一种垂直引上拉制玻璃纤维装置的制作方法

本实用新型涉及一种垂直引上拉制玻璃纤维装置。

背景技术：

玻璃材料在成型过程以及再加工过程中应进行退火制程处理。退火制程主要包括退火极限温度（即软化点温度），退火点温度和退火点下限温度（即应变点温度）。玻璃的软化点温度、退火点温度及应变点温度测量均采用玻璃纤维在受热状态下玻璃纤维伸长率进行测定，其中软化点温度，根据ASTM C-338《Standard Test Method for Softening Point of Glass》标准方法测量和GB/T 28195-2011《玻璃软化点测试方法》，标准中均要求玻璃纤维直径为0.55～0.75mm，整个玻璃纤维直径均匀性要求：最大直径和最小直径之差不＞0.02，长度要求至少为235mm；其中退火点温度和应变点温度根据ASTM C-336《Standard Test Method for Annealing Point and Strain Point of Glass by Fiber Elongation》标准方法和GB/T 28196-2011《玻璃退火点和应变点测试方法》测量，标准中均要求玻璃纤维直径为0.55～0.75mm，整个玻璃纤维直径均匀性要求：最大直径和最小直径之差不＞0.02，长度要求至少为450mm。标准文件中对玻璃丝的长度方向的均匀性提出较高要求，主要基于玻璃纤维直径均匀性对测量结果准确性和稳定性有严重影响。《玻璃丝形状尺寸对玻璃软化点温度测量影响研究》提出当玻璃丝直径均匀性为0.06mm时，软化点温度偏差达到4℃，已不符合标准对测试结果的要求。

目前拉制玻璃丝的主要方法是人力手工拉制，该过程为：技术人员将样品切割成小块或磨制成圆块，用镊子夹住在天然气火焰上进行加热，将测试样品加热至软化点以上呈球状，再去掉表面产生气泡，然后依据经验判断可以拉制后，双手缓慢向相对方向移动，通过经验确保所拉制的玻璃纤维直径符合要求，待样品冷却后截取符合要求的长度样品测量玻璃纤维的均匀性，如此反复多次作业，选取尽量符合要求的样品进行软化点、退火点和应变点测量。该方法所拉制的玻璃纤维均匀性主要靠经验掌握，难以保证符合测量要求；且部分容易玻璃制品再加热过程中存在表面气泡过高或玻璃软化温度过高，难以拉制成玻璃纤维，且拉制过程中温度超过至少500℃以上，技术人员难以承受如此高温环境，存在安全隐患。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种垂直引上拉制玻璃纤维装置，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种垂直引上拉制玻璃纤维装置，包括机架，所述机架上设置有固定架与活动架，所述固定架包含相连接的固定套筒与固定盘，所述固定盘的一侧开设有弧形开口，所述活动架包含相连接的转动轴与转动盘，所述转动轴插设在固定套筒内，所述转动盘置于固定盘的上方，所述转动盘的盘面上环向设置有若干个安装孔，所述安装孔内设置有齿条杆，所述齿条杆的内侧壁开设有与固定盘的边缘相配合的滑动支撑槽，所述固定架在弧形开口的旁侧设置有与齿条杆相啮合的齿轮，所述弧形开口的下方为坩埚放置位。

进一步的，所述齿条杆的底部设置有拉丝接头。

进一步的，所述固定套筒与机架相连接，所述转动轴的底部穿过固定套筒后经联轴器与第一电机的输出轴相连接。

进一步的，所述齿轮的传动轴经联轴器与第二电机的输出轴相连接。

进一步的，所述转动盘的外径大于固定盘的外径。

进一步的，所述坩埚放置位处设置有用以放置坩埚的支撑环。

进一步的，所述机架在坩埚放置位的底部设置有加热装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型结构设计简单、合理，而且高效便捷，易于操作，可配合现有玻璃熔炼设备进行拉制玻璃纤维，可以解决现有拉丝工艺存在的良率低下、效率低、操作难度大的问题，具有广阔的应用前景。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的构造示意图。

图2为本实用新型实施例固定架与活动架的分解示意图。

图3为本实用新型实施例构造的A-A方向剖视示意图。

图4为本实用新型实施例构造的B-B方向剖视示意图。

图5为本实用新型实施例卡爪的构造示意图。

图6为本实用新型实施例卡爪的构造示意图。

图中：1-机架，2-固定架，201-固定套筒，202-固定盘，203-弧形开口，3-活动架，301-转动轴，302-转动盘，303-安装孔，4-齿条杆，5-滑动支撑槽，6-齿轮，7-拉丝接头，8-第二电机，9-直线滑台机构，10-卡爪，11-支撑环。

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~6所示，一种垂直引上拉制玻璃纤维装置，包括机架1，所述机架1上设置有固定架2与活动架3，所述固定架2包含相连接的固定套筒201与固定盘202，所述固定盘202的一侧开设有弧形开口203，所述活动架3包含相连接的转动轴301与转动盘302，所述转动轴301插设在固定套筒201内，所述转动盘302置于固定盘202的上方，所述转动盘302的盘面上环向设置有若干个安装孔303，所述安装孔303内设置有齿条杆4，所述齿条杆4的内侧壁开设有与固定盘202的边缘相配合的滑动支撑槽5，所述固定架2在弧形开口203的旁侧设置有与齿条杆4相啮合的齿轮6，所述弧形开口203的下方为坩埚放置位；所述滑动支撑槽5对齿条杆4起到导向与支撑的作用，所述转动盘302转动，所述齿条杆4沿着固定盘202的边缘环向滑动，直至所述弧形开口203与一个安装孔303对准时，所述第一电机停止工作，此时所述齿条杆4与齿轮6相啮合，所述滑动支撑槽5与固定盘202脱离配合，所述齿轮6杆能够上下升降，所述弧形开口203的设置，避免所述齿条杆4在上下升降的过程中与固定盘202发生干涉，又由于此时所述齿条杆4与齿轮6发生啮合，对所述齿条杆4起到限位、支撑的作用；所述第二电机8正向转动，带动所述齿轮6正向转动，带动与所述齿轮6啮合的齿条杆4下降，待所述拉丝接头7接触玻璃熔液后，所述第二电机8反向转动，带动所述齿轮6反向转动，将所述齿条杆4匀速拉升，牵引玻璃熔液形成一条均匀玻璃丝；所述第二电机8停止工作，所述第一电机工作，带动所述转动盘302继续向前转动，直至当所述弧形开口203与下一个安装孔303对准，在此过程中，带有玻璃拉丝的所述齿轮6杆与齿轮6逐渐脱离啮合，同时，带有玻璃拉丝的所述齿轮6杆的滑动支撑槽5与固定盘202逐渐进入配合。

在本实用新型实施例中，所述弧形开口203位于虚拟圆上，所述虚拟圆的外径与安装孔303的外径相等。

在本实用新型实施例中，所述齿轮6杆的啮合齿设置在其外侧壁，利于与所述齿轮6相啮合。

在本实用新型实施例中，所述齿条杆4的底部设置有拉丝接头7，所述拉丝接头7由金属或其他耐热材料制成，用于接触玻璃熔液拉丝。

在本实用新型实施例中，所述固定套筒201与机架1相连接，所述转动轴301的底部穿过固定套筒201后经联轴器与第一电机的输出轴相连接。

在本实用新型实施例中，所述齿轮6的传动轴经联轴器与第二电机8的输出轴相连接。

在本实用新型实施例中，所述转动盘302的外径大于固定盘202的外径。

在本实用新型实施例中，所述机架1上横向设置有直线滑台机构9，所述直线滑台机构9上设置有卡爪10；所述直线滑台采用现有的滚珠丝杆直线滑台，所述卡爪10可以采用现有的气动夹爪，根据实际情况而定，并不局限于此。

在本实用新型实施例中，所述机架1在坩埚放置位的底部设置有加热装置，例如电加热丝、电加热棒等现有的加热装置，从而可以对置于所述坩埚放置位上的装有玻璃液的坩埚进行保温。

在本实用新型实施例中，所述坩埚放置位处设置有用以放置坩埚的支撑环11，利于支撑与对中。

在本实用新型实施例中，所述机架1由耐高温材料钢和耐火材料叠加制成。

本实用新型的具体工作过程如下：其初始样品是按照一定配比形成的混合料经高温熔融，澄清和均化形成的玻璃液，需配合玻璃熔炼设备，例如硅钼棒升降式电炉使用；如附图1所示，将本实用新型置于加热炉的炉口处，利用卡爪10夹持取出加热炉内的坩埚并放置于支撑环11上并开启加热装置令坩埚保温；驱动所述第一电机带动转动盘302转动，从而带动插入在所述安装孔303内的齿条杆4沿着固定盘202的边缘环向滑动，当所述弧形开口203与一个安装孔303对准时，所述第一电机停止工作，此时所述齿条杆4与齿轮6相啮合，所述滑动支撑槽5与固定盘202脱离配合；所述第二电机8正向转动，带动所述齿轮6正向转动，带动与所述齿轮6啮合的齿条杆4下降，待所述拉丝接头7接触玻璃熔液后，所述第二电机8反向转动，带动所述齿轮6反向转动，将所述齿条杆4匀速拉升，牵引玻璃熔液形成一条均匀玻璃丝；待玻璃丝成形后，所述第二电机8停止工作，所述第一电机工作，带动所述转动盘302继续向前转动，直至当所述弧形开口203与下一个安装孔303对准，此时后一个所述齿条杆4可以上下升降，重复上述动作，如此循环工作，完成连续玻璃拉丝。

上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。