一种HEC光纤熔缩炉气路系统及气封方法技术方案

本发明专利技术公开了一种HEC光纤熔缩炉气路系统，包括径向气道，所述径向气道沿径向由内而外包括依次嵌套压紧的环状的玻璃气道组件、环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件、以及金属材质环状气道组件。本发明专利技术提供的方法包括：使保护气体分三路送气，其中：第一路保护气体沿芯棒外壁吹向气端；第二路保护气体垂直吹向芯棒；第三路保护气体沿芯棒外壁吹向泵端。本发明专利技术选材合理，结构新颖，方便实用，功效显著，有效提高石墨衬套的使用寿命、减少了维护维修的强度和成本、降低了芯棒的衰耗和污染。

A gas path system and gas sealing method of HEC fiber optic fusion furnace

【技术实现步骤摘要】
一种HEC光纤熔缩炉气路系统及气封方法
本专利技术属于光纤生产领域，更具体地，涉及一种HEC光纤熔缩炉气路系统及气封方法。
技术介绍
在HEC设备生产光纤的过程中，炉子中的发热体石墨件通电后发热，将热传导给芯棒，使芯棒达到熔缩的温度，从而完成熔缩过程。石墨衬套用于隔离发热体和芯棒，炉子内通入Ar、He混合保护气体以防止发热体被氧化，但石墨衬套暴露于空气中，当石墨衬套升温后加上空气中的氧助燃，使得石墨衬套很快烧损，寿命极短，生产成本很高。为解决此问题，引入了气环概念，将气环组件安装在炉子气端，Ar气经过气环组件分别沿着芯棒外壁流向炉子气端和泵端，在石墨衬套内壁形成Ar气保护层，并防止空气随气流进入石墨衬套内壁，这样，石墨衬套与空气隔离，不易氧化，使用寿命大大提高。但同时带来了一个新问题，气环组件因与发热体直接接触，而金属较强的导热性使得气环在生产过程中温度很高(200℃左右)，当金属离子因为高温而析出并被带入炉子中附着在芯棒表面，将给芯棒带来衰耗和污染，为解决此问题，水冷气环被开发试用，在气环中通入冷却水，降低气环组件温度，将有效降低金属离子污染的概率，但金属污染不能彻底排除，同时水冷气环在设备中新增一个冷却水漏点，增加了设备维护维修的强度和成本，这些局限性让水冷气环的使用难以推广。同时原有的气路系统还存在气流不平衡时，气封不严，导致石墨衬套损耗的问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种HEC光纤熔缩炉气路系统及气封方法，其目的在于利用玻璃尤其是高纯石英玻璃形成气道代替现有的金属组件形成的气道，配合重新设计的气道结构在径向上由金属段、过度段和玻璃段形成，杜绝高温气体经金属气道向芯棒引入金属离子污染，同时形成三向气封，保证气流不平衡时的气封效果，由此解决现有技术HEC光纤熔缩炉气封装置引入金属离子污染芯棒，或气封不严导致芯棒衰耗和污染的技术问题。按照本专利技术的一个方面，提供了一种HEC光纤熔缩炉气路系统，沿径向由内而外包括依次嵌套压紧的环状的玻璃气道组件、环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件、以及金属材质环状气道组件，所述气路系统在轴向上与HEC光纤熔缩炉端部固定；所述金属材质环状气道组件具有保护气体进气口，其出气口与所述环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件的进气口相连通，所述环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件的出口与所述玻璃气道组件的进气口相连通，所述玻璃气道组件将保护气体送入所述HEC光纤熔缩炉，以保护石墨衬套和芯棒。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气路系统，其所述玻璃气环相应区域具有金属材质的冷却水管道，使得玻璃气环的温度不超过400℃，优选温度不超过200℃。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气路系统，其所述冷却水管道由第一与第二金属环形片形成，其中第一金属环形片与玻璃气道组件轴向压紧，第二环形片具有冷却水进水管道并与所述HEC光纤熔缩炉固定；所述玻璃气环与外悬于所述HEC光纤熔缩炉的石墨衬套压紧使得金属材质的冷却水管道处于石墨衬套径向外侧。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气路系统，其所述玻璃气道组件形成第一至第三环形气道，其中：第一环形气道朝HEC光纤熔缩炉气端使保护气体沿芯棒外壁流出；第二环形气道使保护气体垂直吹向芯棒形成气帘；第三环形气道朝HEC光纤熔缩炉泵端。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气路系统，其所述第三环形气道的出气口处于石墨衬套与芯棒之间。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气路系统，其所述玻璃气道组件由第一至第四玻璃气环片组成；其中：第一与第二玻璃气环片形成第一环形气道；第二与第三玻璃气环片形成第二环形气道；第三与第四玻璃气环片形成第三环形气道。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气路系统，其所述玻璃气道组件第一玻璃片具有用于形成缓冲气流的凹槽；所述玻璃气道组件第二玻璃片具有用于形成分配气流的凹槽，所述分配气环将一路保护气体分流为并联的第一与第二气道中的两路保护气体。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种所述HEC光纤熔缩炉的气封方法，其包括以下步骤：使保护气体分三路送气，其中：第一路保护气体沿芯棒外壁吹向气端；第二路保护气体垂直吹向芯棒；第三路保护气体沿芯棒外壁吹向泵端。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气封方法，其所述第一路保护气体与第二路保护气气体并联。优选地，所述HEC光纤熔缩炉气封方法，其所述第一路保护气体流量5～10L/min，优选为氩气；所述第二路保护气体流量5～10L/min，优选为氩气；所述第三路保护气体流量20～30L/min，优选为氦气和/或氩气。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术提供的HEC光纤熔缩炉气路系统，由于在芯棒接触气体的气路中，其高温部件采用不会引入金属离子污染的玻璃部件，因此杜绝了由于金属离子引起的衰耗和污染。进一步的，采用三段气路，通过环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件链接金属段和玻璃段的气道，保证了气路系统的气密性能，使得可形成更多的径向气道，减少对轴向加工的空间需求。本专利技术选材合理，结构新颖，方便实用，功效显著，有效提高石墨衬套的使用寿命、减少了维护维修的强度和成本、降低了芯棒的衰耗和污染。本专利技术提供的HEC光纤熔缩炉气封方法，沿芯棒外壁吹向气端的气路和沿芯棒外壁吹向泵端的气路，由于方向相反而产生不平衡时，其独有的气帘设置，保证了不会漏气，从而维护了气封的稳定性和气封效果。附图说明图1为本专利技术实施例1的HEC光纤熔缩炉气路系统在HEC光纤熔缩炉设备上的装配关系示意图；图2为第一玻璃气环片结构图；图3为第二玻璃气环片结构图；图4为第三玻璃气环片结构图；图5为第四玻璃气环片结构图；图6为第一金属环形片结构图；图7为第二金属环形片结构图；图8为环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件结构图；图9为金属材质环状气道组件结构图；图10为压紧垫圈结构图；图11为压紧环结构图；图12为本专利技术实施例2的HEC光纤熔缩炉气路系统在HEC光纤熔缩炉设备上的装配关系示意图；图13为本专利技术实施例3的HEC光纤熔缩炉气路系统在HEC光纤熔缩炉设备上的装配关系示意图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-芯棒，2-第一玻璃气环片，3-气端气道，4-压紧环，5-压紧垫圈，6-第二玻璃气环片，7-环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件，8-金属材质环状气道组件，9-第三玻璃气环片，10–第四玻璃气环片，11-第一金属环形片，12-泵端气道，13-冷却水道，14-第二金属环形片，15-炉子，16-石墨衬套；201-气端气道气室；602-气端气道；1002-泵端气道段；1101-1/4不锈钢进气管，1102-泵端气道段；1401-1/4不锈钢进水管，702-过度段气端气道，801-1/4不锈钢进气管，802-气端进气气道；17为不锈钢气环。具体实施方式为了使本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种HEC光纤熔缩炉气路系统，其特征在于，包括径向气道，所述径向气道沿径向由内而外包括依次嵌套压紧的环状的玻璃气道组件、环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件、以及金属材质环状气道组件；所述气路系统在轴向上与HEC光纤熔缩炉端部固定；所述金属材质环状气道组件具有保护气体进气口，其出气口与所述环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件的进气口相连通，所述环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件的出口与所述玻璃气道组件的进气口相连通，所述玻璃气道组件将保护气体送入所述HEC光纤熔缩炉，以保护石墨衬套和芯棒。/n

【技术特征摘要】
1.一种HEC光纤熔缩炉气路系统，其特征在于，包括径向气道，所述径向气道沿径向由内而外包括依次嵌套压紧的环状的玻璃气道组件、环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件、以及金属材质环状气道组件；所述气路系统在轴向上与HEC光纤熔缩炉端部固定；所述金属材质环状气道组件具有保护气体进气口，其出气口与所述环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件的进气口相连通，所述环状聚四氟乙烯塑料的过渡气道件的出口与所述玻璃气道组件的进气口相连通，所述玻璃气道组件将保护气体送入所述HEC光纤熔缩炉，以保护石墨衬套和芯棒。


2.如权利要求1所述的HEC光纤熔缩炉气路系统，其特征在于，还包括金属材质的冷却水管道，所述冷却水管道呈环形与所述玻璃气环相应区域轴向压紧，使得玻璃气环的温度不超过400℃，优选温度不超过200℃。


3.如权利要求2所述的HEC光纤熔缩炉气路系统，其特征在于，所述冷却水管道由第一与第二金属环形片形成，其中第一金属环形片与玻璃气道组件轴向压紧，第二环形片具有冷却水进水管道并与所述HEC光纤熔缩炉固定；所述玻璃气环与外悬于所述HEC光纤熔缩炉的石墨衬套压紧使得金属材质的冷却水管道处于石墨衬套径向外侧。


4.如权利要求1所述的HEC光纤熔缩炉气路系统，其特征在于，所述玻璃气道组件形成第一至第三环形气道，其中：
第一环形气道朝HEC光纤熔缩炉气端使保护气体沿芯棒外壁流出；
第二环形气道使保护气体垂直吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：万浩，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42