阅读说明：本技术 一种半开合式光纤降温装置 (Half open-close type optical fiber cooling device ) 是由 袁积鸿 卫晓明 王继佩 张兴飞 刘世浩 李旭伟 谢康 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及光纤制造领域,具体涉及一种半开合式光纤降温装置。由多个降温单体组成,降温单体包括驱动装置、支架、铰支机构、固定端及活动端,所述驱动装置与固定端均安装在支架上,驱动装置与活动端之间通过铰支机构相连,铰支机构一端还与固定端相连；本发明通过达到冷却管内壁易清洁、使用冷媒气体需求量小、光纤抖动小及出口光纤温度稳定的使用效果,实现了提升生产效率、降低生产成本及获得优良涂覆直径的需求。(The invention relates to the field of optical fiber manufacturing, in particular to a semi-open type optical fiber cooling device. The cooling single body comprises a driving device, a support, a hinge support mechanism, a fixed end and a movable end, wherein the driving device and the fixed end are both arranged on the support, the driving device is connected with the movable end through the hinge support mechanism, and one end of the hinge support mechanism is also connected with the fixed end; the invention achieves the use effects of easy cleaning of the inner wall of the cooling pipe, small demand of using refrigerant gas, small optical fiber jitter and stable temperature of the outlet optical fiber, and realizes the requirements of improving the production efficiency, reducing the production cost and obtaining excellent coating diameter.)

一种半开合式光纤降温装置

技术领域

本发明涉及光纤制造领域，具体涉及一种半开合式光纤降温装置。

背景技术

在光纤拉丝环节中光纤预制棒在拉丝炉加热呈熔融状态，外力牵引下被拉制成一定直径的光纤，由于科技的不断发展和行业内竞争日益增强，光纤拉丝速度一再提升。国内某些厂家拉丝速度最快已达到3000m/min，成型光纤在拉丝炉延伸装管出口出温度约1100℃，为保证后续的两次丙烯酸树脂涂覆，其温度必须在短时间内降至50℃以下。若涂覆时光纤温度过高，与丙烯酸树脂（也称涂料）接触时涂料温度会改变，造成光纤涂覆缺陷或生产异常，该种缺陷和异常为不可逆，直接造成产品报废或生产时间的损失，故在拉丝炉和涂覆模具见增加一端光纤降温装置，该装置中设有水道通恒温循环水、光纤通道中通入氦气，用氦气吸收光纤热量再将热量交换给循环水，循环水的热量由冷水机交换至大气环境中，从而完成光纤快速降温。

现有光纤降温装置有两种，第一种为开合式降温装置，其优点为操作方便、易于清洁、降温效率高；缺点为对长达8米长度及以上降温装置校准精度要求极高、气缸及气压协同一致性要求高、密封性很难保证造成氦气大量流失、维护频繁；专利CN104973771公开的一种一体式降温装置，其优点为密封性能良好、维护简便且维护周期长而缺点为清洁难度高、氦气用量大，因光纤通道长而小，通道清洁与准直直接影响光纤强度。现有降温装置除以上问题外进气口设计为对准光纤通道中心，正常使用时气流对光纤有冲击作用而使光纤抖动，高速拉丝下光纤抖动易引发拉丝塔断纤，损失大量生产时间和拉丝合格率，本发明对进气口结构更改来消除此方面不足。

以上两种现有结构的氦降温装置，实际应用中缺点突出，对于光纤拉丝工序而言影响生产时间或成本投入及产品合格率。为此本申请人作了有益设计，以下技术方案是在该背景下产生。

发明内容

针对现有技术中提到的问题，本发明提供一种可提高光纤降温稳定性的半开合式光纤降温装置。

本发明一种半开合式光纤降温装置，由多个降温单体组成，降温单体包括驱动装置、支架、铰支机构、固定端及活动端，所述驱动装置与固定端均安装在支架上，驱动装置与活动端之间通过铰支机构相连，铰支机构一端还与固定端相连；其中，固定端与活动端结构相同并呈轴对称设置，固定端与活动端上均开设有冷却水通道，当固定端与活动端贴合时会形成光纤通道，光纤通道两端还设有密封条，所述固定端与活动端上均开设有进气口，进气口均与光纤通道相切连接，进气口便于惰性气体通入，所述冷却水道还与恒温水槽通过增压泵相连。

优选地，所述铰支机构包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆一端与驱动装置相连，另一端与活动端相连，第二连接杆一端与固定端相连，另一端与第一连接杆上一点形成交织点。

优选地，所述固定端上的进气口与活动端上的进气口相对设置，两个进气口之间间距为0.5m。

优选地，所述固定端与活动端上还对称设有凸台和凹孔，其中，凸台和凹孔相适应。

优选地，所述多个降温单体中的冷却水道之间通过软管相连，软管上还设有金属接头。

优选地，所述惰性气体为氦气，惰性气体通过氦气罐供给。

优选地，所述驱动装置为气缸。

本发明相对于现有技术，取得了以下的技术效果：

本发明通过达到冷却管内壁易清洁、使用冷媒气体需求量小、光纤抖动小及出口光纤温度稳定的使用效果，实现了提升生产效率、降低生产成本及获得优良涂覆直径的需求。

附图说明

图1为本发明应用例示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的连接处局部放大图。

图4为图1的C-C向视图的局部放大图。

附图标记：1-定位连接板；2-支架；3-第二连接杆；4-第一连接杆；5-交织点；6-活动端；7-光纤通道；8-冷却水道；9-密封条；10-凸台；11-固定端；12-气缸；13-气缸固定螺母；14-金属接头；15-软管；16-密封垫片；27-氦气流向；29-进气口；30-光纤预制棒；31-光纤拉丝炉；32-高温光纤。

具体实施方式

实施例

本发明一种半开合式光纤降温装置，由多个降温单体组成，降温单体包括驱动装置、支架2、铰支机构、固定端11及活动端6，所述驱动装置与固定端11均安装在支架2上，驱动装置与活动端6之间通过铰支机构相连，铰支机构一端还与固定端11相连；其中，固定端11与活动端6结构相同并呈轴对称设置，固定端11与活动端6上均开设有冷却水道8，当固定端11与活动端6贴合时会形成光纤通道7，光纤通道7两端还设有密封条9，所述固定端11与活动端6上均开设有进气口29，进气口29均与光纤通道7相切连接，进气口29便于惰性气体通入，所述冷却水道8还与恒温水槽通过增压泵相连。

本实施例中，本装置采用铝合金制成，因铝合金具有较好的导热性能和形变性能，在使用时，设置于光纤拉丝炉31下方和光纤涂覆模具上方，每个降温单体的长度在2m～3m之间，其每个降温单体在安装时通过定位连接板1螺纹安装，可起到定位作用保证光纤通道7的同轴度，支架2上安装有气缸12实现固定端11与活动端6的开合动作，气缸12通过气缸固定螺母13安装支架2上，降温装置单体之间用金属接头14和软管15连接冷却水道，冷却水道外接恒温水槽，增压泵提供水循环动力，本实施例中温度为18℃；本实施例中进气口29与光纤通道7内壁相切能保证气流有较好的层流以保证完成降温光纤温度稳定性来保证有优良的光纤涂覆直径；本实施例中的密封条9呈D字型设置，可保证光纤通道7中氦气不从贴合缝隙中泄漏，保证气密性，达到节省氦气和稳定光纤出口温度从而提升产品质量目的。

本实施例中的所述铰支机构包括第一连接杆4和第二连接杆3，所述第一连接杆4一端与驱动装置相连，另一端与活动端6相连，第二连接杆3一端与固定端11相连，另一端与第一连接杆4上一点形成交织点5。本实施例中铰支机构由5mm以上的金属板制成，来保证在动作中密封及配合不受形变的影响，使用时，气缸12带动第一连接杆4绕交织点5进行转动，与第二连接杆3相连的固定端11保持不动，当旋转至与固定端11经过的相匹配的凸台10和凹孔配合相连时，实现固定端11与活动端6精确贴合。

所述固定端11上的进气口29与活动端6上的进气口29相对设置，两个进气口29之间间距为0.5m。本实施例中的固定端11上的进气口29与活动端6上的进气口29设定为一组，本实施例中设有6组，氦气通入总量为4.2L/Min，每组进气量为0.7L/Min。

所述固定端11与活动端6上还对称设有凸台10和凹孔，其中，凸台10和凹孔相适应，本实施例中设置相匹配的凸台10和凹孔目的在于可进行定位连接，保证固定端11与活动端6在连接时能精确贴合，保证光纤通道7的稳定。

所述多个降温单体中的冷却水道8之间通过软管15相连，软管15上还设有金属接头14。本实施例中，降温装置单体之间用金属接头14和软管15连接冷却水道8，冷却水道8还外接恒温水槽，降温装置单体还设有密封垫片16，通过设置的冷却水道8内冷却介质（水）流动循环从而达到降低温度的目的。

所述惰性气体为氦气，惰性气体通过氦气罐供给。

所述驱动装置为气缸12，本实施例中的气缸12都需配有减压阀。

使用时，光纤预制棒30经过光纤拉丝炉31变为高温光纤32时，通过CPU检测来拉丝速度，本实施例中拉丝速度是2400m/min，从开始拉丝时拉丝速度逐渐提升至2400m/min过程中，当速度提升至300m/min时，冷却管接受PID自动控制系统指令后闭合，气缸12第一连接杆4绕交织点5旋转同时活动端6旋转至与固定端11精确贴合，同时根据不同速度下氦气设定流量系统自动计算每个速度下氦气流量并通过PID控制系统和精密MFC通入惰性气体，惰性气体按照预设流量注入光纤通道7中，将高温光纤32的热量带走，同时冷却水道8处于对冷却介质（水）的循环流动状态并使冷却水道8处于相对恒定的低温度状态，通过上述设置能使高温光纤32在保护环境内得到有效冷却。