CN104710106B - 一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉 - Google Patents

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Abstract

一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉，涉及光纤预制棒制造设备领域，包括炉体，炉体中央安装有感应线圈，感应线圈内壁设有石英隔套，石英隔套内套设有发热体，发热体和石英隔套之间装有保温部件，所述炉体两侧分别设有炉盖和炉口气封零件，炉口气封零件位于同侧炉盖的内部，每个炉口气封零件的侧壁贯通设有一组倾斜设置的向炉体外吹气的通孔，其中一个炉口气封零件的侧壁还贯通设有一组倾斜设置且向炉体内吹气的小孔，所述炉体两侧的炉盖分别设有一个进气管，且每个进气管与同侧设置的炉口气封零件内连通。本发明不影响光棒质量，加热效率高，炉内温度分布均匀，保证预制棒优良的几何形状和尺寸精度。

Description

一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉
技术领域
本发明涉及光纤预制棒制造设备领域，具体来讲是一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉。
背景技术
采用等离子体气相沉积法(PCVD)加工光纤预制棒时，需要将沉积好的纯石英管熔缩成实心的芯棒，目前通常采用氢氧焰或者石墨电阻炉进行加热。氢氧焰加热方式不仅热量损失大，燃烧产生的大量水份使环境湿度大，影响光棒质量，加热效率低，缩棒速度慢；石墨电阻炉也存在加热效率不够高的问题，另外石墨电阻炉结构复杂，炉体沿棒长方向的尺寸大，降低了芯棒有效棒长。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉，不影响光棒质量，加热效率高，炉内温度分布均匀，保证预制棒优良的几何形状和尺寸精度。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉，包括炉体，炉体中央安装有感应线圈，感应线圈内壁设有石英隔套，石英隔套内套设有发热体，发热体和石英隔套之间装有保温部件，所述炉体两侧分别设有炉盖和炉口气封零件，炉口气封零件位于同侧炉盖的内部，每个炉口气封零件的侧壁贯通设有一组倾斜设置的向炉体外吹气的通孔，其中一个炉口气封零件的侧壁还贯通设有一组倾斜设置且向炉体内吹气的小孔，所述炉体两侧的炉盖分别设有一个进气管，且每个进气管与同侧设置的炉口气封零件内连通。
在上述技术方案的基础上，所述炉体两侧分别设有端盖，炉盖位于每个端盖的外侧。
在上述技术方案的基础上，炉口气封零件的外壁与同侧的炉盖内壁之间形成密封的环形气室，环形气室与该炉口气封零件内、以及同侧的进气管均连通。
在上述技术方案的基础上，所述炉体、端盖、炉盖内部均设有冷却水道，炉体左侧的炉盖和端盖内部串联并通有第一路冷却水，炉体内通有第二路冷却水，炉体右侧的炉盖和端盖内部串联并通有第三路冷却水。
在上述技术方案的基础上，所述感应线圈为矩形铜管加工而成，其矩形铜管内通有第四路冷却水。
在上述技术方案的基础上，所述通孔均匀环绕炉口气封零件设置，每个通孔位于炉口气封零件外壁的一端靠近发热体，位于炉口气封零件内壁的一端相对于另一端远离发热体，且通孔的倾斜角度为15°～30°。
在上述技术方案的基础上，所述小孔呈环形均匀分布在其中一个炉口气封零件侧壁，其位于炉口气封零件内壁的一端靠近发热体，位于炉口气封零件外壁的一端相对于另一端远离发热体。
在上述技术方案的基础上，所述感应线圈、石英隔套、保温部件和发热体同轴心设置。
在上述技术方案的基础上，所述保温部件为石墨隔热材料制成的保温筒，发热体为石墨材质。
在上述技术方案的基础上，所述炉口气封零件的材质为石英玻璃。
本发明的有益效果在于：
1、在感应线圈两端施加交流电压，产生交变的电磁场，因电磁感应在发热体中产生涡流，受电阻作用而使电能转变成热能，并且发热体***由石墨隔热材料制成的保温筒包围，将热量集中在炉体中心，达到缩棒所需要的温度，提高加热效率，炉内温度分布均匀。
2、炉口气封零件由耐高温的石英玻璃制成，既能够保证良好的气体密封左右，又能够保证在高温下不变形，减少了炉口气封更换的频率，使用寿命长，降低了设备的怠工时间，提高了工效。
3、用于光纤预制棒熔缩的感应炉结构紧凑，沿棒长方向的长度为220mm～260mm，相对于石墨电阻炉而言，本发明占用棒长方向尺寸小，在同样的机床结构下能够生产出更长的预制棒，有效提高了现有设备的产能。
4、所述炉体、端盖、炉盖内部均设有冷却水道，炉体左侧的炉盖和端盖内部串联并通有第一路冷却水，炉体内通有第二路冷却水，炉体右侧的炉盖和端盖内部串联并通有第三路冷却水；在保持炉内高温的同时，能够保证炉体外壁较低的温度，提高了设备的使用安全性。感应线圈为矩形铜管加工而成，其矩形铜管内通有第四路冷却水；能够有效降低感应线圈的工作温度，以保证感应线圈的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例用于光纤预制棒熔缩的感应炉的剖视图。
附图标记：
炉体1，感应线圈2，石英隔套3，发热体4，保温部件5，端盖6，炉盖7，进气管71，炉口气封零件8，环形气室81，通孔82，小孔83。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明用于光纤预制棒熔缩的感应炉，包括炉体1、安装在炉体1中央的感应线圈2，感应线圈内壁设有石英隔套3，石英隔套内部套设有发热体4，发热体4和感应线圈2之间套设有保温部件5，且感应线圈2、石英隔套3、保温部件5和发热体4同轴心设置。本实施例中，所述保温部件5为耐高温的石墨隔热材料制成的保温筒，发热体4也为耐高温的石墨材质制成。
如图1所示，炉体1的两侧分别设有端盖6，每个端盖的外侧分别设有炉盖7，炉盖7，每个炉盖7内部设有一个炉口气封零件8，炉口气封零件8位于发热体4的两端。所述炉体1两侧的炉盖7分别设有一个进气管71，每个炉口气封零件8的外壁向内凹陷，并与炉盖内壁之间形成密封的环形气室81，环形气室81与该炉口气封零件8内、以及同侧的进气管71均连通。每个炉口气封零件8的侧壁贯通设有一组倾斜设置的向炉体1外吹气的通孔82，所述通孔82均匀环绕炉口气封零件8设置，每个通孔82位于炉口气封零件8外壁的一端靠近发热体4，位于炉口气封零件8内壁的一端相对于另一端远离发热体4，且通孔82的倾斜角度为15°～30°，可将发热体4中心的氧气吹出炉体1外部。其中一个炉口气封零件8的侧壁还贯通设有一组倾斜设置且向炉体1内吹气的小孔83，所述小孔83呈环形均匀分布在该炉口气封零件8的侧壁，其位于炉口气封零件8内壁的一端靠近发热体4，位于炉口气封零件8外壁的一端相对于另一端远离发热体4，小孔83斜向炉体1外设置，形成炉口气封，阻止氧气从该端炉口进入炉体1。本实施例中，通孔82和小孔83的孔径均为1.5±0.2mm。
所述炉体1、端盖6、炉盖7均由不锈钢加工而成，且内部均设有冷却水道，炉体1左侧的炉盖7和端盖6内部串联并通有第一路冷却水，炉体1内通有第二路冷却水，炉体右侧的炉盖7和端盖6内部串联并通有第三路冷却水。所述感应线圈2为矩形铜管加工而成，其矩形铜管内通有第四路冷却水，能够有效降低感应线圈2的工作温度，以保证感应线圈2的使用寿命。
本发明用于光纤预制棒熔缩的感应炉使用时，首先打开进气管71的电磁阀，通入惰性气体，以保护炉体1内石墨部件不被氧化。一段时间后再开启感应炉电源，在感应线圈2两端施加交流电压，产生交变的电磁场，因电磁感应在发热体4中产生涡流，受电阻作用而使电能转变成热能。发热体4***由耐高温的石墨隔热材料制成的保温部件5包围，将将热量集中在炉体1中心，达到缩棒所需要的温度。将已沉积完成的石英衬管穿过感应炉的中间通孔，熔缩时感应炉中心温度可以达到2300℃以上，炉体1缓慢往复移动，石英衬管在高温下逐渐被熔缩成实心芯棒。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉，包括炉体，其特征在于：炉体中央安装有感应线圈，感应线圈内壁设有石英隔套，石英隔套内套设有发热体，发热体和石英隔套之间装有保温部件，所述感应线圈、石英隔套、保温部件和发热体同轴心设置；所述炉体两侧分别设有炉盖和炉口气封零件，炉口气封零件位于同侧炉盖的内部，每个炉口气封零件的侧壁贯通设有一组倾斜设置的向炉体外吹气的通孔，其中一个炉口气封零件的侧壁还贯通设有一组倾斜设置且向炉体内吹气的小孔，所述炉体两侧的炉盖分别设有一个进气管，且每个进气管与同侧设置的炉口气封零件内连通；所述炉口气封零件的材质为石英玻璃；
所述保温部件为石墨隔热材料制成的保温筒；
所述炉体两侧分别设有端盖，炉盖位于每个端盖的外侧；所述炉体、端盖、炉盖内部均设有冷却水道，炉体左侧的炉盖和端盖内部串联并通有第一路冷却水，炉体内通有第二路冷却水，炉体右侧的炉盖和端盖内部串联并通有第三路冷却水；所述感应线圈为矩形铜管加工而成，其矩形铜管内通有第四路冷却水。
2.如权利要求1所述的用于光纤预制棒熔缩的感应炉，其特征在于：炉口气封零件的外壁与同侧的炉盖内壁之间形成密封的环形气室，环形气室与该炉口气封零件内、以及同侧的进气管均连通。
3.如权利要求1所述的用于光纤预制棒熔缩的感应炉，其特征在于：所述通孔均匀环绕炉口气封零件设置，每个通孔位于炉口气封零件外壁的一端靠近发热体，位于炉口气封零件内壁的一端相对于另一端远离发热体，且通孔的倾斜角度为15°～30°。
4.如权利要求1所述的用于光纤预制棒熔缩的感应炉，其特征在于：所述小孔呈环形均匀分布在其中一个炉口气封零件侧壁，其位于炉口气封零件内壁的一端靠近发热体，位于炉口气封零件外壁的一端相对于另一端远离发热体。
5.如权利要求1所述的用于光纤预制棒熔缩的感应炉，其特征在于：发热体为石墨材质。
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