一种大口径石英管退火方法及设备
阅读说明：本技术 一种大口径石英管退火方法及设备 (Annealing method and equipment for large-diameter quartz tube ) 是由 夏雨 陈尚华 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及石英管加工技术领域,具体公开了一种大口径石英管退火方法及设备,包括加热炉、支架、驱动件、连接轴、主动齿轮、旋转组件和加热组件,支架与加热炉固定连接,支架用于支撑加热炉,驱动件与加热炉固定连接,并位于加热炉的底部,连接轴的一端与驱动件固定连接,连接轴的另一端插入至加热炉内,并与主动齿轮固定连接,旋转组件的数量为多个,多个旋转组件绕主动齿轮圆周分布；通过上述结构设置,能够使得加热炉内的大口径石英管受热更加均匀,避免影响产品热处理质量。(The invention relates to the technical field of quartz tube processing, and particularly discloses a large-caliber quartz tube annealing method and equipment, which comprise a heating furnace, a support, a driving piece, a connecting shaft, a driving gear, a rotating assembly and a heating assembly, wherein the support is fixedly connected with the heating furnace, the support is used for supporting the heating furnace, the driving piece is fixedly connected with the heating furnace and is positioned at the bottom of the heating furnace, one end of the connecting shaft is fixedly connected with the driving piece, the other end of the connecting shaft is inserted into the heating furnace and is fixedly connected with the driving gear, the number of the rotating assemblies is multiple, and the rotating assemblies are distributed around the circumference of the driving gear; through the structure, the large-caliber quartz tube in the heating furnace can be heated more uniformly, and the influence on the heat treatment quality of the product is avoided.)
技术领域
本发明涉及石英管加工技术领域，尤其涉及一种大口径石英管退火方法及设备。
背景技术
高纯石英砂经高温熔融，成型成石英管后，由于存在较大的温差，在自然冷却过程中会在石英管内产生热应力，热应力的存在降低了石英管的光学均匀性和抗冲击性能。因此，需对成型后的石英管进行应力消除，以提高石英管的物理性能。
目前通过对石英管进行热处理消除应力，其中在石英管热处理过程中，需要使用到退火设备，但是现有的退火设备无法使得石英管均匀受热，从而影响热处理质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大口径石英管退火方法及设备，旨在解决现有技术中的退火设备无法使得石英管均匀受热，从而影响热处理质量的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种大口径石英管退火设备，包括加热炉、支架、驱动件、连接轴、主动齿轮、旋转组件和加热组件，所述支架与所述加热炉固定连接，所述支架用于支撑所述加热炉，所述驱动件与所述加热炉固定连接，并位于所述加热炉的底部，所述连接轴的一端与所述驱动件固定连接，所述连接轴的另一端插入至所述加热炉内，并与所述主动齿轮固定连接，所述旋转组件的数量为多个，多个所述旋转组件绕所述主动齿轮圆周分布；
每个所述旋转组件包括轴体、从动齿轮和转盘，所述轴体的一端与所述加热炉的底部固定连接，所述轴体的另一端与所述从动齿轮转动连接，且所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述转盘与所述从动齿轮固定连接，并位于所述从动齿轮的上方，所述加热组件设置于所述加热炉的内部。
通过将大口径石英管放置在所述转盘上，然后利用所述加热组件对其所述加热炉内的大口径石英管进行加热，之后控制所述驱动件旋转，所述驱动件带动所述连接轴进行旋转，从而带动所述主动齿轮进行圆周转动，由于所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，继而所述从动齿轮随之旋转，以此带动所述转盘旋转，从而对所述转盘上的大口径石英管进行旋转，以此使得所述加热炉内的大口径石英管受热更加均匀，避免影响产品热处理质量。
其中，所述加热组件包括高温砖、加热棒和高温棉层，所述高温砖砌设于所述加热炉的内壁，所述加热棒的数量为多个，所述高温棉层安置于所述高温砖远离所述加热炉的一端面，所述加热棒的数量为多个，多个所述加热棒均匀分布在所述高温棉层的内部。
所述高温砖的设置，能够将所述加热炉内的热量与外界进行有效隔绝，使得所述加热炉具有良好的保温隔热效果。
其中，所述旋转组件还包括用于放置石英管的圆台体，所述圆台体与所述转盘固定连接，并位于所述转盘的上方。
当大口径石英管呈竖直状态放入至所述加热炉内，且大口径石英管的一端口扣合于所述圆台体的端面，继而使得大口径石英管稳定的直立于所述圆台体上，能够使得大口径石英管受热更加均匀的同时，有效避免大口径石英管在旋转加热过程中发生倾倒。
其中，所述加热炉包括炉体和盖体，所述盖体与所述炉体拆卸连接，且所述盖体盖合在所述炉体的上方。
所述炉体内用于放置大口径石英管，所述盖体用于对所述炉体进行盖合，使得炉体形成一个相对密闭的空间，从而实现大口径石英管在所述炉体内的热处理。
其中，所述加热炉还包括观察窗，所述盖体上设置有镂空槽，所述观察窗与所述盖体固定连接，且所述观察窗与所述镂空槽相互适配。
所述观察窗安装在所述盖体上，且安装在所述镂空槽处，所述观察窗的设置，方便操作者观察所述炉体内的情况。
其中，所述加热炉还包括温度传感器，所述温度传感器与所述盖体固定连接，并位于所述盖体的下方，且位于所述炉体的内部。
所述温度传感器用于实时监测所述炉体内的热处理温度。
其中，所述加热炉还包括数控显示屏，所述数控显示屏与所述炉体固定连接，并位于所述炉体的外侧壁，且所述数控显示屏与所述加热棒、所述温度传感器和所述驱动件电性连接。
所述数控显示屏可用于显示所述温度传感器监测到的温度，同时所述数控显示屏可用于控制所述驱动件动作以及所述加热棒启动加热。
本发明还提供一种采用上述所述的大口径石英管退火设备的退火方法，包括如下步骤：
打开所述盖体，将待热处理的大口径石英管竖直放入所述炉体内，且保证大口径石英管的一端口扣合于所述圆台体，然后盖合所述盖体；
操控所述数控显示屏，控制所述驱动件转动，同时控制所述加热棒加热，将炉体内的温度以15～25℃/分钟的速度匀速升温至300℃，然后保温50～60分钟；
之后再以15～25℃/分钟的速度匀速升温至600℃，保温50～60分钟；
然后再以15～25℃/分钟的速度匀速升温至900℃，保温50～60分钟；在以15～25℃/分钟的速度匀速升温至1150℃，保温10～20分钟，待所述炉体内的温度自然冷却至200℃以下时，出炉，完成退火工艺。
本发明的一种大口径石英管退火方法及设备，通过将大口径石英管放置在所述转盘上，然后利用所述加热组件对其所述加热炉内的大口径石英管进行加热，之后控制所述驱动件旋转，所述驱动件带动所述连接轴进行旋转，从而带动所述主动齿轮进行圆周转动，由于所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，继而所述从动齿轮随之旋转，以此带动所述转盘旋转，从而对所述转盘上的大口径石英管进行旋转，以此使得所述加热炉内的大口径石英管受热更加均匀，避免影响产品热处理质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的大口径石英管退火设备的结构示意图。
图2是本发明的大口径石英管退火设备的主视图。
图3是本发明的图2的A-A线结构剖视图。
图4是本发明的图2的B-B线结构剖视图。
图5是本发明的大口径石英管退火设备的部分结构示意图。
图6是本发明的旋转组件的部分结构示意图。
图7是本发明的大口径石英管退火方法的步骤流程图。
1-加热炉、11-炉体、12-盖体、121-镂空槽、13-观察窗、14-温度传感器、15-数控显示屏、2-支架、3-驱动件、4-连接轴、5-主动齿轮、6-旋转组件、61-轴体、62-从动齿轮、63-转盘、64-圆台体、65-立柱、66-围条、7-加热组件、71-高温砖、72-加热棒、73-高温棉层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图6，本发明提供了一种大口径石英管退火设备，包括加热炉1、支架2、驱动件3、连接轴4、主动齿轮5、旋转组件6和加热组件7，所述支架2与所述加热炉1固定连接，所述支架2用于支撑所述加热炉1，所述驱动件3与所述加热炉1固定连接，并位于所述加热炉1的底部，所述连接轴4的一端与所述驱动件3固定连接，所述连接轴4的另一端插入至所述加热炉1内，并与所述主动齿轮5固定连接，所述旋转组件6的数量为多个，多个所述旋转组件6绕所述主动齿轮5圆周分布；
每个所述旋转组件6包括轴体61、从动齿轮62和转盘63，所述轴体61的一端与所述加热炉1的底部固定连接，所述轴体61的另一端与所述从动齿轮62转动连接，且所述从动齿轮62与所述主动齿轮5啮合，所述转盘63与所述从动齿轮62固定连接，并位于所述从动齿轮62的上方，所述加热组件7设置于所述加热炉1的内部。
在本实施方式中，所述驱动件3为驱动电机，通过将大口径石英管放置在所述转盘63上，然后利用所述加热组件7对其所述加热炉1内的大口径石英管进行加热，之后控制所述驱动件3旋转，所述驱动件3带动所述连接轴4进行旋转，从而带动所述主动齿轮5进行圆周转动，由于所述从动齿轮62与所述主动齿轮5啮合，继而所述从动齿轮62随之旋转，以此带动所述转盘63旋转，从而对所述转盘63上的大口径石英管进行旋转，以此使得所述加热炉1内的大口径石英管受热更加均匀，避免影响产品热处理质量。
进一步地，所述加热组件7包括高温砖71、加热棒72和高温棉层73，所述高温砖71砌设于所述加热炉1的内壁，所述加热棒72的数量为多个，所述高温棉层73安置于所述高温砖71远离所述加热炉1的一端面，所述加热棒72的数量为多个，多个所述加热棒72均匀分布在所述高温棉层73的内部。
在本实施方式中，所述高温砖71砌设在所述加热炉1的内壁，能够将所述加热炉1内的热量与外界进行有效隔绝，使得所述加热炉1具有良好的保温隔热效果。并且配合所述高温棉层73，能够进一步提升所述加热炉1的保温隔热效果，多根所述加热棒72用于产生热量，实现对所述加热炉1的升温。
进一步地，所述旋转组件6还包括用于放置石英管的圆台体64，所述圆台体64与所述转盘63固定连接，并位于所述转盘63的上方。
在本实施方式中，当大口径石英管呈竖直状态放入至所述加热炉1内，且大口径石英管的一端口扣合于所述圆台体64的端面，继而使得大口径石英管稳定的直立于所述圆台体64上，能够使得大口径石英管受热更加均匀的同时，有效避免大口径石英管在旋转加热过程中发生倾倒。
进一步地，所述加热炉1包括炉体11和盖体12，所述盖体12与所述炉体11拆卸连接，且所述盖体12盖合在所述炉体11的上方。
所述加热炉1还包括观察窗13，所述盖体12上设置有镂空槽121，所述观察窗13与所述盖体12固定连接，且所述观察窗13与所述镂空槽121相互适配。
在本实施方式中，所述炉体11内用于放置大口径石英管，所述盖体12用于对所述炉体11进行盖合，使得炉体11形成一个相对密闭的空间，从而实现大口径石英管在所述炉体11内的热处理；所述观察窗13安装在所述盖体12上，且安装在所述镂空槽121处，所述观察窗13的设置，方便操作者观察所述炉体11内的情况。
进一步地，所述加热炉1还包括温度传感器14，所述温度传感器14与所述盖体12固定连接，并位于所述盖体12的下方，且位于所述炉体11的内部；
所述加热炉1还包括数控显示屏15，所述数控显示屏15与所述炉体11固定连接，并位于所述炉体11的外侧壁，且所述数控显示屏15与所述加热棒72、所述温度传感器14和所述驱动件3电性连接。
在本实施方式中，所述温度传感器14用于实时监测所述炉体11内的热处理温度，并将检测到的温度传输至所述数控显示屏15，所述数控显示屏15可用于显示所述温度传感器14监测到的温度，同时所述数控显示屏15还可用于控制所述驱动件3动作以及所述加热棒72启动加热。
进一步地，所述圆台体64的数量为多个，多个所述圆台体64依次固定连接，每个所述圆台体64的下底半径从下至上依次减小，且相邻两个所述圆台体64之间，位于上方的所述圆台体64的下底半径小于位于下方的所述圆台体64的上底半径。
在本实施方式中，通过多个所述圆台体64从上至下依次堆叠设置，并且相邻两个所述圆台体64之间，位于上方的所述圆台体64的下底半径小于位于下方的所述圆台体64的上底半径，依次以此能够适配更多不同直径的石英管，使得不同直径的石英管竖直放置时，石英管不易倾倒。
进一步地，所述旋转组件6还包括立柱65，所述立柱65与所述转盘63固定连接，并位于所述转盘63的上方，所述立柱65的数量为多个，多个所述立柱65呈圆周分布在所述转盘63上。
在本实施方式中，多个所述立柱65呈圆周均匀分布，能够对石英管起到围合作用，即使所述转盘63转动，使得卡持在所述圆台体64上的石英管发生倾倒，多个所述立柱65同样能够起到防护作用，避免石英管从所述转盘63上掉落。
进一步地，所述旋转组件6还包括多根围条66，每根所述围条66的两端分别与相邻两个所述立柱65固定连接，并位于相邻两个所述立柱65之间。
在本实施方式中，相邻两个所述立柱65之间均设置有所述围条66，能够进一步对石英管起到防护作用，防止石英管从所述转盘63上掉落。
请参阅图7，本发明还提出一种采用上述所述的大口径石英管退火设备的退火方法，包括如下步骤：
S1：打开所述盖体12，将待热处理的大口径石英管竖直放入所述炉体11内，且保证大口径石英管的一端口扣合于所述圆台体64，然后盖合所述盖体12；
S2：操控所述数控显示屏15，控制所述驱动件3转动，同时控制所述加热棒72加热，将炉体内的温度以15～25℃/分钟的速度匀速升温至300℃，然后保温50～60分钟；
S3：之后再以15～25℃/分钟的速度匀速升温至600℃，保温50～60分钟；
S4：然后再以15～25℃/分钟的速度匀速升温至900℃，保温50～60分钟；在以15～25℃/分钟的速度匀速升温至1150℃，保温10～20分钟，待所述炉体11内的温度自然冷却至200℃以下时，出炉，完成退火工艺。
通过将所述盖板从所述炉体11上取下，然后待热处理的大口径石英管竖直放入所述炉体11内，同时保证大口径石英管的一端口扣合于所述圆台体64，之后将所述盖体12盖合在所述炉体11上，之后操作者操控所述数控显示屏15，控制所述驱动件3转动，同时控制所述加热棒72加热，将炉体内的温度以15～25℃/分钟的速度匀速升温至300℃，然后保温50～60分钟；之后再以15～25℃/分钟的速度匀速升温至600℃，保温50～60分钟；然后再以15～25℃/分钟的速度匀速升温至900℃，保温50～60分钟；在以15～25℃/分钟的速度匀速升温至1150℃，保温10～20分钟，待所述炉体11内的温度自然冷却至200℃以下时，之后打开所述盖体12，取出所述石英管，以此完成退火工艺。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
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