一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及涂覆光纤的制造设备【技术领域】，具体涉及一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备。其包括高温石墨感应炉、线上涂覆固化装置和线下涂覆固化装置，所述的线上涂覆固化装置设置于高温石墨感应炉下方，所述的线上涂覆固化装置包括涂覆单元、电阻加热炉、牵引装置和收线盘，线下涂覆固化装置依次包括放线轮、涂覆单元、高温固化烘箱、外径检测仪器、牵引装置和收线盘。本实用新型通过线上涂覆固化装置、线下涂覆固化装置，多次涂覆、固化并检测聚酰亚胺涂层，使生产的光纤可以精确控制涂层直径和与光纤包层的同心度。同时其工艺分为线上和线下两部分，生产工艺不受场地限制，具有较大的灵活性和便捷性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及涂覆光纤的制造设备【技术领域】，具体涉及一种制造聚酰亚胺涂覆 光纤的设备。 一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备
【背景技术】
[0002] 随着光纤技术的发展，光纤的应用延伸到了激光能量传输、传感技术等领域，应用 范围也延伸到了各种高温恶劣环境。光纤作为信息传递材料，其芯层与包层主要由石英组 成，包层外被覆一层涂覆层起到保护光纤的作用。普通光纤采用紫外固化丙烯酸树脂作为 涂层，其使用温度为-60°c -85°c。如果长时间在高于85°C的环境下工作，普通紫外固化涂 层会发生热老化，特别是在有02存在的环境下会发生热氧老化，加速涂层高分子链的断裂 过程，从而使涂层使其保护光纤的作用，无法阻止水分子侵入光纤，加速光纤的疲劳过程， 使光纤表面微裂纹扩张，导致光纤失效。现有的涂覆工艺制造设备无法精确控制涂层尺寸 及涂层同心度。 实用新型内容
[0003] 针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种能够精确控制涂覆外径及涂层 同心度、灵活性和便捷性高的制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
[0005] -种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，包括高温石墨感应炉、线上涂覆固化装置和 线下涂覆固化装置，其所述的线上涂覆固化装置设置于高温石墨感应炉下方，所述的线上 涂覆固化装置包括涂覆单元，涂覆单元下方设置内置石英管的电阻加热炉，电阻加热炉上 设置送风系统和抽风系统，电阻加热炉后面依次设置牵引装置和收线盘，涂覆单元包括一 个上方带有纯净高压气体进气口且固定于水浴底座上的涂覆碗，涂覆碗底部设置定径模 孔；所述的线下涂覆固化装置依次包括放线轮、涂覆单元、设置送风系统和抽风系统的高温 固化烘箱、与光纤移动方向垂直设置的外径检测仪器、牵引装置和收线盘。
[0006] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的线上涂覆固化装置交替设置 两套涂覆单元和电阻加热炉。
[0007] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的水浴底座中通有温度为 35°C -60°C的纯净水。
[0008] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的电阻加热炉内壁为圆柱型， 其长度为1500_2200mm。
[0009] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述电阻加热炉的送风系统通入的 气体为N2,送风量为40-60L/min，其抽风系统的抽风量为60-80L/min。
[0010] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的高温固化烘箱内设置若干通 过传动装置相连的导轮组和若干转向轮，高温固化烘箱外转向轮与导轮组之间对应设置若 干涂覆单元。 toon] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的高温固化烘箱的温度 20(TC -450。。。
[0012] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的高温固化烘箱的送风量为 100-150L/min，其抽风量为 100-200L/min。
[0013] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述的高温石墨感应炉与涂覆单元 之间、电阻加热炉与牵引装置之间分别设置与光纤移动方向垂直的外径检测仪器。
[0014] 上述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其所述高温固化烘箱内部安装4对导 轮组，其中，垂直位于涂覆单元下方设置4个导轮组，4个导轮组斜上方再安装4个导轮组， 4对导轮组通过传动装置相连设置。垂直位于涂覆单元下方设置的4个导轮组并列设置4 个转向轮。
[0015] 有益效果：
[0016] 本实用新型通过线上涂覆固化装置、线下涂覆固化装置，多次涂覆、固化并检测聚 酰亚胺涂层，使生产的光纤可以精确控制涂层直径和与光纤包层的同心度。同时其工艺分 为线上和线下两部分，生产工艺不受场地限制，具有较大的灵活性和便捷性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0018] 图1为本实用新型的涂覆碗的结构示意图。
[0019] 图2为本实用新型的线上涂覆固化装置的结构示意图。
[0020] 图3为本实用新型的线下涂覆固化装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面 结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0022] 参照图1、图2和图3,本实用新型包括高温石墨感应炉9、线上涂覆固化装置和 线下涂覆固化装置，线上涂覆固化装置设置于高温石墨感应炉9下方。线上涂覆固化装置 包括两套交替设置的涂覆单元10和电阻加热炉11，涂覆单元10下方设置内置石英管的 电阻加热炉11，石英管与电阻加热炉11内壁匹配，电阻加热炉11上设置送风系统和抽风 系统，送风系统和抽风系统可使光纤4经过加热炉时处于非氧气氛，并及时将涂料固化时 产生的挥发气体抽走，优化涂层的固化效果。其中电阻加热炉11内壁为圆柱型，长度为 1500mm-2200mm，典型值为2000mm ;送风系统的典型气体为N2,送风量为40-60L/min，抽风 系统的抽风量为60-80L/min。电阻加热炉11后面依次设置牵引装置12和收线盘13。涂 覆单元10包括一个上方带有纯净高压气体进气口的涂覆碗5,涂覆碗5固定于水浴底座7 上，涂覆碗5底部设置定径模孔6。涂覆碗5中通有一定流量的气体，光纤4通过其中会在 外表面涂覆一定厚度的聚酰亚胺溶液。进气口可通入纯净的高压气体通入涂覆碗5中，使 聚酰亚胺溶液具有一定压力。水浴底座中通有温度为35°C -60°C的纯净水，优选的温度为 45°C -55°C。进行涂覆工艺时，可根据外径测量值与目标值的差异，调整进气流量和水浴温 度，达到精确控制涂覆外径的作用。
[0023] 作为进一步的改进，线上涂覆固化装置中高温石墨感应炉9与涂覆单元10之间、 电阻加热炉11与牵引装置12之间也可以分别设置与光纤移动方向垂直的外径检测仪器。
[0024] 使用纯水清洁光纤预制棒8之后，并使用高纯气体使其干燥。将光纤预制棒8在 拉丝设备上进行拉丝。光纤预制棒8前端在高温石墨感应炉9中熔融，并在重力及牵引设 备的牵引下形成一个锥形。锥体前端经过牵引设备的牵引，穿过裸光纤直径检测仪器，在一 定的抽丝速度下，得到直径均匀的裸光纤。裸光纤进入涂覆单元涂覆，涂覆的聚酰亚胺溶液 的厚度由定径模孔的直径及进入涂料碗前光纤的外径所决定。线上涂覆固化进行两次，完 成初步涂覆。将初步涂覆的光纤收绕在收线盘上，待进行线下涂覆固化工艺。
[0025] 线下涂覆固化装置依次包括放线轮15、涂覆单元10、设置送风系统17和抽风系统 18的高温固化烘箱16、与光纤4移动方向垂直设置的外径检测仪器22、牵引装置23和收 线盘24,涂覆单元10与线上涂覆固化装置的涂覆单元相同，涂覆单元10位于高温固化烘 箱16上方，高温固化烘箱16上方开有小孔，光纤4经过涂覆单元后，外表面涂覆了一层聚 酰亚胺溶液，垂直进入高温固化烘箱16。高温固化烘箱16内部安装4对导轮组，垂直位于 涂覆单元10下方设置4个导轮组19,4个导轮组19斜上方再安装4个导轮组19,4对导轮 组19通过传动装置20相连设置。垂直位于涂覆单元10下方设置的4个导轮组19并列设 置4个转向轮21，高温固化烘箱16的外转向轮21与导轮组19之间对应设置若干涂覆单元 10。涂覆有聚酰亚胺溶液的光纤4在两个导轮组19上进行绕线，典型绕线长度为6-15m，通 过长距离绕线来延长光纤在高温固化烘箱16内的持续时间，使涂层的固化程度更高。固化 后的光纤4通过高温固化烘箱16内的转向轮21，被引出高温固化烘箱16,再经过一个转向 轮14,被引入到下一个涂覆单元10内进行涂覆，与该涂覆单元对应，高温固化烘箱16内部 安有类似导轮组，用于涂覆后光纤在高温固化烘箱16内绕线固化。经过多次涂覆-固化工 艺，优选的为4次，光纤4的涂层厚度达到目标值。高温固化烘箱16的温度200°C _450°C， 送风系统17的送风量为100_150L/min，抽风系统18的抽风量为100-200L/min。牵引装置 的牵引速度为4-10m/min，且放线轮、牵引装置和收线盘三者的转动速度相互匹配。
[0026] 初步涂覆光纤放置在一个具有自动放纤功能的放线盘上，初步涂覆的光纤在线下 牵引装置的作用下，经过线下数个涂覆单元，并在高温烘箱内固化，使其最终涂覆外径达到 目标直径，并通过外径检测仪器测量最终涂覆外径。之后收绕在另一个收线盘上，完成整个 涂覆工艺。
[0027] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1. 一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，包括高温石墨感应炉、线上涂覆固化装置和线 下涂覆固化装置，其特征在于，所述的线上涂覆固化装置设置于高温石墨感应炉下方，所述 的线上涂覆固化装置包括涂覆单元，涂覆单元下方设置内置石英管的电阻加热炉，所述电 阻加热炉上设置送风系统和抽风系统，所述电阻加热炉后面依次设置牵引装置和收线盘， 所述涂覆单元包括一个上方带有纯净高压气体进气口且固定于水浴底座上的涂覆碗，所述 涂覆碗底部设置定径模孔；所述的线下涂覆固化装置依次包括放线轮、涂覆单元、设置送风 系统和抽风系统的高温固化烘箱、与光纤移动方向垂直设置的外径检测仪器、牵引装置和 收线盘。
2. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的线 上涂覆固化装置交替设置两套涂覆单元和电阻加热炉。
3. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的水 浴底座中通有温度为35°C -60°C的纯净水。
4. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的电 阻加热炉内壁为圆柱型，其长度为1500_2200mm。
5. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述电 阻加热炉的送风系统通入的气体为N2,送风量为40-60L/min，其抽风系统的抽风量为 60_80L/min。
6. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的高 温固化烘箱内设置若干通过传动装置相连的导轮组和若干转向轮，高温固化烘箱外转向轮 与导轮组之间对应设置若干涂覆单元。
7. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的高 温固化烘箱的温度200°C _450°C。
8. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的高 温固化烘箱的送风量为100_150L/min，其抽风量为100-200L/min。
9. 根据权利要求1所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述的高 温石墨感应炉与涂覆单元之间、电阻加热炉与牵引装置之间分别设置与光纤移动方向垂直 的外径检测仪器。
10. 根据权利要求6所述的一种制造聚酰亚胺涂覆光纤的设备，其特征在于，所述高温 固化烘箱内部安装4对导轮组，其中，垂直位于涂覆单元下方设置4个导轮组，4个导轮组斜 上方再安装4个导轮组，4对导轮组通过传动装置相连设置，垂直位于涂覆单元下方设置的 4个导轮组并列设置4个转向轮。
【文档编号】C03C25/12GK203845949SQ201420231175
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】郭浩林, 俞亮, 焦猛, 董魏, 郭洁, 沈文华, 张良, 李建明, 袁健 申请人:江苏亨通光纤科技有限公司