CN103423459A - 带有密封装置的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有密封装置的设备。为了实现有效密封，该设备包括一种具有围绕中心开口大致以环形配置布置的多个密封元件（2″″）的密封装置。每个密封元件包括面向中心开口的密封表面。包括至少一个用于接纳密封元件（2″″）的部段的腔室（13″″）。通向流体源的入口为至少一个腔室（13″″）供应流体以便产生超压力，该超压力作用在密封元件的接纳在至少一个腔室（13″″）内的部段上，并且用于按压密封元件的密封表面并且使所述密封表面朝向中心开口运动。

Description

带有密封装置的设备

技术领域

本发明涉及一种带有密封装置的设备。在下文中，尽管应当意识到本发明还可以用于其它目的，仍参考用来加热用于拉拔光纤的玻璃预成型件的设备通过举例的方式来解释本发明。

背景技术

先前已知了一种用于加热玻璃预成型件使得该玻璃预成型件可被拉拔成光纤的炉子。这种已知的炉子包括竖向中心孔以及环绕的加热元件。玻璃预成型件从上方供给到该炉子中，并且同时该玻璃预成型件被加热，从玻璃预成型件的已软化的下端部可拉出光纤。

为了确保拉拔纤维的性质是优良的，需要将炉子的内部与周围环境密封隔开。在先前已知的炉子中，石墨环布置在炉子的顶端部处作为密封装置。在这个方案中，石墨环的内直径的尺寸设定成大致对应于玻璃预成型件的外直径，而石墨环的外部部分沿着炉子的表面紧密布置。

上述现有技术方案的缺点在于玻璃预成型件的横截面形状不是恒定的。实际上，玻璃预成型件的横截面通常主要是圆形的；然而，由于在玻璃预成型件的制造过程中存在的实际问题，横截面形状和/或直径在玻璃预成型件的某些部分处是可以变化的。由于下述情况这是有问题的：在石墨环不能与玻璃预成型件的形状有效地相符的情况下，这导致玻璃预成型件与石墨环之间的间隙增大；或者，可替代地，在玻璃预成型件的表面或者石墨环的表面由于玻璃预成型件的表面与石墨环的表面之间过度的接触力而遭到破坏的情况下。

另外，由于现有技术中的密封装置方案，对于横截面尺寸变化的玻璃预成型件，不可能简单地使用单个炉子。作为替代，为了避免更改炉子，单个炉子实际上仅仅可用于具有预定横截面尺寸的玻璃预成型件。

发明内容

根据本发明的一个实施例的目的在于克服上面提到的缺点并且提供一种带有新颖且有效的密封装置的设备，这个目的通过一种设备来实现。

本发明提供了一种设备，其特征在于，所述设备包括密封装置，所述密封装置具有：围绕中心开口大致以环形配置布置的多个密封元件，每个密封元件包括朝向所述中心开口的密封表面，用于接纳所述密封元件的部段的至少一个腔室，以及通向流体源的入口，所述入口用于为所述至少一个腔室供应流体以便产生超压力，所述超压力作用于所述密封元件的接纳在所述至少一个腔室内的部段上，并且用于按压所述密封元件的所述密封表面且使所述密封表面朝向所述中心开口运动。

密封装置具有环绕中心开口大致以环形配置布置且带有接纳在“超压”腔室内的部段的多个密封元件，该密封装置使得可能获得形成有效密封的方案。在这样的方案中，腔室内的超压力可使密封元件朝向中心开口运动，使得密封元件始终处于最佳的位置。

优选地，所述密封元件具有弯曲的凹密封表面。

优选地，所述密封装置包括边缘成形为彼此部分交叠的相邻密封元件。

优选地，所述密封装置包括至少两层彼此叠置的密封元件，使得上层的密封元件布置成与下层的至少两个密封元件部分交叠。

优选地，所述密封装置包括：至少两层密封元件，和布置在所述至少两层密封元件之间的冷却元件，所述冷却元件包括用于使冷却流体经过所述冷却元件的冷却通道。

优选地，第一层密封元件的密封表面的曲率半径与第二层密封元件的密封表面的曲率半径不同。

优选地，所述设备包括炉子，所述炉子用于加热玻璃预成型件以使得所述玻璃预成型件能被拉拔成光纤，所述炉子包括竖向中心孔以及环绕的加热元件，以及所述密封装置布置在所述炉子的顶部上，用于将所述炉子的内部与周围环境密封隔开。

优选地，至少所述密封元件的所述密封表面由石墨或玻璃制成。

优选地，所述入口连接到惰性气体源，以用于利用惰性气体提供所述至少一个腔室中的超压力，以及所述至少一个腔室和所述密封元件的由所述至少一个腔室接纳的部段的尺寸相互设定成允许所述惰性气体沿所述密封元件从所述至少一个腔室泄漏到所述中心开口内。

优选地，所述设备包括用于按压所述密封元件并且使所述密封元件运动离开所述中心开口的装置。

附图说明

在下文中，参照附图通过举例的方式来更详细地描述本发明，附图中：

图1示出了设备的第一实施例；

图2示出了设备的第二实施例；

图3示出了设备的第三实施例；

图4和图5示出了设备的第四实施例；

图6示出了设备的第五实施例；以及

图7示出了设备的第六实施例。

具体实施方式

图1示出了设备1的第一实施例。该设备包括环绕中心开口大致以环形配置布置的多个密封元件2。在图1中的实施例中，细长物体3（诸如玻璃的大致圆柱形物体）伸入中心开口内。该细长物体可以是玻璃预成型件，该玻璃预成型件通过围绕竖向中心孔5布置的加热元件4进行加热。在这样的用于加热玻璃预成型件的炉子6中，玻璃预成型件被加热直到可从玻璃预成型件的下端部拉拔出光纤7。

为了确保光纤7的性质是优良的，需要确保炉子6的内部在光纤7拉拔过程中与周围环境密封隔开。炉子的下部开口8通过使用惰性气体与周围环境密封隔开。在这个实例中，惰性气体11经由布置在设备1的各个位置处的气体入口10供应到炉子中。由于密封元件2，大部分被引入的惰性气体11将向下流动，使得由于惰性气体11通过下部开口8从炉子中流出而阻止空气（例如位于炉子6周围环境中的空气）经由下部开口8流入炉子中。可替代地，还可能使流动通过炉子的中心孔向上。在这种情况下，一种替代方案是在比图1所示的位置低得多的位置处将惰性气体引入中心孔中。在这种情况下，位于炉子上部的气体入口将完全没有必要。

密封元件2被成形为具有伸入腔室13内的部段12的细长板。例如，至少密封元件2的密封表面15可由玻璃或石墨制成。根据具体实施，每个密封元件可具有自己的腔室，或者可替代地，多于一个密封元件2的部段12可以伸入单个腔室13中。流体经由入口14被引入一个腔室13或多个腔室中。一种替代方案是使用与经由其它入口10引入炉子6内部的惰性气体相同的惰性气体。在任何情况下，引入一个腔室13或多个腔室中的流体在该一个腔室或多个腔室中产生超压力。因此，作用在密封元件2的位于所述腔室13中的部段12上的压力高于周围布置有密封元件2的中心开口处的压力。因此，所述超压力按压密封元件2并且使密封元件2朝向中心开口运动，使得在图1中的实例中，每个密封元件2的密封表面5与细长物体3（也就是玻璃预成型件）接触。

使用能单独运动的多个密封元件2使得可能获得围绕物体3的有效密封，这是因为每个密封元件可与其它密封元件单独地运动到精确的最优位置。因此，沿物体的整个外表面实现了有效密封。如果由于某些原因，物体不具有例如优选的圆形横截面，则这不会影响密封效果。此外，如在物体具有较小直径或较大直径的情况下，当允许密封元件彼此独立地运动到最优位置时，还可能补偿直径的可能变化。流体压力的调整可用来增加或减小腔室13中的超压力，使得可调整密封元件的密封表面15压靠在物体3的外表面上的力。通过这种调整，可在密封元件2与物体之间获得合适的接触力，这确保物体的表面不会受到密封元件的破坏。

图2示出了设备1′的第二实施例。图2的设备非常类似于结合图1说明的设备，因此图2的实施例将主要参考这些实施例之间的区别进行说明。

在图2中，多个密封元件2和2′布置成超过两层。实际上，图2中层的数目为三。如已经结合图1说明的那样，每层具有密封元件2和2′以及腔室13。然而，在图2中，在不同层的密封元件2和2′之间布置有冷却元件。每个冷却元件20′例如可以由圆环组成，其中布置有流体通道16′。冷却流体可流经该流体通道16′，从而为设备1′提供充分冷却。

为了获得有效密封，不同层的密封元件2和2′的密封表面可具有不同的曲率半径。例如，第一层的最上面的密封元件2′具有半径为R1的弯曲的凹密封表面15′，第二层的密封元件2具有半径为R2的弯曲的凹密封表面15，R2可以稍大于或小于R1。在这种情况下，如果具有半径R1的物体布置在周围设有密封元件2和2′的中心开口内，通过第一层的密封元件2′获得完全密封，这是因为它们的密封边缘15′的曲率半径与物体的半径匹配。通过第二层的密封元件2获得比完全密封稍差一些的密封，这是因为它们的半径R2没有与物体的半径精确地匹配。然而，如果另一个半径为R2的物体放置在中心开口中，则这种情况是相反的，这是因为通过第二层的密封元件2获得完全密封，而通过第一层的密封元件2′获得比完全密封稍差一些的密封。对在不同层中的密封元件的密封表面采用不同的曲率半径因此可以更好地适应不同尺寸的物体。一般来说，将凹密封表面的曲率半径选择成稍大于物体的最大可能半径通常是有利的。

图2还示出了一部分流体，在这种情况下，允许引入腔室13内的惰性气体11沿着密封元件朝向密封元件2和2′所布置成的环形配置的中心开口泄漏。如果设备1′例如用于密封如图1所示的炉子6，则这是有利的，并且因此避免了空气进入炉子的情形。在这种情况下，可避免由密封元件2和2′不能够提供充分的气密密封这样的事实而引起的可能问题，这是因为在密封元件2和2′处引入的惰性气体防止空气经过密封元件进入炉子6的内部。因此，在顶部经由开口流出炉子6的惰性气体防止空气流入炉子中。

图3示出了设备1″的第三实施例。图3中的设备非常类似于结合图1和图2说明的设备，因此图3的实施例将主要参考这些实施例之间的区别进行说明。

在图3中，多个密封元件2″彼此叠置。每个密封元件2″可独立于其它密封元件的运动而自由运动，使得其密封表面由于经由入口14″和腔室13″作用在密封元件上的流体压力而朝向中心开口运动，这些密封元件以环形配置围绕中心开口布置。

图4和图5示出了设备1″′的第四实施例。在这个实施例中，如图5所示，两个圆环形板17″′彼此叠置。为了简单起见，在这些图中仅示出了圆环形板17″′的四分之一。多个密封元件2″′布置在板17″′之间。如在图4中能看到的，其中上板17″′被移走，用于接纳密封元件2″′的部段的腔室13″′和用于使流体流到腔室13″′中的通道18″′设置在两块板17″′的内表面中。

在图4和图5的实施例中，多个密封元件2″′以两层彼此叠置，并且使得上层的密封元件2″′与下层的至少两个密封元件2″′部分交叠。这减小了密封元件之间的间隙并因此减小了在密封元件2″′之间的边界处的可能泄漏。

图6示出了设备的第五实施例。与图4和图5中的实施例类似，设有已经成形有腔室13″″和通道18″″的圆环形板l7″″（仅示出了板的四分之一）。然而，在图6的实施例中，密封元件2″″具有成形为彼此部分交叠的边缘19″″。相邻密封元件2″″的边缘19″″的这种阶梯式形状使得能够在包括仅一层密封元件2″″的方案中获得改善的气密性。因此，在布置在图6示出的板17″″顶部的配对板中不需要腔室、通道或密封元件。然而，自然可能在板17″″顶部使用与图6中示出的所述板相同的另一块板l7″′，在这种情况下，该另一块板包括以与图6示出的板17″′相结合使用方式类似的方式布置的腔室、密封元件和通道。

图7示出了设备的第六实施例。根据图7的设备非常类似于先前说明的实施例，因此图7的实施例将主要通过指出与其它实施例相比的区别来进行说明。

图7仅示出了布置在腔室中的仅一个密封元件。与先前的实施例一样，通过经由入口21将流体引入腔室中而在腔室内产生超压力。这种流体压力将按压密封元件并且使密封元件朝向中心开口（换句话说，朝向图7中的左侧）运动。

另外，图7中的实施例包括用于按压密封元件并且使密封元件运动离开中心开口的装置22。在所示出的实例中，装置22包括经由位于距入口21一段距离处的一个或多个侧入口而将流体供应到腔室中的一根或多根管。在该位置处，已经形成台肩23。通过装置22引入的流体压力因此作用在台肩23上并试图按压密封元件并且使密封元件运动到图7中的右侧（换句话说，运动离开中心开口）。这样的实施例使得可能调整按压密封元件朝向布置在中心开口中的物体的力。在所示出的实例中，足以通过入口21和装置22相对于彼此调整流体压力，从而获得合适的力。例如可通过控制单元和阀进行这种调整。另外，一旦入口21处的流体压力被完全中断，作用在台肩23上的流体压力将每个密封元件推动到它们的起始位置，也就是说，尽可能多地到图7的右侧。

在上面的实例中，已经假设装置22是将流体引入腔室内的管。然而，作为替代，也可以采用另一种类型的装置22，例如弹性元件或弹簧。

应当理解，上面的描述和附图仅用来说明本发明。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明范围的情况下，本发明可进行变化和修改。

Claims (10)

1.一种带有密封装置的设备，其特征在于，所述密封装置包括：

围绕中心开口大致以环形配置布置的多个密封元件（2、2′、2″、2′″、2″″），每个密封元件包括朝向所述中心开口的密封表面（15、15′），

用于接纳所述密封元件（2、2′、2″、2′″、2″″）的部段（12）的至少一个腔室（13、13″′），以及

通向流体源的入口（14、14″），所述入口用于为所述至少一个腔室（13、13″′）供应流体以便产生超压力，所述超压力作用于所述密封元件的接纳在所述至少一个腔室（13、13″′）内的部段（12）上，并且用于按压所述密封元件的所述密封表面且使所述密封表面朝向所述中心开口运动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述密封元件（2、2′、2″、2′″、2″″）具有弯曲的凹密封表面（15、15′）。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述密封装置包括边缘（19″″）成形为彼此部分交叠的相邻密封元件（2″″）。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述密封装置包括至少两层彼此叠置的密封元件（2″′），使得上层的密封元件（2″′）布置成与下层的至少两个密封元件部分交叠。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述密封装置包括：

至少两层密封元件（2、2′），和

布置在所述至少两层密封元件（2、2′）之间的冷却元件（20′），所述冷却元件（20′）包括用于使冷却流体经过所述冷却元件的冷却通道（16）。

6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，第一层密封元件（2′）的密封表面（15′）的曲率半径与第二层密封元件（2）的密封表面（15）的曲率半径不同。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述设备包括炉子（6），所述炉子用于加热玻璃预成型件（3）以使得所述玻璃预成型件能被拉拔成光纤（7），所述炉子包括竖向中心孔（5）以及环绕的加热元件（4），以及

所述密封装置布置在所述炉子（6）的顶部上，用于将所述炉子的内部（5）与周围环境密封隔开。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少所述密封元件（2、2′）的所述密封表面（15、15′）由石墨或玻璃制成。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述入口（14）连接到惰性气体（11）源，以用于利用惰性气体提供所述至少一个腔室（13）中的超压力，以及

所述至少一个腔室（13）和所述密封元件（2、2′）的由所述至少一个腔室（13）接纳的部段的尺寸相互设定成允许所述惰性气体（11）沿所述密封元件从所述至少一个腔室泄漏到所述中心开口内。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于按压所述密封元件并且使所述密封元件运动离开所述中心开口的装置（22）。

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