一种光纤预制棒的制备方法及制备设备的制造方法

文档序号:8216115阅读:571来源:国知局
一种光纤预制棒的制备方法及制备设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤预制棒制备领域,尤其涉及一种光纤预制棒的制备方法及制备设备。
【背景技术】
[0002]光纤,又称光导纤维,是一种由玻璃或塑料制成的、能够作为通讯传输工具的纤维。由石英玻璃(S12)制成的石英光纤在通信领域发挥着至关重要的作用。但随着研宄和应用领域的不断延伸和深入,一批以特殊基质、特殊结构、具备特殊光学性能的特殊光纤陆续被发现,这些光纤在传感、红外传输等领域有着巨大的潜在应用价值。作为制造光纤的核心原材料,光纤预制棒可以被拉制成具有特定棒状结构的光纤。制造光纤时,首先要制备出光纤预制棒,然后将光纤预制棒进行拉制,从而制成光纤。光纤的内部结构则是在光纤预制棒的制作过程中形成的,因此,光纤预制棒的制备是光纤工艺中最重要的部分。
[0003]目前,传统的石英光纤采用的是基于气相沉积获得石英光纤预制棒的办法,而特种光纤较为通用的制备方法是套管法、双坩祸法。套管法是指将预制空管经过拉伸、堆积、二次拉伸从而获得光纤预制棒。由于预制空管的两次拉伸过程引入的附加缺陷会导致光纤损耗普遍较高,同时也无法给预制棒套上保护套。双坩祸法采用的是在熔融状态下将包层玻璃和纤芯玻璃直接拉制成细丝的方法,可以获得较理想的芯-包界面,但其尺寸容易受制于玻璃液体,无法精确控制。而近年来出现的无机玻璃光纤挤压法是指利用玻璃、塑料等非晶体材料受热熔化变软的过程,通过压力装置将软化后的非晶体材料压入特殊的模具中制备光纤预制棒。这种挤压方法的工艺流程相对简便,同时引入附加缺陷较少,可以降低光纤的损耗,但是该方法对挤压过程中温度温场、压力等控制精度要求较高。
[0004]目前国内对于叠加法制备硫系光纤预制棒的专利和文献较少,其中,中国发明专利文献CN93102518.4介绍了一种制造光纤预制棒的方法,该方法主要是可以获得一种具有较高机械强度而没有气泡的塑料光纤,而不是涉及硫系玻璃光纤预制棒的制备。中国发明专利CN201210012166.6介绍了一种用于制备硫系玻璃微结构光纤预制棒的设备和方法,通过挤压机对硫系玻璃的挤压,使软化的玻璃穿过模具,硫系玻璃再经过退火处理即可得到硫系玻璃微结构光纤预制棒。但是该专利所选用方法中的模具结构简单,光纤预制棒在制备过程中很难成型,同时挤压机的推动机械装置不能够精确控制预制棒的挤压速度。
[0005]现有的光纤预制棒的制备方法和制备设备已经无法满足特种光纤的制备要求,同时精确控制制备工艺、提高制备效率也为现阶段光纤预制棒的制备提出了更高的挑战。因此,发明一种新型的特种光纤预制棒的制备方法和制备设备是很有必要的。

【发明内容】

[0006]本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种既能够简化光纤预制棒的制作工艺,又能够对制作过程精确控制且提高制备效率的光纤预制棒的制备方法。
[0007]本发明进一步要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种实现上述光纤预制棒制备方法的制备设备。
[0008]本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为:一种光纤预制棒的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
[0009](I)将光纤预制棒原材料锭装入光纤预制棒模具内;
[0010](2)对光纤预制棒模具内的光纤预制棒原材料锭进行加热操作,并对加热的温度进行实时调整和控制;
[0011](3)设置挤压力的报警上限值和下限值,调整挤压力,对经过加热的光纤预制棒原材料锭进行挤压;
[0012](4)实时获取光纤预制棒原材料锭所受的挤压力数值,并根据获取的挤压力数值执行以下操作:
[0013]当获取的挤压力数值处于挤压力的报警上限值与下限值之间时,则继续对光纤预制棒原材料锭进行挤压;
[0014]当获取的挤压力数值高于挤压力的报警上限值或者低于下限值时,则暂停对光纤预制棒原材料锭进行挤压,并返回执行步骤(2)的操作;
[0015](5)当挤压成形的光纤预制棒在光纤预制棒模具的出口处出现时,则对获得的成形光纤预制棒进行退火处理和夹持、牵引,制备、得到目标长度的光纤预制棒产品。
[0016]可选择地,所述步骤(2)中对光纤预制棒原材料锭的加热操作至少包括预加热过程、加热过程和退火过程。
[0017]作为优选,所述步骤(5)中对成形光纤预制棒的夹持为无粘结夹持。
[0018]进一步地,一种实现上述光纤预制棒制备方法的制备设备,其特征在于,包括挤压系统和控制系统,所述挤压系统包括动力推送模块、挤压顶杆、加热模块、退火处理模块以及夹持光纤预制棒的光纤预制棒牵引模块,所述动力推送模块与挤压顶杆连接,所述挤压顶杆上设置有压力传感器,所述加热模块设有供光纤预制棒模具放置的贯通通道,所述贯通通道位于挤压顶杆的正下方,所述加热模块的下方设置所述退火处理模块,所述退火处理模块的下方设置所述光纤预制棒牵引模块,所述控制系统包括第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块以及集成控制模块,其中,
[0019]所述第一控制模块,与动力推送模块连接,用于控制动力推送模块的推送速度;
[0020]所述第二控制模块,与加热模块连接,用于控制加热模块内的温度;
[0021]所述第三控制模块,与光纤预制棒牵引模块连接,用于控制光纤预制棒牵引模块的牵引速度;
[0022]所述集成控制模块,分别与压力传感器、第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块连接。
[0023]进一步地,所述光纤预制棒牵引模块包括夹持光纤预制棒的牵引头以及牵引矫直导轨。
[0024]进一步地,所述牵引头由耐高温且防粘结的材料制成。
[0025]进一步地,所述动力推送模块包括电机和变速涡轮蜗杆,所述电机与变速涡轮蜗杆连接,所述变速涡轮蜗杆与挤压顶杆连接,所述电机为调速电机或者伺服电机或者步进电机。
[0026]进一步地,所述挤压顶杆包括垂直传动轴和垂直顶杆,所述动力推送模块与垂直传动轴的一端连接,所述压力传感器设置于垂直传动轴的另一端,所述垂直顶杆紧固地设置在压力传感器的下端。
[0027]进一步地,所述集成控制模块具有显示器,所述显示器与压力传感器或者第一控制模块或者第二控制模块或者第三控制模块或者压力传感器、第一控制模块、第二控制模块以及第三控制模块的任意组合分别连接。
[0028]进一步地,所述加热模块至少具有预加热区、加热区和退火区。
[0029]与现有技术相比,本发明的优点在于:在对光纤预制棒原材料锭进行精确加热后,设置挤压力的报警上限值和下限值,实时地获取、控制施加在光纤预制棒原材料锭上的挤压力数值,当成形光纤预制棒在光纤预制棒模具的出口出现时,则对该成形光纤预制棒进行退火处理和夹持、牵引,待成形光纤预制棒达到所需要的目标长度时,即制备得到所需要的光纤预制棒产品,既防止了光纤预制棒发生弯曲,又实现了对光纤预制棒制备过程的精确控制,提高了光纤预制棒的制备效率。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例中光纤预制棒的制备方法流程示意图;
[0031]图2为本发明实施例中实现图1所示光纤预制棒制备方法的制备设备结构示意图;
[0032]图3为图2所示光纤预制棒制备设备中动力推送模块与挤压顶杆经改进后的连接结构关系不意图。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1