CN111847865B - 一种套筒式石墨加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种套筒式石墨加热器，包括有石墨筒体，石墨筒体通过轴向分隔槽和圆弧分隔槽分隔出半圆弧块左电极和半圆弧块右电极、左联接弧块和右联接弧块、上串接弧块和下串接弧块，半圆弧块左电极和半圆弧块右电极设置在石墨筒体的一端且对半分隔，半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中间分别联接延伸至石墨筒体另一端的左联接弧块和右联接弧块，所述左联接弧块的端头上侧经由上串接弧块与右联接弧块端头上侧相联，所述左联接弧块的端头下侧经由下串接弧块与右联接弧块端头下侧相联，构成两路相并接的串接电路。本发明的套筒外形固定，通过设置多块石墨弧块，使得电阻阻值可变，从而适应和匹配不同规格玻璃衬管熔缩加工的要求，提高玻璃衬管熔缩的效率和质量。

Description

一种套筒式石墨加热器
技术领域
本发明涉及一种套筒式石墨加热器，尤其涉及一种用于光纤预制棒加工中进行玻璃管加热熔缩的套筒式石墨加热器。
背景技术
在光纤制棒加工中，完成化学气相沉积工序的玻璃衬管需经加热熔缩工序以高温加热的方式熔缩成玻璃棒。目前在加热熔缩工艺中常用的高温加热热源大都采用套筒式石墨加热器，加工时将玻璃衬管插入一个套筒式石墨加热器内，套筒式石墨加热器两端通电后发热，并沿玻璃衬管轴向往复移动，从而对玻璃衬管工件进行加热熔缩。现有的套筒式石墨加热器为整体型套筒结构，电极设置在套筒的两端，电流从筒体的一端流经至另一端，电流瞬间流经的截面即为石墨套筒的截面。这种整体型石墨套筒结构其外径和筒长确定后，其电阻阻值也即确定，其工作时的发热量也相对确定。在实际使用时，针对不同的直径和长度的玻璃衬管需要提供不同的熔缩加热量，才能保证玻璃衬管熔缩的效率和质量，而整体型石墨套筒结构受使用设备的限制其形状是相对固定的，也即其电阻值也是固定的，这将很难适应和匹配不同规格玻璃衬管熔缩加工的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种套筒式石墨加热器，该套筒式石墨加热器的套筒外形固定，电阻阻值可变，从而适应和匹配不同规格玻璃衬管熔缩加工的要求，提高玻璃衬管熔缩的效率和质量。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有石墨筒体，其特征在于所述的石墨筒体通过轴向分隔槽和圆弧分隔槽分隔出半圆弧块左电极和半圆弧块右电极、左联接弧块和右联接弧块、上串接弧块和下串接弧块，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极设置在石墨筒体的一端且对半分隔，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中间分别联接延伸至石墨筒体另一端的左联接弧块和右联接弧块，所述左联接弧块的端头上侧经由上串接弧块与右联接弧块端头上侧相联，所述左联接弧块的端头下侧经由下串接弧块与右联接弧块端头下侧相联，构成两路相并接的串接电路。
按上述方案，在靠近石墨筒体一端处设置两条上下对称的小于半圆的圆弧分隔槽，端头开设与圆弧分隔槽对中的端头轴向分隔槽将石墨筒体一端端头对半分隔，构成半圆弧块左电极和半圆弧块右电极。
按上述方案，在所述圆弧分隔槽的后面通过延伸至靠近石墨筒体另一端的轴向分隔槽分隔出上串接弧块和下串接弧块，每块上串接弧块与相邻的上串接弧块后端相联，每块下串接弧块与相邻的下串接弧块后端相联。
按上述方案，在上串接弧块和下串接弧块的中间设置与轴向分隔槽前后交错的中间分隔槽，将每块上串接弧块和每块下串接弧块设置为前端相联的分立串接弧块。
按上述方案，所述的左联接弧块和右联接弧块分别设置在石墨筒体的左右两侧，左联接弧块和右联接弧块的前端分别与半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中部相联，左联接弧块和右联接弧块的后端与上串接弧块和下串接弧块分别相联，在左联接弧块和右联接弧块的两侧中间通过轴向分隔槽与上串接弧块和下串接弧块相分隔。
按上述方案，在左联接弧块和右联接弧块的中间设置与轴向分隔槽前后交错的中间分隔槽，将左联接弧块和右联接弧块设置为前端相联的分立弧块。
按上述方案，所述的上串接弧块设置1～4块，下串接弧块的设置数量与上串接弧块相同且上下对称设置。
按上述方案，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极分别构成2个等效电阻，所述的左联接弧块和右联接弧块中的每块分立弧块构成3个等效电阻，所述的上串接弧块和下串接弧块中的每块分立弧块构成3个等效电阻。
按上述方案，所述的左联接弧块上侧的分立串接弧块3个等效电阻、所述的上串接弧块n块分立串接弧块串接构成3*n个等效电阻与所述的右联接弧块上侧的分立串接弧块3个等效电阻相串接构成一路串接电路，所述的左联接弧块下侧的分立串接弧块3个等效电阻、所述的下串接弧块n块分立串接弧块串接构成3*n个等效电阻与所述的右联接弧块下侧的分立串接弧块3个等效电阻相串接构成另一路串接电路，两路串接电路相并接，一端与半圆弧块左电极2个等效电阻相联，另一端与半圆弧块右电极2个等效电阻相联，构成两路相并接的串接电路。
按上述方案，所述的石墨筒体内径为Ф40～80mm，发热部分长度为80～120mm，石墨材料特性为：密度为1.85g/cm3，电阻率为1140μΩmm，导热系数为113W/m℃。
本发明的有益效果在于：1、在石墨套筒外形固定的情况下，通过分隔槽将石墨筒体分隔成相互联接的多块石墨弧块，通过改变石墨弧块的数量使得石墨筒体的电阻阻值可变，实现不同的发热量，从而适应和匹配不同规格玻璃衬管熔缩加工的要求，提高玻璃衬管熔缩的效率和质量。2、本发明结构设置合理简单，整个石墨筒体发热均匀，阻值稳定，给设备的使用和调整带来了方便。
附图说明
图1为本发明一个实施例的立体图。
图2为本发明一个实施例的正视图。
图3为本发明一个实施例的侧视图。
图4为本发明一个实施例竖直状态的正视图。
图5为本发明一个实施例的展开结构图示。
图6为本发明一个实施例的等效电阻连接的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
包括有石墨筒体1，石墨筒体为圆筒形，所述的石墨筒体通过轴向分隔槽7和圆弧分隔槽2分隔出半圆弧块左电极4和半圆弧块右电极5、左联接弧块9和右联接弧块、上串接弧块8和下串接弧块10，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极设置在石墨筒体的一端且对半分隔，在靠近石墨筒体一端处设置两条上下对称的小于半圆的圆弧分隔槽2，端头开设与圆弧分隔槽对中的端头轴向分隔槽6将石墨筒体一端端头对半分隔，构成半圆弧块左电极和半圆弧块右电极，用于与电源相接。所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中间分别联接延伸至石墨筒体另一端的左联接弧块9和右联接弧块，所述的左联接弧块和右联接弧块分别设置在石墨筒体的左右两侧，左联接弧块和右联接弧块的前端分别与半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中部相联，左联接弧块和右联接弧块的后端与上串接弧块8和下串接弧块分别相联，在左联接弧块和右联接弧块的两侧中间通过轴向分隔槽7与上串接弧块和下串接弧块相分隔，在左联接弧块和右联接弧块的中间设置与轴向分隔槽前后交错的中间分隔槽3，将左联接弧块和右联接弧块设置为前端相联的分立弧块。在所述圆弧分隔槽的后面通过延伸至靠近石墨筒体另一端的轴向分隔槽7分隔出3块上串接弧块8和3块下串接弧块，每块上串接弧块与相邻的上串接弧块后端相联，每块下串接弧块与相邻的下串接弧块后端相联，在上串接弧块和下串接弧块的中间设置与轴向分隔槽前后交错的中间分隔槽3，将每块上串接弧块和每块下串接弧块设置为前端相联的2块分立串接弧块。所述左联接弧块的分立弧块后端头上侧经由上串接弧块与右联接弧块的分立弧块后端头上侧相联，所述的上串接弧块总共具有6块分立串接弧块，所述左联接弧块的分立弧块后端头下侧经由下串接弧块与右联接弧块的分立弧块后端头下侧相联，所述的下串接弧块总共具有6块分立串接弧块，由此构成两路相并接的串接电路。
整个石墨筒体是一个石墨电阻体，所述的石墨电阻体由上述半圆弧块左电极和半圆弧块右电极、左联接弧块和右联接弧块、上串接弧块和下串接弧块相互联接导通而构成，其中，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极分别构成2个等效电阻R1、R2和R28、R27，对应于半圆弧块左电极和半圆弧块右电极中的L1、L2和L28、L27段弧块；所述的左联接弧块和右联接弧块中的每块分立弧块构成3个等效电阻R3、R4、R5和R26、R25、R24，对应于左联接弧块和右联接弧块中的分立弧块中的L3、L4、L5和L26、L25、L24段弧块；所述的上串接弧块和下串接弧块中的每块分立弧块构成3个等效电阻，上串接弧块共有6个分立弧块，构成3*6个等效电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R17、R16、R15、R18、R19、R20、R23、R22、R21,对应于上串接弧块中的L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L15、L16、L17、L18、L19、L20、L21、L22、L23段弧块。按上述等效电阻的划分和分布，所述的左联接弧块上侧的分立弧块3个等效电阻、上串接弧块6块分立串接弧块串接构成3*6个等效电阻与所述的右联接弧块上侧的分立弧块3个等效电阻相串接构成一路串接电路，所述的左联接弧块下侧的分立弧块3个等效电阻、下串接弧块6块分立串接弧块串接构成3*6个等效电阻与所述的右联接弧块下侧的分立弧块3个等效电阻相串接构成另一路串接电路，两路串接电路相并接，一端与半圆弧块左电极2个等效电阻相联，另一端与半圆弧块右电极2个等效电阻相联，分别汇总于节点A和节点B，构成两路相并接的串接电路。形成一个八瓣式花篮结构的石墨筒体，筒体内径为Ф60mm，筒体单边壁厚为6～15mm，发热部分长度为94mm，有效电阻值为33.2mΩ，石墨材料特性为：密度为1.85g/cm3，电阻率为1140μΩmm，导热系数为113W/m℃。

Claims (7)

1.一种套筒式石墨加热器，包括有石墨筒体，其特征在于所述的石墨筒体通过轴向分隔槽和圆弧分隔槽分隔出半圆弧块左电极和半圆弧块右电极、左联接弧块和右联接弧块、上串接弧块和下串接弧块，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极设置在石墨筒体的一端且对半分隔，所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中间分别联接延伸至石墨筒体另一端的左联接弧块和右联接弧块，所述左联接弧块的端头上侧经由上串接弧块与右联接弧块端头上侧相联，所述左联接弧块的端头下侧经由下串接弧块与右联接弧块端头下侧相联，构成两路相并接的串接电路；在靠近石墨筒体一端处设置两条上下对称的小于半圆的圆弧分隔槽，端头开设与圆弧分隔槽对中的端头轴向分隔槽将石墨筒体一端端头对半分隔，构成半圆弧块左电极和半圆弧块右电极；在所述圆弧分隔槽的后面通过延伸至靠近石墨筒体另一端的轴向分隔槽分隔出上串接弧块和下串接弧块，每块上串接弧块与相邻的上串接弧块后端相联，每块下串接弧块与相邻的下串接弧块后端相联；所述的左联接弧块和右联接弧块分别设置在石墨筒体的左右两侧，左联接弧块和右联接弧块的前端分别与半圆弧块左电极和半圆弧块右电极的中部相联，左联接弧块和右联接弧块的后端与上串接弧块和下串接弧块分别相联，在左联接弧块和右联接弧块的两侧中间通过轴向分隔槽与上串接弧块和下串接弧块相分隔。
2.按权利要求1所述的套筒式石墨加热器，其特征在于在上串接弧块和下串接弧块的中间设置与轴向分隔槽前后交错的中间分隔槽，将每块上串接弧块和每块下串接弧块设置为前端相联的分立串接弧块。
3.按权利要求1所述的套筒式石墨加热器，其特征在于在左联接弧块和右联接弧块的中间设置与轴向分隔槽前后交错的中间分隔槽，将左联接弧块和右联接弧块设置为前端相联的分立弧块。
4.按权利要求2所述的套筒式石墨加热器，其特征在于所述的上串接弧块设置1～4块，下串接弧块的设置数量与上串接弧块相同且上下对称设置。
5.按权利要求3所述的套筒式石墨加热器，其特征在于所述的半圆弧块左电极和半圆弧块右电极分别构成2个等效电阻，所述的左联接弧块和右联接弧块中的每块分立弧块构成3个等效电阻，所述的上串接弧块和下串接弧块中的每块分立弧块构成3个等效电阻。
6.按权利要求5所述的套筒式石墨加热器，其特征在于所述的左联接弧块上侧的分立串接弧块3个等效电阻、所述的上串接弧块n块分立串接弧块串接构成3*n个等效电阻与所述的右联接弧块上侧的分立串接弧块3个等效电阻相串接构成一路串接电路，所述的左联接弧块下侧的分立串接弧块3个等效电阻、所述的下串接弧块n块分立串接弧块串接构成3*n个等效电阻与所述的右联接弧块下侧的分立串接弧块3个等效电阻相串接构成另一路串接电路，两路串接电路相并接，一端与半圆弧块左电极2个等效电阻相联，另一端与半圆弧块右电极2个等效电阻相联，构成两路相并接的串接电路。
7.按权利要求1或2所述的套筒式石墨加热器，其特征在于所述的石墨筒体内径为Ф40～80mm，发热部分长度为80～120mm，石墨材料特性为：密度为1.85g/cm3，电阻率为1140μΩmm，导热系数为113W/m℃。
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