CN105271706B - 一种高压氩气光纤拉丝炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压氩气光纤拉丝炉，包括炉体、保温体、加热器、中心管，其特征在于，所述的炉体内壁装置着保温体，保温体环绕在圆筒状加热器的外围，保温体的中心设置中心管，炉体顶部设置密封泄压装置，光纤预制棒穿过密封泄压装置进入中心管内，在密封泄压装置的下方设置环形的进气口，炉体在中心管的下方设置为光纤拉制出口。本发明采用大流量氩气取代氦气作为拉丝炉的保护气体，保证光纤强度及拉丝直径波动在较小的合格范围内，减少氦气使用量，降低生产成本，炉顶设计密封泄压装置，炉体内压力大于200Pa时密封泄压装置被冲开泄压，炉体内气压在50Pa‑200Pa时密封泄压装置保持密封状态，控制裸光纤直径波动在合格范围内。

Description

一种高压氩气光纤拉丝炉

技术领域

本发明涉及光纤拉制设备技术领域，尤其涉及一种高压氩气光纤拉丝炉。

背景技术

光纤拉丝炉是光纤制造工序中最重要的设备之一。在调速系统的控制下，将光纤预制棒送入拉丝炉内，炉内温度预先设计成纵向梯度分布，炉温有测量仪器监视并反馈至控温设备实现恒温。光纤预制棒的端头在2000℃下软化，粘度减小，在表面张力作用下迅速收缩变细，并由收丝轮以合适的张力向下拉成细丝，最后经过涂覆与套塑工艺生产出光纤成品。

拉丝炉内有大量的石墨部件，在高温拉丝时需要有充足的惰性气体对拉丝炉进行保护，以防止氧气进入拉丝炉，造成石墨部件的氧化，从而影响拉丝光纤的质量。拉丝炉内的部件材料通常采用高纯石墨，在拉丝时，炉内温度较高，外部空气进入拉丝炉后使石墨在高温下氧化，影响石墨部件的使用寿命，同时石墨氧化后产生的粉尘会粘附在预制棒及其融化部分上，导致制成的光纤强度下降，甚至影响衰减性能，因此需要拉丝炉具有良好的气密性，并且通入惰性气体(如氩气、氦气等)，保持炉内一定正压的惰性气体氛围，从而达到良好的保护作用。

在传统光纤拉丝生产中采用的惰性气体是氦气，氦气的分子量小，导热性能好，维稳性好，能将光纤拉丝的偏差度控制在±0.1um内。氦气是比较珍贵的惰性气体，价格高昂，拉丝生产中需要消耗大量氦气，因而拉丝生产成本极高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种高压氩气光纤拉丝炉，解决目前技术中的传统的光纤拉丝炉采用氦气作为炉内的保护气体避免石墨部件氧化，氦气价格昂贵，拉丝生产成本高的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种高压氩气光纤拉丝炉，包括炉体、保温体、加热器、中心管，其特征在于，所述的炉体内壁装置着保温体，保温体环绕在圆筒状加热器的外围，保温体的中心设置中心管，炉体顶部设置密封泄压装置，光纤预制棒穿过密封泄压装置进入中心管内，在密封泄压装置的下方设置环形的进气口，炉体在中心管的下方设置为光纤拉制出口。本发明所述的高压氩气光纤拉丝炉采用氩气取代传统的氦气作为光纤拉丝炉的保护气体，可以极大的降低生产成本，但氩气的分子量比氦气大，在同样的气压下，氩气的维稳性比氦气低，因此无法保证光纤拉制直径的偏差度控制在许可范围内。为了提高维稳性采用高压高流量的氩气，使得拉丝炉内形成稳定的气流从而使得光纤直径的波动控制在较小的合格范围内，但是高压高流量的氩气压力较大时，会使得光纤的衰减值超标，因此在光纤拉丝炉的顶部设置密封泄压装置，氩气压力大于200Pa时冲开密封泄压装置进行泄压，氩气压力在50Pa-200Pa时则密封泄压装置保持密封。本发明采用氩气取代传统使用的氦气，在降低生产成本的同时，还能够有效保证光纤拉丝的质量，将光纤拉丝直径波动控制在较小的合格范围内。

进一步的，所述的密封泄压装置包括密封座和密封盖，密封盖呈圆环形，密封盖外侧嵌套在密封座中，光纤预制棒从密封盖的内环穿过，密封盖的内侧贴合在光纤预制棒的表面，炉内气体压力过大时冲开密封盖自动泄压。本发明所述的密封泄压装置结构简单，装配方便，使用成本低。在氩气压力50Pa-200Pa时，密封盖贴合在光纤预制棒的表面从而保持密封状态；在拉丝炉内氩气压力大于200Pa时，则氩气冲开密封盖泄压，压力释放到50Pa-200Pa后密封盖恢复到与光纤预制棒贴合的状态保持密封。

进一步的，所述的密封盖采用石英棉制成，石英棉耐热、耐腐蚀和柔软性好，高温下强度保持率高、尺寸稳定性好，从而可以适应光纤拉丝的高温环境，保障密封盖的使用寿命，能够长效稳定的起到密封与泄压的作用。

进一步的，所述的炉体底部设置下部延长管，下部延长管内设置有马弗管，使得中心管内的气体流场平稳，避免光纤拉丝直径发生过大浮动，保障光纤强度，提高光纤拉丝质量。

进一步的，所述的光纤拉制出口设置泄压导气装置，光纤从泄压导气装置处拉出，由于泄压导气装置的作用，光纤拉丝炉炉体内的惰性气体从泄压导气装置导出，惰性气体沿泄压导气装置向下直线流动，使得气体流场平稳，通过控制出气的气流稳定从而使炉体内部的气流保持稳定状态，温度场保持恒定，从而使得拉制成的光纤纤丝不会由于气流紊乱而导致直径大幅波动，确保光纤直径均匀稳定。

进一步的，所述的泄压导气装置呈圆管或圆锥管。

进一步的，所述的泄压导气装置的圆周方向上还设置有环形泄压孔，使得氩气稳定均匀泄压，使得气体流场更加平稳，避免光纤纤丝的直径受影响波动过大，保障光纤拉丝质量。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的高压氩气光纤拉丝炉通入大流量的氩气以取代氦气，能保证光纤拉丝直径波动在较小范围内，减少了氦气使用量，降低了生产成本，光纤拉丝炉顶部设计有密封泄压装置，炉体内气压大于200Pa时，密封泄压装置将自动被冲开泄压，炉体内压力50Pa-200Pa时密封泄压装置保持密封状态，有效控制裸光纤直径波动在较小的范围内；

本发明所述的高压氩气光纤拉丝炉结构简单，制造成本低，适用性强，制作方便，经济效益高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种高压氩气光纤拉丝炉，采用氩气取代传统的氦气作为拉丝炉内的保护气体，采用高压大流量的氩气能保证光纤拉制直径波动在较小范围内，减少了氦气使用量，降低了生产成本。

如图1所示，一种高压氩气光纤拉丝炉，包括炉体1、保温体2、加热器3、中心管4，其特征在于，所述的炉体1内壁装置着保温体2，保温体2环绕在圆筒状加热器3的外围，保温体2的中心设置中心管4，炉体1顶部设置密封泄压装置，光纤预制棒9穿过密封泄压装置进入中心管4内，在密封泄压装置的下方设置环形的进气口5，炉体1在中心管4的下方设置为光纤拉制出口6。

密封泄压装置包括密封座7和密封盖8，密封盖8呈圆环形，采用石英棉制成，耐高温，适应光纤拉丝的生产环境，使用寿命长，密封盖8外侧嵌套在密封座7中，光纤预制棒9从密封盖8的内环穿过，密封盖8的内侧贴合在光纤预制棒9的表面，在炉内氩气压力适宜时保持良好的密封；在炉内气压大于200Pa时氩气冲开密封盖8自动泄压，在炉内压力恢复至50Pa-200Pa时密封盖8恢复贴合在光纤预制棒9表面保持密封状态。

炉体1底部设置下部延长管10，下部延长管10内设置有马弗管11，提高中心管内的气体流场稳定性，保障光纤拉丝质量。

光纤拉制出口6设置泄压导气装置12，泄压导气装置12呈圆管或圆锥管，泄压导气装置12的圆周方向上还设置有环形泄压孔，使得气体流场平稳，光纤外径波动值较小，提高光纤强度和质量。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高压氩气光纤拉丝炉，包括炉体(1)、保温体(2)、加热器(3)、中心管(4)，其特征在于，所述的炉体(1)内壁装置着保温体(2)，保温体(2)环绕在圆筒状加热器(3)的外围，保温体(2)的中心设置中心管(4)，炉体(1)顶部设置密封泄压装置，光纤预制棒(9)穿过密封泄压装置进入中心管(4)内，在密封泄压装置的下方设置环形的进气口(5)，炉体(1)在中心管(4)的下方设置为光纤拉制出口(6)，所述的光纤拉制出口(6)设置泄压导气装置(12)，所述的泄压导气装置(12)呈圆管或圆锥管，所述的泄压导气装置(12)的圆周方向上还设置有环形泄压孔，密封泄压装置包括密封座(7)和密封盖(8)，密封盖(8)呈圆环形，密封盖(8)外侧嵌套在密封座(7)中，光纤预制棒(9)从密封盖(8)的内环穿过，密封盖(8)的内侧贴合在光纤预制棒(9)的表面，炉内气体压力过大时冲开密封盖(8)自动泄压，在氩气压力50Pa-200Pa时，密封盖贴合在光纤预制棒的表面从而保持密封状态；在拉丝炉内氩气压力大于200Pa时，则氩气冲开密封盖泄压，压力释放到50Pa-200Pa后密封盖恢复到与光纤预制棒贴合的状态保持密封。

2.根据权利要求1所述的高压氩气光纤拉丝炉，其特征在于，所述的密封盖(8)采用石英棉制成。

3.根据权利要求1所述的高压氩气光纤拉丝炉，其特征在于，所述的炉体(1)底部设置下部延长管(10)，下部延长管(10)内设置有马弗管(11)。