用于非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法

摘要

用于非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法。浇注生产装置（100）包括主体（10）、主体门（15）、抽/充气系统，主体（10）的主体腔室（16）内设置有熔炼炉（20）、坩埚（30）和成型模具（40）。搅拌杆（50）贯通腔壁并且伸入熔炼炉（20）内部，搅拌杆（50）伸入熔炼炉（20）内部的一端连接有搅拌部件；搅拌杆（50）能够相对于腔壁移动并且能够带动搅拌部件绕搅拌杆（50）的中心轴线转动。坩埚操作部件能够使坩埚（30）在第一位置和第二位置之间移动，在坩埚（30）处于第二位置时，坩埚操作部件能够使坩埚（30）旋转，使得坩埚（30）内的玻璃液倒入成型模具（40）中。本发明还提供利用浇注生产装置（100）生产非氧化物玻璃的生产方法。

权利要求

1.一种用于非氧化物玻璃的浇注生产装置(100)，其特征在于，包括：主体(10)，所述主体(10)的内部形成主体腔室(16)，所述主体(10)的腔壁设置有进/出料口和抽/充气孔，所述主体腔室(16)经由所述进/出料口和所述抽/充气孔与外界连通；

主体门(15)，所述主体门(15)用于对所述进/出料口进行开闭；

抽/充气系统，所述抽/充气系统连接至所述抽/充气孔；

熔炼炉(20)，所述熔炼炉(20)设置有开口(21)，所述熔炼炉(20)设置在所述主体腔室(16)内；

坩埚(30)，所述坩埚(30)设置在所述主体腔室(16)内；

搅拌杆(50)，所述搅拌杆(50)贯通所述腔壁并且伸入所述熔炼炉(20)内部，所述搅拌杆(50)的伸入所述熔炼炉(20)内部的一端连接有搅拌部件，所述搅拌杆(50)与所述腔壁之间保持密封；

升降机构(53)，所述升降机构(53)能够使所述搅拌杆(50)相对于所述腔壁移动；

旋转驱动机构(52)，所述旋转驱动机构(52)能够经由所述搅拌杆(50)带动所述搅拌部件绕所述搅拌杆(50)的中心轴线转动；

成型模具(40)，所述成型模具(40)设置在所述主体腔室(16)内；

坩埚操作部件，所述坩埚操作部件能够经由所述熔炼炉(20)的所述开口(21)将所述坩埚(30)移动至第一位置，在所述坩埚(30)处于所述第一位置时，所述升降机构(53)能够经由所述搅拌杆(50)将所述搅拌部件送入所述坩埚(30)内；所述坩埚操作部件能够将所述坩埚(30)从所述第一位置移动至第二位置，在所述坩埚(30)处于所述第二位置时，所述坩埚操作部件能够使所述坩埚(30)旋转，使得所述坩埚(30)内的玻璃液倒入所述成型模具(40)中。

2.根据权利要求1所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述坩埚操作部件包括：

坩埚固定圈(60)，所述坩埚固定圈(60)用于固定所述坩埚(30)，所述坩埚固定圈(60)与所述坩埚(30)的敞口一侧的外周紧密接触；和操作杆(61)，所述操作杆(61)贯通所述腔壁并且能够相对于所述腔壁移动，所述操作杆(61)与所述腔壁之间保持密封；

所述操作杆(61)与所述坩埚固定圈(60)彼此连接。

3.根据权利要求1或2所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述熔炼炉(20)的所述开口(21)处设置有炉门(22)，所述炉门(22)由枢转轴(23)连接于所述熔炼炉(20)，所述炉门(22)绕所述枢转轴(23)转动而对所述开口(21)进行开闭，所述炉门(22)的与所述枢转轴(23)相对的一侧具有缺口(24)，在所述坩埚(30)处于所述第一位置并且所述炉门(22)关闭时，所述坩埚操作部件与所述缺口(24)位置重叠。

4.根据权利要求1或2所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，在所述主体腔室(16)内靠近所述主体门(15)的位置设置有成型台(41)，所述成型台(41)远离所述腔壁的一侧连接有加热板(42)，所述成型模具(40)放置在所述加热板(42)上。

5.根据权利要求4所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述熔炼炉(20)内的中部位置和/或所述加热板(42)的中部位置设置有温度测量部件。

6.根据权利要求1或2所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述坩埚(30)的敞口一侧的端缘设置有浇注口。

7.根据权利要求1或2所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述腔壁包括内层、外层以及夹在所述内层和所述外层之间的保温层(17)。

8.根据权利要求1或2所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述腔壁设置有透明的观察窗(14)。

9.根据权利要求8所述的浇注生产装置(100)，其特征在于，所述主体包括：

主体半部(11)，所述主体半部(11)为有底的筒状，所述主体半部(11)的与所述底相反的一侧的周缘设置有凸缘(13)，所述凸缘(13)设置有固定孔(13a)；和端盖(12)，所述端盖(12)的周缘设置有固定孔(12a)，所述端盖(12)的固定孔(12a)与所述凸缘(13)的固定孔(13a)一一对应；

利用紧固部件穿过所述端盖(12)的固定孔(12a)和所述凸缘(13)的固定孔(13a)将所述端盖(12)与所述主体半部(11)组装到一起；

所述观察窗(14)和所述进/出料口均设置在所述端盖(12)上。

10.一种浇注生产方法，其利用权利要求1至9中的任一项所述的浇注生产装置(100)进行非氧化物玻璃的生产，所述浇注生产方法的特征在于，包括如下步骤：通过打开所述主体门(15)的进/出料口，经由所述进/出料口将玻璃原料装入所述坩埚(30)内，利用所述坩埚操作部件将所述坩埚(30)移动至所述第一位置；

通过关闭所述主体门(15)的进/出料口，利用所述抽/充气系统对所述主体腔室(16)抽真空，然后向所述主体腔室(16)内充入保护气体；

对所述熔炼炉(20)加热，使所述熔炼炉(20)内的温度升高至熔炼温度；

启动所述升降机构(53)，将所述搅拌部件送入所述坩埚(30)内后关闭所述升降机构(53)；

启动所述旋转驱动机构(52)，使所述搅拌部件对所述坩埚(30)内的玻璃液进行搅拌；

停止对所述熔炼炉(20)进行加热，待所述熔炼炉(20)内的温度降低至浇注温度时，关闭所述旋转驱动机构(52)并且启动所述升降机构(53)将所述搅拌部件从所述坩埚(30)内提出；

利用所述坩埚操作部件将所述坩埚(30)从所述第一位置移动至所述第二位置；

利用所述坩埚操作部件使所述坩埚(30)旋转，使得所述坩埚(30)内的玻璃液倒入所述成型模具(40)中；

待所述主体腔室(16)内降至室温时，通过所述主体门(15)打开所述进/出料口，经由所述进/出料口将所述成型模具(40)从所述主体腔室(16)取出。

说明书

用于非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法

技术领域

[0001] 本发明属于光学玻璃制造领域，具体地涉及用于诸如硫系玻璃、氟化物玻璃、硫卤玻璃等非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法。

背景技术

[0002] 随着社会的发展，天网监视、安防、汽车及武器装备的红外热成像系统的应用越来越广泛，非氧化物玻璃作为红外热像优良基础材料的需求迅速增长，并且逐步向高质量、大口径的需求方向发展。这里，适合于光学用途的非氧化物玻璃包括：由硫系元素S、Se或Te与As、Sb或Ge组成的硫系玻璃；诸如氟化锆、氟化铟或氟化锌等氟化物玻璃；硫系玻璃中掺入卤化物组成的硫卤玻璃。

[0003] 然而，非氧化物玻璃的生产方式与氧化物玻璃的生产方式截然不同。特别是，非氧化物玻璃不能处于空气中进行生产，因此在熔制过程中不能够直接使用传统的搅拌方式进行生产。目前，通常使用摇摆炉生产非氧化物玻璃，摇摆炉在生产过程中会按照一定的角度来回摇摆，以达到将内部玻璃液混合均匀的目的。

[0004] 下面具体地说明利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的生产过程。首先，将玻璃所需要的高纯原料按照玻璃比例称重，将原料装入使用高纯石英材料做成的熔制坩埚-安瓿瓶中。然后，在抽真空后将原料封装在安瓿瓶中。之后，将安瓿瓶装入摇摆炉中，将摇摆炉内的温度升至1000℃并按照一定的摇摆频率熔制一段时间。之后，将摇摆炉内的温度降到合适的温度，将安瓿 瓶从熔炉中取出，并在水或空气中以相对较快的速度淬冷以形成块状玻璃。最后，将安瓿瓶打碎以获得块状玻璃制品。

[0005] 在利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的工艺中，由于玻璃原料处在密闭装置中，随着温度的升高，密闭装置内部的压力也逐步增大，因此要求石英安瓿瓶具有高耐压性能。然而，目前国内制造的石英安瓿瓶厚度最大为8mm，这样随着熔炼温度的升高，当安瓿瓶内部压力超过一定极限后，经常出现石英安瓿瓶承受压力过大导致安瓿瓶破裂的现象，从而造成玻璃原料的浪费。

[0006] 为了避免安瓿瓶破裂，通过长期的试验发现，采用摇摆炉生产非氧化物玻璃的生产量最大不能超过2kg/炉。然而，随着非氧化物玻璃的应用逐步向民用热成像系统、红外夜视仪领域扩展，非氧化物玻璃光学部件的用量飞速增长，扩大生产批量，降低生产成本成为制约该产品推广应用的主要因素。因此设计出适合批量生产非氧化物玻璃的装置，有效解决非氧化物玻璃生产批量小及大口径元件制备受限的问题，已经成为迫切需求。

发明内容

[0007] 发明要解决的问题

[0008] 鉴于上述问题而做出本发明。本发明的目的是提供一种用于非氧化物玻璃的浇注生产装置及生产方法，该浇注生产装置及生产方法能够有效解决非氧化物玻璃生产批量小及大口径元件制备受限的问题。

[0009] 用于解决问题的方案

[0010] 根据本发明的用于非氧化物玻璃的浇注装置采用如下技术方案。

[0011] 一种用于非氧化物玻璃的浇注生产装置，其包括：

[0012] 主体，所述主体的内部形成主体腔室，所述主体的腔壁设置有进/出料口和抽/充气孔，所述主体腔室经由所述进/出料口和所述抽/充气孔与外界连通；

[0013] 主体门，所述主体门用于对所述进/出料口进行开闭；

[0014] 抽/充气系统，所述抽/充气系统连接至所述抽/充气孔；

[0015] 熔炼炉，所述熔炼炉设置有开口，所述熔炼炉设置在所述主体腔室内；

[0016] 坩埚，所述坩埚设置在所述主体腔室内；

[0017] 搅拌杆，所述搅拌杆贯通所述腔壁并且伸入所述熔炼炉内部，所述搅拌杆的伸入所述熔炼炉内部的一端连接有搅拌部件，所述搅拌杆与所述腔壁之间保持密封；

[0018] 升降机构，所述升降机构能够使所述搅拌杆相对于所述腔壁移动；

[0019] 旋转驱动机构，所述旋转驱动机构能够经由所述搅拌杆带动所述搅拌部件绕所述搅拌杆的中心轴线转动；

[0020] 成型模具，所述成型模具设置在所述主体腔室内；

[0021] 坩埚操作部件，所述坩埚操作部件能够经由所述熔炼炉的所述开口将所述坩埚移动至第一位置，在所述坩埚处于所述第一位置时，所述升降机构能够经由所述搅拌杆将所述搅拌部件送入所述坩埚内；所述坩埚操作部件能够将所述坩埚从所述第一位置移动至第二位置，在所述坩埚处于所述第二位置时，所述坩埚操作部件能够使所述坩埚旋转，使得所述坩埚内的玻璃液倒入所述成型模具中。

[0022] 本发明的上述浇注生产装置利用抽/充气系统对主体腔室进行抽气和充气，能够保证主体腔室内保持玻璃液不被氧化的气氛。此外，搅拌杆的伸入熔炼炉内部的一端连接有搅拌部件，并且在坩埚处于第一位置时将搅拌部件送入坩埚内，通过搅拌 部件对坩埚内的玻璃液进行搅拌。与利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的工艺相比，利用搅拌部件搅拌玻璃液克服了现有技术中对石英安瓿瓶提出的耐压性要求，因此单坩埚的生产量不再受石英耐压能力的影响。此外，在坩埚处于第二位置时，坩埚操作部件使所述坩埚旋转，使得所述坩埚内的玻璃液倒入所述成型模具中。与现有技术中利用安瓿瓶生产玻璃的工艺相比，使用成型模具浇注生产玻璃使得玻璃产品的规格不再受安瓿瓶的限制。

[0023] 与原有的摇摆炉生产工艺相比，本发明的上述浇注生产装置的单批生产量能够由原来2kg扩大到7kg，并且生产规格不受限制，满足了大规格非氧化物玻璃的生产要求。

[0024] 所述坩埚操作部件包括：

[0025] 坩埚固定圈，所述坩埚固定圈用于固定所述坩埚，所述坩埚固定圈与所述坩埚的敞口一侧的外周紧密接触；和

[0026] 操作杆，所述操作杆贯通所述腔壁并且能够相对于所述腔壁移动，所述操作杆与所述腔壁之间保持密封；

[0027] 所述操作杆与所述坩埚固定圈彼此连接。

[0028] 通过操作杆的运动能够使坩埚在第一位置和第二位置之间运动，并且在坩埚处于第二位置时，通过转动操作杆能够使坩埚固定圈带动坩埚旋转，使得坩埚内的玻璃液倒入成型模具中。该结构设计简单、操作方便、能够减轻劳动强度。

[0029] 所述熔炼炉的所述开口处设置有炉门，所述炉门由枢转轴连接于所述熔炼炉，所述炉门绕所述枢转轴转动而对所述开口进行开闭，所述炉门与所述枢转轴相对一侧具有缺口，在所述坩埚处于所述第一位置并且所述炉门关闭时，所述坩埚操作部件与所述缺口位置重叠。

[0030] 通过设置炉门能够保证熔炼炉内部保持相对密闭，能够防 止热量从熔炼炉内部泄漏，有利于维持熔炼炉内的温度。通过在炉门与枢转轴相对一侧设置的缺口，在坩埚处于所述第一位置并且所述炉门关闭时，能够避免坩埚操作部件与炉门之间彼此干涉。

[0031] 在所述主体腔室内靠近所述主体门的位置设置有成型台，所述成型台远离所述腔壁的一侧连接有加热板，所述成型模具放置在所述加热板上。

[0032] 通过调整成型台的高度和坩埚操作部件的位置，能够保证坩埚的敞口的一端与模具的上沿大致平齐，有利于将坩埚内的玻璃液浇注到成型模具中。此外，通过将成型模具放置在加热板上，能够在将坩埚内的玻璃液浇注到成型模具之前利用加热板将成型模具加热至预定的温度，以满足玻璃的成型技术要求，保证浇注后的玻璃不炸裂、不析晶。

[0033] 所述熔炼炉内的中部位置和/或所述加热板的中部位置设置有温度测量部件。

[0034] 通过在熔炼炉内的中部位置设置温度测量部件，能够精确测量出熔炼室的温度，保证玻璃熔炼过程按照工艺温度执行。通过在加热板的中部位置设置温度测量部件，能够精确测量出成型模具的温度，保证玻璃成型过程按照工艺温度执行。此外，通过设置在加热板的中部位置的温度测量部件，能够在浇注成型完成后测量玻璃的温度，使玻璃按照退火工艺温度执行，以消除玻璃的内应力，保证在加工玻璃时玻璃不炸裂。

[0035] 所述坩埚的敞口一侧的端缘设置有浇注口。

[0036] 通过在坩埚的敞口一侧的端缘设置浇注口，能够保证坩埚内的玻璃液在倒入成型模具时从浇注口平稳地流出，避免玻璃液洒到成型模具外面。

[0037] 所述腔壁包括内层、外层以及夹在所述内层和所述外层之 间的保温层。

[0038] 通过在内层和外层之间设置保温层，保证了在腔壁内外维持一定的温度差，避免了装置外部温度过高对密封部位的连接造成不利影响。

[0039] 所述腔壁设置有透明的观察窗。

[0040] 通过设置透明的观察窗，既能够保证主体腔室密闭，又能够便于观察主体腔室内的各项操作。

[0041] 所述主体包括：

[0042] 主体半部，所述主体半部为有底的筒状，所述主体半部的与所述底相反的一侧的周缘设置有凸缘，所述凸缘设置有固定孔；和

[0043] 端盖，所述端盖的周缘设置有固定孔，所述端盖的固定孔与所述凸缘的固定孔一一对应；

[0044] 利用紧固部件穿过所述端盖的固定孔和所述凸缘的固定孔而将所述端盖与所述主体半部组装到一起；

[0045] 所述观察窗和所述进/出料口均设置在所述端盖上。

[0046] 通过使主体半部和端盖分离，有利于对主体半部中的组成部件进行组装维护，提高了组装维护操作的方便性。

[0047] 根据本发明，还提供一种用于非氧化物玻璃的生产方法。

[0048] 一种浇注生产方法，其上述浇注生产装置进行非氧化物玻璃的生产，所述浇注生产方法的特征在于，包括如下步骤：

[0049] 通过所述主体门打开所述进/出料口，经由所述进/出料口将原料装入所述坩埚内，利用所述坩埚操作部件将所述坩埚移动至所述第一位置；

[0050] 通过所述主体门关闭所述进/出料口，利用所述抽/充气系统对所述主体腔室抽真空，然后向所述主体腔室内充入保护气体；

[0051] 对所述熔炼炉加热，使所述熔炼炉内的温度升高至熔炼温度；

[0052] 启动所述升降机构，将所述搅拌部件送入所述坩埚内后关闭所述升降机构；

[0053] 启动所述旋转驱动机构，使所述搅拌部件对所述坩埚内的玻璃液进行搅拌；

[0054] 停止对所述熔炼炉进行加热，待所述熔炼炉内的温度降低至浇注温度时，关闭所述旋转驱动机构并且启动所述升降机构将所述搅拌部件从所述坩埚内提出；

[0055] 利用所述坩埚操作部件将所述坩埚从所述第一位置移动至所述第二位置；

[0056] 利用所述坩埚操作部件使所述坩埚旋转，使得所述坩埚内的玻璃液倒入所述成型模具中；

[0057] 待所述主体腔室内降至室温时，通过所述主体门打开所述进/出料口，经由所述进/出料口将所述成型模具从所述主体腔室取出。

[0058] 本发明的上述浇注生产方法利用抽/充气系统对主体腔室抽真空，并向主体腔室内充入保护气体，能够保证主体腔室内保持玻璃液不被氧化的气氛。此外，在坩埚处于第一位置时将搅拌部件送入坩埚内，通过搅拌部件对坩埚内的玻璃液进行搅拌。与利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的工艺相比，利用搅拌部件搅拌玻璃液克服了现有技术中对石英安瓿瓶提出的耐压性要求，因此单坩埚的生产量不再受石英耐压能力的影响。此外，在坩埚处于第二位置时，坩埚操作部件使所述坩埚旋转，使得所述坩埚内的玻璃液倒入所述成型模具中。与现有技术中利用安瓿瓶生产玻璃的工艺相比，使用成型模具浇注生产玻璃使得玻璃产品的规格不再受安瓿瓶的限制。

[0059] 与原有的摇摆炉生产工艺相比，本发明的上述浇注生产方法的单批生产量能够由原来2kg扩大到7kg，并且生产规格不受限制，满足了大规格非氧化物玻璃的生产要求。

附图说明

[0060] 图1是根据本发明的浇注生产装置的立体图。

[0061] 图2是主体半部与端盖分开时的分解立体图。

[0062] 图3是从端盖侧观察主体半部内的部件时的视图。

[0063] 图4是沿着图3中的线A-A剖切得到的立体剖视图。

[0064] 图5是示意性示出根据本发明的浇注生产装置的操作的局部剖视图。

[0065] 附图标记说明

[0066] 100 浇注生产装置

[0067] 10 主体

[0068] 11 主体半部

[0069] 12 端盖

[0070] 12a 固定孔

[0071] 13 凸缘

[0072] 13a 固定孔

[0073] 14 观察窗

[0074] 15 主体门

[0075] 16 主体腔室

[0076] 17 保温层

[0077] 20 熔炼炉

[0078] 21 开口

[0079] 22 石英板（炉门）

[0080] 23 枢转轴

[0081] 24 缺口

[0082] 30 坩埚

[0083] 31 浇注口

[0084] 40 成型模具

[0085] 41 成型台

[0086] 42 加热板

[0087] 50 搅拌杆

[0088] 51 密封部件

[0089] 52 旋转驱动电机（旋转驱动机构）

[0090] 53 升降电机（升降机构）

[0091] 60 坩埚固定圈

[0092] 61 操作杆

[0093] 62 密封部件

具体实施方式

[0094] 为了便于理解本发明，下面将参照附图详细地说明根据本发明的优选实施方式。

[0095] 如图1和图2所示，根据本发明的浇注生产装置100包括主体10，主体10包括主体半部11和端盖12。主体半部11为有底的筒状，主体半部11的与底相反的一侧的周缘设置有凸缘13，凸缘13沿周向设置有固定孔13a；端盖12的周缘设置有固定孔12a，端盖12的固定孔12a与凸缘13的固定孔13a一一对应；可以利用螺栓（图中未示出）穿过端盖12的固定孔12a和凸缘13的固定孔13a并利用螺母（图中未示出，螺栓和螺母构成紧固部件）将端盖12与主体半部11组装到一起。

[0096] 端盖12设置有透明的观察窗14和进/出料口（图中未示出）。观察窗14采用耐高温玻璃制成，设置观察窗14一方面能够保证主体10的内部密闭，另一方面可以方便观察主体10内部的各种操作。在图1和图2中，由于主体门15挡住了进/出料口，所以在图中看不到进/出料口。主体门15可装卸地连接至进/出料口，例如主体门15与端盖12之间用螺栓紧密相连，当主体门15连接至进/出料口时将进/出料口封闭。进/出料口的尺寸根据成型模具的规格进行设计，进/出料口用作原料、玻璃产品毛坯以及主体半部11内的部件的进出通道。

[0097] 此外，在主体半部11的有底的一端还可以设置抽/充气孔(图中未示出)，可以将抽/充气系统(未示出)连接至抽/充气孔。可选地，也可以将抽气系统和充气系统分开设置。例如，可以在主体半部11的有底的一端设置抽气孔和充气孔两个孔，通过抽气管将抽气孔与抽真空装置连接，通过充气管将充气孔与充气系统连接。抽气通路和充气通路均由单独的阀门控制。优选地，充气系统向主体内部充入诸如如N2或Ar2等保护气体，使主体内部充满保护气体，能够避免非氧化物原料在融化阶段与氧气发生氧化反应，从而保证了非氧化物玻璃的红外透过性能。

[0098] 如图3和图4所示，主体的内部形成主体腔室16，主体腔室16经由进/出料口和抽/充气孔(图中未示出)与外界连通。主体腔室16内设置有熔炼炉20、坩埚30和成型模具40。

[0099] 熔炼炉20设置有开口21。熔炼炉20采用四面加热的方式，靠近开口21的一侧安装一块能够绕枢转轴23转动的石英板22，石英板22由枢转轴23连接于熔炼炉20，石英板22绕枢转轴23转动而对开口21进行开闭，石英板22起到炉门的作用。石英板22的与枢转轴23相对的一侧具有缺口24。当熔炼玻璃时，石英板22将开口21关闭，保证熔炼炉20内处于相对密闭的环境，尽量地减少原料的挥发。当需要浇注时，能够容易地将石英玻璃板拉开。熔炼炉20的与开口21相对的炉壁开设有孔（未示出），以便在熔炼炉20内的中部位置安装热电偶（温度测量部件），使玻璃熔制过程能够按照熔炼工艺执行[0100] 坩埚30采用高纯石英材料制成，坩埚30的敞口一侧的端缘设置有浇注口31。用于固定坩埚30的坩埚固定圈60与坩埚30的敞口一侧的外周紧密接触。

[0101] 在主体腔室16内靠近主体门15的位置设置有成型台41，成型台41的远离腔壁的一侧连接有加热板42，成型模具40放置在加热板42上。成型台41主要起支撑成型模具40的作用，成型台41的高度要保证坩埚30的浇注口31的下沿与成型模具40的上沿保持大致平齐。成型模具40使用高纯石英材料制成，成型模具40的形状设计为上大下小的盘子形状。加热板42采用内置加热棒的方式，在加热板42的中部安装有热电偶（温度测量部件）。例如，加热板42通过碳化硅板内装加热元件制成，加热板42的中心部位预留圆孔，热电偶能够伸入该圆孔内。

[0102] 如图3和图4所示，根据本发明的浇注生产装置100包括搅拌杆50。搅拌杆50贯通腔壁并且伸入熔炼炉20内部，搅拌杆50的伸入熔炼炉20内部的一端连接有搅拌部件（图中未示出），搅拌杆50与腔壁之间设置有密封部件51。此外，搅拌杆50与腔壁之间也可以采用密封地接触的方式。搅拌杆50和搅拌部件均采用高纯石英材料制成。作为通常的实施方式，搅拌部件采用叶片来实现。

[0103] 如图3和图4所示，在主体的外部，搅拌杆50的远离主体的端部与旋转驱动电机52（旋转驱动机构）连接，旋转驱动电机52能够经由搅拌杆50带动搅拌部件（未示出）绕搅拌杆50的中心轴线转动。此外，在主体的外部，还设置有升降电机53（升降机构），升降电机53能够使搅拌杆50和旋转驱动电机52相对于 主体的腔壁作升降运动。

[0104] 此外，根据本发明的浇注生产装置100还包括操作杆61。为了清楚地示出主体半部11内的组成部件，图2、图4和图5示出了操作杆61被截断的状态。如图2、图4和图5所示，操作杆61贯通腔壁并且能够相对于腔壁移动，操作杆61与腔壁之间设置有密封部件62。当然操作杆61与腔壁之间也可以采用密封地接触的方式。操作杆61与坩埚固定圈60彼此连接。

[0105] 操作杆61与坩埚固定圈60一同构成坩埚操作部件，朝向远离主体半部11的方向拉动操作杆61，可以将坩埚30从熔炼炉20内（第一位置）拉至成型模具40附近（第二位置）；朝向远离端盖12的方向推动操作杆61，可以将坩埚30从成型模具40附近（第二位置）推至熔炼炉20内（第一位置）；当坩埚30位于成型模具40附近（第二位置）时，旋转操作杆61，可以使操作杆61带动坩埚固定圈60进而带动坩埚30围绕操作杆61的中心轴线旋转，使坩埚30内的玻璃液能够按照需要的流速沿着成型模具40的边缘注入成型模具40内。
即，操作杆61和坩埚固定圈60组成的坩埚操作部件能够经由熔炼炉20的开口21将坩埚
30移动至第一位置，在第一位置，升降机构能够经由搅拌杆50将搅拌部件送入坩埚30内；
坩埚操作部件能够将坩埚30从第一位置移动至第二位置，在第二位置，坩埚操作部件能够使坩埚30旋转，使得坩埚30内的玻璃液倒入成型模具40中。

[0106] 在坩埚30处于第一位置并且石英板22关闭时，操作杆61与缺口24位置重叠，从而能够避免操作杆61与炉门之间彼此干涉。

[0107] 从图5可以看到，主体半部11的腔壁包括内层、外层以及夹在内层和外层之间的保温层17，其中外层由钢板围成。同样地，端盖12也可以具有上述的三层结构。通过在内层和外层之间设置保温层17，保证了在腔壁内外维持一定的温度差，避免了装 置外部温度过高对密封部位的连接造成不利影响。

[0108] 下面详细地说明利用上述浇注生产装置100生产非氧化物玻璃的方法。

[0109] 进行生产时，首先将主体门15从进/出料口卸下，拉动操作杆61将坩埚30拉到靠近主体门15的位置，将按照一定比例称量好的原料快速装入坩埚30内。然后，推动操作杆61将坩埚30送入熔炼炉20内（第一位置），待坩埚30放置平稳后，将石英板22关闭。

[0110] 然后，将主体门15与端盖12连接从而封闭进/出料口，利用抽/充气系统对主体-2腔室16抽真空，将主体腔室16内的真空度抽到10 Pa。然后，向主体腔室16内充入保护气体N2到微正压。

[0111] 之后，启动熔炼炉20的电源开关，待熔炼炉20的温度升高至1000℃时，启动升降电机53的电源，使搅拌杆带动搅拌部件移动到坩埚30内部的指定位置。待搅拌部件到达指定位置时，断开升降电机53的电源并且打开旋转驱动电机52的转动开关，使旋转驱动电机52按照设定的速率带动搅拌杆50旋转，从而使搅拌部件对坩埚30内的玻璃液进行搅拌。达到预定时间后，停止对熔炼炉20加热，待熔炼炉20内的温度降低至浇注温度时，关闭旋转驱动电机52并且开启升降电机53将搅拌杆50以及搅拌部件从坩埚30内提出，之后利用操作杆61将坩埚30从熔炼炉20内移动至浇注模具的附近（第二位置）。

[0112] 在浇注之前，将加热板42的温度升高到需要的温度。浇注时，转动操作杆61使坩埚30内的玻璃液缓缓流入成型模具40内。然后利用抽/充气系统向主体腔室16内充入更多的惰性气体，使成型模具40内的玻璃快速降温到设计的温度。待主体腔室16内的温度降到室温后，将主体门15从进/出料口卸下，将成型模具40从进出料口取出，进而从成型模具40中取出玻璃毛坯。

[0113] 本发明的上述浇注生产装置100及方法利用抽/充气系统对主体腔室16抽真空，并向主体腔室16内充入保护气体，能够保证主体腔室16内保持玻璃液不被氧化的气氛。此外，在坩埚30处于第一位置时将搅拌部件送入坩埚30内，通过搅拌部件对坩埚30内的玻璃液进行搅拌。与利用摇摆炉生产非氧化物玻璃的工艺相比，利用搅拌部件搅拌玻璃液克服了现有技术中对石英安瓿瓶提出的耐压性要求，因此单坩埚30的生产量不再受石英耐压能力的影响。此外，在坩埚30处于第二位置时，坩埚操作部件使坩埚30旋转，使得坩埚30内的玻璃液倒入所述成型模具40中。与现有技术中利用安瓿瓶生产玻璃的工艺相比，使用成型模具40浇注生产玻璃使得玻璃产品的规格不再受安瓿瓶的限制。

[0114] 与原有的摇摆炉生产工艺相比，本发明的上述浇注生产方法的单批生产量能够由原来2kg扩大到7kg，并且生产规格不受限制，满足了大规格非氧化物玻璃的生产要求。

[0115] 以上只是对本发明的优选实施方式作了说明。在不偏离本发明的精神的情况下，可以对本发明进行各种变型。

[0116] 例如，尽管在上述实施方式中，浇注生产装置100的主体为圆筒式结构，但是不排除主体为长方体或正方体结构。

[0117] 此外，在上述实施方式中，主体门15通过螺栓连接到端盖12。然而，本发明不限于此，例如，主体门15可以像熔炼炉20的石英板22（炉门）那样通过枢转轴连接至端盖，以对进/出料口进行开闭。

[0118] 此外，在上述实施方式中，采用了操作杆61和坩埚固定圈60作为坩埚操作部件。但是本发明不限于此，例如，可以采用贯通腔壁设置的夹钳作为坩埚操作部件。当然，也可以采用其他部件，只要满足如下条件即可：该部件能够经由熔炼炉20的 开口21将坩埚30移动至第一位置，在第一位置，升降机构能够经由搅拌杆50将搅拌部件送入坩埚30内；坩埚操作部件能够将坩埚30从第一位置移动至第二位置，在第二位置，该部件能够使坩埚30旋转，使得坩埚30内的玻璃液倒入成型模具40中。