一种半导体光纤用石英玻璃生产装置及其工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体光纤制造技术领域，具体涉及一种半导体光纤用石英玻璃生产装置及其工艺；半导体光纤用石英玻璃生产机包括机架和电机，电机固定安装在机架一侧；机架下方固定安装有成型吹制机构，成型吹气机构包括陶瓷颈坯模具、导气元件、滑动导轨套、冲压杆、导向槽、弹簧、泄压孔、控制销和旋转开合组件；本发明专利技术通过设计成型吹制机构，使原本冲压塑形、吹制定制和退火处理三个工艺流程在一个机构上完成，只需要对成型吹制机构进行定期检查从而减小了后期维护难度；灵活性好，使得三个连续的工艺流程都在成型吹制机构内完成，减少了资源消耗；提高了工作效率，在避免使用机械臂等手段将石英玻璃半成品进行设备间转移从而实现不同的工艺流程。同的工艺流程。同的工艺流程。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体光纤用石英玻璃生产装置及其工艺


[0001]本专利技术涉及半导体光纤制造
，具体涉及一种半导体光纤用石英玻璃生产装置及其工艺。

技术介绍

[0002]科技发展日新月异，半导体行业已经成为新世纪的主流支柱科技行业，其中半导体光纤更是被广泛应用在医疗、通讯、航空航天等领域，半导体光纤的原材料主要是高纯度的石英玻璃，对其进行拉丝加工从而得到光纤使用在各个领域实现数据快速传输。
[0003]现有的半导体光纤用石英玻璃生产工艺，需要对高纯度石英砂和配料进行高温熔化后形成的液态石英玻璃进行冲压塑形、吹制定型和退火处理三个工艺流程才可以完成石英玻璃成品的生产，这套传统工艺需要三套定制的设备进行流水线工作，退火处理可以使用自然冷却和风冷降温两种处理方式，吹制成型的过程中需要使用到高压的惰性气体，将高压的惰性气体通过冲压塑性后的装置加注进设备，再将惰性气体收集起来实现对石英玻璃的退火处理，可以避免传统工艺需要使用的定制的设备投资成本高、专一性较强、后期维护难度大且灵活性较差的缺点。
[0004]实践中亟待提供一种能克服上述缺陷的新型半导体光纤用石英玻璃生产装置及其工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是至少解决现有技术中存在的缺点：现有的半导体光纤用石英玻璃生产装置结构较为复杂，导致半导体光纤用石英玻璃生产工艺流程较为冗杂，冲压塑形、吹制定型和退火处理这三个工艺步骤需要特定的设备进行，导致现有的工艺流程整体步骤较多，时间较慢，每个步骤之间只能依靠机械手和传动带进行串联，浪费了大量的人力物力。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]现有的半导体光纤有石英玻璃生产设备一般包括冲压机、压缩气体吹制机和退火炉，这三种机器依次对石英玻璃进行冲压塑性、吹制成型和退火处理三个工艺流程，但是其设备专一性较强，相互之间没有合适的连接方法，一般采用机械手进行辅助运输，加大了成本投入且增加了不必要的工艺流程；本专利技术通过设置一种半导体光纤用石英玻璃生产装置，所述半导体光纤用石英玻璃生产装置包括机架和电机，所述电机固定安装在所述机架一侧；所述机架下方固定安装有成型吹制机构，安装方式设置为钎焊和螺栓固定，所述成型吹制机构为半导体光纤用石英玻璃流水线生产中的一环用于将液态玻璃在成型吹制机构中即可实现冲压塑性、吹制成型和冷却退火三个步骤从而制成半导体光纤用石英玻璃成品，通过吹制成型机构即可实现将液态的石英玻璃直接制成石英玻璃成品，减少了多余设备的使用，避免了后期维护设备较多、灵活性较差的缺点；所述成型吹气机构上方固定安装有动力供气机构，所述电机输出端固定安装在所述动力供气机构上，安装方式设置为螺纹连接和焊接，所述动力供气机构在电机的带动下通过双齿轮啮合转动原理和偏心轮运转原
理从而对所述成型吹制机构进行周期性推动升起实现每个半导体光纤用石英玻璃的成型工艺流程，所述动力供气机构是为了辅助所述定型吹制机构而设计，可以实现在冲压塑形的工艺流程中对所述定制吹制机构提供动力支持，在吹制定型和冷却退火的过程中提供气体供给
[0008]为了更好地实现工艺要求，达到中国国家标准GB/T
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2016中对于尺寸偏差、外观质量、杂质元素含量、抗析晶性、热变色性以及应力的要求，本专利技术对所述成型吹制机构内部结构进行设计如下：所述成型吹气机构包括陶瓷颈坯模具、导气元件、滑动导轨套、冲压杆、导向槽、弹簧、泄压孔、控制销和旋转开合组件；所述陶瓷颈坯模具设置为对称的两个配合使用，陶瓷具有耐高温耐腐蚀的性质特点，在石英玻璃的制备中有很大的用处，且陶瓷的加工工艺较为成熟，成本较低，使用陶瓷作为模具的材料可以进一步控制成本从而达到大批量生产的商业目的；其内部有用于开设成型所述半导体光纤用石英玻璃上的定位槽和保护槽的凸起部分，所述凸起部分两侧设置有45
°
的倒角是为了在制造光纤过程中进行定位，其倒角的公差根据中国国家标准GB/T
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2016中表1的尺寸偏差设置为
±1°
；
[0009]进一步的，在冲压塑形和冷却退火的过程中，所述导气元件和所述陶瓷颈坯模具通过键槽配合用于形成密封环境使得所述液体玻璃在其中冷却退火；所述滑动导轨套和所述冲压杆滑动连接在所述动力供气机构的推动下实现克服所述弹簧弹性力从而向下配合所述陶瓷颈坯模具对所述液态石英玻璃进行冲压塑形。
[0010]在冲压塑性的工艺步骤中，要求所述冲压杆下端为平面，但是在吹制成型以及冷却退火的工艺步骤中，要求冲压杆下方对所述陶瓷颈坯模具内部的密闭空间进行气体输送才可以实现工艺要求，本专利技术通过设计旋转开合组件来解决这个问题，并设置一些辅助机构对其进行合理控制，保证工艺流程进行；所述冲压杆上开设有所述导向槽，所述导向槽设置为流线型，所述导向槽用于配合固定安装在所述滑动导轨套上的控制销通过销槽配合从而使得所述冲压杆在推动的过程中可以实现旋转从而对所述冲压杆顶端固定安装的旋转开合组件进行控制；所述泄压孔开设在所述滑动导轨套侧面底端，其用于当所述滑动导轨套内部气压过高时进行排放气体，进一步保证成型吹气机构的使用稳定性延长其使用寿命。
[0011]针对退火冷却这一十分重要的工艺步骤，通过缓慢加注惰性气体对其进行退火处理，因为在退火过程中需要避免与空气发生接触，否则会发生氧化反应从而影响材料性能导致成品不合格，尽可能加大石英玻璃半成品与流通空气的接触面积从而加快退火时间，加快工作效率；所述导气元件上方环形开设通孔用于对所述陶瓷颈坯模具内部密闭空间的气体进行收集，其下端环形设置有通气销，所述通气销用于和所述陶瓷颈坯模具下方开设的通气槽进行紧密配合从而将收集起来的气体输入进所述陶瓷颈坯模具内开设的螺旋形气体流道内对所述陶瓷颈坯模具内部空间进行退火处理，通过这种设计可以实现对石英玻璃半成品内外同时进行退火处理，保证内外性质一致，提高成品合格率。
[0012]前文中提到所述旋转开合组件用于在所述冲压杆的带动下实现自适应控制，当冲压杆在冲压塑性时，旋转开合组件关闭，需要对所述陶瓷颈坯模具内部密闭空间进行吹制时，所述旋转开合组件开启并提供气体；所述旋转开合组件包括圆环转盘、限位滑槽、固定板、滑动销、固定键和阀门元件，所述固定板固定安装在所述冲压杆下方并开设有用于气体流通地通孔，所述圆环转盘旋转安装在所述固定板外侧其上方开设有限位滑槽，所述阀门
元件一端通过所述固定键固定安装在所述固定板上，所述阀门元件另一端设置有滑动销用于在所述限位滑槽内运动从而使得在所述冲压杆旋转带动所述阀门元件可以绕所述固定键进行旋转完成对于所述固定板的开关控制。
[0013]在冲压塑形的工艺步骤中，所述冲压杆进行旋转可以减小底部的压力，将液态石英玻璃推挤向两侧从而改善加工质量，提高加工效率，旋转冲压成形可以减少所述冲压杆在加工过程中的接触时间和接触面积，从而减小工具磨损增加使用寿命；所述定位销滑动配合所述导向槽可以实现在所述冲压杆被所述动力供气机构推本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体光纤用石英玻璃生产装置，所述半导体光纤用石英玻璃生产装置包括机架(1)和电机(2)，所述电机(2)固定安装在所述机架(1)一侧；其特征在于，所述机架(1)下方固定安装有定型吹制机构(3)，所述定型吹制机构(3)为半导体光纤用石英玻璃流水线生产中的一环用于将液态玻璃在定型吹制机构(3)中即可实现冲压塑形、吹制成型和冷却退火三个步骤从而制成半导体光纤用石英玻璃成品(5)；所述定型吹制机构(3)上方固定安装有动力供气机构(4)，所述电机(2)输出端固定安装在所述动力供气机构(4)上，所述动力供气机构(4)在电机(2)的带动下通过双齿轮啮合转动原理和偏心轮运转原理从而对所述定型吹制机构(3)进行周期性推动升起实现每个半导体光纤用石英玻璃的成型工艺流程。2.根据权利要求1所述的半导体光纤用石英玻璃生产装置，其特征在于：所述定型吹制机构(3)包括陶瓷颈坯模具(31)、导气元件(32)、滑动导轨套(33)、冲压杆(34)、导向槽(35)、弹簧(36)、泄压孔(37)、控制销(38)和旋转开合组件(39)；所述陶瓷颈坯模具(31)设置为对称的两个配合使用，其内部有用于开设成型所述半导体光纤用石英玻璃上的定位槽和保护槽的凸起部分，所述凸起部分两侧设置有45
°
的倒角；所述导气元件(32)和所述陶瓷颈坯模具(31)通过键槽配合用于形成密封环境使得液体玻璃在其中冷却退火；所述滑动导轨套(33)和所述冲压杆(34)滑动连接在所述动力供气机构(4)的推动下实现克服所述弹簧(36)弹性力从而向下配合所述陶瓷颈坯模具(31)对所述液态石英玻璃进行冲压塑形；所述冲压杆(34)上开设有所述导向槽(35)，所述导向槽(35)设置为流线型，所述导向槽(35)用于配合固定安装在所述滑动导轨套(33)上的控制销(38)通过销槽配合从而使得所述冲压杆(34)在推动的过程中可以实现旋转从而对所述冲压杆(34)顶端固定安装的旋转开合组件(39)进行控制；所述泄压孔(37)开设在所述滑动导轨套(33)侧面底端，其用于当所述滑动导轨套(33)内部气压过高时进行排放气体，进一步保证定型吹制机构(3)的使用稳定性延长其使用寿命。3.根据权利要求2所述的半导体光纤用石英玻璃生产装置，其特征在于：所述导气元件(32)上方环形开设通孔用于对所述陶瓷颈坯模具(31)内部密闭空间的气体进行收集，其下端环形设置有通孔，所述通孔用于和所述陶瓷颈坯模具(31)下方开设的通气槽进行紧密配合从而将收集起来的气体输入进所述陶瓷颈坯模具(31)内开设的螺旋形气体流道内对所述陶瓷颈坯模具(31)内部空间进行退火处理。4.根据权利要求3所述的半导体光纤用石英玻璃生产装置，其特征在于：所述旋转开合组件(39)包括圆环转盘(391)、限位滑槽(392)、固定板(393)、滑动销(394)、固定键(395)和阀门元件(396)，所述固定板(393)固定安装在所述冲压杆(34)下方并开设有用于气体流通地通孔，所述圆环转盘(391)旋转安装在所述固定板(393)外侧其上方开设有限位滑槽(392)，所述阀门元件(396)一端通过所述固定键(395)固定安装在所述固定板(393)上，所述阀门元件(396)另一端设置有滑动销(394)用于在所述限位滑槽(392)内运动从而使得在所述冲压杆(34)旋转带动所述阀门元件(396)可以绕所述固定键(395)进行旋转完成对于所述固定板(393)的开关控制。5.根据权利要求4所述的半导体光纤用石英玻璃生产装置，其特征在于：所述滑动销(394)滑动配合所述导向槽(35)可以实现在所述冲压杆(34)被所述动力供气机构(4)推动向下的过程中实现顺时针旋转，从而在冲压塑形的工艺流...

【专利技术属性】
技术研发人员：季志杰，季卫明，钟红，姚华英，俞学军，何惠兰，
申请(专利权)人：浦亚新材料科技启东有限公司，
类型：发明
国别省市：