CN1232463C - 光纤拔制炉 - Google Patents

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坂田吉之
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    • 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

一种光纤拔制炉，包括炉心管，光纤预制件插入到炉心管中，由绕炉心管安装的圆筒状加热元件热熔，并拔制成光纤，其中设置与炉心管的上端边缘接触的保护管。

Description

光纤拔制炉
                         技术领域
本发明涉及一种以加热熔化光纤预制件的方式得到光纤的光纤拔制炉。
                         背景技术
通常，光纤的拔制一般以这种方式进行：(a)光纤预制件从具有圆筒状的加热元件和炉心管的光纤加热炉的上端插入，(b)插入的光纤预制件在圆筒状加热件的温度最高的中心部分被热熔，熔化的光纤预制件拔制成具有需要外径的光纤，(c)制成的光纤从加热炉的下端拔出。
用来拔制光纤预制件的炉心管通常由碳制成，并且象氩、氦或类似的惰性气体通入到炉中。在这种情况下，当光纤预制件在光纤拔制炉中熔化时产生的Si和SiO2与由碳制成的炉心管反应，因此Si和SiO2转变为SiC或SiO2。然后，生成的SiC或SiO2粘附并沉积在炉心管上部的低温部分。特别是在拔制大型光纤预制件的情况下，因为空气从炉心管的上开口部分流入炉心管，碳制的炉心管被氧化产生的细小颗粒弄废的事件时有发生。而且粘附在炉心管上部的沉积物还会脱落。结果是，当这些细小颗粒或脱落的沉积物与光纤接触会引起弄断光纤或降低光纤机械强度这样的问题。
另外，炉心管除了可以由碳制作外，还可以用氧化锆制成的炉心管。氧化锆可在有氧的环境中使用，因此因氧化而弄废炉心管的问题不会再发生。但是，和由碳制成的炉心管一样，沉积物粘附在炉心管上部的低温部分。因此一旦沉积物脱落，弄断光纤和降低光纤机械强度的问题还会发生。
                         发明内容
本发明是一种光纤拔制炉，包括炉心管，光纤预制件插入到炉心管中，由绕炉心管安装的圆筒状加热元件热熔，并拔制成光纤，其中设置与炉心管的上端边缘接触的保护管，其中保护管由石英制成；保护管下端部分的内径与炉心管的内径相等，保护管上端部分的内径等于或大于炉心管的内径。
参照附图，本发明其它更多的特征和优点将在随后的描述中充分展现。
                         附图说明
图1是根据本分明的第一实施例的示意图。
图2是在本发明的第一实施例中使用的保护管的剖视图。
图3是在本发明的第二实施例中使用的保护管的剖视图。
图4是在本发明的第三实施例中使用的保护管的剖视图。
图5是根据传统光纤拔制炉的例子的示意图。
                        具体实施方式
根据本发明，提供下列的装置：
(1)一种光纤拔制炉，包括炉心管，光纤预制件插入到炉心管中，由绕炉心管安装的圆筒状加热元件热熔，并拔制成光纤，其中提供与炉心管的上端边缘接触的保护管。
(2)根据上述(1)的光纤拔制炉，其中保护管由石英制成。
(3)根据上述(1)或(2)的光纤拔制炉，其中炉心管上端位置和加热元件中心部分之间的距离大于炉心管内径的1.5倍，保护管和炉心管在炉心管上端彼此接触。
(4)根据上述(1)至(3)任何一项的光纤拔制炉，其中保护管下端部分的内径与炉心管的内径相等，保护管上端部分的内径等于或大于炉心管的内径。
参照附图将详细描述根据本发明的光纤拔制炉的优选实施例。
如图1所示，有光纤预制件1插入的炉心管3安装在光纤拔制炉炉体的中心部分。在炉体中，环绕炉心管3安装有隔热材料5和加热元件6。惰性气体进气口8和9安排在惰性气体环境部分10的上侧面部分和炉心管3的上部。A7安装在炉心管3的下部来抑制外部空气的侵入。预定体积的惰性气体从惰性气体进气口8进入，流入惰性气体环境部分10，然后在炉心管3内部从下部流向上部。另外，为了防止从上开口部分11进入的空气的侵入，气体(密封气体)也从惰性气体进气口9流入，在炉心管3中流动。
保护管4安装在炉心管上端边缘3a处。这个保护管使炉心管与空气隔离，即保护管起着防止炉心管暴露在空气中而被氧化报废的作用。换句话说，由于安装了保护管4，碳制炉心管不会被从保护管4的上部的开口部分11流入的空气氧化而弄报废。因此，产生碳粒或附着在炉心管上部的沉积物脱落现象不会发生。更多的沉积物粘附在保护管4上。然而，除非有大量的沉积物粘附在其上，否则这些沉积物不会脱落，因为保护管不会因氧化而报废。
保护管4是由这样的材料制成的：这种材料有极好的绝热性且不会因氧化而报废。氧化锆可以用作这种材料，但石英更适合。考虑到防止炉心管3的氧化和报废，保护管4下端部分的内径与炉心管12的内径一样大。这种情况下，若保护管4下端的内径比炉心管12内径小，也可以防止炉心管3因氧化而报废。但是，因为担心粘附在保护管4上的沉积物掉入炉心管3，这种情况还不是优选的。据此，如上所述，保护管4下端部分的内径应当与炉心管12的内径相等。此外，考虑到防止粘附沉积物的掉入，优选的是保护管4上部的内径与炉心管12的内径相等，或者大于炉心管12的内径。特别优选的是保护管4上部内径大于炉心管12的内径。
进一步讲，炉心管3的上端位置(保护管4在此位置与炉心管3相接)和加热元件6的中心部分之间的距离优选的是大于炉心管12内径的1.5倍。这是因为这样可以防止因为保护管结晶继而断裂引起的损坏的发生。
光纤预制件1的前端部分从炉心管3的上部插入，在炉心管3的温度最高的部分被热熔，于是光纤预制件被拔制成光纤2。拔制后的光纤2被包卷设备(未示出)用树脂包卷起来，包卷的光纤被盘丝机盘起来。
根据本发明，安装保护管以便和光纤拔制炉的炉心管的上端接触，可以防止炉心管的氧化和变质及象SiO2、SiC或类似的粘附沉积物的脱落。因此，有可能防止光纤在拔制过程中断裂，及光纤机械强度的降低。
下边将在例子的基础上详细说明本发明，但本发明不限于此。
例1
用图1所示的光纤拔制炉，将外径为120mm的光纤预制件从以碳制的炉心管3的上部经过保护管4插入，炉心管12的内径为150mm。如图2所示，41代表保护管，31代表炉心管，保护管41置于炉心管31的上端边缘，炉心管31的形状是外径为180mm，内径为150mm，长度为30mm。而且，加热元件6的中心部分和炉心管3上端间的距离长度L1设为240mm。加热元件6加热炉心管3，加热元件6的中心部分的最大温度设置为大约2,200℃。加热炉心管3时，20 SLM的氩气从惰性气体进气口8和9流入炉心管3，并在其中从低处流向高处，20 SLM的氩气也从炉心管3的上部流入。这种情况下，在温度为20℃、1个标准大气压的标准状态下，1 SLM表示1升/分。在上述的条件下，若连续拔制10,000km的光纤，SiO2、SiC或类似的粘附沉积物在炉心管3的上部形成且如SiO2等粘附沉积物在保护管4的表面形成。可是抑制了炉心管3因氧化导致的老化，只有很少的粘附沉积物落入炉心管中，在拔制期间，光纤的断裂次数仅有2次。
例2
如图3所示，42代表保护管，32代表炉心管，象上边的例1一样以同样的方式连续拔制10,000km的光纤，不同的是保护管42，它的形状为上部内径为170mm，下部内径为150mm，长度为30mm的锥形，并被放在炉心管32的上端边缘。在这种情况下，保护管上的附着沉积物决不掉落，拔制期间光纤断裂的次数仅为1次。
例3
如图4所示，43代表保护管，33代表炉心管，象上边的例1一样以同样的方式连续拔制10,000km的光纤，不同的是保护管43，它的形状为双管，结构包括长度为10mm、内径为150mm的内圆筒和长度为30mm、内径为170mm的外圆筒，保护管43被放在炉心管33的上端边缘。在这种情况下，保护管上的附着沉积物决不掉落，拔制期间光纤断裂的次数仅为1次。
比较例1
如图5所示，象上边的例1一样以同样的方式连续拔制10,000km的光纤，不同的是没有使用保护管。在这种情况下，炉心管3因氧化而严重老化，许多粘附沉积物从炉心管3的上部掉落，拔制期间光纤断裂的次数多达6次。
参照本实施例描述的本发明，目的是本发明不被任何已描述的细节所限定，除非另有规定，应广泛的认为在所附权利要求陈述的精神和范围内。

Claims (2)

1.一种光纤拔制炉，包括炉心管，光纤预制件插入到炉心管中，由绕炉心管安装的圆筒状加热元件热熔，并拔制成光纤，其中设置与炉心管的上端边缘接触的保护管，其中保护管由石英制成；保护管下端部分的内径与炉心管的内径相等，保护管上端部分的内径等于或大于炉心管的内径。
2.根据权利要求1所述的光纤拔制炉，其特征在于，炉心管上端位置和加热元件中心部分之间的距离大于炉心管内径的1.5倍，保护管和炉心管在炉心管上端彼此接触。
CN01137260.5A 2001-04-04 2001-11-01 光纤拔制炉 Expired - Lifetime CN1232463C (zh)

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