一種用于燒結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玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設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，該石墨爐還包括設置在石墨爐體的安裝孔處并對其進行密封的密封裝置，該密封裝置上開設有進氣裝置；石墨爐體與石英管連接處設置有排氣裝置。本發(fā)明實施例中，將石墨爐體通過密封裝置設置為密封結構，并在石墨爐體上開設進氣裝置和排氣裝置。在生產過程中，當石英管內通入工藝氣體的同時，該石墨爐還通過進氣裝置向密封的石墨爐內通入保護氣體，以提高石英管外部的壓力，從而保證石英管內外壓力的平衡，以防止石英管產生變形，因此，有效提高了該石墨爐的使用壽命。
【專利說明】一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖制備【技術領域】，特別涉及一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐。
【背景技術】
[0002]玻璃松散體的脫水燒結是生產光纖預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過脫水和燒結才能得到低水峰的光纖預制棒芯棒，通過OVD (Outside Vapour Deposition,外汽相沉積法)生產得到的光纖預制棒松散體也需要經過脫水和玻璃化才能得到透明的光纖預制棒。
[0003]目前，在光纖預制棒制造行業(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生產的預制棒松散體尺寸已達到Φ 300mm以上，因此，采用石墨燒結爐作為松散體脫水玻璃化用較為適合。石墨燒結爐是一個一端開口另一端與石墨爐中間放置的石英套管相連的結構，使用時將玻璃松散體放入到該石英套管內，該石墨爐以高純石墨為加熱體，對石英套管進行加熱，以使其內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，這使得石英管內外的壓力不平衡，導致石英管易變形甚至破損，嚴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玻璃松散體的石墨爐，以提高使用壽命，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于`燒結玻璃松散體的石墨爐，以提高使用壽命。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0008]一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設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]設置在所述石墨爐體的安裝孔處并對其進行密封的密封裝置，所述石墨爐體設置有進氣裝置；
[0010]所述石墨爐體與石英管連接處設置有排氣裝置。
[0011]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括設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設間隙。
[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)測所述石英管外側壓力的壓力表。
[0013]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，所述密封件包括:
[0014]套設在所述石英管上，且與所述石墨爐體相連的水冷套；
[0015]鋪設在所述水冷套的上表面的石墨軟氈；[0016]套設在所述石英管上，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，還包括設置在所述石英管與所述水冷套之間的石墨套和設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]兩個相對布置且形成能夠密封卡設在所述石英管上的半環(huán)，所述半環(huán)通過調節(jié)螺釘固定在所述石墨爐體上；
[0020]用于填充兩個所述半環(huán)打開時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，所述石墨密封塊向遠離所述半環(huán)的接口處運動。
[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)靠近外側的一側。
[0023]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括與所述半環(huán)一一對應相連的把手。
[0024]優(yōu)選的，上述的石墨爐中，還包括設置在所述半環(huán)與所述石英管之間，且套設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，還包括設置在所述石墨爐體的上端的冷卻水進口和設置在下端的冷卻水出口；
[0026]以及設置在所述石墨爐體外部的紅外測溫儀。
[0027]從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明提供了一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設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石墨爐體的安裝孔處進行密封的密封裝置，該密封裝置上開設有進氣裝置；石墨爐體與石英管連接處設置有排氣裝置。本發(fā)明實施例中，將石墨爐體通過密封裝置設置為密封結構，并在石墨爐體上開設進氣裝置和排氣裝置。在生產過程中，當石英管內通入工藝氣體的同時，該石墨爐還通過進氣裝置向密封的石墨爐內通入保護氣體，以提高石英管外部的壓力，從而保證石英管內外壓力的平衡，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)明實施例提供的石墨爐的結構示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例提供的密封裝置的結構示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例提供的排氣裝置的結構示意圖。
[0031]其中，
[0032]I為石墨爐體、11為紅外測溫儀、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為保護氣體入口、81為冷卻水進口、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。
【具體實施方式】[0033]本發(fā)明核心是提供一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐，以提高使用壽命。
[0034]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0035]請參考圖1，本發(fā)明公開了一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設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石墨爐體I的安裝孔處進行密封的密封裝置6，且石墨爐體I開設有進氣裝置；石墨爐體I與石英管4連接處設置有排氣裝置90。
[0036]本發(fā)明實施例中，將石墨爐體I通過密封裝置6設置為密封結構，并在石墨爐體I上開設進氣裝置和排氣裝置90。在生產過程中，當石英管4內通入工藝氣體的同時，該石墨爐還通過進氣裝置向密封的石墨爐內通入保護氣體，以提高石英管4外部的壓力，從而保證石英管4內外壓力的平衡，以防止石英管4產生變形，因此，有效提高了該石墨爐的使用壽命。
[0037]優(yōu)選的，將保護氣體選擇為氮氣，通入氮氣可防止石墨爐體內的石墨加熱體2被氧化，有效保證了加熱的效果。
[0038]具體的實施例中，該石墨爐還包括設置在石英管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之間存在預設間隙。通過上述設置可使石墨加熱體2能夠對石英管4均勻加熱，從而保證石英管4內部的玻璃松散體51能夠均勻脫水玻璃化。
[0039]為了時刻監(jiān)測石墨爐內部的壓力，本實施例中還包括用于監(jiān)測石英管4外側壓力的壓力表，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上端設置有用于監(jiān)測石英管4內部壓力的石英管用壓力表200，因此，操作者可根據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關系，對從進氣裝置通入的氣體量進行控制。在實際使用中，壓力表顯示的壓力值應滿足:15Pa ^ Pl ^ SOPa ;石英管用壓力表200顯示的壓力值應滿足:0 ( P2-P`1 ( 30Pa ;上述關系式中: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]本領域技術人員可以理解的是，該壓力表可以為多個，且沿石英管4的軸線方向均勻布置。優(yōu)選的，采用3個壓力表，一個設置在進氣裝置處為爐體上部壓力表103，一個設置在石英管4中間部分為爐體中部壓力表101，一個設置在排氣裝置處為爐體下部壓力表102，即三個壓力表分別測量石墨爐體內的石英管4外側三個部位的壓力，進一步提高了調節(jié)的準確性。
[0041]由于石墨爐內的溫度較高，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，且套設在石英管4上；為了實現(xiàn)對石英管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。本領域技術人員可以理解的是，本實施例不對水冷套64、石墨軟氈63和水冷壓塊的61具體形式做限定，只要能實現(xiàn)密封即可。
[0042]為了保證石英管4受熱的均勻，本實施例還包括設置在石英管4與水冷套管3之間的石墨套65和設置在石英管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]請參考圖2所示，本實施例中提供的排氣裝置90包括:兩個相對布置且形成能夠密封卡設在石英管4上的半環(huán)901，該半環(huán)901通過調節(jié)螺釘固定在石墨爐體I上；用于填充兩個半環(huán)901打開時形成的接口處的石墨密封塊906 ;用于驅動石墨密封塊906沿石英管4的軸線方向移動的彈簧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，上述石墨密封塊906遠離半環(huán)901的接口處。
[0044]工作時，當旋松調節(jié)螺釘時，可以調節(jié)半環(huán)901，對其向內壓，從而將兩個半環(huán)901與石英管4完全貼合，然后擰緊調節(jié)螺釘，即實現(xiàn)了密封，此時彈簧905處于壓縮狀態(tài)，石墨密封塊906位于遠離半環(huán)901的一側，該過程用于抽真空用；當旋松調節(jié)螺釘，對其向外拉，然后根據壓力表顯示的壓力值，調節(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滿足的要求，而且兩個半環(huán)901之間形成接口，彈簧905靠恢復力伸長，并推動石墨密封塊906填充在接口處。上述設置方式，結構簡單，能夠實現(xiàn)人工操作的微調，且開口沿石英管4的周向設置，有助于使石墨爐內的壓力均勻變化；此外，設置的石墨密封塊906有助于防止兩個半環(huán)901開口過大，其調節(jié)范圍為0-10mm。[0045]本領域技術人員可以理解的是，該密封裝置6的另一種結構包括:固定在石墨爐體I上，且套設在石英管4上的密封端蓋，以及開設在該密封端蓋上沿周向均勻布置的多個通孔。在實際使用時，可根據壓力表和石英管用壓力表200顯示的壓力值，選擇不同個數的通孔打開或關閉，以完成控制。上述結構生產成本低，但是操作復雜，不利于控制。
[0046]請參考圖3所示，優(yōu)選的實施例中，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靠近外側的一側。該石墨爐正常使用時，彈簧座904固定在半環(huán)901的下面。當兩半環(huán)901向外拉伸時，由于其接頭處形成接口，因此被壓縮的彈簧905靠恢復力伸長，使得石墨密封塊906填充在接口處；當兩半環(huán)901向內壓時，同時給石墨密封塊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]為了便于對半環(huán)901進行操作，本實施例中在每個半環(huán)901上設置了一個把手903。操作時，使用者可通過把手903實現(xiàn)對半環(huán)901向外拉和向內壓的操作。
[0048]為了防止半環(huán)901對石英管4壓緊的過程中對石英管4造成損傷，該石墨爐還包括設置在半環(huán)901與石英管4之間，且套設在石英管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，進一步提高了石英管4的使用壽命。
[0049]在上述技術方案的基礎上，該裝置還包括設置在石墨爐體I的上端的冷卻水進口81和設置在下端的冷卻水出口 82 ;以及設置在石墨爐體I外部的紅外測溫儀11。
[0050]下文將結合實施過程中實施例涉及的尺寸與參數做進一步說明。
[0051]將VAD或OVD設備制造的玻璃松散體51作為脫水玻璃化對象，放入石英管4內，若玻璃松散體51的直徑為D，則石英管4的內徑選擇Φ (D+30)mm，厚度選擇6_，石墨套管3內徑為Φ (D+90)mm,厚度為7.5mm,高度為2600mm,石墨加熱體2內徑為Φ (D+150)mm,電阻加工到0.023 Ω。爐體內壁大小為Φ (D+460)mm，冷卻水進口 81通入60L/min冷卻水，溫度設定為25°C。將排氣裝置90完全閉合，將三個壓力表的氣管分出I路接到真空泵上，以對爐體進行抽真空處理，然后關閉真空泵，在保護氣體入口 7通入高純N2，設定流量為IOL/min0從石英管進氣管42向石英管4內充入氯氣、氧氣、氮氣和氦氣，經過玻璃松散體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103三者的絕對壓力均顯示為30Pa左右。調試紅外測溫儀11，使得紅外測溫儀11的顯示值和石英管4中間最
聞溫度一致。
[0052]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0053]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術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，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的 范圍。
【權利要求】
1.一種用于燒結玻璃松散體的石墨爐，包括一端開設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: 設置在所述石墨爐體的安裝孔處并對其進行密封的密封裝置，所述石墨爐體設置有進氣裝置； 所述石墨爐體與石英管連接處設置有排氣裝置。
2.根據權利要求1所述的石墨爐，其特征在于，還包括設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設間隙。
3.根據權利要求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)測所述石英管外側壓力的壓力表。
4.根據權利要求1所述的石墨爐，其特征在于，所述密封件包括: 套設在所述石英管上，且與所述石墨爐體相連的水冷套； 鋪設在所述水冷套的上表面的石墨軟氈； 套設在所述石英管上，且位于所述石墨軟氈的上表面的水冷壓塊。
5.根據權利要求4所述的石墨爐，其特征在于，還包括設置在所述石英管與所述水冷套之間的石墨套和設置在所述石英管與所述水冷壓塊之間的石墨環(huán)。
6.根據權利要求1所述的石墨爐，其特征在于，所述排氣裝置包括: 兩個相對布置且形成能夠密封卡設在所述石英管上的半環(huán)，所述半環(huán)通過調節(jié)螺釘固定在所述石墨爐體上； 用于填充兩個所述半環(huán)打開時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，所述石墨密封塊向遠離所述半環(huán)的接口處運動。
7.根據權利要求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)靠近外側的一側。
8.根據權利要求6所述的石墨爐，其特征在于，還包括與所述半環(huán)一一對應相連的把手。
9.根據權利要求6所述的石墨爐，其特征在于，還包括設置在所述半環(huán)與所述石英管之間，且套設在所述石英管上的耐高溫硅膠套。
10.根據權利要求1-9任一項所述的石墨爐，其特征在于，還包括設置在所述石墨爐體的上端的冷卻水進口和設置在下端的冷卻水出口； 以及設置在所述石墨爐體外部的紅外測溫儀。
【文檔編號】C03B5/00GK103626381SQ201210307819
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月27日 優(yōu)先權日:2012年8月27日
【發(fā)明者】章海峰, 盧衛(wèi)民, 馮高峰, 楊軍勇, 陳堅盾 申請人:浙江富通光纖技術有限公司