CN105293894B - 中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体。本发明的高精密加热炉能够制作无析晶，丝径稳定控制在±0.5微米误差范围内的红外硫系，碲酸盐玻璃等光纤。

Description

中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉

技术领域：

本发明涉及在光纤制造过程中的中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，特别适用于制作无析晶，丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系，碲酸盐玻璃等光纤)的预制棒加热炉设计方法。

背景技术：

上世纪70年代诞生的低损耗石英光纤技术以及后来发展的超低损耗无水石英光纤的发明，引领人类社会进入了光通讯的时代。石英光纤的光辉历史延续到了2005年，经历了实芯单模/多模光纤、光子晶体光纤、大模场光纤、布拉格光纤等阶段的发展，似乎到了它历史的尽头。从材料学的角度出发，我们会发现石英光纤只是硅酸盐玻璃(SiO₂为主要成分)的一种高级表现形式，品种比较单一。目前的高功率光纤激光器大多集中于1-2μm近红外波段，产品也多以石英光纤为激光载体。但是由于石英光纤材料本身限制，其红外波长截至波长只能到2.2微米。因此，光纤的研究超越硅酸盐玻璃的狭义范畴，便可扩展到其他氧化物玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃等多组分玻璃为主体的特种玻璃光纤。目前，美国、日本、英国、澳大利亚、法国和德国等发达国家纷纷投入巨资研究各种用途的多组分玻璃光纤。综合各种情形，我们认为多组分玻璃光纤产业化的脚步越来越近，是继石英光纤之后光纤产业化进程中的“第二次革命”。

3-5μm波段中红外相干光源是三个大气红外窗口(1-3μm、3-5μm和8-12μm)中在大气中衰减最小的，并且该波段涵盖了许多原子和分子的吸收峰，因此该波段在光电对抗、目标侦测、激光光谱学、地球勘探、大气监测(特别是CO₂、H₂O和O₃)、天气预报、森林火灾预警、医疗卫生、无线光网络以及空间光通信等领域有着越来越重要的应用价值和前景扮演者极为重要的角色。举例来说，遥感化学传感、空气污染控制(环境中10–9级含量的甲醛、一氧化氮、二氧化氮、硫化氢、三氢化砷等有害气体的检测)、激光手术刀等都是关系国计民生的重大需求。因此在3-5微米波段的红外光纤激光器具有非常大的应用前景，现阶段主要限制红外光纤激光器发展主要是工作物质：红外光纤。

现阶段能被实用的红外光纤仍然在探索中，红外光纤相对于石英，主要缺点之一就是容易析晶。如何拉制没有析晶的红外光纤，光纤预制棒加热炉子的设计是至关重要的。现阶段加热炉的设计方式有许多，然而拉制出来的红外光纤存在大量的析晶，导致丝径浮动范围大，在拉制过程中出现断裂，甚至无法拉出光纤。因此如何设计出合理红外光纤预制棒加热炉，用于拉制无析晶的红外光纤是一个非常重要的课题，并且具有很重大的意义。

发明内容：

为解决上述背景技术中存在的缺陷，本发明提供了中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，这种高精密加热炉能够制作无析晶，丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系，碲酸盐玻璃等光纤)。

本发明的技术方案如下：

中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体。

所述石英管顶端与上圆槽通过密封圈和硅胶密封，石英管底端与下圆槽通过密封圈和硅胶密封，密封胶耐200-250℃高温。

所述复合加热模块包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝；所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有耐火材料。

所述加热环由耐热特殊钢构成，其钢号为301、302、304、309、310、408、600或630；所述耐火材料是陶瓷块、石棉或者玻璃纤维。

所述加热环是圆环形状，其内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm；所述加热环的横截面形状是┃┃形、形、】【形、][形、)(形、》《形或形。

所述电阻丝直径是0.5-20mm；所述电阻丝圈数是1-19圈，采用竖直排放式、叠放式或者并列堆放式。

所述陶瓷管是环状，其外径是2-28mm，内径是1.5-24mm。

所述高精密复合加热模块形成1mm-20mm最高温平台，12-35mm二十度高温平台，20-40mm五十度降温分布区间，45-65mm百度降温分布区间；

或者，形成3mm-18mm最高温平台，14-32mm二十度高温平台，23-38mm五十度降温分布区间，46-62mm百度降温分布区间；

或者，形成5mm-15mm最高温平台，14-30mm二十度高温平台，25-36mm五十度降温分布区间，48-60mm百度降温分布区间；

或者，形成6mm-12mm最高温平台，16-26mm二十度高温平台，27-32mm五十度降温分布区间，50-55mm百度降温分布区间。

所述惰性气体是氩气、氮气、氦气中的一种或多种。

所述石英管内还设置有一根空心不锈钢杆，不锈钢杆下端连接中红外玻璃光纤预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。

所述的特殊加热模块主要由特殊的钢材料(圆环形状，钢材料内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm)，3-16圈的电阻丝(电阻丝的直径是0.5-20mm)和许多个陶瓷管(陶瓷管的外径是2-28mm，内径是1.5-24mm)构成加热模块。

所述的保温系统包括耐火材料，玻璃纤维，保温石棉，耐火钢等等，其放置的方式保持是均匀，轴对称。

所述的密封系统主要通过一根准直的石英管，密封胶，密封圈以及两块特殊结构的法兰盘来实现。

所述的保护气体循环系统主要是指如何使炉子里面保持无氧气，少水分的通气设计，使用惰性气体保护红外预制棒不被氧化，析晶，整个保护气体进气方式有倾斜式，旋转式，直通式。

所述的真空系统主要是需要调节真空度来调节包层和芯之间空隙的真空度，以便抽真空时不让包层破裂。

所述的预制棒送棒系统主要是通过控制升降装置，可以实现快速升降，慢速升价，也可以实现在0.05-5mm/min升降预制棒，误差在1％以内。

上述特殊钢材料可以是型号301，302，304，309，408，600，630。特殊加热钢材料的形状有“┃”，“【”，“[”，“)”“》”，等十几种。

上述的电阻丝是加热电阻丝，尺寸可以是Φ0.5，1，2，4，6，8，10，12，15，20(mm)等。

上述的保温材料在堆放时采用紧密堆放，排放保持非常均匀的，对称的加热模块周围。

上述的石英管进行火焰准直并内表面高温抛光处理。

上述的密封胶是耐高温的，可耐200-250℃高温。

上述的密封圈是在密封时候，采用密封硅脂进行密封。

上述的通气方式主要是采用从炉子上端通气，下端出气，同时在下端侧面进行通气，进气方式有直通式，倾斜式，旋转式，这样可以将高温炉子里面的氧气完全逼出腔内气体。

上述所使用的保护气体主要是氩气(Ar)，氮气(N₂)，氦气(He)，可以是一种气体，也可以两种混合气体，也可以是三种混合气体。

形成上述中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，按下述步骤进行组装：

a)将特殊加热钢材料加工成圆环形。在加热钢材料内部插入直径匹配，厚度为2-6mm的石英管。将全部直径为2-20mm的电阻丝，用陶瓷管包装起来。串有陶瓷管的电阻丝按照特殊的排列方式，缠绕在特殊钢材料最外面。

b)在特殊加热钢与石英管之间填补上耐火材料(如陶瓷块等)。接着在整个加热模块外面填上保温材料，如：石棉，玻璃纤维等。在加热钢的上端和下端填充是5-45mm厚度耐火材料(如陶瓷块等)。

c)将整个加热部分用不锈钢材料包装起来，并且将整个加热炉加热部分置于一个厚2-4cm，边长是14-20cm的方形不锈钢上，中心是空心的，直径是28-40cm。

d)将石英上端和下端都连接两个25-28cm，厚大约1.5-3cm的方形法兰盘，同时在方形法兰盘中央刻直径在25-35mm圆孔，在圆孔边缘刻一个“U”形的圆形环槽，槽深1mm左右，将石英管卡在槽中，以便固定上下法兰盘中。

e)在上下两端钢板的四角分别连接四根直径2-3cm，长50-55cm长的不锈钢实心柱体以便固定整个预制棒加热炉。

f)在上法兰盘的上表面钻20-40个的左右的小孔，在上端法兰盘上表面，在以中心为圆心，直径为24-32mm圆内，钻6-12个孔径为Φ8的进气孔，8-14个孔径为Φ4的进气孔，12-20个孔径为Φ2的进气孔，16-24个孔径为Φ1.2的进气孔

g)在上法兰盘上面连接一个中心是空的“凸”形的不锈钢盖(如图10所示)，下端的外径是45-60mm，内径是35-50mm，高14-20mm，上端的内径是15-30mm，外径是35-50mm，高35-45mm。在“凸”形的上端盖侧面钻对称的两个孔，孔径在6-12mm。

h)在“凸”形的不锈钢盖中间连接一根空心的，准直的不锈钢杆，直径4-8mm，内径是2-6mm，它通过法兰进行固定控制，法兰由升降系统控制；不锈钢杆下端连接中红外玻璃光纤预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。

i)在下端的法兰盘直接中心是空的，中心空圆的直径是30-40mm。

本发明的有益效果如下：

1、非常对称的温度分布区间。本发明采用特殊加热钢材料，有利于形成稳定的，对称的温度分布，即在同一个圆上任何点的温度是相同的，将电阻丝放在加热模块最外面部分，促使最外面电阻丝产生的热量沿各个方向传入最内层，在内层同一个圆上的每点温度相同

2、长的使用寿命。采用特殊加热钢材料，能经受长时间加热，防止被氧化，最重要的是加热钢材料厚度厚，面积大，加长使用寿命。电阻丝使用陶瓷管包装起来，防止降温时候迅速降温，导致电阻丝容易氧化，甚至出现断裂。

3、非常好的气密性，通过采用一根石英管贯穿整个预制棒加热炉，采用非常好的橡胶密封圈，及密封胶进行密封。防止外界氧气和空气污染，避免析晶，这是现有技术没法解决问题。

4、非常小的温度浮动(在0.2℃范围内浮动)。由于采用特殊加热模块，好的保温环境，以及采用保温陶瓷管致使整个炉子具有好的热平衡。

5、无氧环境炉腔。通过单一的腔体，以及上端进气，上法兰盘上气模和下端出气装置，实现倾斜式，旋转式，直通式的通气方式，使腔体内的氧气在氮气，氩气，和氦气挤出去，可以拉制无析晶的光纤。

6、拉制小丝径(20微米左右)，丝径误差范围在0.5微米范围内。通过特殊加热模块，保温系统，保护气体循环系统，真空系统，预制棒升降系统，卷丝系统和严格密封装置构造来“影响”加热区的温度分布，促使加热炉形成合理的温度分布区间。这样做方法简单，精度高，温度可调范围大，升温呈现梯度，温度控制精度高。这些特性是现用的光纤加热炉模块无法达到的。

附图说明：

图1是具有┃┃形的加热模块带有三圈电阻丝的高精密加热炉示意图；

图2是具有┃┃形的加热模块带有三圈电阻丝的高精密加热炉温度分布曲线；

图3是具有形的加热模块带有七圈电阻丝的高精密加热炉示意图；

图4是具有形的加热模块带有七圈电阻丝的高精密加热炉温度分布曲线；

图5是具有][形的加热模块带有五圈电阻丝的高精密加热炉示意图；

图6是具有][形的加热模块带有五圈电阻丝的高精密加热炉温度分布曲线；

图7是电阻丝堆放方式示意图(5圈)；

图8是高精密加热炉体上法兰盘结构示意图；

图9是下法兰盘装置示意图；

图10是真空(进气)装置示意图。

其中：1为上端封口；2为进气口；3为上法兰盘；4为石英管；5为不锈钢罩；6为陶瓷管；7为陶瓷块；8为电阻丝；8-1为第一进气孔；8-2为第二进气孔；8-3为上圆环形槽；8-4为第四进气孔；8-5为上固定孔；8-6为第六进气孔；9为特殊加热钢；9-1为下固定孔；9-2为下圆环形槽；10为下法兰盘；10-1为不锈钢杆下端；10-2为出气管；10-3为惰性气体；11为保温材料。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，由特殊加热模块，保温系统，保护气体循环系统，真空系统，预制棒升降系统来实现合理温度区间以及非常好的密封系统组成。图1是带有||形的预制棒加热炉，图2是||形的预制棒加热炉的温度分布曲线，图3是带有形状的预制棒高精密加热炉，图4是形高精密加热炉温度分布曲线，图5是带有][形加热模块预制棒高精密加热炉，图6][形加热模块预制棒高精密加热炉。如图1，3，5所示，高精密加热炉子的加热部分中间阴影部分是9特殊加热钢材料，9材质和尺寸可以不同，它的形状至关影响温区分布，其结构是中心对称，整个加热钢材料贯穿整个炉体加热部分，9特殊加热钢导热性能很好，可以形成一个高温平台，在9特殊加热钢材料和4石英管之间空隙部分填充耐火材料，采用任何对特殊加热钢材料形状做相似形状变换的都属于保护范围。

在图1，3，5所示，对于8电阻丝和⑥陶瓷管，为了防止电阻丝氧化，将电阻丝串在陶瓷管里，这样可以延长预制棒加热炉使用寿命，同时也可以将电阻丝串在可以保护其氧化并且导热性好的材料里。8电阻丝可以选择粗的如Φ10，15，20(mm)，也可以是细的如Φ2，4，6(mm)。如图7所示，是五圈电阻丝-陶瓷管(7-1—7-2)摆放方式，采用重叠堆放，因此防止很宽高温平台。电阻丝圈数可以是3，5，7，9，11等等，电阻丝产生热量传导给9特殊加热钢材料。

如图在图1，3，5所示，11保温材料和10不锈钢罩，为了保持高温度斜度效率，即就是将电阻丝产生的热量往9特殊加热钢传递，防止热量传到外界，在电阻丝外面填充11保温材料如保温棉花，玻璃纤维等等，这些保温材料保持均匀分布在9特殊加热钢材料周围，保持4石英管内同心圆的每一个点温度相同。

如图1，3，5所示，保护气循环系统采用上端通气，下端出气。2(10-4)进气口的直径是Φ6，8，10，12，将惰性气体引入上法兰盘上端空间，通过上法兰盘进气孔，进入石英管内，在石英管内，气体以直通式方式下降(如图1，3，5所示)，最后从下法兰盘中间出来。石英管内采用连体简单通气。相比于氧气，采用“重的”氩气，质量相当的氮气，“轻的”的氦气的混合气彻底清扫炉体内的氧气。

如图8所示，整个高精密加热炉的上法兰盘，采用8-1，8-2，8-4，8-6四种尺寸的实现往4石英管通气，8-4大孔的直径是Φ8-16，最小孔尺寸是Φ0.8-1.5，标号8-1，8-6是两种孔径接近的通气口，它们孔径大小是Φ2-6。采用这种由外到中逐步减小通气孔，可以将里面的氧气完全排挤出来，同时不影响整个炉子内部温区，同时也避免在拉制光纤时候，导致光纤抖动。最外面最大孔是用于固定整个炉体结构，其大小尺寸再Φ25-45，8-3U形槽，里面涂入密封胶，同时将密封圈放入槽内，槽内侧圆圈是预制棒升降棒-不锈钢杆。如图9所示是预制棒加热炉下法兰盘，9-1大孔与8-5大孔尺寸是一样的，功能也是一样，固定整个预制棒高精密加热炉，9-2U形槽用用于固定石英管，同时在上法兰盘的下端面也是有同样的U形槽用于固定石英管，这样通过上下不锈钢板将整个预制棒高精密加热炉固定好。

如图10所示是整个装置抽真空，及进气系统。10-1不锈钢杆下端连接红外预制棒，上端连接10-2出气管，其直径Φ6，8，10。10-3气体(主要惰性气体，氮气和氧气)通过出气管末端的真空泵实现往外排出，同时实现使包层和芯之间保持负压，不出现空气孔。10-5惰性气体及氮气通过10-4进气口，以倾斜形式进入3上法兰盘上端，然后10-5惰性气体及氮气通过8-1，8-2，8-4，8-6进气孔进入4石英管内，在这个过程以旋转形式和直通形式进入。

本发明所述的红外光纤可以是硫系光纤，如As，Te，S等硫系光纤，也可以是TeO₂碲酸盐玻璃光纤，如TZN(TeO₂-ZnO-Na₂CO₃)，TZW(TeO₂-ZnO-WO₂)，TZBa(TeO₂-ZnO-BaO₂)，TZBi(TeO₂-ZnO-BaO₂)，也可以是锗酸盐玻璃光纤，磷酸盐玻璃光纤等等红外光纤。

以下结合具体实施例对应用本发明的预制棒高精密加热炉进行详细描述。

实施例1“|”形的预制棒加热炉

整个炉体高50cm高，炉体宽140mm，分为上，中，下三个部分，上部分主要是进口装置和上法兰盘固定装置，中部是炉体加热部分，下端是出气装置。炉体加热部分：整个加热炉加热部分直径大小是132mm，高100-150mm，采用“┃┃”形状的309型号特殊加热钢材料，特殊加热钢材料的尺寸高是45-65mm，厚是8-12mm；电阻是尺寸是Φ8(mm)的，外面陶瓷管内径是Φ12；采用石英管采用火焰抛光，直径是26-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和棉花填充，均匀的对称的填充在石英管周围。进气口：采用Φ4的密封圈，树脂硅胶，对连接口处进行密封；进气口的直径是Φ8，入口处直径是16mm，进气口下端直径是24-32mm。上法兰盘：钢板厚2cm，上端的小孔直径分别是：Φ8，4，2，1.2。下法兰盘：钢板厚2cm，中间出口直径是32cm，小槽槽深2mm。在下端的钢板直接中心是空的，中心空圆的直径是30-40mm。

整个中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉组装按照下面步骤进行：

a)将309型号加热钢材料加工成圆环形，在最外面刻上3圈小槽。将Φ8电阻丝的用陶瓷管包装串起来，紧绕在加热钢材料槽里，排成3圈。

b)在整个加热模块外面填上保温材料(如：棉花，玻璃纤维)，均匀对称的排布在加热钢材料周围。最外面用不锈钢圆环空心罩包装起来。并且将整个加热炉置于一个厚2-4cm，边长是14-20cm的方形不锈钢上。

c)在加热钢材料内部插入直径26-38mm，厚度为2-6mm，长45cm的石英管。石英管的上端插入上端不锈钢板(厚3-5cm，边长是14-20cm)的圆环槽内，然后用硅胶填充在圆环槽内，以密封石英管上端，对于石英管的下端，也插入下端不锈钢板(厚3-5cm，边长是14-20cm)圆环槽内，用硅胶密封，在石英管下端的不锈钢钢板处钻一个直径是Φ24-32出口孔。

d)在上端法兰盘上表面，在以中心为圆心，直径为24-32mm圆内，钻6-12个孔径为Φ8的进气孔，8-14个孔径为Φ4的进气孔，12-20个孔径为Φ2的进气孔，16-24个孔径为Φ1.2的进气孔。

j)将真空(进气)装置(如图10所示)用螺丝连接到上法兰盘上的进气孔上端。在炉子中间连接一根空心的，准直的不锈钢杆，直径4-8mm，内径是2-6mm，它通过法兰进行控制，法兰由升降系统控制；不锈钢杆下端连接中红外预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。

e)在上法兰盘，中间加热炉的钢板，下法兰盘周围相互对应位置钻四个孔径是15-25mm的孔，用四根中心直径40mm，两端直径15-25mm，长50实心不锈钢棒插入钢板孔中间，以固定整个炉子。

整个预制棒加热炉子温度曲线趋势如图2所示，当使用惰性气体为氦气(1L/minHe)，整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽12mm，距离最高温度点为50℃平台是27mm，离最高温度一百度平台是45左右。当使用惰性气体为氩气(1L/minN₂)，整个温度曲线是抛物线形状的，但是有展宽，离最高温度点20℃处平台是宽18mm，距离最高温度点为50℃平台是46mm。当使用惰性气体为氩气(Ar)，整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽19mm，距离最高温度点为50℃平台是54mm左右。

实施例2形状的预制棒高精密加热炉

整个炉体高50cm高，炉体宽140mm，分为上，中，下三个部分，上部分主要是进口装置和上法兰盘固定装置，中部是炉体加热部分，下端是出气装置。炉体加热部分：整个加热炉加热部分直径大小是132mm，高150mm，采用形状的600型号特殊加热钢材料，长边是60-80mm，两个短边是45-55mm，厚是8-12mm；电阻丝尺寸是Φ2-6(mm)的，外面陶瓷管内径是Φ8；采用石英管采用火焰抛光，直径是26-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和棉花填充，均匀的对称的填充在石英管周围。

进气口：采用Φ0.5-4的密封圈，树脂硅胶，对连接口处进行密封；进气口的直径是Φ8，入口处直径是16mm，进气口下端直径是24-32mm。上法兰盘：钢板厚2cm，上端的小孔直径分别是：Φ8，4，2，1.2。下法兰盘：钢板厚2cm，中间出口直径是32cm，小槽槽深2mm。在下端的钢板直接中心是空的，中心空圆的直径是30-40mm。

整个中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉组装按照下面步骤进行：

a)将600型号加热钢材料加工成圆环形，在最外面刻上4圈小槽。在特殊加热钢材料与石英管之间填充陶瓷材料。将Φ2-6电阻丝的用陶瓷管包装串起来，紧绕在加热钢材料槽里，排成4-3形式7圈。

b)在整个加热模块外面填上保温材料(如：棉花，玻璃纤维)，均匀对称的排布在加热钢材料周围。最外面用不锈钢圆环空心罩包装起来。并且将整个加热炉置于一个厚2-4cm，边长是14-20cm的方形不锈钢上。

c)在加热钢材料内部插入直径26-38mm，厚度为2-6mm，长45cm的石英管。石英管的上端插入上端不锈钢板(厚3-5cm，边长是14-20cm)的圆环槽内，然后用硅胶填充在圆环槽内，以密封石英管上端，对于石英管的下端，也插入下端不锈钢板(厚3-5cm，边长是14-20cm)圆环槽内，用硅胶密封，在石英管下端的不锈钢钢板处钻一个直径是Φ24-32出口孔。

d)在上端不锈钢板上表面，在以中心为圆心，直径为24-32mm圆内，钻6-12个孔径为Φ8的进气孔，8-14个孔径为Φ4的进气孔，12-20个孔径为Φ2的进气孔，16-24个孔径为Φ1.2的进气孔。

e)将真空(进气)装置(如图10所示)用螺丝连接到上法兰盘上的进气孔上端。在炉子中间连接一根空心的，准直的不锈钢杆，直径4-8mm，内径是2-6mm，它通过法兰进行控制，法兰由升降系统控制；不锈钢杆下端连接中红外预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。

f)在上法兰盘，中间加热炉的钢板，下法兰盘周围相互对应位置钻四个孔径是15-25mm的孔，用四根中心直径40mm，两端直径15-25mm，长50实心不锈钢棒插入钢板孔中间，以固定整个炉子。

整个预制棒加热炉子温度曲线趋势如图4所示，当使用惰性气体为氦气(He)，整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点10℃处平台是宽9mm，距离最高温度点为50℃平台是25mm左右。

实施例3“]”形状的预制棒高精密加热炉

整个炉体高50cm高，炉体宽140mm，分为上，中，下三个部分，上部分主要是进口装置和上法兰盘固定装置，中部是炉体加热部分，下端是出气装置。炉体加热部分：整个加热炉加热部分直径大小是132mm，高150mm，采用“][”形状的630型号特殊加热钢材料，“][”长边是60-80mm，宽是20-35mm，厚是4-8mm；电阻丝尺寸是Φ4-8(mm)的，外面陶瓷管内径是Φ12；采用石英管采用火焰抛光，直径是26-38mm，石英管管厚2-6mm，长45cm。在特殊加热钢的后面用玻璃光纤和棉花填充，均匀的对称的填充在石英管周围。进气口：采用Φ0.5-4的密封圈，树脂硅胶，对连接口处进行密封；进气口的直径是Φ8，入口处直径是16mm，进气口下端直径是24-32mm。上法兰盘：钢板厚2cm，上端的小孔直径分别是：Φ8，4，2，1.2。下法兰盘：钢板厚2cm，中间出口直径是32cm，小槽槽深2mm。在下端的钢板直接中心是空的，中心空圆的直径是30-40mm。

整个中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉组装按照下面步骤进行：

a)将630型号加热钢材料加工成圆环形，在最外面刻上3圈小槽。在特殊加热钢材料与石英管之间填充陶瓷材料。将Φ4-8电阻丝的用陶瓷管包装串起来，紧绕在加热钢材料槽里，排成3-2形式5圈。

b)在整个加热模块外面填上保温材料(如：棉花，玻璃纤维)，均匀对称的排布在加热钢材料周围。最外面用不锈钢圆环空心罩包装起来。并且将整个加热炉置于一个厚2-4cm，边长是14-20cm的方形不锈钢上。

c)在加热钢材料内部插入直径26-38mm，厚度为2-6mm，长45cm的石英管。石英管的上端插入上端不锈钢板(厚3-5cm，边长是14-20cm)的圆环槽内，然后用硅胶填充在圆环槽内，以密封石英管上端，对于石英管的下端，也插入下端不锈钢板(厚3-5cm，边长是14-20cm)圆环槽内，用硅胶密封，在石英管下端的不锈钢钢板处钻一个直径是Φ24-32出口孔。

d)在上端不锈钢板上表面，在以中心为圆心，直径为24-32mm圆内，钻6-12个孔径为Φ8的进气孔，8-14个孔径为Φ4的进气孔，12-20个孔径为Φ2的进气孔，16-24个孔径为Φ1.2的进气孔。

e)将真空(进气)装置(如图10所示)用螺丝连接到上法兰盘上的进气孔上端。在炉子中间连接一根空心的，准直的不锈钢杆，直径4-8mm，内径是2-6mm，它通过法兰进行控制，法兰由升降系统控制；不锈钢杆下端连接中红外预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵。

f)在上法兰盘，中间加热炉的钢板，下法兰盘周围相互对应位置钻四个孔径是15-25mm的孔，用四根中心直径40mm，两端直径15-25mm，长50实心不锈钢棒插入钢板孔中间，以固定整个炉子。

整个中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉温度曲线趋势如图6所示，当使用惰性气体为氦气(He)，整个温度曲线是抛物线形状的，离最高温度点20℃处平台是宽13mm，距离最高温度点为50℃平台是22mm左右，离最高温度点100℃处平台是宽36mm。

上述三个实例选择的特殊加热钢的形状有“┃”，“[”，但本发明可以选择的特殊加热钢的形状并不仅仅局限于上述三种，类似形状的特殊钢材料都可以用来获得需要的加热区间。

综上所述，本发明有益效果为，应用于拉制无析晶，丝径稳定(丝径控制在±0.5微米误差范围内)的红外光纤(硫系，碲酸盐玻璃等光纤)，其具有非常对称的温度分布区间，长的使用寿命等等优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种中红外光纤拉丝塔用高精密加热炉，其特征在于：

包括炉体、炉体顶部的进气装置、炉体中间设置的石英管、设置在石英管外壁中部的复合加热模块；所述炉体顶部设置有上法兰盘，上法兰盘上安装有进气装置、在进气装置顶端安装有上端封口，炉体底部设置有下法兰盘；所述上法兰盘中心设置有上圆孔、下法兰盘中心设置有下圆孔，上圆孔边缘设置有上圆环形槽、下圆孔边缘设置有下圆环形槽，石英管顶端连接上圆环形槽，石英管底端连接下圆环形槽，石英管与进气装置连通，石英管内充填惰性气体；所述石英管顶端与上圆环形槽通过密封圈和硅胶密封，石英管底端与下圆环形槽通过密封圈和硅胶密封，密封胶耐200-250℃高温；所述复合加热模块包括设置在石英管外部的加热环、设置在加热环外壁的陶瓷管；所述陶瓷管内部设置有电阻丝；所述加热环和陶瓷管外设置有不锈钢罩，在不锈钢罩和陶瓷管之间填充有耐火材料；所述加热环是圆环形状，其内径是20-50mm，外径是35-60mm，高是60-85mm，厚度是3-25mm；所述加热环的横截面形状是┃┃形、┝┩形、】【形、][形、)(形或形；所述石英管内还设置有一根空心不锈钢杆，不锈钢杆下端连接中红外玻璃光纤预制棒，上端连接真空管，真空管连接真空泵；所述陶瓷管是环状，其外径是2-28mm，内径是1.5-24mm；所述电阻丝直径是0.5-20mm；所述电阻丝圈数是1-19圈，采用竖直排放式或者并列堆放式。

2.如权利要求1所述高精密加热炉，其特征在于：所述加热环由耐热特殊钢构成，其钢号为301、302、304、309、310、408或630；所述耐火材料是陶瓷块、石棉或者玻璃纤维。

3.如权利要求1所述高精密加热炉，其特征在于：所述惰性气体是氩气、氮气、氦气中的一种或多种。