[发明专利]一种光纤拉丝炉及光纤拉丝方法

说明书

本发明公开了一种光纤拉丝炉及光纤拉丝方法，属于光纤生产设备技术领域。所述光纤拉丝炉包括炉体、隔热体、加热体、驱动旋转装置以及加热器，所述隔热体设于所述炉体内并包裹所述加热体，所述驱动旋转装置用于驱动所述加热体旋转，所述加热器设于所述炉体外围，所述加热器包括加热线圈，光纤拉丝时光纤预制棒穿过所述加热体内部的中空空间进行拉制。该光纤拉丝炉一方面减小了炉体体积，简化了结构，使得通入的惰性气体量减少，减少了能耗，节约了成本；另一方面，这种光纤拉丝炉结构同时还能形成均匀而稳定的热场，提高了光纤生产的稳定性，便于生产性能良好的光纤，可广泛应用于光纤生产技术领域中。

技术领域

本发明涉及光纤生产设备技术领域，特别涉及一种光纤拉丝炉及光纤拉丝方法。

背景技术

光纤的拉丝是将大直径的光纤预制棒在线熔融并拉制成直径符合要求的光导纤维。对光纤预制棒进行熔融的加热装置(通常成为拉丝炉)是拉丝工艺最关键的设备之一，该设备直接影响着光纤的多项技术指标，如裸光纤的直径波动、光纤断点率、衰减、PMD及光纤几何参数等。

目前工艺上常用的光纤拉丝炉有两种：直流电阻加热炉和交流感应加热炉。其中，直流电阻加热炉的主要工作原理是：低阻值石墨加热体通入直流电加热，通过热传导加热石墨中心管，再热传导给预制棒，预制棒被加热到熔融状态后再拉制成光纤。直流电阻加热往往存在技术问题：(1)当预制棒棒径变大，需要的加热功率和加热体尺寸也要随着变大，在电源电压一定的情况下加大功率需要减少加热器的阻值，而加热体尺寸变大又会造成阻值变大，就是说电阻加热炉尺寸存在极值，在必须保证加热炉一定功率的情况下，不利于炉体体积的小型化；(2)由于加热预制棒需要经过石墨加热体和石墨中心管的两层热传导，能量损失大，不利于提高能源利用率和节约能源消耗。交流感应加热炉的主要工作原理是：(水冷)铜质螺旋线圈通入中频交流电，产生交变的感应磁场，优质导电体石墨中心管在交变感应磁场中产生的涡流发热被加热，热传导给预制棒，预制棒被加热到熔融状态后再拉制成光纤。尽管交流感应加热炉不存在电阻增大导致的炉体尺寸极值问题，但确存在以下技术缺陷：(1)铜线圈的电阻损耗使得加热装置效率降低，有实践证明某些情况下加热效率只能达到50％-60％；(2)为防止线圈加热炉壳等部件而导致的过多能耗，往往需要设计复杂的结构。这是因为，在线圈外侧与不锈钢炉壳之间需要采取几个措施来防止线圈加热炉壳：两者之间的必须保证足够的安全距离，越远越好，最好不小于线圈的内径；在炉壳内壁增加隔磁装置，以上都会造成拉丝炉体积大，空腔多，又引来成本增加、炉体热量保温工作难度增加，同时由于炉体体积变大，需要使用较多的工艺气体，不利于热场的稳定。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种光纤拉丝炉及光纤拉丝方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种光纤拉丝炉，包括炉体、隔热体、加热体、驱动旋转装置以及加热器，所述隔热体设于所述炉体内并包裹所述加热体，所述驱动旋转装置用于驱动所述加热体旋转，所述加热器设于所述炉体外围，所述加热器包括加热线圈，光纤拉丝时光纤预制棒穿过所述加热体内部的中空空间进行拉制。

优选地，所述驱动旋转装置包括：中空旋转台和驱动电机，所述加热体设于所述中空旋转台上，所述驱动电机用于驱动所述中空旋转台带动所述加热体旋转。

优选地，所述驱动旋转装置还包括PLC控制系统。通过该PLC控制系统可以根据预设要求控制驱动电机驱动中空旋转台进行相应旋转，并可以根据光纤预制棒拉丝的相关要求调节旋转速度等，便于实现对光纤拉丝炉的实时调节控制。

优选地，所述加热线圈为高温超导体材质线圈，由于其良好的超导性能，在一定温度下通电后变为一个超导磁体，形成一个强磁场，由所述加热体与所述加热线圈的相对运动，超导线圈的强磁场与所述加热体的磁场共同作用，最终形成一个强交变磁场；所述光纤拉丝炉还设有制冷机，所述制冷机用于为所述加热线圈制冷降温，使得满足超导线圈的工作温度。

优选地，所述加热线圈为螺旋管形。