷却装置6；所述冷却装置6位于所述出料口5下方，用于石英管/棒的冷却定型。所述冷却装置采用能实现温度骤低的设备将成型的石英管/棒进行冷却定型，以防在牵引过程中的变形和扭曲。此温度骤低的设备可以是水冷、气冷等设备，在冷却定型石英管/棒的同时降低炉口温度，具有保护炉口增加使用寿命的作用。
55.参照图3至图7来描述本发明的第二方面，提供一种多出料口连续电熔石英炉的应用，利用所述连续电熔石英炉生产石英管/棒。其具体的应用作业过程为：
56.在作业生产石英管时，利用炉体支架13将炉体2固定；开启加热装置进行石英炉预热；通过调偏装置8进行芯杆4底部成型器41的调整，并利用芯杆固定装置将成型器41固定在出料口5的中心位置；将芯杆4上端的通气装置打开进行通气；将石英原料通过炉盖1上的加料口加入坩埚3中进行熔融；熔融后的石英料通过环形出料口流出，环形石英管在气体的作用下保持管状，经过炉口的冷却装置6后冷却定型，通过炉体下方的牵引装置7牵引而出形成石英管。
57.在作业生产石英棒时，与上述生产石英管的工艺基本相同，区别在于：一、在石英炉具有芯杆及其一系列成型组件时，如图3至图5所示，在生产时，关闭通气装置，芯杆4底部成型器41没有气体作用，这样从环形出料口流出的熔融石英料会在自身粘度的作用下汇合到一起，形成石英管；二、在石英炉不具有芯杆及其一系列成型组件时，如图6所示，熔融的石英料从无成型器的出料口5处流出即可形成石英棒。
58.上述石英炉可以根据生产需要，进行多个石英管、多个石英棒的生产，还可以同时组合生产多个石英管和石英棒的生产。当组合生产时，只需将坩埚底部的出料口更换为组
合出料口，对应设置或取消相应的芯杆及成型器即可，如图7所示。
59.本发明的石英炉与现有石英炉技术的石英管/棒的规格生产能力的测试：见表1。
60.表1：本发明的石英炉与现有石英炉技术的石英管/棒的规格生产能力对比表(单位：mm)
[0061][0062]
从表1可以看出本发明的一台石英炉的规格生产范围更广，可以进行多种产品兼容生产，避免现有技术中需要多台石英炉才能生产表1中的多个规格产品的问题，从而大大降低了石英炉点炉的高额成本费用。
[0063]
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0064]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0065]
以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。