一种光纤预制棒制备设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤预制棒制备领域，尤其涉及一种光纤预制棒制备设备。
【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制备设备是很有必要的。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的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制备设备。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种光纤预制棒制备设备，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，
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]进一步地，所述牵引头由耐高温且防粘结的材料制成。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]进一步地，所述光纤预制棒模具的内腔为圆柱状或者楞柱状。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:在对光纤预制棒原材料锭利用加热模块进行精确加热后，设置挤压力的报警上限值和下限值，实时地获取、控制挤压顶杆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处出现时，则由光纤预制棒牵引模块对该成形光纤预制棒进行夹持和向下牵引，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】
[0020]图1为本实用新型实施例中光纤预制棒制备设备的结构示意图；
[0021]图2为图1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】
[0022]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0023]通常情况下，光纤预制棒原材料锭可以选择硫系玻璃材料或者高温塑料。在本实施例中，以硫系玻璃材料做成的光纤预制棒原材料锭对光纤预制棒制备设备进行说明。
[0024]如图1所示，本实施例中的光纤预制棒制备设备，包括挤压系统I和控制系统2，挤压系统I包括动力推送模块11、挤压顶杆12、加热模块13、退火处理模块14以及夹持光纤预制棒的光纤预制棒牵引模块15，动力推送模块11与挤压顶杆12连接，挤压顶杆12上设置有压力传感器16，压力传感器16用来实时检测挤压顶杆12施加的压力数值，加热模块13设有贯通通道130，贯通通道130用于放置光纤预制棒模具，贯通通道130位于挤压顶杆12的正下方，在加热模块13的下方设置退火处理模块14，退火处理模块14的下方设置光纤预制棒牵引模块15 ;控制系统2包括第一控制模块21、第二控制模块22、第三控制模块23以及集成控制模块24，其中，
[0025]第一控制模块21，与动力推送模块11连接，用于控制动力推送模块11的推送速度；
[0026]第二控制模块22，与加热模块13连接，用于控制加热模块13内的温度；
[0027]第三控制模块23，与光纤预制棒牵引模块15连接，用于控制光纤预制棒牵引模块15的牵引速度；
[0028]集成控制模块24，分别与压力传感器16、第一控制模块21、第二控制模块22和第三控制模块23连接。
[0029]为了实现该制备设备能够自动地夹持新成形的光纤预制棒向下拉制，且保证成形光纤预制棒不会因折断而损坏，可选择地，光纤预制棒牵引模块15包括夹持光纤预制棒的牵引头151以及牵引矫直导轨152。这样，当新成形的光纤预制棒在贯通通道的出口处出现时，第三控制模块23控制牵引矫直导轨152上升，然后由牵引头151在贯通通道的出口处夹持住成形光纤预制棒的前端后，牵引头151缓慢地向下拉制成形的光纤预制棒，从而拉制获得目标长度的光纤预制棒。在成形光纤预制棒被向下牵引的过程中，牵引矫直导轨152对牵引头151以及成形光纤预制棒的走向起着矫正的作用，以保证制备的光纤预制棒不会发生弯曲。
[0030]由于成形的光纤预制棒经加热模块13加热后，在贯通通道的出口处出来时仍然具有很高的温度，同时还具有一定的粘结性。为了光纤预制棒牵引模块15有效地夹持和牵引成形的光纤预制棒，牵引头151采用耐高温且防粘结的材料。其中，此处的耐高温且防粘结的材料是指既能承受较高的温度，又不会与光纤预制棒之间产生粘结现象的材料。
[0031]为了既能节约设备的占用空间