一种光纤拉丝冷却系统技术方案

本发明专利技术属于光纤加工技术领域，具体的说是一种光纤拉丝冷却系统，包括冷却模块，冷却模块包括水冷单元和/或气冷单元；本发明专利技术通过利用冷却水对冷却管体进行包围以及向冷却管体上的气体通道内通入氦气，以实现对穿过冷却管体的裸光纤进行冷却，使得裸光纤的温度低于70℃，从而使得裸光纤的温度接近涂料温度，避免由于裸光纤温度过高而影响涂覆性能，另外，通有氦气的冷却管体被冷却水包围，能够利用氦气降低冷却水的温度或利用冷却水降低氦气的温度，两者相辅相成，能够使得裸光纤表面的温度迅速降低，缩短了对裸光纤进行涂覆的时间，并提高了光纤拉丝速率，从而提高了光纤拉丝质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤拉丝冷却系统


[0001]本专利技术属于光纤加工
，具体的说是一种光纤拉丝冷却系统。

技术介绍

[0002]光纤通讯作为信息领域的代表，极大推动了人类向信息社会迈进的步伐；光纤按其本身材料的组成可分为石英光纤、多组分玻璃光纤、液芯光纤、塑料光纤、氟化物光纤和硫硒确化合物光纤等；
[0003]光纤的结构十分简单，其典型结构为一种细长多层同轴圆柱形实体复合纤维，自内向外为：纤芯(芯层)
→
包层
→
涂覆层(被覆层)；核心部分为纤芯和包层，它具有一定的芯包比和折射率分布，纤芯折射率较高，包层折射率较低，二者共同构成介质光波导，折射率差异会引起光在纤芯发生全内反射，形成对光信号的传导和约束，实现光在纤芯内的传输，所以又将二者构成的光纤称为裸光纤；涂覆层又称被覆层，是一层高分子涂层，主要对裸光纤提供机械保护，因裸光纤的主要成分为二氧化硅，是一种脆性易碎材料，抗弯曲性能差，韧性差，为提高光纤的微弯性能，需涂覆一层高分子涂层；
[0004]光纤制作流程如下：
[0005]1)将提纯且符合制作要求的原料制成预制棒；预制棒是一根加粗加大用于拉光纤(丝)的玻璃特种预制大棒，预制棒一般直径为几毫米至几十毫米(俗称光棒)，先进炉子所用的预制棒直径可达到200mm以上；
[0006]2)进行拉丝(即拉制光纤)，拉丝是将已经制得的光纤预制棒直径缩小，且保持芯包比和折射率分布不变的操作；另外，在裸纤拉成的同时，就给它涂上弹性涂料(被覆层)，以保护裸光纤；
[0007]当预制棒尖端热到一定程度时(一般为2000℃左右，棒体尖端的粘度降低，靠自身重量逐渐下垂并被夹持住，在牵引力的作用下克服玻璃的内摩擦力(粘度)拉制成等直径的裸光纤；此时，通过拉丝炉拉出来的裸光纤就包括了纤芯和包层；导光的部分是处于轴线上的实心纤芯，包层的作用是提供一个圆柱形的界面，以便把光线束缚在纤芯之中；被覆层是一种弹性耐磨的塑料材料，它增强了光纤的强度和柔软性；
[0008]在拉丝过程中，为防止光纤形成之后被急冷而造成高应力，光纤在出拉丝炉之后在退火炉内缓慢冷却，将应力逐渐释放，同时，在退火处理之后，光纤涂覆之前需要将其表面温度迅速降低至接近涂料温度，即小于70℃，否则会对涂覆材料的性能产生负面影响，从而影响光纤质量；但是，现有在对光纤拉丝制作中，其拉丝速度受到制约，导致光纤拉丝效率低，生产周期长，其主要原因在于裸光纤冷却不足，不能使得裸光纤在涂覆之前温度迅速降低，而延长了对裸光纤进行涂覆的时间，从而导致生产效率低；另外，光纤拉丝中冷却速率缓慢也会影响光纤拉丝质量；
[0009]因此，急需研究一款如何加大对裸光纤的冷却，提高光纤拉丝效率以及质量的光纤拉丝冷却系统。

技术实现思路

[0010]为了弥补现有技术的不足，解决现有的对裸光纤冷却不足，导致光纤拉丝效率低以及质量低的问题，本专利技术提出了一种光纤拉丝冷却系统。
[0011]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光纤拉丝冷却系统，包括：
[0012]冷却模块，所述冷却模块包括水冷单元和/或气冷单元；其中，
[0013]所述水冷单元包括装有冷却水的冷却箱以及贯穿冷却箱的冷却管体；所述冷却管体的两端位于冷却箱的外部，且冷却管体中部具有用于光纤通过的内腔；
[0014]所述气冷单元包括开设在冷却管体上的气体通道以及与气体通道连通的气源罐，气源罐用于向气体通道内通入气体，以实现对光纤的冷却。
[0015]具体的，所述冷却管体由外管以及内管组成，且所述气体通道包括一号螺旋通道、二号螺旋通道、环形通道以及一组设有单向阀的通道一组成；所述环形通道位于冷却管体的中部位置，环形通道分别与一号螺旋通道以及二号螺旋通道连通，且一号螺旋通道与二号螺旋通道处于环形通道的一端相互对应，另一端分别通过管道与气源罐连通，所述环形通道与通道一均连通，且通道一分别通过一号管与位于冷却箱外部的气体回收罐连通。
[0016]具体的，所述冷却管体的两端设置有静电消除器，通过静电消除器以消除光纤拉丝中产生的静电。
[0017]具体的，所述冷却箱外部设置有与冷却箱连通的冷却装置；所述冷却装置包括一组连通管、水泵以及设置有冷却机的储水箱；所述水泵、储水箱以及冷却箱分别通过连通管进行连通，以实现对冷却箱内的冷却水的循环流动冷却。
[0018]具体的，每个所述一号管的内壁上设置有一组一号挡板以及二号挡板；每个所述一号挡板与二号挡板交错设置，并分别安装在相对立的一号管的内壁上。
[0019]具体的，所述二号挡板的长度比一号挡板的长度长，且一号挡板以及二号挡板与一号管内壁间的夹角为30
‑
60
°
。
[0020]具体的，远离所述一号挡板以及二号挡板一侧的所述一号管内设置有封堵板；所述封堵板的中部开设有通孔，且通孔内设置有控制模块。
[0021]具体的，所述控制模块包括滑动安装在通孔内的滑板、与滑板连接的推板、对推板进行位置限定的支架以及连接在推板上的楔形块；所述楔形块通过弹簧与支架连接；所述推板上开设有T形槽，且支架滑动安装在T形槽内。
[0022]具体的，所述一号管的内壁上设有辅助模块；所述辅助模块包括端面与楔形块相配合的推杆以及一号板；所述推杆滑动安装在一号管上开设的一号槽内，且位于一号槽位置的推杆外圈上套设有截面为T型的滑动密封圈；位于所述一号管外部的推杆外圈上均匀安装有一号板，且一号板通过弹簧与一号管外壁连接。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024]1.本专利技术所述的一种光纤拉丝冷却系统，通过利用冷却水对冷却管体进行包围以及向冷却管体上的气体通道内通入氦气，以实现对穿过冷却管体的裸光纤进行冷却，使得裸光纤的温度低于70℃，从而使得裸光纤的温度接近涂料温度，避免由于裸光纤温度过高而影响涂覆性能，另外，通有氦气的冷却管体被冷却水包围，能够利用氦气降低冷却水的温度或利用冷却水降低氦气的温度，两者相辅相成，能够使得裸光纤表面的温度迅速降低，缩短了对裸光纤进行涂覆的时间，并提高了光纤拉丝速率，从而提高了光纤拉丝质量。
[0025]2.本专利技术所述的一种光纤拉丝冷却系统，通过将气体通道由一号螺旋通道、二号螺旋通道、环形通道以及通道一组成，将氦气分别自上而下通入到一号螺旋通道以及自下而上通入到二号螺旋通道中，延长了氦气的流动路径，增加了氦气对穿过冷却管体内腔中的裸光纤的冷却时间，进一步提高了对裸光纤的冷却效果。
[0026]3.本专利技术所述的一种光纤拉丝冷却系统，通过一号螺旋通道与二号螺旋通道的一端相互对应，使得自上至下以及自下至上的氦气进行对撞，可以使得一部分氦气反向流动一段距离后进入环形通道，进一步延长了氦气对穿过冷却管体内腔中的裸光纤的冷却效果。
附图说明
[0027]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0028]图1是本专利技术的立体图；
[0029]图2是本专利技术中水冷单元以及气冷单元的局部剖视图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：包括：冷却模块，所述冷却模块包括水冷单元(1)和/或气冷单元(2)；其中，所述水冷单元(1)包括装有冷却水的冷却箱(11)以及贯穿冷却箱(11)的冷却管体(12)；所述冷却管体(12)的两端位于冷却箱(11)的外部，且冷却管体(12)中部具有用于光纤通过的内腔(13)；所述气冷单元(2)包括开设在冷却管体(12)上的气体通道(21)以及与气体通道(21)连通的气源罐，气源罐用于向气体通道(21)内通入气体，以实现对光纤的冷却。2.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：所述冷却管体(12)由外管(121)以及内管(122)组成，且所述气体通道(21)包括一号螺旋通道(211)、二号螺旋通道(212)、环形通道(213)以及一组设有单向阀的通道一(214)组成；所述环形通道(213)位于冷却管体(12)的中部位置，环形通道(213)分别与一号螺旋通道(211)以及二号螺旋通道(212)连通，且一号螺旋通道(211)与二号螺旋通道(212)处于环形通道(213)的一端相互对应，另一端分别通过管道与气源罐连通，所述环形通道(213)与通道一(214)均连通，且通道一(214)分别通过一号管(3)与位于冷却箱(11)外部的气体回收罐连通。3.根据权利要求2所述的一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：所述冷却管体(12)的两端设置有静电消除器(4)，通过静电消除器(4)以消除光纤拉丝中产生的静电。4.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：所述冷却箱(11)外部设置有与冷却箱(11)连通的冷却装置(5)；所述冷却装置(5)包括一组连通管、水泵(51)以及设置有冷却机的储水箱(52)；所述水泵(51)、储水箱(52)以及冷却箱(11)分别通过连通管进行连通，以实现对冷却箱(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学超，常层，高骁，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：