Индукционная печь для вытяжки оптического волокна Советский патент 1991 года по МПК C03B37/29 

О

ел ю со о

00

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано для вытяжки оптического волокна, предназначенного для изготовления световодов в линиях оптической связи, из тугоплавких материалов, например из кварцевого стекла. Целью изобретения является повышение надежности и срока службы нагревателя. Индукционная печь содержит цилиндрический металлический корпус 1, внутри которого закреплен индуктор 2. Внутри индуктора установлен нагреватель 5 в виде трубки из тугоплавкого окисла, например из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. В предстартовом положении внутри нагревателя 5 установлен внутренний цилиндрический стартовый разогреватель 6 из графита, Снаружи нагревателя концентрично с ним установлен вторичный виток индуктора, выполненный в виде цилиндра со сквозной щелью по образующей витка. Между вторичным витком и индуктором помещен наружный пакет зернистой изоляции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С Vbra

|

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использо- вано§для вытяжки оптического волокна, предназначенного для изготовления световодов в линиях оптической связи из тугоплавкого материала, например из кварцевого стекла,

Цель изобретения -повышение надежности и срока службы нагревателя, сокращение времени разогрева за счет уменьшения перепада температур между внутренней и наружной поверхностями.

На фиг. 1 представлена индукционная печь со стартовым нагревателем, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с заготовкой; на фиг. 3 - направление тока в витке старто- вого нагревателя; на фиг. 4 - футляр сменного пакета теплоизоляции.

Устройство содержит цилиндрический металлический экранный корпус 1, внутри которого закреплен индуктор 2, связанный с источником тока-(на чертеже). Внутри индуктора 2 между двумя тепдо- и электроизоляционными трубками 3 и 4 концентрично с ним установлен нагреватель 5 в виде трубки из высокоогнеупорного материала-, электропроводного в нагретом до определенной температуры состоянии, например из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. В предстартовом положении внутри нагревателя 5, установлен внутренний цилиндрический стартовый нагреватель 6 из электропроводного в ысо- котемпературостойкого материала, например графитового стержня, в прозрачном футляре 7.

Снаружи нагревателя 5 концентрично с ним установлен виток 8 индуктора, выполненный из тугоплавкого электропроводного материала, например графита, в виде трубки со сквозной щелью 9 по всей длине трубки. Виток 8 установлен с возможностью вертикального перемещения и удаления из корпуса 1 и ориентирован так, что щель 9 совпадает с трубкой 10, необходимой для измерения температуры нагревателя фотопирометром (не показан) через отверстие 11 в корпусе 1. Между витком 8 и индуктором 2 помещен наружный пакет 12 зернистой изоляции в виде засыпки 13, ограниченный двумя трубками 14 и 15 и дном 16 корпуса. В положении, когда виток 8 удален из корпуса, на его место вводят дополнительный сменный пакет 17 зернистой изоляции 18, ограниченной футляром 19 из кварцевого стекла. Футляр 19 имеет сквозную щель 20 вдоль оси на половину высоты, которая ориентирована так же, как и щель 9 витка. Сменный пакет 17 зернистой изоляции установлен с возможностью вертикального перемещения и взаимной замены с витком 8. Перед началом работы устройство приводится в предстартовое положение. К индуктору 2 подводится электроэнергия. В витке 8 индуцируются токи 21 Наличие ще-. ли 9 во втором витке, являющемся наружным стартовым нагревателем, дает доступ магнитному полю индуктора к внут0 реннему стартовому нагревателю 6, в котором также индуцируются токи. Индукцированные токи нагревают стартовым нагревателем 6 и виток 8 высоких температур и от излучения стартовых

5 нагревателей разогревается нагреватель 5, который при 1200-1300°С становится электропроводным. Разогрев нагревателя 5 ведется практически без перепада температур между его внутренней и внешней поверхно0 стями. При толщинах стенки нагревателя 3- 4 мм и передаче тепла в толщу стенки с двух сторон, выравнивание температуры по всей толщине происходит быстрее, чем при наличии перепада температур между поверхно5 стями нагревателя 5. Поскольку в диапазоне температур 1000-1200°С материал нагревателя 5 имеет минимальную термостойкость, разогрев его без перепада температур сводит к минимуму возможность растрескива0 ния, что способствует повышению надежности и срока службы нагревателя. Быстрое выравнивание температуры по толщине стенки нагревателя 5 сокращает время его стартового разогрева. При

5 достижении нагревателем температуры близкой к 1200°С его проводимость увеличивается до 12,8 Ом м ив нем самом начинает индуцироваться электрический ток. После этого стартовый нагреватель 6 и ви0 ток 8 выводятся из индуктора. Наружный стартовый нагреватель - виток 8. замещается сменным пакетом 17 изоляции, а внутренний соответственно - кварцевой заготовкой 22. Нагреватель 5 греется в ин5 дукторе как проводник. Увеличивают напряжение на индукторе и доводят температуру нагревателя до заданной выше 2000°С, при которой производят вытяжку из заготовки 22 оптического волокна (на чертеже не пока0 за но).

Вывод устройства из рабочего состояния производят в обратном порядке. Выводят из нагревателя 5 заготовку 22 и сменный пакет 17 изоляции и замещают соответст5 венно внутренним и наружным стартовым нагревателями. Постепенно снижают напряжение на индукторе 2. Охлаждение осуществляют по программе, обеспечивающей остывание нагревателя 5 без теплоперепа- дов.

Формула изобретения

стартовый нагреватель снабжен цплиндри ческим витком из тугоплавкого электропроводного материала со сквозной щелью по образующей витка, расположенным между нагревателем и изоляцией

W

®цг1