CN108975677A - 拉丝炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种拉丝炉，包括炉体、加热组件，所述炉体为中空结构，所述炉体包括用于容置所述加热组件的腔体，所述炉体的两端分别设有进料口和出料口，所述加热组件包括若干加热件与中心管，所述若干加热件环绕设置于所述中心管周侧，所述加热件的温度沿所述进料口朝向所述出料口的方向依次递增。本发明所提供的拉丝炉，通过将所述若干加热件环绕设置于所述中心管周侧，所述加热件的温度沿所述进料口朝向所述出料口的方向依次递增，较好的维护了炉内的温场，提高了加热效果，提高了制成光纤丝的质量，减少了预制棒母材的Si‑O键断裂的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉丝炉,特别涉及一种用于光纤拉丝的拉丝炉。
背景技术
本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
光纤拉丝过程中,通过加热体发热对玻璃母材尾端进行加热同时向下移动玻璃母材，当温度足够高的时候(2000℃)，玻璃母材熔融通过牵引拉制成丝。
在现有的拉丝过程中，为减少多根玻璃母材的头尾损耗，减少工艺运输和安装等非必要生产工时，需要增大玻璃母材的直径。于此同时，拉丝炉石墨中心管的直径亦需相应增大。由于玻璃母材熔融的部分直径较小，当石墨中心管的直径增大后，玻璃母材熔融部分距离石墨中心管外的加热体较远，影响了加热效果，使得制成的光纤丝的质量下降。而且，随着拉丝技术进步，为了提高拉丝的效率，拉丝的速度也随之提高，此时必须减少玻璃母材从开始软化到形成光纤丝的时间，这就需要提高加热温度，但提高加热温度会使得炉内温场不均，产生玻璃母材的Si-O键断裂的情况，进一步造成光纤丝的质量下降。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种改进的拉丝炉，能够提高加热效果和制成光纤丝的质量。
本发明提供一种拉丝炉，包括炉体和加热组件，所述炉体为中空结构，所述炉体包括用于容置所述加热组件的腔体，所述炉体的两端分别设有进料口和出料口，所述加热组件包括若干加热件与中心管，所述若干加热件环绕设置于所述中心管周侧，所述加热件的温度沿所述进料口朝向所述出料口的方向依次递增。
进一步地，所述中心管包括径直部、变径部和延展部，所述径直部和延展部均为中空管状结构，所述变径部位于所述径直部与延展部之间。
进一步地，所述变径部沿所述径直部朝向所述延展部的方向逐渐收缩，形成漏斗状。
进一步地，所述加热件的数量为3个，其中一个加热件设置于所述径直部临近所述变径部的一端外侧，一个加热件设置于所述变径部外侧，另一个加热件设置于所述变径部临近所述延展部的一端外侧。
进一步地，所述拉丝炉还包括底座，所述底座装设于所述炉体一端内侧，所述底座的一端开设有凹槽，所述底座另一端开设通孔。
进一步地，所述中心管的延展部容置于所述凹槽中。
进一步地，所述拉丝炉包括密封件，所述密封件设于所述炉体的一端。
进一步地，所述拉丝炉包括退火管，所述退火管装设于所述炉体设有所述出料口的一端外侧，所述退火管中心处沿其轴向开设有容置腔。
进一步地，所述炉体、中心管、底座和退火管的轴线重合。
进一步地，拉丝炉包括保温件，所述保温件容置于所述腔体内，所述保温件环绕所述加热组件设置。
本发明所提供的拉丝炉，通过将所述若干加热件环绕设置于所述中心管周侧，所述加热件的温度沿所述进料口朝向所述出料口的方向依次递增，较好的维护了炉内的温场，提高了加热效果，提高了制成光纤丝的质量，减少了预制棒母材的Si-O键断裂的情况。
附图说明
图1为本发明实施方式的拉丝炉的剖面示意图。
图2为图1所示拉丝炉加热的预制棒母材和光纤丝的结构示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，图1为本发明一实施方式中的拉丝炉100的剖面示意图，所述拉丝炉100用于将一预制棒母材70通过加热拉丝，制成光纤丝80。请同时参阅图2，图2为图1所示拉丝炉100加热的所述预制棒母材70和光纤丝80的结构示意图。所述预制棒母材70包括预制单元71和热变单元72。本实施方式中，所述预制单元71为大致呈圆柱形的玻璃管。
所述拉丝炉100包括炉体10、加热组件20、密封件30、底座40、保温件50和退火管60。
所述炉体10为中空结构，其包括用于容置所述加热组件和底座的腔体11，所述炉体10还包括顶壁12、底壁13，所述顶壁12开设进料口121，所述底壁13上开设出料口131，所述进料口121与出料口131同轴。所述进料口121用于放入所述预制棒母材70，所述出料口131用于将所述光纤丝80流出所述炉体10。
所述加热组件20包括若干加热件21和中心管22，所述若干加热件21环绕设置于所述中心管22周侧。所述中心管22用于容置所述预制棒母材70并均匀所述炉体10内的温场。本实施方式中，所述中心管22大体呈中空楔形，其包括径直部221、变径部222和延展部223，所述径直部221、变径部222和延展部223的壁厚相同，所述径直部221和延展部223部均为中空管状结构。所述变径部222位于所述径直部221与延展部223之间，所述变径部222沿所述径直部221朝向所述延展部223的方向逐渐收缩，形成漏斗状，本实施方式中，所述径直部221的内径大于所述延展部223的内径。所述中心管22的材料为石墨。所述中心管22内注有惰性气体，用于隔绝所述石墨材料的中心管22内的氧气，避免石墨与氧气在高温下产生化学反应。
可以理解,所述径直部221、变径部222和延展部223的壁厚可以不同。
所述若干加热件21用于加热所述中心管22内的所述预制棒母材70，所述加热件21可以独立对所述中心管22进行加热。本实施方式中，所述加热件的数量为3个，其中一个加热件21设置于所述径直部221临近所述变径部222的一端外侧，一个加热件21设置于所述变径部222外侧，另一个加热件21设置于所述变径部222临近所述延展部223的一端外侧。设置于所述径直部221临近所述变径部222的一端外侧位置的加热件21的温度低于设置于所述变径部222外侧的加热件21，设置于所述变径部222外侧的加热件21温度低于所述设置于所述变径部222临近所述延展部223的一端外侧的加热件21，使得所述拉丝炉100内的温场均匀，提高了所述预制棒母材70的热变单元72部分的加热效果。
所述密封件30装设于所述炉体10的顶壁12上。所述拉丝炉100在工作状态下，所述预制棒母材70穿过所述密封件30，所述密封件30连接于所述中心管22的径直部221远离所述出料口131的一端。所述密封件30用于密封所述加热组件20与所述炉体10。当所述预制棒母材70从所述进料口121进入所述炉体10时，所述密封件30亦密封所所述中心管22，所述密封件30可防止所述中心管22内的惰性气体外泄。
所述底座40用于托持所述中心管22，本实施方式中，所述底座容置于所述腔体11内。本实施方式中，所述底座40大致呈楔形，其一端开设有凹槽41，所述中心管22的延展部223容置于所述凹槽41中。所述底座40另一端开设通孔42，所述通孔42与所述出料口131贯通。所述底座40开设通孔42的一端连接于所述炉体10的底壁13内侧。
所述保温件50设置于所述炉体10的腔体11内，本实施方式中，所述保温件50围绕所述加热组件20环绕设置。所述保温件50用于均匀所述炉体10内的温度并防止炉内热量外散。所述保温件50材料为石墨。
所述退火管60装设于所述炉体10的底壁13的外侧。所述退火管60中心处沿其轴向开设有容置腔61。所述光纤丝80从所述容置腔61内穿过。所述退火管60用于消除所述光纤丝80的应力。
可以理解，所述若干加热件21的数量并不限于本实施方式中的三个。
本发明实施方式中，当所述中心管22、底座40和退火管60相互装配完成后，所述拉丝炉100的中心管22的轴线与所述底座40的通孔42的轴线以及所述退火管60的容置腔61的轴线重合，以使得所述拉丝炉100拉出的光纤丝80均匀完整，不易折断。
请结合图2，在拉丝过程中，所述预制棒母材70由所述炉体10的顶壁12的进料口121进入所述拉丝炉100，所述预制棒母材70朝向所述炉体10的底壁13的方向移动。当所述预制棒母材70的预制单元71处于所述中心管22的径直部221区域时，受到所述径直部221对应位置的加热件21的预热。当所述预制单元71移动至所述中心管22的变径部222区域时，受到所述变径部222临近所述径直部221的一端对应位置的加热件21的进一步升温加热，所述预制单元71的直径开设缩短，形成所述热变单元72。在所述热变单元72到达临近所述延展部223的位置过程中，受到所述中心管22的变径部222位置对应的加热件21的持续升温加热，所述热变单元72的直径进一步缩短。当所述预制棒母材70移动至所述中心管22的延展部223位置时，形成所述光纤丝80。所述光纤丝80由于重力作用，穿过所述底座40的通孔42以及所述炉体10的出料口131，进入所述退火管60的容置腔61。
本发明所提供的拉丝炉，通过将所述若干加热件21环绕设置于所述中心管22周侧，所述加热件21的温度沿所述进料口121朝向所述出料口131的方向依次递增，较好的维护了炉内的温场，提高了加热效果，提高了制成光纤丝80的质量，减少了预制棒母材70的Si-O键断裂的情况。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围的内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围的内。
Claims (10)
1.一种拉丝炉，包括炉体和加热组件，所述炉体为中空结构，所述炉体包括用于容置所述加热组件的腔体，所述炉体的两端分别设有进料口和出料口，其特征在于：所述加热组件包括若干加热件与中心管，所述若干加热件环绕设置于所述中心管周侧，所述加热件的温度沿所述进料口朝向所述出料口的方向依次递增。
2.如权利要求1所述拉丝炉，其特征在于：所述中心管包括径直部、变径部和延展部，所述径直部和延展部均为中空管状结构，所述变径部位于所述径直部与延展部之间。
3.如权利要求2所述拉丝炉，其特征在于：所述变径部沿所述径直部朝向所述延展部的方向逐渐收缩，形成漏斗状。
4.如权利要求2所述拉丝炉，其特征在于：所述加热件的数量为3个，其中一个加热件设置于所述径直部临近所述变径部的一端外侧，一个加热件设置于所述变径部外侧，另一个加热件设置于所述变径部临近所述延展部的一端外侧。
5.如权利要求4所述拉丝炉，其特征在于：所述拉丝炉还包括底座，所述底座装设于所述炉体一端内侧，所述底座的一端开设有凹槽，所述底座另一端开设通孔。
6.如权利要求5所述拉丝炉，其特征在于：所述中心管的延展部容置于所述凹槽中。
7.如权利要求1所述拉丝炉，其特征在于：所述拉丝炉包括密封件，所述密封件设于所述炉体的一端。
8.如权利要求5所述拉丝炉，其特征在于：所述拉丝炉包括退火管，所述退火管装设于所述炉体设有所述出料口的一端外侧，所述退火管中心处沿其轴向开设有容置腔。
9.如权利要求8所述拉丝炉，其特征在于：所述炉体、中心管、底座和退火管的轴线重合。
10.如权利要求1所述拉丝炉，其特征在于：拉丝炉包括保温件，所述保温件容置于所述腔体内，所述保温件环绕所述加热组件设置。
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