CN102923943B - 一种用于光纤拉丝炉的发热套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光纤拉丝炉的发热套，属光纤加工设备技术领域。包括圆筒形的发热套体，其特征在于发热套体上部套体的径向壁厚大于其余部分套体的径向壁厚。所述的发热套体为石墨感应发热套体或石墨电阻发热套体。本发明的有益效果在于：1、增加发热套体上部的壁厚使发热套上部温度增高，从而使温度场分布中的最高温度区间向拉丝炉的上半部分移动，使得拉丝炉的温度梯度分布更适于拉丝成纤的温度分布要求，从而使拉制出的光纤的非圆度减少；2、在融化相同尺寸预制棒时所需要的电能消耗较小，使得拉丝加工的能耗下降；3、采用可调式结构，能根据不同直径的预制棒配置不同孔径的发热套，使拉丝炉能适于加工不同直径的光纤预制棒，从而增强拉丝炉的加工范围。

Description

一种用于光纤拉丝炉的发热套

技术领域

本发明涉及一种用于光纤拉丝炉的发热套，属光纤加工设备技术领域。

背景技术

光纤的生产过程主要是通过拉丝炉将光纤预制棒加热熔融并从其下端拉伸出熔融的玻璃丝，将拉制出的玻璃丝立即用树脂涂料在其外表面涂覆上树脂保护层，用紫外固化设备将树脂涂料固化，然后将光纤收绕成盘。拉丝过程中在拉丝炉和树脂涂覆装置之间设置检测裸光纤直径的监控设备，同时通过调整光纤预制棒的光纤拉伸速度来控制拉制出的光纤直径，使其在目标范围内。

随着光纤预制棒制备技术的发展，光纤预制棒的直径尺寸已经由60-80mm增加至150-250mm不等，单根光纤预制棒的拉丝长度也由三四百公里增加至数千公里。然而，随着光纤预制棒直径的增加，不仅拉丝炉所需的热量越来越多，使能耗增大，而且光纤的不圆度也由原来的0.2%变化到0.5%，而光纤不圆度的增加将引发光缆施工过程中较大的连接损耗，同时光纤的氢损测试衰耗也会变大。另一方面，现有的光纤拉丝炉的发热套均为直圆筒形，筒壁的壁厚相同，尽管发热套的发热量是轴向均布的，但发热套内的温度场分布并不均匀，呈两端低中间高的特点，这样的拉丝炉温度梯度分布对于更好的拉丝成纤的温度分布要求存在一定的问题。当预制棒直径变大时，光纤不圆度问题会变得较为突出。

在已经公开的专利文献中，存在一些解决光纤不圆度偏大的问题方法。日本专利 96042/1989所公开的是通过旋转套管来解决温度均匀性和波动问题；同样，日本专利227837/1994所公开的是通过限制加热器环形方向上的温度波动来减少不圆度，方法是将一对电极连接部分相对成180°间隔角伸出外壁并且将电极与该电极连接部分的顶端连接；中国专利CN 1148033A 公开了一个包围套管的内加热器，一对从内加热器伸出的内电极连接部分，包围内加热器的外加热器，和一对从外加热器伸出的外电极连接部分；中国专利 CN 102503116A 公开了一种旋转光纤的拉丝方法。这些方法具有如下缺点：当预制棒或套管外径的尺寸增大，大于150mm时，通过旋转预制棒或套管在实际生产过程中很难实现，同时旋转时预制棒或套管容易受到扭曲力而断裂；而改变或者增加加热器的方式，容易造成较多的电能损耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种能改善发热套温度场分布的用于光纤拉丝炉的发热套，它不仅能提高拉丝质量，而且可降低拉丝能耗。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括圆筒形的发热套体，其特征在于发热套体上部套体的径向壁厚大于其余部分套体的径向壁厚。

按上述方案，所述的发热套体为石墨感应发热套体或石墨电阻发热套体。

按上述方案，所述的发热套体上部的孔径小于其余部分套体的孔径，外径等于或大于其余部分套体的外径。

按上述方案，所述的发热套体上部的外径大于其余部分套体的外径，孔径等于或小于其余部分套体的孔径。

按上述方案，所述的径向壁厚大于其余部分套体的上部套体轴向长度占整个发热套体轴向长度的1/3~1/2。

按上述方案，所述的发热套体上部孔径为150-250mm，上部套体的径向壁厚与其余部分套体径向壁厚之比为1.2~2.0。

按上述方案，所述的发热套体由直圆筒形的基套上部套接衬套构成。

按上述方案，所述的衬套为套接于基套内孔的内衬套，或为套接于基套外周的外成套，或为套接于基套内外周的内外夹套。

本发明的有益效果在于：1、由于发热套体的发热量与套体壁厚正相关，因此增加发热套体上部的壁厚使发热套上部温度增高，从而使温度场分布中的最高温度区间向拉丝炉的上半部分移动，而光纤预制棒的熔融相对处于拉丝炉的上半部分，最高温度区间的上移使得拉丝炉的温度梯度分布更适于拉丝成纤的温度分布要求，意味着预制棒在该温度场中融化的更均匀，从而使拉制出的光纤的非圆度减少，达到拉丝加工质量的提高，而无需采用搓动等辅助方式；当预制棒直径较大时，上述效果更为明显；2、由于温度分布更趋合理，在融化相同尺寸预制棒时所需要的电能消耗较小，使得拉丝加工的能耗下降；3、采用上部孔径小于其余部分套体孔径的发热套体结构可以减少上部热量的散失，使温度分布更趋合理，进一步降低能耗；4、采用基套和衬套相套接的可调式结构，能根据不同直径的预制棒配置不同孔径的发热套，使拉丝炉能适于加工不同直径的光纤预制棒，从而增强拉丝炉的加工范围。

附图说明

图1为本发明一个实施例安设在拉丝炉中的结构图。

图2~4分别为本发明三个固定式结构实施例的正剖视图。

图5~7分别为本发明三个可调式结构实施例的正剖视图。

图8为本发明沿轴线方向的温度场分布曲线图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

实施例1如图2所示，为固定式结构石墨感应内增厚发热套体7，包括有圆筒形的发热套体，发热套体上部的孔径小于其余部分套体的孔径，外径等于其余部分套体的外径，使发热套体上部套体的径向壁厚大于其余部分套体的径向壁厚，所述的径向壁厚大于其余部分套体的上部套体轴向长度为整个发热套体轴向长度的1/2；所述的发热套体上部孔径为200mm，上部套体的径向壁厚与其余部分套体径向壁厚之比为1.5。

实施例2如图3所示，为固定式结构石墨感应外增厚发热套体8，它与上一个实施例的不同之处在于所述的发热套体上部的外径大于其余部分套体的外径，孔径等于其余部分套体的孔径。所述的发热套体孔径为250mm，上部套体的径向壁厚与其余部分套体径向壁厚之比为1.8。

实施例3如图4所示，它与第一个实施例的不同之处在于所述的发热套体上部的孔径小于其余部分套体的孔径，外径大于其余部分套体的外径；所述的发热套体上部孔径为180mm，上部套体的径向壁厚与其余部分套体径向壁厚之比为1.3。所述的发热套体为内外增厚的石墨电阻发热套体9。

实施例4如图5所示，为可调式分体结构，所述的发热套体为石墨感应发热套体，由直圆筒形的基套3上部套接衬套构成，所述的衬套为套接于基套内孔的内衬套2，衬套为直圆筒形，上端面设有外翻的轴肩，衬套的轴向长度为基套轴向长度的2/5。其它结构与第一个实施例相同。

实施例5如图6所示，也为可调式分体结构，它与上一个实施例的不同之处在于所述的衬套为套接于基套外周的外衬套10，衬套上端面设有内翻的轴肩，衬套的轴向长度为基套轴向长度的1/2。所述的发热套体孔径为250mm。

实施例6如图7所示，也为可调式分体结构，它与上一个实施例的不同之处在于所述的衬套为套接于基套内外周的内外夹套11，衬套的轴向长度为基套轴向长度的1/3。所述的发热套体孔径为200mm，上部套体的径向壁厚与其余部分套体径向壁厚之比为1.8。

本发明使用时安设在拉丝炉炉体5中部，发热套体垂直安装，对于石墨感应发热套体外周安设感应线圈4，炉体下端呈收缩漏斗形，中间通孔也呈收缩漏斗形与发热套体的内孔相贯通，光纤预制棒1进入拉丝炉的发热套内腔时，发热套感应发热，将光纤预制棒加热熔融并从其下端拉伸出熔融的光纤6，如图1所示。本发明的拉丝炉可使炉内的热场整体向上偏移如图8所示，图中本发明的温度分布曲线为12，原有发热套的分布曲线为13，这样就可以使预制棒在炉内更好的融化，具有更好的几何尺寸，拉制出的光纤具有更小的非圆度。

Claims (7)

1.一种用于光纤拉丝炉的发热套，包括圆筒形的发热套体，其特征在于发热套体上部套体的径向壁厚大于其余部分套体的径向壁厚；所述的径向壁厚大于其余部分套体的上部套体轴向长度占整个发热套体轴向长度的1/3~1/2。

2.按权利要求1所述的用于光纤拉丝炉的发热套，其特征在于所述的发热套体为石墨感应发热套体或石墨电阻发热套体。

3.按权利要求2所述的用于光纤拉丝炉的发热套，其特征在于所述的发热套体上部的孔径小于其余部分套体的孔径，外径等于或大于其余部分套体的外径。

4.按权利要求2所述的用于光纤拉丝炉的发热套，其特征在于所述的发热套体上部的外径大于其余部分套体的外径，孔径等于或小于其余部分套体的孔径。

5.按权利要求3或4所述的用于光纤拉丝炉的发热套，其特征在于所述的发热套体上部孔径为150-250mm，上部套体的径向壁厚与其余部分套体径向壁厚之比为1.2~2.0。

6.按权利要求3或4所述的用于光纤拉丝炉的发热套，其特征在于所述的发热套体由直圆筒形的基套上部套接衬套构成。

7.按权利要求6所述的用于光纤拉丝炉的发热套，其特征在于所述的衬套为套接于基套内孔的内衬套，或为套接于基套外周的外成套，或为套接于基套内外周的内外夹套。