一種旋轉拉絲裝置及其運行方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種旋轉拉絲裝置，包括：加熱爐，用于熔化光纖預制棒的端部；牽引裝置，用于從光纖預制棒的端部拉出光纖；旋轉裝置，用于在拉伸光纖時，使光纖繞其軸線進行單向旋轉，因而光纖產(chǎn)生彈性扭轉；特別是：該裝置還包括收線裝置模塊，該收線裝置模塊用于向已旋轉的光纖施加繞其軸線的扭轉，扭轉方向與上述彈性扭曲的方向相反；同時，扭轉后的光纖盤繞于收線裝置模塊內(nèi)部。從而可以旋轉中高速拉制光纖，并控制了光纖在收集裝置的殘余扭曲。本發(fā)明還提出了制造旋轉光纖的運行方法。
【專利說明】—種旋轉拉絲裝置及其運行方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉拉絲的光纖制造裝置及其運行方法，具體涉及一種可用于低偏振模色散光纖和旋轉多芯光纖制造的光纖拉絲裝置和運行方法。
【背景技術】
[0002]光纖的旋轉拉絲最常見的是為了在生產(chǎn)單模光纖時降低偏振模色散或是為了生產(chǎn)特殊的傳感光纖。現(xiàn)有的低偏振模色散光纖生產(chǎn)采用的旋轉方法主要是正反雙向搓動法生產(chǎn)的，如中國專利申請?zhí)?3107636.X《具有低偏振模色散的光纖》中介紹的方案，該方案可直接安置在現(xiàn)有拉絲裝置上所以成本較低，拉絲速度不受影響，已被廣泛使用。而另一種單向旋轉的拉絲技術只在特殊光纖生產(chǎn)中會有應用，如中國專利申請?zhí)?3823050.X《低偏振波型色散光纖維及其制造工藝和裝置》中介紹的方案，由于對已有的拉絲設備改造較大，所以應用較少。中國專利申請?zhí)?01110310614.6《一種旋轉光纖的制造方法及旋轉收纖裝置》中介紹了一種單向旋轉拉絲裝置及運行方法，通過將光纖收纖盤的旋轉來生產(chǎn)旋轉光纖。低偏振模色散光纖或特殊的傳感光纖需要在拉絲時每米旋轉5至100圈，而現(xiàn)有的拉絲機拉絲速度在每分鐘800米至2000米，則在拉絲時需要使光纖每分鐘旋轉4000轉至200000轉，這樣的轉速，現(xiàn)有的拉絲機是無法做到的，所以，只有大幅度降低拉絲速度，才能滿足旋轉要求，如生產(chǎn)每米旋轉20圈的光纖，設備旋轉裝置能承受的轉速在每分鐘2000轉，則拉絲速度在 100米/分鐘，這樣的速度導致光纖生產(chǎn)效率是很低的，從而使產(chǎn)品成本聞昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明揭示了一種旋轉拉絲裝置及其運行方法，該制造裝置和運行方法也可用于單芯光纖或多芯光纖的制造，如低偏振模色散光纖、雙芯螺旋纖芯光纖以及三芯螺旋纖芯光纖等的制造，后兩種光纖可應用于光纖激光器或光纖傳感領域。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種旋轉拉絲裝置，包括:
加熱爐，用于熔化光纖預制棒的端部；
牽引裝置模塊，用于從光纖預制棒的端部拉出光纖；
旋轉裝置模塊，用于在拉伸光纖時，使光纖繞其軸線進行單向旋轉，因而光纖產(chǎn)生彈性扭曲；
其特征在于:該裝置還包括收線裝置模塊，該收線裝置模塊用于向已旋轉的光纖施加繞其軸線的扭轉，扭轉方向與上述彈性扭曲的方向相反；同時，扭轉后的光纖安置于收線裝置模塊內(nèi)部。
[0005]進一步的，所述的收線裝置模塊包括容器和安置于容器底部的旋轉模塊，光纖通過容器的上部開口進入容器的內(nèi)部，容器底部的旋轉模塊帶動容器旋轉，該旋轉消減了進入容器的光纖上的彈性扭曲，光纖在容器的內(nèi)表面上盤繞。[0006]優(yōu)選的，收線裝置模塊還包括升降平臺，旋轉模塊固定于升降平臺上，控制升降平臺的上下移動，使容器和旋轉模塊上下移動，從而使光纖在容器內(nèi)表面更均勻的盤繞。
[0007]優(yōu)選的，所述的收線裝置模塊位于牽引裝置模塊的下部。
[0008]進一步的，該拉絲裝置還包括退扭復繞裝置模塊，其包括旋轉模塊、安置于旋轉模塊上的容器和驅動模塊，光纖從容器內(nèi)通過導輪導出，盤繞在光纖盤上，光纖盤安置在驅動模塊上。
[0009]優(yōu)選的，所述的容器是由高強度非金屬材料構成。如采用碳纖維或芳綸纖維等高強度纖維構成的容器，其質(zhì)量輕，耐離心力大，有的容器可承受6000轉/分鐘，這樣可以大大提高本發(fā)明拉絲機的拉絲速度。
[0010]優(yōu)選的，在牽引裝置模塊和收線裝置模塊之間還安置有輸送模塊，其包括套管、安置于套管上的氣管和產(chǎn)生壓縮氣體的氣源，從牽引裝置模塊下來的光纖穿過套管進入收線裝置模塊，氣源輸出的壓縮氣體通過氣管輸入到套管內(nèi)，套管內(nèi)的壓縮氣體向下吹送光纖。
[0011]該旋轉拉絲裝置的運行方法，包括:
將光纖預制棒拉絲成光纖；
在拉絲時，繞光纖的軸線單向旋轉該光纖，使光纖經(jīng)受彈性扭曲；
其特征在于:還包括通過旋轉的收線裝置模塊、使光纖繞其軸線扭轉已旋轉的光纖，扭轉方向與上述彈性扭曲的方向相反，從而控制上述彈性扭曲；且通過收線裝置模塊收集光纖并盤繞在其內(nèi)表面。
[0012]優(yōu)選的、所述的收線裝置模塊包括容器和安置于容器底部的旋轉模塊，光纖通過容器的上部開口進入容器的內(nèi)部，容器底部的旋轉模塊帶動容器旋轉，該旋轉消減了進入容器的光纖上的彈性扭曲，光纖在容器的內(nèi)表面上盤繞。容器在高速旋轉時，會帶動光纖旋轉，從而使光纖具有較大的離心力，使光纖附著在容器的內(nèi)壁上，完成光纖的收集。
[0013]優(yōu)選的，收線裝置模塊內(nèi)容器的旋轉產(chǎn)生的扭轉的模量大于光纖的上述彈性扭曲，從而使光纖具有殘余扭曲。從而有利于光纖盤繞在容器的內(nèi)壁上。
[0014]優(yōu)選的，收線裝置模塊的旋轉是以恒定的轉速或變化的轉速扭轉光纖。
[0015]優(yōu)選的，收線裝置模塊還包括升降平臺，旋轉模塊固定于升降平臺上，通過控制升降平臺的上下移動，使容器和旋轉模塊上下移動，從而使光纖在容器內(nèi)表面更均勻的盤繞。
[0016]優(yōu)選的，還包括以下步驟:將光纖從收線裝置模塊內(nèi)導出，并盤繞在光纖盤上，在導出時扭轉該光纖。具體方法是:該收線裝置模塊包括容器和旋轉模塊，通過旋轉模塊的旋轉帶動容器的旋轉，從而扭轉該光纖。
[0017]在常規(guī)的光纖拉絲機上還包括涂覆模塊，用于在光纖拉絲時至少在光纖表面涂覆上一層高分子材料層，優(yōu)選的，有1%至20%體積百分比的氧氣通入涂覆模塊中的光固化裝置模塊。使得光固化的涂覆層表面具有一定的粘度，有利于該光纖在收線裝置內(nèi)表面的盤繞。
[0018]所述采用的預制棒是至少包含有兩個芯子的多芯預制棒。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
1、由于采用的收線裝置模塊包含有可旋轉的容器，且位于牽引裝置的下部，則從牽引裝置下來的光纖會由于容器的旋轉而消減光纖上的彈性扭曲，然后光纖在重力作用下進入到容器內(nèi)，并由于容器的高速旋轉，使光纖在離心力作用下靠向容器的內(nèi)表面并盤繞在其上，從而即達到了消減光纖彈性扭曲的目的，又具有收集光纖的作用。
[0020]2、由于收線裝置模塊中的容器，具有消除光纖彈性扭曲和收集光纖的作用，所以在高速旋轉中不會存在是否同步的問題，從而可以防止光纖在消除扭轉和盤繞中受到不確定的力使光纖強度出現(xiàn)問題，所以大幅度提高容器的轉速，若采用碳纖維構成的容器，其轉速可達每分鐘6000轉以上，這樣可以大大提高了拉絲速度，降低該光纖的生產(chǎn)成本。
[0021]綜上所述，本發(fā)明的旋轉拉絲裝置和運行方法具有結構簡單、成本低、使用性能好、運行方法簡單的特點。
[0022]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明拉絲塔的結構示意圖。
[0024]圖2為一種雙芯螺旋形纖芯的光纖結構不意圖。
[0025]圖3為另一種雙芯螺旋形纖芯的光纖結構不意圖。
[0026]圖4為本發(fā) 明復繞裝置的結構示意圖。
[0027]附圖標記說明:
I一拉絲軸線；2—夾持裝置；3—光纖預制棒；4一加熱爐；
5—外徑測試儀；6—涂料杯；7—固化裝置模塊；8—光纖；
9一單向搓動裝置模塊；10—牽引裝置模塊；11 一多芯光纖；12—容器；
15—纖芯一 ；16—纖芯二 ； 17—包層；20—旋轉模塊；
21—驅動裝置；22—光纖盤；25—收線裝置模塊；26—升降平臺；
27—退扭復繞裝置模塊；28—輸送模塊；29—套管；
30—氣管；31—氣源。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示的本發(fā)明的旋轉拉絲裝置，包括:
加熱爐4，用于熔化光纖預制棒3的端部；
牽引裝置模塊10，用于從光纖預制棒3的端部拉出光纖8 ；
單向搓動裝置模塊9，用于在拉伸光纖8時，使光纖8繞其軸線進行單向旋轉，因而光纖產(chǎn)生彈性扭轉；所述的旋轉裝置可以有兩對搓動輪組成，一組搓動輪搓動后另一組沿同樣的方向繼續(xù)搓動光纖8，且前一對搓動輪拉開一定的間隙回復到初始位置，且在該過程不再搓動光纖，如此交替運行，使光纖8連續(xù)單向旋轉。當然，也可采用專利申請?zhí)?3823050.X文件中提到的旋轉裝置，達到同樣的旋轉光纖8的效果。
[0029]特別是:該拉絲裝置還包括收線裝置模塊25，該收線裝置模塊25用于向已旋轉的光纖8施加繞其軸線的扭轉，扭轉方向與上述單向搓動裝置模塊9施加在光纖8上的彈性扭曲的方向相反；同時，扭轉后的光纖8安置于收線裝置模塊25內(nèi)部。這里，優(yōu)選的，所述的收線裝置模塊25包括容器12和容器12底部安置的旋轉模塊20，光纖8通過容器12的開口進入容器12的內(nèi)部，容器12依靠其底部安置的旋轉模塊20旋轉，從而消除了進入容器12內(nèi)部的光纖8上的彈性扭曲，并且由于容器12的旋轉使光纖8在離心力作用下靠向容器12的內(nèi)表面盤繞。也就是旋轉速度越高，光纖8由于離心力的作用越容易盤繞在容器12的內(nèi)表面。
[0030]進一步的，所述的容器12位于牽引裝置模塊10的下部。有利于光纖8從牽引裝置模塊10靠重力進入容器12內(nèi)部。
[0031]優(yōu)選的，收線裝置模塊25還包括升降平臺26，旋轉模塊20固定于升降平臺26上，控制升降平臺26的上下移動，使容器12和旋轉模塊20上下移動，從而使光纖8在容器12內(nèi)表面更均勻的盤繞。
[0032]在使用該光纖8時，一種方法是復繞到現(xiàn)有的工字形光纖盤22上，也就是采用一種退扭復繞裝置模塊27，如圖4所示，其包括旋轉模塊20和安置于旋轉模塊20上的容器12,光纖8從容器12內(nèi)通過導輪導出，盤繞在光纖盤22上,光纖盤22安置在驅動裝置21上，光纖8從容器12內(nèi)導出時，容器12在旋轉模塊20的帶動下旋轉，以消除光纖8上的彈性扭轉。
[0033]在拉絲塔上，還包括涂覆裝置，常見的涂覆裝置包括涂料杯6和固化裝置模塊7，裸光纖8穿過涂料杯6時，涂料杯中的涂覆料粘附在裸光纖8的表面，該涂覆料在固化裝置模塊7可以固化成為光纖8表面的涂覆層，保護光纖8的強度。優(yōu)選的，在涂覆料是光固化材料時，在固化裝置模塊7內(nèi)有1%至20%體積百分比的氧氣通入，則使得光固化的涂覆層表面具有一定的粘度，有利于該光纖8在收線裝置模塊25內(nèi)表面的盤繞。
[0034]優(yōu)選的，所述的容器12是有高強度的碳纖維材料或芳綸纖維材料構成，保證了容器12在高速、或超高速旋轉時的安全性和可靠性。
[0035]優(yōu)選的，所 述的光纖預制棒3是至少包含有兩個芯子的多芯預制棒。
[0036]優(yōu)選的，在牽引裝置模塊10和收線裝置模塊25之間還安置有輸送模塊28，其包括套管29、安置于套管29上的氣管30和產(chǎn)生壓縮氣體的氣源31，從牽引裝置模塊10下來的光纖8穿過套管29進入收線裝置模塊25，氣源31輸出的壓縮氣體通過氣管30輸入到套管29內(nèi)，套管29內(nèi)的壓縮氣體向下吹送光纖8，有利于光纖8進入容器12內(nèi)。
[0037]該旋轉拉絲裝置的運行方法，包括:
將光纖預制棒3拉絲成光纖9 ；
在拉絲時，繞光纖8的軸線單向旋轉該光纖8，使光纖8經(jīng)受彈性扭曲；
特別是:還包括通過旋轉的收線裝置模塊25、使光纖8繞其軸線扭轉已旋轉的光纖8，扭轉方向與上述彈性扭曲的方向相反，從而控制上述彈性扭曲；且通過收線裝置模塊25收集光纖8并盤繞在其內(nèi)表面。
[0038]優(yōu)選的，所述的收線裝置模塊25包括容器12和安置于容器12底部的旋轉模塊20，光纖8通過容器12的上部開口進入容器12的內(nèi)部，容器12底部的旋轉模塊20帶動容器12旋轉，該旋轉消減了進入容器12的光纖8上的彈性扭曲，光纖8在容器12的內(nèi)表面上盤繞。容器12在高速旋轉時,會帶動光纖8旋轉,從而使光纖8具有較大的離心力，使光纖8附著在容器12的內(nèi)壁上，完成光纖8的收集。
[0039]優(yōu)選的，收線裝置模塊25的容器12的旋轉產(chǎn)生的扭轉的模量大于光纖8的上述彈性扭曲，從而使光纖8具有殘余扭曲。從而有利于光纖8盤繞在容器12的內(nèi)壁上。
[0040]優(yōu)選的，收線裝置模塊25的旋轉是以恒定的轉速或變化的轉速扭轉光纖8。
[0041]優(yōu)選的，收線裝置模塊25還包括升降平26臺，旋轉模塊20固定于升降平臺26上，通過控制升降平臺26的上下移動，使容器12和旋轉模塊20上下移動，從而使光纖8在容器12內(nèi)表面更均勻的盤繞。
[0042]優(yōu)選的，還包括以下步驟:將光纖8從收線裝置模塊25內(nèi)導出，并盤繞在光纖盤22上，在導出時扭轉該光纖8。具體方法是:該收線裝置模塊25包括容器12和旋轉模塊20，通過旋轉模塊20的旋轉帶動容器12的旋轉，從而扭轉該光纖8。
[0043]在拉絲塔上，還包括涂覆裝置，常見的涂覆裝置包括涂料杯6和固化裝置模塊7，裸光纖8穿過涂料杯6時，涂料杯中的涂覆料粘附在裸光纖8的表面，該涂覆料在固化裝置模塊7時可以固化成為光纖8表面的涂覆層，保護光纖8的強度。優(yōu)選的，當涂覆料是光固化材料時，在固化裝置模塊7內(nèi)有1%至20%體積百分比的氧氣通入，則使得光固化的涂覆層表面具有一定的粘度，有利于該光纖8在收線裝置模塊25內(nèi)表面的盤繞。
[0044]當拉絲采用的光纖預制棒3是包含有兩個芯子的多芯預制棒時，其旋轉拉絲后所得到的光纖是具有螺旋形纖芯的多芯光纖11，如圖2和圖3，包括纖芯一 15、纖芯二 16和包層17，該類光纖在光纖激光器和光纖傳感、光纖通信器件等方面有良好的應用前景。
[0045]本拉絲裝置除了可 以作為旋轉多芯光纖的制造設備外，也可用于低偏振模色散光纖的制造，從而使本拉絲裝置具有更廣的用途，可進一步降低該設備的風險和成本。
[0046]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種旋轉拉絲裝置，包括: 加熱爐模塊(4)，用于熔化光纖預制棒(3)的端部； 牽引裝置模塊(10)，用于從光纖預制棒(3)的端部拉出光纖(8)； 旋轉裝置模塊(9)，用于在拉伸光纖(8)時，使光纖(8)繞其軸線進行單向旋轉，因而光纖(8)產(chǎn)生彈性扭曲； 其特征在于:該裝置還包括收線裝置模塊(25)，該收線裝置模塊(25)用于向已旋轉的光纖(8)施加繞其軸線的扭轉，扭轉方向與上述彈性扭曲的方向相反；同時，扭轉后的光纖(8)安置于收線裝置模塊(25)內(nèi)部。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉拉絲裝置，其特征在于，所述的收線裝置模塊(25)包括容器(12)和安置于容器(12)底部的旋轉模塊(20)，光纖(8)通過容器(12)的上部開口進入容器(12)的內(nèi)部，容器(12)底部的旋轉模塊(20)帶動容器(12)旋轉，該旋轉消減了進入容器(12)的光纖(8)上的彈性扭曲，光纖(8)在容器(12)的內(nèi)表面上盤繞。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種旋轉拉絲裝置，其特征在于，所述的收線裝置模塊(25)還包括升降平臺(26)，旋轉模塊(20)固定于升降平臺(26)上，升降平臺(26)使容器(12)和旋轉模塊(20)上下移動。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉拉絲裝置，其特征在于，還包括退扭復繞裝置模塊(27),其包括旋轉模塊(20)、安置于旋轉模塊(20)上的容器(12)和驅動模塊(21)，光纖(8)從容器(12)內(nèi)通過導輪導出，盤繞在光纖盤(22)上,光纖盤(22)安置在驅動模塊(21)上。
5.根據(jù)權利要求2或4所述的一種旋轉拉絲裝置，其特征在于，所述的容器(12)是由高強度非金屬材料構成。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉拉絲裝置，其特征在于，在牽引裝置模塊(10)和收線裝置模塊(25)之間還安置有輸送模塊(28)，其包括套管(29)、安置于套管(29)上的氣管(30)和產(chǎn)生壓縮氣體的氣源(31)，從牽引裝置模塊(10)下來的光纖(8)穿過套管(29)進入收線裝置模塊(25)，氣源(31)輸出的壓縮氣體通過氣管(30)輸入到套管(29)內(nèi)，套管(29)內(nèi)的壓縮氣體向下吹送光纖(8)。
7.一種旋轉拉絲裝置的運行方法，包括: 將光纖預制棒(3)拉絲成光纖(8)； 在拉絲時，繞光纖(8)的軸線單向旋轉該光纖(8)，使光纖(8)經(jīng)受彈性扭曲； 其特征在于:還包括通過旋轉收線裝置模塊(25)、使光纖(8)繞其軸線扭轉已旋轉的光纖(8)，扭轉方向與上述彈性扭曲的方向相反，從而控制上述彈性扭曲；且通過收線裝置模塊(25 )收集光纖(8 )并盤繞在其內(nèi)表面。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種旋轉拉絲裝置的運行方法，其特征在于，所述的收線裝置模塊(25)包括容器(12)和安置于容器(12)底部的旋轉模塊(20)，光纖(8)通過容器(12)的上部開口進入容器(12)的內(nèi)部，容器(12)底部的旋轉模塊(20)帶動容器(12)旋轉，該旋轉消減了進入容器(12)的光纖(8)上的彈性扭曲，光纖(8)在容器(12)的內(nèi)表面上盤繞。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種旋轉拉絲裝置的運行方法，其特征在于，收線裝置模塊(25)還包括升降平臺(26)，旋轉模塊(20)固定于升降平臺(26)上，控制升降平臺(26)的上下移動，使容器(12)和旋轉模塊(20 )上下移動，從而使光纖(8 )在容器(12 )內(nèi)表面更均勻的盤繞。
10.根據(jù)權利要求7或8所述的一種旋轉拉絲裝置的運行方法，其特征在于，收線裝置模塊(25)內(nèi)容器(12)的旋轉產(chǎn)生的扭轉的模量大于光纖(8)的上述彈性扭曲，從而使光纖(8)具有殘余扭曲。
11.根據(jù)權利要求9所述的一種旋轉拉絲裝置的運行方法，其特征在于，收線裝置模塊(25)的中容器(12)的旋轉是以恒定的轉速或變化的轉速扭轉光纖(8)。
12.根據(jù)權利要求7所述的一種旋轉拉絲裝置的運行方法，其特征在于，還包括以下步驟:將光纖(8)從收線裝置模塊(25)內(nèi)導出，并盤繞在光纖盤上，在導出時扭轉該光纖(8)。
13.根據(jù)權利要求11所述的一種旋轉拉絲裝置的運行方法，其特征在于，該收線裝置模塊(25)包括容器(12)和旋轉模塊(20)，通過旋轉模塊(20)的旋轉帶動容器(12)的旋轉，從而扭轉該光纖(8)。
【文檔編號】C03B37/03GK103936278SQ201410012078
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2013年1月20日
【發(fā)明者】杜兵 申請人:西安金和光學科技有限公司