一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法及拉丝装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及了一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法及拉丝装置，其在拉丝炉上口安装符合要求的已安装好耐高温弹性材料的密封件，拉丝过程中耐高温弹性材料与预制棒或辅助玻璃管紧密接触，保证了拉丝炉的密封。将光纤预制棒最大直径设为r1，光纤预制棒最小直径设为r2，辅助玻璃管外径r3，将带凹槽的密封件上下口的直径设为r4，密封件凹槽内径设为r5，密封件凹槽高度设为h，密封件安装耐高温弹性材料后，将耐高温弹性材料沿水平方向压缩，压强为1kPa时，其内径设为r6，压强为30kPa时，其内径设为r7，上述测量的数值需要满足如下关系：r1-r2≤r1×30%；r1-r3≤r1×50%；r5-r4≥h；2mm≤r4-r1≤30mm；r1≤r7；r6≤r3。
【专利说明】一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法及拉丝装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法及拉丝装置，属于光纤制造领域。
【背景技术】
[0002]信息技术的飞速发展以及信息技术在国民经济和社会生活各个领域的广泛应用，带来了社会生产、生活方式的巨大变化，推动了社会生产力的迅速增长。光纤通信技术以其诸多技术经济优势，成为现代信息社会的基石和支柱，是“信息高速公路”的技术基础和重要组成部分。低成本，高质量的光纤光缆产品是光通信网络建设，光接入网普及化的重要保障。
[0003]光纤预制棒的设计和制备是光纤生产的关键，光纤预制棒的成本也占到光纤成本的绝大部分。尽可能提高光纤预制棒的利用率，降低光纤预制棒的成本成为当前光纤制造企业研发的重点。为了降低光纤预制棒的成本，目前光纤预制棒和拉丝技术的发展方向为预制棒大尺寸化，拉丝母棒直接拉丝化。当前光纤预制棒外包技术主要为外部气相沉积(OVD)和气相轴向沉积(VAD)工艺，大尺寸化对提高原材料利用率和设备产能有重要帮助，母棒直接拉丝技术能够大大降低预制棒母棒整形处理的成本。
[0004]OVD和VAD等工艺的技术特点决定沉积光纤预制棒存在较大的外径波动，如图1所示，除去光纤预制棒两端锥头部分，光纤预制棒最小外径和最大外径差达最大外径的30%，出于对光纤预制棒拉丝利用率和降低拉丝辅助材料消耗的考虑，往往采用较小直径的尾部辅助玻璃管，其外径与光纤预制棒棒最大外径差则达到最大外径的50 %。如上所述，对接好尾部辅助玻璃管的准备拉丝的预制棒不可避免的具有较大的直径波动。
[0005]光纤拉丝炉一般采用石墨件作为发热腔体，因石墨在高温下容易氧化，为了防止石墨加热原件氧化，需要拉丝炉内保持惰性气体氛围，当前普遍采取的方法为在拉丝过程中，在拉丝炉内充入一定量的氩气，氮气，氦气等气体，结合拉丝炉上下引入口与预制棒之间的密封,阻止外界环境中的气体流入拉丝炉内部。
[0006]在传统的密封方式中，为了阻止外界气流进入拉丝炉，将具有比对应光纤预制棒直径稍小内径的气体密封件安装于炉口处，以在气封件和预制棒之间留有小间隙(一般不超过2mm)。但是，如果预制棒的外径波动变化到一定程度(大于2mm)，采用传统的密封方法无法保障预制棒与密封件间的密封，外界气体流入炉内，导致炉内气流紊乱，光纤包层直径无法控制，严重的甚至会氧化腐蚀炉体内的石墨件。
[0007]在已经公开的专利文献中，已经存在一些解决上述密封问题的方法。中国专利CN1315927A公开了一种光纤的制造方法，在拉丝炉的上方安装一个光纤预制棒收容筒，当光纤预制棒部分进入拉丝炉后，通过控制收容筒和延长尾棒间气体温度与拉丝炉内气体温度差来减少收容筒内气体与拉丝炉内气体的对流，从而减少预制棒锥部的气流波动以控制光纤的包层直径波动，该方法设备和工艺复杂，制作成本高。中国专利CN 101362628 A公布了一种用于制造光纤的设备和用于拉丝炉密封的方法。该方法包括两个密封单元。第一密封单元解决预制棒和插入口之间的密封问题，第二密封单元解决预制棒直径渐变区域通过插入口时的密封问题。该方法的缺点是设备和工艺较复杂，制作成本高，给规模化生产和使用带来不便。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种能使外径波动光纤预制棒拉丝的方法和设备，可以有效降低光纤制造成本，提高企业利润。
[0009]为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采取的方案是:
这种外径波动光纤预制棒的拉丝方法，包括以下步骤:
a.在外径波动光纤预制棒末端对接小直径辅助玻璃管；
b.然后根据光纤预制棒直径和辅助玻璃管外径选择合适的密封件和耐高温弹性材料，将凹槽内安装有耐高温弹性材料的密封件置于拉丝炉上口；
c.将对接好的光纤预制棒放入拉丝塔进行装夹，使小直径辅助玻璃管的上部与拉丝炉进给机构的卡盘相联紧固，通过进给机构将光纤预制棒调整到位，光纤预制棒的前端进入拉丝炉中发热腔体；
d.将惰性气体输送到拉丝炉发热腔体上部，以使惰性气体和光纤预制棒相遇，并产生在拉丝炉发热腔体和光纤预制棒之间的间隙处流动的气体；
e.通过发热腔体发热软化 光纤预制棒的前端，从软化的前锥端连续拉制出所需直径的光纤;
f.拉丝过程中，进给机构缓慢将光纤预制棒进给进入发热腔体，直至辅助玻璃结构进入拉丝炉内，光纤预制棒的有效沉积尾端被拉制成光纤为止，将光纤预制棒最大直径设为rl，光纤预制棒最小直径设为r2，辅助玻璃管外径r3，将带凹槽的密封件上下口的直径设为r4，密封件凹槽内径设为r5，密封件凹槽高度设为h，密封件安装耐高温弹性材料后，将耐高温弹性材料沿水平方向压缩，压强为IkPa时，其内径设为r6，压强为30kPa时，其内径设为r7，上述测量的数值需要满足如下关系:
【权利要求】
1.一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法，包括以下步骤: a.在外径波动光纤预制棒末端对接小直径辅助玻璃管(4)； b.然后根据光纤预制棒直径和辅助玻璃管(4)外径选择合适的密封件(8)和耐高温弹性材料(7)，将凹槽内安装有耐高温弹性材料(7)的密封件(8)置于拉丝炉(5)上口 ； c.将对接好的光纤预制棒放入拉丝塔进行装夹，使小直径辅助玻璃管(4)的上部与拉丝炉(5)进给机构的卡盘相联紧固，通过进给机构将光纤预制棒调整到位，光纤预制棒的前端进入拉丝炉(5)中发热腔体； d.将惰性气体输送到拉丝炉(5)发热腔体上部，以使惰性气体和光纤预制棒相遇，并产生在拉丝炉(5)发热腔体和光纤预制棒之间的间隙处流动的气体； e.通过发热腔体发热软化光纤预制棒的前端，从软化的前锥端连续拉制出所需直径的光纤; f.拉丝过程中，进给机构缓慢将光纤预制棒进给进入发热腔体，直至辅助玻璃结构进入拉丝炉(5)内，光纤预制棒的有效沉积尾端被拉制成光纤为止，其特征在于:将光纤预制棒最大直径设为rl，光纤预制棒最小直径设为r2，辅助玻璃管(4)外径r3，将带凹槽的密封件(8)上下口的直径设为r4，密封件(8)凹槽内径设为r5，密封件(8)凹槽高度设为h，密封件(8)安装耐高温弹性材料(7)后，将耐高温弹性材料(7)沿水平方向压缩，压强为IkPa时，其内径设为r6，压强为30kPa时，其内径设为r7，上述测量的数值需要满足如下关系:
2.根据权利要求1所述的外径波动光纤预制棒的拉丝装置，其特征在于:所述光纤预制棒外径3 120 mm。
3.根据权利要求1所述的外径波动光纤预制棒的拉丝方法，其特征在于:所述光纤预制棒外径为120-210 mm。
4.根据权利要求1所述的外径波动光纤预制棒的拉丝方法，其特征在于:所述辅助玻璃管(4)的直径< 150 mm。
5.根据权利要求1所述的外径波动光纤预制棒的拉丝方法，其特征在于:所述辅助玻璃管(4)的直径为80-150 mm。
6.根据权利要求1所述的外径波动光纤预制棒的拉丝方法，其特征在于:所述步骤b的耐高温弹性材料(7)由石英，氮化硼，氧化锆的一种或多种基材制成的纤维或蓬松多孔材料。
7.一种外径波动光纤预制棒的拉丝装置，其特征在于:包括拉丝炉(5)和设置于拉丝炉(5 )上口的密封件(8 )，所述拉丝炉(5 )中间设置有发热腔体(6 )，所述发热腔体(6 )上端设置有惰性气体引入孔(9)。
8.根据权利要求7所述的外径波动光纤预制棒的拉丝装置，其特征在于:所述密封件(8)由石英玻璃或者陶瓷材料组成。
9.根据权利要求7所述的外径波动光纤预制棒的拉丝装置，其特征在于:所述的拉丝炉(5)在拉丝过程中发热腔体充有包含有氩气,氦气,氮气的一种或多种惰性气体。
10.根据权利要求7所述的外径波动光纤预制棒的拉丝装置，其特征在于:所述密封件(8)中的凹槽厚度兰10 mm。
【文档编号】C03B37/025GK103553324SQ201310509196
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】沈小平, 王强强, 吴仪温, 范修远, 蒋小强, 骆素琼 申请人:江苏通鼎光电股份有限公司