Печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсннк
Соцналнстнчесина
Республик
С 03 В 37/09 тЬвударствеай кемитвт В.СФ.Р ае аалам изабретеака и етармей {23 ) Приоритет (53) УД1(666.189. .212 (088.8) Опубликовано 23.12.82. Бюллетень М 47 Дата опубликовани» описани» 23.12.82 О. Г. Лысенко, О. Г. Мартыненко и А. И. Жидович (72) Авторы . изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- . и массообмена им. А. В. Лыкова 1 Э у (71) Заявитель (54) ПЕЧЬ ДЛЯ ВЫТЯГИВАНИЯ ВОЛОКНА ИЗ ТУГОПЛАВКИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к области производства стекла и может быль использовано для вы тягивания .оптического волокна, например, из стекла. Известен ряд конструкций нагревательных аппаратов (печей) предназначенных для получения волоконной оптической нити, различающихся по источнику нагрева заготовки, а также ряду других конструктивных нриэнаков. Различия в конструктивных решениях обесне- О то чнвают необходимый температурный режим s зонах aarpesa заготовки и .вытяжки волокна, так как соблюдение температурного режима н скорости вытягивания нити в основном опре1$ деляют постоянство геометрических размеров волокна; Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаакому результату яв20 ляется печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов, преимущественно кварцевого стекла, включающая корпус в виде стакана из теплоизолирующего материала 1®. 2Недостатком известной печи является неустой чивость ее температурного режима. Возникающее в процессе работы печи температурное поле флуктуирует случайным образом во времени и не является симметричным относительно оси заготовки. Нарушение симметрии поля обусловлено рядом причин, к числу которых можно отнести разностенность тепловой изоляции, неоднородность состава материала теплоизолятора, несовершенство технологии . изготовления нагревателя..Флуктуации поля вызываются возникающими вследствие нагрева конвективными потоками в рабочей зоне. Эти причины приводят к искажению температурного поля s рабочей зоне, нарушению его симметрир и ухушпению качества вытягиваемого волокна. Целью изобретения является улучшение качества волокна эа счет создания симметричного поля распределения температуры в рабочей зоне. Поставленная цель достигается тем, что печь для вытягивания волокна нэ тугоплавких мате983088 3 риалов, преимущественно кварцевого стекла включающая корпус в виде стакана из теплоиэолирующего материала с входным и выход ным патрубками и нагреватель, размещенный внутри теплоизолирующего материала, снабжена 5 установленной соосно выходному патрубку каме. рои отсоса, которая выполнена в виде полого газопроницаемого цилиндра, причем площадь газопроннцаемой поверхности цилиндра больше площади сечения выходного патрубка. 10 На чертеже схематично представлена печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов. Печь состоит иэ корпуса 1 цилиндрической формы, выполненного из теплоизолирунлцего 15 1 материала, внутри которого размещен нагреватель 2. Со стороны подачи заготовки 3 корпус закрыт патрубком 4, а с противоположной стороны к корпусу прикреплен выходной патрубок S. Соосно выходному патрубку установлена камера 6 orcoca газа из печи. Она выполнена в виде газопроницаемого цилиндра, например, иэ пористого магериала, причем площадь, гаэопроницаемой поверхности цилиндра по крайней мере больше площади сечения выход- 25 ного патрубка. Снаружи цилиндр охвачен рубашкой о патрубком отсоса газа. Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения, прогрева печи и f выхода ее на стационарный режим, через отвер- зо стие во входном патрубке вводят. заготовку, нагревают ее, захватывают каплю расплава, и вытягивают волокно с расплавленного конца заготовки, наматывая его на барабан. Одновременно с выходом печи на стационарный режим включается отсос газа иэ камеры, Так как в 35 верхней части печи существует, зазор между заготовкой и входным патрубком, то в рабочей зоне печи устанавливается принудительное движение газа. Возникающая при нагреве конвек40 ция подавляется и искажения температурного поля сводятся к минимуму. Это положительно сказывается на качество волокна. Оценка эффективности предлагаемой печи была выполнена путем сравнения ее температур45 ного поля с полем известной печи. Для сравнения температурных полей был применен метод голографической интерферомет- рии с внеосевым опорным пучком с диффузным рассеивателем в рабочем пучке. Средняя скорость движения газа в печи с работающей камерой отсоса составляет <1 м/с. Интерференционные полосы отражают распределение температуры в выработочной зоне печи. Их ориентация показывает отсутствие осевой симметрии температурного поля в известной печи, а наличие двух и более центров говорит о существовании замкнутых областей циркуляции газа, перемещающихся в пространстве ф lIcчи слуайиым образом. Такие флуктуации связаны с возникновением свободной конвекциь в рабочем пространстве. Как известно, получение высококачественного волокна требует стабилизации температурного поля на поверхности заготовки с точностью до 1 С. Расшифровка ннтерферограмм показала, что колебания температуры превышают допустимые в 20 — 30 раз. Интерферограмма, пл>лученная при включенной камере отсоса характеризуется осесимметрнчным распределением температуры, которое. возникает вследствие подавления свободной конвекции за счет организаций направленного движения газа в выработочной зоне. Отклонения оси температурного распределения от геометрической оси печи в этом случае не превышает 1/20 диаметра печи. Таким образом, эта интерферограмма, доказывает, какое влияние оказывает работа камеры отсоса на стабилизацию температурного режима печи и связанное с ней качество волокна. При проведении процесса вытяжки волокна в атмосфере благородных газов камера отсоса может быть включена в замкнутый контур циркуляции газа. Это позволит сократить расход газа на проведение процесса Устройство допускает движение газа в рабочей зоне не только за счет отсоса, но и путем нагнетания через зту же камеру. При этом реализуется одно из двух направлений движения: совпадающее с преимущественным направлениеМ конвективных токов или направленное навстречу. В обоих случаях происходит симметризация поля температур. Камера отсоса при этом может быть установлена на входной патрубок .Печи. Отклонение коаксиального температурного поля от геометрической оси печи кажущееся, поскольку оно обусловлено неточностью настройки голографического интерферометра, возникающей из — за высокой температуры печи и быстрого нагревания и смещения держателей оптических элементов во время съемки. Формула изобретения Печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов, преимущественно кварцевого стекла, включающая корпус в виде стакана из теплоизолирующего материала с входным и выходным-патрубками и нагреватель, размещенный внутри теплоизолирующего материала, о r л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества волокна эа счет создания симметричного поля распределения температуры в рабочей зоне, она снабжена установленной Составитель И. Ильиных Техред М Корректор М н1ар л"н Редактор Г. Волкова аказ 9828/28 Подписное Тираж 508 ВНИИПИ Государственного: комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 9&3088 coocso выходному патрубку камерой отсоса, которая выполнена в виде цолого газопроницаемого цилиндра, причем площадь поверхности цилиндра болыпе площади сечения выходного патрубка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 560841, кл. С 03 В 37/025, 1975.
