CN110590187A - 一种风冷式光纤拉丝固化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷式光纤拉丝固化装置，包括外壳机构和紫外固化光源机构，且所述紫外固化光源机构竖直设置于所述外壳机构的内腔中；所述紫外固化光源机构包括装载组件、第一光源组件、第二光源组件、反光基板和中心管，所述装载组件、第一光源组件、反光基板和第二光源组件依次首尾环绕连接后所围成的内腔中设置有所述中心管，且所述中心管与装载组件平行固定连接。本发明通过紫外固化光源机构中装载组件、第一光源组件、反光基板和第二光源组件依次首尾环绕连接的设置方式，提高了紫外光源利用率并强化中心管内光纤的辐照汇聚效果；同时于紫外固化光源机构外部包裹设置外壳机构，增强对紫外固化光源机构散热，延长装置整体使用寿命。

Description

一种风冷式光纤拉丝固化装置

技术领域

本发明涉及光纤紫外固化装置，特别是一种风冷式光纤拉丝固化装置。

背景技术

目前，关于成品光纤的制备，需要将光纤预制棒熔融牵拉支撑裸光纤，待裸光纤基本冷却后，于裸光纤的表面采用涂覆一层或多层有机防护层的方式，对光纤主体进行保护。而这些有机防护层通常采用加热固化和紫外固化两种方式，其中光纤的紫外固化是指利用紫外线辐照，引发光纤表面液体有机涂料的快速聚合交联，使其能够在极短时间固化附着于裸光纤外表面，因此紫外固化方式对光纤表面有机涂料进行处理，能够快速制得成品光纤，且成品光纤质量较高。

现有技术中常采用LED灯珠阵列作为紫外光源，配合光学透镜对光纤进行定向表面固化；但一方面由于采用光学透镜对线性的紫外光源进行定向汇聚，难以充分利用紫外光源并达到高度聚焦的效果，进而使得现有技术中光纤受到的紫外辐照程度不够理想；另一方面，若以增加LED灯珠的数目来强化对光纤的紫外辐照程度，则容易产生高功耗发热问题，而传统的LED灯珠阵列排布较为紧密，散热环境较差，进而会严重影响光源组件的寿命。故需要提出一种新的光纤拉丝固化装置用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种风冷式光纤拉丝固化装置，用于解决现有技术中紫外固化装置辐照程度不佳且散热环境较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风冷式光纤拉丝固化装置，包括外壳机构和紫外固化光源机构，且紫外固化光源机构竖直设置于外壳机构的内腔中；紫外固化光源机构包括装载组件、第一光源组件、第二光源组件、反光基板和中心管，装载组件、第一光源组件、反光基板和第二光源组件依次首尾环绕连接后所围成的内腔中设置有中心管，且中心管与装载组件平行固定连接。

优选的，外壳机构为由上面板、下面板、左面板、右面板、前面板和后面板所围成的矩形体结构；上面板与下面板之间通过前面板和后面板垂直固定连接，左面板和右面板均同前面板铰接，左面板和右面板均同后面板活动卡接。

优选的，左面板上贯通设置有风扇过滤网和散热风扇组，风扇过滤网设置于左面板外侧，散热风扇组设置于左面板内侧；右面板上贯通设置有出风网，出风网与散热风扇组的位置相对应。

优选的，上面板上贯通设置有进气卡口，下面板上贯穿设置有出气卡口，且进气卡口、中心管与出气卡口三者依次相连通。

优选的，外壳机构还包括支架，支架竖直固定设置于外壳机构的内腔中，用于将紫外固化光源机构稳定装配于外壳机构的内腔中。

优选的，装载组件包括支撑板和一对托板，通过一对托板上对应设置的通孔，将中心管贯穿设置于一对托板之间。

优选的，第一光源组件包括散热基板、COB发光板、灯体反光镜和散热片组；散热基板靠近中心管一侧沿顺时针弧形轨迹依次设置COB发光板和灯体反光镜，且COB发光板位于靠近反光基板处，灯体反光镜位于靠近装载组件处；散热片组为若干散热翅片平行堆叠所形成的结构，且散热片组设置于散热基板远离中心管一侧。

优选的，第一光源组件与第二光源组件具有相同结构，并以镜像方式分别设置于中心管的两侧。

优选的，反光基板包括基座和中央反光镜；基座与装载组件相对设置，基座靠近中心管一侧设置有中央反光镜，且中央反光镜、第一光源组中的灯体反光镜和第二光源组中的灯体反光镜沿顺时针方向依次均匀环绕设置于中心管外部。

优选的，紫外固化光源机构还包括第一光学透镜单元和第二光学透镜单元；第一光学透镜单元设置于第一光源组件中的COB发光板与中心管之间，用于将第一光源组件中的COB发光板所发出的光引导并汇聚至中心管处；第二光学透镜单元设置于第二光源组件中的COB发光板与中心管之间，用于将第二光源组件中的COB发光板所发出的光引导并汇聚至中心管处。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种风冷式光纤拉丝固化装置，通过紫外固化光源机构中装载组件、第一光源组件、反光基板和第二光源组件依次首尾环绕连接设置于中心管四周的方式，提高了紫外光源利用率并强化了中心管内光纤的辐照汇聚效果；同时，于紫外固化光源机构外部包裹设置外壳机构，增强对紫外固化光源机构的散热，延长装置整体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式的俯视结构示意图；

图2是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式的立体结构示意图；

图3是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中外壳机构的结构示意图；

图4是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中紫外固化光源机构的结构示意图；

图5是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中紫外固化光源机构的光路模拟图；

图6是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中散热原理示意图；

图中：1：外壳机构；11：上面板；111：进气卡口；12：下面板；121：出气卡口；13：左面板；131：风扇过滤网；132：散热风扇组；14：右面板；141：出风网；15：前面板；16：后面板；17：支架；2：紫外固化光源机构；21：装载组件；211：支撑板；212：托板；22：第一光源组件；221：散热基板；222：COB发光板；223：灯体反光镜；224：散热片组；23：第二光源组件；24：反光基板；241：基座；242：中央反光镜；25：中心管；26：第一光学透镜单元；27：第二光学透镜单元。

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，均属于本发明保护的范围。

请参阅图1～2，图1是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式的俯视结构示意图，图2是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式的立体结构示意图。本发明提供了一种风冷式光纤拉丝固化装置，包括外壳机构1和紫外固化光源机构2，且紫外固化光源机构2竖直设置于外壳机构1的内腔中；紫外固化光源机构2包括装载组件21、第一光源组件22、第二光源组件23、反光基板24和中心管25，装载组件21、第一光源组件22、反光基板24和第二光源组件23依次首尾环绕连接后所围成的内腔中设置有中心管25，且中心管25与装载组件21平行固定连接；通过紫外固化光源机构2中装载组件21、第一光源组件22、反光基板24和第二光源组件23依次首尾环绕连接设置于中心管25四周的方式，在不增加发光单元的情况下，提高了紫外光源利用率并强化了中心管25内光纤的辐照汇聚效果。

具体地，对上述光纤拉丝固化装置中的各个组成部分分别进行详细描述。请参阅图3，图3是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中外壳机构的结构示意图，外壳机构1为由上面板11、下面板12、左面板13、右面板14、前面板15和后面板16所围成的矩形体结构；上面板11与下面板12之间通过前面板15和后面板16垂直固定连接，左面板13和右面板14均同前面板15铰接，左面板13和右面板14均同后面板16活动卡接，用于实现外壳机构1的两侧开合，以便于将紫外固化光源机构2安装于外壳机构1中；左面板13上贯通设置有风扇过滤网131和散热风扇组132，风扇过滤网131设置于左面板13外侧，散热风扇组132设置于左面板13内侧，右面板14上贯通设置有出风网141，出风网141与散热风扇组132的位置相对应，从而形成风力通道并对其中的紫外固化光源机构2进行散热；上面板11上贯通设置有进气卡口111，下面板12上贯穿设置有出气卡口121，且进气卡口111、中心管25与出气卡口121三者依次相连通，形成光纤的紫外固化通道，而进气卡口111与出气卡口121分别可快速卡接导气管和排气管，实现对光纤的紫外固化通道中进行保护气体的导入和排出。此外，外壳机构1还包括支架17，支架17竖直固定设置于外壳机构的内腔中，用于将紫外固化光源机构2稳定装配于外壳机构1的内腔中，以确保装置整体工作时外壳机构1与紫外固化光源机构2的相对稳定，其中支架17和紫外固化光源机构2可通过螺接等方式进行可拆卸连接，在此不作限定。

请参阅图4，图4是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中紫外固化光源机构的结构示意图。装载组件21包括支撑板211和一对托板212，通过一对托板212上对应设置的通孔，将中心管25贯穿固定于一对托板212之间，随后再将装载组件21与第一光源组件22、第二光源组件23、反光基板24进行环绕式组合装配，使中心管25位于环绕内腔中。

第一光源组件22与第二光源组件23具有相同结构，并以镜像方式分别设置于中心管25的两侧；以第一光源组件22为例进行具体结构介绍，第一光源组件22包括散热基板221、COB发光板222、灯体反光镜223和散热片组224；散热基板224靠近中心管25一侧沿顺时针弧形轨迹依次设置COB发光板222和灯体反光镜223，且COB发光板222位于靠近反光基板24处，灯体反光镜223位于靠近装载组件21处；本实施方式中，散热片组224为若干散热翅片平行堆叠所形成的结构，且散热片组224设置于散热基板221远离中心管25一侧，优选若干散热翅片的间隙可供外壳机构1中的风力通道穿过的方式对若干散热翅片进行排布，以便于加快对第一光源组件22与第二光源组件23的散热。

反光基板24包括基座241和中央反光镜242；基座241与装载组件21相对设置，基座241靠近中心管25一侧设置有中央反光镜242，且中央反光镜242、第一光源组22中的灯体反光镜和第二光源组23中的灯体反光镜沿顺时针方向依次均匀环绕设置于中心管25外部；本实施方式中，于中心管轴线垂直截面上，中央反光镜242、第一光源组22中的灯体反光镜和第二光源组23中的灯体反光镜三者分别位于三等分处，而其间间隔设置有两个COB发光板，通过这种环绕式的反射设置方式，将有限的发光光源能够充分地约束这个环形体系之中，并在位于中央的中心管25处得到最高的紫外光辐照强度，在提高光源利用率的同时也增强了对紫外光源的辐照汇聚效果。

此外，紫外固化光源机构2还包括第一光学透镜单元26和第二光学透镜单元27；第一光学透镜单元26设置于第一光源组件22中的COB发光板与中心管25之间，用于将第一光源组件22中的COB发光板所发出的光引导并汇聚至中心管25处；第二光学透镜单元27设置于第二光源组件23中的COB发光板与中心管25之间，用于将第二光源组件23中的COB发光板所发出的光引导并汇聚至中心管25处；第一光学透镜单元26和第二光学透镜单元27的设置，有利于紫外光源定向汇聚于中心管25处，进一步增强中心管25处的紫外辐照汇聚效果。

进一步地，基于上述风冷式光纤拉丝固化装置的结构描述，对其工作方式及原理进行详细描述，请参阅图5和图6，图5是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中紫外固化光源机构的光路模拟图，图6是本发明的光纤拉丝固化装置一实施方式中散热原理示意图。当需要进行光纤紫外固化前，将打开外壳机构1两侧的左面版13和右面板14，将紫外固化光源机构2导入外壳机构1的内腔中与支架17固定连接，并使进气卡口111、中心管25和出气卡口121依次对应连通，然后将左面版13和右面板14同后面板16上的卡扣卡接，从而完成装置的整体装配。当进行光纤紫外固化时，控制第一光源组件22和第二光源组件23中的两个COB发光板点亮，将拉丝后涂覆有有机涂层的光纤从进气卡口111处导入并进行中心管25中，第一光源组件22和第二光源组件23中的两个COB发光板所发出的光，一部分由第一光学透镜单元26和第二光学透镜单元27直接定向汇聚于中心管25处，另一部分光经环绕排布的中央反光镜242、第一光源组22中的灯体反光镜和第二光源组23中的灯体反光镜三者反射后汇聚于中心管25处，正如图5所示，图5中a～d为随时间推移的光路模拟图，可以看出两个COB发光板所发出的紫外光能够充分利用并在中心管25处到的增强汇聚，从而在有限的发光光源条件下提高了中心管25中光纤的紫外辐照效果；同时，也开启外壳机构1上的散热风扇组132，如图6所示，使风沿水平方向经由紫外固化光源机构2中两侧散热片组224后，从出风网141处排出，从而能够将第一光源组件22和第二光源组件23所产生的热量通过风力通道快速带走，有效防止了因长期过热而导致部件老化或损坏，进而延长装置的使用寿命。

在一个更优选的是实施方式中，可于第一光源组件22和第二光源组件23中两个COB发光板222的附近设置温度传感器，对两个COB发光板222的温度进行实时监测，同时将监测到的数据反馈给控制中心，由控制中心根据实时温度数值的高低对散热风扇组132的风力进行调控，从而使第一光源组件22和第二光源组件23能保持在稳定的范围内；其中温度传感器、控制中心以及散热风扇组之间的具体协同工作方式，可根据实际情况进行适应性的选择设置，在此不做限定。

区别于现有技术的情况，本发明提供了一种风冷式光纤拉丝固化装置，通过紫外固化光源机构中装载组件、第一光源组件、反光基板和第二光源组件依次首尾环绕连接设置于中心管四周的方式，提高了紫外光源利用率并强化了中心管内光纤的辐照汇聚效果；同时，于紫外固化光源机构外部包裹设置外壳机构，增强对紫外固化光源机构的散热，延长装置整体的使用寿命。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，包括外壳机构和紫外固化光源机构，且所述紫外固化光源机构竖直设置于所述外壳机构的内腔中；

所述紫外固化光源机构包括装载组件、第一光源组件、第二光源组件、反光基板和中心管，所述装载组件、第一光源组件、反光基板和第二光源组件依次首尾环绕连接后所围成的内腔中设置有所述中心管，且所述中心管与装载组件平行固定连接。

2.根据权利要求1中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述外壳机构为由上面板、下面板、左面板、右面板、前面板和后面板所围成的矩形体结构；

所述上面板与下面板之间通过所述前面板和后面板垂直固定连接，所述左面板和右面板均同所述前面板铰接，所述左面板和右面板均同所述后面板活动卡接。

3.根据权利要求2中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述左面板上贯通设置有风扇过滤网和散热风扇组，所述风扇过滤网设置于所述左面板外侧，所述散热风扇组设置于所述左面板内侧；

所述右面板上贯通设置有出风网，所述出风网与散热风扇组的位置相对应。

4.根据权利要求2中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述上面板上贯通设置有进气卡口，所述下面板上贯穿设置有出气卡口，且所述进气卡口、中心管与出气卡口三者依次相连通。

5.根据权利要求2中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述外壳机构还包括支架，所述支架竖直固定设置于所述外壳机构的内腔中，用于将所述紫外固化光源机构稳定装配于所述外壳机构的内腔中。

6.根据权利要求1中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述装载组件包括支撑板和一对托板，通过所述一对托板上对应设置的通孔，将所述中心管贯穿设置于所述一对托板之间。

7.根据权利要求6中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述第一光源组件包括散热基板、COB发光板、灯体反光镜和散热片组；

所述散热基板靠近所述中心管一侧沿顺时针弧形轨迹依次设置所述COB发光板和灯体反光镜，且所述COB发光板位于靠近所述反光基板处，所述灯体反光镜位于靠近所述装载组件处；

所述散热片组为若干散热翅片平行堆叠所形成的结构，且所述散热片组设置于所述散热基板远离所述中心管一侧。

8.根据权利要求7中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述第一光源组件与第二光源组件具有相同结构，并以镜像方式分别设置于所述中心管的两侧。

9.根据权利要求8中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述反光基板包括基座和中央反光镜；

所述基座与装载组件相对设置，所述基座靠近所述中心管一侧设置有中央反光镜，且所述中央反光镜、第一光源组中的灯体反光镜和第二光源组中的灯体反光镜沿顺时针方向依次均匀环绕设置于所述中心管外部。

10.根据权利要求8中所述的风冷式光纤拉丝固化装置，其特征在于，所述紫外固化光源机构还包括第一光学透镜单元和第二光学透镜单元；

所述第一光学透镜单元设置于所述第一光源组件中的COB发光板与中心管之间，用于将所述第一光源组件中的COB发光板所发出的光引导并汇聚至所述中心管处；

所述第二光学透镜单元设置于所述第二光源组件中的COB发光板与中心管之间，用于将所述第二光源组件中的COB发光板所发出的光引导并汇聚至所述中心管处。