[实用新型]用于均匀直径光纤预制棒的拉丝炉新型气封装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤制造领域，更具体的涉及一种用于均匀直径光纤预制棒的拉丝炉新型气封装置。

背景技术

拉丝炉是用于光纤拉丝的一个非常关键的功能设备：光纤预制棒在拉丝炉中熔融并被拉制成一根直径为125um左右的光纤。拉丝炉内的加热元件一般为石墨材质，为了防止在加热过程中石墨件被氧化，需要在拉丝炉上部设计一个拉丝炉气封装置。

气封装置在光纤拉丝工艺过程中起着非常重要的作用：

(1)气封装置对裸光纤圆度的影响。在一般情况下，在拉丝过程中如果气封性能不是太好,会影响拉丝炉内的气流场和热场分布的均匀性，从而影响光纤的圆度。

(2)气封装置对裸光纤丝径波动的影响。在气封装置气封性能较差的情况下，拉丝炉内气流会产生紊乱和波动，这种波动如果发生在预制棒变径区和光纤成型区域附近，就会使裸光纤直径产生较大幅度的波动。

(3)气封装置对光纤强度的影响。在极端情况下，气封性能较差的气封装置会使大量的拉丝炉内的工艺气体向上运动并从拉丝炉上口溢出炉外，在烟囱效应的作用下使部分空气从拉丝炉下口吸入到拉丝炉内，这种现象被称为拉丝炉窜气。窜气会直接导致拉丝炉内石墨件的氧化，从而导致光纤预制棒和光纤被污染，带来光纤强度问题。

目前拉丝炉气封的方式一般有三种：非接触式气帘、全密封方式和石英棉填充方式。

非接触式气帘气封装置，利用气体从装置出口处高速喷出，形成气帘，从而将拉丝炉内部与外界空气隔绝，达到气封效果。该装置构造简单，使用寿命较长，适用于直径相对均匀的预制棒，但其气封稳定性较差，如果在拉丝过程中预制棒轴心位置发生较大幅度的偏移，会导致拉丝炉内的气流场和热场发生紊乱和波动，进而引起光纤丝径波动和石墨件氧化等问题。

全密封式的气封装置，在非接触式气帘方式的基础上增加了石英布罩，将预制棒与外界空气完全隔绝。此装置可在预制棒轴心位置发生偏移时，较好的稳定拉丝炉内的气流场，避免丝径波动和石墨件氧化的问题。但该装置仅适用于长度较短的预制棒，经过使用几次后，石英布罩的内壁会被污染，从而影响光纤的强度。同时该石英布罩存在较大的漏气风险，一旦漏气事件发生，石墨件将会被严重氧化。

石英棉填充的气封方式，利用石英棉的柔软性，将其填充于石英部件与光纤预制棒之间的缝隙，达到气封效果。石英部件中填充石英棉经常会出现两种问题：欠填充和过填充。

(1)如果作业人员的填充手法不到位欠填充，会导致石英棉膨胀不到位，空气容易进入到拉丝炉中，引起炉内石墨件和光纤预制棒氧化，从而缩短石墨件的使用寿命和增加光纤的报废长度。

(2)如果石英棉因为作业人员过填充，受热后石英棉过膨胀，过膨胀的石英棉会紧紧包裹光纤预制棒，出现卡棒异常，导致光纤生产断纤，增加光纤拉丝塔的停机时间，间接导致光纤成本增加。同时，过填充的石英棉还会出现被光纤预制棒压碎的可能，碎石英棉毛细会粘附在光纤预制棒上，降低拉丝的工艺稳定性，如光纤塔断频次增加，光纤筛选强度恶化等，直接导致光纤生产成本增加。

因此，现在需要一种新的气封装置，可以避免以上气封装置的不良带来的光纤预制棒生产异常问题，提高光纤生产的工艺稳定性和产品质量稳定性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于均匀直径光纤预制棒拉丝的拉丝炉气封装置，可以有效规避因作业人员填充手法差异而产生气封不良问题，同时也可以有效规避拉丝过程中因光纤预制棒轴心位置偏移带来的气流场和温场分布不均的问题，利于提高光纤的生产工艺稳定性和延长石墨件的使用寿命，能够有效和间接降低光纤的生产成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于均匀直径光纤预制棒的拉丝炉新型气封装置，其固定于光纤拉丝炉的炉口上，其包括石英气封环和设置在所述石英气封环内部的若干石墨片，所述石英气封环由上到下依次包括：上石英气封环、中石英气封环和下石英气封环，所述中石英气封环和下石英气封环的内侧壁上均设有能够放置石墨片的凹口。

优选的，所述上石英气封环、中石英气封环和下石英气封环的内径大小相同，所述上石英气封环、中石英气封环和下石英气封环的外径大小相同。

优选的，所述上石英气封环的高度比所述中石英气封环和下石英气封环的高度高。

优选的，所述上石英气封环的高度为50～100mm，所述上石英气封环的内径比均匀预制棒直径大16～40mm。

优选的，所述中石英气封环的高度为20～40mm，所述中石英气封环的内径比均匀预制棒直径大16～40mm。