用于光纤生产的气体回收系统技术方案

本文提供了一种用于生产光纤的方法，所述方法包括使第一气体流入光纤拉制炉(10)的步骤。第一气体G1通过加热区段(18)，所述加热区段(18)配置成容纳并加热玻璃源或光纤预制件(30)，光纤(34)由所述玻璃源或所述光纤预制件(30)拉制，使第一气体G1通过限定俘获腔室(46)的马弗炉(22)。通过至少一个可操作连接至俘获腔室(46)的回收口(50)除去一部分第一气体G1。使第二气体G2以配置成基本上补偿与除去一部分第一气体G1相关联的压降的流速流入气体滤网(26)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光纤生产的气体回收系统本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年10月13日提交的系列号为62/240674的美国临时申请的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。背景本公开总体上涉及用于形成光纤的方法和设备，更具体而言，涉及用于俘获和回收用于光纤生产中的气体的光纤生产方法。用于生产光纤的常规制造工艺通常包括在拉制炉中由光纤预制件拉制光纤，冷却经过拉制的光纤，并且在该光纤充分冷却后对其进行涂覆。通常在炉中在约2000℃下拉制光纤，且热量一般主要通过辐射来传递至预制件，但是，因遮蔽和自然对流而产生的强制流动所导致的炉中气体的流动也会影响气体温度。在光纤成形区的较低部位，即，光纤预制件根部及其下方的区域，对流热传递的相对贡献较大，在这些区域中，由于光纤的直径较小，辐射热传递通常变得微不足道。在拉制炉中，因强制和自由对流所导致的气体流动一般会产生对流单体(convectioncell)。这些单体可在温度梯度和气体密度的某些条件下变得不稳定。所导致的不稳定运动能够对光纤成形区中的热传递产生足够的影响，使得光纤包层的直径可发生显著改变，这通常是不希望的。为了抵消这种影响，可在炉中使用氦气作为气体。氦气能够降低对流单体的强度以及单体之间的温差。这一般能够改善对于光纤直径的控制，但其缺点在于昂贵的氦气被消耗，从而显著增加了成本。概述根据本公开的一种实施方式，提供了一种用于生产光纤的方法，所述方法包括使第一气体流入光纤拉制炉的步骤。第一气体通过加热区段，所述加热区段配置成容纳并加热玻璃源，光纤由所述玻璃源拉制，使第一气体通过限定俘获腔室的马弗炉。通过至少一个可操作连接至俘获腔室的回收口除去一部分第一气体。使第二气体以配置成基本上补偿与除去一部分第一气体相关联的压降的流速流入气体滤网。根据本公开的另一种实施方式，提供一种光纤拉制炉，其包含高位马弗炉和连接至高位马弗炉的加热区段。所述加热区段配置成容纳并加热玻璃源，光纤由所述玻璃源拉制。低位延伸马弗炉在该低位延伸马弗炉的第一端部处连接至加热区段。低位延伸马弗炉在该低位延伸马弗炉的第二端部处限定俘获腔室。低位延伸马弗炉具有从第二端部向第一端部延伸的接头管，且所述接头管与该低位延伸马弗炉基本上同轴。根据本公开的另一种实施方式，提供了一种光纤拉制炉，其包含加热区段和低位延伸马弗炉，所述加热区段配置成容纳并加热玻璃源，光纤由所述玻璃源拉制，所述低位延伸马弗炉具有连接至所述加热区段的第一端部。气体滤网连接至低位延伸马弗炉的第二端部，且包含限定入口和出口的外壳。管道从出口穿过外壳向入口延伸。在管道与外壳的入口之间限定狭缝，且所述狭缝配置成允许气体流入所述管道。在以下的详细描述中给出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图的简要说明图1是根据一种实施方式的光纤拉制炉的剖面图；图2是根据一种实施方式的图1的光纤拉制炉截取自区域II的放大剖面图；图3A是根据一种实施方式的截取自图2的区域IIIA的放大剖面图；图3B是根据另一种实施方式的截取自图2的区域IIIB的放大剖面图；图3C是根据另一种实施方式的截取自图2的区域IIIC的放大剖面图；图4是图示根据一种实施方式的用于操作光纤拉制炉的方法的流程图；图5A是图示根据一个例子的光纤拉制炉的氦气俘获百分比的图线；图5B是图示根据另一个例子的光纤拉制炉的氦气俘获百分比的图线；图5C是图示根据另一个例子的光纤拉制炉的氦气俘获百分比的图线；以及图5D是图示根据另一个例子的光纤拉制炉在各种系统配置下的氦气俘获百分比的图线。详细描述下面将详细说明优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的构件。本文中出于说明目的，术语“高位”“低位”“右”“左”“背面”“正面”“垂直”“水平”以及它们的变体应当是参照图1中所公开的取向而言的，除非另有说明。然而，应当理解的是，本公开可设想各种替代性的取向，除非另有特定相反表述。还应当理解的是，附图中所例示的以及以下说明中所描述的具体装置和工艺只是所附权利要求中所限定的专利技术构思的示例性实施方式。因此，与本文所述实施方式相关联的具体尺寸和其它物理特征不应当被认为是限制性的，除非权利要求有其它明确表述。此外，附图中图示的实施方式可以不按照比例绘制，或者可包含多于一种实施方式的特征。参考图1，图1大致显示了根据一种实施方式的光纤生产系统10(例如光纤拉制炉)。系统10包含高位马弗炉14、加热区段18、低位延伸马弗炉22和底部气体滤网26。加热区段18可被加热至约2000℃的温度。玻璃光纤预制件30被放置于加热区段18中，且由被加热了的光纤预制件30拉制光纤，以形成裸露光纤34。光纤预制件30可由任意玻璃或材料构成，且可经过合适的掺杂以进行光纤的制造。根据一种实施方式，一旦由预制件30拉制出裸露光纤34，就使该裸露光纤34在低位延伸的马弗炉22中冷却。可以约30m/s至约60m/s、或约40m/s至约50m/s的速率由光纤预制件30拉制光纤34。在一种特定的实施方式中，可以约42m/s的速率由光纤预制件30拉制光纤34。虽然低位延伸马弗炉22显示为连接至加热区段18的出口，但应当理解的是，低位延伸马弗炉22可由加热区段18整合式地限定，或者连接至加热区段18。穿过低位延伸马弗炉22并且穿过底部气体滤网26来拉制光纤34。根据各种实施方式，第一气体G1可流入或被输入系统10的顶部或高位部分。可经由端口、入口或气体滤网来输入第一气体G1。可以约10标准升每分钟(slpm)至约40slpm、或约15slpm至约35slpm、或约20slpm至约25slpm的流速将第一气体G1输入系统10。在一些实施方式中，可以约21slpm、约22slpm、约23slpm或约24slpm的流速输入第一气体G1。第一气体可以是惰性的或在很大程度上惰性的气体，例如氦气、氖气、氩气、氮气或它们的混合物。第一气体G1沿着以下流动路径向下通过或经过系统10：从系统10的顶部经由高位马弗炉14，经由加热区段18而进入低位延伸马弗炉22，这大致上与光纤34的拉制具有相同的方向。现在参考图2，低位延伸马弗炉22中限定有俘获腔室46。系统10包含至少一个可操作连接至俘获腔室46的回收口50。在图示的实施方式中，一对回收口50定位在低位延伸马弗炉22的一侧上，并且紧邻且可操作地与俘获腔室46连接，且这对回收口50配置成拽入系统10中气体的俘获物流。俘获物流可包含输入系统10中的第一气体G1的一部分(例如大于50％、大于60％、大于70％、大于80％、或大于90％、或大于99％)。俘获物流中第一气体G1的百分比(即，纯度)可大于约70％、大于约75％、大于约80％、大于约85％、大于约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产光纤的方法，所述方法包括以下步骤：使第一气体流入光纤拉制炉；使所述第一气体通过加热区段，所述加热区段配置成容纳并加热玻璃源，所述光纤由所述玻璃源拉制；使所述第一气体通过限定俘获腔室的马弗炉；通过至少一个可操作连接至所述俘获腔室的回收口除去一部分所述第一气体；以及使第二气体以配置成基本上补偿与除去一部分所述第一气体相关联的压降的流速流入气体滤网。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.13 US 62/240,6741.一种生产光纤的方法，所述方法包括以下步骤：使第一气体流入光纤拉制炉；使所述第一气体通过加热区段，所述加热区段配置成容纳并加热玻璃源，所述光纤由所述玻璃源拉制；使所述第一气体通过限定俘获腔室的马弗炉；通过至少一个可操作连接至所述俘获腔室的回收口除去一部分所述第一气体；以及使第二气体以配置成基本上补偿与除去一部分所述第一气体相关联的压降的流速流入气体滤网。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体滤网包含气体口，所述气体口定位在所述气体滤网的相反侧上，且配置成使所述第二气体流入所述气体滤网。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述气体口之间穿过所述气体滤网配置管道。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述气体口与所述气体滤网的入口之间环绕所述管道定位O型圈。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述管道与所述气体滤网的所述入口之间限定狭缝，且所述第一气体的被除去的部分大于约60％。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：使所述第二气体在所述O型圈与所述气体滤网的外壳之间通过，以使所述第二气体具有基本上层流的流动。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接头管在所述马弗炉内延伸穿过所述俘获腔室，所述第一气体是氦气，且被所述至少一个回收口俘获的俘获物流中的氦纯度大于约80％。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接头管的进口包含收窄部分。9.一种光纤拉制炉，其包含：高位马弗炉；加热区段，所述加热区段连接至所述高位马弗炉，且配置成容纳并加热玻璃源，所述光纤由所述玻璃源拉制；以及低位延伸马弗炉，所述低位延伸马弗炉在所述低位延伸马弗炉的第一端部处连接至所述加热区段，所述低位延伸马弗炉在所述低位延伸马弗炉的第二端部处限定俘获腔室，其中，所述低位延伸马弗炉具有从所述第二端部向所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·卡尔顿，J·M·朱厄尔，N·P·克拉戴斯，K·D·瓦尔吉斯，周春锋，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US