專利名稱：外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外徑波動、尤其是大尺寸外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法及配套裝置，屬于光纖加工制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光纖預(yù)制棒制造工藝的發(fā)展，光纖預(yù)制棒尺寸越來越大。目前，單根光纖預(yù)制棒拉絲長度可達(dá)350(T42(K)km，甚至8000km，這對提高光纖產(chǎn)能和降低光纖制造成本是非常有效的。然而，對于有些大尺寸預(yù)制棒，例如采用外部氣相沉積(OVD)工藝制造的多孔玻璃光纖預(yù)制棒，在經(jīng)過脫羥基加熱處理之后，會變成沿軸向外徑尺寸波動相對較大的透明預(yù)制棒。通常情況下，對于此類預(yù)制棒，需通過拉伸工藝將其拉制成尺寸較小，外徑比較均勻的預(yù)制棒，由于受拉絲加工設(shè)備對光纖預(yù)制棒長度的限制，當(dāng)預(yù)制棒被拉伸較長時往往需要將其截成幾段，這在一定程度上，減小了單根預(yù)制棒拉絲長度，增加了預(yù)制棒更換頻 率，從而降低了光纖產(chǎn)能并增加了光纖制造成本。在光纖拉絲加工時，為了保證拉絲質(zhì)量需要嚴(yán)格控制外界空氣進(jìn)入到拉絲爐內(nèi)腔，通常在拉絲爐爐口上端放置與預(yù)制棒外徑相匹配的玻璃環(huán)，使預(yù)制棒外徑與玻璃環(huán)之間保持盡可能小的間隙，同時在爐腔上端設(shè)置惰性氣體吹氣通道，從而防止外界空氣進(jìn)入爐腔，保證拉絲爐內(nèi)氣流的穩(wěn)定。然而對于外徑尺寸沿軸向波動較大的預(yù)制棒，預(yù)制棒與玻璃環(huán)之間的間隙將取決于預(yù)制棒本身外徑的變化，如果預(yù)制棒外徑較大處與玻璃環(huán)之間的間隙在可接受范圍內(nèi)，那么必然造成預(yù)制棒外徑較小處與玻璃件環(huán)之間的間隙過大，從而造成拉絲爐內(nèi)氣流紊舌L裸光纖外徑不能得到控制，隨著外界空氣不斷進(jìn)入拉絲爐，拉絲爐內(nèi)的石墨發(fā)熱體材料將會氧化，將嚴(yán)重影響其使用壽命，并影響光纖性能及強(qiáng)度。造成產(chǎn)品和加工設(shè)備雙重受損的不利后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種可適用于外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法及裝置，以提高光纖產(chǎn)能和降低光纖制造成本。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的拉絲方法技術(shù)方案為
將光纖預(yù)制棒放入拉絲爐進(jìn)行裝夾，使光纖預(yù)制棒后端與拉絲爐進(jìn)給機(jī)構(gòu)的卡盤相聯(lián)緊固，通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)將光纖預(yù)制棒調(diào)整到位，光纖預(yù)制棒的前端進(jìn)入拉絲爐發(fā)熱腔；
將惰性氣體輸送到拉絲爐發(fā)熱腔上部，以使惰性氣體和光纖預(yù)制棒相遇，并產(chǎn)生在拉絲爐發(fā)熱腔和光纖預(yù)制棒之間的間隙處流動的氣體；
通過發(fā)熱腔發(fā)熱軟化光纖預(yù)制棒的前端，從軟化的前錐端連續(xù)拉制出所需直徑的光
纖;
拉絲過程中，進(jìn)給機(jī)構(gòu)緩慢將光纖預(yù)制棒進(jìn)給進(jìn)入發(fā)熱腔，直至光纖預(yù)制棒的有效沉積尾端被拉制成光纖為止；
其特征在于在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置，拉絲過程中，光纖預(yù)制棒緊貼徑向密封可調(diào)裝置，使得光纖預(yù)制棒與徑向密封可調(diào)裝置之間的徑向間隙，即光纖預(yù)制棒外徑與徑向密封可調(diào)裝置密封孔徑之差保持在(TO. 2mm范圍。按上述方案，在光纖預(yù)制棒后端熔接小直徑延長棒，在小直徑延長棒下端與光纖預(yù)制棒的聯(lián)接處套裝輔助裝置，所述的輔助裝置包括上、下墊圈，在上、下墊圈之間夾墊石英棉密封墊，所述的上、下墊圈和石英棉密封墊的內(nèi)孔與小直徑延長棒相配置，上、下墊圈的外徑大于徑向密封可調(diào)裝置的孔徑，小直徑延長棒的上端作為光纖預(yù)制棒后端與拉絲爐進(jìn)給機(jī)構(gòu)的卡盤相聯(lián)緊固。按上述方案，所述的徑向密封可調(diào)裝置密封孔徑的變化隨光纖預(yù)制棒外徑的變化而同步變化，縮放量(最大密封孔徑與最小密封孔徑之差)為(Γ30 mm。本發(fā)明拉絲裝置的技術(shù)方案為包括有拉絲爐爐體，拉絲爐爐體中設(shè)置上下貫穿的發(fā)熱腔，發(fā)熱腔上端部設(shè)置惰性氣體吹氣通道，其特征在于在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置?！ぐ瓷鲜龇桨福龅膹较蛎芊饪烧{(diào)裝置包括安設(shè)在發(fā)熱腔上端爐口的底座，底座上端面設(shè)置環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽中安設(shè)石英棉密封墊圈，在底座上端配置壓蓋。按上述方案，所述的石英棉密封墊圈由石英棉條構(gòu)成，石英棉條密實充填于底座的環(huán)形凹槽。按上述方案，所述的底座和壓蓋由石英玻璃或陶瓷材料制成。按上述方案，所述的徑向密封可調(diào)裝置包括底座、伸縮密閉環(huán)和套筒，底座固定于發(fā)熱腔上端爐口，底座下端設(shè)置有環(huán)形冷卻水槽，底座上端設(shè)置環(huán)形凹腔，環(huán)形凹腔內(nèi)安設(shè)伸縮密閉環(huán)，在環(huán)形凹腔的上端安設(shè)套筒，由此形成內(nèi)側(cè)開口的環(huán)形凹腔，所述的環(huán)形凹腔與保護(hù)氣體管路相連。按上述方案，所述的伸縮密閉環(huán)由內(nèi)、外層伸縮環(huán)通過外周和內(nèi)周分別設(shè)置的滑槽和滑塊相互配置連接而成，所述的內(nèi)層伸縮環(huán)由多塊內(nèi)圓弧塊通過兩側(cè)的滑槽和滑塊相互拼接構(gòu)成，所述的外層伸縮環(huán)由多塊外圓弧塊相互拼接構(gòu)成，外伸縮環(huán)外周開設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽中安設(shè)有拉簧，使得外伸縮環(huán)緊密包繞內(nèi)伸縮環(huán)的外周，所述的內(nèi)、外伸縮環(huán)的軸向厚度相問。按上述方案，所述的內(nèi)圓弧塊和外圓弧塊沿周向內(nèi)、外交錯布設(shè)。按上述方案，所述的套筒下端設(shè)置外徑較大的端盤，端盤的上端面安設(shè)有壓盤。按上述方案，所述的底座為金屬底座，所述的伸縮密閉環(huán)為氮化硼伸縮密閉環(huán)，所述的套筒為石英玻璃套筒，所述的壓盤為金屬壓盤。本發(fā)明的有益效果在于1、通過在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置，使得外徑變化不均勻的大尺寸預(yù)制棒與徑向密封可調(diào)裝置之間的徑向間隙在拉絲進(jìn)給時始終保持在較小的可允許間隙范圍內(nèi)或趨于零，同時在爐腔上端設(shè)置惰性氣體吹氣通道，防止外界空氣進(jìn)入爐腔，保證拉絲爐內(nèi)氣流的穩(wěn)定，從而保證拉絲的質(zhì)量，解決了外徑波動、尤其是大尺寸外徑波動光纖預(yù)制棒無法直接拉絲加工的技術(shù)難題；2、簡化了拉絲加工的工序，光纖產(chǎn)能和加工效率得到進(jìn)一步提高，也提高了單根預(yù)制棒的拉絲長度，進(jìn)一步降低了光纖制造成本；3、與外界空氣的隔絕不僅可有效避免拉絲爐發(fā)熱腔中石墨發(fā)熱體材料的氧化，提高設(shè)備的有效使用壽命，而且由于可以有效阻止拉絲爐內(nèi)保護(hù)氣體的溢出，節(jié)省拉絲爐內(nèi)的保護(hù)氣體的用量。


圖I為本發(fā)明拉絲裝置一個實施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明拉絲裝置另一個實施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明一個實施例中氮化硼伸縮環(huán)正視結(jié)構(gòu)圖。圖4為氮化硼伸縮環(huán)內(nèi)、外圓弧塊放大結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明采用石英棉密封的大尺寸預(yù)制棒外徑波動分布圖。圖6為本發(fā)明采用石英棉密封的大尺寸預(yù)制棒所拉光纖包層直徑分布圖。圖7為本發(fā)明采用氮化硼伸縮環(huán)密封的預(yù)制棒外徑波動分布圖。 圖8為本發(fā)明采用氮化硼伸縮環(huán)密封的預(yù)制棒所拉光纖包層直徑分布圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實施例。實施例一
采用的拉絲裝置如圖I所示，包括有拉絲爐爐體1，拉絲爐爐體中設(shè)置上下貫穿的發(fā)熱腔，發(fā)熱腔上端部設(shè)置惰性氣體吹氣通道，在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置。所述的徑向密封可調(diào)裝置包括安設(shè)在發(fā)熱腔上端爐口的石英玻璃底座2，底座上端面設(shè)置環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽中安設(shè)石英棉密封墊圈3，所述的石英棉密封墊圈由石英棉條構(gòu)成，石英棉條密實充填于底座的環(huán)形凹槽，在底座上端配置石英玻璃壓蓋4。石英玻璃壓蓋內(nèi)端面設(shè)置凸臺與環(huán)形凹槽相配置。本實施例的加工對象如表I所列，表中O. D. Ave.為發(fā)熱腔的規(guī)格，O. D. Max為預(yù)制棒最大外徑，O. D. Min為預(yù)制棒最小外徑，O. D. Fluctuation為外徑波動量。表I.大;^寸預(yù)制棒^息___
O. D. Ave. O. D. Fluctuation O. D. Max O. D. Min 187mm 23mm197mm 174mm
針對表I中的預(yù)制棒，在光纖預(yù)制棒5后端懷接小直徑延長棒9，在小直徑延長棒下端與光纖預(yù)制棒的聯(lián)接處套裝輔助裝置，所述的輔助裝置包括上、下石英玻璃墊圈6、8，在上、下石英玻璃墊圈之間夾墊石英棉密封墊7，所述的上、下石英玻璃墊圈和石英棉密封墊的內(nèi)孔與小直徑延長棒相配置，上、下石英玻璃墊圈的外徑大于拉絲爐發(fā)熱腔孔徑，小直徑延長棒的上端作為光纖預(yù)制棒后端與拉絲爐進(jìn)給機(jī)構(gòu)的卡盤相聯(lián)緊固。光纖預(yù)制棒對中后前端進(jìn)入拉絲爐發(fā)熱腔，將惰性氣體輸送到拉絲爐發(fā)熱腔上部，以使惰性氣體和光纖預(yù)制棒相遇，并產(chǎn)生在拉絲爐發(fā)熱腔和光纖預(yù)制棒之間的間隙處流動的氣體；拉絲爐升溫，開始拉絲；進(jìn)給機(jī)構(gòu)緩慢將光纖預(yù)制棒進(jìn)給進(jìn)入發(fā)熱腔，直至光纖預(yù)制棒的有效沉積尾端被拉制成光纖為止。當(dāng)小直徑延長棒前端進(jìn)入發(fā)熱腔時，輔助裝置與石英玻璃壓蓋4貼合，石英棉密封墊7包覆小直徑延長棒外徑，確保尾部密封，使發(fā)熱腔與外界空氣隔絕。由于石英棉良好的耐溫密封效果，在整個拉絲過程中，裸光纖外徑波動可控制在125±0. 2μπι左右(如圖6所示)。實施例二
采用的拉絲裝置如圖2-4所示，包括有拉絲爐爐體1，拉絲爐爐體中設(shè)置上下貫穿的發(fā)熱腔，發(fā)熱腔上端部設(shè)置惰性氣體吹氣通道，在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置。所述的徑向密封可調(diào)裝置包括金屬底座13、氮化硼伸縮密閉環(huán)16和石英玻璃套筒17，金屬底座固定于發(fā)熱腔上端爐口，金屬底座下端設(shè)置有環(huán)形冷卻水槽14，底座上端設(shè)置環(huán)形凹腔，環(huán)形凹腔內(nèi)安設(shè)氮化硼伸縮密閉環(huán)，在環(huán)形凹腔的上端安設(shè)石英玻璃套筒，由此形成內(nèi)側(cè)開口的環(huán)形凹腔，所述的環(huán)形凹腔與保護(hù)氣體管路15相連通。所述的氮化硼伸縮密閉環(huán)由內(nèi)、外層氮化硼伸縮環(huán)通過外周和內(nèi)周分別設(shè)置的滑槽和滑塊相互配置連接而成，所述的內(nèi)層伸縮環(huán)由12塊氮化硼內(nèi)圓弧塊10通過兩側(cè)的滑槽和滑塊相互拼接構(gòu)成，每塊氮化硼內(nèi)圓弧塊一側(cè)設(shè)置一個滑塊，另一側(cè)設(shè)置一個滑槽，外周面上設(shè)置兩個滑槽，所述的外層伸縮環(huán)由11塊氮化硼外圓弧塊11和I塊氮化硼外圓連接弧塊12相互拼接構(gòu)成，每塊氮化硼外圓弧塊內(nèi)周面上設(shè)置兩個滑塊，與氮化硼內(nèi)圓弧塊外周面上設(shè)置兩個滑槽項配置，內(nèi)圓弧塊和外圓弧塊沿周向內(nèi)、外交錯布設(shè)，外伸縮環(huán)外周開設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽中安設(shè)有拉簧19，使得外伸縮環(huán)緊密包繞內(nèi)伸縮環(huán)的外周，所述的內(nèi)、外伸縮環(huán)的軸向厚度相同。所述的石英玻璃套筒下端設(shè)置外徑較大的端盤，端盤的上端面安設(shè)有金屬壓盤18。本實施例的加工對象如表2所示。表2.大尺f預(yù)制棒信,、___·
權(quán)利要求
1.一種外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法，將光纖預(yù)制棒放入拉絲爐進(jìn)行裝夾，使光纖預(yù)制棒后端與拉絲爐進(jìn)給機(jī)構(gòu)的卡盤相聯(lián)緊固，通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)將光纖預(yù)制棒調(diào)整到位，光纖預(yù)制棒的前端進(jìn)入拉絲爐發(fā)熱腔； 將惰性氣體輸送到拉絲爐發(fā)熱腔上部，以使惰性氣體和光纖預(yù)制棒相遇，并產(chǎn)生在拉絲爐發(fā)熱腔和光纖預(yù)制棒之間的間隙處流動的氣體； 通過發(fā)熱腔發(fā)熱軟化光纖預(yù)制棒的前端，從軟化的前錐端連續(xù)拉制出所需直徑的光纖; 拉絲過程中，進(jìn)給機(jī)構(gòu)緩慢將光纖預(yù)制棒進(jìn)給進(jìn)入發(fā)熱腔，直至光纖預(yù)制棒的有效沉積尾端被拉制成光纖為止； 其特征在于在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置，拉絲過程中，光纖預(yù)制棒緊貼徑向密封可調(diào)裝置，使得光纖預(yù)制棒與徑向密封可調(diào)裝置之間的徑向間隙，即光纖預(yù)制棒外徑與徑向密封可調(diào)裝置密封孔徑之差保持在(To. 2mm范圍。
2.按權(quán)利要求I所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法，其特征在于在光纖預(yù)制棒后端熔接小直徑延長棒，在小直徑延長棒下端與光纖預(yù)制棒的聯(lián)接處套裝輔助裝置，所述的輔助裝置包括上、下墊圈，在上、下墊圈之間夾墊石英棉密封墊，所述的上、下墊圈和石英棉密封墊的內(nèi)孔與小直徑延長棒相配置，上、下墊圈的外徑大于徑向密封可調(diào)裝置的孔徑，小直徑延長棒的上端作為光纖預(yù)制棒后端與拉絲爐進(jìn)給機(jī)構(gòu)的卡盤相聯(lián)緊固。
3.按權(quán)利要求I或2所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法，其特征在于所述的徑向密封可調(diào)裝置密封孔徑的變化隨光纖預(yù)制棒外徑的變化而同步變化，縮放量為(Γ30 mm。
4.一種外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于包括有拉絲爐爐體，拉絲爐爐體中設(shè)置上下貫穿的發(fā)熱腔，發(fā)熱腔上端部設(shè)置惰性氣體吹氣通道，其特征在于在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置。
5.按權(quán)利要求4所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的徑向密封可調(diào)裝置包括安設(shè)在發(fā)熱腔上端爐口的底座，底座上端面設(shè)置環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽中安設(shè)石英棉密封墊圈，在底座上端配置壓蓋。
6.按權(quán)利要求5所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的石英棉密封墊圈由石英棉條構(gòu)成，石英棉條密實充填于底座的環(huán)形凹槽。
7.按權(quán)利要求4或5所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的底座和壓蓋由石英玻璃或陶瓷材料制成。
8.按權(quán)利要求4所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的徑向密封可調(diào)裝置包括底座、伸縮密閉環(huán)和套筒，底座固定于發(fā)熱腔上端爐口，底座下端設(shè)置有環(huán)形冷卻水槽，底座上端設(shè)置環(huán)形凹腔，環(huán)形凹腔內(nèi)安設(shè)伸縮密閉環(huán)，在環(huán)形凹腔的上端安設(shè)套筒，由此形成內(nèi)側(cè)開口的環(huán)形凹腔，所述的環(huán)形凹腔與保護(hù)氣體管路相連。
9.按權(quán)利要求8所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的伸縮密閉環(huán)由內(nèi)、外層伸縮環(huán)通過外周和內(nèi)周分別設(shè)置的滑槽和滑塊相互配置連接而成，所述的內(nèi)層伸縮環(huán)由多塊內(nèi)圓弧塊通過兩側(cè)的滑槽和滑塊相互拼接構(gòu)成，所述的外層伸縮環(huán)由多塊外圓弧塊相互拼接構(gòu)成，外伸縮環(huán)外周開設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽中安設(shè)有拉簧，使得外伸縮環(huán)緊密包繞內(nèi)伸縮環(huán)的外周，所述的內(nèi)、外伸縮環(huán)的軸向厚度相同。
10.按權(quán)利要求9所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的內(nèi)圓弧塊和外圓弧塊沿周向內(nèi)、外交錯布設(shè)。
11.按權(quán)利要求8或9所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的套筒下端設(shè)置外徑較大的端盤，端盤的上端面安設(shè)有壓盤。
12.按權(quán)利要求11所述的外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲裝置，其特征在于所述的底座為金屬底座，所述的伸縮密閉環(huán)為氮化硼伸縮密閉環(huán)，所述的套筒為石英玻璃套筒，所述的壓盤為金屬壓盤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種外徑波動、尤其是大尺寸外徑波動光纖預(yù)制棒的拉絲方法及裝置，與現(xiàn)有拉絲方法的不同之處在于在拉絲爐發(fā)熱腔上端爐口設(shè)置徑向密封可調(diào)裝置，拉絲過程中，光纖預(yù)制棒緊貼徑向密封可調(diào)裝置，使得光纖預(yù)制棒與徑向密封可調(diào)裝置之間的徑向間隙，即光纖預(yù)制棒外徑與徑向密封可調(diào)裝置密封孔徑之差保持在0~0.2mm范圍。本發(fā)明使得外徑變化不均勻的大尺寸預(yù)制棒與徑向密封可調(diào)裝置之間的徑向間隙在拉絲進(jìn)給時始終保持在較小的可允許間隙范圍內(nèi)或趨于零，從而保證拉絲的質(zhì)量，解決了大尺寸外徑波動光纖預(yù)制棒無法直接拉絲加工的技術(shù)難題；光纖產(chǎn)能和加工效率得到進(jìn)一步提高，也提高了單根預(yù)制棒的拉絲長度，進(jìn)一步降低了光纖制造成本。
文檔編號C03B37/025GK102838275SQ201210308558
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者張振眾, 龍勝亞, 邱文斌, 張文俊, 李國巍, 黎紹平, 王瑞春 申請人:長飛光纖光纜有限公司