УЗЕЛ ЗАГРУЗКИ ПЛАВИЛЬНОГО ТИГЛЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КВАРЦЕВОГО ПЕСКА

Полезная модель относится к области производства волокон из стеклообразных материалов, используемых в оптике, теплотехнике, машиностроении, радиотехнике, а также для производства изделий из кварцевого стекла.
Опорные трубы для получения заготовок с последующей перетяжкой в волокно получают методом перетяжки блоков через формующее устройство плавкой минеральной крупки в тигле с вытяжкой из расплава труб и стержней заданного диаметра.
Известно плавильно-формующее устройство для получения непрерывных волокон из стеклообразных материалов, которое включает рабочую камеру, плавильное устройство и систему нагревателей. (Полезная модель 74383, опубликована 27.06.2008 г.) В рабочей камере плавильно-формующего устройства расположен узел загрузки выполненный в виде питателя для подачи сырья в плавильный тигель.
Известно УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА (Полезная модель 15573, опубликована 27.10.2000 г.)
Устройство для получения изделий из кварцевого стекла, включающее в себя корпус, внутри которого размещены нагреватель и плавильный тигель, систему подачи исходного сырья - кварцевой крупки в плавильный тигель. Система подачи кварцевой крупки включает расходный бункер-дозатор с устройством для удаления воздуха находящегося между частицами кварцевой крупки.
Недостатком конструкции узла загрузки исходного минерального сырья кварцевой крупки в плавильный тигель заключается в недостаточной эффективности удаления газов (кислород, азот и т.д.) содержащихся в межзерновом пространстве минеральной крупки. Кислород при температуре выше 400 C взаимодействует с материалом плавильного тигля (молибден или вольфрам) образуя легко летучие соединения которые осаждаются на поверхности вытягиваемой трубки или стержня снижая тем самым его прочность. Кроме того азот находящийся в межзерновом пространстве практически не удаляется из стекломассы в процессе вытяжки и дает дефекты в виде микро пузырей которые снижают прочность волокна при вытяжке из готовой заготовки.
Задачей полезной модели является разработка узла загрузки плавильного тигля устройства для получения изделий из кварцевого стекла, обеспечивающего получение изделий оптического качества без содержания микропузырей и включений тугоплавких металлов из природного высокообогащенного минерального сырья.
Техническим результатом от использования разработанного устройства является повышение эффективности работы устройства - узла загрузки, обеспечивающего улучшение качества исходного сырья, поступающего в плавильный тигель устройства для получения изделий из кварцевого стекла и соответственно повышения качества готовых изделий.
Разработанный узел загрузки минеральной крупки в плавильный тигель устройства для получения изделий из кварцевого стекла характеризуется наличием питающего бункера-дозатора, который снабжен верхним вакуумным затвором и дополнительно соединен со вторым бункером дозатором через нижний вакуумным затвор, при этом упомянутый нижний вакуумный затвор, между бункерами-дозаторами выполнен с возможностью периодического открытия и закрытия при включении устройства для удаления воздуха из межзернового пространства подаваемого исходного сырья минеральной крупки, подключенного к верхнему питающему бункеру-дозатору, а второй бункер-дозатор соединен с плавильным тиглем, посредством трубопровода, через который самотеком поступает исходный материал минеральная крупка в упомянутый плавильный тигель.
Узел загрузки плавильного тигля характеризуется тем, что питающий бункер-дозатор снабжен устройством для удаления воздуха с возможностью откачки газов из всего объема бункера-дозатора при закрытых вакуум-затворах.
На фиг. 1 представлен общий вид узла загрузки, где 1 - питающий бункер-дозатор, 2 - верхний вакуум-затвор питающего бункера-дозатора, 3 - бункер-дозатор, 4 - вакуум затвор между бункерами-дозаторами, 5 - вакуум насос, подключенный к питающему бункеру-дозатору, 6 - манометр, 7 - вентили, плавильный тигель - 8.
Устройство работает непрерывно в следующей последовательности. Высокообогащенная крупка минерального кварца с размером зерна 0,1-0,6 мм подается в верхний питающий бункер-дозатор 1 через вакуумный затвор 2. При этом нижний вакуумный затвор 4 питающего бункера-дозатора 1 закрыт и не позволяет атмосфере нижнего бункера-дозатора поступать в верхний питающий бункер-дозатор 1. При заполнении крупкой верхнего бункера-дозатора 1 вакуум-затвор между бункерами-дозаторами 2 закрывается и включается вакуумный насос 5, который откачивает газовую среду из всего объема питающего бункера-дозатора 1. После откачки газовой среды открывается нижний вакуум-затвор 4 между бункерами-дозаторами и крупка с отсутствием газов в межзерновом пространстве самотеком попадает в нижний бункер-дозатор 3 и из него по трубопроводу поступает в плавильный тигель 8 где происходит плавление крупки и получение расплава свободного от газов. При перетекании всего объема крупки из верхнего питающего бункера-дозатора в нижний бункер-дозатор перекрывается нижний вакуум затвор и процесс заполнения верхнего питающего бункера-дозатора 1 исходным сырьем повторяется. Таким образом, исключается попадание газов находящихся в межзерновом пространстве крупки в плавильный тигель что исключает взаимодействие кислорода с материалом тигля а отсутствие азота в защитной атмосфере печного пространства исключает образование пузырей в расплаве и позволяет получать оптические заготовки опорных труб и стержней и других изделий из кварцевого стекла.
Отсутствие легколетучих соединений тяжелых металлов (молибдена и вольфрама) в стекломассе в процессе вытяжки опорных труб и стержней обеспечивает высокую прочность получаемого оптоволокна в процессе перетяжки заготовок в волокно.