專利名稱:拉制玻璃棒用的加熱裝置的制作方法
本發(fā)明涉及拉制長(zhǎng)玻璃棒用的緊湊的加熱爐，它可以有效地用于拉制光學(xué)纖維基材。
通常，如圖1所示的加熱爐在拉制玻璃棒例如光學(xué)纖維基材時(shí)用之。這種熟知的加熱爐有一個(gè)爐體21。在爐體21頂壁的中央部分有一個(gè)用來將光學(xué)纖維基材A插進(jìn)爐體21內(nèi)的圓筒形進(jìn)口22，而在爐體21底壁的中央部分有一個(gè)用來將拉成玻璃部分D牽出爐體21外的圓筒形出口23。將基材A送往爐體21內(nèi)發(fā)熱元件26的供料桿E和將拉成玻璃部分D牽出爐體21外的牽引桿C事先分別聯(lián)結(jié)到光學(xué)纖維基材A的上下兩端。密封蓋24密不透氣地裝在進(jìn)口22的上端上面，蓋上有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封供料桿E和料孔之間的間隙。在進(jìn)口22和出口23上面分別具有將惰性氣體輸入爐體21的供氣口28和29。
在采用圖1所示熟知的加熱爐拉制光學(xué)纖維基材A時(shí)，一開始將一個(gè)堵塞蓋24a放在進(jìn)口22上面。然后，在下蓋25排氣口30開啟的情況下，藉供氣機(jī)構(gòu)(未示)將惰性氣體從供氣口28和29輸入爐體21，使之充滿爐體21內(nèi)的空間，而多余的惰性氣體流出排氣口30。接著，爐體21內(nèi)的發(fā)熱元件26加熱到為拉制光學(xué)纖維基材A規(guī)定的溫度并保持在規(guī)定的溫度下。然后，為了將光學(xué)纖維基材A插入爐體21內(nèi)，關(guān)閉下蓋25上的排氣口30，從進(jìn)口22上移走堵塞蓋24a后，將光學(xué)纖維基材A插入爐體21內(nèi)，基材A的下端藉發(fā)熱元件26加熱。接著，當(dāng)基材A的下端已經(jīng)加熱到軟化，拿掉下蓋25，將牽引桿C向下牽引以形成拉成的玻璃部分D。由于光學(xué)纖維基材A在加熱中或加熱之后保持在高溫之下，因此必須在爐體21內(nèi)保持惰性氣體的氣氛。
然而，在采用圖1所示熟知的加熱爐拉制長(zhǎng)的光學(xué)纖維基材時(shí)，基材的上端要伸出爐體21頂壁上的進(jìn)口22之外，因此密封蓋24不可能密不透氣地密封進(jìn)口22的上端。因而加熱爐的圓筒形進(jìn)口22要求具有容納光學(xué)纖維基材所需的長(zhǎng)度。同時(shí)，供料桿E也要求具有足夠的長(zhǎng)度，將光學(xué)纖維基材從進(jìn)口22上端送往發(fā)熱元件26，這就造成操作困難。因此加熱爐總的高度較高，這就造成了占空系數(shù)的降低。而且熟知的加熱爐有一個(gè)缺點(diǎn)，即要用長(zhǎng)供料桿，因此造成其工作效率的極端降低。
因此，本發(fā)明的基本目的是提出一種加熱裝置，它能夠拉制長(zhǎng)的玻璃棒但既不需要制造尺寸較大的裝置體座，也不需要制造長(zhǎng)度較長(zhǎng)的供料桿，并基本上消除了此類普通加熱裝置固有的缺點(diǎn)。
為達(dá)本發(fā)明之本目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例拉制玻璃棒用的加熱裝置包括具有一個(gè)進(jìn)口的裝置體座，上述玻璃棒從上述進(jìn)口軸向向下插入體座;上述玻璃棒，在其上端部有一個(gè)錐形部分，上述錐形部分的直徑沿上述玻璃棒的向上方向縮小;上述錐形部分在其上端聯(lián)結(jié)將上述玻璃棒送入上述裝置體座的供料桿;上述玻璃棒的外徑大于上述供料桿;一個(gè)第一密封蓋，它有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封上述玻璃棒外周和上述料孔之間的間隙，蓋密封地裝在上述進(jìn)口上面;以及一個(gè)第二密封蓋，它可活動(dòng)地連接于上述供料桿并有一個(gè)孔口，其尺寸正好密封上述供料桿外周和上述孔口之間的間隙;上述第二密封蓋，它具有一個(gè)空心部分;上述空心部分，它具有一個(gè)容納上述玻璃棒的上述錐形部分的空間，其下端密不透氣地裝在上述第一密封蓋上面。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)玻璃棒從進(jìn)口送入裝置體座并伸出于進(jìn)口之上時(shí)，玻璃棒所通過的第一密封蓋因蓋住進(jìn)口而保持裝置體座的密封狀態(tài)。其后，在加熱拉制玻璃棒過程中，當(dāng)位于玻璃棒上端的錐形部分通過第一密封蓋時(shí)并在之后，裝置體座的密封狀態(tài)由第二密封蓋保持。
通過以下結(jié)合最佳實(shí)施例的描述并參照附圖，對(duì)本發(fā)明的目的和特點(diǎn)將更清楚。
圖1是拉制玻璃棒用的先有技術(shù)加熱爐的示意剖視圖(已經(jīng)談及);
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的拉制玻璃棒用的加熱爐的示意剖視圖;
圖3是類似于圖2的圖，特別表示一種改進(jìn);
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例加熱爐的局部透視圖;
圖5是圖4中改進(jìn)加熱爐所用的第二密封蓋的透視圖;
圖6a和6b是圖5中第二密封蓋的解說圖;
圖7是圖4中第二密封蓋的部分剖視局部透視圖。
在描述本發(fā)明之前要注意的是，在附圖的各視圖中相同的零件用相同的編號(hào)。
現(xiàn)參考附圖，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的拉制玻璃棒用的加熱爐K1，它適用于光學(xué)纖維基材。加熱爐K1包括一個(gè)具有頂壁1a、底壁1b和側(cè)壁1c的爐體1。在頂壁1a的中央部分有一個(gè)讓光學(xué)纖維基材A插入爐體1的進(jìn)口2，而在底壁1b的中央部分有一個(gè)讓光學(xué)纖維基材A的拉成部分14牽出爐體1的出口3。在爐體1的空間中有一個(gè)用來加熱和軟化光學(xué)纖維基材A的發(fā)熱元件6，它被頂壁1a、底壁1b和側(cè)壁1c圍住。
在本發(fā)明中，由于待拉的光學(xué)纖維基材A的長(zhǎng)度特大，開始拉制基材A時(shí)，基材A的末端是在發(fā)熱元件6的中央部分，而其上部則伸出于進(jìn)口2之外。因此，為了密不透氣地密封進(jìn)口2，將一個(gè)第一密封蓋7裝在進(jìn)口2上面，密封蓋有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封基材A外周和料孔之間的間隙。將基材A送入爐體1的供料桿8和將基材A的拉成部分14牽出爐體1的牽引桿13事先分別聯(lián)結(jié)到圓柱形基材A的上下端并與基材A同軸，基材A的上端有一個(gè)錐形部分A′，其直徑朝向基材A和供料桿8之聯(lián)結(jié)點(diǎn)縮小。
鐘形的第二密封蓋9藉安裝機(jī)構(gòu)10事先安裝在伸出于進(jìn)口2之上的基材A的供料桿8上，以便蓋住基材A的錐形部分A′。第二密封蓋9有一個(gè)圓筒部分9a和一個(gè)在圓筒部分9a下端的法蘭部分9b。第二密封蓋9有一個(gè)孔口，其尺寸正好密封供料桿外周和孔口之間的間隙。
光學(xué)纖維基材A被加熱爐K1加熱進(jìn)行拉制的情況如下。最初，使?fàn)t體1內(nèi)的空間充滿惰性氣體，而發(fā)熱元件6被加熱到拉制溫度。
為此，進(jìn)口2用堵塞蓋7a封閉，并將下蓋11裝在出口3上。然后將惰性氣體，例如氮?dú)狻鍤饣蝾愃茪怏w從進(jìn)口2上的供氣口4和出口3上的供氣口5輸入爐體1。在下蓋11的排氣口12開啟的情況下，爐體1內(nèi)的空間充滿惰性氣體，而惰性氣體則從供氣口4和5連續(xù)不斷地輸入爐體1。
接著，發(fā)熱元件6被加熱到規(guī)定的拉制溫度，之后保持在規(guī)定的拉制溫度下。然后，從進(jìn)口2移走堵塞蓋7a，而出口3仍被下蓋11封閉。其后，用供料桿8和牽引桿13事先分別聯(lián)結(jié)到其上下端的基材A從進(jìn)口2插入爐體1，跟爐體1和發(fā)熱元件6同軸，以將基材A的下端放置于發(fā)熱元件6的中央位置上。在本發(fā)明中，由于光學(xué)纖維基材A的長(zhǎng)度特大，當(dāng)基材A放入爐體1內(nèi)時(shí)，基材A的上部伸出于進(jìn)口2之外。因此，通過基材A以密封基材A外周和第一密封蓋7料孔之間間隙的第一密封蓋7裝在進(jìn)口2上面以保持爐體1的密封狀態(tài)。此時(shí)，基材A被加熱至軟化，并且藉牽引桿13牽引被向下拉。當(dāng)基材A隨著其拉制的進(jìn)行而被送入爐體1內(nèi)時(shí)，鐘形的第二密封蓋9的法蘭部分9b被裝到第一密封蓋7的上表面上并與之緊密接觸。因此，通過供料桿8以密封供料桿8外周和第二密封蓋9的孔口之間間隙的鐘形的第二密封蓋9保持了爐體1的密封狀態(tài)。此時(shí)，即使基材A被進(jìn)一步送入爐體1內(nèi)而其錐形部分A′穿過第一密封蓋7時(shí)，爐體1的密封狀態(tài)藉第二密封蓋9保持?；腁進(jìn)一步進(jìn)行拉制時(shí)，供料桿8通過第二密封蓋9的上端部進(jìn)入，故供料桿8外周和第二密封蓋9的孔口之間的間隙由第二密封蓋9密封住，從而保持了爐體1的密封狀態(tài)。
第二密封蓋9在加熱爐K1上具有整體的圓筒部分9a。但也可作如此設(shè)計(jì)，即如圖3所示加熱爐K1的改進(jìn)結(jié)構(gòu)K1′，其第一密封蓋7具有整體的圓筒部分9a。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的加熱爐K2的一個(gè)部分。加熱爐K2包括互相分離的一個(gè)第一密封蓋7，一個(gè)圓筒構(gòu)件15和一個(gè)第二密封蓋9。第一密封蓋7密不透氣地放在爐體1的進(jìn)口2上。圓筒構(gòu)件15具有一個(gè)容納基材A錐形部分A′的空間，并縱向分成兩半。同時(shí)，第二密封構(gòu)件9事先放在供料桿8的下端，然后密不透氣地放在圓筒構(gòu)件15的上端上面以密封供料桿8外周和第二密封構(gòu)件9的孔口之間的間隙。
由于圓筒構(gòu)件15在加熱爐K2內(nèi)是分開式結(jié)構(gòu)，因此裝拆容易。同時(shí)，圓筒構(gòu)件15不必要求嚴(yán)格圓柱形，并可用一個(gè)空心構(gòu)件代替，其空間不但可以通過光學(xué)纖維基材A，而且可以容納基材A的錐形部分A′。而且，圓筒構(gòu)件15不要求是分開式結(jié)構(gòu)。
同時(shí)，在加熱爐K2內(nèi)，圓筒構(gòu)件15是獨(dú)立于第一密封蓋7和第二密封蓋9的。但是，它亦可作如此設(shè)計(jì)，即圓筒構(gòu)件15與第一密封蓋7整體形成，如同圖3中的加熱爐K1′。而且，如果圓筒構(gòu)件15的側(cè)壁開了槽，就可以將冷卻介質(zhì)輸入槽內(nèi)以冷卻圓筒構(gòu)件15。
而且，在加熱爐K2內(nèi)，第二密封蓋9是一個(gè)單片空心圓板，但可以用一組的小圓板9c和大圓板9d代替，如圖5，6a和6b所示，描繪加熱爐K2的一種改進(jìn)型K2′。如果第二密封蓋9是一個(gè)如在加熱爐K2上的單片空心圓板，一種不良的現(xiàn)象可能發(fā)生，即由于第二密封蓋9的孔口的直徑正好密封供料桿8外周和孔口之間的間隙，即使第二密封蓋9略為傾斜于供料桿8，第二密封蓋9也會(huì)由于供料桿8的外周和第二密封蓋9孔口之間的摩擦接觸而停止送進(jìn)。如果第二密封蓋9不與基材A的錐形部分A′接觸，例如，第二密封蓋9卡住在供料桿8上，在基材A的錐形部分A′已經(jīng)通過圓筒構(gòu)件15之后需要藉第二密封蓋9和圓筒構(gòu)件15保持爐體1的密封狀態(tài)就不能夠保持。
因此，希望如圖5，6a和6b所示，第二密封蓋9由具有內(nèi)徑d1和外徑d2的小圓板9c和具有大內(nèi)徑D的大圓板9d組成。小圓板9c的內(nèi)徑d1的尺寸正好密封供料桿8外周和把供料桿8放入其內(nèi)的內(nèi)徑d1之間的間隙。大圓板9d的內(nèi)徑尺寸D正好允許大圓板保持在基材A的錐形部分A′。大圓板9d的外徑正好蓋住圓筒構(gòu)件15的上端。
同時(shí)，小圓板9c和大圓板9d的直徑具有如下的關(guān)系。
(d2-d1)/2 ＞D-d1根據(jù)上述關(guān)系，當(dāng)小圓板9c和大圓板9d互相重疊以蓋住圓筒構(gòu)件15的上端，這樣一種現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生，由于其間的位置偏差而在小圓板9c和大圓板9d之間形成側(cè)向間隙。
而且，在圖2之加熱爐K1上也可如此設(shè)計(jì)，即鐘形的第二密封蓋9的通孔部分具有如上所述的兩件頭結(jié)構(gòu)。
此外，小圓板9c的通孔尺寸正好形成在供料桿8和通孔之間的很小的密封間隙。因此，如果小圓板9c的通孔有尖角，一種不良現(xiàn)象就會(huì)常常發(fā)生，供料桿8由于摩擦而被小圓板9c的通孔卡住，結(jié)果是小圓板9c不能密封圓筒構(gòu)件15的上端。因此，希望小圓板9c通孔的每個(gè)對(duì)邊如圖7所示做成圓形而無尖角部分。按如上所述同樣的方式，希望圖2中加熱爐K1的第二密封蓋9的通孔的每個(gè)對(duì)邊做成圓形。
同時(shí)，如圖2所示，如果在爐體1的中央放一個(gè)用點(diǎn)劃線表示的管子16以圍住光學(xué)纖維基材A，在爐體1的側(cè)壁1c設(shè)置用虛線表示的進(jìn)氣口17和排氣口18以將惰性氣體分別導(dǎo)入和排出爐體1，發(fā)熱元件6的使用壽命可更增長(zhǎng)。
從上述描述可以清楚，在用本發(fā)明的加熱爐拉制長(zhǎng)玻璃棒時(shí)，爐體的密封狀態(tài)用第一密封蓋，第二密封蓋和空心構(gòu)件分兩步保持。因此，長(zhǎng)玻璃棒可用緊湊的加熱爐加熱拉制而不需根據(jù)長(zhǎng)玻璃棒的長(zhǎng)度用很高的加熱爐。而且，在本發(fā)明的加熱爐中，由于將玻璃棒送入爐體的供料桿長(zhǎng)度可以做短，加熱爐的工作效率顯著改進(jìn)。因此根據(jù)本發(fā)明，加熱爐總的生產(chǎn)成本劇降，從而使其產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低。
雖然通過舉例并參考附圖對(duì)本發(fā)明作了充分說明，此處須指出，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者將明白各種變更和改進(jìn)。因此除非這種變更和改進(jìn)超出了本發(fā)明的范圍，否則他們應(yīng)被看作是包括在本發(fā)明之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種拉制玻璃棒用的加熱裝置，其特征在于包括一個(gè)具有進(jìn)口的裝置體座，上述玻璃棒從上述進(jìn)口軸向向下插入該體座；上述玻璃棒，在其上端部分有一個(gè)錐形部分，其直徑沿上述玻璃棒向上的方向縮??；上述錐形部分，在其上端聯(lián)結(jié)有將上述玻璃棒送入上述裝置體座的供料桿；上述玻璃棒，其外徑大于上述供料桿；一個(gè)第一密封蓋，它有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封上述玻璃棒外周和上述料孔之間的間隙，該蓋密不透氣地裝在上述進(jìn)口上面；一個(gè)第二密封蓋，它可活動(dòng)地連接于上述供料桿并具有一個(gè)孔口，孔口尺寸正好密封上述供料桿外周和上述孔口之間的間隙；上述第二密封蓋，它有一個(gè)空心部分；上述空心部分，它有一個(gè)容納上述玻璃棒的上述錐形部分的空間，其下端密不透氣地放在上述第一密封蓋上面。
2.一種拉制玻璃棒用的加熱裝置，其特征在于包括一個(gè)具有進(jìn)口的裝置體座，上述玻璃棒從上述進(jìn)口軸向向下插入該體座;上述玻璃棒，在其上端部分有一個(gè)錐形部分，其直徑沿上述玻璃棒向上的方向縮小;上述錐形部分，在其上端聯(lián)結(jié)有將上述玻璃棒送入上述裝置體座的供料桿;上述玻璃棒，其外徑大于上述供料桿;一個(gè)第一密封蓋，它有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封上述玻璃棒外周和上述料孔之間的間隙，該蓋密不透氣地裝在上述進(jìn)口上面;一個(gè)第二密封蓋，它可活動(dòng)地連接于上述供料桿并具有一個(gè)孔口，孔口尺寸正好密封上述供料桿外周和上述孔口之間的間隙;上述第一密封蓋，它有一個(gè)空心部分;上述空心部分，它有一個(gè)容納上述玻璃棒的上述錐形部分的空間，在其上端可用上述第二密封蓋密封。
3.一種拉制玻璃棒用的加熱裝置，其特征在于包括一個(gè)具有進(jìn)口的裝置體座，上述玻璃棒從上述進(jìn)口軸向向下插入該體座;上述玻璃棒，在其上端部分有一個(gè)錐形部分，其直徑沿上述玻璃棒向上的方向縮小;上述錐形部分，在其上端聯(lián)結(jié)有將上述玻璃棒送入上述裝置體座的供料桿;上述玻璃棒，其外徑大于上述供料桿;一個(gè)第一密封蓋，它有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封上述玻璃棒外周和上述料孔之間的間隙，該蓋密不透氣地裝在上述進(jìn)口上面;一個(gè)空心構(gòu)件，它有一個(gè)容納上述玻璃棒的上述錐形部分的空間，其下端密封上述進(jìn)口;一個(gè)第二密封蓋，它有一個(gè)孔口，孔口尺寸正好密封上述供料桿外周和上述孔口之間的間隙，該蓋可活動(dòng)地連接于上述供料桿并且可以放在上述空心構(gòu)件的上端。
4.按權(quán)利要求
3的加熱爐，其特征在于上述空心構(gòu)件縱向分成兩半。
5.按權(quán)利要求
3的加熱裝置，其特征在于上述第二密封蓋由一個(gè)第一環(huán)形構(gòu)件和一個(gè)第二環(huán)形構(gòu)件組成，后者的內(nèi)徑大于上述第一環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)徑。
6.按權(quán)利要求
5的加熱裝置，其特征在于滿足下述關(guān)系(d2-d1)/2 ＞D-d1d1，d2和D分別表示上述第一環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)徑，上述第一環(huán)形構(gòu)件的外徑以及上述第二環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)徑。
專利摘要
一種拉制玻璃棒用的加熱裝置，玻璃棒有一錐形部分，其上端聯(lián)結(jié)有一供料桿，桿的外徑小于玻璃棒，裝置包括插入玻璃棒的裝置體座；第一密封蓋，它有一個(gè)料孔，其尺寸正好密封玻璃棒和料孔之間的間隙，該蓋裝在體座進(jìn)口上面；第二密封蓋，它可活動(dòng)地連接于供料桿并具有一個(gè)孔口，孔口尺寸正好密封桿和孔口之間的間隙。第二密封蓋有一空心部分，它具有容納錐形部分的空間，其下端密不透氣地放在進(jìn)口上面。
文檔編號(hào)G02B6/00GK87105480SQ87105480
公開日1988年2月17日 申請(qǐng)日期1987年8月6日
發(fā)明者水谷太, 向井克藏, 桑原透 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan