CN108508531B - 一种毛细玻璃管加热吸气装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毛细玻璃管加热吸气装置，包括吸气组件、加热夹具、开关组件和气管，所述吸气组件内设有控制系统和真空抽气泵，所述吸气组件上设有真空抽气泵进气孔和真空抽气泵出气孔，所述真空抽气泵进气孔用来连接气管与毛细玻璃管，所述加热夹具用来夹持毛细玻璃管。本发明具有结构简单、操作简便、使用效果好等优点。

Description

一种毛细玻璃管加热吸气装置

技术领域

本发明主要涉及光纤激光器技术领域，特指一种适用于套管法制作光纤合束器所用的毛细玻璃管加热吸气装置。

背景技术

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、热管理方便及结构紧凑等优点，在最近几年得到了飞速的发展，已在工业制造、生物医疗、国防安全等领域得到了广泛的应用。伴随国防、工业加工等行业的需要，更高的功率、光束质量的光纤激光器成为光纤激光器的发展方向。在实现高功率光纤激光器的研制过程中，光纤泵浦耦合器是核心元器件之一。熔融拉锥是实现光纤泵浦耦合器的主要实现形式，其制作过程是将多根光纤紧密组成一束，然后在高温下加热拉伸，使其互相熔合并形成锥形过渡区，最后将其切断与输出光纤熔接，即通常所说的组束、拉锥、切割和熔接四个步骤。

目前，实现多根光纤紧密组束的方式主要有两种：扭转法和套管法。其中套管法制作光纤泵浦耦合器的主要流程包括：一、将毛细玻璃管用酒精洗净烘干，然后将毛细玻璃管进行一次拉锥，毛细管锥腰区的大小比的光纤束直径大小稍微大一点，使得光纤束能穿进去的同时也不至于溜出；二、将剥去涂覆层的光纤束用酒精擦净；三、将完成步骤二的光纤穿到步骤一中拉锥好的毛细玻璃管中，确保剥掉涂覆层的部分在拉锥的玻璃管的锥腰部分；四、将步骤三的结构进行反向熔融拉锥合成一束，然后再与合适的输出光纤进行熔接。

在上述使用套管法制作光纤泵浦耦合器的步骤中，步骤一将毛细玻璃套管用酒精洗净烘干即通过加热装置使玻璃管内壁的酒精蒸发，然后再利用吸气装置将其吸出，该过程是制作泵浦耦合器能否承受高功率的关键要素之一。所以，一套易用、高效的酒精加热吸气的装置不仅能够提高合束器制作的效率，也能提高其制作的质量。

现有技术中，市场上在光纤激光领域出现了一些加热、吸气的装置，但并没有把这两个功能综合起来，且功能比较单一，如德国3SAE公司的装置，其将毛细玻璃管加热与光纤清洗功能综合，但是仅能实现毛细管玻璃管加热，并不能实现毛细玻璃管加热，吸气一体，并且由于加热时间、温度不可控，夹具仅能适应一种规格的毛细玻璃管，使得毛细管加热效果不佳。目前没有专门针对毛细玻璃管加热吸气的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作简便、使用效果好的毛细玻璃管加热吸气装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种毛细玻璃管加热吸气装置，包括吸气组件、加热夹具、开关组件和气管，所述吸气组件内设有控制系统和真空抽气泵，所述吸气组件上设有真空抽气泵进气孔和真空抽气泵出气孔，所述真空抽气泵进气孔用来连接气管与毛细玻璃管，所述加热夹具用来夹持毛细玻璃管。

作为本发明的进一步改进：所述加热夹具包括连接夹具和上下加热夹具，所述连接夹具有两个，分别为左连接夹具、右连接夹具， 所述上下加热夹具包括上绝热板、下绝热板、导热板、加热垫片，所述上绝热板使得上夹具盖上时对毛细玻璃管有压力，所述绝热板通过耐高温胶与加热垫片固定；所述下绝热板有磁性，通过磁力与吸气组件固定，所述下绝热板通过耐高温胶与加热垫片固定。

作为本发明的进一步改进：所述导热板上挖取不同的毛细玻璃管的槽。

作为本发明的进一步改进：所述开关组件包括温度控制开关，通过旋钮调整加热夹具的温度以控制毛细玻璃管中酒精的蒸发效率。

作为本发明的进一步改进：所述开关组包括气流控制开关，通过旋钮调整吸气组件中真空抽气泵的功率，控制真空抽气泵进气孔的进气量。

作为本发明的进一步改进：所述开关组包括装置开关、开始结束开关和时间控制开关，所述装置开关为装置的总开关，控制装置的开启和关闭；所述开始结束开关用来控制装置开始和结束运行；所述时间控制开关用来控制加热吸气时间长短。

作为本发明的进一步改进：所述加热夹具通过磁铁与吸气组件固定，根据加热毛细玻璃管外径大小进行更换不同的夹具。

作为本发明的进一步改进：所述吸气组件上设置有电线柱，所述电线柱用来让加热夹具的控制电线通过。

作为本发明的进一步改进：所述真空抽气泵进气孔与气管通过螺纹连接。

作为本发明的进一步改进：所述真空抽气泵包括进气管、出气管以及真空抽气泵底座，所述真空抽气泵通过控制电线与控制系统相连，所述控制电线起到传输控制信号与供电作用；所述进气管与真空抽气泵进气孔相连，所述出气管与真空抽气泵出气孔相连，所述真空抽气泵底座用来将真空抽气泵固定在吸气组件上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的毛细玻璃管加热吸气装置，结构简单、操作简便、使用效果好，用于改善目前对于毛细石英玻璃管吸气装置效率低，质量差等问题。本发明将毛细管吸气与加热一体且能适应多种规格毛细石英玻璃管高效，高质量的吸气装置；该装置可以通过旋钮开关控制加热的时间、加热夹具的温度、吸气装置的气流量；加热夹具通过磁铁与装置相连，避免了拧螺丝等繁琐步骤，夹具更换简便。

附图说明

图1是在具体应用时毛细石英玻璃管的截面示意图。

图2是在具体应用时毛细石英玻璃管的立体示意图。

图3是本发明在具体应用实例中的总体结构原理示意图。

图4是本发明在具体应用实例中的吸气装置内部结构原理示意图。

图5是本发明在具体应用实例中加热夹具的结构原理示意图。

图6是本发明在具体应用实例中的操作流程示意图。

图例说明：

1、吸气组件；2、控制系统；3、真空抽气泵；4、加热夹具；5、温度控制开关；6、气流控制开关；7、装置开关；8、气管；9、开始结束开关；10、时间控制开关。12、真空抽气泵进气孔；13、电线柱；14、螺钉；15、真空抽气泵出气孔；16、毛细玻璃管；21、电源接口；22、集成控制板；23、装置电源控制开关控制板；24、控制电线；321、出气管；322、进气管；33、真空抽气泵底座；42、上下加热夹具；421、上绝热板；422、下绝热板；423、导热垫片；44、槽。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，为本发明在具体应用时的石英毛细玻璃管16的结构原理示意图，其中毛细玻璃管16为内径/外径为800/1000um高折射率或低折射率材质的石英管子，如果跟换其他规格，要保证毛细玻璃管16的外径与加热夹具配套使用，否则将造成加热吸气效果不佳。

如图3和图4所示，本发明的毛细玻璃管加热吸气装置，包括吸气组件1、加热夹具4、温度控制开关5、气流控制开关6、装置开关7、气管8、开始结束开关9以及时间控制开关10。其中：

吸气组件1，四周为密度较高的金属材质组成，目的是能够降低真空抽气泵3工作带来的震动，其设计大小由内部真空抽气泵3以及控制系统大小而定。整体结构主要包括真空抽气泵进气孔12、真空抽气泵出气孔15、电线柱13、螺钉14。真空抽气泵进气孔12主要连接气管8与毛细玻璃管16，真空抽气泵进气孔12与气管8通过螺纹连接，可以方便更换不同型号的气管8以适应不同规格的毛细玻璃管16。在较佳的实施例中，真空抽气泵进气孔12加入过滤片以保证从毛细管吸出的杂质、酒精等物质不直接进入真空抽气泵3，以保证真空抽气泵正常运行。真空抽气泵出气孔15主要将抽出的酒精、气体排出吸气组件1外，真空抽气泵出气孔15设计大小合适，确保真空抽气泵3在高功率运行时废气能顺畅排出。电线柱13主要用来让加热夹具4的控制电线通过，电线柱13大小设计合适，能够确保控制电线24通过的同时也能夹住电线以防止更换加热夹具4时控制电线24掉入吸气组件1。螺钉14根据实际需要可以选用M6型号内六角，其数量由制作的吸气组件1的大小决定，确保吸气组件1的震动最小。

加热夹具4，包括连接夹具。所述连接夹具有两个，分别为：左连接夹具411、右连接夹具412，加热夹具4能够翻开一定的角度放置毛细玻璃管16，另一个作用是上下加热夹具42中的加热垫片电线可以通过连接夹具与控制电线24连接，起到更换夹具的目的。

温度控制开关5，通过旋钮调整加热夹具4的温度以控制毛细玻璃管16中酒精的蒸发效率。

气流控制开关6，通过旋钮调整吸气组件1中真空抽气泵3的功率，从而控制真空抽气泵进气孔12的进气量。

装置开关7，为装置的总开关，控制装置的开启和关闭。

气管8，用来连接真空抽气泵进气孔12与毛细玻璃管16；其中真空抽气泵进气孔12与气管8连接处可以拆卸，气管8另一头与毛细玻璃管16相连，通过设计与毛细玻璃管16连接头的大小，可以适应不同规格的毛细玻璃管16。

开始结束开关9，用来控制装置开始和结束运行。

时间控制开关10，用来控制加热吸气时间长短。

参见如图3和图4，在具体应用实例中，吸气组件1包括控制系统2和真空抽气泵3，控制系统2主要包括电源接口21、气流、温度、时间等开关，装置开关7用来关闭控制开关集成控制板22、装置电源控制开关控制板23、控制电线24；所述电源接口21通过控制电线24与控制系统2相连，连接外置电源给装置供电，外接电源参数由所选真空抽气泵3以及控制系统2的额定电学参数选定；所述集成控制板22通过控制电线24一端与控制系统2相连，其一端与电线柱13相接，通过其上的旋钮控制加热夹具4的温度以及真空抽气泵3的抽气量；所述装置电源控制开关控制板23通过控制电线24与控制系统2相连，控制整套装置的开启和关闭。真空抽气泵3主要包括进气管322、出气管321以及真空抽气泵底座33，所述真空抽气泵3为静音式真空抽气泵，在保证其额定功率下，要求其工作时震动小，保证其工作时产生的震动不影响毛细玻璃管16加热和抽气，真空抽气泵3通过控制电线24与控制系统2相连，控制电线24传输控制信号与供电作用；所述进气管322与真空抽气泵进气孔12相连，主要将毛细玻璃管16中的酒精、杂质等物质吸入；所述出气管321与真空抽气泵出气孔15相连，主要将吸入的酒精、废气等排出；所述真空抽气泵底座33为橡胶类弹性材质制作，要求其有吸收震动作用，主要将真空抽气泵2固定在吸气组件1上，同时能吸收真空抽气泵3工作时的震动。

如图5所示，在具体应用实例中，本发明的加热夹具4通过磁铁与吸气组件1固定，可以根据加热毛细玻璃管16外径大小进行更换不同的夹具。

在具体应用实例中，上下加热夹具42包括上绝热板421、下绝热板422、导热板423、加热垫片，上绝热板421具有较大的密度，使得上夹具盖上时对毛细玻璃管16有一定的压力，以提高加热效率，使用绝热板的目的是防止加热夹具4工作完后余热对手的烫伤；绝热板42通过耐高温胶与加热垫片固定；所述下绝热板422有磁性，可以通过磁力与吸气组件1固定，使用磁力的目的是方便加热夹具4的更换，下绝热板422同样通过耐高温胶与加热垫片固定。

在具体应用实例中，导热板423为导热材料制作，并且其材质较软，保证在其上面挖取槽后不会出现尖锐突起对毛细玻璃管16外壁造成损伤，其作用主要是将加热垫片的热量导出到毛细玻璃管16上槽44的附近，导热板423上可以挖取不同的毛细玻璃管16的槽44，制作成不同规格的夹具，且侧面可以通过螺钉14与连接夹具41固定，导热板423与加热垫片以及绝热板通过耐高温胶固定在一起；加热垫片放置在导热板423与绝热板之间，上下各一个，控制导线24从连接夹具41中出，为止放置在上下毛细玻璃管16的槽44附近，以使得其热量传到毛细玻璃管16的槽44上；毛细玻璃管16的槽44在导热板上挖取，其大小与实验室毛细玻璃管16适配，如外径为1100um、1500um、2000um等规格，不同的规格对应不同的夹具。

如图6所示，为本发明在具体应用时的操作流程示意图，其具体流程为：

第一步：开机；先将装置电源线接上、按下装置开关7开机。

第二步：更换夹具；该步骤更换的夹具型号与所需吸气加热的毛细玻璃管16大小适应，更换夹具时使夹具控制电线24与真空抽气泵进气孔12相连，且夹具放置在吸气组件1的磁铁处让夹具与吸气组件1固定；更换与毛细玻璃管16适应的换夹具、放置毛细玻璃管16、调整夹具。

第三步：放置毛细玻璃管16；该步骤放置毛细玻璃管16之前应将毛细玻璃管16放置在盛有酒精的超声波装置清洗1-2分钟，保证毛细玻璃管16内壁杂质清洗干净，外壁无较明显的污染物，放置过程先把上下加热夹具42打开，将毛细玻璃管16放至毛细玻璃管16的槽44中、盖上加热夹具4、将气管8接至毛细玻璃管16的一头，步骤三完毕。

第四步：所述步骤四根据毛细玻璃管16规格调整加热夹具4的温度、吸气组件 1的吸气流量、时间，按下开始开关开始吸气加热；对于直径大一些的毛细玻璃管16，则需要更大的气流量，更大的加热量，更长的时间，才能保证好的毛细玻璃管16清洁质量。

第五步：取毛细玻璃管16，关机；所述步骤五当整个装置自动暂停时，整个加热吸气过程结束，此时检查毛细玻璃管16内壁酒精残余情况，如果毛细玻璃管16内壁无酒精残余，取出毛细玻璃管16，如果毛细玻璃管16内壁残余酒精过多，重复步骤三。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，包括吸气组件(1)、加热夹具(4)、开关组件和气管(8)，所述吸气组件(1)内设有控制系统(2)和真空抽气泵(3)，所述吸气组件(1)上设有真空抽气泵进气孔(12)和真空抽气泵出气孔(15)，所述真空抽气泵进气孔(12)用来连接气管(8)与毛细玻璃管(16)，所述加热夹具(4)用来夹持毛细玻璃管(16)；

所述加热夹具(4)包括连接夹具和上下加热夹具(42)，所述连接夹具有两个，分别为左连接夹具(411)、右连接夹具(412)，所述上下加热夹具(42)包括上绝热板(421)、下绝热板(422)、导热板(423)、加热垫片，所述加热垫片放置在导热板(423)与绝热板之间，所述上绝热板(421)使得上夹具盖上时对毛细玻璃管(16)有压力，所述绝热板通过耐高温胶与加热垫片固定；所述下绝热板(422)有磁性，通过磁力与吸气组件(1)固定，所述下绝热板(422)通过耐高温胶与加热垫片固定；

所述导热板(423)为软材质的导热材料；所述导热板(423)上挖取不同的毛细玻璃管(16)的槽(44)；

所述加热夹具(4)通过磁铁与吸气组件(1)固定，根据加热毛细玻璃管(16)外径大小进行更换不同的夹具。

2.根据权利要求1所述的毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，所述开关组件包括温度控制开关(5)，通过旋钮调整加热夹具(4)的温度以控制毛细玻璃管(16)中酒精的蒸发效率。

3.根据权利要求1所述的毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，所述开关组包括气流控制开关(6)，通过旋钮调整吸气组件(1)中真空抽气泵(3)的功率，控制真空抽气泵进气孔(12)的进气量。

4.根据权利要求1所述的毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，所述开关组包括装置开关(7)、开始结束开关(9)和时间控制开关(10)，所述装置开关(7)为装置的总开关，控制装置的开启和关闭；所述开始结束开关(9)用来控制装置开始和结束运行；所述时间控制开关(10)用来控制加热吸气时间长短。

5.根据权利要求1所述的毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，所述吸气组件(1)上设置有电线柱(13)，所述电线柱(13)用来让加热夹具(4)的控制电线(43)通过。

6.根据权利要求1所述的毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，所述真空抽气泵进气孔(12)与气管(8)通过螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的毛细玻璃管加热吸气装置，其特征在于，所述真空抽气泵(3)包括进气管(322)、出气管(321)以及真空抽气泵底座(33)，所述真空抽气泵(3)通过控制电线(24)与控制系统(2)相连，所述控制电线(24)起到传输控制信号与供电作用；所述进气管(322)与真空抽气泵进气孔(12)相连，所述出气管(321)与真空抽气泵出气孔(15)相连，所述真空抽气泵底座(33)用来将真空抽气泵(2)固定在吸气组件(1)上。

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