CN108640501A - 一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法及套管棒 - Google Patents

一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法及套管棒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法及套管棒，该生产方法包括如下步骤：S1：分别加工出尾棒和靶棒，所述尾棒直径不小于所述靶棒直径；S2：将所述尾棒一端熔接于所述靶棒的一端；S3：在至少部分所述靶棒表面沉积石英粉并形成石英粉层，所述石英粉层至少部分覆盖于所述尾棒表面；S4：烧结所述石英粉层并形成套管；S5：将所述靶棒加工掉，得到套管棒。本发明在进行石英粉沉积反应前就完成了尾棒和靶棒的熔接过程，套管上不含OH‑离子，因此，整个套管可以拉出合格的光纤，减少了材料的损耗和气体消耗量，节约了资源，提高了套管的利用率，降低了生产成本，避免了传统方法所存在的风险。

Description

一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法及套管棒
技术领域
本发明涉及光纤制造领域，具体涉及一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法及套管棒。
背景技术
随着光纤市场的扩大，对光纤预制棒的需求越来越大。套管法在光纤生产过程中是一种使用比较普遍的方法。目前国内采用的套管法的生产方法如图1至图5所示，首先单独加工出尾棒1和靶棒2(参见图1所示)，然后在靶棒2上喷石英粉完成沉积过程(参见图2所示)，其次，将石英粉烧熔完成烧结过程，形成石英粉层(参见图3所示)，再次，将靶棒2加工掉，并将两端平头，得到套管(参见图4所示)，最后，将套管和尾棒1熔接，做出尾棒便于后续拉丝使用(参见图5所示)。
但是，在使用中发现，采用上述方法进行生产时，生产工序比较复杂，经常需要将尾棒和套管棒熔接起来，才能用于拉丝生产。在熔接的过程中，由于各种原因，存在熔接失败的风险，断裂出事故，尤其是图5中熔接时间较长，长达4个小时左右，气体消耗量大，熔接时间成本高，熔接效率低；更为重要的是，由于是采用氢气和氧气燃烧，燃烧过程产生的氢氧根离子导致图5中A区域的材料基本报废，无法拉出合格光纤，即熔接处的材料无法使用，产生大量的浪费，提高了生产成本；此外，熔接成功与否与操作人员水平还有较大关系。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够消除套管与尾棒熔接处材料无法拉丝、减少材料损耗的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，降低了生产风险和生产成本，减少了气体消耗，提高了生产效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其包括如下步骤：
S1：分别加工出尾棒和靶棒，所述尾棒直径不小于所述靶棒直径；
S2：将所述尾棒一端熔接于所述靶棒的一端；
S3：在至少部分所述靶棒表面沉积石英粉并形成石英粉层，所述石英粉层至少部分覆盖于所述尾棒表面；
S4：烧结所述石英粉层并形成套管；
S5：将所述靶棒加工掉，得到套管棒。
进一步地，步骤S2包括：
S20：将所述尾棒的一端和所述靶棒的一端分别固定在两个旋转卡盘上；
S21：至少驱动其中一所述旋转卡盘朝靠近另一所述旋转卡盘的方向运动，以使所述尾棒的另一端与所述靶棒的另一端相接触或抵持；
S22：驱动两所述旋转卡盘同向旋转，且转速相等；
S23：将所述尾棒与所述靶棒相互熔接。
进一步地，步骤S3包括：
S30：将所述尾棒和所述靶棒互相远离对方的一端分别固定在两个旋转卡盘上；
S31：驱动两所述旋转卡盘同向旋转，且转速相等；通过石英粉喷涂装置将所述石英粉沉积在所述靶棒表面并形成所述石英粉层。
进一步地，步骤S31还包括两所述旋转卡盘沿所述尾棒轴向做同速同向的往返运动，并使所述石英粉沉积在所述靶棒表面；或，
步骤S31还包括所述石英粉喷涂装置沿所述尾棒轴向做往返运动，并使所述石英粉沉积在所述靶棒表面。
进一步地，步骤S4包括：
S40：将所述尾棒和所述靶棒互相远离对方的一端分别固定在两个旋转卡盘上；
S41：驱动两所述旋转卡盘同向旋转，且转速相等；通过烧结炉烧结所述石英粉层并形成所述套管。
进一步地，步骤S41还包括两所述旋转卡盘沿所述尾棒轴向做同速同向的往返运动，并使所述石英粉层位于所述烧结炉的烧结区域内；或，
步骤S41还包括所述烧结炉沿所述尾棒轴向做往返运动，并使所述石英粉层位于所述烧结炉的烧结区域内。
本发明还提供了一种使用如上所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法制备的套管棒。
本发明还提供了一种套管棒，其包括尾棒和中空的套管，所述尾棒一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒相连的一端不含OH-离子。
本发明还提供了一种套管棒，其包括尾棒和中空的套管，所述尾棒一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒相连的一端的材料成分与所述套管远离所述尾棒的一端的材料成分相同。
本发明还提供了一种套管棒，其包括尾棒和中空的套管，所述尾棒一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒相连的一端未被氢气和氧气燃烧处理过。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明在进行石英粉沉积反应前就完成了尾棒和靶棒的熔接过程，这样就省却了将套管和尾棒再熔接；同时，由于尾棒和靶棒的熔接过程在石英粉沉积反应前，即使尾棒和靶棒的熔接过程仍然采用氢气和氧气燃烧的方式，套管上(尤其是图5中A区域)也基本上甚至不会含OH-离子，因此，整个套管的材料都是有效的，可以拉出合格的光纤，从而减少了材料的损耗，节约了资源，提高了套管的利用率，降低了生产成本。
(2)相对于现有技术中对尾棒和靶棒以及套管进行熔接，本发明是直接对尾棒和靶棒进行熔接，熔接时间大大减少，熔接速度快，从而降低了气体的消耗量，减少了熔接的气体费用，再一次降低了生产成本，同时提高了生产效率，增加了产品竞争力。
(3)本发明采用在进行石英粉沉积反应前就完成了尾棒和靶棒的熔接过程，即使熔接形状不太好，但是不会对石英粉的沉积造成影响，也不影响套管的形成，从而避免了现有技术中在熔接时存在的对套管造成不良反应的操作风险，因此，本发明的方法降低了风险，减少了生产成本。
总之，本发明提供的方法，无任何不良影响，制造成本低，应用广泛，具有良好的经济效益。
附图说明
图1为尾棒和靶棒结构示意图；
图2为现有技术中石英粉沉积示意图；
图3为现有技术中石英粉烧结示意图；
图4为现有技术中加工掉靶棒后的套管结构示意图；
图5为现有技术中尾棒与套管熔接示意图；
图6为本发明实施例提供的尾棒和靶棒熔接示意图；
图7为本发明实施例提供的石英粉沉积示意图；
图8为本发明实施例提供的石英粉烧结示意图；
图9为本发明实施例提供的加工掉靶棒后的套管棒结构示意图。
图中：1、尾棒；2、靶棒；3、石英粉层；4、旋转卡盘；5、石英粉喷涂装置；6、烧结炉。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
参见图1、图6至图9所示，本发明实施例提供一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其包括如下步骤：
S1：将尾棒1和靶棒2分别单独加工出来，在加工过程中，所述尾棒1直径不小于所述靶棒2直径；
S2：将所述尾棒1一端熔接于所述靶棒2的一端；熔接时，最好是确保所述尾棒1与所述靶棒2同轴设置，有利于后续拉丝时受力稳定，拉丝效果和质量更好。可以采用氢气在氧气中燃烧的方式进行熔接。
S3：在至少部分所述靶棒2表面沉积石英粉并形成石英粉层3，所述石英粉层3至少部分覆盖于所述尾棒1表面；
S4：对所述石英粉层3进行烧结，使之形成套管，此时，所述靶棒2、所述尾棒1和所述套管均熔接在一起；
S5：将所述靶棒2加工掉，即可得到套管棒，也就是得到带有尾棒的中空套管。
本发明在进行所述石英粉沉积反应前就完成了所述尾棒1和所述靶棒2的熔接过程，这样就省却了将所述套管和所述尾棒1再熔接；同时，由于所述尾棒1和所述靶棒2的熔接过程在所述石英粉沉积反应前，即使所述尾棒1和所述靶棒2的熔接过程仍然采用氢气和氧气燃烧的方式，所述套管上(尤其是图5中A区域)也基本上甚至不会含OH-离子，因此，整个所述套管的材料都是有效的，可以拉出合格的光纤，从而减少了材料的损耗，节约了资源，提高了所述套管的利用率，降低了生产成本。
相对于现有技术中对所述尾棒1和所述靶棒2以及所述套管进行熔接，本发明是直接对所述尾棒1和所述靶棒2进行熔接，熔接时间大大减少，熔接速度快，从而降低了气体的消耗量，减少了熔接的气体费用，再一次降低了生产成本，同时提高了生产效率，增加了产品竞争力。
本发明采用在进行所述石英粉沉积反应前就完成了所述尾棒1和所述靶棒2的熔接过程，即使熔接形状不太好，但是不会对所述石英粉的沉积造成影响，也不影响所述套管的形成，从而避免了现有技术中在熔接时存在的对所述套管造成不良反应的操作风险，因此，本发明的方法降低了风险，减少了生产成本。
本发明提供的方法，无任何不良影响，制造成本低，应用广泛，具有良好的经济效益。
实施例2
参见图6所示，本发明实施例提供一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，本实施例与实施例1的区别在于，步骤S2包括：
S20：将所述尾棒1的一端和所述靶棒2的一端分别固定在两个旋转卡盘4上；
S21：驱动其中一所述旋转卡盘4朝靠近另一所述旋转卡盘4的方向运动，以使所述尾棒1的另一端与所述靶棒2的另一端相接触或抵持；或者，驱动两所述旋转卡盘4互相靠近，以使所述尾棒1的另一端与所述靶棒2的另一端相接触或抵持；
S22：驱动两所述旋转卡盘4同向旋转，且转速相等；
S23：在转动条件下，将所述尾棒与所述靶棒2相互熔接，使熔接部位更加的均匀。
上述过程中，确保所述靶棒2熔接的端面完全被覆盖在所述尾棒1熔接的端面内，这样做的好处是，沉积所述石英粉并烧结成所述套管后，在将所述靶棒2加工掉，所述尾棒1的端面可以覆盖住所述套管中的中空通道，在拉丝时，所述套管受力也更加均匀，拉丝效果更好。
实施例3
参见图7所示，本发明实施例提供一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，本实施例与实施例1的区别在于，步骤S3包括：
S30：将所述尾棒1和所述靶棒2互相远离对方的一端分别固定在两个旋转卡盘4上；
S31：驱动两所述旋转卡盘4同向旋转，且转速相等；通过石英粉喷涂装置5将所述石英粉沉积在所述靶棒2表面并形成所述石英粉层3。
更优地，步骤S31还包括两所述旋转卡盘4沿所述尾棒1轴向做同速同向的往返运动，并使所述石英粉沉积在所述靶棒2表面；或，
步骤S31还包括所述石英粉喷涂装置5沿所述尾棒1轴向做往返运动，并使所述石英粉沉积在所述靶棒2表面。
在旋转过程中，可以同时进行左右横向的往返运动，以此控制所述石英粉层3的长度，从而控制所述套管的长度。
实施例4
参见图8所示，本发明实施例提供一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，本实施例与实施例1的区别在于，步骤S4包括：
S40：将所述尾棒1和所述靶棒2互相远离对方的一端分别固定在两个旋转卡盘4上；
S41：驱动两所述旋转卡盘4同向旋转，且转速相等；通过烧结炉6烧结所述石英粉层3并形成所述套管。
更优地，步骤S41还包括两所述旋转卡盘4沿所述尾棒1轴向做同速同向的往返运动，并使所述石英粉层3位于所述烧结炉6的烧结区域内；或，
步骤S41还包括所述烧结炉6沿所述尾棒1轴向做往返运动，并使所述石英粉层3位于所述烧结炉6的烧结区域内。
由于所述石英粉层3具有一定的长度，所述烧结炉6的有效的烧结温度覆盖的区域有限，因此，采用在旋转过程中同时进行左右横向的往返运动，以此对整个所述石英粉层3进行烧制，基于此，上述烧结区域为所述烧结炉6的有效烧结温度所覆盖的区域，所述石英粉层3位于该区域时，可以被烧结并形成所述套管。
实施例5
本发明实施例提供一种使用上述用于光纤拉丝的套管棒的生产方法制备的套管棒。所述套管内壁以及远离所述尾棒1一端的端面的粗糙度均不大于1.6μm。
实施例6
参见图9所示，本发明实施例提供一种套管棒，其包括尾棒1和中空的套管，所述尾棒1一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒1相连的一端基本甚至不含OH-离子，确保整个所述套管的材料都是有效的，可以拉出合格的光纤，从而减少材料的损耗，节约资源，提高所述套管的利用率，降低了生产成本。
实施例7
参见图9所示，本发明实施例提供一种套管棒，其包括尾棒1和中空的套管，所述尾棒1一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒1相连的一端的材料成分与所述套管远离所述尾棒1的一端的材料成分相同，也就是整个所述套管各处的材料成分都相同，排除所述套管与所述尾棒1相连的一端含有OH-离子。
实施例8
参见图9所示，本发明实施例提供一种套管棒，其包括尾棒1和中空的套管，所述尾棒1一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒1相连的一端未被氢气和氧气燃烧处理过，由于没有被氢气和氧气燃烧处理过，所述套管与所述尾棒1相连的一端不含OH-离子。
本发明不局限于上述实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：分别加工出尾棒(1)和靶棒(2)，所述尾棒(1)直径不小于所述靶棒(2)直径；
S2：将所述尾棒(1)一端熔接于所述靶棒(2)的一端；
S3：在至少部分所述靶棒(2)表面沉积石英粉并形成石英粉层(3)，所述石英粉层(3)至少部分覆盖于所述尾棒(1)表面；
S4：烧结所述石英粉层(3)并形成套管；
S5：将所述靶棒(2)加工掉，得到套管棒。
2.如权利要求1所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其特征在于，步骤S2包括：
S20：将所述尾棒(1)的一端和所述靶棒(2)的一端分别固定在两个旋转卡盘(4)上；
S21：至少驱动其中一所述旋转卡盘(4)朝靠近另一所述旋转卡盘(4)的方向运动，以使所述尾棒(1)的另一端与所述靶棒(2)的另一端相接触或抵持；
S22：驱动两所述旋转卡盘(4)同向旋转，且转速相等；
S23：将所述尾棒与所述靶棒(2)相互熔接。
3.如权利要求1所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其特征在于，步骤S3包括：
S30：将所述尾棒(1)和所述靶棒(2)互相远离对方的一端分别固定在两个旋转卡盘(4)上；
S31：驱动两所述旋转卡盘(4)同向旋转，且转速相等；通过石英粉喷涂装置(5)将所述石英粉沉积在所述靶棒(2)表面并形成所述石英粉层(3)。
4.如权利要求3所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其特征在于：步骤S31还包括两所述旋转卡盘(4)沿所述尾棒(1)轴向做同速同向的往返运动，并使所述石英粉沉积在所述靶棒(2)表面；或，
步骤S31还包括所述石英粉喷涂装置(5)沿所述尾棒(1)轴向做往返运动，并使所述石英粉沉积在所述靶棒(2)表面。
5.如权利要求1所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其特征在于，步骤S4包括：
S40：将所述尾棒(1)和所述靶棒(2)互相远离对方的一端分别固定在两个旋转卡盘(4)上；
S41：驱动两所述旋转卡盘(4)同向旋转，且转速相等；通过烧结炉(6)烧结所述石英粉层(3)并形成所述套管。
6.如权利要求5所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法，其特征在于：步骤S41还包括两所述旋转卡盘(4)沿所述尾棒(1)轴向做同速同向的往返运动，并使所述石英粉层(3)位于所述烧结炉(6)的烧结区域内；或，
步骤S41还包括所述烧结炉(6)沿所述尾棒(1)轴向做往返运动，并使所述石英粉层(3)位于所述烧结炉(6)的烧结区域内。
7.一种使用如权利要求1至6任一所述的用于光纤拉丝的套管棒的生产方法制备的套管棒。
8.一种套管棒，其特征在于：其包括尾棒(1)和中空的套管，所述尾棒(1)一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒(1)相连的一端不含OH-离子。
9.一种套管棒，其特征在于：其包括尾棒(1)和中空的套管，所述尾棒(1)一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒(1)相连的一端的材料成分与所述套管远离所述尾棒(1)的一端的材料成分相同。
10.一种套管棒，其特征在于：其包括尾棒(1)和中空的套管，所述尾棒(1)一端与所述套管的一端连接；所述套管与所述尾棒(1)相连的一端未被氢气和氧气燃烧处理过。
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