CN109111097A - 一种玻璃光纤拉制加热炉 - Google Patents

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骆志财
马婕
黄朋
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    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
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Abstract

本发明公开了一种玻璃光纤拉制加热炉，其包括保温层和环柱型的炉芯，所述保温层包括下层保温体和中心设有入口通孔的上层保温体，所述下层保温体的中心设有一圆柱型的容腔，所述容腔的底部设有出口通孔，所述上层保温体覆盖下层保温体的顶部，所述炉芯置于容腔中，所述炉芯的外侧壁与容腔的内壁贴合。本发明通过在炉体内设置可打开的保温层，并将炉芯放入保温层的容腔中，使炉芯的中部形成区温极稳定的拉丝区域，且由于保温层可打开，只需打开上层保温体，即可对下层保温体中的组件进行维护或更换。本发明中的保温效果好，结构简单，易于拆卸更换。

Description

一种玻璃光纤拉制加热炉
技术领域
本发明涉及光纤制备技术领域中的一种加热炉，特别是一种玻璃光纤拉制加热炉。
背景技术
玻璃光纤，是一种由玻璃制成的纤维，可作为光传导工具。日常普遍应用的玻璃光纤多是在光通讯领域用于长距离信息的传递，另外还有少数玻璃光纤用于制作高分辨率的光学传像硬原件，应用于军事、医学、科研等多个方面。玻璃光纤是通过对一定的玻璃材料进行加热拉制得到的，拉制是玻璃光纤工艺中的关键工序。目前，拉制玻璃光纤采用的加热炉一般有两种，一种是简单的电炉，只有基本的发热原件和炉体构造满足玻璃融化拉制的温度需求；另一种是气氛炉，适用的拉制材料较多，但对炉内气氛要求较高。
但现有的加热炉，无论是电炉还是气氛炉都存在较多的问题和不足，不能很好地满足玻璃光纤的拉制需求，其中包括：
一、气氛炉结构复杂，使用的材料也比较良好，因此造价较高；普通炉结构较简单，但缺少保护性的结构，炉内温度存在一定波动性。
二、两种炉的炉体都缺少保护性的成形温区，在光纤成形过程中因为降温过快而容易发生析晶。
三、气氛炉结构相对封闭，在拉制过程中不能观察到内部情况，出现问题时也不能及时观察到问题的情况并进行处理。
四、气氛炉在完成制作后，相关的结构部件就全部固定，不可调节，特别是炉芯的位置以及内部组件的更换，如果有新的需求需要改装时过程会非常繁琐，花费的时间精力较多。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种玻璃光纤拉制加热炉，其结构简单，保温效果好，且便于更换内部组件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种玻璃光纤拉制加热炉，其包括保温层和环柱型的炉芯，所述保温层包括下层保温体和中心设有入口通孔的上层保温体，所述下层保温体的中心设有一圆柱型的容腔，所述容腔的底部设有出口通孔，所述上层保温体覆盖下层保温体的顶部，所述炉芯置于容腔中，所述炉芯的外侧壁与容腔的内壁贴合。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括底部具有中心通孔的炉体，所述保温层固定在炉体内，所述中心通孔的顶面设有定位圈，所述定位圈插入容腔的出口通孔中。
作为上述技术方案的进一步改进，所述下层保温体包括第一保温体和环柱型的第二保温体，所述出口通孔位于第一保温体的中心，所述第一保温体套接在第二保温体的下部，所述第一保温体的顶面上设有圆形的凹陷部，所述炉芯固定在凹陷部中，所述第二保温体的内侧设有与炉芯贴合的凸起部。
作为上述技术方案的进一步改进，所述上层保温体的底面设有倒圆锥部，所述入口通孔贯穿倒圆锥部。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括炉圈，所述炉圈的上部固定在上层保温体的顶面上，所述炉圈的下部插入入口通孔中，所述炉圈包括两个半圆形的构件，两个所述构件对称接合。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括倒锥形的护罩，所述护罩安装在炉体的底面下方，所述护罩的底部设有开口。
作为上述技术方案的进一步改进，所述炉体的底面上设有轴承，所述护罩包括两个半锥形的半罩，其中一个所述半罩固定在轴承的底面上，余下的另一个半罩固定在炉体的底面上。
本发明的有益效果是：本发明通过设置可打开的保温层，并将环柱型的炉芯放入保温层的容腔中，使炉芯的中部形成区温极稳定的拉丝区域，且由于保温层可打开，只需打开上层保温体，即可对下层保温体中的组件进行维护或更换。本发明中的保温效果好，结构简单，易于拆卸更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的正剖视图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1，一种玻璃光纤拉制加热炉，其包括保温层和环柱型的炉芯5，所述保温层包括下层保温体和中心设有入口通孔22的上层保温体2，所述下层保温体的中心设有一圆柱型的容腔9，所述容腔9的底部设有出口通孔，所述上层保温体2覆盖下层保温体的顶部，所述炉芯5置于容腔9中，所述炉芯5的外侧壁与容腔9的内壁贴合。还包括底部具有中心通孔11的炉体1，所述保温层固定在炉体1内，所述中心通孔11的顶面设有定位圈6，所述定位圈6插入容腔9的出口通孔中。炉体1的上方还可覆盖有炉盖，相应地，炉盖上设有能工光纤预制棒通过的通孔，炉体1和炉盖由隔热材料制成，可避免操作人员误触烫伤。优选地，定位圈6为不锈钢制成的薄壁圆管。定位圈6用于定位下层保温体的位置，确保下层保温体处于中心位置。炉盖上的通孔和入口通孔22形成了供光纤预制棒插入的通道；出口通孔和中心通孔11形成了供光纤丝拉出的通道。光纤预制棒从入口通孔22中伸入到炉芯5中的拉丝区域中，拉丝区域中的光纤预制棒受热融化成光纤丝，光纤丝依次穿过出口通孔及中心通孔11，并被拉至下一工序。当需要维修或更换炉芯5时，只需打开上层保温体2即可进行，操作快捷方便。
进一步作为优选的实施方式，所述下层保温体包括第一保温体3和环柱型的第二保温体4，所述出口通孔位于第一保温体3的中心，所述第一保温体3套接在第二保温体4的下部，所述第一保温体3的顶面上设有圆形的凹陷部，所述炉芯5固定在凹陷部中，所述第二保温体4的内侧设有与炉芯5贴合的凸起部。为使加热炉内部的结构更便于被调整以适应更多不同光纤的制作要求，将下层保温体分为第一保温体3和第二保温体4。优选地，第一保温体3和上层保温体2为保温砖。第一保温体3上的凹陷部用于定位炉芯5，使炉芯5可以稳定地固定在炉体1的中心位置，从而使光纤预制棒的受热更均匀。优选地，第二保温体4选用保温材料填充而成，根据第一保温体3和上层保温体2的形状自行调整其具体形状，使炉芯5外侧与炉体1之间都被保温材料所填充。由于炉芯5、上层保温体2和下层保温体都是关于炉体1的中心轴对称的，因此可以保证处于炉体1中心轴上的光纤预制棒受到的热量均匀，拉制出的光纤丝质量较高。
进一步作为优选的实施方式，所述上层保温体2的底面设有倒圆锥部21，所述入口通孔22贯穿倒圆锥部21。倒圆锥部21既起到一定固定炉芯5的作用，更重要的是，防止周围的保温材料以及其他杂质混入到炉芯5之中造成污染。倒圆锥部21起到了防止其他杂质混入炉芯5的作用，因此本发明不需像传统的加热炉一样在炉芯5的内侧装上耐火套管，不仅结构更加简化，炉芯5的加热效率亦得到提高。
进一步作为优选的实施方式，还包括炉圈7，所述炉圈7的上部固定在上层保温体2的顶面上，所述炉圈7的下部插入入口通孔22中，所述炉圈7包括两个半圆形的构件，两个所述构件对称接合。炉圈7较大程度上对炉盖的中心通孔11进行了密封，防止了外界空气进入炉体1内，保证了拉丝区域气流的稳定。炉圈7的中心尺寸可根据光纤预制棒的直径而作出调整。
进一步作为优选的实施方式，还包括倒锥形的护罩8，所述护罩8安装在炉体1的底面下方，所述护罩8的底部设有开口。护罩8可以有效延长温区，使光纤丝的成形温区延长长，避免光纤在成型过程中因为速冷而导致析晶，同时护罩8的倒锥形设计还可以保证中心通孔11处气流的稳定性，进而保证炉体1内温度的稳定
进一步作为优选的实施方式，所述炉体1的底面上设有轴承，所述护罩8包括两个半锥形的半罩，其中一个所述半罩固定在轴承的底面上，余下的另一个半罩固定在炉体1的底面上。为更好地观察光纤丝的成型情况以便对加热炉进行调整，护罩8为可打开的结构。推动固定在轴承上的半罩，半罩随轴承转动从而护罩8打开，观察完毕后，将该半罩复位即可。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：包括保温层和环柱型的炉芯(5)，所述保温层包括下层保温体和中心设有入口通孔(22)的上层保温体(2)，所述下层保温体的中心设有一圆柱型的容腔(9)，所述容腔(9)的底部设有出口通孔，所述上层保温体(2)覆盖下层保温体的顶部，所述炉芯(5)置于容腔(9)中，所述炉芯(5)的外侧壁与容腔(9)的内壁贴合。
2.根据权利要求1所述的玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：还包括底部具有中心通孔(11)的炉体(1)，所述保温层固定在炉体(1)内，所述中心通孔(11)的顶面设有定位圈(6)，所述定位圈(6)插入容腔(9)的出口通孔中。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：所述下层保温体包括第一保温体(3)和环柱型的第二保温体(4)，所述出口通孔位于第一保温体(3)的中心，所述第一保温体(3)套接在第二保温体(4)的下部，所述第一保温体(3)的顶面上设有圆形的凹陷部，所述炉芯(5)固定在凹陷部中，所述第二保温体(4)的内侧设有与炉芯(5)贴合的凸起部。
4.根据权利要求1所述的玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：所述上层保温体(2)的底面设有倒圆锥部(21)，所述入口通孔(22)贯穿倒圆锥部(21)。
5.根据权利要求1所述的玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：还包括炉圈(7)，所述炉圈(7)的上部固定在上层保温体(2)的顶面上，所述炉圈(7)的下部插入入口通孔(22)中，所述炉圈(7)包括两个半圆形的构件，两个所述构件对称接合。
6.根据权利要求2所述的玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：还包括倒锥形的护罩(8)，所述护罩(8)安装在炉体(1)的底面下方，所述护罩(8)的底部设有开口。
7.根据权利要求6所述的玻璃光纤拉制加热炉，其特征在于：所述炉体(1)的底面上设有轴承，所述护罩(8)包括两个半锥形的半罩，其中一个所述半罩固定在轴承的底面上，余下的另一个半罩固定在炉体(1)的底面上。
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