光纤的拉丝装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光纤的拉丝装置，包括依次连接的卡盘、拉丝加热装置、第一测径装置、超声涂敷装置、第一固化装置、第二测径装置以及收纤装置；超声涂敷装置包括超声雾化罐、设置在超声雾化罐内的超声换能器、与超声换能器连接的超声波发生器、设置在超声雾化罐上的加热装置、设置在超声雾化罐下部的进气管，超声雾化罐上具有中心通孔，光纤从中心通孔中穿过，中心通孔的顶部还与抽风装置连接；超声换能器工作将超声雾化罐中的料液雾化，向进气管中通入惰性气体，开启抽风装置，雾化后的料液在抽风装置的作用下向中心通孔的顶部方向运动，从而对光纤进行涂敷。本发明专利技术为非接触式涂覆，既可涂敷极薄涂层，也可精确闭环控制涂敷层的厚度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
光纤的拉丝装置


[0001]本专利技术属于光纤制造的
，具体涉及一种光纤的拉丝装置。

技术介绍

[0002]光纤（Optical Fiber）的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外由纤芯、包层和涂敷层三部分组成，在不同的光纤中涂敷层可以是一层也可以是多层。其中纤芯和包层往往都是由不同折射率的石英材料组成，由于特殊的材料和结构设计使得光信号可以在光纤纤芯中稳定传输。石英光纤的主要制造过程包含预制棒的制备和拉丝。
[0003]预制棒的制备方法大体上可分为两类：一是管内法，包括改进的化学气相沉积法（MCVD）和等离子体化学气相沉积法（PCVD）；另一类是管外法，包括外部气相沉积法（OVD）和轴向气相沉积法（VAD）。而拉丝是指利用石墨加热炉或感应炉，将制备好的光纤预制棒加热至其熔融温度（一般2200℃左右），后在稳定的工艺条件下将预制棒拉制成直径符合要求的细小光纤，并保证光纤的芯/包直径比和折射率分布形式同原预制棒中一致，且光纤的纵向均匀性良好的工艺操作过程。
[0004]在将预制棒拉成细小的光纤后，为保证光纤的强度和长期使用的可靠性，还需要对石英裸光纤进行涂敷保护，涂敷工艺就是将拉制成的裸光纤表面先后涂敷上一层弹性模量较低的和较高的紫外固化涂敷材料。在工艺上，拉丝与涂敷是相互独立的两个工艺步骤；而在实际生产中，拉丝与涂敷是在一条垂直的生产线上一次性完成的。这条生产线就是光纤行业常见的拉丝设备
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拉丝塔。
[0005]现有的拉丝塔经过多年的发展与技术积累，已日臻完善，特别是通信光纤的拉丝塔，目前已能在3000m/min的拉丝速度下高速、稳定、低成本的连续生产了。但是，特种光纤种类较多，需求各异，而常规的通信光纤拉丝塔的设计及功能还远远不能满足特种光纤的各种需要，如涂敷外径超高精度的光纤、超薄涂敷层的光纤。究其原因，主要受通信光纤的具体涂敷过程决定的，在涂敷过程中裸光纤高速竖直的穿过涂敷模具的中心孔，而该涂敷模具中心孔被外部压入的涂料所完全填充，由此可见涂敷模具中心孔的直径很大程度上决定涂敷层的厚度。一般而言，通信光纤对涂敷层外径的要求比较宽松，正负几个微米即可。而特种光纤的不少应用中由于光纤只是一种原材料，后续需要将其加工成尺寸精度要求很高的传感器件，因此其对光纤外径的精度要求往往会达到正负零点几微米甚至更高。除此之外，涂敷模具的加工难度较高，尤其是小尺寸的涂敷模具，比如100微米的甚至更细的涂敷模具，且一旦涂敷模具确定了也就基本上只能拉制一种涂层规格尺寸的光纤了，难以满足特种光纤对多种规格光纤的灵活需要。除了上述原因，在涂敷过程中裸光纤和涂敷模具在本质上仍是接触式的，如果涂敷模具的内孔尺寸过于接近裸光纤的外表面，则在拉丝的过程中不免会造成光纤被涂敷模具擦伤，造成光纤强度的下降，因此这也决定了无法拉制极薄涂层的光纤。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种光纤的拉丝装置，该装置在涂层涂敷过程中可以实现非接触式涂敷，从而避免光纤被涂敷模具擦伤导致的光纤强度等性能下降，提升光纤的品质，并且不需要任何涂敷模具就能灵活拉制各种厚度特别是超薄涂层的光纤，而且还可以实现涂层厚度的精确闭环控制。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种光纤的拉丝装置，所述拉丝装置设置在预制棒馈送机构的下游，依次包括卡盘、拉丝加热装置、第一测径装置、超声涂敷装置、第一固化装置、第二测径装置以及收纤装置；其中，卡盘，其与所述馈送机构相连，用于引入待拉丝的预制棒；拉丝加热装置，其设置在卡盘的下游，用于对预制棒进行加热并拉丝成光纤；第一测径装置，其设置在拉丝加热装置的下游，用于对光纤进行测径；超声涂敷装置，其用于对光纤进行涂敷涂层，所述超声涂敷装置包括超声雾化罐、设置在超声雾化罐内的超声换能器、与超声换能器连接的超声波发生器、设置在超声雾化罐侧壁上的加热装置以及设置在超声雾化罐下部的进气管，所述超声雾化罐上具有中心通孔，光纤从中心通孔中穿过，中心通孔的顶部还与抽风装置连接；工作时，超声波发射器工作将超声信号传递给超声换能器从而将超声雾化罐中的料液雾化，同向进气管中通入惰性气体，并开启抽风装置，雾化后的料液在抽风装置的作用下向中心通孔的顶部方向运动，在运动的过程中对中心通孔中的光纤进行涂敷；第一固化装置，其设置在超声涂敷装置的下游，用于对超声涂敷装置涂敷后的光纤上的涂层进行固化；第二测径装置，其设置在超声雾化罐的下游，用于对涂敷后的光纤测径；以及收纤装置，其设置在第二测径装置的下游，用于对涂敷后的成品光纤进行缠绕收集。
[0008]进一步地，在所述超声雾化罐内还设置有雾化导流板，所述雾化导流板为倒漏斗形，其一端固定在中心通孔中，其另一端伸入至超声雾化罐内，雾化导流板位于超声雾化罐内的一端为截面随着远离抽风装置逐渐变大的喇叭形。
[0009]进一步地，所述超声雾化罐还与自动加料装置连接。
[0010]进一步地，所述自动加料装置包括控制装置以及与控制装置电连接的加料装置，所述控制装置包括控制器以及与控制器连接的液位感应器，所述液位感应器设置在超声雾化罐的底部，所述加料装置包括泵以及涂料罐，泵的输入端与涂料罐连通，泵的输出端与超声雾化罐连通，所述泵还与控制器电连接。
[0011]进一步地，所述第二测径装置、所述超声波发生器均与控制器电连接，其中，第二测径装置将监测到的光纤直径反馈至控制器，控制器将接收到的光纤直径与目标直径相比较，从而控制超声波发生器的功率大小。
[0012]进一步地，所述超声涂敷装置还包括回流储液罐，所述回流储液罐与所述超声雾化罐连通，用于收集超声雾化罐下端下落的涂料。
[0013]进一步地，所述拉丝加热装置为石墨加热炉，石墨加热炉工作时，向其内通入惰性气体。
[0014]进一步地，所述石墨加热炉工作时的加热温度不低于2000℃。
[0015]进一步地，还包括常规涂敷装置，所述常规涂敷装置包括依次设置在拉丝加热装置下游的第三测径装置、常规涂敷模具以及第二固化装置，其中，第二固化装置设置在第一测径装置的上游。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1）本专利技术采用超声涂敷的方式对拉丝后的光纤进行涂敷涂层，在涂敷过程中裸光纤和涂敷模具是非接触式的，因此在拉丝的过程中不会发生光纤被涂敷模具擦伤的情况，大大降低甚至可避免光纤强度等性能下降的概率并提升涂敷效果，从而可以拉制超薄精确厚度涂层的光纤；2）超声涂层装置不需要涂敷模具，大大降低了加工难度，也解决了现有技术中小尺寸的涂敷模具制备难度大、拉制光纤尺寸受限的问题，可以拉制各种尺寸精确厚度涂层的光纤；3）本专利技术通过控制器与超声波发生器、测径仪之间的信号交换，能够自动控制超声波发生器的功率，进而对光纤的外径尺寸进行精确的闭环控制。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的光纤拉丝装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的超声涂敷装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例制备的极薄具有精确厚度涂层的光纤。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤的拉丝装置，所述拉丝装置设置在预制棒馈送机构的下游，其特征在于，依次包括卡盘、拉丝加热装置、第一测径装置、超声涂敷装置、第一固化装置、第二测径装置以及收纤装置；其中，卡盘，其与所述馈送机构相连，用于引入待拉丝的预制棒；拉丝加热装置，其设置在卡盘的下游，用于对预制棒进行加热并拉丝成光纤；第一测径装置，其设置在拉丝加热装置的下游，用于对光纤进行测径；超声涂敷装置，其用于对光纤进行涂敷涂层，所述超声涂敷装置包括超声雾化罐、设置在超声雾化罐内的超声换能器、与超声换能器连接的超声波发生器、设置在超声雾化罐侧壁上的加热装置以及设置在超声雾化罐下部的进气管，所述超声雾化罐上具有中心通孔，光纤从中心通孔中穿过，中心通孔的顶部还与抽风装置连接；工作时，超声波发射器工作将超声信号传递给超声换能器从而将超声雾化罐中的料液雾化，同向进气管中通入惰性气体，并开启抽风装置，雾化后的料液在抽风装置的作用下向中心通孔的顶部方向运动，在运动的过程中对中心通孔中的光纤进行涂敷；第一固化装置，其设置在超声涂敷装置的下游，用于对超声涂敷装置涂敷后的光纤上的涂层进行固化；第二测径装置，其设置在超声雾化罐的下游，用于对涂敷后的光纤测径；以及收纤装置，其设置在第二测径装置的下游，用于卷集涂敷后的光纤。2.根据权利要求1所述的光纤的拉丝装置，其特征在于，在所述超声雾化罐内还设置有雾化导流板，所述雾化导流板为倒漏斗形，其一端固定在中心通孔中，其另一端伸入至超声雾化罐内，雾化导流板位于超声雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶海征，余倩卿，许银生，陆平，肖海燕，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：