CN115974425A - 一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具及涂覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具及涂覆方法，包括由上至下依次设置的拉丝加热炉、涂覆组件、固化组件和收丝辊轮，所述拉丝加热炉中插设预制棒，拉丝加热炉用于对所述预制棒进行加热熔融拉制成裸光纤；所述涂覆组件包括固定底座，所述固定底座上设置顶部开口的固定卡台，所述固定卡台内部设置模具，所述模具的形状为环形，中心设置可通过裸光纤的内孔，所述模具的内孔直径可调节，所述模具用于调节进行涂覆时所通过的裸光纤的直径。本发明采用柔性的物质制作光纤涂覆模具，并且引入可调节气压的方式来改变涂覆模具的内孔径，解决了现有光纤涂覆过程仅能够涂覆固定直径光纤的问题，可用于制备特殊几何外形的光纤及光纤器件。

Description

一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具及涂覆方法

技术领域

本发明属于光纤及特种光纤器件制备领域，涉及一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具及涂覆方法。

背景技术

现有的光纤涂覆技术中，使用的涂覆模具都是由硬度较高的金属材料制备而成，可以提高加工精度，并且耐磨性强，提高使用寿命，但是同时也存在一个问题，拉制光纤时对于光纤的直径的要求是：丝径越平稳越好，通常通讯用单模光纤的裸纤直径的国家标准是125±1μm，使用的涂覆模具的内孔径为：252μm。如果裸光纤的直径接近或超过250μm，就无法通过模具内孔，造成光纤被拉断的现象。如果裸光纤的直径低于100μm,虽然能够通过涂覆模具内孔,但是有可能无法正常涂覆,造成涂覆层在光纤表面呈现”珠串”现象,造成断纤,停车现象。

实际的光纤生产中，可以通过提前用辅助引导轮拉制光纤，使裸光纤的直径达到预设值附近后再进行穿丝、涂覆，避免发生光纤直径高于涂覆模具内孔直径的现象发生。但是在实际生产过程中，不可避免的会有丝径偏离预设值的情况发生，就会造成停产，损失很大。

另外，有一些特殊的光纤器件，如光纤合束器、包层光剥离器、不同丝径间光纤耦合器等器件，本来就是由丝径变化的光纤构成，这些光纤器件的丝径是变径的，无法使用金属材质的固定内孔直径的涂覆模具来进行涂覆。

发明内容

为解决背景技术中提到的直径变化的光纤或光纤器件进行在线涂覆的模具和涂覆方法难点和技术问题，提出一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具及涂覆方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，包括由上至下依次设置的拉丝加热炉、涂覆组件、固化组件和收丝辊轮，所述拉丝加热炉中插设预制棒，拉丝加热炉用于对所述预制棒进行加热熔融拉制成裸光纤；

所述涂覆组件包括固定底座，所述固定底座上设置顶部开口的固定卡台，所述固定卡台内部设置模具，所述模具的形状为环形，中心设置可通过裸光纤的内孔，所述模具的内孔直径可调节，所述模具用于调节进行涂覆时所通过的裸光纤的直径。

进一步的，裸光纤与模具内孔的内壁之间存在50～70μm的距离。

进一步的，所述模具连通有接口，所述接口通气或通液，通过改变通入气体或液体的压强实现改变所述调节模具的内孔直径。

进一步的，所述拉丝加热炉与涂覆组件之间设置第一丝径仪，所述固化组件和收丝辊轮之间设置第二丝径仪，所述第一丝径仪测量进入所述涂覆组件的裸光纤的直径，所述第二丝径仪测量涂覆后的光纤的直径。

进一步的，所述预制棒通过卡盘进行加持。

具体的，所述固化组件为紫外固化炉。

一种涂覆方法，其特征在于，采用本发明所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具进行涂覆。

具体的，包括：准备用于拉制变径光纤或光纤器件的预制棒，将其加工到所需的直径和长度，并进行抛光，完成后将预制棒加持在卡盘上，上下移动卡盘到达拉丝炉内，进行加热后进行穿丝，通过第一丝径仪测量直径参数，然后穿过涂覆组件进行涂覆，后进入固化组件进行固化，随后进入第二丝径仪再次进行涂覆后丝径测量，然后由收丝辊轮进行收丝，完成在线拉制及涂覆过程。

本发明与现有技术相比具有以下技术效果：

本发明提供的在线涂覆方法，生产步骤简单，成功率高，制得的变径光纤及光纤器件涂覆层光滑可靠，且涂覆层的厚度、连续性、机械强度等涂覆性能不受丝径波动的影响。模具可以调节进行涂覆时所通过的裸光纤的直径。使变径光纤或变径光纤器件能够实现在线拉制及涂覆的方法对于特殊几何尺寸的光纤拉制及涂覆具有重要意义。

上述说明仅仅是本实验技术方案的概述，为了能够更清晰的了解本发明的具体装置及技术手段，并可按照技术说明予以实施，以下按照本发明的最佳实施例配合附图详细说明。

附图说明

图1为变径光纤或光纤器件在线涂覆的工作示意图，

图2为涂覆组件示意图；

图3为可变内径涂覆模具示意图；

图4为涂覆组件立体结构示意图；

图中各标号代表：

1、预制棒；2、卡盘；3、拉丝加热炉；4、第一丝径仪；5、涂覆组件；6、紫外固化组件；7、第二丝径仪；8、收丝辊轮；5-1、模具；5-2、固定底座；5-3、接口。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的技术解决方案是通过使用柔性材料制造涂覆模具，该柔性材料制造的涂覆模具可以充入气体或液体，通过改变气体或液体的压强，可以改变涂覆模具内孔的直径，另外，在涂覆之前和涂覆之后分别通过两个丝径仪实时监控光纤或光纤器件的直径变化，通过计算机控制系统结合工控机改变气体或液体的压强，调节涂覆模具的内孔径，使该内孔径数值总是略大于光纤或光纤器件直径。确保变径的光纤或光纤器件既能正常通过涂覆模具，又能保证其连续涂覆效果。

实施例1

一种参见图1～4，本实施例公开一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆组件，包括由上至下依次设置的拉丝加热炉3、涂覆组件5、固化组件和收丝辊轮8，所述拉丝加热炉3中插设预制棒1，拉丝加热炉3用于对所述预制棒1进行加热熔融拉制成裸光纤；

所述涂覆组件5包括固定底座5-2，所述固定底座5-2上设置顶部开口的固定卡台，所述固定卡台内部设置模具5-1，所述模具5-1的形状为环形，中心设置可通过裸光纤的内孔，所述模具5-1的内孔直径可调节，所述模具5-1用于调节进行涂覆时所通过的裸光纤的直径。模具5-1由硅树脂，丁苯橡胶，顺丁橡胶、丁晴橡胶，氟橡胶等材质制成，制成柔性的管状结构，目的是可以调节内孔直径。

进一步的，裸光纤与模具5-1内孔的内壁之间存在50～70μm的距离。

进一步的，所述模具5-1连通有接口5-3，所述接口5-3通气或通液，通过改变通入气体或液体的压强实现改变所述调节模具5-1的内孔直径。还设置涂料入口5-4，进行涂覆。

进一步的，所述拉丝加热炉3与涂覆组件5之间设置第一丝径仪4，所述固化组件和收丝辊轮8之间设置第二丝径仪7，所述第一丝径仪4测量进入所述涂覆组件5的裸光纤的直径，所述第二丝径仪7测量涂覆后的光纤的直径。

进一步的，所述预制棒1通过卡盘2进行加持。

具体的，所述固化组件为紫外固化炉。

本实施例还公开一种涂覆方法，采用本发明所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆组件进行涂覆。

具体的，包括：准备用于拉制变径光纤或光纤器件的预制棒1，将其加工到所需的直径和长度，并进行抛光，完成后将预制棒1加持在卡盘2上，上下移动卡盘2到达拉丝炉内，进行加热后进行穿丝，通过第一丝径仪4测量直径参数，然后穿过涂覆组件5进行涂覆，后进入固化组件进行固化，随后进入第二丝径仪7再次进行涂覆后丝径测量，然后由收丝辊轮8进行收丝，完成在线拉制及涂覆过程。

在变径光纤及光纤器件的拉制过程中，当光纤或器件的直径发生变化时，第一丝径仪4及时发现丝径的变动，会由拉丝程序控制的单片机操作控制供气装置，从用于改变模具5-1形状的通气或通液的接口5-3通气或液体，若丝径呈现变大的趋势，则通过降低接口5-3处的气体或液体压强，使柔性涂覆组件5中的模具5-1的内径增大，从而使光纤或光纤器件直径变大的部分顺利通过。若丝径呈现变小的趋势，则通过增大接口5-3处的气体或液体压强，使柔性涂覆组件5中的模具5-1的内径减小，从而使光纤或光纤器件直径变大的部分顺利通过，且涂覆层的厚度、连续性、机械强度等涂覆性能不受丝径波动的影响。

如上，通过本例的实施，通过使用柔性的涂覆组件5，实现了直径变化的情况下对光纤或光纤器件的正常、连续涂覆。

以下给出具体示例：

如在涂覆某特种变径光纤过程中，设定该变径光纤在0-100m的长度上直径逐步由125μm提升至300μm，后在100-200m的长度上逐渐降低至125μm，得到一段变径光纤用于某种特殊用途。在这个光纤拉制及涂覆过程中，如果使用传统的光纤涂覆组件5进行涂覆，传统的125μm直径光纤的硬质涂覆组件5的内孔径只有252μm，显然无法使300μm直径的裸光纤顺利通过，反而会因裸光纤直径大于涂覆组件5内孔直径从而导致光纤被拉断拥堵涂覆组件5内孔，造成特种光纤拉制涂覆失败。若采用本实施例的可变内径涂覆组件5，当丝径仪显示的直径读数增大到系统设定的警戒值如137.5μm(125*110％)以上时，系统会启动涂覆组件5内径控制程序模块，通过降低通入模具5-1内的填充气体或液体的压强，使该模具5-1的内孔径变大，使直径不断增大中的裸光纤始终能够顺利通过涂覆组件5的内孔，并且裸光纤与涂覆组件5的内壁之间的间距保持在一个合适的范围(如60μm)，以确保涂覆质量与涂层厚度。待裸光纤的直径已经达到预设的最大值300μm，此时涂覆组件5的内孔径已经达到了大约400μm，完全可以满足300μm直径的裸光纤的顺利通过及涂料的正常涂覆过程，此时裸光纤的直径开始逐渐下降，通过丝径仪可以读取到这一变化，系统开始启动涂覆组件5内径控制程序模块，通过提高通入模具5-1内的填充气体或液体的压强，使该模具5-1的内孔径变小，在确保裸光纤顺利通过的前提下，同时确保裸光纤与涂覆组件5内壁之间的合理间距(如60μm)，以保证涂覆质量。

在该实施案例中，拉制一种直径先升后降不断变化的光纤，通过柔性可变内径涂覆组件5及涂覆系统的应用，使直径不断变化的裸光纤顺利通过涂覆组件5内孔，并且确保了涂覆层厚度及涂覆质量。整个200m长度的变径光纤的涂层厚度一直保持在60μm±20μm的范围以内。这种使变径光纤或变径光纤器件能够实现在线拉制及涂覆的方法对于特殊几何尺寸的光纤拉制及涂覆具有重要意义。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，其特征在于，包括由上至下依次设置的拉丝加热炉(3)、涂覆组件(5)、固化组件(6)和收丝辊轮(8)，所述拉丝加热炉(3)中插设预制棒(1)，拉丝加热炉(3)用于对所述预制棒(1)进行加热熔融拉制成裸光纤；

所述涂覆组件(5)包括固定底座(5-2)，所述固定底座(5-2)上设置顶部开口的固定卡台(5-3)，所述固定卡台内部设置模具(5-1)，所述模具(5-1)的形状为环形，中心设置可通过裸光纤的内孔，所述模具(5-1)的内孔直径可调节，所述模具(5-1)用于调节进行涂覆时所通过的裸光纤的直径。

2.根据权利要求1所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，其特征在于，裸光纤与模具(5-1)内孔的内壁之间存在50～70μm的距离。

3.根据权利要求1所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，其特征在于，所述模具(5-1)连通有接口(5-4)，所述接口(5-4)通气或通液，通过改变通入气体或液体的压强实现改变所述调节模具(5-1)的内孔直径。

4.根据权利要求1所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，其特征在于，所述拉丝加热炉(3)与涂覆组件(5)之间设置第一丝径仪(4)，所述固化组件(6)和收丝辊轮(8)之间设置第二丝径仪(7)，所述第一丝径仪(4)测量进入所述涂覆组件(5)的裸光纤的直径，所述第二丝径仪(7)测量涂覆后的光纤的直径。

5.根据权利要求1所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，其特征在于，所述预制棒(1)通过卡盘(2)进行加持。

6.根据权利要求1所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具，其特征在于，所述固化组件(6)为紫外固化炉。

7.一种涂覆方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的可涂覆变径光纤或光纤器件的涂覆模具进行涂覆。

8.根据权利要求7所述的涂覆方法，其特征在于，包括：准备用于拉制变径光纤或光纤器件的预制棒(1)，将其加工到所需的直径和长度，并进行抛光，完成后将预制棒(1)加持在卡盘(2)上，上下移动卡盘(2)到达拉丝加热炉(3)内，进行加热后进行穿丝，通过第一丝径仪(4)测量直径参数，然后穿过涂覆组件(5)进行涂覆，后进入固化组件(6)进行固化，随后进入第二丝径仪(7)再次进行涂覆后丝径测量，然后由收丝辊轮(8)进行收丝，完成在线拉制及涂覆过程。

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