[发明专利]用于生产玻璃管的方法

说明书

在用于将石英玻璃管生产为空心圆筒的已知成形方法中，所述圆筒在围绕旋转轴线旋转的同时在以相对供给速率Va移动的加热区域中以部分被软化，并且软化部分在施加在空心圆筒孔中的离心力和/或内部超压的作用下径向地膨胀以形成变形区域，以及管持续地成形为具有比空心圆筒的外直径D1大的外直径D2。从此开始，在单个成形步骤中或数量是尽可能少的多个成形步骤中将空心圆筒形成为具有大外直径和高尺寸稳定性的玻璃管，根据本发明建议软化部分的径向膨胀以依赖位置的径向膨胀速率Vr来实施，该径向膨胀速率Vr沿着变形区域的分布具有比供给速率Va两倍更小的最大值Vr,max。

技术领域

本发明涉及一种用于通过由玻璃成形具有外直径D1的空心圆筒来生产玻璃管尤其地石英玻璃管的方法，其中所述圆筒在围绕旋转轴线旋转的同时在以相对供给速率Va移动的加热区域中以部分被软化，并且软化部分在施加在空心圆筒孔中的离心力和/或内部超压的作用下径向地膨胀以形成变形区域，以及所述管持续地成形为具有比D1大的外直径D2。

背景技术

采用该方法和装置，玻璃尤其石英玻璃的空心圆筒在一个或多个热成形步骤中形成管，径向管尺寸相对于空心圆筒的径向尺寸或横截面分布改变。围绕其纵向轴线旋转的初始空心圆筒在此逐区域地被软化并且在该过程中膨胀—在径向朝外引导的力的作用下—或者抵靠被布置在相对于管的纵向轴线预定径向距离处的模制工具，或者它在没有工具的情形下成形。径向朝外引导的力是基于在空心圆筒的内孔中的离心力和/或内部超压（也被称为“吹塑压力”）。

在此特别注意所抽出的（drawn-off）管原丝的尺寸稳定性。为确保该稳定性，管原丝的径向尺寸诸如外直径、内直径或壁厚度的持续检测和连续控制是必不可少的。吹塑压力、在空心圆筒和加热区域之间的相对供给速率、以及在加热区域中的温度作为这种控制的控制变量是普遍的。

在初始空心圆筒中已经存在的尺寸偏差在成形过程期间倾向于传播到所抽出的玻璃管中并且在该过程中甚至被强化。在此尤其不利地注意在径向横截面分布中的变化或壁倾偏（one-sidedness），即管壁厚度的径向不规则分布，还被专家称为“偏壁度（siding）”。由于在使用模制工具时外直径是相对固定的给定尺寸，所以管壁倾偏在此伴随有管的内直径的变化。

这些问题随着管的增加的端部直径而增加，因为在初始圆筒中出现的壁厚度变化在成形过程中随着直径以指数方式增加。因此，在最终分析中，根据规范仍可被容忍的用于偏壁度的最大值（比如1mm）限制管的实际可获得的端部直径。该影响还取决于吹塑压力的水平，使得该压力不能任意地高。替代这，为了获得商业上可接受的成形速率，玻璃必须加热到更高程度并且更强地软化。这继而导致在玻璃壁中更多的抽取条纹或其他缺陷以及导致增加的能量需要，尤其在大容积的管（此后也被称为“大管”）的情况下，该大容积的管由于它们的大容积而非常快速地冷却。

管的端部直径越大，因而尺寸稳定的大管的制造越困难并且越成本密集。为缓解该问题，在JP2004-149325A中建议成形过程应该被划分成直径连续增加的多个成形阶段。为了该目的，具有250mm直径的待被成形的石英玻璃的空心圆筒夹紧在车床中并围绕其水平定向的纵向轴线旋转，同时其通过环状布置的加热炉来加热并且通过加热炉沿着圆筒表面以预定供给速率Va移动而逐区域地被软化。直径的增加是因为作用在软化部分上的离心力。变形区域将沿着整个初始圆筒移动一旦直到圆筒完全地膨胀。管的外直径在此通过激光束而不使用工具来持续地被捕获。该成形步骤将被重复直到达到440mm的标称管直径。在每个成形步骤中，管直径增加15mm。

CN 102887626A描述用于采用每个阶段60mm的多个成形阶段来生产具有超过520mm的外直径的石英玻璃管的多阶段成形过程。

发明内容

技术目标