本發(fā)明涉及光纖預(yù)制棒技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種預(yù)制棒拉雙錐的方法。

背景技術(shù)：

光纖拉絲生產(chǎn)過程主要是通過拉絲爐將光纖預(yù)制棒加熱到熔融狀態(tài)后從下端拉出光纖。為了有效拉絲，降低拉絲起頭的預(yù)制棒的損失量，縮短預(yù)制棒熔錐成型的時(shí)間，在拉絲前，通常要將預(yù)制棒拉絲的起始端制成流線型錐頭。

現(xiàn)有技術(shù)中，將光纖預(yù)制棒一端拉成錐型的加工方法是將一根光纖預(yù)制棒和一根石英棒，或者用兩根光纖預(yù)制棒，在熔接車床上加熱至對接面熔接在一起，然后通過熔床的拖動(dòng)分離，將光纖預(yù)制棒一端拉成流線型錐體。這種方法存在著缺陷：當(dāng)預(yù)制棒的外徑較大時(shí)，拉出流線型錐頭操作很困難，同時(shí)由于需要另外一根棒做牽引棒進(jìn)行拉錐，因此會(huì)拉掉一部分預(yù)制棒，造成材料的浪費(fèi)。

中國專利cn201210498530.4公開了一種光纖預(yù)制棒的拉錐加工方法：將兩根待拉錐處理的光纖預(yù)制棒分別對應(yīng)裝夾于玻璃熔接車床的兩端，移動(dòng)兩根光纖預(yù)制棒至爐膛內(nèi)加熱達(dá)到軟化點(diǎn)之后，將兩根光纖預(yù)制棒熔接起來，再拖動(dòng)玻璃熔接車床的夾頭相對反向移動(dòng)，拉出流線錐體。該現(xiàn)有技術(shù)使光纖預(yù)制棒的拉錐玻璃損失量下降6％，一定程度上解決了拉錐損失問題，但并沒有從根本上解決光纖預(yù)制棒的拉錐損失問題。

中國專利cn201510701454.6公開了一種光纖預(yù)制棒的拉錐方法，包括如下步驟：將光纖預(yù)制棒和石英棒分別對應(yīng)裝夾于玻璃熔接車床的兩端，移至爐膛內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，用石墨板將光纖預(yù)制棒的前端面向內(nèi)按壓使得該位置處呈v型槽，然后將石英棒和光纖預(yù)制棒熔接，向外牽引石英棒，使v型槽逐漸變大，移動(dòng)噴燈始終灼燒v型槽的中心位置，當(dāng)v型槽最細(xì)處直徑與光纖預(yù)制棒拉錐前的直徑比例為1:9‐1:6時(shí)，停止?fàn)恳簟Ｔ摤F(xiàn)有技術(shù)提供的拉錐方法能減少光纖預(yù)制棒拉錐過程中石英棒的損耗，降低光纖預(yù)制棒錐頭的拉錐損耗；但也沒有從根本上解決光纖預(yù)制棒的拉錐損失問題。

可見，在光纖預(yù)制棒的拉錐頭過程，如何有效避免預(yù)制棒的損失，已成為一個(gè)技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)制棒在拉錐過程造成的損失問題，本發(fā)明提供了一種新的光纖預(yù)制棒拉錐方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，預(yù)制棒的損失幾乎為零，可以徹底解決預(yù)制棒在拉錐過程中的損失問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種光纖預(yù)制棒拉雙錐的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)預(yù)熱過程：將預(yù)制棒固定在操作平臺的兩夾具上，確保預(yù)制棒處于水平位置；開啟噴燈對準(zhǔn)拉錐部位進(jìn)行預(yù)燒，直至表層玻璃處于熔融狀態(tài)；

2)拉錐過程：分為n個(gè)階段拉伸：在預(yù)制棒表層玻璃處于熔融狀態(tài)時(shí)，緩慢移動(dòng)夾具，使左右夾具的距離增大到設(shè)定距離時(shí)，停止夾具移動(dòng)，此為第一階段拉伸；將噴燈對準(zhǔn)預(yù)制棒變徑最大的部位繼續(xù)加熱，移動(dòng)夾具，重復(fù)第一階段的操作，此為第二階段拉伸；如此反復(fù)，直至完成第n階段的拉伸；然后關(guān)閉噴燈，將預(yù)制棒拉錐部分繼續(xù)置于保溫爐內(nèi)，緩慢降溫一段時(shí)間后，用玻璃刀從拉錐最細(xì)處割斷，將兩節(jié)拉錐好的預(yù)制棒移出保溫爐，冷卻待用。

按上述方案，所述夾具固定在光纖預(yù)制棒的兩端，所述夾具為卡爪。

按上述方案，所述光纖預(yù)制棒為1根，不需要使用另外的預(yù)制棒或玻璃棒作為牽引棒。

按上述方案，所述預(yù)熱過程和拉錐過程，拉錐部分一直處于保溫爐內(nèi)，所述保溫爐采用石英材料制成；所述保溫爐為雙層石英材料制成，內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)。在所述保溫爐內(nèi)安裝有噴燈。

按上述方案，所述拉錐部位選在光纖預(yù)制棒的非兩端部位，優(yōu)選在預(yù)制棒的中間部位。

按上述方案，所述預(yù)熱過程分為兩個(gè)階段進(jìn)行：即預(yù)熱過程逐次開啟兩個(gè)噴燈預(yù)燒，先開啟第一個(gè)噴燈預(yù)燒5-15分鐘，然后再開啟第二個(gè)噴燈繼續(xù)預(yù)燒20-40分鐘。

按上述方案，為使加熱均勻，所述預(yù)燒過程，使預(yù)制棒處于均勻旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。所述旋轉(zhuǎn)速度大于30轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為50轉(zhuǎn)/分鐘。

按上述方案，作為本發(fā)明一種可選的實(shí)施方式，所述兩個(gè)噴燈在保溫爐內(nèi)的同一個(gè)位置上；作為本發(fā)明另一種可選的實(shí)施方式，所述兩個(gè)噴燈在同一個(gè)平面上，所述兩噴燈的噴射方向與預(yù)制棒的夾角30-60度，優(yōu)選為40-50度，進(jìn)一步優(yōu)選45度。

按上述方案，所述噴燈的燈頭與預(yù)制棒的距離為40-60mm，優(yōu)選為50mm。

按上述方案，所述兩夾具對光纖預(yù)制棒的的拉伸力為可調(diào)定力，所述拉伸力的大小范圍為14-17牛，優(yōu)選為15牛。

按上述方案，所述拉錐過程每一階段設(shè)定的拉伸距離為15-25mm，所述每一階段的噴燒時(shí)間為3-5min。所述n取3或4。

按上述方案，所述預(yù)制棒拉錐部分在保溫爐的保溫時(shí)間為18-20min。

按上述方案，所述預(yù)制棒的直徑為150-250mm，完成所述n段拉伸后，拉錐處的棒徑達(dá)到15-16mm。

按上述方案，所述預(yù)熱和拉錐過程采用丙烷和氧氣的燃燒方式，其丙烷：氧氣的體積比為：60：250。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明采用水平拉雙錐方式，夾具對預(yù)制棒水平拉力的大小可控，且恒定，拉出的錐部長度和錐部形狀均勻，一致性好，避免了豎直拉伸方法因棒重力的差異導(dǎo)致的錐部長度和形狀難以控制的問題。

2)本發(fā)明的光纖預(yù)制棒拉雙錐方法，在拉錐過程中，不管是預(yù)制棒還是套管的拉錐過程，基本都做到了“零”損耗，沒有浪費(fèi)一點(diǎn)玻璃材料，有效的提高了預(yù)制棒的利用率。而且拉成的錐頭應(yīng)力分布均勻，在后續(xù)拉絲過程中不會(huì)影響光纖的芯包比，使得光纖起頭部分的報(bào)廢大大降低。

3)本發(fā)明的光纖預(yù)制棒拉雙錐方法，選用光纖預(yù)制棒中間部位作為拉錐部位，一次可以拉出兩個(gè)錐頭，而且不需要牽引棒即可實(shí)現(xiàn)拉錐，簡化了工藝，節(jié)省了原材料，提升了拉錐效率。

4)本發(fā)明選用分階段預(yù)熱、分階段拉伸的方式，通過溫度調(diào)控和拉伸力調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了一種新的拉伸方法，該方法尤其適合于大尺寸直徑光纖預(yù)制棒的拉錐，并且拉錐速度快、產(chǎn)品性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明預(yù)熱過程的示意圖；

圖2是本發(fā)明拉錐示意圖；

圖3是本發(fā)明拉錐多次后的示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1為卡爪，2為預(yù)制棒，3為燈頭。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

現(xiàn)有技術(shù)中，光纖預(yù)制棒拉錐需要使用牽引棒，而牽引棒在與預(yù)制棒熔融和再拉伸的過程中，需要拉掉一部分光纖預(yù)制棒，這種工藝的先天缺陷導(dǎo)致了一種無法有效解決預(yù)制棒在拉錐過程的掉頭現(xiàn)象。

為此，而本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種簡便、快捷、高效的預(yù)制棒拉錐方法。

實(shí)施例1

一種光纖預(yù)制棒拉雙錐的方法，包括以下步驟：

1)預(yù)熱過程，如圖1所示：將預(yù)制棒固定在操作平臺的兩夾具上，確保預(yù)制棒處于水平位置；開啟噴燈對準(zhǔn)拉錐部位進(jìn)行預(yù)燒，直至表層玻璃處于熔融狀態(tài)；

2)拉錐過程，如圖1所示：該過程分為n個(gè)階段拉伸：在預(yù)制棒表層玻璃處于熔融狀態(tài)時(shí)，緩慢移動(dòng)夾具，使左右夾具的距離增大到設(shè)定距離時(shí)，停止夾具移動(dòng)，此為第一階段拉伸；將噴燈對準(zhǔn)預(yù)制棒變徑最大的部位繼續(xù)加熱，移動(dòng)夾具，重復(fù)第一階段的操作，此為第二階段拉伸；如此反復(fù)，直至完成第n階段的拉伸。

如圖3所示，關(guān)閉噴燈，將預(yù)制棒拉錐部分繼續(xù)置于保溫爐內(nèi)，緩慢降溫一段時(shí)間后，用玻璃刀從拉錐最細(xì)處割斷，將兩節(jié)拉錐好的預(yù)制棒移出保溫爐，冷卻待用。

上述方案中，夾具固定在光纖預(yù)制棒的兩端，夾具可以為卡爪。

上述方案中，光纖預(yù)制棒為1根，不需要使用另外的預(yù)制棒或玻璃棒作為牽引棒。拉錐部位選在光纖預(yù)制棒的非兩端部位，優(yōu)選在預(yù)制棒的中間部位，現(xiàn)有技術(shù)中拉錐部位選在兩端，并且需要牽引棒，這種操作工藝容易控制，但有浪費(fèi)。本發(fā)明選擇在拉錐部位選在預(yù)制棒中間，這樣雖然在工藝的溫度、加熱時(shí)間、拉伸力的平穩(wěn)性有了更嚴(yán)格的要求，但簡化了操作，提升了效率。

在本發(fā)明的技術(shù)方案的預(yù)熱過程和拉錐過程，光纖預(yù)制棒的拉錐部分一直處于保溫爐內(nèi)，保溫爐采用石英材料制成。保溫爐也可以設(shè)置成雙層石英材料，內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，這樣保溫效果更好。在保溫爐內(nèi)安裝有噴燈。

現(xiàn)有技術(shù)的拉錐過程是從預(yù)制棒的一端開始的，這是由現(xiàn)有工藝的局限性決定的，對于直徑比較大的預(yù)制棒的拉錐，現(xiàn)有設(shè)備由于火焰溫度和保溫條件的限制，只能從棒的一端拉起，因?yàn)閺念A(yù)制棒的端面噴燒，這樣接觸面比較大，可以快速將棒燒熔，以備下一階段的拉錐。但這種拉錐工藝顯然不適合大尺寸預(yù)制棒中間部位拉錐，原因有幾點(diǎn)：一是火焰溫度不夠，燒不熔大尺寸的實(shí)心棒；而是沒有相關(guān)的配套保溫設(shè)備，溫度保持不住；三是從棒的中間噴燒，對溫度、拉伸力、內(nèi)應(yīng)力的控制要求更加精確，否則有可能會(huì)將預(yù)制棒拉成廢品。而本發(fā)明提出的技術(shù)方案，從中間拉錐，顛覆了傳統(tǒng)的拉錐方式和拉錐工藝，利用保溫爐使火焰的溫度恒定在一定范圍，對拉伸力調(diào)控，保證了光纖預(yù)制棒的內(nèi)應(yīng)力的均勻。本發(fā)明的拉雙錐過程，看似簡單的拉錐部位的調(diào)整，實(shí)質(zhì)上是提出了一種全新的拉錐工藝。

在本發(fā)明的工藝中，相關(guān)的拉錐設(shè)備和傳統(tǒng)工藝也不相同，所以，本發(fā)明實(shí)際上同時(shí)也提出了一種新的拉錐設(shè)備。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，保溫爐的設(shè)計(jì)是有特別要求的，設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮到火焰的溫度、預(yù)制棒的尺寸等要素。對于直徑尺寸在150-250mm的預(yù)制棒來說，保溫爐的設(shè)計(jì)的合理范圍在長60-80cm、高40-60cm、寬40-60cm比較合適。比如本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，保溫爐尺寸設(shè)計(jì)為長70cm、高50cm、寬50cm。

預(yù)熱過程分為兩個(gè)階段進(jìn)行：即預(yù)熱過程逐次開啟兩個(gè)噴燈預(yù)燒，先開啟第一個(gè)噴燈預(yù)燒5-15分鐘，然后再開啟第二個(gè)噴燈繼續(xù)預(yù)燒20-40分鐘。這樣操作是為了控制預(yù)制棒的升溫速率，避免升溫過快引起預(yù)制棒的內(nèi)應(yīng)力分布不均，而引起的預(yù)制棒的性能不佳、棒身炸裂的可能性。

為使加熱均勻，所述預(yù)燒過程，使預(yù)制棒處于均勻旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)速度大于30轉(zhuǎn)/分鐘，比如在30‐80轉(zhuǎn)/分鐘，本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為50轉(zhuǎn)/分鐘。

在加熱過程，兩個(gè)噴燈在保溫爐內(nèi)的同一個(gè)位置上；當(dāng)然，兩個(gè)噴燈也可以設(shè)定一定的夾角，比如將兩個(gè)噴燈設(shè)置在同一個(gè)平面上，兩噴燈的噴射方向呈180度相對；還可以將兩噴燈的噴射方向與預(yù)制棒的夾角設(shè)定在30-90度之間，優(yōu)選為40-50度，本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例夾具設(shè)定為45度。

在上述方案中，噴燈的燈頭與預(yù)制棒的距離為40-55mm，優(yōu)選為50mm。兩夾具對光纖預(yù)制棒的的拉伸力為可調(diào)定力，所述拉伸力的大小范圍為14-17牛。拉錐過程每一階段設(shè)定的拉伸距離為15-25mm，第二階段至第n階段的噴燒時(shí)間為3-5min。預(yù)制棒拉錐部分在保溫爐的保溫時(shí)間為18-20min。

預(yù)制棒的直徑為150-250mm，完成所述n段拉伸后，拉錐處的棒徑達(dá)到15-16mm。

為了讓預(yù)制棒更好的受熱，拉錐部分的熱量更均勻，減少由于拉錐時(shí)熱量不均造成的內(nèi)應(yīng)力，預(yù)熱和拉錐過程采用丙烷和氧氣的燃燒方式，其丙烷：氧氣的體積比為：60：250。

實(shí)施例2

一種光纖預(yù)制棒拉雙錐的方法，包括以下步驟：

如圖1所示，預(yù)熱過程：首先將預(yù)制棒夾在兩端的卡爪，確認(rèn)預(yù)制棒的水平，將燈頭對準(zhǔn)需要拉錐的位置，采用丙烷加氧氣的燃燒方式對預(yù)制棒進(jìn)行預(yù)熱，燈頭與預(yù)制棒的距離以50mm為最佳，預(yù)熱時(shí)，首先使用一個(gè)燈頭預(yù)燒，8-10min后，開啟第二個(gè)燈頭，繼續(xù)增加預(yù)制棒的溫度，使溫度能夠逐漸滲透，25-30min后，確認(rèn)預(yù)制棒表層玻璃已經(jīng)處于熔融狀態(tài)后，開始拉錐。

如圖2所示，拉錐過程：固定左邊卡爪，移動(dòng)右邊卡爪，移動(dòng)18-20mm后，鎖死卡爪，將燈頭繼續(xù)對著預(yù)制棒變徑最大的位置繼續(xù)加熱，3-5min后，再次重復(fù)之前的操作，根據(jù)棒徑的不同，3-4次移動(dòng)后，拉錐處的棒徑基本達(dá)到15-16mm。

如圖3所示：關(guān)閉燈頭并移走，將拉錐部分放在保溫爐內(nèi)緩慢降溫，避免直接移出降溫過快造成錐部應(yīng)力過大。18-20min后，即可使用玻璃刀從拉錐處最細(xì)處割斷，并將兩節(jié)拉錐好的預(yù)制棒移出保溫爐，冷卻待用。

為了確認(rèn)此方法拉錐的錐頭情況，使用游標(biāo)卡尺確認(rèn)錐頭直徑。以及使用應(yīng)力儀檢查兩個(gè)錐頭的應(yīng)力分布。從檢測結(jié)果來看，錐頭直徑15-16mm，錐部的應(yīng)力分布也非常均勻，首先可以保證在拉絲掉頭過程中不會(huì)出現(xiàn)由于錐部應(yīng)力造成的炸錐問題，其次在拉絲過程中，也很好的保證了光纖的芯包比，使得光纖起頭部分的報(bào)廢大大降低。

本發(fā)明的光纖預(yù)制棒拉雙錐方法，選用光纖預(yù)制棒中間部位作為拉錐部位，不需要牽引棒即可實(shí)現(xiàn)拉錐，簡化了工藝，節(jié)省了原材料。在拉錐過程中，不管是預(yù)制棒還是套管的拉錐過程，基本都做到了“零”損耗，沒有浪費(fèi)一點(diǎn)玻璃材料，有效的提高了預(yù)制棒的利用率。

上述說明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。