一种石墨炉换棒结构的制作方法

1.本实用新型属于光纤生产设备的技术领域，具体涉及一种石墨炉换棒结构。


背景技术：

2.光纤拉丝是将光纤预制棒放入高温炉子中融化，在表面张力的作用下收缩，在牵引轮的作用下拉制成直径为125微米左右的细丝。
3.光纤拉丝过程中，预制棒通过馈送机构进入到炉子中心处，其内设有石墨发热体。发热体产生的高温将预制棒融化成细丝状。因为炉子内部有石墨发热体和其它石墨保温件，在高温下容易氧化损坏，故炉体内需要通入惰性气体，使其内部充满惰性气体，与外部空气隔绝，防止石墨部件氧化。而预制棒的上半部分裸露在空气中，预制棒头部进入到拉丝炉加热区后，还有很长一部分预制棒裸露在拉丝炉外面，这部分预制棒温度较低。随着预制棒逐渐进入拉丝炉内，这部分较低温度的预制棒会造成炉内的惰性气体的紊动，从而影响裸光纤的直径变化，造成外径变化不受控或者不均匀，降低生产质量。
4.同时每根预制棒拉丝融化结束后，预制棒表面温度较高，需要将拉丝炉完全降温，等待预制棒温度下降后才能将预制棒从炉体中提出。拉丝炉降温时间较久，一般长达3-4小时。待重新将新的预制棒送至拉丝炉加热区后拉丝炉又重新升温至2000
°
左右才能继续生产，造成生产效率低下。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种石墨炉换棒结构，以解决预制棒更换时需要进行降温，以致于光纤生产效率低的问题。
6.为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
7.一种石墨炉换棒结构，其包括石墨炉、上烟囱和下烟囱；石墨炉的进口端与所述上烟囱连通，石墨炉的出口端与下烟囱连通；
8.上烟囱的顶部平面上设有上法兰；上法兰与上密封盘配合密封上烟囱；上密封盘设于预制棒尾部，密封盘的中部开口，开口处套设于预制棒尾部台阶上；预制棒尾部与种棒相连；上烟囱的上部开设有用于惰性气体导入的进气口，进气口与所述上烟囱内腔体连通。
9.进一步地，上密封盘为石英密封盘，所述上密封盘上装有o形橡胶圈。
10.进一步地，上密封盘的外径大于上烟囱的顶部开口直径。
11.进一步地，石墨炉的壳体上设有隔水腔，隔水腔的顶部分别设有进水口和出水口。
12.进一步地，进水口和出水口分别位于上烟囱的下部。
13.进一步地，下烟囱底部的出口端设有可拆卸的下部光阑。
14.进一步地，下部光阑的孔径为10mm～15mm。
15.进一步地，下烟囱底部的出口端设有下密封盘。
16.本实用新型提供的石墨炉换棒结构，具有以下有益效果：
17.本实用新型在进行预制棒更换时，下烟囱出口端安装下密封盘，上烟囱的上端四
周通入大流量的n2气，形成气帘，因炉内的惰性气体分子量较n2的分子量小，就可以保证拉丝炉内部的惰性气体不会外溢，同时外面的氧气也不会进入拉丝炉，如此，可以保证炉子内部的石墨件在不降温的情况下不会被氧化，石墨炉不用再降温，当新的预制棒进入时，也省去了传统的升温过程，提高了整个石墨炉的光纤拉丝效率。
附图说明
18.图1为本实用新型预制棒进入石墨炉时的结构图；
19.图2为本实用新型预制棒完全进入石墨炉且密封上烟囱的结构图；
20.图3为本实用新型预制棒拉丝的结构图。
21.图4为本实用新型预制棒接近完全拉丝的结构图。
22.图5为本实用新型预制棒拉丝结束的结构图。
23.图6为本实用新型预制棒拉出时的结构图1；
24.图7为本实用新型预制棒拉出时的结构图2；
25.图8为本实用新型预制棒完全拉出时的结构图；
26.图9为本实用新型预制棒重新进入时的结构图；
27.图10为本实用新型预制棒完全重新进入时的结构图；
28.其中，1、上烟囱；2、石墨炉；3、下烟囱；4、种棒；5、上密封盘；6、预制棒；7、上法兰；8、进气口；9、出水口；10、进水口；11、隔水腔；12、下部光阑。
具体实施方式
29.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
30.实施例1，参考图1，本方案的石墨炉换棒结构，包括石墨炉2、上烟囱1 和下烟囱3，石墨炉2的进口端与上烟囱1连通，石墨炉2的出口端与下烟囱3 连通。
31.本实施例的石墨炉2直接采用现有传统的石墨炉2结构，采用石墨作为加热元件，在此不再赘述其具体加热结构。
32.上烟囱1的顶部平面上设有上法兰7，上法兰7与上密封盘5配合密封上烟囱1，上密封盘5为石英密封盘，上密封盘5上装有o形橡胶圈，避免外部空气进入上烟囱1内。
33.上密封盘5设于预制棒6尾部，密封盘的中部开口，开口处套设于预制棒6 尾部台阶上，上密封盘5的外径大于上烟囱1的顶部开口直径，以完全盖住上烟囱1。
34.预制棒6尾部与种棒4相连，种棒4与馈送机构相连，用于实现对预制棒6 的进入和拉出，馈送机构直接采用现有的机构，在此不作限定。
35.上烟囱1的上部开设有用于惰性气体导入的进气口8，进气口8与上烟囱1 内腔体连通，进气口8用于通入惰性气体，本实施例优选通入n2。
36.石墨炉2的壳体上设有隔水腔11，隔水腔11的顶部分别设有进水口10和出水口9，进水口10和出水口9分别位于上烟囱1的下部，由于石墨炉2的外壳大多为钢结构，为保护钢结构，在作业时，通入循环流动的水，以带走壳体上受到的部分热量，进而保护壳体。
37.下烟囱3底部的出口端设有可拆卸的下部光阑12，下部光阑12的孔径为 10mm～15mm，用于拉丝后的光纤的导出。
38.下烟囱3底部的出口端设有下密封盘，本实施例的下密封盘在进行预制棒6 更换时使用，以将下烟囱3底部的出口封堵，避免热量泄露。
39.实施例2
40.拉丝前，预制棒6进入石墨炉2的工作原理为：
41.参考图1，预制棒6与种棒4一起装于馈送机构上，在预制棒6尾部台阶处安装石英密封盘，密封石英盘中间开有圆孔，套在预制棒6尾部，其外径比上烟囱1开口直径大，完全盖住上烟囱1上部开口；
42.参考图2和图3，随着预制棒6进入到石墨炉2中心，石英密封盘与上烟囱1上平面接触，停止于上烟囱1上平面处，不再移动。此时预制棒6体可以继续向下进棒，直至预制棒6头部抵达石墨炉2加热区。而此时石英密封盘盖住上烟囱1开口处，与上烟囱1上法兰7一道作用，完全盖住上烟囱1上部开口，使上烟囱1内部与外界隔开，形成一密闭空间；
43.预制棒6不断融合为细丝，持续往下进棒，但上烟囱1上部石英密封盘始终盖于上烟囱1上部，使上烟囱1内部成一密闭空间，其内部温度保持稳定，预制棒6整体温度稳定，其内部气流也保持稳定，不再有气流的紊动。
44.参考图4，此时下烟囱3下部装有带小孔的下部光阑12，光纤从下部光阑 12穿出。因下部光阑12孔径较小，外部空气不易进入下烟囱3，避免石墨炉2 内石墨体被氧化，石墨炉2和下烟囱3内的气流紊动也较小。
45.拉丝结束时，预制棒6提出石墨炉2：
46.参考图5，拉丝结束时，首先将下烟囱3下部的下部光阑12取下，装上下密封盘，下密封盘上装有耐高温的o形橡胶圈；如此，使下烟囱3完全密封，外部空气不能通过下烟囱3开口进入石墨炉2内；
47.参考图6和图7，随着预制棒6的逐渐提出，最终带动静止于上烟囱1上平面处的密封石英盘脱离上烟囱1上平面，密封石英盘与预制棒6可以同时向上移动；同时在上烟囱1上的进气口8通入大流量n2气，此时整个结构只有上烟囱1上进气口8一个开放，因石墨炉2内一直通有惰性气体，石墨炉2和上烟囱1、下烟囱3整个结构的气体环境一直保持正压状态，外界空气不能窜入石墨炉2；
48.参考图8和图9，换棒期间，在上烟囱1上平面放置重量较重的密封金属盘，可以较好的密封住上烟囱1。此时上烟囱1上部继续通入大流量n2，下烟囱3 继续安装下部密封盘，这样整个上烟囱1都保持正压的惰性气体环境，石墨炉2 不用再降温等待了。
49.预制棒6重新进入石墨炉2时：
50.参考图10，当新的预制棒6和种棒4重新挂上馈送机构时，在预制棒6尾部台阶上继续放置密封石英盘。此时移除金属密封盘，上烟囱1上口继续通入大流量n2气，下烟囱3下部密封盘保持关闭状态；
51.随着预制棒6的逐渐下降，密封石英盘最终与上烟囱1上平面接触，盖住上烟囱1上口，与上烟囱1上法兰7一起重新组成一密闭空间。
52.当密封石英盘完全盖住上烟囱1时，就可以关闭上烟囱1上部n2气，同时取下下烟囱3下密封盘，换上带有小孔的下部光阑12；
53.此时整个系统只有下烟囱3下口一个开放，因石墨炉2内也一直通有惰性气体，石墨炉2和上烟囱1、下烟囱3整个结构的气体环境一直保持正压状态。在取下下烟囱3的下密封盘，重新安装下部光阑12的过程中，外部空气不能窜入石墨炉2内。
54.重复前述拉丝过程，就可以正常拉丝了。
55.虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。