CN103663960B - 一种光纤拉丝炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤拉丝炉，其构造包括炉体以及位于炉体内部的保温体、发热体、隔热层，用于拉丝炉的加热以及保温；固定在炉体中间的密封单元，包括三层中套管、导气管、延伸管，其设置用于放置预制棒以及提供预制棒拉制过程中恒温、无氧的拉丝环境，第一密封单元一根石英套管和密封装置构成，第二密封单元由第一密封单元和中套管以及密封装置构成，两单元的缝隙中间设有热电偶，以便准确显示、及时地控制拉丝温度，中套管上下方分别设有防漏气塞和炉顶导气进入装置，套管中部设有气体排出装置，方便拉丝过程气体的排出。本发明具有能适用于拉制特种光纤的光纤预制棒，同时具有在光纤拉制过程中有效避免特种光纤析晶和氧化的优异性能。
Description
技术领域
本发明涉及用于拉制特种光纤的拉丝炉的涉及及制造方法，该拉丝炉在拉丝光纤中，除普通光纤可以顺利拉制外，尤其适于需要使用惰性气体保护的光纤拉制。
背景技术
光纤拉丝炉是通过加热和融化光纤预制棒的末端，同时向下移动光纤预制棒，在光纤预制棒的末端以一定速度牵引拉制成一定直径的光学纤维丝，从而获得光纤。
通常用于这种过程的光纤拉丝炉大体分为以下几种：一种用于拉制125um的传统通信光纤，用于拉制此种石英光纤的光纤拉丝炉通常需要能够达到1000°以上的较高温度由于丝径较大，拉丝炉拉丝对于丝径的控制在1um之内，误差范围就较好控制，但是用于拉制10um～15um的小丝径石英光纤，想要使得丝径控制在误差1um之内就非常困难；二、用于拉制聚合物光纤或者一些磷酸盐玻璃光纤，对于这类光纤，对于温度要求不必太高，但是它们的ΔT小，玻璃料性较短，这就要求拉丝炉的温度控制非常精密；三、用于拉制特种光纤，如Se系、Te酸盐玻璃的拉丝炉，由于光纤特殊性能，为防止析晶现象拉丝过程就需要精密良好的惰性气体保护下才能进行，对拉丝炉的气密性要求提升。
为了解决以上介绍的三种光纤拉丝炉在光纤拉制的过程中存在的问题，本发明设计了一种用于拉制特种光纤的光纤拉丝炉，采取特殊的通入惰性气体的方式，能严格控制惰性气体流速，除氧功能大大提高，保证了拉丝过程中零氧气环境；本发明拉丝炉的设计小巧方便，温区设计窄，大大有利于料性较短的预制棒的拉丝操作，防止拉丝过程中预制棒炸裂等不利现象发生；而且由于炉体的小尺寸，炉子的保温性能和除氧功能大大增强，对于纤芯直径控制精确度高，特种光纤拉制过程中无析晶现象。
目前，拉制特种光纤的拉丝炉设备主要是从国外引进，国内并无此类光纤拉丝炉的设计和制备方法，所以成功设计制备能够拉制特种光纤的拉丝炉具有重大意义，填补了国内用于拉制特种光纤的光纤拉丝炉的空白。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种用于制造特种光纤的光纤拉丝炉，以解决以上传统拉丝设备无法很好拉制出性能优异的特种光纤的相关问题。
技术方案：本发明的一种光纤拉丝炉的中间设有由第一层中套管，第二层中套管复合成的中套管，在中套管中部的外侧设有隔热层，隔热层的外面设有保温体，在保温体的外面设有炉体，在隔热层与保温体之间设有发热体；中套管的两端穿出炉体，在中套管侧壁的上部、中部和下部分别设有第一导气管，第二导气管，第三导气管，在中套管的下端和上端分别设有第一密封装置，第二密封装置，在第一密封装置、第二密封装置与炉体之间分别设有第一固定架，第二固定架；在第二密封装置的上部设有圆盘，在圆盘的上部设有金属棒，在第二密封装置的下部设有预制棒，光纤丝从中套管下部的第一密封装置伸出；热电偶的一端位于中套管中部的侧壁上，另一端伸出第二密封装置。
在中套管上方固定预制棒的金属棒上设有一活动的圆盘，能活动并保持一直严密封闭中套管上方，既方便挂预制棒的操作，同时具有防止漏气、利于拉丝炉的保温的优良效果。
所述中套管的长度长过炉体一段距离，通惰性气体除氧，使得光纤有温度由高而低的过渡区域，防止还未冷却的特种光纤因氧化而析晶。
为加强拉丝炉的保温和除氧功能，炉体设计小巧，保温效果优异，除氧效率大大提高。拉丝炉的通气孔设置在密封系统的上下两处，上部通气将管内气体排至中部，下部通气后下部气体排至中部，中部设置有抽气孔，方便将管内氧气和拉丝产生的毒气全部排出。中套管的长度设计要长过炉体一段距离，通惰性气体除氧，使得光纤可以有温度由高而低的过渡区域，防止还未冷却的特种光纤因氧化而析晶。用于拉制特种光纤的拉丝炉，套管上方固定预制棒的金属棒上设有一活动的圆盘，可以活动并保持一直严密封闭套管上方，既方便挂预制棒操作，同时防止漏气，也利于拉丝炉的保温过程。
有益效果：本发明在拉制特种光纤的拉丝炉的设计与制备方面有以下优点：针对分析了拉制的特种光纤的性能后，炉体设计小巧灵便，方便操作，除氧和保温效果俱佳，温度能精确控制到0.1度范围内，惰性气体的气流大小可用开关阀任意精确地控制；密封系统使用耐高温塑料材质塑封，密封效果优异，预制棒挂棒后产生的缝隙处也有金属圆盘保护，整个拉丝炉密封效果显著提高；通惰性气体的方式改良，由上下两端分别通气，中部抽气排气，除氧功能优异，对于拉制特种光纤防析晶至关重要，另外由于特种光纤预制棒的特殊材料，拉制过程中会产生少许有毒气体，在此添加抽气装置，保证了拉丝过程中毒气的排出，加强安全保护；由此发明能适用于拉制特种光纤预制棒，有效控制拉丝过程中的气流和温度抖动对于拉丝结果的影响，也有效避免了特种光纤析晶。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中包括：炉体1，保温体2，发热体3，第一层中套管41，第二层中套管42，第一导气管5.1，第二导气管5.2，第三导气管5.3，第一密封装置6.1，第二密封装置6.2，第一固定架7.1，第二固定架7.2，金属棒8，圆盘9，预制棒10，光纤丝11，热电偶12，隔热层13。
具体实施方式
本发明的技术内容为研究制备了一种用于拉制特种光纤的光纤拉丝炉，其构造包括炉体1以及位于炉体内部的保温体2、发热体3、隔热层13，发热体3螺旋缠绕在隔热层13上，用于拉丝炉的加热以及保温；固定在炉体中间的密封单元，包括两密封单元，由几层中套管、导气管，密封装置组成，其设置用于放置预制棒以及提供预制棒拉制过程中恒温、无氧的拉丝环境；第一密封单元由一根石英的外层中套管4.2第一固定架7.1，第二固定架7.2固定，第二密封单元由第一密封单元和外层中套管4.2固定并添加第一密封装置6.1、第二密封装置6.2构成，套管上下两处分别设有第一固定架7.1，第二固定架7.2，固定支撑整个密封系统，中套管上下端的密封材料由耐高温的塑料材质构成，密封效果优异。两单元的缝隙中间设有热电偶12，以便准确显示、及时地控制拉丝温度，外层中套管4.2上下方分别设有防漏气塞和炉顶导气进入装置第一导气管5.1、第三导气管5.3，套管中部设有气体排出第二导气管5.2，方便拉丝过程气体的排出。
为加强拉丝炉的保温和除氧功能，炉体设计小巧，保温效果优异，除氧效率大大提高。拉丝炉的通气孔设置在密封系统的上下两处，上部通气将第三导气管5.3内气体排至中部，下部第一导气管5.1通气后下部气体排至中部，中部设置有作为抽气孔的第二导气管5.2，方便将管内氧气和拉丝产生的毒气全部排出。中套管的长度设计要长过炉体一段距离，中套管下部延伸出炉体一部分称之为延伸管部分，通惰性气体除氧，使得光纤可以有温度由高而低的过渡区域，防止还未冷却的特种光纤因氧化而析晶。用于拉制特种光纤的拉丝炉，套管上方固定预制棒的金属棒8上设有一活动的圆盘9，可以活动并保持一直严密封闭套管上方，既方便挂预制棒操作，同时防止漏气，也利于拉丝炉的保温过程。
本发明在拉制特种光纤的拉丝炉的设计与制备方面有以下优点：针对分析了拉制的特种光纤的性能后，炉体设计小巧灵便，方便操作，除氧和保温效果俱佳，温度能精确控制到0.1度范围内，惰性气体的气流大小可分别在第一导气管5.1，第二导气管5.2，第三导气管5.3处设置开关阀任意精确地控制；密封系统使第一密封装置6.1，第二密封装置6.2使用耐高温塑料材质塑封，密封效果优异，预制棒挂棒后产生的缝隙处也有可活动的金属圆盘9保护，整个拉丝炉密封效果显著提高；通惰性气体的方式改良，由上下两端第一导气管5.1、第三导气管5.3处分别通气，中部的第二导气管5.2处抽气排气，除氧功能优异，对于拉制特种光纤防析晶至关重要，另外由于特种光纤预制棒的特殊材料，拉制过程中会产生少许有毒气体，在第二导气管5.2处添加抽气装置，保证了拉丝过程中毒气的排出，加强安全保护；由此发明能适用于拉制特种光纤预制棒，有效控制拉丝过程中的气流和温度抖动对于拉丝结果的影响，也有效避免了特种光纤析晶。
Claims (3)
1.一种光纤拉丝炉，其特征在于该光纤拉丝炉的中间设有由第一层中套管(4.1)，第二层中套管(4.2)复合成的中套管，在中套管中部的外侧设有隔热层(13)，隔热层(13)的外面设有保温体(2)，在保温体(2)的外面设有炉体(1)，在隔热层(13)与保温体(2)之间设有发热体(3)；中套管的两端穿出炉体(1)，在中套管侧壁的上部、中部和下部分别设有第一导气管(5.1)，第二导气管(5.2)，第三导气管(5.3)，拉丝炉的通气孔设置在密封系统的上下两处，上部通气将第三导气管(5.3)内气体排至中部，下部第一导气管(5.1)通气后下部气体排至中部，中部设置有作为抽气孔的第二导气管(5.2)，方便将管内氧气和拉丝产生的毒气全部排出；在中套管的下端和上端分别设有第一密封装置(6.1)，第二密封装置(6.2)，在第一密封装置(6.1)、第二密封装置(6.2)与炉体(1)之间分别设有第一固定架(7.1)，第二固定架(7.2)；在第二密封装置(6.2)的上部设有圆盘(9)，在圆盘(9)的上部设有金属棒(8)，在第二密封装置(6.2)的下部设有预制棒(10)，光纤丝(11)从第一层中套管(4.1)下部的第一密封装置(6.1)伸出；热电偶(12)的一端位于中套管中部的侧壁上，另一端伸出第二密封装置(6.2)。
2.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝炉，其特征在于在中套管上方固定预制棒的金属棒上设有一活动的圆盘(9)，能活动并保持一直严密封闭中套管上方，既方便挂预制棒的操作，同时具有防止漏气、利于拉丝炉的保温的优良效果。
3.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝炉，其特征在于所述中套管的长度长过炉体一段距离，通惰性气体除氧，使得光纤有温度由高而低的过渡区域，防止还未冷却的特种光纤因氧化而析晶。
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