一种降低光纤冷却氦气用量的系统及方法与流程

本发明涉及一种降低氦气用量的系统及方法，特别是一种降低光纤冷却氦气用量的系统及方法。

背景技术：

光纤拉丝是由拉丝机将预制棒加高温融熔而拉成外径为125μm的光纤的过程。光纤虽是热变形，但在裸光纤表面仍有微裂纹，如暴露在大气中，则大气中的oh-将使微裂纹扩张，长时间的裸露会造成光纤断裂，必需迅速将裸光纤涂覆。

现有技术的光纤涂覆工艺，通过冷却管通入大量的氦气（2500m/min需要氦气10l/min），众所周知氦气的比热容较大，通过氦气利用热传导，将光纤的热量传导至冷却管中的冷却水，进入模具前，光纤表面温度需要降低至50~60℃之间，否则光纤涂层偏薄，直径无法满足245±7um的要求。

由上可知，现有采用通水冷却管，使用氦气作为冷媒，完成光纤与冷却管内冷却水之间的热交换，目前行业内2500m/min速度使用氦气8l，这就导致了氦气的使用量很大，然而氦气为不可再生资源，氦气价格不断上涨，这大大提高了光纤成品的成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低光纤冷却氦气用量的系统及方法，从而降低光纤生产成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种降低光纤冷却氦气用量的系统，其特征在于：包含密闭壳体、正极电极板、负极电极板，壳体的上端和下端分别开有一个与光纤匹配的通孔，两个通孔上下对应供光纤从壳体内贯穿而过，正极电极板和负极电极板相对设置并且固定在密闭壳体内，正极电极板和负极电极板分别位于光纤两侧，壳体上端开有氩气进气口，壳体下端开有四氟化碳进气口。

进一步地，所述密闭壳体包含筒体外壳、上端盖和下端盖，筒体外壳为柱形管体，上端盖固定在筒体外壳上端，下端盖固定在筒体外壳下端。

进一步地，所述通孔分别开设在上端盖和下端盖的中心，光纤从通孔穿入壳体内并且沿着筒体外壳中心轴线设置，上端盖和下端盖通孔内均设置有唇形密封。

进一步地，所述密闭壳体侧面开有气体出口，气体出口与抽气装置连接，抽气装置工作状态下密闭壳体内气压保持在30±5pa。

进一步地，所述正极电极板和负极电极板通过12.5khz的瞬时值380*1.414v的高频交流电。

一种降低光纤冷却氦气用量的方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：光纤从拉丝炉出来沿竖直方向穿过密闭壳体；

步骤二：通过氩气进气口通入氩气，通过四氟化碳进气口通入四氟化碳气体；

步骤三：正极电极板和负极电极板通电产生等离子体轰击光纤表面；

步骤四：光纤经轰击后进入涂覆模具进行涂覆。

进一步地，所述步骤一具体为光纤从拉丝炉出料，沿竖直方向向下被牵引从上端盖的通孔内穿入密闭壳体，然后从下端盖的通孔穿出。

进一步地，所述步骤三具体为正极电极板和负极电极板通过12.5khz的瞬时值380*1.414v的高频交流电，在高频电场的作用下产生等离子体，在电场力的作用下轰击光纤表面，轰击出nm级不平表面。

进一步地，所述等离子体为f-等离子团。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明通过高频交流电产生等离子体，在电场力的作用下轰击光纤表面，轰击出nm级不平表面，光纤进入模具，涂料的附着力将提升12倍，光纤温度在74℃依然满足涂覆245um±7um的要求，这样冷却管中只要通入少量氦气（2500m/min需要氦气2l/min），即可满足要求，可以减少氦气用量15%，降低光纤生产成本。

附图说明

图1是本发明的一种降低光纤冷却氦气用量的系统的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明的一种降低光纤冷却氦气用量的系统，包含密闭壳体、正极电极板1、负极电极板2，壳体的上端和下端分别开有一个与光纤匹配的通孔，两个通孔上下对应供光纤3从壳体内贯穿而过，正极电极板1和负极电极板2相对设置并且固定在密闭壳体内，正极电极板1和负极电极板2分别位于光纤3两侧，壳体上端开有氩气进气口4，壳体下端开有四氟化碳进气口5。

密闭壳体包含筒体外壳6、上端盖7和下端盖8，筒体外壳6为柱形管体，上端盖7固定在筒体外壳6上端，下端盖8固定在筒体外壳6下端。通孔分别开设在上端盖7和下端盖8的中心，光纤3从通孔穿入壳体内并且沿着筒体外壳6中心轴线设置，上端盖和下端盖通孔内均设置有唇形密封9。

密闭壳体侧面开有气体出口，气体出口与抽气装置连接，抽气装置工作状态下密闭壳体内气压保持在30±5pa。正极电极板和负极电极板通过12.5khz的瞬时值380*1.414v的高频交流电。

一种降低光纤冷却氦气用量的方法，包含以下步骤：

步骤一：光纤从拉丝炉出来沿竖直方向穿过密闭壳体；光纤从拉丝炉出料，沿竖直方向向下被牵引从上端盖的通孔内穿入密闭壳体，然后从下端盖的通孔穿出。

步骤二：通过氩气进气口通入氩气，通过四氟化碳进气口通入四氟化碳气体；抽气装置工作使密闭壳体保持正微压，密闭壳体内气压保持在30±5pa。大气环境电离需要十几万高压电，正微压能够降低所需电压。

步骤三：正极电极板和负极电极板通电产生等离子体轰击光纤表面；正极电极板和负极电极板通过12.5khz的瞬时值380*1.414v的高频交流电，在高频电场的作用下产生等离子体，在电场力的作用下轰击光纤表面，轰击出nm级不平表面。等离子体为f-等离子团。

步骤四：光纤经轰击后进入涂覆模具进行涂覆。

本发明通过高频交流电产生等离子体，在电场力的作用下轰击光纤表面，轰击出nm级不平表面，光纤进入模具，涂料的附着力将提升12倍，光纤温度在74℃依然满足涂覆245um±7um的要求，这样冷却管中只要通入少量氦气（2500m/min需要氦气2l/min），即可满足要求，可以减少氦气用量15%，降低光纤生产成本。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种降低光纤冷却氦气用量的系统及方法，包含密闭壳体、正极电极板、负极电极板，壳体的上端和下端分别开有一个与光纤匹配的通孔，两个通孔上下对应供光纤从壳体内贯穿而过，正极电极板和负极电极板相对设置并且固定在密闭壳体内，正极电极板和负极电极板分别位于光纤两侧，壳体上端开有氩气进气口，壳体下端开有四氟化碳进气口。本发明过高频交流电产生等离子体，在电场力的作用下轰击光纤表面，涂料的附着力将提升12倍，这样只要通入少量氦气即可满足要求，降低光纤生产成本。

技术研发人员：张帆;曹珊珊;刘志忠;苏海燕;胡海洋
受保护的技术使用者：中天科技光纤有限公司;江苏中天科技股份有限公司;江东科技有限公司
技术研发日：2018.12.13
技术公布日：2019.04.23