专利名称：将线状物插入管内的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明关于将线状物插入管内的方法和装置，尤其是用气流将光导纤维或其它线状物插入较小直径和较大长度的管中的方法和装置。
按照本发明的方法和装置插入管中的线状物是光导纤维和其它细而长的软材料的丝线或缆绳。这些材料可由气流带着前进。这些线状物可以是单根的或多根的，也可以由加捻的丝线构成。光导纤维由构成内芯的纤维构件、外包复层加上由合成树脂、金属、陶瓷和其它材料制成的包复层制成。管子为钢和铝这样的金属或塑料那样的非金属材料。
在下面的例子中，插入管子的线状物为光导纤维。
近来，光通讯电缆已得到广泛应用。但是由于它们的强度低，并对各种环境危害有很高的敏感性，越来越多的光通讯电缆都套上金属管或其它保护性管道。在有些这类复盖型电缆中，为防止由于管道和光导纤维的热膨胀系数不同而引起的传输损失，光导纤维和保护管道之间留有空隙(下面这类电缆叫做光导纤维缆)。
这种光导纤维缆可以用流体流来制造。在1982年日本专利公开号为29014的“将光导纤维导入管中的方法”中，公开了这项技术的一个例子，这个方法利用流体的静压使安装在拖拉线状物头部的运动构件从管子的一端穿到另一端。然后再将连到拖拉线状物上的光导纤维拉入管子。这样，在拖拉线状物完全通过管子后光导纤维也就通过管子。这项常规方法很复杂、麻烦，而且效率也低。另外，为避免断裂的危险，拖拉力必须保持在光导纤维的强度以下。由于这个限制，这种方法不能用于制造直径小于2毫米、长度大于30米的光导纤维。
美国专利4332436和4691896(EPC专利0108590)中公开了利用流体流的其它方法。在这些方法中，加压流体从管子的一端通过到另一端，流体流在光导纤维的表面上施加摩擦力和静压力，这两个力联合驱动光导纤维向前通过管子。因此，这些方法不存在上述日本专利公开号为29014(1982)中所公开的技术上的复杂性和纤维断裂问题。然而，因为静压力仅作用在光导纤维相应的横截面上，所以可用的纤维驱动力受到限制。向前移动的光导纤维的环形表面的整个长度上基本上与管子的内表面接触，因此，光导纤维受到来自管子内表面的很大摩擦力。这个摩擦力作用在与流体和光导纤维之间的摩擦力相反的方向上。因此，光导纤维通过小直径大长度的管子要花很长时间。另外，这种方法不可能使光导纤维通过数百米长的管子。
本发明的目的是提供一种方法和装置，用它们在短时间内将线状物插入小直径大长度、甚至长度达数百米的管子中。
按照本发明的插入方法，来自一密封容器的加压气体从管子的一端进入，气体流携带着放置在密封容器内的线状物向前进入并通过管子。在密封容器中气体压力保持足够高，从而管子的某一点上，其平均流速高于线状物的前进速度。这样，通过管子向前的线状物就产生正纵向脉动。
通常用空气、氢气和其它合适的气体作为充入管中的气体。当压缩气体的供气体积小或气密容器的容量大时，先前充进容器内的气体则进入管子，相反，当供气体积大或容器的容量小时，则从气源通过容器来供气。通常采用压缩气体的气缸和压缩机作为压缩气源。
给线状物以脉动可用下述方法振动管子从管子的一端通过压缩气体的涡流;或者由气流拍动连到线状物头部的叶片。上述方法可两个或多个联合使用，最好能使线状物在其整个长度上都在管子中产生脉动。
压缩气体从管子一端流向其另一端。线状物走到哪里，气体则在管子的内表面和线状物的环形表面之间的空隙中流动。然后，该线状物由流动气体和线状物环形表面的摩擦力、作用在与线状物的横截面相应部分上的静压力和脉动线状物部分形成前后气体静压力之差来带动前进，脉动线状物与管子中心轴是倾斜的。
由于本发明的线状物驱动力基本上是沿线状物全长均匀分布的，没有过量的拉力作用在上面，因此，在它们通过管子时，线状物不会断裂。线状物由较大的力向前驱动。正如前面所述，这些力不仅包括作用在线状物环形表面的摩擦力和作用在与线状物横截面相应部分的静压力，还包括脉动线状物的倾斜部分形成前后的气体静压力的差异。脉动的线状物仅在局部即每个波的峰和谷上与管子的内表面相接触。另外，正向地引起脉动的条件随时间而变化。因此，线状物与管子内表面接触的时间受到限制。由于线状物基本上是悬挂在管内在空气中，实际上线状物和管子内表面之间出现很小的摩擦力。所有这些都可能使小直径大长度的线状物插入管子。用这种方法制造的光导纤维缆，其外径可小于2毫米，长度超过30米，可做到长度能超过数百米。线状物前进的高速度可使插入工作在较短的时间内完成。
在刚才描述的方法中，通过管子的线状物可以盘绕或放置在密封容器的外部，这些线状物可以缠绕在一个卷筒上或一圈放在另一圈上方那样放置。该线状物可以从前一种方法缠绕的线圈中沿切向拉出和从后一种方法制造的线圈轴向拉出。于是松开的线状物从密封容器的外部供入内部，然后进入管子。
在后一种绕线方法中，多圈的线状物不必总是同心放置，这些线状物的线圈可以松松地从底部堆放成螺旋形的。因此如果从堆放线圈的顶部一圈一圈地拉开，可以很容易地松开而且没有缠绕和扭曲。一个线圈还可以堆放成从上面看是象花那样的形状，这可通过不同心地放置单个线圈从而使线圈的中心沿中心环稍微相互偏离开而得到。线圈拉开时可能出现的轴向扭绞可以通过在盘绕成线圈时的反向扭绞来消除，具有反向扭绞的线状物在从线圈中拉开时不会产生扭绞，因此能确保平滑的无缠绕无扭转的松开。采用象石墨和酮的二硫化物亦可确保线状物平滑地松开。
上面描述的插入方法可由采用线状物插入装置有效地进行，该装置包括一个气密容器，一个在密封容器内和容器外的供线装置，一个连到密封容器内的压缩气体供气源，一个将线状物通过的管子一端连到密封容器上的适配器，以及给线状物以正向脉动的装置。
供线装置是一个可转动地支撑着的卷筒或顶部开口的容器，由它们固持将要插入管子的线状物的线圈。当供线装置安装在密封容器的外部时，需要提供一个辅助的将线状物拉进或推进密封容器的装置。卷筒的惯性矩和支撑阻力应尽量小，从而使它们不妨碍线状物进入管中。
给线状物以正向脉动的装置包括管子振动器，或提供气体涡流的装置，或装在线状物先导端的气体拍动叶片。
图1a和1b表示将光导纤维插入管子的同时给光导纤维脉动的装置的优选实施例。图1a表示将光导纤维和压缩氢气送入管子的上述装置部分的剖视图，图1b是上述装置的部分剖视图，这部分装置通过振动给光导纤维以脉动。
图2是图1所示装置的涡流发生装置的透视图。
图3是图2的涡流发生装置的剖视图。
图4是图2的涡流发生装置的正视图。
图5是图1所示装置的振动台面的平面图。
图6表示装到振动台上的筒子优选实施例。
图7是纵向剖视图，它表示将光导纤维插入管子并给以脉动的装置的另一优选实施例。
图8表示涡流发生装置的另一优选实施例的透视图。
图9是图8涡流发生装置的正视图。
图10是给光导纤维以脉动的装置的又一优选实施例的透视图。
图11表示给光导纤维以脉动的装置的另一优选实施例的透视图。
图12表示给光导纤维以脉动的装置的又一实施例的侧视图。
图13是将光导纤维和压缩气体送入管子的另一个实施例剖视图。
图14是将光导纤维送入容器的装置的透视图。
下面将描述把光导纤维插入金属管的装置及采用上述装置的插入方法。
优选实施例1图1a和1b表示用气流将光导纤维插入振荡管的一种装置例子。
如图所示，该光导纤维插入装置有一密封容器11，它包括一圆柱形容器12和在其后面覆盖开口13的可打开的半球盖14。堵头16螺接到密封容器11的前端。
在容器11的下端安有纵向延伸的轨道18，小车19放在轨道18上，并可沿其运动。小车19上装有卷筒组件21、光导纤维调节敏感器31和光导纤维送线器35。
卷筒组件21包括一个卷筒23，它可转动着支撑在轴承座22上，轴承座安装在小车19上。轴承座22上的卷筒23是可拆卸的，这样小车从容器开口13取出时，可置换卷筒23。马达24通过带式传输机构25转动卷筒23。控制装置47安装在密封容器的外部，由它控制马达24的转速，这在以后将进行描述。导线28系到由轴承座22向上延伸的臂27的顶部，导线28的顶部装有一塑料环29。卷筒23通过环29放出光导纤维1。然后，环29向后拉着光导纤维1，从而使之不从卷线筒23上脱开。
光导纤维调节敏感器41由四个纤维敏感器33组成，它们一个位于另一个上方地排列在直立于小车19上的座32上。每个纤维敏感器33包括一组相对排列的发光二极管和光敏晶体管。如果光导纤维1通过发光二极管的光束，就可知道光导纤维1处于与该二极管同样的水平面上。光导纤维的水平面表示其松紧程度。
光导纤维送线器35位于光导纤维调节敏感器31的下方，它由一对夹送辊37和38构成，这对辊子装在座36上，一个位于另一个的上方，而光导纤维1轻轻地夹在中间。上夹送辊37是可升起的，调节螺钉40调节加在光导纤维1上的压力。马达41通过带状传动机构42转动下夹送辊38。圆柱形导向器44装在座36上，一对辊子37和38的出口侧。
控制装置47装在密封容器11的外边，它接收由纤维调节敏感器31探测到的指示光导纤维松紧程度的信号。再按探测到的松紧程度控制送线速度。光导纤维的插入速度随着管5和光导纤维1之间的摩擦力，带动气体的压力等变化而变化。如果光导纤维1的前进速度大于送线速度，则把光导纤维朝后拉，向后拉可能会拉断光导纤维1或阻碍它的前进。另一方面，如果前进速度低，光导纤维1松弛会缠绕在密封容器内，因而妨碍它的前进。有鉴于此，送进管子的光导纤维1必须具有合适的松紧度。如果松度太小，控制装置47则会加速马达24的转动，并带动卷筒23的转动。另一方面，如果松度太大，则降低马达24的转动速度。
涡流发生器51通过球轴承59可转动地安装到堵头16上。正如图2到图4所示，涡流发生器51包括圆柱部分52和漏斗状部分56，漏斗状部分56包住圆柱部分52的前半部分。圆柱部分52上有一允许光导纤维穿过的轴向孔53。光导纤维进口53通过绕圆柱部分52的圆周部分的四个进口54与漏斗状部分相联。在圆柱部分52的外圆和漏斗状部分56之间装有叶片57，以此来分开邻近的进口54。叶片57相对于圆柱部分52扭曲。来自密封器11的氢气通过漏斗状部分56和圆柱部分52流入管5中。通过进口从漏斗部分56迅速流入圆柱部分52的氢气转动涡流发生器51，因而在氢气流中产生涡流。于是，所产生的涡流使光导纤维1在圆柱部分52内产生脉动。
密封容器11的进口侧通过气门62调压阀63、含有吸湿剂的干燥过滤器64和停气阀65连到氢气缸61上。氢气缸内的氢气压为150Kg/cm2。调压阀63将150Kg/cm2的氢气压力减至40Kg/cm2。
在密封容器11内管67附近装有一加热器71，一个温度敏感器72装在内管67的端部附近。当来自氢气缸61的氢气进入密封容器11时，由于绝热膨胀的结果，气体温度将下降。随着温度的下降，容器中含有的湿气可能会凝聚和附着到光导纤维1的表面和装置21、31、35等上。为避免这种冷凝用加热器71加热氢气。温度控制器73按温度敏感器72的信号控制加热器71。
在密封容器11中装有纤维式观察器75，用以观察容器11内光导纤维1的进给情况。在密封容器11上还装有旁路阀76，压力表77和排气阀78。
在密封容器11的出口侧装有振动台81。支撑振动台81的基架82牢固地将它固定在地板9上，使它不发生振动。支撑振动台面的螺旋形弹簧83安装在基架82的四个顶角上。
如图5所示，平的方形的振动台面84通过支撑弹簧83装在基架82上。支撑框架86从振动台面84的底面向下伸出。
转台87装在振动台面84的支架86上。蜗轮传动机构88转动转台87，一对振动马达91装在转台87上。马达91在方位和位置上都相对于振动台面84的中心轴C对称安装或转动180度。振动马达91安置在这样一个位置，它的转动轴平行于含有上述中心轴C的垂直平面，同时相对地与振动台面84倾斜75度。倾角可按需要通过转动转台87加以改变。在每个振动马达91的转动轴的两端固定有不平衡的重块92，不平衡重块92的转动产生的离心力对振动台面84加上垂直的振荡力。一对振动马达91在同样的方向转动，它们具有同样的频率和振幅，由这对振动马达91产生的复合振荡使振动台面84沿一螺旋线振动，该螺旋线的中心轴与振动台面84的中心线C相一致。由于振动台面84是通过支撑弹簧83安装在基架82上的，所以振动台面84的振荡并不传到基架82上。
用螺栓螺母98将筒子94装在振动台面84的顶部，这样使振动马达91的振荡传输到它上面，筒子94的轴基本与振动台面84的中心轴C相一致。光导纤维1将通过的管5的线圈7缠绕在筒子94上，光导纤维1从管5的线圈7的下端送入，为了使光导纤维1不产生过大的弯曲应力，线圈7的直径必须不小于150mm，在这个优选实施例中，预涂树脂的光导纤维作光导纤维1，钢管作管5。如图6所示，筒子94的圆筒上开有槽96，以便沿着筒子的轴连续升降，缠绕的管5紧贴着槽96。筒子94的振荡被精确地传到紧贴筒子94的圆筒的槽的管5上。这就确保光导纤维1平滑、有效地插入管5中。
真空容器101放置在振动台81的旁边。在真空容器101的堵头102上装有一纤维顶部敏感器104。它由相对安置的发光二极管和光敏晶体管组成。
真空泵107通过管道连到真空器101上。
下面将描述采用上述装置将光导纤维1插入管5的方法。
首先，将小车19从密封容器11中拉出，把轻轻地缠绕着预涂层光导纤维1的卷筒23装在轴承座22上，从卷筒23上放开的光导纤维1的长度最好能通过环29，纤维进给敏感器31、光导纤维送线器35和导管44。光导纤维1的前端稍稍伸出导管44。然后，将小车9推入密封容器11并盖上盖14。此时，光导纤维1处于涡流发生器51的圆柱部分52内。
线圈7由管5绕着筒子94缠绕而成。带有管5的线圈7的筒子94再用螺栓和螺母固定到振动台面84上。从筒子94上放开合适长度的管5，它们的端部用金属紧固件111和112固定到振动台面84上。管5的进口端通过套管式接头115连到密封容器11的出口管113上。靠近管5进口端用金属紧固件118固定到固定台117上。管5的出口端连到真空容器101的堵头102上。
为确保光导纤维1顺利地进入到管5中，在光导纤维1和管5之间必须具有一定量的间隙，最好达0.1mm或更多一些。同理，管的线圈7的直径必须不小于150mm，最好不小于300mm。
然后，起动真空泵107，抽空密封容器11，管5和真空容器101，当抽真空基本完成后，在保持真空泵107继续工作的同时，起动卷线马达24、夹送辊马达41和振动马达91、处于上述方位和位置的振动马达91使振动台面绕中心轴C作螺旋形振动。
当气门62和停气阀打开时，氢气迅速通过密封容器11和涡流发生器流入管5，高速氢气流携带着光导纤维1的先导端进入管5，由涡流发生器51产生的高速氢气涡流使光导纤维1产生脉动。由于流入管5中而损失的氢气由氢气容器61提供新鲜氢气，因此，密封容器11内的压力总是保持在40Kg/cm2。
如果由氢气流和振动带动光导纤维1穿过管5的进程速度比夹送辊37和38(即夹送辊的圆周速度)送线速度快，一定时器作动驱动机构(二者图中未示)，以释放调节螺钉40，使底部夹送辊马达41停止。于是光导纤维1越过底部夹送辊38并离开光导纤维送给器35，光导纤维1与底部夹送辊38之间的摩擦力小到不影响光导纤维1的进程。
管5中的光导纤维1由迅速流动的氢气流和光导纤维1之间的摩擦力及光导纤维脉动部分两侧之间引起的氢气静压差带动前进。管5的振荡使光导纤维1跳离管5的内表面，因此避免管子的内表面接触而产生摩擦力。这个跳动还使光导纤维1暴露在管子中心迅速流动的氢气流中，加速了光导纤维1向前的进程。振荡使光导纤维1产生脉动，光导纤维1的脉动阻碍氢气流动。由于氢气的流速总是大于光导纤维1的前进速度，氢气则从管子的脉动部分偏离，从而产生滑行气流，脉动部分向下方的静压下降，在其上下侧产生气体压力差。这个带动光导纤维1向前的力等于上述压力差乘以垂直于氢气流方向(或管轴方向)的平面上的脉动部分的突出面积。这个附加力加速光导纤维1由氢气加在光导纤维1圆周上的摩擦力和作用在相应横截面上的静压力产生的前进速度。
振动台面84绕中心轴C螺旋形地振动，因此管5沿其某一开始的螺旋形轨迹往复运动，这个振动以与振动传送器同样的原理将光导纤维1送向前进。
正如前面所述，光导纤维1的脉动阻碍氢气流动，因此对小直径大长度的管子，在已描述的优选实施例中，密封容器11内的氢气压力必须保持相当大。
当密封容器11具有大容量或逐步对密封容器11供给压缩气体时，气流的初始携带力不必大到足以确保光导纤维1顺利地插入。当停气阀65打开，从容器61引入氢气到密封容器11中时，更特殊地说，管子进口的气流速度可以不大到足以产生需要送光导纤维1的力。在这种情况下，光导纤维1必须用手或夹送辊那样的机械预先插入管中，管中的气流将在预先插入的光导纤维上施加合适的携带力。初始插入长度范围从数米到10多米，这取决于管子和光导纤维的尺寸和表面情况，压缩气体的压力和种类等等。
光导纤维1可以从管5线圈的上面提供，管的线圈可以使其轴水平放置。管5的线圈可用电磁振动台振荡，为使光导纤维11更好地插入管5中，线圈必须振动，频率不小于1Hz，最好不小于10Hz，总的振幅不小于1μm，最好不小于0.1mm。振动频率和振幅的上限必须是使光导纤维1保持在不被振动损坏的尽可能高的量级上。也可以使用超声振动。但是不管是那种振动，都必须起码具有一个分量，该分量垂直于穿过管5前进的光导纤维1。另外，振动的最大垂直加速度最好应不小于重力加速度。当压缩气体加上大的携带力时，可以限制在垂直于光导纤维行程的方向上管5线圈的振动，这样，光导纤维1单独由氢气流带动前进，而没有振动的辅助。
当装在真空容器101的堵头102上的纤维端部敏感器探测到带动向前的光导纤维1的先导端时，停气阀65关闭以停止供给氢气。同时卷筒23、振动台81和真空泵107也停止工作。当管中的光导纤维需要有一段剩余长度时，停止供气、管5的出口端关闭，然后再一次启动卷筒23和振动台81，一直到获得所要求的剩余长度时为止。
优选实施例Ⅱ图7表示本发明的第二个优选实施例。在图7中，与图1a和1b中类似的零件用同样的参照号表示同时省掉关于它们的描述。
在本实施例中，将光导纤维1从密封容器11供给管5的设备不同于以前描述的第一个优选实施例。装有光导纤维1的顶部开口容器123安装在一球形密封容器121中。顶部开口容器123由外圆柱124、内圆柱125和圆锥台形的盖126构成。盖126采用紧固带式构件126可拆卸地安装在外圆柱124上，导向环129装到内圆柱125的上端。类似于上述第一个实施例的光导纤维送线器35装在盖126的顶部。
下面描述用这第二个实施例将光导纤维1插入管5的方法。
光导纤维1预装在顶部开口容器123内，在顶部开口容器123内的光导纤维1是分层缠绕的。因此，拉出顶部开口容器123外的光导纤维1从最上面的圈上取出，随着工作的进行，逐渐下移。在这种情况下，光导纤维1每圈最大捻绞360度。在向前进的过程中，捻绞的光导纤维1卷绕起来以回复到原来的形状，因此对进程产生阻力，妨碍了插入工作。因此，当将光导纤维预装在顶部开口容器12123中时应在其相反方向捻绞，这样以后的捻绞得以补偿在顶部开口容器中的光导纤维1与绕在卷筒上的不一样，它不会卷曲。将出去的光导纤维1没有后来出去的光导纤维1构成的惯性阻力，这就除消了图1所示的提供光导纤维调节敏感器31的要求。
正如在第一个优选实施例中一样，管5的线圈绕着筒子94制成，筒子94固定在振动台面84上。然后用金属套类构件将管5的进口端连到密封器11上的出口管113上。为确保在初插入阶段有合适的携带力作用的光导纤维1上，用光导纤维送线器35将光导纤维1的光导端拉出密封容器121几米。拉出的先导端推入管5，下面的操作，诸如起动振动马达91，为密封容器121供氢气都类似于第一优选实施例。如果由氢气流和振动带动的光导纤维1进入管中的速度大于光导纤维送线器35的送线速度(亦即卷送辊的圆周速度)，那末光导纤维送线器象第一个优选实施例那样不连续地送给光导纤维1。
在第二个优选实施例中，光导纤维1从顶部开口容器123中垂直拉出插入管5中的长度，因此，它不会象在第一个实施例中变松，于是可取消光导纤维送线卷筒23和纤维调节敏感器31，这样简化了整个装置的结构。
示例用图1a和1b所示的装置，在下列条件下已将光导纤维插入钢管中。
(1)样品钢管线圈一钢管长1000米，外径1.00mm，内径0.8mm，缠绕在柱体直径为1200mm的钢筒上。
光导纤维直径为0.4mm的光导纤维由直径为125μ的涂复硅树脂的石英玻璃线状物构成。
(2)压缩气体压力为40Kg/cm2的氢气。
(3)振动条件频率20Hz振动角15度总振幅1.25mm最大的垂直加速度1.5g(4)脉动节距约100mm总脉动幅度约0.3mm(5)插入数据纤维行程速度125m/分钟插入时间8分钟本发明不仅限于已描述的特殊优选实施例。
在刚才所述的例子中，如果不使用涡流发生器、管子也不振动，就不可能将长度超过350m的光导纤维插入管中，纤维的前进速度是20m/分钟。
如果管子的内径和光导纤维直径之间的关系允许，不仅是单根光导纤维，而且多根纤维亦可插入管子中。上面描述的优选实施例中采用了预涂复线状物制成的光导纤维和钢管。当然本发明不仅限于上述两种的联合，各种变化都是可能的。例如光导纤维或光缆可以插入铝管或合成树脂的管中。除光导纤维外，任何其它类型的线状物、凡只要能由气流携带前进的都能插入管中。压缩气体不仅限于氢气，亦可使用空气、氢气或其它合适的气体。管5的出口端可以敞开到大气中而不是连到其空容器101上。
如果管5的振动具有向前向后分量的振动幅度对线状物会加上较大的脉动。管子间隙式振动是传导的，会减小损坏插入线状物的危险。如果管子仅为数十米那样短，管子可在笔直的条件下振动，对于长管子，缠绕起来将减少管子处理的困难，并能确保在整个长度上的有效振动。
为产生脉动涡流，不仅可用图2到图4的装置，也可采用图9所示的涡流发生器131。该涡流发生器131包括圆柱体132和轴向放置光导纤维进口133，两个气体进口134从圆柱体132的外表面通到纤维进口133，气体进口134相对于纤维进口133来说是倾斜的，正如在第一个优选实施例中一样，这种涡流发生器131通过一个球轴承59装到密封容器11的堵头16上。压缩气流旋涡式地从气体进口134流入纤维进口133。当圆柱体132转动时，在气流中就出现涡流，因此在纤维进口133对光导纤维1加上了脉动。
另外，波动式或间隙式的气流能引起光导纤维脉动。图10和11的脉动发生器可产生波动式或间隙式气流。图10的脉动发生器包括圆柱体141和轴向放置的纤维通道143。高压气体进口144从圆柱体的外表面导入纤维通道143。该脉动发生器141装到图1a所示的密封容器11的出口管113上。高压气体进口144通过管道与密封容器11相连，在管道中装有电磁停气阀。通过打开和关闭电磁停气阀，其频率不少于1Hz，高压力气体间隙式地导入纤维通路143，因此产生了波动式或间隙式高压气流、使光导纤维1脉动。图11的脉动发生器151包括圆柱体152和轴向安装的纤维通道153。排气口154从圆柱体的外表面通到纤维通道153。脉动发生器151装到图1a所示的密封容器11的出口管113上，排气口154通过管道157敞开的空气中，管道中装有电磁停气阀156。通过打开和关闭电磁停气阀156，其频率不小于1Hz，纤维通道153中的高压气体间隙式地通过管道157释放到大气中，因此波动式或间隙式的高压气流对光导纤维1加上脉动。
图10和11中所示的脉动发生器141和151可联合使用。
另外，把图12所示的叶片161装到光导纤维的先导端也可产生脉动。叶片161由一薄片塑料或金属制成，高压气流振颤叶片161引起光导纤维1脉动。
按照光导纤维1和管5的尺寸情况，可以取消第一个实施例的涡流发生器51，反之，在第二个实施例中亦可使用涡流发生器。
在刚才描述的优选实施例Ⅰ和Ⅱ中，将要送入管中的光导纤维1是放在密封容器11或121中的，而在图13所示的优选实施例中中，将要送入管中的光导纤维1是放置在密封容器11的外部的。图13类似于图1a，图13中的下游端(附图的左边)连到图1b的装置上。图13中的类似部分采用与图1a中的同样的参考数字表示，并在这里不再描述它们。
堵头167螺接到气密容器11的后端，向下弯曲的导管170装到堵头167的尾端，曲经式密封垫171安装在堵头167内。
在密封容器11的小车19上装有光导纤维输送器173，光导纤维调节敏感器31和光导纤维送线器35。
光导纤维输送器由一对夹送辊175和176组成，它们安装在座174上，一个位于另一个的上方，轻轻地将光导纤维固持其间。上夹送辊175是可升起的，调节螺钉177调节加在光导纤维1上的压力。马达178通过带状传动机构179转动下夹送辊176。正如在以前的实施例中描述的那样，在密封容器外部的控制装置47控制马达178的转速。
下面将描述用刚才说明的装置将光导纤维1插入管5方法。
处于盘绕、缠绕或其它易于松开形式的光导纤维1预先装在顶部开口的容器123内。然后，从密封容器11内拉出小车19。从顶部开口的容器123内拉出适当长度的光导纤维1，穿过导管170和曲经式密封垫171。松开的光导纤维向前穿过光导纤维输送器173、纤维调节敏感器31，光导纤维送线器35和导向器44，使光导纤维的顶部突出导向器44。光导纤维保持在这种状态下，将小车19推入密封容器11内，盖上盖14。光导纤维1的顶部处于涡流发生器51的园柱部分52内。筒子94承装管5形成线圈7。此后的步骤与优选例子Ⅰ和Ⅱ的工作中相同。
在光导纤维缆1通过的气密部分可以采用摩擦力小于曲经式密封垫的其它密封垫，例如带唇边的密封垫。当采用带唇边的或其它类似的密封垫时、为了减小光导纤维和垫圈之间产生的摩擦力，最好在垫圈进口侧的光导纤维上加上润滑剂。光导纤维输送器173可以放在密封容器11的外部。另外，光导纤维输送器可以用一对带子来代替夹送辊175和176来将光导纤维1夹在其间。
在顶部开口容器123内可用一卷筒来固持光导纤维，除了缠绕光导纤维的卷筒的惯性矩太大的情况外，没有必要来驱动卷筒。
正如前面所述，在放入顶部开口的容器123内之前最好预先反扭光导纤维1，这样可避免在光导纤维1从密封容器123中取出时可能产生的扭绞。图14表示对光导纤维1反扭的装置的例子。光导纤维1通过导管181、覆带式输送器182和转动导管183供给顶部开口容器123的圆柱体124，转动导管183对外圆柱124偏心δ，马达(图中未示)使外圆柱124绕中心轴X转动，同时一个马达(图中未示)通过齿轮传输机构带动转动导管183绕Y轴转动，两个转动方向相同。从转动导管183送入外圆柱124的光导纤维1逐步地从其底部沿周向堆积起来形成相互偏心宽度为2δ的线圈。如果外圆柱124的转速是Vp，转动导管183转速是VG，反向扭转角θ＝360°(1-Vp/VG)。如果外圆柱124的转动速度与转动导管183的转速VG相比足够小，反向扭转角θ基本上等于360度。结果，光导纤维1从线圈2上脱开时不会形成扭绞，没有缠绕或扭曲发生。由于没有转动，无扭绞光导纤维1很易通入管5。
权利要求
1.一种将一线状物插入管子的方法包括下列步骤将线状物(1)放入密封容器(11和121)中；把线状物(1)的先导端插入连到密封容器(11或121)的管(5)的一端上，或将线状物(1)的先导端放在管(5)一端的前面；将压缩气体供入密封容器(11或121)；压缩气体从一端进入管(5)，压缩气流携带着密封容器(11或121)的线状物(1)在管(5)中向前，密封容器(11或121)中的气压足以高到使管(5)中任何一点的气体平均流速高于线状物(1)的前进速度；其特征在于对通过管(5)前进的线状物(1)加上正向的纵向脉动。
2.一种将一线状物插入管子的方法包括下列步骤将要插入管(5)的线状物线圈放在密封容器(11，121)的外部，把线状物(1)的先导端通过密封容器(11，121)的进口侧的气密部件(171)导入密封容器(11，121)，以插入或放置在连到密封容器(11，121)出口端的管(5)的一端的前部，将压缩气体供入密封容器(11，121)并从管(5)的端部通进压缩气体，压缩气流携带着密封容器(11，121)的线状物(1)在管(5)中向前，密封容器(11，121)的线状物(1)在管(5)中向前，密封容器(11，121)中的气压足以高到使管(5)中任何一点的气流平均速度高于线状物(1)的前进速度，并对通过管(5)前进的线状物(1)加上正向的纵向脉动。
3.按照权利要求1或2的一种将线状物(1)插入管子的方法，其中线状物(1)的脉动是通过振动管(5)而引起的。
4.按照权利要求1或2的一种线状物插入管子的方法，其中线状物(1)的脉动是由压缩气体的涡流引起的。
5.按照权利要求1或2的一种将线状物插入管子中的方法，其中气流是波动式的或间息式的。
6.按照权利要求1或2的一种将线状物插入管子的方法，其中线状物(1)的脉动由一叶片(161)类构件装到线状物(1)的先导端从而由压缩气流振颤它而引起的。
7.按照权利要求1或2的一种将线状物插入管子的方法，其中线状物(1)的脉动由起码两种下列方法的联合而引起的在压缩气流中产生涡流;压缩气流是波动式的或间息式的;在线状物(1)的先导端装上叶片(161)，由压缩气流振颤它。
8.按照权利要求3的一种将线状物插入管中的方法，其中管(5)受到一振幅具有垂直于管(5)中心线的一个分重的振动。
9.按照权利要求3的一种将线状物插入管子中的方法，其中管(5)振动，使线状物(1)受到作用在其行程方向上力。
10.按照权利要求3的一种将线状物插入管子中的方法，其中管(5)振动，使线状物(1)受到作用在其行程方向相反方向的力。
11.按照权利要求3的一种将线状物插入管子中的方法，其中振动频率不小于1Hz，最大的垂直加速度不小于重力加速度。
12.按照权利要求3的一种将线状物插入管子中的方法，其中管(5)受到间息式地振动。
13.按照权利要求1或2的一种将线状物插入管子中的方法，其中线状物(1)是盘绕并放在顶部开口的容器(123)内的。
14.按照权利要求13的一种将线状物插入管子中的方法，其中在线状物制成线圈(2)时给以反向扭转，这将可抵消线状物(1)从线圈(2)中拉出时沿线状物的轴可能产生的扭绞。
15.按照权利要求1或2的权利要求的一种将线状物插入管子中的方法，其中线状物(1)完全从密封容器(11或121)送入管(5)，其速度与插入速度相一致。
16.按照权利要求15的一种将线状物插入管子中的方法，其中线状物(1)在管(5)的进口端前放松了。
17.按照权利要求16的一种将线状物插入管子中的方法，其中线状物(1)从密封容器(11或121)进入管(5)中的送线速度按管(5)进口端探测到的线状物(1)的松度进行控制。
18.一种用气流将线状物(1)插入管(5)中的装置包括密封容器(11或121)，装在密封容器(11或121)内的供线装置(21)，一个连到密封容器(11或121)上的供气源(61)，和一个将线状物要插入的管(5)的一端连到密封容器(11或121)上的适配器(115);其特征在于具有给线状物(1)以正向脉动的装置(51，81，131，142，151或161)。
19.一种用气流将线状物(1)插入管(5)中的装置包括密封容器(11，121)，装在它进口端线状物(1)通过的气密部件(171)和通过一适配器(115)连到它的出口端的管(5)，装在密封容器(11，121)外部供给线状物的装置(123)，将线状物(1)从供线装置(123)拉或压进密封容器(11，121)的供线装置(123)的辅助装置(173)，一个连到密封容器(11，121)上的压缩气体供气源(61)，其特征在于具有给线状物(1)以正向脉动的装置(51，81，131，142，151，161)。
20.按照权利要求19的一种将线状物插入管子的装置，其中供线装置是一个卷筒。
21.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子的装置，其中供线装置(21)由卷筒(23)和驱动卷筒(23)的构件(24)组成。
22.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子的装置，其中供线装置(21)包括一个顶部开口的容器(123)，该容器内包含盘绕的线状物(1)，该线状物(1)从顶部开口容器(123)向上拉出。
23.按照权利要求19的一种将线状物插入管子的装置，其中供线装置(173)的辅助装置由将线状物(1)轻轻夹在其间的一对夹送辊(175，176)和转动一个成对的夹送辊的装置(178，179)。
24.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子中的装置，其中在密封容器(11)内装有送线器(35)。
25.按照权利要求24的一种将线状物插入管子的装置，其中送线器(35)包括一对将线状物轻轻地固持其间的夹送辊(37和38)和驱动夹送辊的装置(41)。
26.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管中的装置，其中给线状物(1)以正向脉动的装置包括一振动管(5)的振动台(81)。
27.按照权利要求26的一种将线状物插入管子的装置，其中给线状物(1)以正向脉动的装置包括振动台(81)，它在垂直于管(5)的中心线上有一个振幅分量来振动管(5)。
28.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子的装置，其中给线状物(1)以正向脉动的装置由涡流发生器(51)构成，该涡流发生器具有圆柱部分(52)、包含圆柱部分(52)前半部的漏斗状部分(56)，在圆柱部分(52)上的轴向线状物进口(53)、连接上述线状物进口(53)和漏斗状部分(56)的进气口(54)，和装在圆柱部分(52)外表面和漏斗状部分(56)之间相对圆柱部分(52)扭曲的叶片(57);圆柱部分(52)的前端可转动地装到密封容器(11或121)的出口上。
29.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子中的装置，其中线状物(1)以正向脉动的装置包括一涡流发生器(131)，它有圆柱部分(132)，与线状物进口(133)同轴;气体进口(134)相对于线状物进口(133)来说是倾斜的，并从圆柱部分(132)的外表面通到线状物进口(133)，圆柱部分(132)的前端可转动地安装到密封容器(11或121)的出口处。
30.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子中的装置，其中给线状物(1)以正向脉动的装置包括一脉动发生器(141)，它有圆柱部分(142)、与线状物通道(143)同轴;压缩气体的进口(144)从圆柱部分(142)的外表面通到线状物通道(143)，压缩气体的进口(144)通过管道(147)与密封容器(11或121)相连，在管道中装有电磁停气阀(146)，该脉动发生器到密封容器(11或121)的出口管(113)上，通过打开和关闭电磁停气阀(146)间隙式地对线状物通道(143)供给压缩气体。
31.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子中的装置，其中给线状物(1)以脉动的装置包括一脉动发生器(151)，它有与线状物通道(153)同轴的圆柱部分(152)，和从圆柱部分(152)的外表面到线状物通道(153)的排气口(154)，排气口(154)通过装有电磁停气阀(156)的管道(157)敞开到大气中，该脉动发生器(151)装到密封容器(11或121)上的出口管(113)上，通过打开和关闭电磁停气阀(156)，间隙式地通过管道(157)将压缩气体释放到大气中。
32.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子中的装置，其中给线状物(1)以正向脉动的装置包括一装在线状物(1)的先导端的叶片(161)。
33.按照权利要求28到32中的一个的一种将线状物插入管子中的装置，其中给线状物(1)以正向脉动的装置是一进一步振荡管(5)的振动台(81)。
34.按照权利要求18或19的一种将线状物插入管子中的装置包括用以探测管(5)进口端前的线状物(1)的松度的装置(31)，和按照探测出的松度量来控制线状物(1)从供线装置(21)的送线速度的装置。
全文摘要
气流携带密封容器中的线状物向前进入管中，密封容器中的气压足够高到使管中任一点的气流平均速度大于线状物的进程速度，给在管中向前的线状物以正向的纵向脉动。流动气体和线状物表面之间的摩擦力、作用在线状物相应截面上的静压力以及线状物脉动部分两边的静压差共同作用带动线状物前进。
文档编号G02B6/44GK1040271SQ8910164
公开日1990年3月7日 申请日期1989年3月23日 优先权日1988年8月11日
发明者荒木信夫, 田畑和文, 横井清水, 足立忠美 申请人:日铁溶接工业株式会社