专利名称：光纤与光纤带二次被覆复合生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生产设备，特别是涉及一种用于光纤、光纤带制造的生产设备。
背景技术：
光缆主要由光纤和光缆带构成，由裸光纤制成光纤和光缆带需要经过光纤或光纤带恒张力输出、油膏填充、松套管套塑、结晶、冷却收缩、牵引和上盘等加工步骤，需要利用相应的生产加工设备。在生产光纤带束管的工艺流程中主要需要光纤带放线绞体、光纤放线装置、挤出机、除气泡填充装置、热水槽、履带牵引机、冷水槽、主牵引轮、三轮张力装置、收线装置等设备。在生产光纤束管的工艺流程中主要需要光纤放线装置、SZ绞合装置、挤出机、除气填充装置、热水槽、余长牵引机、冷水槽、主牵引轮、收线装置等设备。如图1所示，松套管有二种结构形式，它们都是由数根光纤或光纤带外套一层被覆管组成的集合体。如图2所示，光纤放线装置的单元部件采用箱柜式结构，便于光纤放线单元组合，结构紧凑；摆杆式张力控制的主动放线系统，光纤放线张力稳定；多个光纤导轮组方便光纤导线；线盘快速夹紧机构，提高工作效率。如图3所示，SZ绞合装置，用于多根光纤的绞合，由一箱式扭绞部分和一滑动导轨组成，整个箱体可在滑动导轨上自由滑动，用来满足用户的不同需求。扭绞头由一个固定分线板和一个旋转式分线板组成。扭绞头`最大扭转角为±340°，并连续可调。如图4所示，光纤带放线绞体，用于大芯数光纤带放线，采用双绞笼同步放线式结构，前级绞笼为12盘绞笼，后级绞笼为6盘或12盘绞笼，通过主电机同步旋转实现两绞笼中各光钎带同步放线。绞笼为整体框式结构，最多能装24个(路)$410X ￠50.8X391mm的标准光纤带放线单元。光纤带为主动放带，光纤带盘的速度和光纤带张力是通过一个柔性测力传感器系统来控制。该闭环系统采用进口伦茨交流电机+进口伦茨变频器驱动。采用PLC控制系统，每路张力可在触摸屏上显示，并在线可调。光纤带放出后，经导轮组引导到分线装置，经油膏预填充后引入并带模具，进而使光纤带有序地、紧密不松散地叠合成一体后引导入挤塑模头。如图5所示，除气填充装置，供胶齿轮泵将油膏从油膏桶输送到本装置的离心盘中，通过电机带动离心盘高速旋转，使含气泡的油膏进行油气分离，并由真空泵将气泡抽出。无气泡的油膏被甩出离心盘后储存在密封的胶桶中，然后通过由供给齿轮泵抽出，一部分由松下交流伺服电机驱动的计量泵输送到十字机头进行填充，另一部分输送回离心盘循环除气。挤出机，用于融化塑料，挤出机采用Z4直流伺服电动机驱动，采用PBT材料专用螺杆加热采用多区段加热，以保证塑料能充分熔化。挤出机还包括可调偏机头，由于模具加工时可能造成模芯与模套的同心度有一定的误差，在生产大管径套管时，会对套管外径圆度造成的影响较为明显，可调偏机头用来修正这类误差。挤出机还包括烘干装置，烘干装置装在挤出机料筒上，烘干温度可根据挤出材料设定，用来保证进入挤出机的塑料干燥，从而保证挤制产品的质量。热水槽，采用侧向浸水式移动水槽，热水从移动水槽中V形水斗下侧方进入，将V形水斗浸在水中，由于水流较为平稳对套管冲击很小，挤出套管的壁厚均匀性较好。避免了由于光纤带松套管外径较大，在熔融状态下进入水中时受水流影响大，在使用普通喷淋式水槽冷却时会出现套管壁厚不一致等问题。如图6和图7所示为两种轮式的余长牵引机，用于生产小套管。该装置采用箱式结构，整体采用不锈钢材料制作，配有铝合金卷闸门，可防止生产过程中水溅出箱体。主牵引轮采用不锈钢焊接而成，分线轮若干片，主牵引轮上具有拨线导杆可以适应不同缆径分线。采用图6中的单轮牵引，在高速旋转时有打滑现象产生，采用图7的分线轮结构时，可增大束管在牵引轮上的包角增大摩擦，减少打滑现象。如图8所示，履带牵引机主要用于光纤带套管的生产。该装置由一箱体式外壳、传动部分和气动压带单元组成。上下压带的固定板通过气缸控制可以上下灵活移动进行压缆，通过调节减压阀可控制气缸的压力值，从而控制牵引带对束管的压力值。冷水槽，用于使大管径套管能够充分冷却结晶，冷却水槽采用20m长加宽水槽，同时配备了大功率制冷机组。每节水槽之间采用蓄水斗连接保证每节水槽都有足够的冷却水。吹干器装置，固定在冷水槽的最后一个下水斗上，这样可保证吹出的水全部流向下水斗内。吹干的气源集中供气。吹干器由二半组成，开启十分灵活，外形小巧。线径及鼓包检测仪，用来检测束管外径的精确度，该装置控制精度高，可达±0. 001mm。如图9所示，三轮张力装置，为大、小束管兼容的控制装置，采用三轮组结构形式。大松套管采用三轮组张力传感器控制张力的形式，张力可在线调整。小松套管采用舞蹈器形式。传感器信号反馈控制牵引速度。张力值在主监控屏上显示、设定。如图10所示，主牵引轮，用于生产大套管时给整条生产线提供必要的牵引力，方便大套管的拉伸，它决定了生产线的生产速度。该装置又是产生余长的主要部件之一，提供余长产生所必需的拉力；光纤带余长的产生和牵引力的大小有关，大套管在牵引力的作用下发生弹性变形，一旦失去牵引力，套管恢复到原来的长度，而套管内部的光纤带仍然保持现有的长度，光纤余长因此而产生。其中包括主动轮和分线轮。该装置由框架、导缆装置、压缆装置、分线轮、主动轮和驱动部分组成。导缆装置分别安装在进线和出线口，保证缆的位置不偏移；分线轮可调节倾斜角度，确保良好的分线效果；主动轮由4kw的交流伺服电机经蜗杆减速器驱动，并在周边配有压缆装置，压带装置的皮带压紧力由气缸控制，气缸压力可以调节。如图11所示，气动摆杆式舞蹈器，由支架、一个压缆轮和一个悬臂舞蹈轮组成，舞蹈轮通过一个气缸支撑，可以通过调整精密调压阀来调节气缸压力来设定舞蹈轮的张力，悬臂另一端装有一个角度传感器，通过该传感器的信号来调节收线的速度，使松套光纤离地面保持一个恒定的距离，即保持一个恒定的张力。[0021]如图12所示，收线装置，双盘全自动收排线装置整体采用箱式结构，主要由收线单元、线盘提升装夹单元、排线单元、切换移动机构、捕线切断机构和框架组成，适用于PN800和PN630规格线盘，结构紧凑，占地空间小。光纤及光纤带松套管套塑为光纤提供了进一步的抗压、抗拉的机械保护而制造出光纤余长。光纤余长的产生使得光缆具有优越的机械、物理性能。同时由于松套管中填充了触变性的油膏，当有侧压力作用在松套管上时，松套管产生的变形不会直接作用到光纤上，为光纤提供了有效的机械保护。光纤与光纤带二次被覆是通信光缆制造中最关键的工序。在此工序中最关键的工艺是控制光纤或光纤带在束管中形成一定的余长。现有的二次被覆生产设备中，光纤二次被覆生产设备与光纤带二次被覆设备是两种不同的生产设备，光纤二次被覆生产设备一般通过束管原料PBT的热伸缩来实现光纤在束管中形成一定的余长，光纤带二次被覆生产设备一般通过热伸缩或弹性伸缩的方法来实现光纤带在束管中形成一定的余长。由于PBT材料自身的特性，其热伸缩有一定的范围，从而导致余长范围受到约束。而通过弹性收缩的方法时，是通过主牵引轮对束管形成一定的张力后进行弹性拉伸，张力消失后束管收缩而致使光纤形成余长，此方法形成余长范围广，同时也较热伸缩法更容易精确控制。由于国内光缆制造商在生产光纤束管及光纤带束管时需要同时购买两种结构不同的生产设备，造成现有设备投资成本高，设备的使用率低，无法实现一机多用。因此急需一种能高效率的生产光纤束管及光纤带束管，同时可实现不同余长控制方式的复合型生产设备，符合当前光缆制造商的需求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，解决光纤与光纤带二次被覆效率低下、设备配置重复的技术问题。本实用新型的另一个目的是提供利用上述实用新型的方法，解决光纤与光纤带二次被覆余长控制精度低的技术问题。本实用新型的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，包括为受控设备提供各类控制信号和接收受控设备状态参数的电控系统，其中所述受控设备包括依次设置的光纤带放线绞体(I)、光纤放线装置(2)、SZ绞合装置(4)、除气填充装置(3)、挤出机(5)、热水槽
(7)、余长牵引机(6)、履带牵引机(8)、冷水槽(9)、主牵引轮(10)和收线装置(12)。所述受控设备还包括三轮张力装置，安装在冷水槽与主牵引轮之间，用于通过张力传感器测量在线张力。所述光纤带放线绞体含24路光纤带放线单元。所述光纤放线装置含12路光纤放线单元。所述主牵引轮采用压带式主牵引轮。所述热水槽长度设为8m至10m，共两节分布在余长牵引机前后两侧，形成一、二级热水槽。所述冷水槽长度设定为16m至20m。利用本实用新型的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，可以按工艺要求在同一台设备上完成光纤与光纤带被覆两种不同结构的产品的生产，提高设备的使用率，大大降低了设备制造成本。本实用新型采用24路光纤带放线单元可实现最大576芯束管的生产，生广速度大幅提闻。利用本实用新型可以通过不同余长控制工艺对不同产品的余长进行精确控制。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。
图1为松套管的二种结构形式示意图；图2为现有技术中光纤放线装置主要结构示意图；图3为现有技术中SZ绞合装置主要结构示意图；图4为现有技术中光纤带放线绞体主要结构示意图；图5为现有技术中除气填充装置主要结构示意图；图6为现有技术中一种余长牵引机主要结构示意图；图7为现有技术中一种余长牵引机主要结构示意图；图8为现有技术中履带牵引机主要结构示意图；图9为现有技术中三轮张力装置主要结构示意图；图10为现有技术中主牵引轮主要结构示意图；图11为现有技术中气动摆杆式舞蹈器主要结构示意图；图12现有技术中收线装置主要结构示意图；图13为本实用新型光纤与光纤带二次被覆复合生产设备的结构示意图。
具体实施方式
如图13所示，本实用新型的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，包括为受控设备提供各类控制信号和接收受控设备状态参数的电控系统13，受控设备包括光纤带放线绞体1、光纤放线装置2、除气填充装置3、SZ绞合装置4、挤出机5、余长牵引机6、热水槽7、履带牵引机8、冷水槽9、主牵引轮10、收线装置12 ；受控设备的安装顺序为光纤带放线绞体1、光纤放线装置2、SZ绞合装置4、除气填充装置3、挤出机5、热水槽7、余长牵引机6、履带牵引机8、冷水槽9、主牵引轮10和收线装置12 ；光纤与光纤带顺序沿各受控设备输入方向、输出方向顺序完成相应的加工步骤。本实用新型的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，受控设备还包括三轮张力装置11，安装在冷水槽9与主牵引轮10之间，用于通过张力传感器测量在线张力。光纤带放线绞体I含24路光纤带放线单元。光纤放线装置2含12路光纤放线单元。余长牵引机6采用双轮式结构，主动轮直径为800mm，分线轮分三片，直径为300mm ；主牵引轮10采用压带式主牵引轮，双轮结构，压带采用半包式包覆在主牵引轮上，通过气动机构调节带的压紧力，主牵引轮直径800mm，分线轮分为两片，直径为800mm;热水槽7长度设为8m至10m，共两节分布在余长牵引机6前后两侧；冷水槽9长度设定为16m至20m ；[0060]履带牵引机8置于余长牵引机6后侧热水槽7与冷水槽9之间。利用本实用新型的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备进行生产的方法，具体实施过程如下在生产光纤带束管时，多路光纤带通过光纤带放线绞体I恒张力同步放出后，形成为一条有序叠放、并具有一定螺旋节距的光纤带矩阵。这个光纤带矩阵进入安装在挤出机5上的机头内的填充枪内，通过除气填充装置3进行油膏填充，光纤带与油膏一起进入机头挤出的PBT束管中，熔融的束管携带着光纤带进入第一级热水槽7中，并在特定温度的热水中结晶成型，接下来成型后的束管由履带牵引机8进行牵引，它负责给从机头挤出的PBT束管一稳定的牵引速度，然后束管进入冷水槽9中进一步冷却并产生收缩，然后进入主牵弓I轮10，在履带牵弓I机8与主牵弓I轮10之间有三轮张力装置11，它使PBT束管受到一恒定的张力，当张力释放后得到光纤带正余长，最后束管通过收线装置12上盘，整个生产过程结束。在生产光纤束管时，光纤通过光纤放线装置2恒张力放出后，通过SZ绞合装置4绞合后进入安装在挤出机5上的机头内的填充枪内，通过除气填充装置3进行油膏填充，光纤与油膏一起进入机头挤出的PBT束管中，熔融的束管携带着光纤进入第一级热水槽7中，并在特定温度的热水中结晶成型，接下来成型后的束管缠绕在余长牵引机6上，牵引机将光纤锁定，在束管进入冷水槽9中进一步冷却并产生收缩时，光纤被锁定不会回缩，在束管中形成一定的正余长，然后进入主牵引轮10，最后束管通过收线装置12上盘，整个生产过程结束。采用本实用新型光纤与光纤带二次被覆复合生产设备生产时，光纤二次被覆产品芯数为12芯，生产速度可达260 300m/min ;光纤带二次被覆产品芯数最大可达576芯，生产速度可达30 70m/min。以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，包括为受控设备提供各类控制信号和接收受控设备状态参数的电控系统(13)，其特征在于:所述受控设备包括依次设置的光纤带放线绞体(1)、光纤放线装置(2)、SZ绞合装置(4)、除气填充装置(3)、挤出机(5)、热水槽(7)、余长牵引机(6)、履带牵引机(8)、冷水槽(9)、主牵引轮(10)和收线装置(12)。
2.根据权利要求1所述的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，其特征在于:所述受控设备还包括三轮张力装置(11)，安装在冷水槽(9)与主牵引轮(10)之间，用于通过张力传感器测量在线张力。
3.根据权利要求2所述的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，其特征在于:所述光纤带放线绞体(I)含24路光纤带放线单元。
4.根据权利要求3所述的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，其特征在于:所述光纤放线装置(2)含12路光纤放线单元。
5.根据权利要求4所述的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，其特征在于:所述主牵引轮(10)采用压带式主牵引轮。
6.根据权利要求4所述的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，其特征在于:所述热水槽(7)长度设为Sm至10m，共两节分布在余长牵引机(6)前后两侧。
7.根据权利要求4所述的光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，其特征在于:所述冷水槽(9)长度设定为16m至20m。
专利摘要一种光纤与光纤带二次被覆复合生产设备，包括为受控设备提供各类控制信号和接收受控设备状态参数的电控系统，其中所述受控设备包括光纤带放线绞体、光纤放线装置、除气填充装置、SZ绞合装置、挤出机、余长牵引机、热水槽、履带牵引机、冷水槽、主牵引轮、收线装置；受控设备的安装顺序为光纤带放线绞体、光纤放线装置、SZ绞合装置、除气填充装置、挤出机、热水槽、余长牵引机、履带牵引机、冷水槽、主牵引轮和收线装置；光纤与光纤带顺序沿各受控设备输入方向、输出方向顺序完成相应的加工步骤。可以按工艺要求在同一台设备上完成光纤与光纤带被覆两种不同结构的产品的生产。
文档编号G02B6/44GK202916467SQ201220506018
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者杨建设, 胡鹏祥, 刘炜, 陈群, 张涛, 韦颖 申请人:中国电子科技集团公司第八研究所