CN112759249A - 一种光纤旋转装置及光纤拉丝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤旋转装置，包括两个传动皮带，两个传动皮带均通过传动带轮带动转动，两个传动皮带的表面相对设置并且相邻的两个表面用于抵触夹设光纤，两个传动皮带还呈X型布置；还公开一种光纤拉丝系统，包括依次设置的石墨炉、裸纤测径单元、涂覆单元、固化单元、涂层测径单元、牵引单元、张力筛选单元和收线单元，在石墨炉和裸纤测径单元之间设置光纤旋转装置。本发明能够有效对光纤进行旋转操作，结构稳定可靠，成品品质高。

Description

一种光纤旋转装置及光纤拉丝系统

技术领域

本发明涉及光纤制造领域，具体涉及一种光纤旋转装置及光纤拉丝系统。

背景技术

在特种光纤在传输工业高功率激光时，往往需要对光斑进行平顶化匀化才能应用，不然会出现较多的激光散斑，即二维平面上的功率分布不均匀，这是由于光纤作为轴对称管状通道，在传输激光时模式数量较为有限，各模式之间耦合不充分，激光出射后，不能形成均匀的能量平面，这样会影响实际应用中的激光切割、焊接效果。现有的激光匀化方案往往通过光学系统的二次整形实现，由于引入了中间过程，降低了传输效率，并且存在一定的安全隐患，不太实用。另外一种方案是采用了异型纤芯光纤来实现(方芯、D型等)，但这种异型光纤的预制棒结构较为复杂，价格昂贵，不利用大规模推广，另外一种方式是直接在光纤拉丝过程中，对石英光纤进行材料横向扭转，周期性改变材料内部的材料分布，使得激光在光纤传输过程中，尽可能打乱光路，令激光在光纤内分布均匀化。

传统光纤拉丝塔，光纤扭转装置往往放置于光纤涂覆系统之后，如下图所示，劣势在于光纤的扭转需要传导至拉丝炉子内，引起石英光纤的扭转才会有效，距离过远，机械扭转装置与实际光纤的扭转不同步，一致性不好。并且机械扭转装置一般采用三个搓扭轮配合实现，技术成熟稳定，且已经申请专利保护，因此需要进行有效的技术规避，提出一种新的扭转结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光纤旋转装置及光纤拉丝系统，能够有效对光纤进行旋转操作，结构稳定可靠，成品品质高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光纤旋转装置，包括两个传动皮带，两个传动皮带均通过传动带轮带动转动，两个传动皮带的表面相对设置并且相邻的两个表面用于抵触夹设光纤，两个传动皮带还呈X型布置。

进一步地，所述传动带轮设置在摆动底板上，所述摆动底板中部设置有摆动轴承和摆动避让孔，所述摆动轴承与固定臂一端轴连，所述固定臂另一端穿过摆动避让孔至外部设置，位于外部的固定臂表面上还设置有锁紧柱，所述锁紧柱对应的摆动底板外表面上设置有锁紧板，所述锁紧板上设置有摆动槽，所述锁紧柱穿过摆动槽并与锁紧螺母配合固定锁紧板位置。

进一步地，所述固定臂设置在横向移动组件上，所述横向移动组件用于带动两个传动皮带靠近或者远离。

进一步地，所述摆动底板上设置有多个支撑轮，所述支撑轮将对应的传动皮带支撑并凸出设置为挤压部，两个传动皮带通过挤压部抵触夹设光纤。

进一步地，两个传动皮带的两个摆动底板上均设置有摆动臂，两个摆动底板上的摆动臂分别设置在摆动轴承的上部和下部，两个摆动臂之间还设置有伸缩调节组件。

进一步地，所述伸缩调节组件包括齿轮箱，齿轮箱内设置有上齿条和下齿条，所述上齿条和下齿条之间设置有旋转齿轮并啮合设置，所述上齿条穿过齿轮箱与上滑套连接，所述下齿条穿过齿轮箱与下滑套连接，所述上滑套套设在上滑杆上，所述所述上滑套套设在下滑杆上，所述上滑杆和下滑杆分别与两个摆动臂固定连接，所述齿轮箱外部设置有双滑套，所述双滑套套设在左滑杆和右滑杆上，所述左滑杆端部设置有左滑套，所述右滑杆端部设置有右滑套，所述左滑套套设在左固定滑杆上，所述右滑套套设在右固定滑杆上，所述左固定滑杆和右固定滑杆分别固定设置在两个固定臂端部上。

进一步地，所述齿轮箱内还设置有辅助齿轮，所述辅助齿轮与旋转齿轮不啮合设置，所述辅助齿轮、上齿条和下齿条啮合设置。

一种光纤拉丝系统，包括依次设置的石墨炉、裸纤测径单元、涂覆单元、固化单元、涂层测径单元、牵引单元、张力筛选单元和收线单元，在石墨炉和裸纤测径单元之间设置有上述任一项所述的光纤旋转装置。

本发明的有益效果：

1、呈X型布置的两个传动皮带夹紧光纤并转动后，会产生两个方向的位移动作，一个是向下的拉力，一个横向的力，对于圆柱状的光纤来说，产生了向下旋转的效果，即搓捻的动作，从而能够满足光纤扭转加工的需要，该装置不采用扭转轮。

2、该装置直接在直接在石墨炉下口位置进行操作，能够最大限度的缩短光纤扭转机械系统与光纤拉丝棒热熔区的距离，改善扭转效果。

附图说明

图1是本发明旋转装置的整体结构示意图；

图2是本发明的侧视结构示意图；

图3是本发明的后视结构示意图；

图4是本发明的伸缩调节组件示意图；

图5是本发明的拉丝系统示意图。

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。

参照图1和图2所示，本发明的光纤旋转装置的一实施例，包括两个传动皮带1，两个传动皮带均通过传动带轮2带动转动，两个传动皮带的表面相对设置并且相邻的两个表面用于抵触夹设光纤，两个传动皮带还呈X型布置。传动带轮数量至少为2个，才能够将传动皮带撑起并带动转动，其中一个传动带轮需要与动力源连接，动力源为电机，由于传动皮带斜向布置，因此电机与传动带轮之间可以通过万向轴连接，保持动力输出的稳定性，也不影响倾斜设置。

当两个传动皮带夹紧光纤且X型布置后，光纤受两个传动皮带的影响，会产生两个方向的位移动作，一个是向下的拉力，一个横向的旋转力，向下拉力所产生的光纤拉制拉速与光纤生产的拉速保持一致，横向的旋转力导致光纤产生旋转操作，即实现光纤一边向下拉丝，一边旋转的效果，即扭转效果。精细调整两个传动皮带相对位置角度和传动皮带的转动速度，可以精确控制光纤旋转的速度。两个皮带轮夹持光纤，即可产生一种单方向的旋转。

参照图1至图4所示，传动带轮设置在摆动底板3上，摆动底板中部设置有摆动轴承4和摆动避让孔，摆动轴承与固定臂5一端轴连，固定臂另一端穿过摆动避让孔至外部设置，位于外部的固定臂表面上还设置有锁紧柱6，锁紧柱对应的摆动底板外表面上设置有锁紧板7，锁紧板上设置有摆动槽8，锁紧柱穿过摆动槽并与锁紧螺母配合固定锁紧板位置。摆动底板能够通过摆动轴随固定臂做旋转运动，两个固定臂相对位置不变，当摆动底板旋转后，摆动底板上的传动皮带即能够错位，并且两个摆动轴承的轴向可以设置在同一直线上，因此通过转动能够快速调节为X型布置，当两个摆动底板调节到位后，则通过锁紧螺母将锁紧板于锁紧柱固定在一起，即将摆动底板的位置锁固。

由于光纤需要被夹紧，因此将固定臂设置在横向移动组件上，横向移动组件用于带动两个传动皮带靠近或者远离，从而方便光纤的穿设和夹紧，提高操作便捷度。摆动底板上设置有多个支撑轮9，支撑轮将对应的传动皮带支撑并凸出设置为挤压部，两个传动皮带通过挤压部抵触夹设光纤，保证光纤的夹紧度，并且支撑轮为从动结构，能够减少转动干涉。

为了方便调节两个传动皮带的错位角度，在两个传动皮带的两个摆动底板上均设置有摆动臂10，两个摆动底板上的摆动臂分别设置在摆动轴承的上部和下部，两个摆动臂之间还设置有伸缩调节组件11，通过伸缩调节组件能够改变摆动臂两端之间的间距，通过间距的改变能够实现剪刀的交错运动效果，从而带动传动皮带错位，达到快速调节目的。

具体的，伸缩调节组件包括齿轮箱12，齿轮箱内设置有上齿条13和下齿条14，上齿条和下齿条之间设置有旋转齿轮并啮合设置，旋转齿轮与调节旋钮连接，上齿条穿过齿轮箱与上滑套15连接，下齿条穿过齿轮箱与下滑套16连接，上滑套套设在上滑杆17上，上滑套套设在下滑杆18上，上滑杆和下滑杆分别与两个摆动臂固定连接，齿轮箱外部设置有双滑套19，双滑套套设在左滑杆20和右滑杆21上，左滑杆端部设置有左滑套22，右滑杆端部设置有右滑套23，左滑套套设在左固定滑杆24上，右滑套套设在右固定滑杆25上，左固定滑杆和右固定滑杆分别固定设置在两个固定臂端部上。使用时，通过转动调节旋钮，能够带动旋转齿轮转动，旋转齿轮的转动能够带动上齿条上行、下齿条下行，或者带动上齿条下行、下齿条上行，即上齿条和下齿条的相对运动，在相对运动的同时，上滑套和下滑套能够带动上滑杆和下滑杆沿着径向移动，上滑杆和下滑杆也为相对运动，上滑杆和下滑杆的移动即可带动两个摆动臂相对运动，由于整体结构是转动调节，因此摆动臂端部的移动路径为弧形路劲，此时上滑杆在上滑套内自转、下滑杆在下滑套内自转，可以有效抵消旋转牵制，不影响调节，由于是弧形路劲，在固定臂的方向上还具有一个移动量，此时通过左滑套、左固定滑杆、右滑套和右固定滑杆配合即可自动抵消，无需操作，自动移动调节；在光纤穿设以及调节夹紧力时，为了适应两个固定臂移动的位移量，通过双滑套、左滑杆和右滑杆配合自适应移动实现。因此上述结构在使用时不会发生干涉，调节也只需要转动调节旋钮即可，操作便捷可靠。齿轮箱内还设置有辅助齿轮，辅助齿轮与旋转齿轮不啮合设置，辅助齿轮、上齿条和下齿条啮合设置，辅助齿轮与旋转齿轮配合定位上齿条和下齿条的位置，移动更为顺畅，使用稳定性好。

参照图5所示，本申请还公开一种光纤拉丝系统，包括依次设置的石墨炉26、裸纤测径单元27、涂覆单元28、固化单元29、涂层测径单元30、牵引单元31、张力筛选单元32和收线单元33，在石墨炉和裸纤测径单元之间设置有上述的光纤旋转装置34，本专利提出的旋转装置放置位置直接在石墨炉下口位置进行操作，这样可以最大限度的缩短光纤扭转机械系统与光纤拉丝棒热熔区的距离，改善扭转效果。当需要单一旋转时，只需要上述一个光纤旋转装置即可，当需要多角度旋转时，通过依次排列两个或者多个上述光纤旋转装置即可实现。

以上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 (8)

1.一种光纤旋转装置，其特征在于，包括两个传动皮带，两个传动皮带均通过传动带轮带动转动，两个传动皮带的表面相对设置并且相邻的两个表面用于抵触夹设光纤，两个传动皮带还呈X型布置。

2.如权利要求1所述的光纤旋转装置，其特征在于，所述传动带轮设置在摆动底板上，所述摆动底板中部设置有摆动轴承和摆动避让孔，所述摆动轴承与固定臂一端轴连，所述固定臂另一端穿过摆动避让孔至外部设置，位于外部的固定臂表面上还设置有锁紧柱，所述锁紧柱对应的摆动底板外表面上设置有锁紧板，所述锁紧板上设置有摆动槽，所述锁紧柱穿过摆动槽并与锁紧螺母配合固定锁紧板位置。

3.如权利要求2所述的光纤旋转装置，其特征在于，所述固定臂设置在横向移动组件上，所述横向移动组件用于带动两个传动皮带靠近或者远离。

4.如权利要求2所述的光纤旋转装置，其特征在于，所述摆动底板上设置有多个支撑轮，所述支撑轮将对应的传动皮带支撑并凸出设置为挤压部，两个传动皮带通过挤压部抵触夹设光纤。

5.如权利要求2所述的光纤旋转装置，其特征在于，两个传动皮带的两个摆动底板上均设置有摆动臂，两个摆动底板上的摆动臂分别设置在摆动轴承的上部和下部，两个摆动臂之间还设置有伸缩调节组件。

6.如权利要求5所述的光纤旋转装置，其特征在于，所述伸缩调节组件包括齿轮箱，齿轮箱内设置有上齿条和下齿条，所述上齿条和下齿条之间设置有旋转齿轮并啮合设置，所述上齿条穿过齿轮箱与上滑套连接，所述下齿条穿过齿轮箱与下滑套连接，所述上滑套套设在上滑杆上，所述所述上滑套套设在下滑杆上，所述上滑杆和下滑杆分别与两个摆动臂固定连接，所述齿轮箱外部设置有双滑套，所述双滑套套设在左滑杆和右滑杆上，所述左滑杆端部设置有左滑套，所述右滑杆端部设置有右滑套，所述左滑套套设在左固定滑杆上，所述右滑套套设在右固定滑杆上，所述左固定滑杆和右固定滑杆分别固定设置在两个固定臂端部上。

7.如权利要求6所述的光纤旋转装置，其特征在于，所述齿轮箱内还设置有辅助齿轮，所述辅助齿轮与旋转齿轮不啮合设置，所述辅助齿轮、上齿条和下齿条啮合设置。

8.一种光纤拉丝系统，包括依次设置的石墨炉、裸纤测径单元、涂覆单元、固化单元、涂层测径单元、牵引单元、张力筛选单元和收线单元，其特征在于，在石墨炉和裸纤测径单元之间设置有权利要求1-7任一项所述的光纤旋转装置。

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