CN102583998B - 一种用于光纤制作的密封保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光纤制作的密封保护装置，涉及一种用于制作光纤的辅助装置。它包括相互咬合的上口密封环和下座密封环，上口密封环和下座密封环之间设有用于增加高度的环形垫片。本发明的密封效果较好，上棒比较容易，光棒进入时难以受到损坏；本发明不仅能够有效的限制空气的进入和流动，而且能够有效的防止惰性气体的流出，使得高温炉能够在高温时进行提棒，工作质量较高。

Description

一种用于光纤制作的密封保护装置

技术领域

本发明涉及一种用于制作光纤的辅助装置，尤其涉及一种用于光纤制作的密封保护装置。

背景技术

光纤(光导纤维)是利用光的全反射原理达成的一种光传导工具。光纤传输具有频带宽、损耗低、重量轻和抗干扰能力强的优点，随着社会的发展，光纤传输已经广泛应用于人们的生活之中。

目前，光纤通信用的光纤通常是通过高速拉丝塔将光纤预制棒(以下简称光棒)拉制而成，制作时，光棒经高速拉丝塔内的高温炉高温软化后拉制成细长的光纤。由于所述光棒通常采用石英玻璃，其软化温度在1700℃左右，因此，拉制光棒的高温炉首选为具有良好高温特性的石墨炉。而石墨在高温下易于氧气发生氧化反应，因此，通常在石墨炉中通入惰性气体(例如氩气和氦气)以使得石墨难以与氧气发生反应。为了限制空气进入到石墨炉内部，同时防止惰性气体的溢出，需要在石墨炉入口处增设密封保护装置。

常规的密封保护装置是一个尺寸固定的石英环，其上端开口(上口)处设有密封盖。在制作光纤时，首先将光棒悬挂吊棒杆上(此步骤简称为上棒)，然后打开密封盖，光棒通过石英环进入到高温炉内，拉制完成后提出剩余的光棒(此步骤简称为提棒)。这类密封保护装置在保护高温炉时存在以下缺点：

1.为了提高生产效率，需要使单根光棒的连续拉丝长度变长，因此现有的光棒长度逐渐变长。而为了最大限度的减小空气进入到高温炉内，需要使得光棒尽可能与石英环长时间接触，因此现有石英环的高度较高，且高度是固定的。对于较长的光棒而言，光棒与石英环的活动距离较短，不仅上棒时比较困难，而且光棒在进入石英环时会出现晃动，并与石英环发生碰撞，一旦光棒发生碰撞，就会损坏光棒。

2.现有石英环的上口尺寸是固定的，而现有的光棒的两端大都为锥形结构，当光棒进入石英环时，需要先打开密封盖。在打开密封盖到光棒进入前这段时间、还有提棒时提出尾棒到关闭密封盖这段时间，石英环的上口全部敞开，空气比较容易进入到石英环内，高温炉内的惰性气体也会通过石英环流出，密封效果较差。空气通过石英环进入到高温炉后会与石墨发生氧化反应，不仅会严重影响高温炉的使用寿命，而且石墨氧化后产生的挥发物会附着在光棒表面，影响光棒的强度，使得拉制后的光纤质量下降。

3.现有石英环内没有限制空气流动的装置，空气进入石英环时受到的阻力较小，比较容易进入高温炉。

综上所述，现有的密封保护装置在上棒时比较困难，不仅比较容易损坏光棒，而且不能有效的限制空气的进入和惰性气体的流出，工作质量较低。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于光纤制作的密封保护装置。它的密封效果较好，上棒比较容易，光棒进入时难以受到损坏；它不仅能够有效的限制空气的进入和流动，而且能够有效的防止惰性气体的流出，工作质量较高。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于光纤制作的密封保护装置，设于高温炉入口处，包括相互咬合的上口密封环和下座密封环，所述上口密封环和下座密封环之间设有用于增加高度的环形垫片。

在上述技术方案的基础上，所述上口密封环上端设有光栅环，所述光栅环包括环形的卡箍，所述卡箍内设有若干个可活动的光栅片，所述光栅片活动时构成圆形开口。

在上述技术方案的基础上，所述卡箍和光栅片均由金属材质制成。

在上述技术方案的基础上，所述上口密封环的截面为反向的凹形，其包括上口台阶环和设于上口台阶环下方的密封内环，所述密封内环与上口台阶环的外径相同。

在上述技术方案的基础上，所述下座密封环的截面为凸形，其包括下口台阶环和设于下口台阶环上方的密封外环，所述密封外环与下口台阶环的内径相同；所述密封内环和密封外环的高度相同、且互相咬合。

在上述技术方案的基础上，所述上口台阶环内壁交替设有外凸的上口封流环和内凹的上口内凹环；所述下口台阶环和密封外环的内壁均交替设有外凸的下座封流环和内凹的下座内凹环；所述下座封流环与上口封流环对应，所述下座内凹环与上口内凹环对应。

在上述技术方案的基础上，所述上口封流环、上口内凹环、下座封流环和下座内凹环的数量均为3～8个。

在上述技术方案的基础上，所述上口封流环、上口内凹环、下座封流环和下座内凹环的数量均为5个。

在上述技术方案的基础上，所述环形垫片的高度低于密封外环的高度，且所述环形垫片的内径与密封外环的外径相匹配。

在上述技术方案的基础上，所述环形垫片由两个半弧形的垫片构成。

本发明的有益效果在于：

1.本发明上口密封环和下座密封环能够相互咬合，咬合后的密封保护装置高度较低，光棒与上口密封环具有较长的活动距离，不仅上棒比较容易，而且光棒难以与上口密封环发生碰撞，不易发生损坏。上口密封环和下座密封环之间设有环形垫片，光棒进入上口密封环后嵌入环形垫片，环形垫片能够增加密封保护装置的高度，延长了光棒与密封保护装置接触的时间，保证了密封保护装置的密封效果。

2.本发明上口密封环上端设有光栅环，光栅环包括若干个可活动的光栅片，光栅片活动时可构成圆形开口。光棒在进入上口密封环和提棒时，根据光棒下部的锥端外径，配合光棒的进棒速度，缓慢开启光栅环内的光栅片，使光棒与圆形开口的间隙始终保持在1mm以内。光栅环保证了光棒与上口密封环紧密接触，有效的限制了空气的进入，增强了密封保护装置的密封效果。因此本发明能够防止高温炉被氧化，使得高温炉能够在高温时进行提棒，提高了工作效率。

3.本发明上口密封环内壁交替设有上口封流环和上口内凹环，相应的，下座密封环内壁交替设有下座封流环和下座内凹环。上口封流环和下座封流环的内径与拉制的光棒的直径相匹配，进入密封保护装置后的光棒与上口封流环和下座封流环之间的间隙在1～2mm之内，有效的限制了空气的流动。上口内凹环和下座内凹环延内壁至外壁方向内凹，增大了密封环的表面积。空气进入密封装置内部以后，会沿着上口封流环和上口内凹环交替形成的通道流动，难以进入到高温炉内；高温炉内惰性气体会沿着下座封流环和下座内凹环交替形成的通道流动，难以流出密封保护装置。因此本发明不仅能够有效的限制空气的进入和流动，有利于光纤拉制精度的提升，而且能够有效的防止惰性气体的流出，工作质量较高。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中光栅环的结构示意图；

图3为本发明实施例中上口密封环的结构示意图；

图4为本发明实施例中下座密封环的结构示意图；

图5为本发明实施例中垫片的结构示意图。

图中：1-上口密封环，11-上口封流环，12-上口内凹环，13-上口台阶环，14-密封内环，2-下座密封环，21-下座封流环，22-下座内凹环，23-下口台阶环，24-密封外环，3-光栅环，31-卡箍，32-光栅片，4-环形垫片，41-垫片。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例中的用于光纤制作的密封保护装置，它包括相互咬合的上口密封环1和下座密封环2。上口密封环1和下座密封环2之间设有用于增加高度的环形垫片4，上口密封环1上端设有光栅环3。参见图2所示，光栅环3包括环形的卡箍31，卡箍31内设有十四个可活动的光栅片32，每个光栅片32活动(光栅环3开启、关闭)时构成圆形开口。光栅环3关闭时圆形开口的内径能够减小到1mm以内，密封效果较好。为了保证卡箍31、光栅片32的导热性和伸展性，卡箍31和光栅片32由金属材质制成。

参见图3所示，上口密封环1的截面为反向的凹形，其包括一体成型的上口台阶环13和密封内环14。密封内环14设于上口台阶环13下方，且密封内环14与上口台阶环13的外径相同。上口台阶环13内壁交替设有五个外凸的上口封流环11和五个内凹的上口内凹环12，上口封流环11的内径与需拉制光棒的直径相匹配，光棒进入后与上口封流环11的间隙在1mm～2mm以内；上口内凹环12的内凸深度为2～10mm。

参见图4所示，下座密封环2的截面为凸形，其包括一体成型的下口台阶环23和密封外环24，密封外环24设于下口台阶环23上方。下口台阶环23与上口台阶环13的外径相同，下口台阶环23与密封外环24的内径相同。密封外环24的外径与密封内环14的内径相匹配；密封外环24与密封内环14的高度相同、且互相咬合。下口台阶环23和密封外环24的内壁均交替设有五个外凸的下座封流环21和五个内凹的下座内凹环22。下座封流环21与上口封流环11对应、且内径相同；下座内凹环22与上口内凹环12对应、且内凸深度相同。在实际应用中，上口封流环11、上口内凹环12、下座封流环21和下座内凹环22的数量可为3～8个，根据用户所需选取相应的数量。

参见图1、图5所示，环形垫片4设于密封外环24上方，为了保证嵌入环形垫片4后密封保护装置的平衡，环形垫片4由两个半弧形的垫片41组装而成。每个垫片41的高度低于密封外环24的高度，组装后环形垫片4的内径与密封外环24的外径相匹配。

下面结合一个具体实施例对本发明进行详细说明。

在保持良好密封效果的条件下，使直径为150mm、长度为2700mm的光棒顺利进入高温炉。

(1)选取相应规格的密封保护装置：

选取高度为200mm、外径为400mm的上口密封环1，其中，上口台阶环13的高度为50mm、外径为400mm；密封内环14的高度为150mm、内径为158mm。上口台阶环13内壁交替设有五个上口封流环11和五个上口内凹环12，每个上口封流环11的高度为2.5mm、内径为152mm；每个上口内凹环12的高度为2.5mm、内凹深度为5mm。

选取高度为200mm、外径为400mm的下座密封环2，其中，下口台阶环23的高度为50mm、外径为400mm；密封外环24的高度为150mm，外径为157mm。下口台阶环23内壁交替设有五个下座封流环21和五个下座内凹环22，每个下座封流环21的高度为2.5mm、内径为152mm；每个下座内凹环22的高度为2.5mm、内凹深度为5mm。

每个垫片41的高度为200mm，其内径为158mm、外径为400mm。卡箍31的高度为20mm、其外径为400mm，与上口密封环1保持一致，便于固定。组装后的光栅片32构成的圆形开口的最大直径为152mm，与上口封流环11的内径保持一致。

(2)对进入高温炉的光棒进行密封保护：

将上口密封环1和下座密封环2相互咬合，其最大高度为270mm，此时吊棒杆端部到上口密封环1最大高度间的间隙为2730mm。光棒与上口密封环1之间有30mm的活动距离，光棒能够容易的完成上棒。光棒在进入上口密封环1的过程中，光栅环3随着光棒锥端的进入逐渐旋转打开，并始终保持其圆形开口与光棒的间隙在1～2mm左右。光棒的平直端完全进入上口密封环1后，光栅环3正好达到最大开度。

在上口密封环1和下座密封环2之间嵌入两个垫片41，两个半弧形垫片41组成完整的环形垫片4，此时，密封保护装置的密封高度达到450mm。进入密封保护装置内部的光棒与上口封流环11、下座封流环21的间隙均只有1mm，限制了气体的外溢；同时上口内凹环12和下座内凹环22增大了密封保护装置内部表面积，限制了为气体的流动。

(3)对拉制后的光棒进行提棒，以便尽快完成下一根光棒的上棒：

首先缓慢提棒，光栅环3随着光棒锥端的进入逐渐旋转打开，并始终保持其圆形开口与光棒的间隙在1～2mm左右。当光棒完全提出时，光栅环3完全关闭，其圆形开口的内径在1mm以内。然后取出垫片41，将密封保护装置的整体高度降低到270mm，以便尽快完成下一根光棒的上棒。

综上所述，本发明在光棒进入高温炉和提棒时时有效的限制了气体的外溢和流动，保证了高温炉的密封效果。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种用于光纤制作的密封保护装置，设于高温炉入口处，其特征在于：包括相互咬合的上口密封环(1)和下座密封环(2)，所述上口密封环(1)包括上口台阶环(13)和设于上口台阶环(13)下方的密封内环(14)，所述密封内环(14)与上口台阶环(13)的外径相同；所述下座密封环(2)包括下口台阶环(23)和设于下口台阶环(23)上方的密封外环(24)，所述密封外环(24)与下口台阶环(23)的内径相同；所述密封内环(14)和密封外环(24)的高度相同、且互相咬合；所述上口密封环(1)和下座密封环(2)之间设有用于增加高度的环形垫片(4)。

2.如权利要求1所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述上口密封环(1)上端设有光栅环(3)，所述光栅环(3)包括环形的卡箍(31)，所述卡箍(31)内设有若干个可活动的光栅片(32)，所述光栅片(32)活动时构成圆形开口。

3.如权利要求2所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述卡箍(31)和光栅片(32)均由金属材质制成。

4.如权利要求1所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述上口台阶环(13)内壁交替设有外凸的上口封流环(11)和内凹的上口内凹环(12)；所述下口台阶环(23)和密封外环(24)的内壁均交替设有外凸的下座封流环(21)和内凹的下座内凹环(22)；所述下座封流环(21)与上口封流环(11)对应，所述下座封流环(21)与上口封流环(11)的内径相同，需拉制的光棒与上口封流环(11)之间的间隙在1mm～2mm以内；所述下座内凹环(22)与上口内凹环(12)对应。

5.如权利要求4所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述上口封流环(11)、上口内凹环(12)、下座封流环(21)和下座内凹环(22)的数量均为3～8个。

6.如权利要求5所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述上口封流环(11)、上口内凹环(12)、下座封流环(21)和下座内凹环(22)的数量均为5个。

7.如权利要求1所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述环形垫片(4)的高度低于密封外环(24)的高度，且所述环形垫片(4)的内径与密封外环(24)的外径相匹配。

8.如权利要求7所述的用于光纤制作的密封保护装置，其特征在于：所述环形垫片(4)由两个半弧形的垫片(41)构成。

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