用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置以及方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其固定于光纖拉絲爐上，其套設在光纖拉絲爐內石墨件的外側，其包括石英氣封環和設置在所述石英氣封環內部的若干石墨片，所述石英氣封環由上到下一次包括：上石英氣封環、中石英氣封環和下石英氣封環，所述中石英氣封環和下石英氣封環的內側壁上均設有能夠放置石墨片的凹口。本發明使用固定尺寸的石墨片，避免了因作業人員填充手法差異而帶來的氣封不良問題，也避免了因光纖預制棒在拉絲過程中軸心位置偏移帶來的爐內氣流場紊亂的問題，提高了光纖生產的工藝穩定性。
【專利說明】用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置以及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光纖制造領域，更具體的涉及一種用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐 新型氣封裝置以及方法。
【背景技術】
[0002] 拉絲爐是用于光纖拉絲的一個非常關鍵的功能設備：光纖預制棒在拉絲爐中熔融 并被拉制成一根直徑為125um左右的光纖。拉絲爐內的加熱元件一般為石墨材質，為了防 止在加熱過程中石墨件被氧化，需要在拉絲爐上部設計一個拉絲爐氣封裝置。
[0003] 氣封裝置在光纖拉絲工藝過程中起著非常重要的作用：
[0004] (1)氣封裝置對裸光纖圓度的影響。在一般情況下，在拉絲過程中如果氣封性能不 是太好，會影響拉絲爐內的氣流場和熱場分布的均勻性，從而影響光纖的圓度。
[0005] (2)氣封裝置對裸光纖絲徑波動的影響。在氣封裝置氣封性能較差的情況下，拉絲 爐內氣流會產生紊亂和波動，這種波動如果發生在預制棒變徑區和光纖成型區域附近，就 會使裸光纖直徑產生較大幅度的波動。
[0006] (3)氣封裝置對光纖強度的影響。在極端情況下，氣封性能較差的氣封裝置會使大 量的拉絲爐內的工藝氣體向上運動并從拉絲爐上口溢出爐外，在煙囪效應的作用下使部分 空氣從拉絲爐下口吸入到拉絲爐內，這種現象被稱為拉絲爐竄氣。竄氣會直接導致拉絲爐 內石墨件的氧化，從而導致光纖預制棒和光纖被污染，帶來光纖強度問題。
[0007] 目前拉絲爐氣封的方式一般有三種：非接觸式氣簾、全密封方式和石英棉填充方 式。
[0008] 非接觸式氣簾氣封裝置，利用氣體從裝置出口處高速噴出，形成氣簾，從而將拉絲 爐內部與外界空氣隔絕，達到氣封效果。該裝置構造簡單，使用壽命較長，適用于直徑相對 均勻的預制棒，但其氣封穩定性較差，如果在拉絲過程中預制棒軸心位置發生較大幅度的 偏移，會導致拉絲爐內的氣流場和熱場發生紊亂和波動，進而引起光纖絲徑波動和石墨件 氧化等問題。
[0009] 全密封式的氣封裝置，在非接觸式氣簾方式的基礎上增加了石英布罩，將預制棒 與外界空氣完全隔絕。此裝置可在預制棒軸心位置發生偏移時，較好的穩定拉絲爐內的氣 流場，避免絲徑波動和石墨件氧化的問題。但該裝置僅適用于長度較短的預制棒，經過使用 幾次后，石英布罩的內壁會被污染，從而影響光纖的強度。同時該石英布罩存在較大的漏氣 風險，一旦漏氣事件發生，石墨件將會被嚴重氧化。
[0010] 石英棉填充的氣封方式，利用石英棉的柔軟性，將其填充于石英部件與光纖預制 棒之間的縫隙，達到氣封效果。石英部件中填充石英棉經常會出現兩種問題：欠填充和過填 充。
[0011] (1)如果作業人員的填充手法不到位欠填充，會導致石英棉膨脹不到位，空氣容易 進入到拉絲爐中，引起爐內石墨件和光纖預制棒氧化，從而縮短石墨件的使用壽命和增加 光纖的報廢長度。
[0012] (2)如果石英棉因為作業人員過填充，受熱后石英棉過膨脹，過膨脹的石英棉會緊 緊包裹光纖預制棒，出現卡棒異常，導致光纖生產斷纖，增加光纖拉絲塔的停機時間，間接 導致光纖成本增加。同時，過填充的石英棉還會出現被光纖預制棒壓碎的可能，碎石英棉毛 細會粘附在光纖預制棒上，降低拉絲的工藝穩定性，如光纖塔斷頻次增加，光纖篩選強度惡 化等，直接導致光纖生產成本增加。
[0013] 因此，現在需要一種新的氣封裝置和填充方法，通過新的氣封裝置和填充方法，可 以避免以上氣封裝置的不良帶來的光纖預制棒生產異常問題，提高光纖生產的工藝穩定性 和產品質量穩定性。
【發明內容】
[0014] 為解決上述技術問題，本發明提供一種用于均勻直徑光纖預制棒拉絲的拉絲爐氣 封裝置，可以有效規避因作業人員填充手法差異而產生氣封不良問題，同時也可以有效規 避拉絲過程中因光纖預制棒軸心位置偏移帶來的氣流場和溫場分布不均的問題，利于提高 光纖的生產工藝穩定性和延長石墨件的使用壽命，能夠有效和間接降低光纖的生產成本。
[0015] 為達到上述目的，本發明的技術方案如下：
[0016] 一種用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其固定于光纖拉絲爐的爐 口上，其包括石英氣封環和設置在所述石英氣封環內部的若干石墨片，所述石英氣封環由 上到下依次包括：上石英氣封環、中石英氣封環和下石英氣封環，所述中石英氣封環和下石 英氣封環的內側壁上均設有能夠放置石墨片的凹口。
[0017] 優選的，所述上石英氣封環、中石英氣封環和下石英氣封環的內徑大小相同，所述 上石英氣封環、中石英氣封環和下石英氣封環的外徑大小相同。
[0018] 優選的，所述上石英氣封環的高度比所述中石英氣封環和下石英氣封環的高度 尚。
[0019] 優選的，所述上石英氣封環的高度為50?100mm，所述上石英氣封環的內徑比均 勾預制棒直徑大16?40mm。
[0020] 優選的，所述中石英氣封環的高度為20?40mm，所述中石英氣封環的內徑比均勻 預制棒直徑大16?40mm。
[0021] 優選的，所述下石英氣封環的高度為20?40mm，所述下石英氣封環的內徑比均勻 預制棒直徑大16?40mm。
[0022] 優選的，所述凹口的高度為6?10mm，所述凹口的內徑比所述上石英氣封環、中石 英氣封環和下石英氣封環的內徑大30?60_。
[0023] 優選的，放置在所述凹口內的若干層石墨片的內徑比均勻預制棒的直徑小0? 10mm，所述石墨片的外徑比所述凹口內徑小6?16mm。
[0024] 優選的，所述石墨片上設有斜切口，所述斜切口的角度是任意角度，所述斜切口的 寬度為2?8mm〇
[0025] 優選的，一種使用上述氣封裝置的方法，包括以下幾步：（1)先將下石英氣封環放 置在拉絲爐上，與拉絲爐口對齊；
[0026] (2)依次放置四層石墨片，保證四層石墨片的斜切口按照90°間隔錯開放置；
[0027] (3)將中石英氣封環放置于下石英氣封環上，再同樣依次放置四層石墨片1，保證 四層石墨片的斜切口按照約90°間隔錯開放置；
[0028] (4)將上石英氣封環放置中石英氣封環上，完成氣封裝置的裝配過程。
[0029] 本發明的有益效果是：
[0030] 其一、本發明使用固定尺寸的石墨片，避免了因作業人員填充手法差異而帶來的 氣封不良問題，也避免了因光纖預制棒在拉絲過程中軸心位置偏移帶來的爐內氣流場紊亂 的問題，提高了光纖生產的工藝穩定性。
[0031] 其二、本發明使用固定尺寸的石墨片，石墨片在氣封裝置凹口內放置完畢后，可以 直接下光纖預制棒進拉絲爐，升溫拉絲，一次就可完成光棒氣封操作，提高了工藝便利性， 節省了生產時間。
[0032] 其三、本發明使用了三個石英玻璃氣封環，有兩層的石墨片氣封層，雙層氣封設計 使得氣密性比現有單層氣封裝置更有效。
[0033] 其四、本發明使用了較高高度的上石英玻璃氣封環，提高了尾棒拉絲時的氣封效 果。同時整個氣封裝置的高度合理設計，可以使用短尺寸的對接尾管，節約了尾管成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034] 為了更清楚地說明本發明實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中 所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實 施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其他的附圖。
[0035] 圖1是本發明氣封裝置的剖視圖。
[0036] 圖2是本發明裝置的結構示意圖。
[0037] 圖3是本發明石墨片的結構示意圖。
[0038] 其中，1-石墨片，10-斜切口，2-上石英氣封環，3-中石英氣封環，4-下石英氣封 環，5-凹口，6-光纖預制棒，7-光纖拉絲爐。
【具體實施方式】
[0039] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0040] 實施例
[0041] 本實施例中公開了一種用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其固定 于光纖拉絲爐的爐口上，用于均勻直徑光纖預制棒拉絲過中保護拉絲爐內的石墨件，防止 石墨件氧化，同時使拉絲爐內形成穩定的氣流場和溫度場
[0042] 如圖1-2中所示，該新型氣封裝置包括石英氣封環和設置在上述石英氣封環內部 的若干石墨片1，上述石英氣封環由上到下依次包括：上石英氣封環2、中石英氣封環3和下 石英氣封環4,上述中石英氣封環3和下石英氣封環4的內側壁上均設有能夠放置石墨片1 的凹口 5。
[0043] 在本實施例中，上述上石英氣封環2、中石英氣封環3和下石英氣封環4的內徑大 小相同；上述上石英氣封環2、中石英氣封環3和下石英氣封環4的外徑大小相同；上述上 石英氣封環2的高度比上述中石英氣封環3和下石英氣封環4的高度高。
[0044] 上述上石英氣封環2的高度比其余兩個石英氣封環的高度高，是為了保護凹口 5 內的石墨片不被氧化，增強了尾棒拉絲時的氣封效果。
[0045] 具體的，上述上石英氣封環2的高度為50?100mm，上述上石英氣封環2的內徑比 均勾預制棒直徑大16?40mm ;上述中石英氣封環3的高度為20?40mm，上述中石英氣封 環3的內徑比均勾預制棒直徑大16?40mm ;上述下石英氣封環4的高度為20?40mm，上 述下石英氣封環4的內徑比均勾預制棒直徑大16?40_。
[0046] 上述凹口 5的高度為6?10mm，上述凹口 5的內徑比上述上石英氣封環2、中石英 氣封環3和下石英氣封環4的內徑大30?60mm ;放置在上述凹口 5內的若干層石墨片1的 內徑比均勾預制棒的直徑小0?l〇mm，上述石墨片1的外徑比上述凹口 5內徑小6?16mm。
[0047] 石墨片1的外徑比凹口 5的內徑小，是為了方便石墨片1在凹口 5內自由移動，以 規避拉絲過程中光纖預制棒軸心位置偏移帶來氣封不良問題。
[0048] 在實際光纖預制棒生產中，為了克服均勻光纖預制棒直徑尺寸在公差內合理變 動，在上述石墨片1上設有斜切口 10,上述斜切口 10為了克服切口帶來空氣進入，提高氣封 裝置的氣密性。
[0049] 如圖3中所示，上述石墨片1斜切口 10為任意角度，上述斜切口 10的寬度為2? 8mm，并且將若干片石墨片1放置在凹口 5內部時，將各層石墨片1的斜切口 10位置錯開。
[0050] 本實施例中，以直徑為150mm光纖預制棒進行正常生產拉絲。氣封裝置各部件采 用表1所示尺寸；在凹口內填充四層石墨片1，使用的石墨片1的斜切口 10角度為15°，寬 度為4mm，厚度為I. 5mm。
[0051] 表1氣封裝置各部件尺寸表
[0052]
【權利要求】
1. 一種用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其固定于光纖拉絲爐的爐口 上，其包括石英氣封環和設置在所述石英氣封環內部的若干石墨片，所述石英氣封環由上 到下依次包括：上石英氣封環、中石英氣封環和下石英氣封環，其特征在于，所述中石英氣 封環和下石英氣封環的內側壁上均設有能夠放置石墨片的凹口。
2. 根據權利要求1所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征 在于，所述上石英氣封環、中石英氣封環和下石英氣封環的內徑大小相同，所述上石英氣封 環、中石英氣封環和下石英氣封環的外徑大小相同。
3. 根據權利要求2所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征在 于，所述上石英氣封環的高度比所述中石英氣封環和下石英氣封環的高度高。
4. 根據權利要求3所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征在 于，所述上石英氣封環的高度為50?100mm，所述上石英氣封環的內徑比均勻預制棒直徑 大 16 ?40mm。
5. 根據權利要求4所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征在 于，所述中石英氣封環的高度為20?40mm，所述中石英氣封環的內徑比均勻預制棒直徑大 16 ?40mm 〇
6. 根據權利要求5所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征在 于，所述下石英氣封環的高度為20?40mm，所述下石英氣封環的內徑比均勻預制棒直徑大 16 ?40mm 〇
7. 根據權利要求1所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征在 于，所述凹口的高度為6?10mm，所述凹口的內徑比所述上石英氣封環、中石英氣封環和下 石英氣封環的內徑大30?60mm〇
8. 根據權利要求7所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征在 于，放置在所述凹口內的若干層石墨片的內徑比均勾預制棒的直徑小〇?1〇_，所述石墨 片的外徑比所述凹口內徑小6?16mm。
9. 根據權利要求8所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型氣封裝置，其特征 在于，所述石墨片上設有斜切口，所述斜切口的角度是任意角度，所述斜切口的寬度為2? 8mm 〇
10. -種使用權利要求1-9任意一項中所述的用于均勻直徑光纖預制棒的拉絲爐新型 氣封裝置的方法，其特征在于，包括以下幾步： (1) 先將下石英氣封環放置在拉絲爐上，與拉絲爐口對齊； (2) 依次放置四層石墨片，保證四層石墨片的斜切口按照90°間隔錯開放置； (3) 將中石英氣封環放置于下石英氣封環上，再同樣依次放置四層石墨片1，保證四層 石墨片的斜切口按照約90°間隔錯開放置； (4) 將上石英氣封環放置中石英氣封環上，完成氣封裝置的裝配過程。
【文檔編號】C03B37/029GK104478210SQ201410851892
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優先權日:2014年12月31日
【發明者】沈小平, 田錦成, 向德成, 沈國鋒, 何炳, 錢昆 申請人:江蘇通鼎光棒有限公司