玻璃管的制备装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种玻璃管的制备装置及其制备方法。该制备装置包括成形机构、挤压机构和拉制机构，其中，成形机构包括上模具、下模具和加热炉；上模具与下模具的柱形腔体相适配，下模具内设有成形件，用于玻璃管的成形。该制备装置还包括反馈联动机构，用于控制所述的挤压机构和拉制机构，实现挤压速率和拉制速率的反馈联动。该制备方法包括：先将物料进行热处理使其软化，然后进行挤压，经退火后，进行拉制，得到玻璃管。本发明专利技术制备的玻璃管具有尺寸精度高、圆度高和直线性好的优点，外径偏差±0.05mm，内径偏差±0.05mm；通过更换模具，可挤拉不同尺寸和形状的玻璃管、玻璃棒等。

【技术实现步骤摘要】
玻璃管的制备装置及其制备方法
本专利技术涉及玻璃管制备
，特别是涉及一种玻璃管的制备装置及其制备方法。
技术介绍
玻璃管以其独特结构和性能而备受关注，应用广泛，如太阳能集热管、冷凝管、玻璃管仪器、封装精细管等。目前，玻璃管制备技术主要有两种，直接成型和二次拉制成型。其中直接成型是采用机械拉管技术从玻璃熔体直接拉制出不同尺寸的玻璃管，该技术主要用于拉制大口径、轴对称的玻璃管，而且易于实现工程化，但存在制品尺寸精度低、工艺复杂、设备投资大等问题。二次拉制成型是在预制管的基础上通过加热使其软化后进行二次拉制，主要用于精度要求高、多品种小批量制品。由于预制管表观质量(如气泡、条纹和垂直度等)和尺寸精度极大影响二次拉制精度，故二次拉制技术应用和推广受到限制。如何摆脱预制管尺寸限制，进行高效制备高精度玻璃管成为玻璃制造领域亟待突破的关键技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种玻璃管的制备装置及其制备方法，所要解决的技术问题是提高玻璃管的尺寸精度，可成形多品种、小批量的玻璃管，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种玻璃管的制备装置，包括：成形机构和挤压机构，其中，所述成形机构包括上模具、下模具和加热炉；所述下模具包括上段的柱形腔体和下段的倒锥形腔体；所述柱形腔体与所述倒锥形腔体相通；所述倒锥形腔体在锥尖处设有开孔；所述上模具包括平板部，所述平板部可放入所述下模具的柱形腔体内，所述平板部的所在的水平面垂直于所述柱形腔体的轴线，且与所述柱形腔体相适配；所述下模具的倒锥形腔体内设置有成形件，所述成形件用于玻璃管的成形；所述成形件与所述倒锥形腔体的内侧壁连接，所述成形件的底面与所述下模具的底端平齐，且位于所述开孔内；所述下模具位于所述加热炉内；所述挤压机构用于对所述的成形机构的上模具施挤压力。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的制备装置，其中所述成形件为锥体、柱体或锥台体。优选的，前述的制备装置，其中所述挤压机构包括挤压导轨和与所述挤压导轨连接的挤压件；所述挤压导轨为相对设置的两个带轨道的机架，所述挤压件设置于所述两个带轨道的机架之间。优选的，前述的制备装置，其中还包括：拉制机构，所述拉制机构位于所述加热炉下方；所述拉制机构包括：动力装置和至少一组牵引履带；其中，所述一组牵引履带由两条在相对设置的牵引履带组成，每一组牵引履带之间形成预设的通道，所述通道用于容纳玻璃管通过；所述动力装置与所述至少一组牵引履带连接，所述动力装置驱动所述至少一组牵引履带沿预设方向转动，用于牵引玻璃管垂直向下移动。优选的，前述的制备装置，其中还包括：反馈联动机构，用于控制所述的挤压机构和拉制机构，实现挤压速率和拉制速率的反馈联动，保持挤压和拉制的稳定。优选的，前述的制备装置，其中所述下模具内表面的粗糙度小于0.08微米；所述成形件外表面的粗糙度小于0.08微米。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种玻璃管的制备方法，包括：将物料置入下模具内；将上模具放在所述物料上部；控制加热炉的内部温度，使所述物料软化；对软化后的所述物料进行挤拉，形成玻璃管。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的制备方法，其中所述的对软化后的所述物料进行挤拉的步骤包括：启动反馈联动机构，使挤压机构和拉制机构保持均匀的挤压速率和拉制速率，进行挤压和拉制，其中，所述挤压的条件为：挤压压力≤150MPa，挤压速率≥0.1mm/min；或，所述拉制的条件为：玻璃管的拉制速率≥1mm/min。优选的，前述的制备方法，其中所述的控制加热炉的内部温度为三段控温：第一段控温为升温，用于所述物料的预热，其中，升温速率≤2℃/min，最高温度＜玻璃软化点Ts；第二段控温为恒温，用于所述物料的软化，其中，恒温温度比玻璃软化点Ts高20-60℃；第三段控温为降温，用于所述玻璃管的退火，其中，降温梯度≤20℃/cm。优选的，前述的制备方法，其中所述物料为玻璃预制棒、玻璃预制管或玻璃预制块。借由上述技术方案，本专利技术一种玻璃管制备装置及其方法至少具有下列优点：1、本专利技术的制备方法包括玻璃原料的预处理、挤压和拉制；通过反馈联动机构控制所述的挤压机构和拉制机构，实现挤压速率和拉制速率的反馈联动，保持挤压和拉制的稳定，其挤压压力≤150MPa，挤压速率≥0.1mm/min，精度优于0.01mm/min，玻璃管拉制速率≥1mm/min，精度优于0.1mm/min。这种挤压和拉制相互配合的方法对玻璃预制棒的要求简单，不必对玻璃预制棒进行抛光处理，只需要细磨即可得到尺寸精度高的玻璃管。同时，本专利技术的制备方法使成形的玻璃管具有较高的尺寸精度，外径偏差±0.05mm，内径偏差±0.05mm。表观质量检测表明：制备的玻璃管具有圆度高和直线性好的优点，无微裂纹、气泡、气线和划伤等缺陷，玻璃管的成品率可以提高8％。2、本专利技术的制备装置包括成形机构、挤压机构、拉制机构和反馈联动机构，可以灵活、方便地更换模具，适合制备多品种小批量特种玻璃管，基于该制备装置的挤拉方法可挤拉不同尺寸、形状的玻璃管，也可挤拉玻璃棒等，丰富了玻璃管的制备方法。同时该制备装置属于间歇式生产，操作简单，避免了大型设备投资，节约了能源和投资成本。下模具的倒锥形腔体与锥体的配合使用使物料更容易挤拉形成需要的玻璃管，下模具的开孔的形状和大小决定成形玻璃管内壁横截面的形状和大小，成形件的底面的形状和大小决定成形玻璃管的内壁横截面的形状和大小，开孔与成形件底面之间的缝隙即为玻璃管的壁厚，本专利技术的制备装置可以根据需要，灵活、方便地更换模具，因此，可挤拉不同尺寸、形状的玻璃管，可成形管径较小的玻璃管，形状可以为圆柱，也可为多棱柱；改变成形件的结构或者不加成形件，本专利技术的制备装置也可挤拉成形所需的玻璃棒。由于反馈联动机构实现挤压速率和拉制速率的反馈联动，保持挤压和拉制的稳定，使成形的玻璃管的管壁较薄且均匀。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种玻璃的制备装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种玻璃的制备装置的下模具的结构示意图。1挤压导轨，2上模具，3第一密封塞，4加热炉体，5出气口，6玻璃预制料，7下模具，8发热体，9成形件，10进气口，11拉制机构，12截管器，13支架，14玻璃管，15挤压件，16第二密封塞，17基座，18开孔，19中轴线。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种玻璃管制备装置及其方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。在专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃管的制备装置，其特征在于，包括：成形机构和挤压机构，其中，所述成形机构包括上模具、下模具和加热炉；所述下模具包括上段的柱形腔体和下段的倒锥形腔体；所述柱形腔体与所述倒锥形腔体相通；所述倒锥形腔体在锥尖处设有开孔；所述上模具包括平板部，所述平板部可放入所述下模具的柱形腔体内，所述平板部的所在的水平面垂直于所述柱形腔体的轴线，且与所述柱形腔体相适配；所述下模具的倒锥形腔体内设置有成形件，所述成形件用于玻璃管的成形；所述成形件与所述倒锥形腔体的内侧壁连接，所述成形件的底面与所述下模具的底端平齐，且位于所述开孔内；所述下模具位于所述加热炉内；所述挤压机构用于对所述的成形机构的上模具施挤压力。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃管的制备装置，其特征在于，包括：成形机构和挤压机构，其中，所述成形机构包括上模具、下模具和加热炉；所述下模具包括上段的柱形腔体和下段的倒锥形腔体；所述柱形腔体与所述倒锥形腔体相通；所述倒锥形腔体在锥尖处设有开孔；所述上模具包括平板部，所述平板部可放入所述下模具的柱形腔体内，所述平板部的所在的水平面垂直于所述柱形腔体的轴线，且与所述柱形腔体相适配；所述下模具的倒锥形腔体内设置有成形件，所述成形件用于玻璃管的成形；所述成形件与所述倒锥形腔体的内侧壁连接，所述成形件的底面与所述下模具的底端平齐，且位于所述开孔内；所述下模具位于所述加热炉内；所述挤压机构用于对所述的成形机构的上模具施挤压力。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述成形件为锥体、柱体或锥台体。3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述挤压机构包括挤压导轨和与所述挤压导轨连接的挤压件；所述挤压导轨为相对设置的两个带轨道的机架，所述挤压件设置于所述两个带轨道的机架之间。4.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，还包括：拉制机构，所述拉制机构位于所述加热炉下方；所述拉制机构包括：动力装置和至少一组牵引履带；其中，所述一组牵引履带由两条在相对设置的牵引履带组成，每一组牵引履带之间形成预设的通道，所述通道用于容纳玻璃管通过；所述动力装置与所述至少一组牵引履带连接，所述动力装置驱动所述至少一组牵引履带沿预设方向转动，用于牵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍行，祖成奎，许晓典，张超，何坤，赵慧峰，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11