一种光纤预制棒高温换棒装置的制作方法

本发明涉及光纤拉丝技术领域，更具体地说，特别涉及一种光纤预制棒高温换棒装置。

背景技术：

光纤是光纤拉丝炉内通过对光纤预支棒加热软化拉丝而成，拉丝过程中，拉丝炉内温度高达2000℃，为了防止拉丝炉内石墨发热体材料被氧化，需要在拉丝炉内保持惰性气体，通常通入氦气和氩气混合气作为保护气体，拉丝过程中预制棒和拉丝炉口间的缝隙采用石英件加石英棉密封的方式进行，通常情况下，在光纤预制棒拉完丝需要换棒时，要先给拉丝炉进行降温，待拉丝炉充分冷却后进行换棒操作，整个降温过程所需时间较长，影响了生产效率且增加了生产成本，如若拉丝炉在不降温状态下进行换棒，更换预制棒时拉丝炉上下口为敞开状态，空气在拉丝炉上下口形成对流，空气进入拉丝炉内氧化石墨件，造成拉丝炉石墨件的报废。

专利cn201220086749.9介绍了一种预制棒拉丝用石英密封件，用于在预制棒进入拉丝炉中拉丝时实现气封。使用石英罩杯卡在预制棒与尾管的熔接处。随着尾管慢慢进入拉丝炉，石英罩杯与炉盖板想接触并紧密相连，起到气封作用，阻止外界的空气进入拉丝炉，防止石墨件氧化。通过该专利中提到的方法可以实现在预制棒进棒时对石墨件的保护，但该方法并不能实现在高温下进行换棒，使用石英罩杯的方式在进行换棒作业时，仍需将拉丝炉进行降温后进行换棒。

专利cn201020119339.0提到了一种光纤拉丝炉热炉换棒装置，以使拉丝炉在不停炉状态下完成更换光纤预制棒。使用隔离套筒与拉丝炉顶罩相接，隔离套筒内有吹气管向内吹入氮气，形成气封，并在拉丝炉退火管底口用膨胀塞封堵密封，防止空气进入。使用该方法可以实现在高温下进行换棒，但在换棒时需持续使用较大流量氮气进行气封，尤其对于尺寸较大的光纤预制棒，预制棒在提出炉口换棒过程中，由于炉口尺寸较大，需持续通入大流量氮气才能实现气封。切拉丝炉口密封试验玻璃件加石英棉密封对直径不均匀预制棒拉丝生产过程中极易造成串气现象，因此，对于大尺寸光纤预制棒的换棒，该方法很难实现完全的气封，容易造成炉内石墨件的氧化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光纤预制棒高温换棒装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种光纤预制棒高温换棒装置，包括拉丝炉、上炉气封装置以及下炉口密封装置，所述上炉气封装置位于拉丝炉上炉口并与拉丝炉的加热炉相连接，所述下炉口密封装置连接在拉丝炉的下炉口，所述上炉气封装置的内部下侧设置有上层空腔结构以及下层空腔结构，所述下层空腔结构位于上层空腔结构的下方，所述下层空腔结构连接有冷却水进水孔i以及冷却水进水孔ii，所述上层空腔结构连接有惰性气体进气孔，所述上炉气封装置的内壁设置有一排连续的出气孔，所述上炉气封装置的上端设置有顶部保温管，且顶部保温管与上炉气封装置之间通过连接螺栓连接固定，所述顶部保温管的顶部设置有石英盖板，所述顶部保温管的上方设置有光纤预制棒挂杆，所述光纤预制棒挂杆的下端穿过石英盖板的中部，所述下炉口密封装置包括可旋转的密封盖板，所述密封盖板通过多个固定螺丝固定于下炉口处。

优选的，所述上炉气封装置的内径与拉丝炉的内径相同。

优选的，所述上层空腔结构在使用时充满惰性气体。

优选的，所述下层空腔结构在使用时充满冷却水。

优选的，所述冷却水进水孔i在使用时始终通入温度18℃-28℃，压力为4.0-4.5bar冷却水。

优选的，所述出气孔为直径1mm的气孔，且气孔间距离为1mm。

优选的，所述顶部保温管为不锈钢材质，其内外径与上炉口气封装置的内外径相同。

优选的，所述光纤预制棒挂杆的底部为挂棒耦合器，材质为氮化硅，挂棒耦合器通过氮化硅材质的插销与光纤预制棒连接。

优选的，所述密封盖板为不锈钢材质。

优选的，所述石英盖板与光纤预制棒挂杆之间采用石墨毡进行密封。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供的光纤预制棒高温换棒装置，尤其是大尺寸光纤预制棒在高温下进行换棒，解决了拉丝炉高温换棒过程中氧化石墨件问题，这种装置分为拉丝炉下口密封装置、安装在拉丝炉口上气封装置以及与气封装置相连接的顶部保温管，气封装置连接氩气或氮气，气封装置内通有冷却水对气封装置进行保护，使用该装置能有效避免换棒过程中空气进入拉丝炉内，在不降温的情况下进行换棒，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构图；

图2是本发明图1中a处结构放大示意图；

图3是本发明图1中b处结构放大示意图；

图4是本发明结构的侧剖图；

图5是本发明图4中c处结构放大示意图。

图中：拉丝炉1、上炉气封装置2、顶部保温管3、光纤预制棒挂杆4、下炉口密封装置5、上层空腔结构6、下层空腔结构7、密封盖板8、冷却水进水孔i9、冷却水进水孔ii10、惰性气体进气孔11、出气孔12、固定螺丝13、石英盖板14、连接螺栓15、插销16。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-图5，本发明提供一种光纤预制棒高温换棒装置，包括拉丝炉1、上炉气封装置2以及下炉口密封装置5，上炉气封装置2位于拉丝炉1上炉口并与拉丝炉1的加热炉相连接，上炉气封装置2的内径与拉丝炉的内径相同，上炉气封装置2以不锈钢为主体材质，下炉口密封装置5连接在拉丝炉1的下炉口，上炉气封装置2的内部下侧设置有上层空腔结构6以及下层空腔结构7，下层空腔结构7位于上层空腔结构6的下方，下层空腔结构7连接有冷却水进水孔i9以及冷却水进水孔ii10，冷却水进水孔i9在使用时始终通入温度18℃-28℃，压力为4.0-4.5bar冷却水，该冷却水为纯水，下层空腔结构7在使用时充满冷却水，上层空腔结构6连接有惰性气体进气孔11，上层空腔结构6在使用时通过惰性气体进气孔11充满惰性气体，上炉气封装置2的内壁设置有一排连续的出气孔12，出气孔12为直径1mm的气孔，且气孔间距离为1mm，用于气体的排出，上炉气封装置2的上端设置有顶部保温管3，且顶部保温管3与上炉气封装置2之间通过连接螺栓15连接固定，顶部保温管3为不锈钢材质，其内外径与上炉口气封装置2的内外径相同，顶部保温管3的长度比所拉光纤预制棒挂杆4的长度略长，顶部保温管3可以是一节，也可是多节通过固定螺母对接，可根据光纤预制棒挂杆4的长度进行调整；顶部保温管3的顶部设置有石英盖板14，顶部保温管3的上方设置有光纤预制棒挂杆4，光纤预制棒挂杆4的下端穿过石英盖板14的中部，光纤预制棒挂杆4的底部为挂棒耦合器，材质为氮化硅，挂棒耦合器通过氮化硅材质的插销16与光纤预制棒连接，石英盖板14与光纤预制棒挂杆4之间采用石墨毡进行密封，石英盖板14套在光纤预制棒挂杆4上，当挂杆将预制棒送入炉体时，石英盖板14卡在保温炉顶部，起到保温密封的作用；下炉口密封装置5包括可旋转的密封盖板8，密封盖板8为不锈钢材质，密封盖板8通过多个固定螺丝13固定于下炉口处。

工作原理：换棒时先用下炉口密封装置5堵住下炉口，并用固定螺丝13紧固，打开气封气体，在炉口形成气膜，用气封气体排出顶部保温管3内的空气，然后将光纤预制棒挂杆4缓慢提起，当光纤预制棒挂杆4提到保温管上端位置时，石英盖板14卡在光纤预制棒挂杆4的耦合器上，随光纤预制棒挂杆4一起向上提起，待光纤预制棒挂杆4完全提出后，用石英盖板14或不锈钢盖板盖住顶部保温管3的上口；换棒后，取下顶部保温管3上口的石英盖板14或不锈钢盖板，将光纤预制棒挂杆4送入顶部保温管3中，当光纤预制棒挂杆4完全进入顶部保温管3时，卡爪耦合器上的石英盖板14卡在顶部保温管3上炉口处，将光纤预制棒挂杆4继续向下送，直至送入拉丝炉1，用石墨毡密封光纤预制棒挂杆4与石英盖板14间的缝隙，打开拉丝炉1下口下炉口密封装置5，整个换棒过程完成，该装置适用于任意尺寸拉丝炉。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。