CN108409130A - 光纤拉丝退火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤拉丝退火装置，包括退火管，所述退火管内设有供光纤穿入的轴向空腔，所述退火管的管体内部设有电加热器，所述电加热器环绕轴向空腔设置，通过调整所述电加热器的工作温度使得轴向空腔内的温度沿光纤穿入轴向空腔到光纤穿出轴向空腔的方向逐渐降低；其还包括退火辅助器，所述退火辅助器密封连接在退火管的光纤穿出端，所述退火辅助器内设有衬管，所述衬管与轴向空腔同轴设置。本发明优化结构设计的光纤拉丝退火装置，与拉丝炉对接，光纤拉丝出炉后进入温度缓慢降低的退火装置内，能够改善光纤的衰减特性、翘曲特性和光纤内部应力，整体提高光纤的质量。
Description
技术领域
本发明属于石英光纤制造领域，具体涉及一种光纤拉丝退火装置，使用后能够改善光纤的衰减和翘曲度。
背景技术
随着光纤用量越来越多，目前市场处于供不应求的状态，国内光纤生产厂家纷纷通过提速来提高产量，有的厂家提速至2800m/min，而设备还是沿用2000m/min的拉丝炉，提速后容易出现光纤参数不稳定，甚至出现不合格，比如翘曲度、衰减等，这些技术问题的产生都是因为提速后光纤快速收丝导致光纤表面温度骤降，使得裸纤的衰减和翘曲度达不到目标要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光纤拉丝退火装置，光纤拉丝出炉后进入温度缓慢降低的退火装置内，能够改善光纤的衰减、翘曲特性和光纤内部应力，整体提高光纤的质量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤拉丝退火装置，包括退火管，所述退火管内设有供光纤穿入的轴向空腔，所述退火管的管体内部设有电加热器，所述电加热器环绕轴向空腔设置，通过调整所述电加热器的工作温度使得轴向空腔内的温度沿光纤穿入轴向空腔到光纤穿出轴向空腔的方向逐渐降低；
其还包括退火辅助器，所述退火辅助器密封连接在退火管的光纤穿出端，所述退火辅助器内设有衬管，所述衬管与轴向空腔同轴设置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述电加热器具有独立控温的若干组，各所述电加热器沿光纤穿入轴向空腔到光纤穿出轴向空腔的方向依次设置。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述轴向空腔的腔壁设有石墨件，所述石墨件的端部与衬管连接。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述石墨件的端部设有插接部，所述衬管的与石墨件连接的端部设有台阶环槽，所述石墨件和衬管同轴设置后插接部嵌合在台阶环槽内。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述石墨件的外侧设有保温层。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述轴向空腔包括腔径逐渐缩小的第一空腔段和腔径等同的第二空腔段，所述第二空腔段与第一空腔段的小口径端连接，所述退火辅助器密封连接在退火管的第二空腔段。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述退火辅助器具有能够打开或者闭合的第一分体和第二分体，所述第一分体和第二分体两者位于闭合方向的端部均设有半圆形结构的安装槽；所述衬管安装在第一分体和第二分体闭合后的所述安装槽内。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述衬管的外管壁上设有固定耳，所述安装槽的槽壁上设有内凹槽，所述固定耳和内凹槽配合使得衬管轴向穿入安装槽内后固定在退火辅助器内。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述衬管为石墨衬管，所述石墨衬管的底部设有管径扩张段。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述退火辅助器的底部设有底座，所述底座上设有气封通道，通过所述气封通道向衬管内通入保护气体。
本发明优化结构设计的光纤拉丝退火装置，与拉丝炉对接，光纤拉丝出炉后进入温度缓慢降低的退火装置内，能够改善光纤的衰减特性、翘曲特性和光纤内部应力，整体提高光纤的质量。
附图说明
图1是本发明优选实施例中光纤拉丝退火装置的结构示意图。
其中：1-光纤，2-退火管，4-轴向空腔，6-电加热器，8-退火辅助器，10-衬管，12-石墨件，14-插接部，16-台阶环槽，18-保温层，20-第一空腔段，22-第二空腔段，24-第一分体，26-第二分体，28-安装槽，30-固定耳，32-内凹槽，34-管径扩张段，36-底座，38-气封通道，40-密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1所示，本实施例公开了一种光纤拉丝退火装置，包括退火管2和退火辅助器8，上述退火管2的顶部与拉丝炉对接，退火辅助器8密封连接在退火管2的底部，退火辅助器8的底部通过螺纹连接底座36，借助底座36来支撑整个退火装置。上述退火管2内设有轴向空腔4，上述轴向空腔4的腔壁设有石墨件12，上述退火辅助器8内设有石墨衬管10，上述衬管10与轴向空腔4同轴设置，上述石墨件12的端部与衬管10连接。光纤1拉丝出炉后进入轴向空腔4，从轴向空腔4中穿出后进入石墨衬管10内，最后从石墨衬管10中穿出进入室温环境，完成光纤拉丝出炉后的退火处理。上述退火管2的管体内部设有电加热器6，上述电加热器6环绕轴向空腔4设置，通过调整上述电加热器6的工作温度使得轴向空腔4内的温度沿光纤1穿入轴向空腔4到光纤穿出轴向空腔4的方向逐渐降低。本实施例技术方案中，电加热器6进入工作状态时，轴向空腔4内沿光纤1穿入轴向空腔4到光纤穿出轴向空腔4的方向的温度变化为1500℃至1000℃，光纤穿出轴向空腔4内进入石墨衬管10内，石墨衬管10对光纤1进行延伸退火处理，进一步降低光纤1的表面温度。光纤在轴向空腔4内逐渐、缓慢降低表面温度，并结合石墨衬管10的延伸退火处理，相较于传统的快速收纤能够改善光纤的衰减特性、翘曲特性和光纤内应力，整体提高光纤的质量。
轴向空腔4温度的梯度调整优选通过以下技术方案来实现：上述电加热器6具有独立控温的若干组，各上述电加热器6沿光纤1穿入轴向空腔4到光纤穿出轴向空腔4的方向依次设置。本实施例技术方案中，上述电加热器6优选使用退火管2生产时预先埋设在管体内的电加热线圈，且优选通过调整加载在电加热线圈上的功率来调整轴向空腔4内温度的目的。实现1500℃至1000℃的变化，可以设置多个温度梯度，例如沿光纤1的移动方向设置六组独立控温的电加热器6，实现轴向空腔4内的温度梯度为：1500℃→1400℃→1300℃→1200℃→1100℃→1000℃；当然，根据实际使用需要，还可以变化各温度梯度之间的温度间隔，以及梯度的级数。
本实施例技术方案中，上述电加热器6电气连接至外部控制器，通过外部控制器来实现电加热器6加热功率的自动调整，且可以在轴向空腔4内各个温度节点设置温度传感器，实时回传各个节点的温度值，并在显示器中直观显示。
上述石墨件12的外侧设有保温层18，设置保温层18确保轴向空腔4内温度的稳定，减少温度波动，有利于提高光纤的整体质量和性能。另一方面，保温层18设置在石墨件12和管体之间，退火管的管体隔绝保温层18和电加热器6，杜绝放电现象。
作为本发明的进一步改进，上述轴向空腔4包括腔径逐渐缩小的第一空腔段20和腔径等同的第二空腔段22，上述第二空腔段22与第一空腔段20的小口径端连接，上述退火辅助器8密封连接在退火管2的第二空腔段22。以此设计可以确保光纤丝径的稳定性和均匀性。
为了方便拆装和固定，上述退火辅助器8具有能够打开或者闭合的第一分体24和第二分体26，上述第一分体24和第二分体26两者位于闭合方向的端部均设有半圆形结构的安装槽28；上述衬管10安装在第一分体24和第二分体26闭合后的上述安装槽28内。具体的，上述衬管10的外管壁上设有固定耳30，上述安装槽28的槽壁上设有内凹槽32，上述固定耳30和内凹槽32配合使得衬管10轴向穿入安装槽28内后固定在退火辅助器8内。在拉丝作业前，第一分体24和第二分体26打开，将石墨衬管10放在安装槽28内，且固定耳30插入内凹槽32内固定，随后闭合第一分体24和第二分体26。
如图1所示，上述石墨件12的端部设有插接部14，上述衬管10的与石墨件12连接的端部设有台阶环槽16，上述石墨件12和衬管10同轴设置后插接部14嵌合在台阶环槽16内。石墨衬管10组装在安装槽28内、且闭合第一分体24和第二分体26后，退火辅助器8整体向上移动2mm，使得插接部14嵌合在台阶环槽16内，即可实现退火管2和退火辅助器8之间的对接，可以在退火辅助器8上设计密封圈40，实现退火管2和退火辅助器8之间的密封对接。
上述底座36上设有气封通道38，通过上述气封通道38向衬管10内通入保护气体，上述退火管2上设有气封通道38，通过气封通道向退火管2内通入保护气体，比如氮气，保护气体对衬管10和轴向空腔4内的起到密封作用。上述石墨衬管10的底部设有管径扩张段34。轴向空腔4内的保护气体自上而下移动，衬管10内的气体自上而下移动，光纤自上而下移动，管径扩张段34的设计使得气体经由窄通道到宽通道移动，气体会流向宽通道，从而可以有效收集挥发物。
另，上述退火管2上还设有用于走油的循环管路，控制油温在25℃左右，用于降低退火管2表面温度，同时起到润滑保护作用。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种光纤拉丝退火装置，包括退火管，所述退火管内设有供光纤穿入的轴向空腔，其特征在于：所述退火管的管体内部设有电加热器，所述电加热器环绕轴向空腔设置，通过调整所述电加热器的工作温度使得轴向空腔内的温度沿光纤穿入轴向空腔到光纤穿出轴向空腔的方向逐渐降低；
其还包括退火辅助器，所述退火辅助器密封连接在退火管的光纤穿出端，所述退火辅助器内设有衬管，所述衬管与轴向空腔同轴设置。
2.如权利要求1所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述电加热器具有独立控温的若干组，各所述电加热器沿光纤穿入轴向空腔到光纤穿出轴向空腔的方向依次设置。
3.如权利要求1所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述轴向空腔的腔壁设有石墨件，所述石墨件的端部与衬管连接。
4.如权利要求3所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述石墨件的端部设有插接部，所述衬管的与石墨件连接的端部设有台阶环槽，所述石墨件和衬管同轴设置后插接部嵌合在台阶环槽内。
5.如权利要求3所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述石墨件的外侧设有保温层。
6.如权利要求1所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述轴向空腔包括腔径逐渐缩小的第一空腔段和腔径等同的第二空腔段，所述第二空腔段与第一空腔段的小口径端连接，所述退火辅助器密封连接在退火管的第二空腔段。
7.如权利要求1所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述退火辅助器具有能够打开或者闭合的第一分体和第二分体，所述第一分体和第二分体两者位于闭合方向的端部均设有半圆形结构的安装槽；所述衬管安装在第一分体和第二分体闭合后的所述安装槽内。
8.如权利要求7所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述衬管的外管壁上设有固定耳，所述安装槽的槽壁上设有内凹槽，所述固定耳和内凹槽配合使得衬管轴向穿入安装槽内后固定在退火辅助器内。
9.如权利要求7所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述衬管为石墨衬管，所述石墨衬管的底部设有管径扩张段。
10.如权利要求1所述的光纤拉丝退火装置，其特征在于：所述退火辅助器的底部设有底座，所述底座上设有气封通道，通过所述气封通道向衬管内通入保护气体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180817 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |