CN105084753A - 一种光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法，该装置包括至少一个喷灯，所述喷灯包括：第一端与第一供氧部件连通的第一氧气管道；第一端与第二供氧部件连通的第二氧气管道；第一端与供氢部件连通的氢气管道；所述第一氧气管道的第二端、所述第二氧气管道的第二端和所述氢气管道的第二端均位于所述喷灯的喷头位置。本申请公开的光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法，能够在对光纤预制棒进行同一次装夹的前提下，完成整个拉丝预处理过程，因此能够降低拉丝预处理的繁琐程度，提高工作效率。

Description

一种光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法

技术领域

本发明涉及通信设备制造技术领域，特别是涉及一种光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法。

背景技术

随着技术的进步，光纤预制棒的尺寸越来越大，其中，直径在120毫米以上且重量在60千克以上的光纤预制棒被称为大尺寸光纤预制棒。这种大尺寸光纤预制棒的锥面部位由于存在制造缺陷而存在开裂的风险，导致不能直接被拉制成光纤，因此需要预先分切掉该锥面部位，且光纤预制棒在拉丝之前为了提高拉丝强度，还需要预先对其表面进行抛光处理，这里的分切过程和抛光过程统称为拉丝预处理过程。

如图1所示，图1为现有技术中的光纤预制棒的示意图，其中，包括尾棒1、预制棒本体2、引棒3、待分切区4和预制棒本体2的表面的待抛光区5。由于分切过程和抛光过程需要不同的热量，分切需要的热量多，抛光所需的热量少，而现有技术中，一种分切设备或抛光设备只有一种热源，因此需要先把光纤预制棒装夹在分切设备上完成分切，再取下光纤预制棒，装夹在抛光设备上完成抛光。如图2所示，图2为现有技术中的一种横向抛光设备的示意图，该设备包括机床本体6，用于固定预制棒的机床夹具7以及火焰喷灯8，将光纤预制棒9安装在机床夹具7上之后，点燃火焰喷灯8，使火焰产生的高温对光纤预制棒9的表面进行抛光，机床夹具7带动光纤预制棒9进行自转，而且火焰喷灯8自光纤预制棒9的一端移动到另一端，对光纤预制棒9的待抛光区全部进行抛光。

很明显，上述各个步骤使得拉丝预处理过程需要多次装夹光纤预制棒，较为繁琐，工作效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法，能够在对光纤预制棒进行同一次装夹的前提下，完成整个拉丝预处理过程，因此能够降低拉丝预处理的繁琐程度，提高工作效率。

本申请提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理装置，包括至少一个喷灯，所述喷灯包括：

第一端与第一供氧部件连通的第一氧气管道；

第一端与第二供氧部件连通的第二氧气管道；

第一端与供氢部件连通的氢气管道；

所述第一氧气管道的第二端、所述第二氧气管道的第二端和所述氢气管道的第二端均位于所述喷灯的喷头位置。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，所述第一氧气管道设置有第一缓冲区，所述第二氧气管道设置有第二缓冲区，所述第一缓冲区和所述第二缓冲区之间设置有隔板。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，所述第一缓冲区设置于所述第二缓冲区的内部。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，还包括非接触式地环绕光纤预制棒的环形炉体，所述环形炉体上等间距的设置有6个所述喷灯。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，所述环形炉体还包括保温纤维部件和水套部件，所述水套部件设置于所述保温纤维部件的外周部。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，所述保温纤维部件和所述水套部件的形状均为分体式的半圆柱体。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，还包括竖直方向的长度大于水平方向长度的机床本体，所述机床本体的上部设置有第一夹具，下部设置有第二夹具，所述第一夹具和所述第二夹具用于夹紧位于竖直方向的光纤预制棒。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，还包括设置于所述机床本体上的导轨，所述第一夹具、所述第二夹具和所述环形炉体均可移动式的设置于所述导轨上，其中，所述环形炉体上下移动的行程中至少包括所述光纤预制棒的待分切部位和待抛光部位。

优选的，在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，所述第一夹具、所述第二夹具和所述环形炉体均设置有与所述导轨匹配的滑块。

本申请提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理方法，利用如上所述的任一种光纤预制棒的拉丝预处理装置，包括：

将所述喷灯对准光纤预制棒的待分切部位，同时从所述第一氧气管道和所述第二氧气管道通入氧气，从所述氢气管道通入氢气，并点燃所述喷灯，直至熔融所述待分切部位；

从所述第一氧气管道通入氧气，从所述氢气管道通入氢气，并点燃所述喷灯，再移动喷灯直至将待抛光部位全部抛光完毕。

本发明提供的上述光纤预制棒的拉丝预处理装置及方法，能够在对光纤预制棒进行同一次装夹的前提下，通过控制不同的氧气通入流量，来控制火焰温度和高温区的宽度，分别作为分切过程和抛光过程的火焰，完成整个拉丝预处理过程，因此避免了对光纤预制棒的频繁装卸的过程，从而降低拉丝预处理的繁琐程度，大大提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的光纤预制棒的示意图；

图2为现有技术中的一种横向抛光设备的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理装置的喷灯的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种拉丝预处理装置的主视图；

图5为本申请实施例提供的一种拉丝预处理装置的侧视图；

图6为本申请实施例提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本申请实施例提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理装置，包括至少一个喷灯，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理装置的喷灯的示意图。所述喷灯包括：

第一端与第一供氧部件连通的第一氧气管道101，所述第一氧气管道101单独为喷灯供氧时，喷灯火焰的温度较低，就能用于对光纤预制棒的表面进行抛光，当与第二氧气管道配合共同为喷灯供氧时，喷灯火焰的温度较高，就能够用于对光纤预制棒进行分切；

第一端与第二供氧部件连通的第二氧气管道102，如上面所述，所述第二氧气管道102的作用在于分切过程中，与第一氧气管道101形成配合，为喷灯供应更大量的氧气，使喷灯的火焰温度更高，达到分切过程所需的条件；

第一端与供氢部件连通的氢气管道103，所述氢气管道103中通入的氢气与上述第一氧气管道101和/或第二氧气管道102中通入的氧气共同燃烧形成氢氧焰，用于分切过程和抛光过程；

而且，所述第一氧气管道101的第二端、所述第二氧气管道102的第二端和所述氢气管道103的第二端均位于所述喷灯的喷头位置，这样设置就能够使得三个管道中的气体交汇于同一个地点，在该处点燃氢气和氧气的混合气体，在此处点燃，就能够形成稳定的氢氧焰，实现对光纤预制棒的分切或抛光。

本申请实施例提供的上述光纤预制棒的拉丝预处理装置，能够在对光纤预制棒进行同一次装夹的前提下，通过控制不同的氧气通入流量，来控制火焰温度和高温区的宽度，以满足分切过程和抛光过程对火焰的不同要求，完成整个拉丝预处理过程，因此避免了对光纤预制棒的频繁装卸过程，从而降低拉丝预处理的繁琐程度，大大提高了工作效率。

下面对本申请实施例提供的喷灯进行更为详细的说明，继续参考图3，该喷灯的形状为圆形，整个喷灯由石英玻璃焊接而成，除了包括第一氧气管道101、第二氧气管道102和氢气管道103之外，还包括隔板104，隔板104上焊接有第一气体管107和第二气体管108，所述第一气体管107和第二气体管108为壁厚1mm的玻璃管，其与隔板104贯通，其内通氧气，还优选的包括第一缓冲区105和第二缓冲区106，所述第一缓冲区105和所述第二缓冲区106由隔板109隔开，设置第一缓冲区105和第二缓冲区106的作用在于将氧气均匀的分配到第一气体管107和第二气体管108中，从而增强喷灯的使用效果。在这里需要说明的是，本实施例里的所述第一缓冲区105优选的设置于所述第二缓冲区106的内部，这样能够节省喷灯的空间，当然也可以有其他设置方式，在此并不做任何限制，另外还包括外筒110，所述外筒110的壁厚为所述隔板104的二倍，以保证整个喷灯具有足够高的强度。

为了进一步提高喷灯的使用效果，还包括非接触式地环绕光纤预制棒的环形炉体，所述环形炉体上等间距的设置有6个所述喷灯。由于现有技术中的拉丝预处理装置中只设置一个喷灯，使得加热点只位于预制棒底部，加热点单一，导致同一时间对同一点的加热功率不能得到足够的提升，从而导致分切所需热量不足，预处理效果不好，而本优选实施例设置喷灯的数量为6个，且等间距的分布于环形炉体上，这样就能更好的保证光纤预制棒的受热均匀性，使分切更容易。当然。在这里也可以设置其他数量的喷灯，但喷灯型号与设置的数量应匹配，从而保证预制棒分切及抛光的热量。

在上述光纤预制棒的拉丝预处理装置中，所述环形炉体还包括保温纤维部件和水套部件，其中，保温纤维部件位于所述环形炉体的内部，可以减少热量的散失，从而能够减少氢气和氧气的使用量，而所述水套部件设置于所述保温纤维部件的外周部，可以减少喷灯的火焰对设备产生的辐射。所述保温纤维部件和所述水套部件的形状均为分体式的半圆柱体，这样就使炉体能左右打开，以方便光纤预制棒的装夹和卸载。

为了进一步使光纤预制棒的拉丝预处理操作更便利和安全，本实施例还进一步提出了优选方案。我们注意到：现在的大尺寸光纤预制棒重量大，在进行横向抛光和分切的过程中，光纤预制棒在重力的作用下所承受的剪切力较大，造成了光纤预制棒在装夹及作业过程中，容易在引棒以及尾棒的部位发生断裂，另外，在分切过程中，横向分切不能充分地利用光纤预制棒尾端的重力将其拉开。为了解决该问题，本申请实施例进一步提供了一种包括另一种形式的机床的拉丝预处理装置如图4和图5所示，图4为本申请实施例提供的一种拉丝预处理装置的主视图，图5为本申请实施例提供的一种拉丝预处理装置的侧视图。该拉丝预处理装置包括机床本体100，这种机床本体100由钢铁焊接而成，其竖直方向的长度大于水平方向长度，所述机床本体100的上部设置有第一夹具600，下部设置有第二夹具200，所述第一夹具600和所述第二夹具200用于夹紧位于竖直方向的光纤预制棒300，可见该机床不再将光纤预制棒300横向放置，而是改为竖直方向放置，这样就避免了剪切力的发生，减小了断裂的风险，而且能够充分利用光纤预制棒尾端的重力将其拉开，使得分切过程更加便利。

为了进一步方便操作，如图5所示，上述拉丝预处理装置还包括设置于所述机床本体100上的导轨700，所述第一夹具600、所述第二夹具200和所述环形炉体400均可移动式的设置于所述导轨700上，其中，所述环形炉体400上下移动的行程中至少包括所述光纤预制棒的待分切部位和待抛光部位，另外，所述第一夹具600、所述第二夹具200和所述环形炉体400均优选的设置有与所述导轨700匹配的滑块(图中未示出)，这样就能通过丝杆及电机的控制以及相互配合的滑块实现相对移动，其中第一夹具600和第二夹具200与机床本体100产生相对移动的目的是方便光纤预制棒的装夹，而且第二夹具200还能实现分切时拉断光纤预制棒，而环形炉体400与机床本体100之间的上下移动的目的是在光纤预制棒300的尾端实现分切，且能够对分切后的待抛光区域进行完全的抛光，所述环形炉体400上设置有喷灯500。这样就能够实现一次装夹完成分切和抛光过程，避免了对大尺寸光纤预制棒的频繁装卸，减少了断裂风险，也提高了工作效率。

本申请实施例提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理方法如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种光纤预制棒的拉丝预处理方法的示意图。该方法利用如上所述的任一种光纤预制棒的拉丝预处理装置，包括步骤：

S1：将所述喷灯对准光纤预制棒的待分切部位，同时从所述第一氧气管道和所述第二氧气管道通入氧气，从所述氢气管道通入氢气，并点燃所述喷灯，直至熔融所述待分切部位；

S2：从所述第一氧气管道通入氧气，从所述氢气管道通入氢气，并点燃所述喷灯，再移动喷灯直至将待抛光部位全部抛光完毕。

具体的，在作业时，先将环形炉体打开，以使预制棒装夹在第一夹具上，再移动第二夹具，使第二夹具夹紧光纤预制棒，再合拢环形炉体，使6个喷灯以光纤预制棒为中心均匀分布。然后点燃喷灯，将喷灯移动至预制棒的分切点，通过系统控制，使第一夹具和第二夹具以20转/分的速度自转，将喷灯的氢气氧气流量增大，使第一氧气管道和第二氧气管道中均通入氧气，氢气管道中通入氢气，不断加热待分切部位，等待分切部位出现熔融状态的时候，第二夹具逐步向下移动，以一定的张力拉断预制棒，从而实现大尺寸预制棒的分切。

当光纤预制棒分切完成后，使第二夹具降到最低点，预制棒继续自转，关闭第二氧气管道中的氧气，使第二氧气管道中通入一定量的氮气，以防止氢气回流进入第二缓冲区而引起喷灯爆炸，调整第一氧气管道中的氧气流量和氢气管道中的氢气流量，使火焰温度达到2000℃左右，并且使炉体由分切部位开始，以一定的速度向上移动，直至光纤预制棒的上端，从而完成大尺寸光纤预制棒的抛光过程，去除光纤预制棒表面的杂质。

由于喷灯中的氧气来自于两个管道，分别由第一氧气管道和第二氧气管道进入，且由第一缓冲区和第二缓冲区进行了隔离，从而可以通过控制第二氧气管道的开关，来控制火焰温度和火焰高温区。具体来说，当此喷灯用于分切光纤预制棒的时候，第一氧气管道和第二氧气管道的管路里均通入氧气，氢气管道里通入氢气，喷灯的高温区位于光纤预制棒的中心，且喷灯的高温区较宽，就有利于光纤预制棒的分切；而当需要对光纤预制棒进行抛光的时候，则将第二氧气管道中的氧气切换成氮气，更改第一氧气管道中的氧气流量和氢气管道的氢气流量，此时火焰的高温区位于光纤预制棒的表面，在节约气体流量的情况下，更有利于预制棒的抛光过程。

在分切过程中，由于所需热量较高，需要在短时间内将光纤预制棒分切点进行熔融，其分切时，氢气的流量为1200L/min左右，氧气流量为450L/min左右，那么平均每个喷灯的氢气流量为200L/min，氧气流量为90L/min，火焰温度为2200℃左右，而在分切过程中，第二夹具对预制棒有一个向下的张力，这个张力值为900N。

在抛光过程中，关闭第二氧气管道中的氧气，氧气只从第一氧气管道中通入，具体来说，预制棒抛光分三个区间：底部以上0～200mm为起始抛光区，其抛光速度为30mm/min，氢气总流量为700L/min左右，氧气总流量为260L/min左右；底部以上200mm至顶部以下200mm，抛光速度为45mm/min，氢气流量为800L/min，氧气流量为300L/min左右；顶部以下200mm至顶部，氢气流量为700L/min，氧气总流量为260L/min左右，抛光速度为45mm/min，上述整个抛光过程的火焰温度为2000℃左右。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，包括至少一个喷灯，所述喷灯包括：

第一端与第一供氧部件连通的第一氧气管道；

第一端与第二供氧部件连通的第二氧气管道；

第一端与供氢部件连通的氢气管道；

所述第一氧气管道的第二端、所述第二氧气管道的第二端和所述氢气管道的第二端均位于所述喷灯的喷头位置。

2.根据权利要求1所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，所述第一氧气管道设置有第一缓冲区，所述第二氧气管道设置有第二缓冲区，所述第一缓冲区和所述第二缓冲区之间设置有隔板。

3.根据权利要求2所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，所述第一缓冲区设置于所述第二缓冲区的内部。

4.根据权利要求1所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，还包括非接触式地环绕光纤预制棒的环形炉体，所述环形炉体上等间距的设置有6个所述喷灯。

5.根据权利要求4所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，所述环形炉体还包括保温纤维部件和水套部件，所述水套部件设置于所述保温纤维部件的外周部。

6.根据权利要求5所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，所述保温纤维部件和所述水套部件的形状均为分体式的半圆柱体。

7.根据权利要求1-6任一项所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，还包括竖直方向的长度大于水平方向长度的机床本体，所述机床本体的上部设置有第一夹具，下部设置有第二夹具，所述第一夹具和所述第二夹具用于夹紧位于竖直方向的光纤预制棒。

8.根据权利要求7所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，还包括设置于所述机床本体上的导轨，所述第一夹具、所述第二夹具和所述环形炉体均可移动式的设置于所述导轨上，其中，所述环形炉体上下移动的行程中至少包括所述光纤预制棒的待分切部位和待抛光部位。

9.根据权利要求8所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，其特征在于，所述第一夹具、所述第二夹具和所述环形炉体均设置有与所述导轨匹配的滑块。

10.一种光纤预制棒的拉丝预处理方法，其特征在于，利用如权利要求1-9任一项所述的光纤预制棒的拉丝预处理装置，包括：

将所述喷灯对准光纤预制棒的待分切部位，同时从所述第一氧气管道和所述第二氧气管道通入氧气，从所述氢气管道通入氢气，并点燃所述喷灯，直至熔融所述待分切部位；

从所述第一氧气管道通入氧气，从所述氢气管道通入氢气，并点燃所述喷灯，再移动喷灯直至将待抛光部位全部抛光完毕。