CN108609846A - 光纤拉丝工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤拉丝工艺，包括以下步骤：1)熔融拉丝工序：预制棒在2200℃‑2300℃熔融，依靠自身重力下垂拉丝；2)定型冷却工序：下垂的丝线通过定型管后降温至500℃‑600℃；3)拉丝冷却工序：丝线通过冷却装置进一步降温至30℃‑80℃；所述步骤2)中的定型管通过冷却水进行冷却，冷却水通过循环系统循环利用，且在循环过程中进行除杂操作；定型管的冷却层内设有导流肋，导流肋螺旋缠绕第一金属管布置，所述冷却层内通有冷却水，冷却水沿导流肋运动。本发明设计一种的光纤拉丝工艺，通过对定型管内冷却水除杂和循环利用，降低了污垢对热交换效果的影响，更加有效地保证了冷却水的冷却效果；同时采用螺旋布置的导流肋起着防变形、换热的作用。

Description

光纤拉丝工艺

本申请是申请日为2016年03月31日，申请号为201610197261.6，发明名称为“光纤拉丝工艺”的分案申请。

技术领域

本发明涉及光纤生产领域，特别涉及一种光纤拉丝工艺。

背景技术

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光导纤维是由两层折射率不同的玻璃组成，内层为光内芯，直径在几微米至几十微米，外层的直径0.1～0.2mm。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1％。根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，全部反射。目前通信中所用的光纤一般是石英光纤。石英的化学名称叫二氧化硅(SiO2)，它和我们日常用来建房子所用的砂子的主要成分是相同的。但是普通的石英材料制成的光纤是不能用于通信的。通信光纤必须由纯度极高的材料组成；不过，在主体材料里掺入微量的掺杂剂，可以使纤芯和包层的折射率略有不同，这是有利于通信的。制造光纤的方法很多，目前主要有：管内CVD(化学汽相沉积)法，棒内CVD法，PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法。但不论用哪一种方法，都要先在高温下做成预制棒，然后在高温炉中加温软化，拉成长丝，再进行涂覆、套塑，成为光纤芯线。

现有的光纤生产工艺包括熔融拉丝工序、定型冷却工序、拉丝冷却工序、涂覆工序、固化工序，在定型冷却工艺中，现有的技术未有合理的冷却水回收、除杂工艺，冷却水简单进行回流利用，造成大量的冷却水的浪费，增加了生产成本。而定型冷却工序中定型管氦气腔室的温度达到1000多℃，与冷却水直接接触的金属管的温度很高，冷却水循环后流出温度达到60-80℃，在该温度下偏酸性的硬水(含有较高的Ca离子和Mg离子等)容易腐蚀定型管中金属管的内壁，且容易产生污垢积压在金属管内壁，影响冷却水的换热效率，使得冷却效果不能得到有效的控制(定型冷却工艺要求下垂的丝线缓慢降温至500-600℃)，工艺不稳定而具有较高的产品不良率，减少了定型管的维护周期，而具有较高的维护成本，增加了冷却水的浪费和损耗，提高了生产成本。

发明内容

本发明是提供一种光纤拉丝工艺，使得现有的光纤拉丝工艺在冷却水未处理、浪费大、定型管冷却效果不稳定的缺陷得以解决。

为解决上述问题，本发明公开了一种光纤拉丝工艺，包括以下步骤：

1)熔融拉丝工序：预制棒在2200℃-2300℃熔融，依靠自身重力下垂拉丝；

2)定型冷却工序：下垂的丝线通过定型管后降温至500℃-600℃；

3)拉丝冷却工序：丝线通过冷却装置进一步降温至30℃-80℃；

所述步骤2)中的定型管通过冷却水进行冷却，所述冷却水通过循环系统循环利用，且在循环过程中进行除杂操作；所述定型管从外至内依次设有第一金属管、第二金属管、保温碳管和石墨碳管，第一金属管的内侧壁与第二金属管的外侧壁构成冷却层，所述冷却层内设有导流肋，所述导流肋螺旋缠绕第一金属管布置，所述冷却层内通有冷却水，冷却水沿导流肋运动。本发明设计一种的光纤拉丝工艺，通过对定型管内冷却水除杂和循环利用，降低了污垢对热交换效果的影响，有效地保证了冷却水的冷却效果；同时采用螺旋布置的导流肋可以起加强筋的作用，进一步有效减少金属管在高温的下的膨胀变形、提高了定型管的使用寿命。导流肋引导冷却水绕定型管内部的第二金属管运动，增加了换热时间，使得冷却水充分与金属管换热；同时导流肋采用热导体，也进一步增加金属管的散热面积提高了与冷却水的热交换效果。

可选的，所述导流肋的材料为铜。采用铜作为导流肋，铜是热的良好导体，同时铜不容易生锈，进一步减少冷却水对其的腐蚀，提高了使用寿命，减少了维护成本。

可选的，所述定型管连接冷却水循环系统；所述冷却水循环系统包括软水器和冷却器，所述软水器下侧设有进水管路，所述进水管路通过冷却器后连接定型管下侧；所述软水器上侧通过出水管路连接定型管上侧；所述软水器一侧设有侧通管路，所述侧通管路连通进水管路和出水管路；所述冷却器包括氯化钠溶液储罐和冷冻机，所述进水管路穿过氯化钠溶液储罐，与氯化钠溶液储罐内的液体热交换，所述氯化钠溶液储罐通过回流管路连接软水器上端；氯化钠溶液通过冷冻机制冷，所述氯化钠溶液还作为再生液清洁软水器。采用上述的冷却水循环系统，设置软水器有效地处理了冷却水中的Ca离子和Mg离子等，使用氯化钠溶液作为冷却剂对进水管路进行冷却，氯化钠溶液的温度可以控制在-3℃-10℃，便于较快地降低进水管路内冷却水的温度，可以大大缩短冷却水循环管路的长度，便于将该装置安装光纤生产的现场，而氯化钠溶液又可以作为软水器的再生液，通过设立侧通管路，可以实现在线清洗再生软水器，减少了生产前的准备工作，减少了软水器出现问题可能对定型管使用的影响，该结构简洁有效，减少整套循环装置的占地面积。

可选的，所述进水管路上设有过滤器。设置过滤器有效过滤冷却水中带有的污垢、金属屑等杂质。

可选的，所述氯化钠溶液的温度控制在0℃-15℃。将氯化钠溶液的温度控制0℃-15℃，可以快速地冷却进水管路的温度。

可选的，所述进水管路近定型管处设有流量控制阀。设置流量控制阀并通过流量控制阀有效地控制定型管内冷却水的流量。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本发明设计一种光纤拉丝工艺，通过对定型管内冷却水除杂且循环利用，降低了污垢对热交换效果的影响，更加有效地保证了冷却水的冷却效果，保证工艺的稳定而降低了产品不良率，增大了定型管的维护周期，降低了维护成本，减少了冷却水的浪费和损耗，降低了生产成本。采用螺旋布置的导流肋可以起加强筋的作用，进一步有效减少金属管在高温的下的膨胀变形、提高了定型管的使用寿命。导流肋引导冷却水绕定型管内部的第二金属管运动，增加了换热时间，使得冷却水充分与金属管换热；同时导流肋采用热导体，也进一步增加金属管的散热面积提高了与冷却水的热交换效果。

另外，采用铜作为导流肋，其为热的良好导体，且铜不容易生锈，

进一步减少冷却水对其的腐蚀，提高了使用寿命，减少了维护成本。采用上述的冷却水循环系统，设置软水器有效地处理了冷却水中的Ca离子和Mg离子等，使用氯化钠溶液作为冷却剂对进水管路进行冷却，氯化钠溶液的温度可以控制在-3℃-10℃，便于较快地降低进水管路内冷却水的温度，可以大大缩短冷却水循环管路的长度，便于将该装置安装光纤生产的现场，而氯化钠溶液又可以作为软水器的再生液，通过设立侧通管路，可以实现在线清洗再生软水器，减少了生产前的准备工作，减少了软水器出现问题可能对定型管使用的影响，该结构简洁有效，大大减少整套循环装置的占地面积。

设置过滤器有效过滤冷却水中带有的污垢、金属屑等杂质。将氯化钠溶液的温度控制0℃-15℃，可以快速地冷却进水管路的温度。设置流量控制阀并通过流量控制阀有效地控制定型管内冷却水的流量。本发明结构简单、效果良好、成本低廉。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图；

图2是本发明实施例的定型管及冷却循环系统的结构示意图；

图3是本发明实施例的定型管的结构示意图；

图4是本发明实施例的第二金属管及冷却肋结构示意图。

1、定型管，2、第一金属管，3、第二金属管，4、保温碳管，5、石墨碳管，6、冷却层，7、导流肋，8、冷却水循环系统，9、过滤器，10、流量控制阀，81、软水器，82、冷却器，83、进水管路，84、出水管路，85侧通管路，86、氯化钠溶液储罐，87、冷冻机，88、回流管路。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明公开了一种光纤拉丝工艺，包括以下步骤(见附图1)：

1)熔融拉丝工序：预制棒在2200℃-2300℃熔融，依靠自身重力下垂拉丝；

2)定型冷却工序：下垂的丝线通过定型管后降温至500℃-600℃；

3)拉丝冷却工序：丝线通过冷却装置进一步降温至30℃-80℃。

本工艺步骤2)还要求控制其降温速率，避免降温速度过快，影响产品的各项机械性能。

实施例：本发明公开了一种定型管的实施例(见附图2、3、4)，可应用于步骤2)中，定型管1通过冷却水进行冷却，所述冷却水通过循环系统循环利用，且在循环过程中进行除杂操作；所述定型管1从外至内依次设有第一金属管2、第二金属管3、保温碳管4和石墨碳管5，第一金属管2的内侧壁与第二金属管3的外侧壁构成冷却层6，所述冷却层6内设有导流肋7，所述导流肋7螺旋缠绕第一金属管2布置，所述冷却层6内通有冷却水，冷却水沿导流肋7运动。本发明通过对定型管内冷却水除杂且循环利用，降低了污垢对热交换效果的影响，更加有效地保证了冷却水的冷却效果，保证工艺的稳定而降低了产品不良率，增大了定型管的维护周期，降低了维护成本，减少了冷却水的浪费和损耗，降低了生产成本。采用螺旋布置的导流肋7可以起加强筋的作用，进一步有效减少金属管在高温的下的膨胀变形、提高了定型管的使用寿命。导流肋7引导冷却水绕定型管内部的第二金属管3运动，增加了换热时间，使得冷却水充分与金属管换热；同时导流肋7采用热导体，也进一步增加金属管的散热面积提高了与冷却水的热交换效果。

所述导流肋7的材料为铜。采用铜作为导流肋7，其为热的良好导体，同时铜不容易生锈，进一步减少冷却水对其的腐蚀，提高了使用寿命，减少了维护成本。在实际的生产过程中可根据实际降低成本需要采用具有镀铬不锈钢材料代替，但是其导热性能会差一些，其加强的强度会较高，但其一但被腐蚀，将难以处理导流肋带入的铁锈。

所述定型管1连接冷却水循环系统8；所述冷却水循环系统8包括软水器81和冷却器82，所述软水器81下侧设有进水管路83，所述进水管路83通过冷却器82后连接定型管1下侧；所述软水器81上侧通过出水管路84连接定型管1上侧；所述软水器81一侧设有侧通管路85，所述侧通管路85连通进水管路83和出水管路84；所述冷却器82包括氯化钠溶液储罐86和冷冻机87，所述进水管路83穿过氯化钠溶液储罐86，与氯化钠溶液储罐86内的液体热交换，所述氯化钠溶液储罐86通过回流管路88连接软水器81上端；氯化钠溶液通过冷冻机87制冷，所述氯化钠溶液还作为再生液清洁软水器91。采用上述的冷却水循环系统，设置软水器81有效地处理了冷却水中的Ca离子和Mg离子等，使用氯化钠溶液作为冷却剂对进水管路83进行冷却，氯化钠溶液的温度可以控制在-3℃-10℃，便于较快地降低进水管路83内冷却水的温度，可以大大缩短冷却水循环管路的长度，便于将该装置安装光纤生产的现场，而氯化钠溶液又可以作为软水器81的再生液，通过设立侧通管路85，可以实现在线清洗再生软水器81，减少了生产前的准备工作，减少了软水器81出现问题可能对定型管1使用的影响，该结构简洁有效，大大减少整套循环装置的占地面积。本实施例中将回流管路连接至氯化钠储罐与进水管路交换热量的末端，热交换过后的氯化钠溶液的温度较高(约20-35℃)，其用于对软水器进行清洗在效果较好。

所述进水管路83上设有过滤器9。设置过滤器9有效过滤冷却水中带有的污垢、金属屑等杂质。所述氯化钠溶液的温度控制在0℃-15℃。将氯化钠溶液的温度控制0℃-15℃，可以快速地冷却进水管路83的温度。所述进水管路83近定型管1处设有流量控制阀10。设置流量控制阀10并通过流量控制阀10有效地控制定型管1内冷却水的流量。氯化钠溶液控制在10℃左右其冷却机运行耗能较低，亦能达到一定流速下冷却水的冷却效果，为较优的选项。

本发明实施例实施时，冷却水通过软水器软化，软化后的冷却水通过过滤器过滤，冷却水经过冷却器。冷却器通过冷冻机制冷氯化钠溶液储罐内的氯化钠溶液来实现制冷，冷却后的氯化钠溶液与经过冷却器出水管路换热来实现冷却水的冷却，冷却水进入定型管，沿导流管向上运动对定型管的金属管进行降温，换热后的热水通过出水管路回流到软水器。

当对软水器进行清洗再生时，关闭出水管路进入软水器的阀门，打开侧通管路阀门，保证冷却水的循环不会中断；与此同时，氯化钠溶液储罐的氯化钠溶液可直接通过回流管路进入软水器，对软水器进行清洗再生，清洗后废液直接排掉。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种光纤拉丝工艺，其特征在于，包括定型冷却工序：下垂的丝线通过定型管后降温至500℃-600℃；

定型冷却工序中的定型管通过冷却水进行冷却，所述冷却水通过循环系统循环利用，且在循环过程中进行除杂操作；所述定型管从外至内依次设有第一金属管、第二金属管、保温碳管和石墨碳管，第一金属管的内侧壁与第二金属管的外侧壁构成冷却层，所述冷却层内设有导流肋，所述导流肋螺旋缠绕第一金属管布置，所述冷却层内通有冷却水，冷却水沿导流肋运动。

2.如权利要求1所述的光纤拉丝工艺，其特征在于，所述导流肋的材料为铜。

3.如权利要求1所述的光纤拉丝工艺，其特征在于，所述定型管连接冷却水循环系统；所述冷却水循环系统包括软水器和冷却器，所述软水器下侧设有进水管路，所述进水管路通过冷却器后连接定型管下侧；所述软水器上侧通过出水管路连接定型管上侧；所述软水器一侧设有侧通管路，所述侧通管路连通进水管路和出水管路；所述冷却器包括氯化钠溶液储罐和冷冻机，所述进水管路穿过氯化钠溶液储罐，与氯化钠溶液储罐内的液体热交换，所述氯化钠溶液储罐通过回流管路连接软水器上端；氯化钠溶液通过冷冻机制冷，所述氯化钠溶液还作为再生液清洁软水器。

4.如权利要求3所述的光纤拉丝工艺，其特征在于，所述进水管路上设有过滤器。

5.如权利要求3所述的光纤拉丝工艺，其特征在于，所述氯化钠溶液的温度控制在0℃-15℃。

6.如权利要求3所述的光纤拉丝工艺，其特征在于，所述进水管路近定型管处设有流量控制阀。