2000度预制石英棒光纤拉丝炉
光纤拉丝加热炉Fiber drawing heating furnace
光纤拉丝炉设计用于在2200℃的温度下工作,预制棒直径可达100mm。
预制石英棒光纤拉丝炉可以对不同直径规格的预制石英棒进行拉丝前加热。 2000度预制石英棒光纤拉丝炉是有加热热体、耐火层、保温层和外壳体、温控系统、电源系统、水气系统组成。
预制石英棒光纤拉丝炉把预制棒下部尖端加热到2200℃,使棒的尖端处于熔融状态,在重力和拉丝塔下部拉丝盘的作用下拉制光纤的装置。
光棒一般直径为几毫米至几十毫米,是以锗矿石和多晶硅为原料,加入氢气、氦气等,制成的高纯度石英玻璃棒。目前有PCVD、OVD(管外气相沉积法)和VAD(轴向气相沉积法)等预制棒。
将预制棒放入光纤拉丝塔,进行拉丝。预制棒经拉丝,被拉成125μm粗细的光纤,并涂上二层树脂以保护光纤的强度。
光纤拉丝塔内有一个光纤石墨炉,可产生17000-2000度的高温,使预制棒软化,再由拉丝轮卷绕而拉成细长的光纤。拉丝塔有一个信息反馈系统,用来反馈炉温和绕速等,以通过激光测微计来精度控制光纤直径。
为增强光纤强度,在拉丝过程中还要及时为光纤涂上一层很薄的树脂,并及时烘干避免相互黏附。
拉丝完成后,还需要对成品光纤进行测试,内容主要包括:抗拉强度、折射率、光纤结构、衰减、信息承载能力(带宽)、色散、工作温度和湿度范围等。
光纤拉丝炉采用简化的长寿命、高纯度石墨加热元件,通过线性石墨管(可提供用于改变热区轮廓的分体式内衬)传递集中热量,用于保护元件和控制惰性气体流量。封装的石墨毡绝缘材料包围着加热元件。通过顶部和底部气体屏蔽、顶部可调光圈组件和底部水冷滑动门组件,保护性惰性气体流动路线简单有效。
The fiber drawing furnace features a simplified long-life, high-purity graphite resistance element which delivers concentrated heat through a linear graphite tube (available with a split liner for altering the hot zone profile) that serves to protect the element and control inert gas flow. Encapsulated graphite felt insulation surrounds the heating element. Protective inert gas flow routing is simple and effective with top and bottom gas screens, top adjustable iris assembly and bottom water-cooled slide door assembly.
光纤拉丝加热炉
石墨炉温度控制范围 | 50–2300°C |
石墨炉温度控制精度 | 于 ±0.5°C |
预制棒进料行程距离 | 1500 mm |
预制棒进料移动速度(Fast 返回) | 1000 mm/min |
预制棒进料控制速度范围 (可配置) | 0.1–100 mm/min |
预制棒进料进料速度精度 | ±0.02% |
预制棒进料进料直线度 | ±0.2 mm/min |
预制棒重量 | 30 kg |
工作气体
光纤拉丝炉必须在惰性气体(氦气、氩气或氩气/氦气混合物)下运行。气体必须干燥且无氧——水和氧气含量低于1 PPM。建议增配使用气体净化系统。
推荐配件
真空泵
气体净化和氧气分析仪
入口和出口
当炉中没有预制坯时,顶部开口用一扇滑动水冷门关闭。在打开位置,门的开口为2.5英寸(63毫米)。底部端口由双滑动水冷门关闭,设计小开口为0.25英寸(6毫米)。可更换的可变光阑组件可作为顶部和底部端口的选项。光圈的可调范围为0.2英寸(5毫米)到2.5英寸(63毫米)。
提供了两个1⅛”-16螺纹端口,用于观察熔炉热区的中心。两个端口都通过一个直径为0.31英寸(8毫米)的观察孔观察加热元件。一个端口位于炉膛前部右侧45°,另一个端口位于左侧90°(相隔135°)。
径向端口
在左侧端口安装了一个窗口,通过该窗口可以看到元件。右侧端口观察元件的外部,使用可选的辐射高温计进行精度的温度控制。该端口被堵塞,但将接受标准窗组件。
气体端口
为气体入口和排气提供了带”(6 mm)外径管道压缩配件的端口。所有配件都向熔炉后部延伸,用于以下目的:
- 顶部气幕,入口,带快速断开装置。
- 底部气幕,入口,带快速断开装置。
- 径向清洗,入口。该端口允许惰性气体进入隔热区域,以便在开始炉子加热之前进行吹扫。
- 径向压力监视器。该端口允许连接一个非常低的压力计(1英寸水柱),以监控相对于外部的内部压力。
表达
顶部和底部气帘处的气体入口流向拉伸热区的中心,径向离开该区域,并流出衬管,在熔炉底部离开。顶部提供了一个额外的排气口,以允许可选的气流模式从底部流出并从顶部排出。
内部通道
所有光纤拉丝炉的维护都可以在不从拉丝塔上拆除光纤拉丝炉、断开任何水冷管线或拆除任何径向窗口或控制仪器的情况下完成。
通过移除光纤拉丝炉底部门/气体屏蔽组件来替换底部石墨衬垫。类似地,通过移除顶部门/气体屏蔽组件来替换顶部石墨衬垫。通过另外移除顶部盖板来替换加热元件。加热元件在顶部使用两个锥形夹具固定到电源电极,每个夹具具有四个安装螺钉。通过移除顶部炉头,整个隔热组件可以作为一个整体组件从拉丝炉中提起。对于所述的所有操作,电源电缆都可以保持连接。
内部组件
光纤拉丝炉内部没有陶瓷和其他可能的污染物质。所有成分都是固体超纯石墨,灰分含量通常低于20 ppm。
光纤拉丝炉组件用氟橡胶O型圈完全密封。可选端盖可用于在操作前进行真空吹扫。这些固体帽取代了真空操作的顶部和底部可变光阑。
电源
熔炉电源和控制器封装在单的机柜中。一个24英寸宽x 28英寸深x 45英寸高(610毫米x 730毫米x 1140毫米)的基本安装外壳包含主电源变压器,可放置在绘图塔上或其附近。顶部引出的10英尺(3米)长的柔性电力电缆将熔炉连接到电力变压器(可选择更长的电缆)。此外壳还包含以下组件:
- 可控硅功率调节器
- 电炉电源接触器
- 控制电源降压变压器
- 系统融合
- 水分配歧管和流量开关
操作电源和冷却水的设施源连接到该外壳中。
熔炉控制装置被封装在一个单的台式安装柜中,该柜配有标准的19 "开槽机架安装延伸件。机柜尺寸为17英寸宽x 14英寸深x 10.5英寸高(430毫米x 355毫米x 267毫米)。
控制柜包含:
- 控制电源开关
- 熔炉电源开关按钮
- 操作/复位开关
- 指示灯
- 水流警告灯和警报器
- 电炉电源(变压器次级)电流表和电压表
- 自动温度控制器
所提供的电源范围允许在较高电流下开始操作,并且随着加热元件老化及其电阻增加,具有可用于操作的电压储备。这允许连续操作,而不需要关闭系统来改变变压器电压抽头。
带有警告灯、声音警报和操作/复位开关的安全联锁装置监控冷却水流量,并在熔炉冷却流量不足时关闭系统。
控制柜和电源外壳用16英尺(5米)的电缆连接。
自动温度控制器
Eurotherm(或同等产品)单通道自动温度控制器/编程器。安装在控制台上。
温度传感器
双色光学高温计,配有光学头和安装法兰,可与光学窗口配合。基于用途和型号的温度范围TBD。
设施要求
电的:电源完全由一个150安培的单相电源供电。所需的设施电压为208/230伏60赫兹或220伏50赫兹。可选择440/480或380伏特、单相或三相电源,但需额外付费。
水:在55磅/平方英寸、65-85华氏度(14升/分钟、380千帕、18-30摄氏度)时,要求熔炉冷却水的设计小连续流量为4.0加仑/分钟。如果水中含有沙子或其他固体物质,应该过滤。
工作气体:熔炉必须在惰性气体——氮气或氩气/氦气下运行。气体必须干燥且无氧,小于1 ppm H2O and O2。建议使用气体净化系统。