專利名稱：一種高速拉制光纖的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，具體涉及一種高速拉制光纖的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著光纖通信的飛速發(fā)展，光纖的使用規(guī)模和制造規(guī)模不斷擴(kuò)大，光纖制造時(shí)逐漸采用大尺寸的光纖預(yù)制棒進(jìn)行高速拉制，能夠提升光纖的產(chǎn)能和生產(chǎn)效率，降低光纖的生產(chǎn)成本。隨著光纖通信競爭的日益激烈，眾多光纖廠家越來越重視光纖的產(chǎn)能和生產(chǎn)效率，因此，采用大尺寸的光纖預(yù)制棒高速拉制光纖已經(jīng)成為光纖制造發(fā)展中的必然趨勢。目前,采用大尺寸的光纖預(yù)制棒高速拉制光纖的拉制速度一般為1800m/min 2000m/min,當(dāng)光纖的拉制速度進(jìn)一步提升時(shí),光纖在拉制時(shí)會(huì)存在以下缺陷:光纖拉制時(shí)需要通過石墨高溫爐熔融拉絲，石墨高溫爐需要通入惰性氣體進(jìn)行保護(hù)，光纖預(yù)制棒的熔融體會(huì)因流動(dòng)速度過快而使得石墨高溫爐內(nèi)惰性氣體的溫度分布和氣流流動(dòng)發(fā)生紊亂。光纖拉制速度的提高還會(huì)使得光纖預(yù)制棒和光纖成型區(qū)的錐面發(fā)生變化，進(jìn)而使得石墨高溫爐內(nèi)的氣流走向發(fā)生改變、并形成不規(guī)則的紊流。石墨高溫爐內(nèi)的氣體流動(dòng)成為紊流，會(huì)使得石墨高溫內(nèi)光纖各個(gè)部分的溫度分布不夠均勻；各個(gè)部分的溫度分布不夠均勻的光纖在石墨高溫爐的成型區(qū)冷卻時(shí)，光纖各部分的直徑變化較大，光纖的徑向應(yīng)力難以對稱分布，因此，光纖容易自然彎曲。彎曲后的光纖難以平直放置，光纖的翹曲度會(huì)下降。光纖拉制速度的提高會(huì)給光纖涂層質(zhì)量的控制帶來較大的困難，當(dāng)光纖的拉制速度由1500m/min提升到2000m/min以上時(shí)，需要較多的光纖涂層固化爐來固化光纖的涂覆層。由于固化爐的數(shù)量較多，因此通過較多固化爐的光纖的溫度較高，高速運(yùn)行的光纖會(huì)吸附固化爐內(nèi)的空氣、較多的涂料揮發(fā)物和不完全燃燒產(chǎn)物等雜質(zhì)。帶有雜質(zhì)光纖在涂覆的過程中，光纖攜帶的雜質(zhì)越來越多，帶有雜質(zhì)的光纖經(jīng)過張力輪、牽引輪、導(dǎo)向輪和收絲筒時(shí)，光纖的雜質(zhì)會(huì)污染張力輪、牽引輪、導(dǎo)向輪和收絲筒，一旦卷繞光纖的收絲筒受到污染，卷繞于收絲筒上的光纖的質(zhì)量就會(huì)下降。 高速運(yùn)動(dòng)的光纖經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪時(shí)，光纖具有一定的離心力。離心力的計(jì)算公式為:F = mv2/r，其中:F為離心力，m為與轉(zhuǎn)向輪接觸的光纖質(zhì)量，v為光纖的線速度(即拉制速度)，r為轉(zhuǎn)向輪的半徑。由于光纖的質(zhì)量m和轉(zhuǎn)向輪的半徑r均不變，因此光纖的拉制速度V越大，光纖的離心力F越大。一般情況下，當(dāng)光纖的拉制速度從1000m/min提高到1600m/min時(shí)，拉制速度為1600m/min的光纖的離心力是拉制速度為1000m/min的光纖的2.56倍；進(jìn)一步，當(dāng)光纖的拉制速度從1000m/min提高到2000m/min時(shí)，拉制速度為2000m/min的光纖的離心力是拉制速度為1000m/min的光纖的4倍。從理論上分析，當(dāng)光纖的拉制速度從1000m/min提高到2500m/min時(shí)，拉制速度為2500m/min的光纖的離心力是拉制速度為1000m/min的光纖的6倍以上，但是在實(shí)際情況中，即使光纖的拉制速度達(dá)到2500m/min，由于光纖經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向輪為光纖行徑路線的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，因此光纖經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生的離心力使光纖產(chǎn)生強(qiáng)烈抖動(dòng)，光纖抖動(dòng)后會(huì)偏離正確的行徑路線，從而降低。
綜上所述，采用大尺寸光纖預(yù)制棒進(jìn)行高速拉制，光纖各部分直徑的變化差異較大，光纖的翹曲度容易下降，難以保證光纖的涂覆質(zhì)量和光纖自身的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高速拉制光纖的裝置及方法，拉制光纖的速度能夠達(dá)到2500m/min，還能控制光纖直徑的精度，光纖各部分直徑的變化差異較小，光纖的翹曲度比較穩(wěn)定，能夠保證光纖的涂覆質(zhì)量和光纖自身的質(zhì)量。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種高速拉制光纖的裝置，包括從上至下設(shè)置的吊棒機(jī)構(gòu)、熔融機(jī)構(gòu)、直徑測試儀、內(nèi)部填充有冷卻氣體的冷卻裝置、第一涂覆器、第一涂層固化爐、第二涂覆器、第二涂層固化爐和轉(zhuǎn)向輪，所述轉(zhuǎn)向輪的左上方或右上方設(shè)置有牽引輪，所述牽引輪的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪的底部設(shè)置有收絲筒，所述吊棒機(jī)構(gòu)與熔融機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有石英套環(huán)，所述石英套環(huán)的外徑與待拉制的光纖預(yù)制棒的外徑相同，石英套環(huán)的內(nèi)徑與光纖預(yù)制棒頂部的尾棒的外徑匹配；所述熔融機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)置有加熱溫度為1200°C 1500°C的預(yù)熱機(jī)構(gòu)，預(yù)熱機(jī)構(gòu)的加熱區(qū)域的長度與熔融機(jī)構(gòu)的加熱區(qū)域的長度的比值為0.5 2.0 ;熔融機(jī)構(gòu)的底部設(shè)置有加熱溫度為1200°C 1800°C的退火機(jī)構(gòu)，退火機(jī)構(gòu)的加熱區(qū)域的長度與熔融機(jī)構(gòu)的加熱區(qū)域的長度的比值為0.5
2.0 ;所述第一涂層固化爐與第二涂覆器之間設(shè)置有第一冷卻管，所述第二涂層固化爐與轉(zhuǎn)向輪之間設(shè)置有第二冷卻管和至少一個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪，所述穩(wěn)定導(dǎo)輪位于第二冷卻管的下方，第一冷卻管的內(nèi)部和第二冷卻管的內(nèi)部均填充有小分子氣體。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述石英套環(huán)的底部向上凹陷。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述穩(wěn)定導(dǎo)輪的數(shù)量為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪錯(cuò)開設(shè)置于第二冷卻管縱向中軸線的兩側(cè)。在上述技術(shù)方案的 基礎(chǔ)上，所述冷卻裝置的橫截面為環(huán)形，其內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間設(shè)置有夾層，所述夾層內(nèi)填充有水。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,所述小分子氣體為氦氣、氮?dú)饣蚝馀c氮?dú)饣旌系臍怏w。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一涂覆器的內(nèi)部和第二涂覆器的內(nèi)部均填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一冷卻管的側(cè)壁和第二冷卻管的側(cè)壁均開有排煙管道。本發(fā)明提供的基于上述裝置的高速拉制光纖的方法，其特征在于，包括以下步驟:
A、將光纖預(yù)制棒頂部的尾棒穿過石英套環(huán)，將尾棒的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)的底部；B、光纖預(yù)制棒和套有石英套環(huán)的尾棒以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，光纖預(yù)制棒和套有石英套環(huán)的尾棒依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)、熔融機(jī)構(gòu)和退火機(jī)構(gòu)；將預(yù)熱機(jī)構(gòu)的溫度設(shè)定為1200°C 1500°C，對光纖預(yù)制棒和尾棒進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)的溫度設(shè)定為1800°C 2300°C，對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒和尾棒進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖；將退火機(jī)構(gòu)(8)的溫度設(shè)定為1200°C 1800°C，對光纖進(jìn)行退火；C、直徑測試儀對退火之后的光纖進(jìn)行直徑測試；冷卻裝置內(nèi)部的冷卻氣體對光纖進(jìn)行冷卻；D、第一涂覆器對冷卻后的光纖進(jìn)行第一次涂覆，形成第一涂覆層，第一涂層固化爐對第一涂覆層進(jìn)行固化，第一冷卻管內(nèi)的小分子氣體對光纖進(jìn)行除雜和冷卻；第二涂覆器對光纖進(jìn)行第二次涂覆，第一涂覆層外部形成第二涂覆層，第二涂層固化爐對第二涂覆層進(jìn)行固化，第二冷卻管內(nèi)的小分子氣體對光纖進(jìn)行二次除雜和二次冷卻；E、二次除雜和二次冷卻后的光纖經(jīng)過穩(wěn)定導(dǎo)輪,光纖在穩(wěn)定導(dǎo)輪上轉(zhuǎn)動(dòng),穩(wěn)定導(dǎo)輪對光纖進(jìn)行軌跡校正；軌跡校正后的光纖依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪、牽引輪、導(dǎo)向輪和收絲筒，轉(zhuǎn)向輪帶動(dòng)光纖轉(zhuǎn)向牽引輪，牽引輪將光纖牽引至導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪將光纖導(dǎo)向至收絲筒，收絲筒對光纖進(jìn)行收絲。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟B中熔融拉絲的過程為:將熔融機(jī)構(gòu)的溫度設(shè)定為2100°C 2300°C，對光纖預(yù)制棒的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)的溫度設(shè)定為1900°C 2100°C，對光纖預(yù)制棒和尾棒進(jìn)行熔融拉絲，將熔融機(jī)構(gòu)的溫度設(shè)定為1800°C 1900 0C，對尾棒的頂部進(jìn)行熔融拉絲。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光纖的拉制速度為2200 2500m/min，拉制出的光纖的翹曲度在20以上，光纖的直徑精度控制在±0.5μπι以內(nèi)，光纖的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差在2 μ m以內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:(1)本發(fā)明的熔融機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)置有加熱溫度為1200°C 1500°C的預(yù)熱機(jī)構(gòu)，熔融機(jī)構(gòu)的底部設(shè)置有加熱溫度為1200°C 1800°C的退火機(jī)構(gòu)。拉制光纖時(shí)，預(yù)熱機(jī)構(gòu)對光纖預(yù)制棒進(jìn)行預(yù)熱，熔融機(jī)構(gòu)對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖，退火機(jī)構(gòu)對光纖進(jìn)行退火。高速運(yùn)動(dòng)的光纖預(yù)制棒在熔融拉絲之前預(yù)熱，能夠緩慢提升光纖預(yù)制棒的溫度，光纖預(yù)制棒在預(yù)熱的過程中能夠逐漸適應(yīng)熔融拉絲時(shí)的溫度；光纖預(yù)制棒熔融拉絲形成光纖后，溫度過高的光纖在退火的過程中能夠緩慢的降低光纖的溫度，光纖能夠緩慢冷卻。光纖預(yù)制棒熔融拉絲之前的預(yù)熱過程和光纖的退火過程均能夠使得高速運(yùn)動(dòng)的光纖內(nèi)的應(yīng)力分布比較均勻，進(jìn)而使得光纖的徑向應(yīng)力能夠?qū)ΨQ分布，光纖自然放置時(shí)能夠保持平直，光纖的翹曲度比較穩(wěn)定，難以下降。光纖預(yù)制棒預(yù)熱、熔融拉絲形成的光纖立即進(jìn)行退火。預(yù)熱、熔融拉絲和退火連續(xù)進(jìn)行，連續(xù)預(yù)熱、熔融拉絲和退火不僅可以有效的控制高速拉制狀態(tài)下的大尺寸光纖預(yù)制棒自身溫度分布的流線，而且使得預(yù)熱機(jī)構(gòu)、熔融機(jī)構(gòu)和退火機(jī)構(gòu)內(nèi)的氣流穩(wěn)定，能控制光纖直徑的精度。(2)本發(fā)明包括石英套環(huán)，拉制光纖時(shí)，光纖預(yù)制棒頂部的尾棒穿過石英套環(huán)，石英套環(huán)的內(nèi)徑與尾棒的直徑相匹配，尾棒在預(yù)熱和熔融拉絲的過程中能夠與石英套環(huán)固定，尾棒與石英套環(huán)之間不易發(fā)生位移，能夠保證光纖的質(zhì)量；由于石英套環(huán)的外徑與光纖預(yù)制棒的外徑相同，因此套有石英套環(huán)的尾棒在預(yù)熱和熔融拉絲的過程中，外部套有石英套環(huán)的尾棒與光纖預(yù)制棒的直徑相同，難以擾動(dòng)套預(yù)熱機(jī)構(gòu)或熔融機(jī)構(gòu)內(nèi)部的氣流。光纖預(yù)制棒和尾棒在預(yù)熱和熔融拉絲的過程中受熱均勻，因此，能控制熔融拉絲后的光纖直徑的精度。(3)本發(fā)明的第一涂層固化爐與第二涂覆器之間設(shè)置有第一冷卻管，第二涂層固化爐與轉(zhuǎn)向輪之間設(shè)置有第二冷卻管，第一冷卻管的內(nèi)部和第二冷卻管的內(nèi)部均填充有小分子氣體。第一冷卻管內(nèi)的小分子氣體能夠光纖進(jìn)行除雜和冷卻，除雜后的光纖經(jīng)過第二涂覆器涂覆時(shí)避免因雜質(zhì)產(chǎn)生氣泡，能夠保證光纖的涂覆質(zhì)量；第二冷卻管內(nèi)的小分子氣體對光纖進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，經(jīng)第一冷卻管和第二冷卻管除雜后的光纖比較干凈，不易污染導(dǎo)向輪、牽引輪和收絲筒，能夠保證光纖的質(zhì)量。(4)本發(fā)明的第二冷卻管的下方設(shè)置有至少一個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪，穩(wěn)定導(dǎo)輪能夠?qū)饫w進(jìn)行軌跡校正，光纖在三個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪上高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的離心力能夠降低光纖高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)，光纖難以偏離正確的運(yùn)行路徑，光纖的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差穩(wěn)定，能夠保證高速拉制光纖時(shí)的光纖涂覆質(zhì)量。(5)與目前拉制速度一般為1800m/min 2000m/min相比，本發(fā)明拉制光纖的速度能夠達(dá)到2200 2500m/min，同時(shí)能夠保證光纖的涂覆質(zhì)量；拉制出的光纖的翹曲度在20以上，光纖的直徑精度控制在±0.5μπι以內(nèi)，光纖的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差在2 μ m以內(nèi)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的拉制光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中石英套環(huán)的縱截面示意圖。圖中:1-吊棒機(jī)構(gòu)，2-尾棒，3-石英套環(huán)，4-光纖預(yù)制棒，5-光纖，6-預(yù)熱機(jī)構(gòu)，7-熔融機(jī)構(gòu)，8-退火機(jī)構(gòu)，9-直徑 測試儀，10-冷卻裝置，11-第一涂覆器，12-第一涂層固化爐，13-第一冷卻管，14-第二涂覆器，15-第二涂層固化爐，16-第二冷卻管，17-穩(wěn)定導(dǎo)輪，18-轉(zhuǎn)向輪，19-牽引輪，20-導(dǎo)向輪，21-收絲筒。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高速拉制光纖的裝置，包括從上至下設(shè)置的吊棒機(jī)構(gòu)1、石英套環(huán)3、預(yù)熱機(jī)構(gòu)6、熔融機(jī)構(gòu)7、退火機(jī)構(gòu)8、非接觸式直徑測試儀9、冷卻裝置10、第一涂覆器11、第一涂層固化爐12、第一冷卻管13、第二涂覆器14、第二涂層固化爐15、第二冷卻管16、至少一個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪17、轉(zhuǎn)向輪18，轉(zhuǎn)向輪18的右上方設(shè)置有牽引輪19，牽引輪19的右側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向輪20，導(dǎo)向輪20的底部設(shè)置有收絲筒21。在實(shí)際應(yīng)用中，牽引輪19還可設(shè)置于轉(zhuǎn)向輪18的左上方，此時(shí)導(dǎo)向輪20設(shè)置于牽引輪19的左側(cè)。參見圖1所示，石英套環(huán)3的外徑與待拉制的光纖預(yù)制棒4的外徑相同，石英套環(huán)3的內(nèi)徑與光纖預(yù)制棒4頂部的尾棒2的外徑匹配，參見圖2所示，石英套環(huán)3的底部向上凹陷。拉制光纖預(yù)制棒4時(shí)，石英套環(huán)3套在尾棒2外部，由于光纖預(yù)制棒4和尾棒2的連接之處向上凸起，因此底部向上凹陷的石英套環(huán)3能夠與光纖預(yù)制棒4、尾棒2緊密契合。為了描述方便，假設(shè)預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的加熱區(qū)域的長度為a，熔融機(jī)構(gòu)7的加熱區(qū)域的長度為b，退火機(jī)構(gòu)8的加熱區(qū)域的長度為C，預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的加熱溫度為1200°C 1500°C，a:b的值為0.5 2.0 ;退火機(jī)構(gòu)8的加熱溫度為1200。。 1800°C,c:b的值為0.5 2.0。第一涂覆器11的內(nèi)部和第二涂覆器14的內(nèi)部均填充有高分子氣體，高分子氣體為氬氣與二氧化碳混合的氣體，高分子氣體可以以氬氣為主，也可以二氧化碳為主。第一冷卻管13的側(cè)壁和第二冷卻管16的側(cè)壁均開有排煙管道。第一冷卻管13的內(nèi)部和第二冷卻管16的內(nèi)部均填充有小分子氣體,小分子氣體可以為氦氣、氮?dú)饣蚝馀c氮?dú)饣旌系臍怏w。冷卻裝置10的橫截面為環(huán)形，其內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間設(shè)置有夾層，夾層內(nèi)填充有水，冷卻裝置10的內(nèi)部填充有冷卻氣體，冷卻氣體為氦氣和氮?dú)饣旌系臍怏w，光纖的拉制速度較高時(shí)(拉制速度在2200m/min以上)，冷卻氣體以氦氣為主，光纖的拉制速度較低時(shí)(拉制速度在2000m/min以下)，冷卻氣體以氮?dú)鉃橹?。在?shí)際應(yīng)用中，穩(wěn)定導(dǎo)輪17的數(shù)量根據(jù)用戶不同的需求選擇，穩(wěn)定導(dǎo)輪17的數(shù)量為至少一個(gè)，穩(wěn)定導(dǎo)輪17的數(shù)量為至少兩個(gè)時(shí)，例如三個(gè)，參見圖1所示，三個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪17交錯(cuò)設(shè)置于第二排煙管16縱向中心線的兩側(cè)。在上述裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種高速拉制光纖的方法，包括以下步驟:S1:參見圖1所示，將光纖預(yù)制棒4頂部的尾棒2穿過石英套環(huán)3，石英套環(huán)3與尾棒2頂部之間留有一端距離，將尾棒2的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)I的底部。S2:光纖預(yù)制棒4和套有石英套環(huán)3的尾棒2以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)6、熔融機(jī)構(gòu)7和退火機(jī)構(gòu)8，a:b的值為0.5 2.0，c:b的值為0.5
2.0。將預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的溫度設(shè)定為1200°C 1500°C，對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1800°C 2300°C，對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖5，熔融拉絲的具體過程為:將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為2100°C 2300°C，對光纖預(yù)制棒4的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1900°C 2100°C，對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1800°C 1900°C，對尾棒2的頂部進(jìn)行熔融拉絲；將退火機(jī)構(gòu)8的溫度設(shè)定為1200°C 1800°C，對光纖5進(jìn)行退火。S3:退火之后的光纖5以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過直徑測試儀9，直徑測試儀9對光纖5進(jìn)行直徑測試，以確定光纖5的直徑。S4:直徑確定后的光纖5以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過冷卻裝置10，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體對 光纖5進(jìn)行冷卻，冷卻裝置10夾層內(nèi)的水對冷卻裝置10自身降溫。S5:冷卻后的光纖5以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過第一涂覆器11、第一涂層固化爐12、第一冷卻管13、第二涂覆器14、第二涂層固化爐15和第二冷卻管16，第一涂覆器11對光纖5進(jìn)行第一次涂覆，光纖5的外側(cè)壁形成第一涂覆層，第一涂層固化爐12對第一涂覆層進(jìn)行固化；第一冷卻管13內(nèi)的小分子氣體對光纖5進(jìn)行除雜和冷卻，小分子氣體除去光纖5自身的雜質(zhì)(例如預(yù)熱、熔融拉絲或冷卻時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)物、灰塵、不完全燃燒物等)，第一冷卻管13的排煙通道排出混有雜質(zhì)的小分子氣體；第二涂覆器14對光纖5進(jìn)行第二次涂覆，在第一涂覆層外部形成第二涂覆層；第二涂層固化爐15對第二涂覆層進(jìn)行固化；第二冷卻管16內(nèi)的小分子氣體對光纖5進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，小分子氣體能夠除去光纖5自身的雜質(zhì)，第二冷卻管16的排煙通道排出混有雜質(zhì)的小分子氣體。S6:二次除雜和二次冷卻后的光纖5以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過穩(wěn)定導(dǎo)輪17，光纖5在穩(wěn)定導(dǎo)輪17上轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定導(dǎo)輪17對光纖5進(jìn)行軌跡校正。S7:軌跡校正后的光纖5以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪18、牽引輪19、導(dǎo)向輪20和收絲筒21，轉(zhuǎn)向輪18帶動(dòng)光纖5轉(zhuǎn)向牽引輪19，牽引輪19將光纖5牽引至導(dǎo)向輪20，導(dǎo)向輪20將光纖5導(dǎo)向至收絲筒21，收絲筒21對光纖5進(jìn)行收絲。經(jīng)上述方法拉制出的光纖5的翹曲度在20以上，光纖5的直徑精度控制在±0.5 μ m以內(nèi)，光纖5的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差在2μηι以內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例的工作原理詳細(xì)闡述如下:
由于石英套環(huán)3的內(nèi)徑與尾棒2的直徑相匹配，因此尾棒2在預(yù)熱和熔融拉絲的過程中與石英套環(huán)3固定在一起，尾棒2與石英套環(huán)3之間不易發(fā)生位移，能夠保證光纖5的質(zhì)量；由于石英套環(huán)3的外徑與光纖預(yù)制棒4的外徑相同，因此在預(yù)熱和熔融拉絲的過程中，套有石英套環(huán)3的尾棒2不易擾動(dòng)預(yù)熱機(jī)構(gòu)6或熔融機(jī)構(gòu)7內(nèi)部的氣流，光纖預(yù)制棒4和尾棒2受熱均勻，能夠控制熔融拉絲后的光纖5的直徑精度。在熔融拉絲之前預(yù)熱高速運(yùn)動(dòng)的光纖預(yù)制棒4，能夠緩慢提升光纖預(yù)制棒4的溫度，光纖預(yù)制棒4在預(yù)熱的過程中能夠逐漸適應(yīng)熔融拉絲時(shí)的溫度；光纖預(yù)制棒4熔融拉絲形成光纖5后退火能夠緩慢的降低光纖5的溫度，溫度過高的光纖5在退火的過程中能夠緩慢冷卻。光纖預(yù)制棒4熔融拉絲之前的預(yù)熱過程和光纖5的退火過程均能夠使得高速運(yùn)動(dòng)的光纖5內(nèi)的應(yīng)力分布比較均勻，光纖5的翹曲度比較穩(wěn)定。預(yù)熱機(jī)構(gòu)6位于熔融機(jī)構(gòu)7的頂部，二者緊密結(jié)合，預(yù)熱機(jī)構(gòu)6和熔融機(jī)構(gòu)7不易受到外界的溫度干擾。為了在預(yù)熱過程中緩慢提升光纖預(yù)制棒4的溫度，a從理論上來說越長越好，但是高溫爐內(nèi)的空間有限，因此a不宜太長。經(jīng)研究和試驗(yàn)得出，a:b的值為0.5
2.0時(shí)，光纖的性能較好；a:b < 0.5時(shí)，預(yù)熱效果較差，此時(shí)如需保證光纖5的性能，則需要降低光纖5的拉制速度、或者減小光纖預(yù)制棒4的直徑；a:b > 0.5時(shí)，預(yù)熱效果也不會(huì)好太多。因此，a:b的值為0.5 2.0時(shí)，預(yù)熱效果不僅較好，而且能夠充分利用高溫爐內(nèi)的空間。 熔融機(jī)構(gòu)7與其底部的退火機(jī)構(gòu)8緊密結(jié)合，光纖預(yù)制棒4熔融拉絲行成光纖5后，退火機(jī)構(gòu)8立即對成型的光纖5進(jìn)行退火，熔融機(jī)構(gòu)7和退火機(jī)構(gòu)8不易受到外界溫度干擾。在退火的過程中，光纖5的溫度緩慢降低，光纖5由高溫熔融拉絲態(tài)向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，光纖5內(nèi)不同熔點(diǎn)的材料相互之間的界面應(yīng)力較小。為了減小光纖5內(nèi)不同熔點(diǎn)的材料相互之間的界面應(yīng)力，保證光纖5的翹曲度、光衰減等性能，退火機(jī)構(gòu)8的加熱區(qū)域的長度c從理論上說應(yīng)該越長越好，但是高溫爐內(nèi)的空間有限，因此c不宜太長。經(jīng)研究和試驗(yàn)得出，C:b的值為0.5 2.0時(shí)，退火效果比較穩(wěn)定；c:b < 0.5 2.0時(shí)，退火效果較差，此時(shí)如需保證光纖5的性能，則需要降低光纖5的拉制速度、或者降低光纖預(yù)制棒4的直徑。c:b > 0.5時(shí)，退火效果也不會(huì)好太多。因此，c:b的值為0.5 2.0時(shí)，不僅退火效果較好，而且能夠充分利用高溫爐內(nèi)的空間。第一涂覆器11內(nèi)的高分子氣體能夠防止較多的空氣進(jìn)入第一涂覆器11，能夠保證經(jīng)第一涂覆器11涂覆的光纖5的質(zhì)量；第一冷卻管13內(nèi)的小分子氣體對光纖5除雜的同時(shí)還能夠再次冷卻光纖5，除雜后的光纖5經(jīng)過第二涂覆器14時(shí)可避免因雜質(zhì)產(chǎn)生氣泡，能夠保證光纖5的涂覆質(zhì)量。第二涂覆器14內(nèi)的高分子氣體能夠防止較多的空氣進(jìn)入第二涂覆器14，能夠保證了經(jīng)第一涂覆器14涂覆的光纖5的質(zhì)量；第二冷卻管16內(nèi)的小分子氣體對光纖5進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，經(jīng)二次除雜和二次冷卻后的光纖5比較干凈，能夠保證光纖5的質(zhì)量。光纖5在穩(wěn)定導(dǎo)輪17上高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的離心力能夠降低光纖5高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)，光纖5難以偏離運(yùn)行路徑，能夠穩(wěn)定控制光纖5的涂包同心度，涂包同心度是第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差；高速(2200 2500m/min)拉制光纖5的涂包同心度與低速(1500 2200m/min)拉制光纖5的涂包同心度基本相同，能夠保證光纖5的質(zhì)量。當(dāng)光纖5的拉制速度提升時(shí)，光纖5的離心力將會(huì)變大，光纖5偏離原有運(yùn)行軌跡的趨勢更加明顯，此時(shí)所需的穩(wěn)定導(dǎo)輪7的數(shù)量較多(例如兩個(gè)或三個(gè))，以保證光纖5偏離原有運(yùn)行軌跡后，穩(wěn)定導(dǎo)輪7能夠?qū)饫w5進(jìn)行軌跡校正，避免光纖5出現(xiàn)周期性的偏移現(xiàn)象，使光纖5能夠穩(wěn)定運(yùn)行。第一冷卻管13和第二冷卻管16對光纖5除雜后，光纖5在牽引輪19牽引拉制的過程中、以及收絲筒21收絲的過程中均比較干凈，能夠保證光纖5的質(zhì)量。下面通過4個(gè)實(shí)施例具體說明本發(fā)明高速拉制光纖的方法。實(shí)施例1:選取直徑為150mm的光纖預(yù)制棒4,直徑為60mm的尾棒2,拉制速度為2200m/min。將光纖預(yù)制棒4頂部的尾棒2穿過石英套環(huán)3，石英套環(huán)3的內(nèi)徑為62_，外徑21為150mm ;將尾棒2的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)I的底部。光纖預(yù)制棒4和套有石英套環(huán)3的尾棒2以2200m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)6、熔融機(jī)構(gòu)7和退火機(jī)構(gòu)8，a:b的值為1.0, c:b的值為1.0 ;將預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的溫度設(shè)定為1350°C,預(yù)熱機(jī)構(gòu)6對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1850°C 2200°C，熔融機(jī)構(gòu)7對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖5，熔融拉絲的具體過程為:將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為2200°C，對光纖預(yù)制棒4的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1000°C，對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1850°C，對尾棒2的頂部進(jìn)行熔融拉絲；將退火機(jī)構(gòu)8的溫度設(shè)定為1300°C 1600°C，對光纖5進(jìn)行退火，退火機(jī)構(gòu)8的初始溫度(拉絲開始階段)為1600°C，結(jié)束溫度為(拉絲結(jié)束段)為1300°C。退火之后的光纖5以2200m/min的速度運(yùn)動(dòng),直徑測試儀9對退火之后的光纖5進(jìn)行直徑測試，確定光纖5的直徑；直徑確定后的光纖5經(jīng)過冷卻裝置10，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體對光纖5進(jìn)行冷卻，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體為氦氣和氮?dú)饣旌系臍怏w，其中以氦氣為主。冷卻氣體的冷卻效果較強(qiáng)，能夠有效降低拉制速度為2200m/min的光纖5表面的溫度，實(shí)現(xiàn)良好的涂敷。第一涂覆器11對冷卻后的光纖5進(jìn)行第一次涂覆，形成第一涂覆層，第一涂覆器11的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以二氧化碳為主；第一涂層固化爐12第一涂覆層進(jìn)行固化。第一冷卻管13內(nèi)的氦氣對光纖5進(jìn)行除雜和冷卻，第一冷卻管13的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氦氣；第二涂覆器14對第一次涂覆后的光纖5進(jìn)行第二次涂覆，第一涂覆層外部形成第二涂覆層，第二涂覆器14的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以二氧化碳為主；第二涂層固化爐15對光纖5的第二涂覆層進(jìn)行固化。第二冷卻管16內(nèi)的氦氣對光纖5進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，第二冷卻管16的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氦氣。二次除雜和二次冷卻的光纖5以2200m/min的速度運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪17，光纖5在穩(wěn)定導(dǎo)輪17上轉(zhuǎn)動(dòng),穩(wěn)定導(dǎo)輪17對光纖5進(jìn)行軌跡校正。軌跡校正后的光纖5以2200m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪18、牽引輪19、導(dǎo)向輪20和收絲筒21，轉(zhuǎn)向輪18帶動(dòng)光纖5轉(zhuǎn)向牽引輪19,牽引輪19將光纖5牽引至導(dǎo)向輪20,導(dǎo)向輪20將光纖5導(dǎo)向至收絲筒21，收絲筒21對光纖5進(jìn)行收絲。實(shí)施例1中拉制出的光纖5的翹曲度為35，光纖5包層的直徑控制精度為125±0.3 μ m,光纖5的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差為1.8 μ m。 實(shí)施例2:選取直徑為120mm的光纖預(yù)制棒4,直徑為50mm的尾棒2,拉制速度為2300m/min。將光纖預(yù)制棒4頂部的尾棒2穿過石英套環(huán)3，石英套環(huán)3的內(nèi)徑為52_，外徑21為120mm ;將尾棒2的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)I的底部。光纖預(yù)制棒4和套有石英套環(huán)3的尾棒2以2300m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)6、熔融機(jī)構(gòu)7和退火機(jī)構(gòu)8，a:b的值為
0.5, c:b的值為0.5 ;將預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的溫度設(shè)定為1200°C,預(yù)熱機(jī)構(gòu)6對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1800°C 2100°C，熔融機(jī)構(gòu)7對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖5，熔融拉絲的具體過程為:將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為2100°C，對光纖預(yù)制棒4的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1900°C，對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1800°C，對尾棒2的頂部進(jìn)行熔融拉絲；將退火機(jī)構(gòu)8的溫度設(shè)定為1200°C 1500°C，對光纖5進(jìn)行退火，退火機(jī)構(gòu)8的初始溫度(拉絲開始階段)為1500°C，結(jié)束溫度為(拉絲結(jié)束段)為1200°C。退火之后的光纖5以2300m/min的速度運(yùn)動(dòng),直徑測試儀9對退火之后的光纖5進(jìn)行直徑測試，確定光纖5的直徑；直徑確定后的光纖5經(jīng)過冷卻裝置10，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體對光纖5進(jìn)行冷卻，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體為氦氣和氮?dú)饣旌系臍怏w，其中以氦氣為主。冷卻氣體的冷卻效果較強(qiáng)，能夠有效降低拉制速度為2300m/min的光纖5表面的溫度，實(shí)現(xiàn)良好的涂敷。第一涂覆器11對冷卻后的光纖5進(jìn)行第一次涂覆，形成第一涂覆層，第一涂覆器11的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以氬氣為主；第一涂層固化爐12第一涂覆層進(jìn)行固化。第一冷卻管13內(nèi)的氮?dú)馀c氦氣混合的氣體對光纖5進(jìn)行除雜和冷卻，第一冷卻管13的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氣體；第二涂覆器14對第一次涂覆后的光纖5進(jìn)行第二次涂覆，第一涂覆 層外部形成第二涂覆層，第二涂覆器14的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以氬氣為主；第二涂層固化爐15對光纖5的第二涂覆層進(jìn)行固化。第二冷卻管16內(nèi)的氮?dú)馀c氦氣混合的氣體對光纖5進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，第二冷卻管16的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氣體。二次除雜的光纖5以2300m/min的速度運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪17,光纖5在穩(wěn)定導(dǎo)輪17上轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定導(dǎo)輪17對光纖5進(jìn)行軌跡校正。軌跡校正后的光纖5以2300m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪18、牽引輪19、導(dǎo)向輪20和收絲筒21，轉(zhuǎn)向輪18帶動(dòng)光纖5轉(zhuǎn)向牽引輪19，牽引輪19將光纖5牽引至導(dǎo)向輪20，導(dǎo)向輪20將光纖5導(dǎo)向至收絲筒21，收絲筒21對光纖5進(jìn)行收絲。實(shí)施例2中拉制出的光纖5的翹曲度為60，光纖5包層的直徑控制精度為125±0.2 μ m,光纖5的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差為1.5 μ m。實(shí)施例3:選取直徑為150mm的光纖預(yù)制棒4,直徑為60mm的尾棒2，拉制速度為2400m/mino將光纖預(yù)制棒4頂部的尾棒2穿過石英套環(huán)3，石英套環(huán)3的內(nèi)徑為62mm，外徑21為150mm ;將尾棒2的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)I的底部。光纖預(yù)制棒4和套有石英套環(huán)3的尾棒2以2400m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)6、熔融機(jī)構(gòu)7和退火機(jī)構(gòu)8，a:b的值為
1.0, c:b的值為1.0 ;將預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的溫度設(shè)定為1350°C,預(yù)熱機(jī)構(gòu)6對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1850°C 2200°C，熔融機(jī)構(gòu)7對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖5，熔融拉絲的具體過程為:將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為2200°C，對光纖預(yù)制棒4的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1000°C，對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1850°C，對尾棒2的頂部進(jìn)行熔融拉絲；將退火機(jī)構(gòu)8的溫度設(shè)定為1300°C 1600°C，對光纖5進(jìn)行退火，退火機(jī)構(gòu)8的初始溫度(拉絲開始階段)為1600°C，結(jié)束溫度為(拉絲結(jié)束段)為1300°C。退火之后的光纖5以2400m/min的速度運(yùn)動(dòng),直徑測試儀9對退火之后的光纖5進(jìn)行直徑測試，確定光纖5的直徑；直徑確定后的光纖5經(jīng)過冷卻裝置10，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體對光纖5進(jìn)行冷卻，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體為氦氣和氮?dú)饣旌系臍怏w，其中以氦氣為主。冷卻氣體的冷卻效果較強(qiáng)，能夠有效降低拉制速度為2400m/min的光纖5表面的溫度，實(shí)現(xiàn)良好的涂敷。第一涂覆器11對冷卻后的光纖5進(jìn)行第一次涂覆，形成第一涂覆層，第一涂覆器11的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以二氧化碳為主；第一涂層固化爐12第一涂覆層進(jìn)行固化。第一冷卻管13內(nèi)的氦氣對光纖5進(jìn)行除雜和冷卻，第一冷卻管13的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氦氣；第二涂覆器14對第一次涂覆后的光纖5進(jìn)行第二次涂覆，第一涂覆層外部形成第二涂覆層，第二涂覆器14的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以二氧化碳為主；第二涂層固化爐15對光纖5的第二涂覆層進(jìn)行固化。第二冷卻管16內(nèi)的氦氣對光纖5進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，第二冷卻管16的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氦氣。二次除雜和二次冷卻的光纖5以2400m/min的速度運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪17，光纖5在穩(wěn)定導(dǎo)輪17上轉(zhuǎn)動(dòng),穩(wěn)定導(dǎo)輪17對光纖5進(jìn)行軌跡校正。軌跡校正后的光纖5以2400m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪18、牽引輪19、導(dǎo)向輪20和收絲筒21，轉(zhuǎn)向輪18帶動(dòng)光纖5轉(zhuǎn)向牽引輪19,牽引輪19將光纖5牽引至導(dǎo)向輪20,導(dǎo)向輪20將光纖5導(dǎo)向至收絲筒21，收絲筒21對光纖5進(jìn)行收絲。實(shí)施例3中拉制出的光纖5的翹曲度為38，光纖5包層的直徑控制精度為125±0.2 μ m，光纖5的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差為1.7μπι。

實(shí)施例4:選取直徑為200mm的光纖預(yù)制棒4,直徑為60mm的尾棒2,拉制速度為2500m/mino將光纖預(yù)制棒4頂部的尾棒2穿過石英套環(huán)3，石英套環(huán)3的內(nèi)徑為62_，外徑21為200_ ;將尾棒2的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)I的底部。光纖預(yù)制棒4和套有石英套環(huán)3的尾棒2以2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)6、熔融機(jī)構(gòu)7和退火機(jī)構(gòu)8，a:b的值為
1.0, c:b的值為1.0 ;將預(yù)熱機(jī)構(gòu)6的溫度設(shè)定為1500°C,預(yù)熱機(jī)構(gòu)6對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1900°C 2300°C，熔融機(jī)構(gòu)7對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖5，熔融拉絲的具體過程為:將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為2300°C，對光纖預(yù)制棒4的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為2100°C，對光纖預(yù)制棒4和尾棒2進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)7的溫度設(shè)定為1900°C，對尾棒2的頂部進(jìn)行熔融拉絲；將退火機(jī)構(gòu)8的溫度設(shè)定為1500°C 1800°C，對光纖5進(jìn)行退火，退火機(jī)構(gòu)8的初始溫度(拉絲開始階段)為1800°C，結(jié)束溫度為(拉絲結(jié)束段)為1500°C。退火之后的光纖5以2500m/min的速度運(yùn)動(dòng),直徑測試儀9對退火之后的光纖5進(jìn)行直徑測試，確定光纖5的直徑；直徑確定后的光纖5經(jīng)過冷卻裝置10，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體對光纖5進(jìn)行冷卻，冷卻裝置10內(nèi)部的冷卻氣體為氦氣和氮?dú)饣旌系臍怏w，其中以氦氣為主。冷卻氣體的冷卻效果較強(qiáng)，能夠有效降低拉制速度為2500m/min的光纖5表面的溫度，實(shí)現(xiàn)良好的涂敷。第一涂覆器11對冷卻后的光纖5進(jìn)行第一次涂覆，形成第一涂覆層，第一涂覆器11的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以二氧化碳為主；第一涂層固化爐12第一涂覆層進(jìn)行固化。第一冷卻管13內(nèi)的氦氣對光纖5進(jìn)行除雜和冷卻，第一冷卻管13的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氦氣；第二涂覆器14對第一次涂覆后的光纖5進(jìn)行第二次涂覆，第一涂覆層外部形成第二涂覆層，第二涂覆器14的內(nèi)部填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體，其中以二氧化碳為主；第二涂層固化爐15對光纖5的第二涂覆層進(jìn)行固化。第二冷卻管16內(nèi)的氦氣對光纖5進(jìn)行二次除雜和二次冷卻，第二冷卻管16的排煙通道排出混有雜質(zhì)的氦氣。二次除雜和二次冷卻的光纖5以2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過三個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪17，光纖5在穩(wěn)定導(dǎo)輪17上轉(zhuǎn)動(dòng),穩(wěn)定導(dǎo)輪17對光纖5進(jìn)行軌跡校正。軌跡校正后的光纖5以2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪18、牽引輪19、導(dǎo)向輪20和收絲筒21，轉(zhuǎn)向輪18帶動(dòng)光纖5轉(zhuǎn)向牽引輪19,牽引輪19將光纖5牽引至導(dǎo)向輪20,導(dǎo)向輪20將光纖5導(dǎo)向至收絲筒21，收絲筒21對光纖5進(jìn)行收絲。實(shí)施例4中拉制出的光纖5的翹曲度為20，光纖5包層的直徑控制精度為125±0.50 μ m,光纖5 的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差為2 μ m。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種高速拉制光纖的裝置，包括從上至下設(shè)置的吊棒機(jī)構(gòu)(I)、熔融機(jī)構(gòu)(7)、直徑測試儀(9)、內(nèi)部填充有冷卻氣體的冷卻裝置(10)、第一涂覆器(11)、第一涂層固化爐(12)、第二涂覆器(14)、第二涂層固化爐(15)和轉(zhuǎn)向輪(18)，所述轉(zhuǎn)向輪(18)的左上方或右上方設(shè)置有牽引輪(19)，所述牽引輪(19)的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向輪(20)，所述導(dǎo)向輪(20)的底部設(shè)置有收絲筒(21)，其特征在于:所述吊棒機(jī)構(gòu)(I)與熔融機(jī)構(gòu)(7)之間設(shè)置有石英套環(huán)(3)，所述石英套環(huán)(3)的外徑與待拉制的光纖預(yù)制棒(4)的外徑相同，石英套環(huán)(3)的內(nèi)徑與光纖預(yù)制棒(4)頂部的尾棒(2)的外徑匹配； 所述熔融機(jī)構(gòu)(7)的頂部設(shè)置有加熱溫度為1200°C 1500°C的預(yù)熱機(jī)構(gòu)(6)，預(yù)熱機(jī)構(gòu)(6)的加熱區(qū)域的長度與熔融機(jī)構(gòu)(7)的加熱區(qū)域的長度的比值為0.5 2.0 ;熔融機(jī)構(gòu)(7)的底部設(shè)置有加熱溫度為1200°C 1800°C的退火機(jī)構(gòu)(8)，退火機(jī)構(gòu)(8)的加熱區(qū)域的長度與熔融機(jī)構(gòu)(7)的加熱區(qū)域的長度的比值為0.5 2.0 ; 所述第一涂層固化爐(12)與第二涂覆器(14)之間設(shè)置有第一冷卻管(13)，所述第二涂層固化爐(15)與轉(zhuǎn)向輪(18)之間設(shè)置有第二冷卻管(16)和至少一個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪(17)，所述穩(wěn)定導(dǎo)輪(17)位于第二冷卻管(16)的下方，第一冷卻管(13)的內(nèi)部和第二冷卻管(16)的內(nèi)部均填充有小分子氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的高速拉制光纖的裝置，其特征在于:所述石英套環(huán)(3)的底部向上凹陷。
3.如權(quán)利要求1所述的高速拉制光纖的裝置，其特征在于:所述穩(wěn)定導(dǎo)輪(17)的數(shù)量為至少兩個(gè)，至少兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)輪(17)錯(cuò)開設(shè)置于第二冷卻管(16)縱向中軸線的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的 高速拉制光纖的裝置，其特征在于:所述冷卻裝置(10)的橫截面為環(huán)形，其內(nèi)側(cè)壁與外側(cè)壁之間設(shè)置有夾層，所述夾層內(nèi)填充有水。
5.如權(quán)利要求1所述的高速拉制光纖的裝置，其特征在于:所述小分子氣體為氦氣、氮?dú)饣蚝馀c氮?dú)饣旌系臍怏w。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的高速拉制光纖的裝置，其特征在于:所述第一涂覆器(11)的內(nèi)部和第二涂覆器(14)的內(nèi)部均填充有氬氣與二氧化碳混合的氣體。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的高速拉制光纖的裝置，其特征在于:所述第一冷卻管(13)的側(cè)壁和第二冷卻管(16)的側(cè)壁均開有排煙管道。
8.一種基于權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述裝置的高速拉制光纖的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、將光纖預(yù)制棒(4)頂部的尾棒(2)穿過石英套環(huán)(3)，將尾棒(2)的頂端懸掛在吊棒機(jī)構(gòu)(I)的底部； B、光纖預(yù)制棒(4)和套有石英套環(huán)(3)的尾棒(2)以2200 2500m/min的速度運(yùn)動(dòng)，光纖預(yù)制棒(4)和套有石英套環(huán)(3)的尾棒(2)依次經(jīng)過預(yù)熱機(jī)構(gòu)(6)、熔融機(jī)構(gòu)(7)和退火機(jī)構(gòu)(8);將預(yù)熱機(jī)構(gòu)(6)的溫度設(shè)定為1200°C 1500°C，對光纖預(yù)制棒(4)和尾棒(2)進(jìn)行預(yù)熱；將熔融機(jī)構(gòu)(7)的溫度設(shè)定為1800°C 2300°C，對預(yù)熱后的光纖預(yù)制棒(4)和尾棒(2)進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖(5);將退火機(jī)構(gòu)(8)的溫度設(shè)定為1200°C 1800°C，對光纖(5)進(jìn)行退火； C、直徑測試儀(9)對退火之后的光纖(5)進(jìn)行直徑測試；冷卻裝置(10)內(nèi)部的冷卻氣體對光纖(5 )進(jìn)行冷卻；D、第一涂覆器(11)對冷卻后的光纖(5)進(jìn)行第一次涂覆，形成第一涂覆層，第一涂層固化爐(12)對第一涂覆層進(jìn)行固化，第一冷卻管(13)內(nèi)的小分子氣體對光纖(5)進(jìn)行除雜和冷卻；第二涂覆器(14)對光纖(5)進(jìn)行第二次涂覆，第一涂覆層外部形成第二涂覆層，第二涂層固化爐(15)對第二涂覆層進(jìn)行固化，第二冷卻管(16)內(nèi)的小分子氣體對光纖(5)進(jìn)行二次除雜和二次冷卻； E、二次除雜和二次冷卻后的光纖(5)經(jīng)過穩(wěn)定導(dǎo)輪(17),光纖(5)在穩(wěn)定導(dǎo)輪(17)上轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定導(dǎo)輪(17)對光纖(5)進(jìn)行軌跡校正；軌跡校正后的光纖(5)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)向輪(18)、牽引輪(19)、導(dǎo)向輪(20)和收絲筒(21)，轉(zhuǎn)向輪(18)帶動(dòng)光纖(5)轉(zhuǎn)向牽引輪(19)，牽引輪(19)將光纖(5)牽引至導(dǎo)向輪(20)，導(dǎo)向輪(20)將光纖(5)導(dǎo)向至收絲筒(21)，收絲筒(21)對光纖(5)進(jìn)行收絲。
9.如權(quán)利要求8所述的高速拉制光纖的方法，其特征在于，步驟B中熔融拉絲的過程為:將熔融機(jī)構(gòu)(7)的溫度設(shè)定為2100°C 2300°C，對光纖預(yù)制棒(4)的底部進(jìn)行熔融拉絲；將熔融機(jī)構(gòu)(7)的溫度設(shè)定為1900°C 2100°C，對光纖預(yù)制棒(4)和尾棒(2)進(jìn)行熔融拉絲，將熔融機(jī)構(gòu)(7)的溫度設(shè)定為1800°C 1900°C，對尾棒(2)的頂部進(jìn)行熔融拉絲。
10.如權(quán)利要求8所述的高速拉制光纖的方法，其特征在于:所述光纖(5)的拉制速度為2200 2500m/min，拉制出的光纖(5)的翹曲度在20以上，光纖(5)的直徑精度控制在±0.5 μ m以內(nèi)，光纖(5) 的第一涂覆層、第二涂覆層與包層之間的圓心偏差在2 μ m以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速拉制光纖的裝置及方法，涉及光纖通信領(lǐng)域。方法包括預(yù)熱機(jī)構(gòu)對套有石英套環(huán)的光纖預(yù)制棒進(jìn)行預(yù)熱；熔融機(jī)構(gòu)對光纖預(yù)制棒進(jìn)行熔融拉絲，形成光纖；退火機(jī)構(gòu)對光纖進(jìn)行退火；第一涂覆器對光纖進(jìn)行涂覆，第一涂層固化爐對涂覆層進(jìn)行固化，第一冷卻管對光纖進(jìn)行除雜，第二涂覆器對光纖進(jìn)行涂覆，第二涂層固化爐對涂覆層進(jìn)行固化，第二冷卻管對光纖進(jìn)行除雜；穩(wěn)定導(dǎo)輪對光纖進(jìn)行軌跡校正，牽引輪對光纖進(jìn)行牽引拉制，收絲筒對光纖進(jìn)行收絲。本發(fā)明拉制光纖的速度能夠達(dá)到2500m/min，還能控制光纖直徑的精度，光纖各部分直徑的變化差異較小，光纖的翹曲度比較穩(wěn)定，能夠保證光纖的涂覆質(zhì)量和光纖自身的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C03B37/025GK103214181SQ20131013656
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者羅文勇, 李詩愈, 陳偉, 余志強(qiáng), 殷江明, 嚴(yán)勇虎 申請人:烽火通信科技股份有限公司