一种光纤拉丝涂覆装置及涂覆方法
阅读说明：本技术 一种光纤拉丝涂覆装置及涂覆方法 (Optical fiber drawing coating device and coating method ) 是由 孙志成 邵晓峰 王晔 张海涛 王玉树 朱刘盅 曹珊珊 刘志忠 薛驰 薛济萍 于 2021-10-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及光纤加工生产技术领域,具体涉及一种光纤拉丝涂覆装置及涂覆方法。一种光纤拉丝涂覆装置,包括：模体,具有允许光纤贯穿的容纳腔；保温结构,套设在所述模体外周,具有用于容纳导热液体的腔体；第一温控结构,设于所述保温结构的腔体中,包括加热器、冷却器和温度传感器；控制器,与所述第一温控结构信号连接,用于接收所述温度传感器反馈的温度信号,以控制所述加热器的升温或冷却器的降温。本发明提供了一种涂覆均匀,产品质量高的光纤拉丝涂覆装置及涂覆方法。(The invention relates to the technical field of optical fiber processing and production, in particular to an optical fiber drawing coating device and a coating method. An optical fiber drawing coating apparatus comprising: the die body is provided with an accommodating cavity for allowing the optical fiber to penetrate through; the heat insulation structure is sleeved on the periphery of the die body and is provided with a cavity for containing heat conduction liquid; the first temperature control structure is arranged in the cavity of the heat insulation structure and comprises a heater, a cooler and a temperature sensor; and the controller is in signal connection with the first temperature control structure and is used for receiving the temperature signal fed back by the temperature sensor so as to control the temperature rise of the heater or the temperature reduction of the cooler. The invention provides an optical fiber drawing coating device and a coating method with uniform coating and high product quality.)
技术领域
本发明涉及光纤加工生产技术领域，具体涉及一种光纤拉丝涂覆装置及涂覆方法。
背景技术
光纤在现代通信系统中起到非常重要的作用。光纤制造是通过将光纤预制棒高温加热软化后拉制成玻璃纤维，然后将玻璃纤维表面涂覆两层高分子树脂材料，经过固化最终形成通讯用的光纤。光纤的涂覆是光纤制造的关键环节。涂覆装置是光纤制造的核心部件之一，涂覆装置对光纤的包涂同心度误差、光纤的机械强度、光纤的环境性能和接续性能都会产生影响。现有的涂覆都是采用模具加杯体和水浴水套构成，水浴温度不能与涂层直径联动变化，导致涂覆不均。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的光纤涂覆装置在高速拉丝时出现涂覆不均匀，影响产品质量的缺陷，从而提供一种可快速升降温，涂覆均匀，产品质量高的光纤拉丝涂覆装置及涂覆方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤拉丝涂覆装置，包括：
模体，具有允许光纤贯穿的容纳腔；
保温结构，套设在所述模体外周，具有用于容纳导热液体的腔体；
第一温控结构，设于所述保温结构的腔体中，包括加热器、冷却器和温度传感器；
涂层直径检测仪，设于所述模体的容纳腔的出口处，用于实时监测所述光纤的涂层直径；
控制器，与所述第一温控结构和涂层直径检测仪均信号连接，用于接收所述涂层直径检测仪的信号和所述温度传感器反馈的温度信号，以控制所述加热器的升温或冷却器的降温。
可选地，所述加热器和冷却器均为沿所述保温结构的腔体周向均匀分布的多个。
可选地，还包括第二温控结构，所述第二温控结构设于所述模体的容纳腔的进口处，且与所述控制器信号连接。
可选地，所述模体包括沿拉丝方向依次设置的导模、内层涂覆模和外层涂覆模，所述导模、内层涂覆模和外层涂覆模的外周均呈锥形，所述保温结构的内壁为与所述模体外周适配的锥形。
可选地，还包括与所述导模连接的气封结构，所述气封结构的侧壁上设有气体进口，所述气封结构远离所述导模的端面设有光纤进口，在所述光纤进口的外周设有挡环。
可选地，所述外层涂覆模的光纤出口内径、所述导模的光纤出口内径和所述内层涂覆模的光纤出口内径逐渐减小。
可选地，所述内层涂覆模和外层涂覆模中沿周向均间隔设有多个挡板，相邻两个挡板之间形成导流槽。
可选地，所述保温结构上分设有与所述内层涂覆模连通的第一物料通道和与所述外层涂覆模连通的第二物料通道。
还提供了一种光纤拉丝涂覆方法，包括以下步骤：
对光纤依次进行涂覆和固化，在涂覆时实时监测导热液体的温度和涂层直径，当涂层直径小于预定值时，升高导热液体的温度；当涂层直径大于预定时，降低导热液体的温度。
可选地，还包括当升高或降低导热液体温度后涂层直径仍达不到预定值时，对光纤外周的惰性气体流量进行调节的步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的光纤拉丝涂覆装置，在光纤拉丝涂覆时，实时监测光纤涂层直径，同时温度传感器实时监测保温结构中导热液体的温度，以控制加热器的升温或冷却器的降温，从而使得涂覆均匀，生产的光纤直径符合要求，保证了产品质量。
2.本发明提供的光纤拉丝涂覆装置，第二温控结构的设置使得当通过第一温控结构的调节仍不能生产符合要求的光纤时，还可以起到补充调节的作用。
3.本发明提供的光纤拉丝涂覆装置，导模、内层涂覆模和外层涂覆模的外周均呈锥形，保温结构的内壁为与模体外周适配的锥形。通过采用锥形结构实现自动对中和锥形挤压密封，解决了采用密封圈密封导致的模具实际准直状况不稳定，进而影响光纤包涂同心度误差数据的稳定性的问题。
4.本发明提供的光纤拉丝涂覆装置，在气封结构的光纤进口的外周设有挡环，可以防止气体吹偏光纤，进一步保证产品质量。
5.本发明提供的光纤拉丝涂覆方法，在对光纤涂覆时实时监测导热液体的温度和涂层直径，并根据涂覆直径与预定值的比较，实时调节导热液体的温度，实现了导热液体的温度与涂覆直径的同步变化，进而保证了产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明
具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的光纤拉丝涂覆装置的示意图；
图2为图1中模体和保温结构的剖视图；
图3为内层涂覆模和外层涂覆模的俯视图。
附图标记说明：
1、保温结构；2、控制器；3、气封结构；4、导模；5、内层涂覆模；6、外层涂覆模；7、挡板；8、导流槽；9、定位销；10、光纤进口；11、气体进口；12、挡环；13、光纤；14、固定块；15、第一物料通道；16、第二物料通道；17、加热器；18、冷却器；19、温度传感器；20、第二温控结构；21、固化炉；22、涂层直径检测仪。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1至3所示的光纤拉丝涂覆装置的一种具体实施方式，以导热油作为导热液体，涂覆对象为石英光纤，包括模体、套设在所述模体外周的保温结构1、设于所述保温结构1的腔体中的第一温控结构、设于所述模体的容纳腔的出口处的涂层直径检测仪22和与所述第一温控结构、涂层直径检测仪22均信号连接的控制器2。
模体为高强度合金钢，内部具有允许光纤贯穿的容纳腔。具体的，如图2所示，模体包括沿拉丝方向依次设置的气封结构3、导模4、内层涂覆模5和外层涂覆模6，所述导模4、内层涂覆模5和外层涂覆模6的外周均呈锥形，且经过镜面处理。如图3所示，内层涂覆模5和外层涂覆模6上部沿周向均间隔设有多个挡板7，相邻两个挡板7之间形成有导流槽8，导模4、内层涂覆模5和外层涂覆模6中间分别设有第一锥形模孔、第二锥形模孔和第三锥形模孔，且所有模孔均为上大下小，内部镜面处理；所述外层涂覆模6的光纤出口内径、所述导模4的光纤出口内径和所述内层涂覆模5的光纤出口内径逐渐减小。
为保证安装的牢固性，在导模4和内层涂覆模5的连接处以及内层涂覆模5和外层涂覆模6的连接处均设有定位销9；气封结构3通过螺纹与导模4连接。气封结构3的上部中央设有光纤进口10，光纤进口10中轴线与第一锥形模孔中轴线、第二锥形模孔中轴线和第三锥形模孔中轴线重合。
在所述气封结构3的侧壁上设有气体进口11，在所述光纤进口10的外周设有挡环12。挡环12与气封结构3的底部预留有间隙，以允许经气体进口进入的二氧化碳可以包围在光纤13外周。
保温结构1为圆柱体，选用导热性能较好的黄铜，内部具有用于容纳导热液体的腔体，所述保温结构1的内壁为与所述模体外周适配的锥形，上大下小，表面镜面处理，底部开孔。保温结构1的底部设有定位销9，以对外层涂覆模6位置进行限定，上部设有固定块14，以压紧导模4。
所述保温结构1上还分设有与所述内层涂覆模5连通的第一物料通道15和与所述外层涂覆模6连通的第二物料通道16。
第一温控结构包括加热器17、冷却器18和温度传感器19。加热器17为均匀分布在保温结构1的腔体下部的四个，用于对导热油进行加热；冷却器18为均匀分布在保温结构1的腔体上部的四个，用于对导热油进行降温；温度传感器19设于保温结构1的腔体下部。
在模体的容纳腔的出口处还依次设有固化炉21和涂层直径检测仪22，用于对两次涂覆后的光纤13进行固化和实时监测光纤13的涂层直径。
控制器2设于保温结构1外部，为PLC，与温度传感器19、加热器17和冷却器18、固化炉21和涂层直径检测仪22均信号连接，用于接收所述涂层直径检测仪22的信号和所述温度传感器19反馈的温度信号，以控制所述加热器17的升温或冷却器18的降温。
如图1所示，在所述模体的容纳腔的进口处还设有第二温控结构20，第二温控结构20为光纤冷却系统，内部设有空腔，空腔内通入氦气，氦气直接包覆在光纤13外周，且光纤冷却系统与所述控制器2信号连接。
一种光纤拉丝涂覆方法，包括以下步骤：
光纤13自上而下依次穿过第二温控结构20、气封结构3、导模4、内层涂覆模5、外层涂覆模6、固化炉21和涂层直径检测仪22。在高压气体的作用下，内层涂料经保温结构1上的第一物料通道15和相应的导流槽8进入内层涂覆模5中，对光纤13表面进行第一次涂覆；外层涂料经保温结构1上的第二物料通道16和相应的导流槽8进入外层涂覆模6中，对光纤13表面进行第二次涂覆。涂覆有液态涂层的石英光纤进入固化炉21经紫外辐射后，发生聚合反应形成固态涂层。
在进行第一次涂覆和第二次涂覆时根据设定的参数控制加热器进行升温加热，并实时监测涂覆温度和涂层直径，当涂层直径检测仪22检测到光纤13的涂层直径小于预定值时，PLC根据温度传感器19反馈的温度信号控制加热器17升温加热，加热幅度不大于4℃；当涂层直径检测仪22检测到光纤13的涂层直径大于预定值时，PLC根据温度传感器19反馈的温度信号控制冷却器18降温，降温幅度不大于4℃。当通过升温或降温后，光纤13的涂层直径仍达不到预定值时，PLC控制第二温控结构20进行氦气流量调节，直至达到预定值。
当生产过程中拉丝速度出现大幅降速时，即降速幅度＞100m/min，则PLC控制保温结构中的冷却器将导热油温度降到对应速度下设定的温度参数，从而保证生产的光纤直径符合要求，光纤直径波动小，包涂同心度稳定，同时降低涂料浪费，适用于2800m/min以上的超高速拉丝生产。且采用导热油替代水，从而避免了水浴管道容易结垢影响导热堵塞水道问题及循环水容易蒸发需要经常补水，生产过程中补水容易造成涂层直径突变等涂覆质量问题。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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