帶有密封裝置的設備的製作方法

2023-06-05 22:17:21 1

專利名稱：帶有密封裝置的設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶有密封裝置的設備。在下文中，儘管應當意識到本實用新型還可以用於其它目的，仍參考用來加熱用於拉拔光纖的玻璃預成型件的設備通過舉例的方式來解釋本實用新型。
背景技術：
先前已知了一種用於加熱玻璃預成型件使得該玻璃預成型件可被拉拔成光纖的爐子。這種已知的爐子包括豎向中心孔以及環繞的加熱元件。玻璃預成型件從上方供給到該爐子中，並且同時該玻璃預成型件被加熱，從玻璃預成型件的已軟化的下端部可拉出光纖。為了確保拉拔纖維的性質是優良的，需要將爐子的內部與周圍環境密封隔開。在先前已知的爐子中，石墨環布置在爐子的頂端部處作為密封裝置。在這個方案中，石墨環的內直徑的尺寸設定成大致對應於玻璃預成型件的外直徑，而石墨環的外部部分沿著爐子的表面緊密布置。上述現有技術方案的缺點在於玻璃預成型件的橫截面形狀不是恆定的。實際上，玻璃預成型件的橫截面通常主要是圓形的；然而，由於在玻璃預成型件的製造過程中存在的實際問題，橫截面形狀和/或直徑在玻璃預成型件的某些部分處是可以變化的。由於下述情況這是有問題的在石墨環不能與玻璃預成型件的形狀有效地相符的情況下，這導致玻璃預成型件與石墨環之間的間隙增大；或者，可替代地，在玻璃預成型件的表面或者石墨環的表面由於玻璃預成型件的表面與石墨環的表面之間過度的接觸力而遭到破壞的情況下。另外，由於現有技術中的密封裝置方案，對於橫截面尺寸變化的玻璃預成型件，不可能簡單地使用單個爐子。作為替代，為了避免更改爐子，單個爐子實際上僅僅可用於具有預定橫截面尺寸的玻璃預成型件。

實用新型內容根據本實用新型的一個實施例的目的在於克服上面提到的缺點並且提供一種帶有新穎且有效的密封裝置的設備，這個目的通過一種設備來實現。本實用新型提供了一種設備，其特徵在於，所述設備包括密封裝置，所述密封裝置具有圍繞中心開口大致以環形配置布置的多個密封元件，每個密封元件包括朝向所述中心開口的密封表面，用於接納所述密封元件的部段的至少一個腔室，以及通向流體源的入口，所述入口用於為所述至少一個腔室供應流體以便產生超壓力，所述超壓力作用於所述密封元件的接納在所述至少一個腔室內的部段上，並且用於朝向所述中心開口按壓所述密封元件的所述密封表面且使所述密封表面朝向所述中心開口運動。密封裝置具有環繞中心開口大致以環形配置布置且帶有接納在「超壓」腔室內的部段的多個密封元件，該密封裝置使得可能獲得形成有效密封的方案。在這樣的方案中，腔室內的超壓力可使密封元件朝向中心開口運動，使得密封元件始終處於最佳的位置。優選地，所述密封元件具有彎曲的凹密封表面。優選地，所述密封裝置包括邊緣成形為彼此部分交疊的相鄰密封元件。優選地，所述密封裝置包括至少兩層彼此疊置的密封元件，使得上層的密封元件布置成與下層的至少兩個密封元件部分交疊。優選地，所述密封裝置包括至少兩層密封元件，和布置在所述至少兩層密封元件之間的冷卻元件，所述冷卻元件包括用於使冷卻流體經過所述冷卻元件的冷卻通道。優選地，第一層密封元件的密封表面的曲率半徑與第二層密封元件的密封表面的曲率半徑不同。優選地，所述設備包括爐子，所述爐子用於加熱玻璃預成型件以使得所述玻璃預成型件能被拉拔成光纖，所述爐子包括豎向中心孔以及環繞的加熱元件，以及所述密封裝置布置在所述爐子的頂部上，用於將所述爐子的內部與周圍環境密封隔開。優選地，至少所述密封元件的所述密封表面由石墨或玻璃製成。優選地，所述入口連接到惰性氣體源，以用於利用惰性氣體提供所述至少一個腔室中的超壓力，以及所述至少一個腔室和所述密封元件的由所述至少一個腔室接納的部段的尺寸相互設定成允許所述惰性氣體沿所述密封元件從所述至少一個腔室洩漏到所述中心開口內。優選地，所述設備包括用於按壓所述密封元件並且使所述密封元件運動離開所述中心開口的裝置。使用能單獨運動的多個密封元件使得可能獲得圍繞物體的有效密封，這是因為每個密封元件可與其它密封元件單獨地運動到精確的最優位置。因此，沿物體的整個外表面實現了有效密封。如果由於某些原因，物體不具有例如優選的圓形橫截面，則這不會影響密封效果。此外，如在物體具有較小直徑或較大直徑的情況下，當允許密封元件彼此獨立地運動到最優位置時，還可能補償直徑的可能變化。流體壓力的調整可用來增加或減小腔室中的超壓力，使得可調整密封元件的密封表面壓靠在物體的外表面上的力。通過這種調整，可在密封元件與物體之間獲得合適的接觸力，這確保物體的表面不會受到密封元件的破壞。

在下文中，參照附圖通過舉例的方式來更詳細地描述本實用新型，附圖中圖1示出了設備的第一實施例；圖2示出了設備的第二實施例；圖3示出了設備的第三實施例；圖4和圖5示出了設備的第四實施例；圖6示出了設備的第五實施例；以及圖7示出了設備的第六實施例。
具體實施方式
圖1示出了設備I的第一實施例。該設備包括環繞中心開口大致以環形配置布置的多個密封元件2。在圖1中的實施例中，細長物體3 (諸如玻璃的大致圓柱形物體)伸入中心開口內。該細長物體可以是玻璃預成型件，該玻璃預成型件通過圍繞豎向中心孔5布置的加熱元件4進行加熱。在這樣的用於加熱玻璃預成型件的爐子6中，玻璃預成型件被加熱直到可從玻璃預成型件的下端部拉拔出光纖7。為了確保光纖7的性質是優良的，需要確保爐子6的內部在光纖7拉拔過程中與周圍環境密封隔開。爐子的下部開口8通過使用惰性氣體與周圍環境密封隔開。在這個實例中，惰性氣體11經由布置在設備I的各個位置處的氣體入口 10供應到爐子中。由於密封元件2，大部分被引入的惰性氣體11將向下流動，使得由於惰性氣體11通過下部開口 8從爐子中流出而阻止空氣(例如位於爐子6周圍環境中的空氣)經由下部開口 8流入爐子中。可替代地，還可能使流動通過爐子的中心孔向上。在這種情況下，一種替代方案是在比圖1所示的位置低得多的位置處將惰性氣體引入中心孔中。在這種情況下，位於爐子上部的氣體入口將完全沒有必要。密封元件2被成形為具有伸入腔室13內的部段12的細長板。例如，至少密封元件2的密封表面15可由玻璃或石墨製成。根據具體實施，每個密封元件可具有自己的腔室，或者可替代地，多於一個密封元件2的部段12可以伸入單個腔室13中。流體經由入口 14被引入一個腔室13或多個腔室中。一種替代方案是使用與經由其它入口 10引入爐子6內部的惰性氣體相同的惰性氣體。在任何情況下，引入一個腔室13或多個腔室中的流體在該一個腔室或多個腔室中產生超壓力。因此，作用在密封元件2的位於所述腔室13中的部段12上的壓力高於周圍布置有密封元件2的中心開口處的壓力。因此，所述超壓力按壓密封元件2並且使密封元件2朝向中心開口運動，使得在圖1中的實例中，每個密封元件2的密封表面5與細長物體3 (也就是玻璃預成型件)接觸。使用能單獨運動的多個密封元件2使得可能獲得圍繞物體3的有效密封，這是因為每個密封元件可與其它密封元件單獨地運動到精確的最優位置。因此，沿物體的整個外表面實現了有效密封。如果由於某些原因，物體不具有例如優選的圓形橫截面，則這不會影響密封效果。此外，如在物體具有較小直徑或較大直徑的情況下，當允許密封元件彼此獨立地運動到最優位置時，還可能補償直徑的可能變化。流體壓力的調整可用來增加或減小腔室13中的超壓力，使得可調整密封元件的密封表面15壓靠在物體3的外表面上的力。通過這種調整，可在密封元件2與物體之間獲得合適的接觸力，這確保物體的表面不會受到密封元件的破壞。圖2示出了設備I'的第二實施例。圖2的設備非常類似於結合圖1說明的設備，因此圖2的實施例將主要參考這些實施例之間的區別進行說明。在圖2中，多個密封元件2和2'布置成超過兩層。實際上，圖2中層的數目為三。如已經結合圖1說明的那樣，每層具有密封元件2和2'以及腔室13。然而，在圖2中，在不同層的密封元件2和2'之間布置有冷卻元件。每個冷卻元件20'例如可以由圓環組成，其中布置有流體通道16'。冷卻流體可流經該流體通道16'，從而為設備I'提供充分冷卻。為了獲得有效密封，不同層的密封元件2和2'的密封表面可具有不同的曲率半徑。例如，第一層的最上面的密封元件2'具有半徑為Rl的彎曲的凹密封表面15'，第二層的密封元件2具有半徑為R2的彎曲的凹密封表面15，R2可以稍大於或小於R1。在這種情況下，如果具有半徑Rl的物體布置在周圍設有密封元件2和2'的中心開口內，通過第一層的密封元件2'獲得完全密封，這是因為它們的密封邊緣15'的曲率半徑與物體的半徑匹配。通過第二層的密封元件2獲得比完全密封稍差一些的密封，這是因為它們的半徑R2沒有與物體的半徑精確地匹配。然而，如果另一個半徑為R2的物體放置在中心開口中，則這種情況是相反的，這是因為通過第二層的密封元件2獲得完全密封，而通過第一層的密封元件2'獲得比完全密封稍差一些的密封。對在不同層中的密封元件的密封表面採用不同的曲率半徑因此可以更好地適應不同尺寸的物體。一般來說，將凹密封表面的曲率半徑選擇成稍大於物體的最大可能半徑通常是有利的。圖2還示出了一部分流體，在這種情況下，允許引入腔室13內的惰性氣體11沿著密封元件朝向密封元件2和2'所布置成的環形配置的中心開口洩漏。如果設備r例如用於密封如圖1所示的爐子6，則這是有利的，並且因此避免了空氣進入爐子的情形。在這種情況下，可避免由密封元件2和2'不能夠提供充分的氣密密封這樣的事實而引起的可能問題，這是因為在密封元件2和2'處引入的惰性氣體防止空氣經過密封元件進入爐子6的內部。因此，在頂部經由開口流出爐子6的惰性氣體防止空氣流入爐子中。圖3示出了設備I"的第三實施例。圖3中的設備非常類似於結合圖1和圖2說明的設備，因此圖3的實施例將主要參考這些實施例之間的區別進行說明。在圖3中，多個密封元件2"彼此疊置。每個密封元件2"可獨立於其它密封元件的運動而自由運動，使得其密封表面由於經由入口 14"和腔室13"作用在密封元件上的流體壓力而朝向中心開口運動，這些密封元件以環形配置圍繞中心開口布置。圖4和圖5示出了設備I"'的第四實施例。在這個實施例中，如圖5所示，兩個圓環形板17"'彼此疊置。為了簡單起見，在這些圖中僅示出了圓環形板17"'的四分之一。多個密封元件2"，布置在板17"，之間。如在圖4中能看到的，其中上板17"，被移走，用於接納密封元件2"，的部段的腔室13"，和用於使流體流到腔室13"，中的通道18"'設置在兩塊板17"'的內表面中。在圖4和圖5的實施例中，多個密封元件2"'以兩層彼此疊置，並且使得上層的密封元件2"，與下層的至少兩個密封元件2"，部分交疊。這減小了密封元件之間的間隙並因此減小了在密封元件2"，之間的邊界處的可能洩漏。圖6示出了設備的第五實施例。與圖4和圖5中的實施例類似，設有已經成形有腔室13""和通道18""的圓環形板17""(僅示出了板的四分之一)。然而，在圖6的實施例中，密封元件2""具有成形為彼此部分交疊的邊緣19""。相鄰密封元件2""的邊緣19""的這種階梯式形狀使得能夠在包括僅一層密封元件2""的方案中獲得改善的氣密性。因此，在布置在圖6示出的板17""頂部的配對板中不需要腔室、通道或密封元件。然而，自然可能在板17""頂部使用與圖6中示出的所述板相同的另一塊板17"'，在這種情況下，該另一塊板包括以與圖6示出的板17"，相結合使用方式類似的方式布置的腔室、密封元件和通道。圖7示出了設備的第六實施例。根據圖7的設備非常類似於先前說明的實施例，因此圖7的實施例將主要通過指出與其它實施例相比的區別來進行說明。圖7僅示出了布置在腔室中的僅一個密封元件。與先前的實施例一樣，通過經由入口 21將流體引入腔室中而在腔室內產生超壓力。這種流體壓力將按壓密封元件並且使密封元件朝向中心開口(換句話說，朝向圖7中的左側)運動。[0041]另外，圖7中的實施例包括用於按壓密封元件並且使密封元件運動離開中心開口的裝置22。在所示出的實例中，裝置22包括經由位於距入口 21 —段距離處的一個或多個側入口而將流體供應到腔室中的一根或多根管。在該位置處，已經形成臺肩23。通過裝置22引入的流體壓力因此作用在臺肩23上並試圖按壓密封元件並且使密封元件運動到圖7中的右側(換句話說，運動離開中心開口)。這樣的實施例使得可能調整按壓密封元件朝向布置在中心開口中的物體的力。在所示出的實例中，足以通過入口 21和裝置22相對於彼此調整流體壓力，從而獲得合適的力。例如可通過控制單元和閥進行這種調整。另外，一旦入口 21處的流體壓力被完全中斷，作用在臺肩23上的流體壓力將每個密封元件推動到它們的起始位置，也就是說，儘可能多地到圖7的右側。在上面的實例中，已經假設裝置22是將流體引入腔室內的管。然而，作為替代，也可以採用另一種類型的裝置22，例如彈性元件或彈簧。應當理解，上面的描述和附圖僅用來說明本實用新型。對於本領域技術人員來說顯而易見的是，在不偏離本實用新型範圍的情況下，本實用新型可進行變化和修改。
權利要求1.一種帶有密封裝置的設備，其特徵在於，所述密封裝置包括 圍繞中心開口大致以環形配置布置的多個密封元件(2、2』、2〃、2" '、2"")，每個密封元件包括朝向所述中心開口的密封表面(15、15』)， 用於接納所述密封元件(2、2』、2〃、2" '、2"")的部段(12)的至少一個腔室(13、13"')，以及 通向流體源的入口(14、14〃)，所述入口用於為所述至少一個腔室(13、13〃 ')供應流體以便產生超壓力，所述超壓力作用於所述密封元件的接納在所述至少一個腔室(13、13"，)內的部段(12)上，並且用於朝向所述中心開口按壓所述密封元件的所述密封表面且使所述密封表面朝向所述中心開口運動。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述密封元件(2、2』、2"、2"，、2"")具有彎曲的凹密封表面(15、15』)。
3.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述密封裝置包括邊緣(19"")成形為彼此部分交疊的相鄰密封元件(2"")。
4.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述密封裝置包括至少兩層彼此疊置的密封元件(2〃，)，使得上層的密封元件(2〃，)布置成與下層的至少兩個密封元件部分交疊。
5.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述密封裝置包括 至少兩層密封元件(2、2』)，和 布置在所述至少兩層密封元件(2、2』)之間的冷卻元件(20』)，所述冷卻元件(20』)包括用於使冷卻流體經過所述冷卻元件的冷卻通道(16)。
6.根據權利要求4或5所述的設備，其特徵在於，第一層密封元件(2』)的密封表面(15』 )的曲率半徑與第二層密封元件(2)的密封表面(15)的曲率半徑不同。
7.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於， 所述設備包括爐子(6)，所述爐子用於加熱玻璃預成型件(3)以使得所述玻璃預成型件能被拉拔成光纖(7)，所述爐子包括豎向中心孔(5)以及環繞的加熱元件(4)，以及 所述密封裝置布置在所述爐子(6)的頂部上，用於將所述爐子的內部(5)與周圍環境密封隔開。
8.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，至少所述密封元件(2、2』)的所述密封表面(15、15』 )由石墨或玻璃製成。
9.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述入口(14)連接到惰性氣體(11)源，以用於利用惰性氣體提供所述至少一個腔室(13)中的超壓力，以及 所述至少一個腔室(13)和所述密封元件(2、2』)的由所述至少一個腔室(13)接納的部段的尺寸相互設定成允許所述惰性氣體(11)沿所述密封元件從所述至少一個腔室洩漏到所述中心開口內。
10.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述設備包括用於按壓所述密封元件並且使所述密封元件運動離開所述中心開口的裝置(22)。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有密封裝置的設備。為了實現有效密封，該設備包括一種具有圍繞中心開口大致以環形配置布置的多個密封元件(2″″)的密封裝置。每個密封元件包括面向中心開口的密封表面。包括至少一個用於接納密封元件(2″″)的部段的腔室(13″″)。通向流體源的入口為至少一個腔室(13″″)供應流體以便產生超壓力，該超壓力作用在密封元件的接納在至少一個腔室(13″″)內的部段上，並且用於按壓密封元件的密封表面並且使所述密封表面朝向中心開口運動。
文檔編號F16J15/46GK202834089SQ201220296799
公開日2013年3月27日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年5月14日
發明者J·努梅拉, R·維德霍爾姆, T·庫特沃寧 申請人:耐斯隆公開公司