分段式光纤预制棒烧结炉装置及相应的光棒烧结方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种分段式光纤预制棒烧结炉装置和一种采用这种烧结炉装置的光纤预制棒烧结方法，所述烧结炉装置包括炉芯管和能够上下移动的引杆，所述炉芯管主要由上管体、加热段管体和下管体组成，所述上管体和下管体采用石英玻璃管，所述加热段管体采用由耐高温材料制成的耐高温管体，所述上管体和下管体分别采用可拆连接方式固定安装在所述加热段管体的上端面和下端面。所述烧结方法将待烧结的光纤预制棒松散体固定安装在引杆的下端，通过引杆送入炉芯管进行烧结。本发明专利技术提出的分段式炉芯管使用寿命长，降温至常温后无需更换炉芯管，能够再次升温使用，并可单独更换炉芯管的加热段管体，有利于减低生产成本，并有利于提高光纤产品的品质。

Sectional type optical fiber preform sintering furnace and sintering method corresponding light device

The optical fiber preform sintering method of the invention relates to a segmented optical fiber preform sintering furnace device and a sintering furnace using this device, the device of sintering furnace comprises a furnace core tube and can move up and down the guide rods, wherein the furnace core tube is mainly composed of a tube body, heating pipe and tube body composition, the upper tube body and a lower pipe body using quartz glass tube, the heating section of the pipe body adopts the high temperature resistant material made of high temperature resistant pipe body, the pipe body and the lower tube are in detachable connection mode is fixed in the heating section of the tube body and bottom end surfaces. The sintering method is fixed on the lower end of the guide rod by fixing the fiber preform loose bulk to be sintered, and is sent into the furnace core tube by the lead rod to be sintered. The segmented furnace core tube proposed by the invention has long service life and no need to replace the furnace core tube after cooling to normal temperature. It can be heated again and can replace the heating section tube of the core tube individually, which is beneficial to reduce production cost and improve the quality of optical fiber products.

【技术实现步骤摘要】
分段式光纤预制棒烧结炉装置及相应的光棒烧结方法
本专利技术涉及一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，还涉及一种采用这种烧结炉装置的光纤预制棒（简称光棒或者预制棒）烧结方法。属光纤制造

技术介绍
光纤预制棒松散体的烧结工艺是以VAD法大规模批量制备大尺寸光纤预制棒中的一个关键环节，目前光纤预制棒松散体的烧结是在预制棒烧结炉中进行的，烧结炉设有炉芯管以及围绕在炉芯管高温区外侧的加热件，通过加热件在密封的炉芯管内形成高温区域，光纤预制棒上的松散体在高温作用下玻璃化，烧结过程中通常应在炉芯管内形成一个负压和洁净的环境，以避免外部杂质侵入和污染。现有炉芯管采用石英玻璃管，基于石英玻璃本身的物化性质，在高温环境中，这种炉芯管会出现析晶现象，各处析晶的不均衡性及局部析晶缺陷会导致不均衡分布的应力，使炉芯管变脆，出现褶皱和开裂，使外界气体得以进入炉芯管的烧结腔内，影响光纤预制棒松散体的烧结，而由此引入的杂质会导致所制备的光纤衰减变大，不仅制约光纤品质的提升，而且当衰减超出允许的范围后，就必须更换炉芯管，这是影响现有炉芯管使用寿命的一个主要因素。由于炉芯管应容纳预制棒并允许预制棒在其内腔中移动，所以炉芯管的尺寸比预制棒大，对于大尺寸光纤预制棒的烧结，由于炉芯管尺寸增大带来的密封问题更为明显。在现有技术背景下，大尺寸炉芯管通常是由多段石英玻璃管焊接起来的，对制作工艺的要求较高，制作成本昂贵，其使用寿命是影响生产成本的一个重要因素。另外，炉芯管的更换还影响着系统的稳定性，需要进行较长时间的系统调试，同样也影响着生产效率和生产成本。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，还提供了一种采用这种烧结炉装置的光纤预制棒烧结方法，这种烧结炉的炉芯管使用寿命长，有利于减低生产成本，并有利于提高光纤产品的品质。本专利技术的技术方案是：一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，包括炉芯管和能够上下移动的引杆，所述炉芯管主要由上管体、加热段管体和下管体组成，所述上管体和下管体采用石英玻璃管，所述加热段管体采用由耐高温材料制成的耐高温管体，所述上管体和下管体分别采用可拆连接方式固定安装在所述加热段管体的上端面和下端面，与所述加热段管体相互连接成完整的炉芯管，所述加热段管体的外侧设有环绕该管体的密封腔，所述密封腔内设有加热件，所述引杆的安装机架位于所述炉芯管的上方，所述引杆设有能够带动其上下移动和绕轴线旋转的引杆驱动装置。所述加热件的数量为一个或多个，环形围绕在所述加热段管体的中部外侧，当所述加热件的数量为多个时，可以在轴向上分为一层或多层，同一层上的多个加热件沿圆周均匀分布，当所述加热件数量为一个时，优选呈环形围绕在所述加热段管体的中部外侧的形状。所述引杆驱动装置可以采用任意适宜的现有技术，例如，可以采用与钻床等机床类似的进给和旋转装置。所述引杆驱动装置的电机优选采用伺服电机。优选地，所述上管体和下管体与所述加热段管体之间的可拆连接方式均为通过密封连接件连接，所述密封连接件可以采用任意适宜的现有技术，例如，可以设有一个套管，将相连接的两管体的连接端分别从套管的两端插入套管中且与套管内壁之间的配合间隙足够小或者在与套管内壁之间的间隙中填充耐高温的密封材料，以同时实现固定连接和密封。所述上管体和下管体上可以分别设有各自的炉芯管通风管，以分别用于炉芯管内腔的进出风，具体进出风流向可以依据实际需要。所述炉芯管的上端可以设有用于端口密封的密封端盖和位于所述密封端盖上面的密封罩，所述密封端盖采用可拆连接方式固定在所述炉芯管的上端（例如，扣合在所述炉芯管的上端，可以在炉芯管上端设置用于与所述密封端盖配合的环形企口等配合结构，以利于密封端盖的定位和固定），所述密封罩采用可拆连接方式安装在所述炉芯管的上端和/或所述密封罩的顶盖为可开启顶盖（例如，采用扣合在密封罩侧壁上的盖子，或者与密封罩侧壁通过铰链连接的盖子等）。当所述密封端盖采用能够相对对合的两部分且所述密封罩的顶盖为可开启顶盖，密封端盖的两部分优选大小相等且镜像对称，其中任意一部分的尺寸小于所述密封罩的水平方向的尺寸，即允许将密封端盖的两部分通过密封罩的顶部敞口放入密封罩的底部，盖住位于密封罩底部的炉芯管上端端口。由于预制棒的直径大于引杆之间，而引杆孔的尺寸不宜过大，预制棒无法通过引杆孔进入炉芯管内，因此，所述密封端盖优选采用分体构造，至少分为能够相互对合的两部分（例如两个能够相互对合为一个圆环的半圆环）并在对合处留有供所述引杆穿过的引杆孔，当所述密封罩在所述炉芯管上端的安装采用可拆连接方式时，所述密封罩采用分体构造，至少分为能够相互对合的两部分并在顶盖的对合处留有供所述引杆穿过的引杆孔。由此可以在不移出引杆的情况下将密封端盖和密封罩安上或拆下，并使引杆从对合后形成的引杆孔穿过，拆卸下密封端盖，打开密封罩的顶盖或拆卸下密封罩，预制棒就可以直接通过炉芯管上端端口进入炉芯管内。所述端面密封罩上可以设有密封罩通风管，所述密封罩通风管可以设置在密封罩的侧壁上，以便通过抽风方式在密封罩内形成一定的负压状态。所述加热段管体的外侧可以设有环形围绕的密封腔壳体，所述密封腔壳体与所述加热段管体之间的密封空间构成所述的密封腔，所述密封腔壳体优选外形呈柱形的壳体，其上下端面的中央部位均设有供炉芯管穿过的炉芯管孔。所述密封腔壳体上可以设有密封腔通风管，以便充入保护气体对加热件和加热段管体进行保护。所述上管体和下管体与所述加热段管体之间的可拆连接方式可以采用任意适于管体间多次连接和拆分的连接方式，例如一种方便和常见的可拆连接方式为法兰连接，另一种方便和常见的可拆连接方式为相连接的两管体的连接端面上设有能够相互对合的企口结构，通过相应企口结构对合在一起，甚至还可以以相连接的两管体的平面端面相互对合，再一种方便的可拆连接方式是通过管箍或套管等各种形式的管道连接装置连接，例如将相连接的两管体的连接端插接在同一个连接用套管上，相连接的两管体之间的相对固定可以采用任意适宜的现有技术，可以是两管体之间的直接固定，也可以是分别固定在各自的或共同的机架上，可以依据现有技术在相互连接的管体之间设置密封，考虑到炉芯管的高温使用环境，管体之间的密封可以采用适应于相应高温环境的硬密封，在管体间不设密封或密封不严格的情形下，可以通过在炉芯管内抽真空（负压）和/或通入保护气体等方式避免外部气体进入。所述密封罩与所述炉芯管顶部端口之间的可拆连接方式亦可以采用类似或其他适宜的可拆连接技术。所述耐高温材料为适用于炉芯管所处高温的耐高温、耐腐蚀和不易引入杂质的材料，在炉芯管涉及的环境下具有所要求的稳定性和可靠性，不会出现石英玻璃管那种因析晶和应力不均匀等原因导致的褶皱和开裂，所述耐高温管体可以采用任意适宜的所述耐高温材料制成，例如，由石墨制成的石墨管体，所述石墨管体上可以镀有氧化膜以进一步改善其性能。一种光纤预制棒烧结方法，采用本专利技术中的任意一种分段式光纤预制棒烧结炉装置进行光纤预制棒的烧结，将待烧结的光纤预制棒松散体固定安装在所述引杆的下端，通过引杆驱动装置带动所述引杆下移，将预制棒松散体移至设定在所述上管体内的初始位置，加热件依据工艺要求在加热段管体内的高温烧结区形成所需的高温，所述引杆在引杆驱动装置的驱动下带动预制棒松散体进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，包括炉芯管和能够上下移动的引杆，其特征在于所述炉芯管主要由上管体、加热段管体和下管体组成，所述上管体和下管体采用石英玻璃管，所述加热段管体采用由耐高温材料制成的耐高温管体，所述上管体和下管体分别采用可拆连接方式固定安装在所述加热段管体的上端面和下端面，与所述加热段管体相互连接成完整的炉芯管，所述加热段管体的外侧设有环绕该管体的密封腔，所述密封腔内设有加热件，所述引杆的安装机架位于所述炉芯管的上方，所述引杆设有能够带动其上下移动和绕轴线旋转的引杆驱动装置。

【技术特征摘要】
1.一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，包括炉芯管和能够上下移动的引杆，其特征在于所述炉芯管主要由上管体、加热段管体和下管体组成，所述上管体和下管体采用石英玻璃管，所述加热段管体采用由耐高温材料制成的耐高温管体，所述上管体和下管体分别采用可拆连接方式固定安装在所述加热段管体的上端面和下端面，与所述加热段管体相互连接成完整的炉芯管，所述加热段管体的外侧设有环绕该管体的密封腔，所述密封腔内设有加热件，所述引杆的安装机架位于所述炉芯管的上方，所述引杆设有能够带动其上下移动和绕轴线旋转的引杆驱动装置。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述上管体和下管体与所述加热段管体之间的可拆连接方式均为通过密封连接件连接。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述上管体和下管体上分别设有各自的炉芯管通风管。4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述炉芯管的上端设有用于端口密封的密封端盖和位于所述密封端盖上面的密封罩，所述密封端盖采用可拆连接方式固定在所述炉芯管的上端端口上，所述密封罩采用可拆连接方式安装在所述炉芯管的上端和/或所述密封罩的顶盖为可开启顶盖，所述密封端盖采用分体构造，至少分为能够相互对合的两部分并在对合处留有供所述引杆穿过的引杆孔，当所述密封罩在炉芯管上端的安装采用可拆连接方式时，所述密封罩采用分体构造，至少分为能够相互对合的两部分并在顶盖的对合处留有供所述引杆穿过的引杆孔。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于所述端面密封罩上设有密封罩通风管。6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述加热段管体的外侧设有环形围绕的密封腔壳体，所述密封腔壳体与所述加热段管体之间的密封空间构成所述的密封腔，所述密封腔壳体优选外形呈柱形的壳体，其上下端面的中央部位均设有供炉芯管穿过的炉芯管孔。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于所述密封腔壳体上设有密封腔通风管。8.一种光纤预制棒烧结方法，其特征在于采用权利要求1-7中任意一项所述的分段式光纤预制棒烧结炉装置进行光纤预制棒的烧结，将待烧结的光纤预制棒松散体固定安装在所述引杆的下端，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜明，冯程，马康库，柏文俊，郑勇，王延红，李宝东，沈成宇，沈震强，肖华，
申请(专利权)人：江苏亨通光导新材料有限公司，江苏亨通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32