CN219507828U - 一种光纤无氦拉丝装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光纤无氦拉丝装置，其包括：电阻拉丝炉，电阻拉丝炉包括：电阻拉丝炉本体，其内部由上至下依次设有互相连通的气体密封区、光纤预制棒加热区和光纤成型区；气体密封区的顶端设有第一排气口，光纤成型区的底端设有第二排气口；若干个第一进气口，若干个第一进气口呈环形相间排列，且若干个第一进气口位于第一排气口和第二排气口之间，以及若干个第一进气口与光纤预制棒加热区相连通；第二进气口，其位于第一排气口和第一进气口之间，且第二进气口与气体密封区相连通。本申请通过对电阻拉丝炉密封性及气体进出气方式的改进，有效减少电阻炉氧化，同时气体可在光纤表面形成稳定的层流，保证光纤直径稳定，满足无氦拉丝工艺。

Description

一种光纤无氦拉丝装置

技术领域

本申请涉及光纤制造技术领域，特别涉及一种光纤无氦拉丝装置。

背景技术

光纤生产制造中，拉丝炉工作时需充入氦气作为保护气体，使炉内为惰性环境避免出现高温氧化情况。此外，光纤生产对拉丝炉温场和气流稳定要求较高，氦气是维持拉丝炉工艺稳定最重要的气体，在拉丝过程中能迅速将热量导出，气体形成层流氛围，可以控制光纤直径在合适范围内。

氦气因其化学性质稳定，导热性能好等优点被广泛应用到工业生产领域，是一种重要的战略资源，也是光纤生产最主要的原材料之一。随着光纤行业的扩张，降低氦气用量有利于降本增效，是未来行业发展的主流。

现有的电阻拉丝炉因其内部石墨结构梯度较多，会影响光纤气流及温场稳定性，影响成丝稳定性，造成丝径波动。上排气方式会造成氧化物在炉内聚集，附着在光纤上，影响光纤质量指标。

相关技术中，针对光纤无氦拉丝的设备主要集中于：

1、对石墨件主体加固，减少热膨胀造成的不良影响或着通过隔绝空气防止部件接触空气氧化，然而上述方案仅仅针对部分组件的改进，仍未提供一种切实可行的可满足光纤无氦拉丝工艺的设备；

3、采用氩气作为保护气，用感应炉进行无氦拉丝，然而，感应炉存在技术复杂，生产成本低的问题。

因此，如何设计一种可采用电阻炉的光纤无氦拉丝装置是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请方案提供了一种光纤无氦拉丝装置，以解决相关技术中光纤拉丝装置存在成本高、技术复杂的问题。

本申请提供的技术方案具体如下：

一种光纤无氦拉丝装置，其包括：

电阻拉丝炉，所述电阻拉丝炉包括：

-电阻拉丝炉本体，其内部由上至下依次设有互相连通的气体密封区、光纤预制棒加热区和光纤成型区；所述气体密封区的顶端设有第一排气口，所述光纤成型区的底端设有第二排气口；

-若干个第一进气口，所述若干个第一进气口呈环形相间排列，且所述若干个第一进气口位于所述第一排气口和第二排气口之间，以及所述若干个第一进气口与所述光纤预制棒加热区相连通；

-第二进气口，其位于所述第一排气口和第一进气口之间，且所述第二进气口与所述气体密封区相连通。

一些实施例中，所述光纤无氦拉丝装置还包括：

光纤预制棒固定装置，其设于所述电阻拉丝炉的上方，所述光纤预制棒固定装置包括送棒杆以及固定于所述送棒杆的底端的挂棒套管；所述挂棒套管的管壁上设有若干个插孔。

一些实施例中，所述挂棒套管的管壁上设有若干个镂空部，相邻两个镂空部之间形成凸壁，所述插孔设于所述凸壁上。

一些实施例中，所述若干个镂空部沿所述管壁的周向间隔排列。

一些实施例中，所述镂空部为条形结构。

一些实施例中，所述第一进气口的数量≥3。

一些实施例中，所述电阻拉丝炉本体包括：

电阻炉，其内部形成所述光纤预制棒加热区和所述光纤成型区，所述第二排气口设于所述电阻炉的底部；

环形进气盘，其连接在所述电阻炉上，所述环形进气盘上设有所述第一进气口和所述第二进气口；

金属套，其连接在所述环形进气盘上，所述金属套的顶部盖合有环形石墨片，所述金属套和所述环形石墨片围合成所述气体密封区。

一些实施例中，所述环形石墨片的内径比光纤预制棒的的外径大1～10mm。

一些实施例中，所述电阻拉丝炉还包括导流结构，所述导流结构由所述光纤预制棒加热区和光纤成型区的分界处延伸至光纤成型区的外部，且导流结构上部的内壁呈倾斜向下的导引面。

一些实施例中，所述电阻拉丝炉还包括分隔罩，所述分隔罩位于所述光纤预制棒加热区内，并将光纤预制棒加热区分隔成位于所述分隔罩外侧的第一气流通道，以及位于所述分隔罩内侧的第二气流通道；所述第一气流通道与所述第一进气口相连通；

所述第二气流通道与所述第二进气口相连通

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请提供的无氦拉丝装置，拉丝过程中，气体经第二进气口进入气体密封区后，从第一排气口排出，确保腔室充满惰性气体，可有效避免空气由电阻拉丝炉顶部的间隙进入光纤预制棒加热区内；

气体经第一进气口以环形方式进气，沿光纤加热区朝下流动，环形气流均匀分布在光纤预制棒加热区周围，形成紧贴光纤预制棒表面的层流，同时朝下流动的气流沿着光纤成型区流动并从电阻拉丝炉的底部排出，可有效减少粉层堆积，并维持温场和丝径稳定；

本申请通过对电阻拉丝炉密封性及气体进出气方式的改进，有效减少电阻炉氧化，同时气体可在光纤表面形成稳定的层流，可保证光纤的直径的稳定，提高光纤质量，可应用于光纤无氦拉丝工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本申请实施例提供的光纤无氦拉丝装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的挂棒套管的截面图；

图3为本申请实施例提供的挂棒套管的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光纤预制棒固定装置的截面图；

图5为本申请实施例提供的环形进气盘的结构示意图；

图6为本申请实施例中气体在电阻拉丝炉中的流动示意图。

图中：1、电阻拉丝炉；10、电阻拉丝炉本体；101、电阻炉；102、环形进气盘；103、金属套；104、环形石墨片；11、气体密封区；12、光纤预制棒加热区；120、第一气流通道；121、第二气流通道；13、光纤成型区；14、第一排气口；15、第二排气口；16、导流结构；17、分隔罩；2、第一进气口；3、第二进气口；4、光纤预制棒固定装置；40、送棒杆；41、挂棒套管；410、管壁；411、镂空部；412、凸壁；42、插孔；5、光纤预制棒。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本申请实施例提供了一种光纤无氦拉丝装置，其包括：电阻拉丝炉1，所述电阻拉丝炉1包括：

-电阻拉丝炉本体10，其内部由上至下依次设有互相连通的气体密封区11、光纤预制棒加热区12和光纤成型区13；气体密封区主要用于收容光纤预制棒5，并对电阻拉丝炉1的顶部进行气封，光纤预制棒加热区12主要用于收容光纤预制棒5，并对光纤预制棒进行加热，光纤成型区13主要用于收容拉丝成型后的光纤；所述气体密封区11的顶端设有第一排气口14，所述光纤成型区13的底端设有第二排气口15；

-若干个第一进气口2，所述若干个第一进气口2呈环形相间排列，且所述若干个第一进气口2位于所述第一排气口14和第二排气口15之间，以及所述若干个第一进气口2与所述光纤预制棒加热区12相连通；

-第二进气口3，其位于所述第一排气口14和第一进气口2之间，且所述第二进气口3与所述气体密封区11相连通。

本申请实施例的光纤无氦拉丝装置的工作原理为：

参见图6所示，图中箭头表示气体的流动方向。从第一进气口2通入第一惰性气体，第一惰性气体从第一进气口2以环形方式进入光纤预制棒加热区12，并沿光纤预制棒加热区12朝下流动，环形气流均匀分布在光纤预制棒加热区12的周围，形成紧贴光纤预制棒5表面的层流，同时朝下流动的气流沿着光纤成型区13向下流动，并从底部的第二排气口15排出，有效减少粉层堆积，并维持温场和丝径稳定；

从第二进气口3通入第二惰性气体，第二惰性气体从第二进气口3进入气体密封区11，使得光纤预制棒5的中上部处于惰性气氛中，同时第二惰性气体朝上流动，经顶部的第一排气口14排出，有效避免外部空气从电阻拉丝炉1顶部渗入，从而提高电阻拉丝炉的密封性；

本申请通过对电阻拉丝炉密封性及气体进出气方式的改进，有效减少电阻炉氧化，同时气体可在光纤表面形成稳定的层流，可保证光纤的直径的稳定，提高光纤质量，可应用于光纤无氦拉丝工艺。

在优选的实施例中，所述第一惰性气体为纯度99％以上的氩气，所述第一惰性气体的气流量为10～50L/min；

所述第二惰性气体为纯度99％以上的氩气，所述第二惰性气体的气流量为1～10L/min。

参见图4所示，在一些实施例中，所述光纤无氦拉丝装置还包括：

光纤预制棒固定装置4，其设于所述电阻拉丝炉1的上方，所述光纤预制棒固定装置4包括送棒杆40以及固定于所述送棒杆40的底端的挂棒套管41；所述挂棒套管41的管壁上设有若干个插孔42。

具体的，本申请提供的光纤预制棒固定装置4还包括固定件，所述固定件包括但不限于：插销、石墨螺丝等等。

在一些实施例中，所述送棒杆40的底部为空心结构，其空心结构处的壁体上设有贯穿孔，作为一个示例，本申请提供的光纤预制棒固定装置4安装光纤预制棒时包括如下步骤：

先将光纤预制棒5与电阻拉丝炉1中轴线对准，然后移动使光纤预制棒5插入挂棒套管41内，使光纤预制棒5顶部的通孔对准送棒杆40底部的贯穿孔，然后将插销插入贯穿孔内，由此将光纤预制棒5与送棒杆40连接，在重力作用下，光纤预制棒5自然下垂，然后将石墨螺丝拧入插孔42内，由此挂棒套管41对光纤预制棒5进行了二次固定，防止光纤预制棒5在拉丝过程中产生晃动，从而提高成纤质量。

在一些实施例中，所述挂棒套管41的管壁410上设有若干个镂空部411，相邻两个镂空部411之间形成凸壁412，所述插孔42设于所述凸壁412上。

通过在挂棒套管41的管壁410上设置镂空部411，便于操作人员在安装光纤预制棒的过程中观察光纤预制棒与挂棒套管的位置，避免光纤预制棒与挂棒套管的壁体发生磕碰而导致光纤预制棒破损的问题。

在优选的实施例中，每个凸壁412上均设有插孔42，起到环绕固定光纤预制棒的作用，进一步增加光纤预制棒的稳定性。

在一些实施例中，所述若干个镂空部411沿所述管壁410的周向间隔排列。

在优选的实施例中，相邻两个镂空部411的间距相等。

通过将镂空部411沿所述管壁410的周向间隔排列，便于操作人员多方位观察光纤预制棒头部的位置。

在一些实施例中，所述镂空部411为条形结构。

具体的，所述镂空部411为方形结构。

在一些实施例中，所述第一进气口2的数量≥3。

通过将第一进气口2的数量设置在3个及以上，能够确保气体经第一进气口2以环形方式均匀进气。

在一些实施例中，所述电阻拉丝炉本体10包括：

电阻炉101，其内部形成所述光纤预制棒加热区12和所述光纤成型区13，所述第二排气口15设于所述电阻炉101的底部；

环形进气盘102，其连接在所述电阻炉101上，所述环形进气盘102上设有所述第一进气口2和所述第二进气口3；

金属套103，其连接在所述环形进气盘102上，所述金属套103的顶部盖合有环形石墨片104，所述金属套103和所述环形石墨片104围合成所述气体密封区11。

具体的，所述环形石墨片104的中心孔处即为所述第一排气口14。

在一些实施例中，所述环形石墨片104的内径比光纤预制棒5的外径大1～10mm。

环形石墨片104与光纤预制棒5的间隙较小，可有效减少空气进入，防止出现氧化情况；然而间隙过小不利于惰性气体的排出，堆积于气体密封区11内，容易影响光纤拉丝质量，因此优选环形石墨片104的内径比光纤预制棒5的外径大1～10mm。

在一些实施例中，所述电阻拉丝炉1还包括导流结构16，所述导流结构16由所述光纤预制棒加热区12和光纤成型区13的分界处延伸至光纤成型区13的外部，且导流结构16上部的内壁呈倾斜向下的导引面。

进一步的，优选所述导流结构16经第二排气口15延伸出电阻拉丝炉1的外部，通过将导流结构16上部的内壁设置为呈倾斜向下的导引面，并延伸至电阻拉丝炉1外部，气体顺着导流结构16流动至排出电阻拉丝炉1外，可有效降低气体流动过程中波动，并可维持温场稳定，防止氧化物堆积在电阻炉内，进而造成指标报废。

在优选的实施例中，导流结构16的材质为石墨。

在一些实施例中，所述电阻拉丝炉1还包括分隔罩17，所述分隔罩17位于所述光纤预制棒加热区12内，并将光纤预制棒加热区12分隔成位于所述分隔罩17外侧的第一气流通道120，以及位于所述分隔罩17内侧的第二气流通道121；所述第一气流通道120与所述第一进气口2相连通；

所述第二气流通道121与所述第二进气口3相连通。

通过分隔罩17的分隔，一方面将第一进气口2的气体导引至光纤预制棒加热区12内，形成均匀环绕光纤预制棒5的气流；另一方面，分隔罩17可有效缓冲气体对光纤预制棒5的高速冲击，确保成纤质量。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光纤无氦拉丝装置，其特征在于，其包括：

电阻拉丝炉(1)，所述电阻拉丝炉(1)包括：

-电阻拉丝炉本体(10)，其内部由上至下依次设有互相连通的气体密封区(11)、光纤预制棒加热区(12)和光纤成型区(13)；所述气体密封区(11)的顶端设有第一排气口(14)，所述光纤成型区(13)的底端设有第二排气口(15)；

-若干个第一进气口(2)，所述若干个第一进气口(2)呈环形相间排列，且所述若干个第一进气口(2)位于所述第一排气口(14)和第二排气口(15)之间，以及所述若干个第一进气口(2)与所述光纤预制棒加热区(12)相连通；

-第二进气口(3)，其位于所述第一排气口(14)和第一进气口(2)之间，且所述第二进气口(3)与所述气体密封区(11)相连通。

2.如权利要求1所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述光纤无氦拉丝装置还包括：

光纤预制棒固定装置(4)，其设于所述电阻拉丝炉(1)的上方，所述光纤预制棒固定装置(4)包括送棒杆(40)以及固定于所述送棒杆(40)的底端的挂棒套管(41)；所述挂棒套管(41)的管壁上设有若干个插孔(42)。

3.如权利要求2所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述挂棒套管(41)的管壁(410)上设有若干个镂空部(411)，相邻两个镂空部(411)之间形成凸壁(412)，所述插孔(42)设于所述凸壁(412)上。

4.如权利要求3所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述若干个镂空部(411)沿所述管壁(410)的周向间隔排列。

5.如权利要求3所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述镂空部(411)为条形结构。

6.如权利要求1所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述第一进气口(2)的数量≥3。

7.如权利要求1所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述电阻拉丝炉本体(10)包括：

电阻炉(101)，其内部形成所述光纤预制棒加热区(12)和所述光纤成型区(13)，所述第二排气口(15)设于所述电阻炉(101)的底部；

环形进气盘(102)，其连接在所述电阻炉(101)上，所述环形进气盘(102)上设有所述第一进气口(2)和所述第二进气口(3)；

金属套(103)，其连接在所述环形进气盘(102)上，所述金属套(103)的顶部盖合有环形石墨片(104)，所述金属套(103)和所述环形石墨片(104)围合成所述气体密封区(11)。

8.如权利要求7所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述环形石墨片(104)的内径比光纤预制棒(5)的外径大1～10mm。

9.如权利要求1所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述电阻拉丝炉(1)还包括导流结构(16)，所述导流结构(16)由所述光纤预制棒加热区(12)和光纤成型区(13)的分界处延伸至光纤成型区(13)的外部，且导流结构(16)上部的内壁呈倾斜向下的导引面。

10.如权利要求1所述的光纤无氦拉丝装置，其特征在于，所述电阻拉丝炉(1)还包括分隔罩(17)，所述分隔罩(17)位于所述光纤预制棒加热区(12)内，并将光纤预制棒加热区(12)分隔成位于所述分隔罩(17)外侧的第一气流通道(120)，以及位于所述分隔罩(17)内侧的第二气流通道(121)；所述第一气流通道(120)与所述第一进气口(2)相连通；

所述第二气流通道(121)与所述第二进气口(3)相连通。