本发明属于光纤光缆生产设施技术领域，具体涉及一种光纤预制棒锥头加工装置。
背景技术：
光纤是从光纤预制棒拉出的，具体而言，由拉丝炉将光纤预制棒加热至熔融状态，在光纤预制棒处于熔融状态下拉出光纤。为了确保从光纤预制棒上拉出的光纤与光纤预制棒的芯包层（芯层及包层）的比例相一致并降低拉丝起始时的材料损耗以及缩短光纤预制棒熔锥成型时间，因而需在拉丝之前，对光纤预制棒的拉丝起丝端预先加工出流线形的锥头。
目前，对光纤预制棒的拉丝起始端形成前述锥头的方法主要有两种；一得利用石墨感应加热炉对光纤预制棒加热靠自重拉锥的方法；二是利用氢氧焰加热拉锥的方法。前者是将光纤预制棒竖直放置在石墨感应炉内，将光纤预制棒的成锥部位加热使其软化，靠自重力自由形成一个均匀的流线形的锥头；后者是通过氢气和氧气燃烧产生的热量将光纤预制棒的成锥部位软化，在软化状态下对接一根石英尾柄，再通过拉伸而形成流线形的锥头。由于后者较前者麻烦并且效率低等等，因而目前业界普遍倾向于使用前者，对此还可参见CN101481209B推荐的“一种提高光纤预制棒拉伸炉中石墨件使用寿命的方法”的说明书第0002至0004段以及CN105271694A提供的“一种光纤预制棒的制备方法与制备装置”的说明书第0003至0004段的评价。
目前防止外界空气进入炉内的措施是采用惰性气体取代炉内空气，以此达到保护石墨件和光纤预制棒的目的（可参见前述CN101481209B的说明书第0021段）。向炉内引入惰性气体虽然在一定程度上能起到缓解石墨件及光纤预制棒的氧化作用，但是并不能完全避免空气进入炉内，况且由于需要使用惰性气体，因而会增加生产成本。
客观而言，前述两项专利方案能够兑现其在说明书的技术效果栏中记载的各自的技术效果，但是存在以下通弊：其一，由于炉内环境并不处于真空状态，因而炉内空气特别是外界进入炉内的空气会对石墨加热体以及光纤预制棒产生影响，例如影响石墨加热件的使用寿命，又如在高温下空气中的杂质会附着在光纤预制棒的表面；其二，由于需要使用惰性气体对石墨加热件进行保护，因而显著地增大了加工（即生产）成本；其三，由于需要向炉内引入保护气体，因而一方面增大了炉体的复杂程度，另一方面导致炉内温区有失稳定并最终导致光纤预制棒锥头尺寸有失稳定；其四，由于切断的石英坨跌落时处于无管束的散在状态，因而既损及作业现场环境，又存在损及在线作业人员肢体之虞。
针对上述已有技术，有必要加以改进，为此本申请人作了有益的设计，形成了下面将要介绍的技术方案。
技术实现要素：
本发明的任务在于提供一种有助于在加热状态下使炉内形成真空而藉以保护炉体的石墨加热体以及避免在高温下由外界进入炉内的空气中的杂质对光纤预制棒表面产生污染、有利于摒弃使用保护气体而藉以显著降低加工成本并且简化炉体结构以及改善炉内温度的稳定性并确保光纤预制棒锥头尺寸的质量、有益于对切断的石英坨进行管制而藉以改善作业场所的环境并且避免损及在线作业人员的肢体的光纤预制棒锥头加工装置。
本发明的任务是这样来完成的，一种光纤预制棒锥头加工装置，包括一炉体，在该炉体内设置有石墨加热体，该石墨加热体的高度方向的中央形成有一光纤预制棒加热腔，该光纤预制棒加热腔的上部构成为炉体的上炉口，而下部构成为炉体的下炉口，特征在于在所述炉体的上部并且在对应于所述上炉口的位置配置有一上炉口冷却筒，该上炉口冷却筒的上炉口冷却筒腔与上炉口相对应并且与光纤预制棒加热腔相通，在上炉口冷却筒的顶部配设有一光纤预制棒悬挂机构，该光纤预制棒悬挂机构与上炉口冷却筒的顶部密封配合；在炉体的下部并且在对应于所述下炉口的位置配置有一下炉口冷却筒，该下炉口冷却筒的下炉口冷却筒腔与下炉口相对应并且同样与光纤预制棒加热腔相通，在下炉口冷却筒的侧面配设有一观察操作门以及连接有一用于对所述光纤预制棒加热腔抽真空的抽真空机构，而在下炉口冷却筒的底部配接有一石英坨收集桶。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的上炉口冷却筒具有一上炉口冷却筒冷却介质腔，在上炉口冷却筒的上侧部配接有一上炉口冷却筒冷却介质引出管，而在上炉口冷却筒的下侧部配接有一上炉口冷却筒冷却介质引入管，该上炉口冷却筒冷却介质引出管以及上炉口冷却筒冷却介质引入管均与上炉口冷却筒冷却介质腔相通，并且与冷却介质循环供给装置连接。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的上炉口冷却筒冷却介质引入管与所述的上炉口冷却筒冷却介质引出管彼此形成对角关系。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的光纤预制棒悬挂机构包括一冷却筒密封盖、一吊钩和一悬挂梁，冷却筒密封盖搁置于所述上炉口冷却筒的顶部并且与上炉口冷却筒的顶面密封配合，吊钩固定在冷却筒密封盖朝向上的一侧的中央位置，悬挂梁固定在冷却筒密封盖朝向所述上炉口冷却筒腔的一侧。
在本发明的再一个具体的实施例中，在所述冷却筒密封盖朝向所述上炉口冷却筒腔一侧的边缘部位并且围绕冷却筒密封盖的圆周方向开设有一密封圈槽，在该密封圈槽内嵌设有一密封圈，该密封圈与上炉口冷却筒腔的顶面密封配合；在所述的悬挂梁的一端开设有一光纤预制棒颈让位槽。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的下炉口冷却筒具有一下炉口冷却筒冷却介质腔，在下炉口冷却筒的上侧部配接有一下炉口冷却筒冷却介质引出管，而在下炉口冷却筒的下侧部配接有一下炉口冷却筒冷却介质引入管，该下炉口冷却筒冷却介质引出管以及下炉口冷却筒冷却介质引入管均与下炉口冷却筒冷却介质腔相通，并且与冷却介质循环供给装置连接。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的下炉口冷却筒冷却介质引出管与所述的下炉口冷却筒冷却介质引入管彼此形成对角关系。
在本发明的进而一个具体的实施例中，在所述下炉口冷却筒的侧部并且在对应于所述观察操作门的位置形成有一门安装框，在该门安装框上并且位于门安装框的高度方向的一侧设置有锁扣，所述观察操作门与门安装框的高度方向的另一侧枢转连接并且在观察操作门对应于所述锁扣的位置固定有一锁扣座，锁扣与该锁扣座相配合，在观察操作门朝向门安装框的一侧四周设置有门密封垫圈，该门密封垫圈与门安装框朝向观察操作门的一侧密封配合，并且在观察操作门的中部区域设有透明视窗。
在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的抽真空机构包括第一抽真空管段、抽真空电机、抽真空泵、过滤器和第二抽真空管段，第一抽真空管段的一端与所述下炉口冷却筒的下侧部连接并且与所述下炉口冷却筒腔相通，第一抽真空管段的另一端构成有一第一法兰，在该第一法兰的四周边缘部位间隔设置有法兰固定螺钉，在第一抽真空管段的中部分别设置有一压力传感器和一泄压阀，抽真空电机与抽真空泵传动配合并且由抽真空泵连同抽真空电机设置在行走座上，该抽真空泵的抽真空泵进气管与过滤器的过滤器出气口连接，而抽真空泵的抽真空泵出气管与外界相通，过滤器伴随于抽真空泵并且支承在行走座上，第二抽真空管段的一端构成有一第二法兰，所述的法兰固定螺钉与该第二法兰固定连接，第二抽真空管段的另一端与过滤器的过滤器进气口连接，在第二抽真空管段的中部配接有一电磁阀。
在本发明的又进而一个具体的实施例中，在所述行走座的底部设置有行走轮，在所述第一、第二法兰之间设置有一法兰密封垫圈和一过滤网，过滤网位于第一法兰与法兰密封垫圈之间。
本发明提供的技术方案具有如下技术效果：由于在下炉口冷却筒的侧部配接了抽真空机构，由抽真空机构对光纤预制棒加热腔抽真空，因而既可有助于保护石墨加热体，又能避免在高温下由外界进入炉内的空气中的杂质对光纤预制棒表面产生污染；由于无需使用保护气体，因而既可降低对光纤预制棒锥头的加工成本，又能显著简化炉体结构；由于免用保护气体，因而能显著提高炉内温度的稳定性并且确保光纤预制棒锥头尺寸的质量；由于能使切断的石英坨进入石英坨收集桶，因而能改善作业场所的环境并且保障在线作业人员的安全。
附图说明
图1为本发明的实施例暨应用例示意图。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
请参见图1，示出了一炉体1（也可称炉壳），在该炉体1内设置有石墨加热体11，该石墨加热体11的高度方向的中央形成有一光纤预制棒加热腔111，该光纤预制棒加热腔111的上部构成为炉体1的上炉口12，而下部构成为炉体1的下炉口13。
作为本发明提供的技术方案的技术要点：在前述炉体1的上部并且在对应于前述上炉口12的位置优选通过焊接方式配置有一上炉口冷却筒2，该上炉口冷却筒2的上炉口冷却筒腔21与上炉口12相对应并且与光纤预制棒加热腔111相通，在上炉口冷却筒2的顶部配设有一光纤预制棒悬挂机构3，该光纤预制棒悬挂机构3与上炉口冷却筒2的顶部密封配合；在炉体1的下部并且在对应于前述下炉口13的位置配置有一下炉口冷却筒4，该下炉口冷却筒4的下炉口冷却筒腔41与下炉口13相对应并且同样与光纤预制棒加热腔111相通，在下炉口冷却筒4的侧面配设有一观察操作门5以及连接有一用于对前述光纤预制棒加热腔111抽真空的抽真空机构6，而在下炉口冷却筒4的底部配接有一石英坨收集桶7。
继续见图1，前述的上炉口冷却筒2具有一上炉口冷却筒冷却介质腔22，在上炉口冷却筒2的上侧部配接有一上炉口冷却筒冷却介质引出管23，而在上炉口冷却筒2的下侧部配接有一上炉口冷却筒冷却介质引入管24，该上炉口冷却筒冷却介质引出管23以及上炉口冷却筒冷却介质引入管24均与上炉口冷却筒冷却介质腔22相通，并且与冷却介质循环供给装置连接。
由图1所示，前述的上炉口冷却筒冷却介质引入管23与前述的上炉口冷却筒冷却介质引出管24彼此形成对角关系。
继续见图1，前述的光纤预制棒悬挂机构3的优选而非绝对限于的结构如下：包括一冷却筒密封盖31、一吊钩32和一悬挂梁33，冷却筒密封盖31搁置于前述上炉口冷却筒2的顶部并且与上炉口冷却筒2的顶面密封配合，吊钩32以螺纹连接方式固定在冷却筒密封盖31朝向上的一侧的中央位置，悬挂梁33固定在冷却筒密封盖31朝向前述上炉口冷却筒腔21的一侧（即朝向下的一侧）。
由图1所示，在前述冷却筒密封盖31朝向前述上炉口冷却筒腔21一侧的边缘部位并且围绕冷却筒密封盖31的圆周方向开设有一密封圈槽311，在该密封圈槽311内嵌设有一密封圈3111，该密封圈3111与上炉口冷却筒腔21的顶面密封配合；在前述的悬挂梁33的一端开设有一光纤预制棒颈让位槽331。
继续见图1，前述的下炉口冷却筒4具有一下炉口冷却筒冷却介质腔42，在下炉口冷却筒4的上侧部配接有一下炉口冷却筒冷却介质引出管43，而在下炉口冷却筒4的下侧部配接有一下炉口冷却筒冷却介质引入管44，该下炉口冷却筒冷却介质引出管43以及下炉口冷却筒冷却介质引入管44均与下炉口冷却筒冷却介质腔42相通，并且与冷却介质循环供给装置连接。
由图1所示，前述的下炉口冷却筒冷却介质引出管43与前述的下炉口冷却筒冷却介质引入管44彼此形成对角关系。
前述的冷却介质为水，前述的冷却介质循环供给装置优选采用循环泵。
在前述下炉口冷却筒4的侧部并且在对应于前述观察操作门5的位置形成有一门安装框45，在该门安装框45上并且位于门安装框45的高度方向的一侧设置有锁扣451，前述观察操作门5与门安装框45的高度方向的另一侧枢转连接（通过铰链或销轴）并且在观察操作门5对应于前述锁扣451的位置固定有一锁扣座51，锁扣451与该锁扣座51相配合，在观察操作门5朝向门安装框45的一侧四周设置有门密封垫圈52，该门密封垫圈52与门安装框45朝向观察操作门5的一侧密封配合，并且在观察操作门5的中部区域设有透明视窗53。
继续见图1，前述的抽真空机构6包括第一抽真空管段61、抽真空电机62、抽真空泵63、过滤器64和第二抽真空管段65，第一抽真空管段61的一端与前述下炉口冷却筒4的下侧部连接并且与前述下炉口冷却筒腔41相通，第一抽真空管段61的另一端构成有一第一法兰611，在该第一法兰611的四周边缘部位间隔设置有法兰固定螺钉6111，在第一抽真空管段61的中部分别设置有一压力传感器612和一泄压阀613，抽真空电机62与抽真空泵63传动配合并且由抽真空泵63连同抽真空电机62设置在行走座633上，该抽真空泵63的抽真空泵进气管631与过滤器64的过滤器出气口641连接，而抽真空泵63的抽真空泵出气管632与外界相通，过滤器64伴随于抽真空泵63并且支承在行走座633上，第二抽真空管段65的一端构成有一第二法兰651，前述的法兰固定螺钉6111与该第二法兰651固定连接并且由螺母61111限定，第二抽真空管段65的另一端与过滤器64的过滤器进气口642连接，在第二抽真空管段65的中部配接有一电磁阀652。
由图1所示，在前述行走座633的底部设置有行走轮6331，在前述第一、第二法兰611、651之间设置有一法兰密封垫圈66和一过滤网67，过滤网67位于第一法兰611与法兰密封垫圈66之间。
申请人结合图1描述本发明的使用，由在线作业人员将光纤预制棒悬挂机构3移离至图中示意的光纤预制棒8所在的位置，并使光纤预制棒8的预制棒颈81对准前述的光纤预制棒颈让位槽331，使位于预制棒颈81的上部的预制棒球头82支承于悬挂梁33的悬挂梁腔内。由吊运工具的挽钩挽及于吊钩32，将光纤预制棒8自上炉口冷却筒2的上炉口冷却筒腔21的上腔口引入。此时，冷却筒密封盖31通过前述的密封圈3111与上炉口冷却筒2的顶表面密封配合，而且由于光纤预制棒8的重力作用，能使密封圈3111表现出与上炉口冷却筒2的顶表面之间的优异的密封效果。在该状态下并且由图1所示，光纤预制棒8的约上半部位于上炉口冷却筒腔21内，而下半部则位于前述的光纤预制棒加热腔111内。由在线作业人员将观察操作门8关闭，抽真空机构6的抽真空电机62工作，带动抽真空泵63，上、下炉口冷却筒腔21、41以及光纤预制棒加热腔111内的空气被抽真空泵63抽出，具体而言，空气依次经开设在下炉口冷却筒4的下侧部的抽气口46、第一抽真空管段61（泄压阀613处于关闭状态）、过滤网67、第二抽真空管段65（电磁阀652处于开启状态）、过滤器进气口642、过滤器出气口641、抽真空泵进气管631和抽真空泵63，直至由抽真空泵出气口632排至外界。抽真空的程度由压力传感器612（也可称压力表）揭示，本发明设计为50-150mbar之间。
在前述状态下，石墨加热体11通电加热，同时上炉口冷却筒冷却介质腔22以及下炉口冷却筒冷却介质腔42内的冷却介质（水）循环回流。在石墨加热体11加热状态下，当温度达到1600-2000℃时，光纤预制棒8的下部熔融而形成流线形的锥头83，并且在锥头83的下部还连结有一在锥头83形成过程中产生的石英坨84，该情形由在线作业人员通过前述透明视窗53察知。接着，石墨加热体11停止加热，约待20-50min后开启泄压阀613，同时观察压力传感器612的示值显示为零时，解除锁扣451与锁扣座51的锁定关系，开启观察操作门5，并由手工作业方式将石英坨84（也可称“料头”）切除，切除的石英坨84自动跌落至石英坨收集桶7内，积聚至一定量时清出。而后由吊运工具挽及吊钩32，将冷却筒密封盖31连同处于悬挂状态的光纤预制棒8吊离于本发明装置。
综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。