一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設(shè)有安裝孔的石墨爐體和與石墨爐體的另一端相連的石英管，且該石英管的出氣口端伸出安裝孔，該石墨爐還包括設(shè)置在石墨爐體的安裝孔處并對(duì)其進(jìn)行密封的密封裝置，該密封裝置上開設(shè)有進(jìn)氣裝置；石墨爐體與石英管連接處設(shè)置有排氣裝置。本發(fā)明實(shí)施例中，將石墨爐體通過密封裝置設(shè)置為密封結(jié)構(gòu)，并在石墨爐體上開設(shè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)石英管內(nèi)通入工藝氣體的同時(shí)，該石墨爐還通過進(jìn)氣裝置向密封的石墨爐內(nèi)通入保護(hù)氣體，以提高石英管外部的壓力，從而保證石英管內(nèi)外壓力的平衡，以防止石英管產(chǎn)生變形，因此，有效提高了該石墨爐的使用壽命。
【專利說明】一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃松散體的脫水燒結(jié)是生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的主要步驟之一。VADCvertical axialdeposition，垂直軸向沉積法)制造的芯棒玻璃松散體需要經(jīng)過脫水和燒結(jié)才能得到低水峰的光纖預(yù)制棒芯棒，通過OVD (Outside Vapour Deposition,外汽相沉積法)生產(chǎn)得到的光纖預(yù)制棒松散體也需要經(jīng)過脫水和玻璃化才能得到透明的光纖預(yù)制棒。
[0003]目前，在光纖預(yù)制棒制造行業(yè)采用的加熱爐主要有真空石墨爐、石墨爐和硅鑰棒電阻爐等。隨著VAD芯棒松散體的尺寸不斷增大，OVD生產(chǎn)的預(yù)制棒松散體尺寸已達(dá)到Φ 300mm以上，因此，采用石墨燒結(jié)爐作為松散體脫水玻璃化用較為適合。石墨燒結(jié)爐是一個(gè)一端開口另一端與石墨爐中間放置的石英套管相連的結(jié)構(gòu)，使用時(shí)將玻璃松散體放入到該石英套管內(nèi)，該石墨爐以高純石墨為加熱體，對(duì)石英套管進(jìn)行加熱，以使其內(nèi)部的玻璃松散體脫水玻璃化。石墨爐加熱方式由于以高純石墨為加熱體，發(fā)熱效率高，溫區(qū)寬，有利于玻璃松散體快速脫水玻璃化而得到廣泛使用。
[0004]由于在玻璃松散體脫水玻璃化的過程中，需要在石英套管內(nèi)加惰性氣體、脫水氣體和氧氣，以完成玻璃松散體的脫水玻璃化，這使得石英管內(nèi)外的壓力不平衡，導(dǎo)致石英管易變形甚至破損，嚴(yán)重降低了石墨爐的使用壽命。
[0005]因此，如何提供一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，以提高使用壽命，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于`燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，以提高使用壽命。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設(shè)有安裝孔的石墨爐體和與所述石墨爐體的另一端相連的石英管，所述石英管的出氣口端伸出所述安裝孔，還包括:
[0009]設(shè)置在所述石墨爐體的安裝孔處并對(duì)其進(jìn)行密封的密封裝置，所述石墨爐體設(shè)置有進(jìn)氣裝置；
[0010]所述石墨爐體與石英管連接處設(shè)置有排氣裝置。
[0011]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括設(shè)置在所述石英管與所述石墨爐的石墨加熱體之間的石墨套管，且所述石墨套管與所述石英管之間有預(yù)設(shè)間隙。
[0012]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括伸入所述石英管和所述石墨套管之間，用于監(jiān)測(cè)所述石英管外側(cè)壓力的壓力表。
[0013]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，所述密封件包括:
[0014]套設(shè)在所述石英管上，且與所述石墨爐體相連的水冷套；
[0015]鋪設(shè)在所述水冷套的上表面的石墨軟氈；[0016]套設(shè)在所述石英管上，且位于所述石墨軟氈的上表面的水冷壓塊。
[0017]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括設(shè)置在所述石英管與所述水冷套之間的石墨套和設(shè)置在所述石英管與所述水冷壓塊之間的石墨環(huán)。
[0018]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，所述排氣裝置包括:
[0019]兩個(gè)相對(duì)布置且形成能夠密封卡設(shè)在所述石英管上的半環(huán)，所述半環(huán)通過調(diào)節(jié)螺釘固定在所述石墨爐體上；
[0020]用于填充兩個(gè)所述半環(huán)打開時(shí)形成的接口處的石墨密封塊；
[0021]其一端與所述密封塊相連，另一端固定在所述石墨爐體上的彈簧，且所述彈簧壓縮時(shí)，所述石墨密封塊向遠(yuǎn)離所述半環(huán)的接口處運(yùn)動(dòng)。
[0022]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，彈簧通過固定在所述石墨爐體上的彈簧座相連，所述彈簧座位于所述半環(huán)靠近外側(cè)的一側(cè)。
[0023]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括與所述半環(huán)一一對(duì)應(yīng)相連的把手。
[0024]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括設(shè)置在所述半環(huán)與所述石英管之間，且套設(shè)在所述石英管上的耐高溫硅膠套。
[0025]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括設(shè)置在所述石墨爐體的上端的冷卻水進(jìn)口和設(shè)置在下端的冷卻水出口；
[0026]以及設(shè)置在所述石墨爐體外部的紅外測(cè)溫儀。
[0027]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設(shè)有安裝孔的石墨爐體和與石墨爐體的另一端相連的石英管，且該石英管的出氣口端伸出安裝孔，該石墨爐還包括用于對(duì)石墨爐體的安裝孔處進(jìn)行密封的密封裝置，該密封裝置上開設(shè)有進(jìn)氣裝置；石墨爐體與石英管連接處設(shè)置有排氣裝置。本發(fā)明實(shí)施例中，將石墨爐體通過密封裝置設(shè)置為密封結(jié)構(gòu)，并在石墨爐體上開設(shè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)石英管內(nèi)通入工藝氣體的同時(shí)，該石墨爐還通過進(jìn)氣裝置向密封的石墨爐內(nèi)通入保護(hù)氣體，以提高石英管外部的壓力，從而保證石英管內(nèi)外壓力的平衡，以防止石英管廣生變形，因此，有效提聞了該石墨爐的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的石墨爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的排氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中，
[0032]I為石墨爐體、11為紅外測(cè)溫儀、2為石墨加熱體、3為石墨套管、4為石英管、41為石英管排廢系統(tǒng)、42為石英管進(jìn)氣管、51為玻璃松散體、6為密封裝置、61為水冷壓塊、62為石墨環(huán)、63為石墨軟氈、64為水冷套、65為石墨套、7為保護(hù)氣體入口、81為冷卻水進(jìn)口、82為冷卻水出口、90為排氣裝置、901為半環(huán)、902為耐高溫硅膠、903為把手、904為彈簧座、905為彈簧、906為石墨密封塊、101為爐體中部壓力表、102為爐體下部壓力表、103為爐體上部壓力表、200為石英管用壓力表。
【具體實(shí)施方式】[0033]本發(fā)明核心是提供一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，以提高使用壽命。
[0034]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0035]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明公開了一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設(shè)有安裝孔的石墨爐體I和與石墨爐體I的另一端相連的石英管4，其中，石英管4的出口端伸出安裝孔，該石墨爐包括用于對(duì)石墨爐體I的安裝孔處進(jìn)行密封的密封裝置6，且石墨爐體I開設(shè)有進(jìn)氣裝置；石墨爐體I與石英管4連接處設(shè)置有排氣裝置90。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例中，將石墨爐體I通過密封裝置6設(shè)置為密封結(jié)構(gòu)，并在石墨爐體I上開設(shè)進(jìn)氣裝置和排氣裝置90。在生產(chǎn)過程中，當(dāng)石英管4內(nèi)通入工藝氣體的同時(shí)，該石墨爐還通過進(jìn)氣裝置向密封的石墨爐內(nèi)通入保護(hù)氣體，以提高石英管4外部的壓力，從而保證石英管4內(nèi)外壓力的平衡，以防止石英管4產(chǎn)生變形，因此，有效提高了該石墨爐的使用壽命。
[0037]優(yōu)選的，將保護(hù)氣體選擇為氮?dú)?，通入氮?dú)饪煞乐故珷t體內(nèi)的石墨加熱體2被氧化，有效保證了加熱的效果。
[0038]具體的實(shí)施例中，該石墨爐還包括設(shè)置在石英管4與石墨爐的石墨加熱體2之間的石墨套管3，且該石墨套管3與石英管4之間存在預(yù)設(shè)間隙。通過上述設(shè)置可使石墨加熱體2能夠?qū)κ⒐?均勻加熱，從而保證石英管4內(nèi)部的玻璃松散體51能夠均勻脫水玻璃化。
[0039]為了時(shí)刻監(jiān)測(cè)石墨爐內(nèi)部的壓力，本實(shí)施例中還包括用于監(jiān)測(cè)石英管4外側(cè)壓力的壓力表，其中，壓力表通過不銹鋼管連接到石英管4和石墨套管3之間。由于石英管4上端設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)石英管4內(nèi)部壓力的石英管用壓力表200，因此，操作者可根據(jù)壓力表顯示的壓力值和石英管用壓力表200顯示的壓力值的相對(duì)關(guān)系，對(duì)從進(jìn)氣裝置通入的氣體量進(jìn)行控制。在實(shí)際使用中，壓力表顯示的壓力值應(yīng)滿足:15Pa ^ Pl ^ SOPa ;石英管用壓力表200顯示的壓力值應(yīng)滿足:0 ( P2-P`1 ( 30Pa ;上述關(guān)系式中:P1為壓力表顯示的壓力值，P2為石英管用壓力表200顯示的壓力值。
[0040]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，該壓力表可以為多個(gè)，且沿石英管4的軸線方向均勻布置。優(yōu)選的，采用3個(gè)壓力表，一個(gè)設(shè)置在進(jìn)氣裝置處為爐體上部壓力表103，一個(gè)設(shè)置在石英管4中間部分為爐體中部壓力表101，一個(gè)設(shè)置在排氣裝置處為爐體下部壓力表102，即三個(gè)壓力表分別測(cè)量石墨爐體內(nèi)的石英管4外側(cè)三個(gè)部位的壓力，進(jìn)一步提高了調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。
[0041]由于石墨爐內(nèi)的溫度較高，為了防止石墨爐體I密封處的溫度過高，影響密封效果，該密封裝置6包括水冷套64，且套設(shè)在石英管4上；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)石英管4與石墨爐體I之間的密封，在水冷套64的上表面鋪設(shè)了石墨軟氈63;為了使密封效果穩(wěn)固，在石墨軟氈63的上表面放置了水冷壓塊61。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本實(shí)施例不對(duì)水冷套64、石墨軟氈63和水冷壓塊的61具體形式做限定，只要能實(shí)現(xiàn)密封即可。
[0042]為了保證石英管4受熱的均勻，本實(shí)施例還包括設(shè)置在石英管4與水冷套管3之間的石墨套65和設(shè)置在石英管4與水冷壓塊61之間的石墨環(huán)62，即密封裝置6與石英管4之間通過石墨裝置相連，有效保證了石英管4整體受熱的均勻性，防止出現(xiàn)局部受熱不均勻的現(xiàn)象。[0043]請(qǐng)參考圖2所示，本實(shí)施例中提供的排氣裝置90包括:兩個(gè)相對(duì)布置且形成能夠密封卡設(shè)在石英管4上的半環(huán)901，該半環(huán)901通過調(diào)節(jié)螺釘固定在石墨爐體I上；用于填充兩個(gè)半環(huán)901打開時(shí)形成的接口處的石墨密封塊906 ;用于驅(qū)動(dòng)石墨密封塊906沿石英管4的軸線方向移動(dòng)的彈簧905,該彈簧905的一端與石墨密封塊906相連,另一端固定在石墨爐體I上，且該彈簧905壓縮時(shí)，上述石墨密封塊906遠(yuǎn)離半環(huán)901的接口處。
[0044]工作時(shí)，當(dāng)旋松調(diào)節(jié)螺釘時(shí)，可以調(diào)節(jié)半環(huán)901，對(duì)其向內(nèi)壓，從而將兩個(gè)半環(huán)901與石英管4完全貼合，然后擰緊調(diào)節(jié)螺釘，即實(shí)現(xiàn)了密封，此時(shí)彈簧905處于壓縮狀態(tài)，石墨密封塊906位于遠(yuǎn)離半環(huán)901的一側(cè)，該過程用于抽真空用；當(dāng)旋松調(diào)節(jié)螺釘，對(duì)其向外拉，然后根據(jù)壓力表顯示的壓力值，調(diào)節(jié)半環(huán)901的位置使其與石英管4之間形成開口，且該開口的大小能滿足壓力表的壓力值應(yīng)滿足的要求，而且兩個(gè)半環(huán)901之間形成接口，彈簧905靠恢復(fù)力伸長(zhǎng)，并推動(dòng)石墨密封塊906填充在接口處。上述設(shè)置方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)人工操作的微調(diào)，且開口沿石英管4的周向設(shè)置，有助于使石墨爐內(nèi)的壓力均勻變化；此外，設(shè)置的石墨密封塊906有助于防止兩個(gè)半環(huán)901開口過大，其調(diào)節(jié)范圍為0-10mm。[0045]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，該密封裝置6的另一種結(jié)構(gòu)包括:固定在石墨爐體I上，且套設(shè)在石英管4上的密封端蓋，以及開設(shè)在該密封端蓋上沿周向均勻布置的多個(gè)通孔。在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)壓力表和石英管用壓力表200顯示的壓力值，選擇不同個(gè)數(shù)的通孔打開或關(guān)閉，以完成控制。上述結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本低，但是操作復(fù)雜，不利于控制。
[0046]請(qǐng)參考圖3所示，優(yōu)選的實(shí)施例中，上述彈簧905通過固定在石墨爐體I上的彈簧座904相連，該彈簧座904位于半環(huán)901靠近外側(cè)的一側(cè)。該石墨爐正常使用時(shí)，彈簧座904固定在半環(huán)901的下面。當(dāng)兩半環(huán)901向外拉伸時(shí)，由于其接頭處形成接口，因此被壓縮的彈簧905靠恢復(fù)力伸長(zhǎng)，使得石墨密封塊906填充在接口處；當(dāng)兩半環(huán)901向內(nèi)壓時(shí)，同時(shí)給石墨密封塊906向下的壓力，使得彈簧905被壓縮，石墨密封塊906脫離接口處，兩半環(huán)901閉合。
[0047]為了便于對(duì)半環(huán)901進(jìn)行操作，本實(shí)施例中在每個(gè)半環(huán)901上設(shè)置了一個(gè)把手903。操作時(shí)，使用者可通過把手903實(shí)現(xiàn)對(duì)半環(huán)901向外拉和向內(nèi)壓的操作。
[0048]為了防止半環(huán)901對(duì)石英管4壓緊的過程中對(duì)石英管4造成損傷，該石墨爐還包括設(shè)置在半環(huán)901與石英管4之間，且套設(shè)在石英管4上的耐高溫硅膠套902。通過耐高溫硅膠套902的作用減緩半環(huán)901與石英管4之間的硬性接觸，進(jìn)一步提高了石英管4的使用壽命。
[0049]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該裝置還包括設(shè)置在石墨爐體I的上端的冷卻水進(jìn)口81和設(shè)置在下端的冷卻水出口 82 ;以及設(shè)置在石墨爐體I外部的紅外測(cè)溫儀11。
[0050]下文將結(jié)合實(shí)施過程中實(shí)施例涉及的尺寸與參數(shù)做進(jìn)一步說明。
[0051]將VAD或OVD設(shè)備制造的玻璃松散體51作為脫水玻璃化對(duì)象，放入石英管4內(nèi)，若玻璃松散體51的直徑為D，則石英管4的內(nèi)徑選擇Φ (D+30)mm，厚度選擇6_，石墨套管3內(nèi)徑為Φ (D+90)mm,厚度為7.5mm,高度為2600mm,石墨加熱體2內(nèi)徑為Φ (D+150)mm,電阻加工到0.023 Ω。爐體內(nèi)壁大小為Φ (D+460)mm，冷卻水進(jìn)口 81通入60L/min冷卻水，溫度設(shè)定為25°C。將排氣裝置90完全閉合，將三個(gè)壓力表的氣管分出I路接到真空泵上，以對(duì)爐體進(jìn)行抽真空處理，然后關(guān)閉真空泵，在保護(hù)氣體入口 7通入高純N2，設(shè)定流量為IOL/min0從石英管進(jìn)氣管42向石英管4內(nèi)充入氯氣、氧氣、氮?dú)夂秃?，?jīng)過玻璃松散體51使其玻璃化，然后殘留的廢氣從石英管排廢系統(tǒng)41排氣，在上述過程中調(diào)節(jié)排氣裝置90的開度，使得爐體中部壓力表101、爐體下部壓力表102和爐體上部壓力表103三者的絕對(duì)壓力均顯示為30Pa左右。調(diào)試紅外測(cè)溫儀11，使得紅外測(cè)溫儀11的顯示值和石英管4中間最
聞溫度一致。
[0052]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0053]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的 范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燒結(jié)玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設(shè)有安裝孔的石墨爐體和與所述石墨爐體的另一端相連的石英管，所述石英管的出氣口端伸出所述安裝孔，其特征在于，還包括: 設(shè)置在所述石墨爐體的安裝孔處并對(duì)其進(jìn)行密封的密封裝置，所述石墨爐體設(shè)置有進(jìn)氣裝置； 所述石墨爐體與石英管連接處設(shè)置有排氣裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨爐，其特征在于，還包括設(shè)置在所述石英管與所述石墨爐的石墨加熱體之間的石墨套管，且所述石墨套管與所述石英管之間有預(yù)設(shè)間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石墨爐，其特征在于，還包括伸入所述石英管和所述石墨套管之間，用于監(jiān)測(cè)所述石英管外側(cè)壓力的壓力表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨爐，其特征在于，所述密封件包括: 套設(shè)在所述石英管上，且與所述石墨爐體相連的水冷套； 鋪設(shè)在所述水冷套的上表面的石墨軟氈； 套設(shè)在所述石英管上，且位于所述石墨軟氈的上表面的水冷壓塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石墨爐，其特征在于，還包括設(shè)置在所述石英管與所述水冷套之間的石墨套和設(shè)置在所述石英管與所述水冷壓塊之間的石墨環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨爐，其特征在于，所述排氣裝置包括: 兩個(gè)相對(duì)布置且形成能夠密封卡設(shè)在所述石英管上的半環(huán)，所述半環(huán)通過調(diào)節(jié)螺釘固定在所述石墨爐體上； 用于填充兩個(gè)所述半環(huán)打開時(shí)形成的接口處的石墨密封塊； 其一端與所述密封塊相連，另一端固定在所述石墨爐體上的彈簧，且所述彈簧壓縮時(shí)，所述石墨密封塊向遠(yuǎn)離所述半環(huán)的接口處運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨爐，其特征在于，彈簧通過固定在所述石墨爐體上的彈簧座相連，所述彈簧座位于所述半環(huán)靠近外側(cè)的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨爐，其特征在于，還包括與所述半環(huán)一一對(duì)應(yīng)相連的把手。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨爐，其特征在于，還包括設(shè)置在所述半環(huán)與所述石英管之間，且套設(shè)在所述石英管上的耐高溫硅膠套。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的石墨爐，其特征在于，還包括設(shè)置在所述石墨爐體的上端的冷卻水進(jìn)口和設(shè)置在下端的冷卻水出口； 以及設(shè)置在所述石墨爐體外部的紅外測(cè)溫儀。
【文檔編號(hào)】C03B5/00GK103626381SQ201210307819
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】章海峰, 盧衛(wèi)民, 馮高峰, 楊軍勇, 陳堅(jiān)盾 申請(qǐng)人:浙江富通光纖技術(shù)有限公司