一種光纖拉絲退火裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例公開了一種光纖拉絲退火裝置，該裝置可對光纖預(yù)制棒進(jìn)行處理，所述光纖拉絲退火裝置包括石墨拉絲爐、設(shè)置在石墨拉絲爐上端的緩沖筒和設(shè)置在石墨拉絲爐下端的退火爐，所述緩沖筒上端設(shè)有密封件，所述石墨拉絲爐內(nèi)設(shè)有成型石墨管，所述退火爐內(nèi)設(shè)有玻璃引導(dǎo)管，所述石墨拉絲爐內(nèi)還設(shè)有用于連接成型石墨管和玻璃引導(dǎo)管的石墨連接管。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種光纖拉絲退火裝置，退火爐內(nèi)安裝有螺旋形加熱絲，加熱絲的螺距自上而下線性增加，加熱絲可調(diào)整加熱功率，根據(jù)測溫?zé)犭娕嫉姆答佭_(dá)到預(yù)定控制要求，可以得到退火管內(nèi)預(yù)想的溫度梯度，從而引導(dǎo)光纖成型后在爐內(nèi)的退火速度及降溫梯度，利于得到內(nèi)應(yīng)力小、衰減小、翹曲度好的光纖。

ANNEALING DEVICE FOR OPTICAL FIBER DRAWING

The embodiment of the invention discloses an optical fiber drawing annealing device, which can process the optical fiber prefabricated rod. The optical fiber drawing annealing device includes a graphite drawing furnace, a buffer cylinder arranged at the upper end of the graphite drawing furnace and an annealing furnace arranged at the lower end of the graphite drawing furnace. The upper end of the buffer cylinder is provided with a sealing part, and the graphite drawing furnace is provided with a formed graphite tube, and the annealing device comprises a graphite drawing furnace. A glass guide pipe is arranged in the furnace, and a graphite connecting pipe for connecting the moulded graphite pipe and the glass guide pipe is also arranged in the graphite drawing furnace. The embodiment of the present invention provides an optical fiber drawing annealing device. The annealing furnace is equipped with spiral heating wires. The pitch of the heating wires increases linearly from top to bottom. The heating wires can adjust the heating power. According to the feedback of the thermocouple, the desired temperature gradient in the annealing tube can be obtained, so as to guide the annealing speed and cooling ladder in the furnace after the optical fiber forming. Degree is beneficial to obtain optical fibers with low internal stress, low attenuation and good warpage.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種光纖拉絲退火裝置
本專利技術(shù)涉及光纖拉絲
，具體涉及一種光纖拉絲退火裝置。
技術(shù)介紹
光纖拉絲是石英玻璃從直徑60～200mm左右變成125um的一個過程，該物理變化需要在高溫爐內(nèi)進(jìn)行，爐內(nèi)溫度要求達(dá)到2000℃以上。為了不斷降低生產(chǎn)成本，光纖預(yù)制棒直徑已經(jīng)達(dá)到了200mm，甚至更大，拉絲速度也由20年前的1000m/min提升到了3000m/min。隨著光纖預(yù)制棒尺寸不斷變大、拉絲速度提升，光纖拉絲要求的爐溫不斷提升到2200℃以上，光纖的成型錐面也不斷加長。光纖到達(dá)直徑125um后會經(jīng)歷一個降溫過程，該過程也稱為退火過程，整個過程中，SiO2原子存在一個結(jié)構(gòu)重塑過程，該過程會在1600℃到1100℃之間完成，該過程中的降溫梯度直接決定了SiO2原子結(jié)構(gòu)重塑的充分性，最終在光纖上體現(xiàn)為摻雜物質(zhì)分布的均勻性、玻璃材質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)均勻性、光纖軸向及徑向的應(yīng)力分布。這些物理特性一定程度上影響了光纖的衰減、光纖的翹曲，隨著光纖預(yù)制棒尺寸增加、拉絲速度提升，這些影響變得越來越明顯，光纖已不能在拉絲爐內(nèi)完成退火過程，需要在下端增加一個退火裝置。專利CN102079623A公開了一種退火管，在拉絲爐下端安裝一個可拆卸的雙層玻璃管，起到了一定的保溫作用。專利CN107082560A公開了一種退火管，用一種變徑石英管進(jìn)行保溫，同時上端充入惰性氣體，下端進(jìn)行抽真空，起到保溫作用的同時降低了雜質(zhì)在光纖表面的吸附。以上專利均在一定程度了增加了退火時間，減緩了降溫速度，但不能對溫度梯度進(jìn)行控制，受到拉絲爐內(nèi)保護(hù)氣體氣流路徑及流量影響較大，專利CN107082560A提到的抽真空裝置在一定程度上會造成管內(nèi)流場混亂，引起光纖波動。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種光纖拉絲退火裝置，能夠在增加退火時間，減緩降溫速度的同時，對溫度進(jìn)行梯度控制，避免氣流紊亂造成的光纖波動。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種光纖拉絲退火裝置，該裝置可對光纖預(yù)制棒進(jìn)行處理，所述光纖拉絲退火裝置包括石墨拉絲爐、設(shè)置在石墨拉絲爐上端的緩沖筒和設(shè)置在石墨拉絲爐下端的退火爐，所述緩沖筒上端設(shè)有密封件，所述石墨拉絲爐內(nèi)設(shè)有成型石墨管，所述退火爐內(nèi)設(shè)有玻璃引導(dǎo)管，所述石墨拉絲爐內(nèi)還設(shè)有用于連接成型石墨管和玻璃引導(dǎo)管的石墨連接管。在一些實(shí)施方案之中，所述退火爐包括外殼、設(shè)置在外殼與玻璃引導(dǎo)管之間的電阻加熱絲、以及設(shè)置在外殼與電阻加熱絲之間的成型保溫纖維。在一些實(shí)施方案之中，所述石墨拉絲爐內(nèi)設(shè)有加熱體，所述退火爐的下端設(shè)有用于調(diào)整電阻加熱絲電流的測溫?zé)犭娕肌Ｔ谝恍?shí)施方案之中，所述電阻加熱絲成螺旋狀，且螺距自上而下是遞增，第一圈與第二圈之間螺距為P1，P1＝20mm～40mm，自上而下第n圈螺距Pn＝P1+n×x，x為5mm～30mm。在一些實(shí)施方案之中，所述成型保溫纖維一體成型，和/或所述成型保溫纖維的材料為氧化鋁。在一些實(shí)施方案之中，所述緩沖筒上端設(shè)有用于通入惰性混合氣體的氣管接口,所述惰性混合氣體由氦氣和氬氣組成，氦氣和氬氣的摩爾比為0.5～3：1。在一些實(shí)施方案之中，退火爐及石墨拉絲爐之間安裝有密封圈，該密封圈材料為氟橡膠，和/或所述退火爐下端安裝密封環(huán)，所述密封環(huán)的材料為聚四氟乙烯環(huán)。在一些實(shí)施方案之中，所述密封環(huán)由兩個對稱的半環(huán)構(gòu)成，所述退火爐下端設(shè)有一銷軸，所述的密封環(huán)的兩個半環(huán)與銷軸鉸接，實(shí)現(xiàn)兩個半環(huán)可繞銷軸打開/閉合，所述密封環(huán)的外表面涂覆有不銹鋼材料，所述密封環(huán)的內(nèi)表面設(shè)有錐形石墨材料。在一些實(shí)施方案之中，所述密封件包括設(shè)置在緩沖筒上端的兩層石墨環(huán)、以及設(shè)置在兩層石墨環(huán)之間的石墨軟氈。在一些實(shí)施方案之中，所述光纖預(yù)制棒上端把棒與石墨環(huán)的間隙為0.2～1mm，光纖預(yù)制棒上端把棒與石墨軟氈2的間隙小于0.2mm，和/或所述成型石墨管、石墨連接管、玻璃引導(dǎo)管三者之間的裝配間隙為0.1～0.5mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于：本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種光纖拉絲退火裝置，緩沖筒頂部利用石墨環(huán)及石墨軟氈對爐體進(jìn)行密封，可使得爐內(nèi)通入的惰性氣體整體朝下流動，成型石墨管、石墨連接管、玻璃引導(dǎo)管的小錐度過渡，使得爐內(nèi)整體氣流穩(wěn)定，可以降低光纖顫動；退火爐內(nèi)安裝有螺旋形加熱絲，加熱絲的螺距自上而下線性增加，加熱絲可調(diào)整加熱功率，根據(jù)測溫?zé)犭娕嫉姆答佭_(dá)到預(yù)定控制要求，可以得到退火管內(nèi)預(yù)想的溫度梯度，從而引導(dǎo)光纖成型后在爐內(nèi)的退火速度及降溫梯度，利于得到內(nèi)應(yīng)力小、衰減小、翹曲度好的光纖。附圖說明圖1為本專利技術(shù)一典型實(shí)施例中光纖拉絲退火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)一典型實(shí)施例中退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明：1、石墨環(huán)；2、石墨軟氈；3、光纖預(yù)制棒；4、石墨拉絲爐；5、成型石墨管；6、石墨連接管；7、退火爐；701、外殼；702、電阻加熱絲；703、成型保溫纖維；704、密封圈；705、密封環(huán)；8、玻璃引導(dǎo)管；9、測溫?zé)犭娕迹?0、密封環(huán)；11、加熱體；12、緩沖筒。具體實(shí)施方式以下由特定的具體實(shí)施例說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。本實(shí)施例公開了一種光纖拉絲退火裝置，該裝置可對光纖預(yù)制棒3進(jìn)行處理，所述光纖拉絲退火裝置包括石墨拉絲爐4、設(shè)置在石墨拉絲爐4上端的緩沖筒12和設(shè)置在石墨拉絲爐4下端的退火爐7，所述緩沖筒12上端設(shè)有密封件，所述石墨拉絲爐4內(nèi)設(shè)有成型石墨管5，所述退火爐7內(nèi)設(shè)有玻璃引導(dǎo)管8，所述石墨拉絲爐4內(nèi)還設(shè)有用于連接成型石墨管5和玻璃引導(dǎo)管8的石墨連接管6。進(jìn)一步的，所述退火爐7包括外殼701、設(shè)置在外殼701與玻璃引導(dǎo)管8之間的電阻加熱絲702、以及設(shè)置在外殼701與電阻加熱絲702之間的成型保溫纖維703。所述石墨拉絲爐4內(nèi)設(shè)有加熱體11，所述退火爐7的下端設(shè)有用于調(diào)整電阻加熱絲702電流的測溫?zé)犭娕?。進(jìn)一步的，所述電阻加熱絲702成螺旋狀，且螺距自上而下是遞增，第一圈與第二圈之間螺距為P1，P1＝20mm～40mm，自上而下第n圈螺距Pn＝P1+n×x，x為5mm～30mm。進(jìn)一步的，所述成型保溫纖維703一體成型，和/或所述成型保溫纖維703的材料為氧化鋁。進(jìn)一步的，所述緩沖筒12上端設(shè)有用于通入惰性混合氣體的氣管接口,所述惰性混合氣體由氦氣和氬氣組成，氦氣和氬氣的摩爾比為0.5～3：1。進(jìn)一步的，退火爐7及石墨拉絲爐4之間安裝有密封圈704，該密封圈704材料為氟橡膠，和/或所述退火爐7下端安裝密封環(huán)705，所述密封環(huán)705的材料為聚四氟乙烯環(huán)，所述密封環(huán)705由兩個對稱的半環(huán)構(gòu)成，所述退火爐7下端設(shè)有一銷軸，所述的密封環(huán)705的兩個半環(huán)與銷軸鉸接，實(shí)現(xiàn)兩個半環(huán)可繞銷軸打開/閉合，所述密封環(huán)705的外表面涂覆有不銹鋼材料，所述密封環(huán)705的內(nèi)表面設(shè)有錐形石墨材料。進(jìn)一步的，所述密封件包括設(shè)置在緩沖筒12上端的兩層石墨環(huán)1、以及設(shè)置在兩層石墨環(huán)1之間的石墨軟氈2。所述光纖預(yù)制棒3上端把棒與石墨環(huán)1的間隙為0.2～1mm，光纖預(yù)制棒3上端把棒與石墨軟氈2的間隙小于0.2mm，和/或所述成型石墨管5、石墨連接管6、玻璃引導(dǎo)管8三者之間的裝配間隙為0.1～0.5mm。實(shí)施例1如附圖1所示的光纖拉絲退火裝置，其裝置包括石墨拉絲爐4上端的緩沖筒12、石墨環(huán)1、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光纖拉絲退火裝置，該裝置可對光纖預(yù)制棒進(jìn)行處理，其特征在于：所述光纖拉絲退火裝置包括石墨拉絲爐、設(shè)置在石墨拉絲爐上端的緩沖筒和設(shè)置在石墨拉絲爐下端的退火爐，所述緩沖筒上端設(shè)有密封件，所述石墨拉絲爐內(nèi)設(shè)有成型石墨管，所述退火爐內(nèi)設(shè)有玻璃引導(dǎo)管，所述石墨拉絲爐內(nèi)還設(shè)有用于連接成型石墨管和玻璃引導(dǎo)管的石墨連接管。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光纖拉絲退火裝置，該裝置可對光纖預(yù)制棒進(jìn)行處理，其特征在于：所述光纖拉絲退火裝置包括石墨拉絲爐、設(shè)置在石墨拉絲爐上端的緩沖筒和設(shè)置在石墨拉絲爐下端的退火爐，所述緩沖筒上端設(shè)有密封件，所述石墨拉絲爐內(nèi)設(shè)有成型石墨管，所述退火爐內(nèi)設(shè)有玻璃引導(dǎo)管，所述石墨拉絲爐內(nèi)還設(shè)有用于連接成型石墨管和玻璃引導(dǎo)管的石墨連接管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖拉絲退火裝置，其特征在于：所述退火爐包括外殼、設(shè)置在外殼與玻璃引導(dǎo)管之間的電阻加熱絲、以及設(shè)置在外殼與電阻加熱絲之間的成型保溫纖維。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拉絲退火裝置，其特征在于：所述石墨拉絲爐內(nèi)設(shè)有加熱體，所述退火爐的下端設(shè)有用于調(diào)整電阻加熱絲電流的測溫?zé)犭娕肌?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拉絲退火裝置，其特征在于：所述電阻加熱絲成螺旋狀，且螺距自上而下是遞增，第一圈與第二圈之間螺距為P1，P1＝20mm～40mm，自上而下第n圈螺距Pn＝P1+n×x，x為5mm～30mm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖拉絲退火裝置，其特征在于：所述成型保溫纖維一體成型，和/或所述成型保溫纖維的材料為氧化鋁。6.根據(jù)權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張學(xué)軍，
申請(專利權(quán))人：杭州金星通光纖科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33