光纤拉丝炉的水冷气封装置的制作方法

本发明属于光纤生产设备技术领域，具体涉及一种光纤拉丝炉的水冷气封装置。

背景技术：

如业界所知，光纤是在光纤拉丝炉内由光纤拉丝炉将光纤预制棒加热至软化状态拉取的，在拉丝过程中，由于光纤拉丝炉内的温度较高（将近2200℃左右），因而为了保护光纤拉丝炉内的石墨发热体，需向炉内引入惰性气体，惰性气体如氩气或者氩气与氮气的混合气体，同时需要控制外界空气进入炉内。在光纤拉丝炉的上端设置密封装置是防止外界空气侵入光纤拉丝炉内的普遍做法。

在公开的中国专利文献中可见诸光纤拉丝炉的密封装置的技术信息，典型的如发明专利申请公布号CN104445916A推荐的“一种光纤拉丝用炉顶气封装置”，该专利结构由自紧弹簧、环形底座、石墨气封环和上压环组成，在使用状态下，环形底板安装在光纤拉丝炉的炉顶的入口处，在光纤预制棒送入光纤拉丝炉内的过程中，石墨气封环内侧被光纤预制棒压向朝下向方向并在自紧弹簧的作用下与光纤预制棒相贴触，并且当光纤预制棒外径变化时自紧弹簧可相应收放（具体可参见该专利的说明书第0013至0014段）。毫无疑问，该专利结构极其简单系其长处，但是存在以下欠缺：其一，在光纤预制棒拉丝过程中，开始拉丝和中间绝大部分时间能由石墨气封环起到期望的密封作用，但在收尾时，尤其当光纤预制棒的最后直径（尾柄部分的直径）与光纤预制棒本体之间的直径差增大如达到乃至超过20mm时，石墨气封环会表现出无能为力的气封作用；其二，由于光纤拉丝炉的温度较高，如前述达到将近2200℃，因而炉顶入口处的温度也相应较高，于是对石墨气封环以及自紧弹簧的影响是十分严重的，无需多久，石墨气封环及自紧弹簧出现俱损；其三，由于弹簧的致命弱点易产生疲劳而失去弹性效应，因而若要保持其效果，则必需频繁更换。

更为典型的如授权公告号CN203728719U提供的“一种光纤拉丝炉密封装置”，该专利方案利用内、外套筒的相对滑动配合方式（内、外套筒彼此形成滑动副）实现对护顶上部密封，并且在外套筒的底部设置密封件，由该密封件与炉顶入口处形成密封，但是由于内套筒的外壁与外套筒的内壁因频繁摩擦而易产生间隙，外界空气会从该间隙进入炉内，基于此，该专利结构的合理性深值商榷。

包括并非限于上面例举的两项专利在内的已有技术中的光纤拉丝炉的密封装置均不足以达到业界期望的阻止外界空气中的氧气进入炉内的效果。此外，石墨密封件如石墨毡虽然能够表现出良好的密封特性，但是由于其属于易损件或称易消耗件范畴并且价格极为昂贵，因而对于光纤生产厂商而言无疑是一大成本负担，因为在通常情况下，每完成一根光纤预制棒的拉丝，需更换光纤拉丝炉的密封装置的结构体系的石墨毡，所花费的费用约为400元（RMB）。于是如何以合理的结构设计对石墨毡加以保护的问题同样困扰于业界并且期望解决，但是在迄今为止公开的专利和非专利文献中均未见诸对光纤拉丝炉的密封装置所用的石墨密封件实施保护而藉以在不减密封效果的同时延长使用寿命的技术启示。

鉴于上述已有技术，本申请人作了持久而有益的探索与反复的设计，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在采取了保密措施下在本申请人的试验中心进行了模拟试验，结果证明是切实可行的。

技术实现要素：

本发明的任务在于提供一种有助于显著减改善与炉顶入口处的密封效果而藉以避免外界空气侵入炉内、有利于对作为密封体的石墨毡有效保护而藉以确保石墨在不减密封效果的前提下显著延长使用寿命的光纤拉丝炉的水冷气封装置。

本发明的任务是这样来完成的，一种光纤拉丝炉的水冷气封装置，包括一底座，该底座形成有一底座水冷却腔，在该底座水冷却腔内设置有一底座水冷却腔隔板，在底座上并且位于底座水冷却腔隔板的一侧配接有一底座进水管接口，而位于底座水冷却腔隔板的另一侧配接有一底座回水管接口，并且在底座的中央位置开设有一底座通孔；一石墨毡挡环，该石墨毡挡环支承在所述底座上，在该石墨毡挡环的中央位置开设有一石墨毡容纳腔并且在石墨毡挡环的侧部还开设有一与石墨毡容纳腔相通的惰性气体引入孔；在对应于所述石墨毡容纳腔的位置自下而上叠置在所述底座上的一组石墨毡，该组石墨毡的中央的光纤预制棒密封配合孔与所述底座通孔相对应并且相通；一气封筒体，该气封筒体支承在所述的石墨毡挡环上并且该气封筒体的气封筒体腔与所述的一组石墨毡的上方相对应，在该气封筒体上并且围绕气封筒体的四周构成有一气封筒体水冷却隔腔，在该气封筒体水冷却隔腔内设置有一隔水板，在对应于隔水板的一侧的下部配接有一与气封筒体水冷却隔腔相通的冷却水进水接口，而在对应于隔水板的另一侧的上部配接有一同样与气封筒体水冷却隔腔相通的冷却水回水接口；一筒体密封盖，该筒体密封盖对应于所述气封筒体的顶部设置，并且在该筒体密封盖的中央位置开设有一光纤预制棒吊杆让位孔。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的底座进水管接口以及所述的底座回水管接口配接在所述底座的侧部或者配接在底座朝向上的一侧的边缘部位。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述的底座上并且围绕所述底座通孔的四周形成有一石墨毡挡环支承座配合腔，在所述石墨毡挡环的下部形成有一石墨毡挡环支承座，该石墨毡挡环支承座支承在该石墨毡挡环支承座配合腔的腔底壁上，所述的一组石墨毡同样支承在石墨毡挡环支承座配合腔的腔底壁上。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述石墨毡挡环朝向上的一侧并且围绕石墨毡挡环的圆周方向形成有一筒体底盘支承座和一筒体底盘栈圈配合台阶，筒体底盘栈圈配合台阶位于筒体底盘支承座的外侧，所述的气封筒体支承在筒体底盘支承座上并且同时与筒体底盘栈圈配合台阶相配合。

在本发明的再一个具体的实施例中，在所述气封筒体的底部形成有一筒体底盘，并且在该筒体底盘的边缘部位围绕筒体底盘的圆周方向形成有一筒体底盘栈圈，筒体底盘支承在所述的筒体底盘支承座上，而筒体底盘栈圈与所述筒体底盘栈圈配合台阶相配合。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述的筒体底盘支承座的表面并且围绕筒体底盘支承座的圆周方向开设有一筒体底盘密封圈嵌槽，在该筒体底盘密封圈嵌槽内嵌设有一筒体底盘密封圈，该筒体底盘密封圈与所述筒体底盘密封配合。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述气封筒体的外壁的上部并且在彼此面对面的位置各固定有一气封筒体提手。

在本发明的进而一个具体的实施例中，在所述筒体密封盖朝向下的一侧的四周边缘部位开设有一气封筒体顶面密封圈槽，在该气封筒体顶面密封圈槽内嵌设有一气封筒体顶面密封圈，该气封筒体顶面密封圈与所述气封筒体的顶表面密封配合。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的一组石墨毡的数量为六枚。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的一组石墨毡中的各石墨毡的厚度为4-6mm。

本发明提供的技术方案的技术效果之一，由于采用了底座，并且在底座上设置了石墨毡挡环，同时将容纳于石墨毡挡环的石墨毡容纳腔内的一组石墨毡支承于底座上，因而由一组石墨毡对途经光纤预制棒密封配合孔的光纤预制棒实施理想的密封，避免外界空气从炉顶入口进入光纤拉丝炉内，十分有助于保护光纤拉丝炉内的石墨件；由于在底座上形成有底座水冷却腔，因而能有效地对一组石墨毡降温，能避免一组石墨毡被高温气流冲刷而降低与光纤预制棒之间的密封效果，并且可以显著延长一组石墨毡的使用寿命，降低易耗件成本；由于气封筒体能进一步起到对光纤拉丝炉的炉顶入口处的密封保护作用同时起到对一组石墨毡的保护作用，因而能进一步保护光纤拉丝炉内的石墨体以及一组石墨毡；由于在气封筒体上形成有气封筒体水冷却隔腔，因而能更进一步地保护一组石墨毡，避免高温气流冲刷引起泄漏；由于在石墨毡挡环上设有惰性气体引入孔，因而能极大地提升对一组石墨毡的保护效果。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

图2为本发明应用过程中的第一状态示意图。

图3为本发明应用过程中的第二状态示意图。

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。

实施例1：

请参见图1，示出了一圆盘状的底座1，该底座1形成有一底座水冷却腔11，在该底座水冷却腔11内设置有一底座水冷却腔隔板111，在底座1上并且位于底座水冷却腔隔板111的一侧配接有一与底座水冷却腔11相通的底座进水管接口12，而位于底座水冷却腔隔板111的另一侧配接有一同样与底座水冷却腔11相通的底座回水管接口13，并且在底座1的中央位置开设有一底座通孔14；示出了一石墨毡挡环2，该石墨毡挡环2支承在前述底座1上，在该石墨毡挡环2的中央位置开设有一石墨毡容纳腔21并且在石墨毡挡环2的侧部还开设有一与石墨毡容纳腔21相通的惰性气体引入孔22；示出了在对应于前述石墨毡容纳腔21的位置自下而上叠置在前述底座1上的一组石墨毡3，该组石墨毡3的中央的光纤预制棒密封配合孔31与前述底座通孔14相对应并且相通；示出了一气封筒体4，该气封筒体4支承在前述的石墨毡挡环2上并且该气封筒体4的气封筒体腔41与前述的一组石墨毡3的上方相对应，在该气封筒体4上并且围绕气封筒体4的四周构成有一气封筒体水冷却隔腔42，在该气封筒体水冷却隔腔42内设置有一隔水板421，在对应于隔水板421的一侧的下部配接有一与气封筒体水冷却隔腔42相通的冷却水进水接口43，而在对应于隔水板421的另一侧的上部配接有一同样与气封筒体水冷却隔腔42相通的冷却水回水接口44；示出了一筒体密封盖5，该筒体密封盖5对应于前述气封筒体4的顶部设置，并且在该筒体密封盖5的中央位置开设有一光纤预制棒吊杆让位孔51。

在使用状态下，前述的底座进水管接口12以及底座回水管接口13通过管路与水循环冷却装置如循环泵连接，前述的冷却水进水接口43以及冷却水回水接口44同例。在使用状态下，在对应于前述惰性气体引入孔22的位置设置惰性气体引入接头，由惰性气体引入接头经管路将惰性气体如氩气引入，引入的氩气从一组石墨毡3中的各上下两相邻的石墨毡缝隙中以弥散方式弥散于一组石墨毡3，起到对一组石墨毡3的良好的保护作用。此外，在水冷却下，能使底座1以及气封筒体4的温度保持在20°以下，于是同样起到对一组石墨毡3的优异的保护作用。

在本实施例中，前述的底座进水管接口12以及前述的底座回水管接口13配接在前述底座1的朝向上的一侧的边缘部位。

继续见图1，在前述的底座1上并且围绕前述底座通孔14的四周形成有一石墨毡挡环支承座配合腔15，在前述石墨毡挡环2的下部形成有一石墨毡挡环支承座23，该石墨毡挡环支承座23支承在即安顿在该石墨毡挡环支承座配合腔15的腔底壁上，前述的一组石墨毡3同样支承在即安顿在石墨毡挡环支承座配合腔15的腔底壁上。

在前述石墨毡挡环2朝向上的一侧并且围绕石墨毡挡环2的圆周方向形成有一筒体底盘支承座24和一筒体底盘栈圈配合台阶25，筒体底盘栈圈配合台阶25位于筒体底盘支承座24的外侧，前述的气封筒体4支承在筒体底盘支承座24上并且同时与筒体底盘栈圈配合台阶25相配合。

在前述气封筒体4的底部形成有一筒体底盘45，并且在该筒体底盘45的边缘部位围绕筒体底盘45的圆周方向形成有一筒体底盘栈圈451，筒体底盘45支承在前述的筒体底盘支承座24上，而筒体底盘栈圈451与前述筒体底盘栈圈配合台阶25相配合。由图1的示意可知，筒体底盘栈圈451垂直于筒体底盘45朝向下的一侧。

优选地，在前述的筒体底盘支承座24的表面并且围绕筒体底盘支承座24的圆周方向开设有一筒体底盘密封圈嵌槽241，在该筒体底盘密封圈嵌槽241内嵌设有一筒体底盘密封圈2411，该筒体底盘密封圈2411与前述筒体底盘45密封配合。

优选地，在前述气封筒体4的外壁的上部并且在彼此面对面的位置各固定有一气封筒体提手46。

由图1所示，在前述筒体密封盖5朝向下的一侧的四周边缘部位开设有一气封筒体顶面密封圈槽52，在该气封筒体顶面密封圈槽52内嵌设有一气封筒体顶面密封圈521，该气封筒体顶面密封圈521与前述气封筒体4的顶表面密封配合。

优选地，前述的一组石墨毡3的数量为六枚但并不限于六枚，并且一组石墨毡3中的各石墨毡的厚度优选为4-6mm，更好地为6mm，最好为5mm，本实施例选择5mm。

实施例2：

图略，仅将前述的底座进水管接口12以及底座回水管接口13配接在前述底座1的侧部，其余均同对实施例1的描述。

应用例：

请参见图2和图3并且结合图1，申请人描述本发明的应用，在图2和图3中示出了光纤拉丝炉6，在该光纤拉丝炉6的顶部入口处配有拉丝炉托座61，该拉丝炉托座61的拉丝炉托座腔611与光纤拉丝炉6的上炉口62相通，并且在该拉丝炉托座61的侧部以及在对应于前述的惰性气体引入孔22的惰性气体引入接头的位置各连接有一管路7，该管路7即为惰性气体引入管路，更确切地讲，是氩气引入管路。

当要将光纤预制棒8经气封筒体4的气封筒体腔41徐缓引向光纤拉丝炉6时，那么将筒体密封盖5暂时移离于气封筒体4，以便使图示的吊杆9穿过光纤预制棒吊杆让位孔51，而吊杆9下端的夹具91将光纤预制棒8的尾部的球头81夹住。在类似于由CN203728719U公开的垂直进给驱动装置的辅助下使吊杆9徐缓下行，带动光纤预制棒8下行。待光纤预制棒8进入光纤拉丝炉6内时，由光纤拉丝炉6对其加热进入拉丝状态。此时，前述的底盘水冷却腔11以及气封筒水冷却隔腔42处于由循环冷却水的循环冷却状态，并且管路7同时处于提供惰性气体即氩气的状态。同时光纤预制棒8的四周由前述的一组石墨毡3密封，随着拉丝工作的进展，光纤预制棒8逐渐下行，具体由图2示意。

由图3所示，当光纤预制棒8的预制棒变径部82向下行出光纤预制棒密封配合孔31时，由管路7引入的前述氩气经光纤预制棒密封配合孔31进入气封筒腔41，与此同时，前述的筒体密封盖5恰好处于与气封筒体4的顶部的密封配合状态，于是外界空气不会侵入气封筒体腔41，对一组石墨毡3的保护十分有利，并且对光纤拉丝炉6内的石墨件的保护同样十分有利。

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。