SU983088A1 - Печь дл выт гивани волокна из тугоплавких материалов - Google Patents

Description

Изобретение относится к области производства стекла и может быть использовано для вы» тягивания оптического волокна, например, из стекла.

Известен ряд конструкций нагревателбных аппаратов (печей) предназначенных для получения волоконной оптической нити, различающихся по'источнику нагрева заготовки, а также ряду других конструктивных признаков.

Различия в конструктивных решениях обеспе-’⁰ чивают необходимый температурный режим в зонах нагрева заготовки и вытяжки волокна, так как соблюдение температурного режима и скорости вытягивания нити в основном определяют постоянство геометрических размеров волокна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов, преимущественно кварцевого стекла, включающая корпус в виде стакана из теплоизолирующего материала [11.

Недостатком известной печи является неустой' чивость ее температурного режима. Возникающее в процессе работы печи температурное поле флуктуирует случайным образом во времени и не является симметричным относительно оси заготовки. Нарушение симметрии поля обусловлено рядом причин, к числу которых можно отнести разностенность тепловой изоляции, неоднородность состава материала теплоизолятора, несовершенство технологии изготовления нагревателя. Флуктуации поля вызываются возникающими вследствие нагрева конвективными потоками в рабочей зоне. , .

Эти причины приводят к искажению температурного поля в рабочей зоне, нарушению его симметрии и ухудшению качества вытягиваемого волокна.

Целью изобретения является улучшение качества волокна за счет создания симметричного поля .распределения температуры в рабочей зоне.

Поставленная цель достигается тем, что печь для вытягивания волокна из тугоплавких мате3 риалов, преимущественно кварцевого стекла включающая корпус в виде стакана из теплоизолирующего материала с входным и выходным патрубками и нагреватель, размещенный внутри теплоизолирующего материала, снабжена 5 установленной соосно выходному патрубку камерой отсоса, которая выполнена в виде полого газопроницаемого цилиндра, причем площадь газопроницаемой поверхности цилиндра больше площади сечения выходного патрубка. 10

На чертеже схематично представлена печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов.

Печь состоит из корпуса 1 цилиндрической формы, выполненного из теплоизолирующего₍ и материала, внутри которого размещен нагреватель 2. Со стороны подачи заготовки 3 корпус закрыт патрубком 4, а с противоположной стороны к корпусу прикреплен выходной патрубок 5. Соосно выходному патрубку уставов- jo лена камера 6 отсоса газа из печи. Она выполнена в виде газопроницаемого цилиндра, например, из пористого материала, причем площадь, газопроницаемой поверхности цилиндра по крайней мере больше площади сечения выход- 2$ иого патрубка. Снаружи цилиндр охвачен рубашкой о патрубком отсоса газа.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения, прогрева печи и выхода ее на стационарный режим, через отверстие во входном патрубке вводят заготовку, нагревают ее, захватывают каплю расплава, и вытягивают волокно с расплавленного конца заготовки, наматывая его на барабан. Одновременно с выходом печи на стационарный режим включается отсос газа из камеры. Так как в верхней части печи существует. зазор между заготовкой и входным патрубком, то в рабочей зоне печи устанавливается принудительное движение газа. Возникающая при нагреве конвекция подавляется и искажения температурного 'поля сводятся к минимуму. Это положительно сказывается на качество волокна.

Оценка эффективности предлагаемой печи была выполнена путем сравнения ее температурного поля с полем известной печи.

Для сравнения температурных полей был применен метод голо графической интерферометрии с внеосевым опорным пучком с диффузным рассеивателем в рабочем пучке.

Средняя скорость движения газа в печи с ⁵⁰ работающей камерой отсоса составляет 1 м/с.

Интерференционные полосы отражают распределение температуры в выработочной зоне печи. Их ориентация показывает отсутствие осевой симметрии температурного поля в извест- 55 ной печи, а наличие двух и более центров говорит о существовании замкнутых областей циркуляции газа, перемещающихся в пространстве печи случайным образом. Такие флуктуации связаны с возникновением свободной конвекции в рабочем пространстве. Как известно, получение высококачественного волокна требует стабилизации температурного Доля на повёрхности заготовки с точностью до Г С. Расшифровка интерферограмм показала, что колебания температуры превышают допустимые в 20—30 раз.

Интерферограмма, шолученная при включенной камере отсоса характеризуется осесимметричным распределением температуры, которое, возникает вследствие подавления свободной конвекции за счет организаций направленного движения газа в выработочной зоне. Отклонения оси температурного распределения от геометрической оси печи в этом случае не превышает 1/20 диаметра печи.

Таким образом, зта интерферограмма, доказывает, какое влияние оказывает работа камеры отсоса на стабилизацию температурного режима печи и связанное с ней качество волокна.

При проведении процесса вытяжки волокна в атмосфере благородных газов камера отсоса может быть включена в замкнутый контур циркуляции газа. Это позволит сократить расход газа на проведение процесса.

Устройство допускает движение газа в рабочей зоне не только за счет отсоса, но и путем нагнетания через эту же камеру. При этом реализуется одно из двух направлений движения: совпадающее с преимущественным направлением конвективных токов или направленное навстречу. В обоих случаях происходит симметризация поля температур. Камера отсоса при этом может быть установлена на входной патрубок •печи.

Отклонение коаксиального температурного поля от геометрической оси печи кажущееся, поскольку оно обусловлено неточностью настройки голографического интерферометра, возникающей из-за высокой температуры печи и быстрого нагревания и смещения держателей оптических элементов во время съемки.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССТ Н S60841,

5 к . С 03 В 37/025, 1975.