一种用于光纤预制棒拉丝的工装及其使用方法

文档序号:480202 发布日期:2022-01-04 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于光纤预制棒拉丝的工装及其使用方法 (Tool for drawing optical fiber preform and using method thereof ) 是由 陈宏达 周莉 谭强 罗詠淋 眭立洪 刘延辉 于 2021-11-06 设计创作,主要内容包括:本发明揭示了一种用于光纤预制棒拉丝的工装及其使用方法。所述工装包括转接尾柄、套筒垫块、套筒调整片及气封套筒,转接尾柄的一端连接尾柄,转接尾柄的另一端连接光纤拉丝设备的进棒机构;套筒垫块安装于尾柄与尾端疏松体的转接处;套筒调整片设置于套筒垫块上;气封套筒设置于套筒调整片上,并经由所述套筒调整片调整与所述光纤预制棒的相对位置;其中,所述气封套筒的内径直径小于所述光纤预制棒本体的直径,所述气封套筒的外径直径大于所述光纤预制棒本体的直径。本发明的拉丝工装在光纤预制棒拉丝末期解决了疏松体变径导致的气封难以密封的结构问题,提供了安全可靠的解决方案,并能够保证产品质量的稳定,提高产量和合格率。(The invention discloses a tool for drawing an optical fiber preform rod and a using method thereof. The tool comprises a switching tail handle, a sleeve cushion block, a sleeve adjusting sheet and an air seal sleeve, wherein one end of the switching tail handle is connected with the tail handle, and the other end of the switching tail handle is connected with a rod feeding mechanism of the optical fiber drawing equipment; the sleeve cushion block is arranged at the joint of the tail handle and the tail end loose body; the sleeve adjusting sheet is arranged on the sleeve cushion block; the gas seal sleeve is arranged on the sleeve adjusting sheet and is adjusted to the relative position of the optical fiber preform rod through the sleeve adjusting sheet; wherein the inner diameter of the gas seal sleeve is smaller than the diameter of the optical fiber preform body, and the outer diameter of the gas seal sleeve is larger than the diameter of the optical fiber preform body. The drawing tool solves the structural problem that the air seal is difficult to seal caused by the diameter change of the loose body in the final drawing stage of the optical fiber preform, provides a safe and reliable solution, can ensure the stability of the product quality, and improves the yield and the qualified rate.)

一种用于光纤预制棒拉丝的工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于光纤预制棒拉丝的工装及其使用方法,尤其涉及一种高效低成本的光纤预制棒拉丝的工装及其使用方法。

背景技术

如图1所示,光纤预制棒1在使用OVD法进行包层沉积并烧结脱气完成后,光纤预制棒1的光纤预制棒本体11与沉积安装用的尾柄13处存在一块未烧结完成锥状的尾端疏松体12。

而疏松体是一块变径区域,但是为了保障成品光纤预制棒的品质,往往光纤预制棒本体和尾柄的焊接位置会稍偏向光纤预制棒本体一些。此外,实际玻璃态的光纤预制棒棒身到疏松体变径的位置也存在一定的模糊界面,这使得若把疏松体和尾柄切除会导致光纤预制棒的整体使用率会下降。此外,也需要对切除尾柄后的光纤预制棒通过与另行购买的石英尾柄进行焊接后方可拉丝。为了保证光纤预制棒彻底拉丝完成,焊接好的石英尾柄在每次拉丝完成后都会存在损耗,直至长度不足无法再进行使用后便会废弃。

另外,在进行光纤拉丝时,该段区域由于锥状变径的关系,若不进行合理的气封设计,极易造成拉丝炉因密封不良而导致的内部气流场紊乱。轻则引起光纤直径的突变,使得产品超标报废,重则使得氧气进入光纤拉丝炉内,炉体内石墨间因氧化报废。故常规操作需要切除包含疏松体区域的原始尾柄区域,重新焊接圆柱状的石英尾柄以用于拉丝挂设。

即:1、因进行尾柄焊接所需购买切割焊接设备、焊接需使用氢氧火焰、需购买另行焊接用的石英尾柄,这些都对光纤拉丝生产造成了成本的增加。且由于另行购买的石英尾柄在数次使用后便会长度不足无法继续使用,同样会造成成本的增加和资源浪费。

2、由于切割原始尾柄过程中会造成一部分可用芯层和包层被切除,使得光纤预制棒的实际使用率和理论上的可用率产生误差,变相使得成产成本增加和成品率的降低。

所以有必要提出一种高效低成本的方式来进行光纤预制棒的拉丝。

发明内容

本发明的目的在于改善光纤预制棒拉丝高成本、稳定性不高的问题。

为实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供一种用于光纤预制棒拉丝的工装。

上述的工装包括

转接尾柄,所述转接尾柄的一端连接所述尾柄,所述转接尾柄的另一端连接光纤拉丝设备的进棒机构;

套筒垫块,安装于所述尾柄与所述尾端疏松体的转接处;

套筒调整片,设置于所述套筒垫块上;以及

气封套筒,设置于所述套筒调整片上,并经由所述套筒调整片调整与所述光纤预制棒的相对位置;

其中,所述气封套筒的内径直径小于所述光纤预制棒本体的直径,所述气封套筒的外径直径大于所述光纤预制棒本体的直径。

作为可选的技术方案,所述气封套筒的外径与所述光纤预制棒本体的直径的差值不超过5mm。

作为可选的技术方案,所述套筒垫块的一端具有与所述尾端疏松体锥度对应的斜槽,且所述套筒垫块的内径之间大于所述尾柄的外径直径。

作为可选的技术方案,所述气封套筒的上部外径直径大于所述尾柄的外径直径,且其差值范围为1-2mm。

作为可选的技,所述气封套筒的内壁与所述光纤预制棒本体之间具有1mm的间隙。

作为可选的技术方案,所述气封套筒上具有突起,所述突起用于与拉丝炉的气封件接触阻止所述气封套筒继续深入所述拉丝炉。

作为可选的技术方案,所述气封套筒上还具有高纯氮气的吹入口,所述吹入口相比于所述突起更靠近所述转接尾柄。

作为可选的技术方案,所述吹入口为四孔对称设计。

作为可选的技术方案,所述转接尾柄为石英转接尾柄。

本发明还提供一种用于光纤预制棒拉丝的工装的使用方法,所述光纤预制棒包括依次相连的光纤预制棒本体、尾端疏松体及尾柄,所述使用方法包括:

步骤S1:安装套筒垫块至所述尾柄与所述尾端疏松体的转接处,所述套筒垫块的一端具有与所述尾端疏松体锥度对应的斜槽,且所述套筒垫块的内径之间大于所述尾柄的外径直径;

步骤S2:安装套筒调整片及气封套筒,所述气封套筒的外径与所述光纤预制棒本体的直径的差值不超过5mm,通过所述套筒调整片来调整所述气封套筒与所述光纤预制棒的相对位置;

步骤S3:尾柄上连接石英转接尾柄,所述转接尾柄的另一端连接光纤拉丝设备的进棒机构;

步骤S4:进行拉丝,拉丝至所述光纤预制棒的尾端时,所述气封套筒接触拉丝炉的气封结构,直至所述气封套筒的突起接触所述气封结构,所述气封套筒停止行进,所述光纤预制棒继续进入拉丝炉内。

与现有技术相比,本发明的拉丝工装能够在拉丝过程中直接使用原始尾柄进行拉丝,且该过程中所有的配件都可以重复利用,正常拉丝过程中不会产生任何损耗和附加成本;且通过气封结构的设计避免了套筒和疏松体、预制棒之间的磕碰和卡死的问题;更加在光纤预制棒拉丝末期解决了疏松体变径导致的气封难以密封的结构问题,提供了安全可靠的解决方案,并能够保证产品质量的稳定,提高产量和合格率。

附图说明

图1是光纤预制棒的示意图;

图2是本发明的光纤预制棒拉丝的工装于光纤预制棒本体拉丝的示意图;

图3是本发明的光纤预制棒拉丝的工装于光纤预制棒尾端拉丝的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施方式及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,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方式,都属于本申请保护的范围。

下面详细描述本发明的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

为方便说明,本文使用表示空间相对位置的术语来进行描述,例如“上”、“下”、“后”、“前”等,用来描述附图中所示的一个单元或者特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如,如果将图中的装置翻转,则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“上方”的单元将位于其他单元或特征“下方”或“上方”。因此,示例性术语“下方”可以囊括下方和上方这两种空间方位。

图2是本发明的光纤预制棒拉丝的工装于光纤预制棒本体拉丝示意图,图3是本发明的光纤预制棒拉丝的工装于光纤预制棒尾端拉丝的示意图,请一并参照图2、图3。

本发明提供一种用于光纤预制棒1拉丝的工装,光纤预制棒1包括依次相连的光纤预制棒本体11、尾端疏松体12及尾柄13,工装包括转接尾柄2、套筒垫块3、套筒调整片4及气封套筒5。

转接尾柄2的一端连接尾柄13,转接尾柄2的另一端连接光纤拉丝设备的进棒机构(未示出),于本实施例中,转接尾柄2为石英转接尾柄,石英的结构可有效避免高温对进棒机构的损伤。

套筒垫块3安装于尾柄13与尾端疏松体12的转接处,套筒调整片4设置于套筒垫块3上,气封套筒5设置于套筒调整片4上,并经由套筒调整片4调整与光纤预制棒1的相对位置,其中,气封套筒5的内径直径小于光纤预制棒本体11的直径,气封套筒5的外径直径大于光纤预制棒本体11的直径。

如此,当光纤预制棒1的尾端进行拉丝时,如图3所示,气封套筒5会代替尾端疏松体12与拉丝炉6的气封结构61接触,可以保证尾部气封的密封性,气封套筒5伴随着光纤预制棒1逐步进入拉丝炉6内。气封套筒5的外壁会作为模拟正常预制棒的结构逐步往下,直至光纤拉丝炉顶部工艺气体的出口位置,这样由于气封套筒5起到了在炉内模拟正常光纤预制棒1直径的结构,使得光纤拉丝收尾过程的气流与正常光纤预制棒1拉丝时区别不大,故能够起到在尾部拉丝过程中的气流稳定功能,同时保证拉丝炉内气压的稳定,不会使得空气进入炉内。并且,利用本发明的拉丝工装,能够直接使用原始尾柄进行拉丝,且该过程中所有的配件都可以重复利用。

而为更好地达到工装的密封效果,需对工装进行一些参数设置。

于本实施例中,气封套筒5的外径与光纤预制棒本体11的直径的差值不超过5mm;气封套筒5的上部外径直径大于尾柄13的外径直径,且其差值范围为1-2mm。再例如,通过调整套筒调整片4的厚度调整气封套筒5的放置位置,使得气封套筒5的内壁与光纤预制棒本体11之间具有1mm的间隙,如此可避免高温使得气封套筒5与光纤预制棒1卡住。另外,气封套筒5上具有突起51,突起51用于与拉丝炉6的气封件61接触阻止气封套筒5继续深入拉丝炉6。并且,如果遇到由于气封套筒5和尾端疏松体12、尾柄13之间的间隙较大而引起少量的气流外泄的问题,则可于气封套筒5上部增设高纯氮气的吹入口的形式进行改善,进气位置应于气封套筒5外沿突起51以上,即吹入口相比于突起51更靠近转接尾柄2。吹入口采用四孔对称进气的形式,气流大小需根据具体拉丝炉结构和工艺要求进行调整。

于本实施例中,套筒垫块3的一端具有与尾端疏松体12锥度对应的斜槽,这样,套筒垫块3可以很好地与尾端疏松体12进行配合,且套筒垫块3的内径之间大于尾柄13的外径直径,这样才可以套设于转接处。

下面具体描述上述工装的使用方法。

步骤S1:安装套筒垫块至所述尾柄与所述尾端疏松体的转接处,所述套筒垫块的一端具有与所述尾端疏松体锥度对应的斜槽,且所述套筒垫块的内径之间大于所述尾柄的外径直径;

步骤S2:安装套筒调整片及气封套筒,所述气封套筒的外径与所述光纤预制棒本体的直径的差值不超过5mm,通过所述套筒调整片来调整所述气封套筒与所述光纤预制棒的相对位置;

步骤S3:尾柄上连接石英转接尾柄,所述转接尾柄的另一端连接光纤拉丝设备的进棒机构;

步骤S4:进行拉丝,拉丝至所述光纤预制棒的尾端时,所述气封套筒接触拉丝炉的气封结构,直至所述气封套筒的突起接触所述气封结构,所述气封套筒停止行进,所述光纤预制棒继续进入拉丝炉内。

更详细而言,光纤预制棒1架设安装时,先将套筒垫块3安装到尾柄13与尾端疏松体12转接处,套筒垫块3内径稍大于尾柄13外径且于下端洗出斜槽以匹配尾端疏松体12的锥度。随后安装套筒调整片4和气封套筒5,气封套筒5的内径会比光纤预制棒1正常段(即光纤预制棒本体11)直径略小,外径比实际预制棒直径略大(不超过5mm),气封套筒5上部的内孔直径比尾柄13外径大1-2mm,通过调整套筒调整片4的厚度调整气封套筒5的放置位置,使得气封套筒5内壁与光纤预制棒1间存在1mm左右的间隙(为避免高温使得气封套筒5与光纤预制棒1卡住)。将安装好的尾柄13与石英转接尾柄2相连,转接尾柄2的另一端与光纤拉丝设备的进棒机构相连。

在正常拉丝过程中,工装处于图3图的样式。在光纤预制棒1拉丝至尾端时,光纤预制棒1的尾端疏松体12逐步进入拉丝炉6内。该过程中,气封套筒5会代替尾端疏松体12与光纤拉丝炉6的气封结构61接触,以保证尾部气封的密封性。气封套筒5伴随着光纤预制棒1逐步进入拉丝炉6内。气封套筒5外壁会作为模拟正常光纤预制棒1的结构逐步往下,直至光纤拉丝炉6顶部工艺气体的出口位置,再稍往下后,气封套筒5外壁上的突起51会与气封结构61接触,气封套筒5不再继续向下,而光纤预制棒1能够继续进入拉丝炉6内(如图3所示)。该过程中,由于气封套筒5起到了在炉内模拟正常光纤预制棒1直径的结构,使得光纤拉丝收尾过程的气流与正常预制棒拉丝时区别不大,故能够起到在尾部拉丝过程中的气流稳定功能,同时保证拉丝炉6内气压的稳定,不会使得空气进入拉丝炉6内。

本发明的拉丝工装结合光纤预制棒1的尾部结构进行配套设计,可以达成以下几个效果:

1)能够直接使用原始尾柄进行拉丝,且该过程中所有的配件都可以重复利用,正常拉丝过程中不会产生任何损耗和附加成本;

2)通过气封结构的设计避免了套筒和疏松体、预制棒之间的磕碰和卡死的问题;

3)在光纤预制棒拉丝末期解决了疏松体变径导致的气封难以密封的结构问题,提供了安全可靠的解决方案,并能够保证产品质量的稳定,提高产量和合格率。

综上所述,本发明的拉丝工装能够在拉丝过程中直接使用原始尾柄进行拉丝,且该过程中所有的配件都可以重复利用,正常拉丝过程中不会产生任何损耗和附加成本;且通过气封结构的设计避免了套筒和疏松体、预制棒之间的磕碰和卡死的问题;更加在光纤预制棒拉丝末期解决了疏松体变径导致的气封难以密封的结构问题,提供了安全可靠的解决方案,并能够保证产品质量的稳定,提高产量和合格率。

应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

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