一种光纤高速拉丝紫外固化装置的制作方法

本申请属于光纤生产制造领域，尤其是涉及一种光纤高速拉丝紫外固化装置。

背景技术：

光纤生产过程中，光纤的保护涂层需要经过紫外固化炉进行瞬时固化，该固化过程必须存在于一个氧含量浓度稳定且可控的环境内，且固化过程中产生的废气需要及时抽取。对以上两个要求的满足程度往往决定了光纤拉丝设备能够达到的拉丝速度和连续拉丝的长度。

目前使用的紫外固化炉氮气供给和抽风装置较为简单，常见为一端抽取废气、一端供给氮气。石英玻璃管与两者连接，使得石英玻璃管内部形成一个氧气浓度可控的环境，并且不断抽取其中含有废气的气体。但是由于废气的抽取量与氮气供给量共同决定石英中心管内的氧含量，难以在拉丝过程中确认氧含量情况，只能通过拉丝过程中的固化情况和异常现象进行调整跟踪，极易造成浪费。同时单端对废气进行抽取，在光纤高速拉丝的情况下，废气抽取不彻底，且极易导致石英中心管内上、下口氧含量差异巨大。氮气供应结构简单，氮气易从下口逸散，有效使用率低下。抽气结构简单，周向抽气速率均匀度低，增大抽气功率的同时可能会导致拉丝过程中光纤晃动，对光纤的涂敷质量和强度产生影响。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现有技术中光纤拉丝固化装置资源浪费、拉丝效果差的不足，从而提供一种节约、高效，拉丝效果好的光纤高速拉丝紫外固化装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种光纤高速拉丝紫外固化装置，包括：

紫外固化炉，包括固化炉主体和设置在所述固化炉主体内的石英玻璃管；

废气抽取组件，包括抽取组件壳体和设置在所述抽取组件壳体上的抽风管，所述抽风管一端连通抽风风机，另一端连通所述石英玻璃管；

氮气供给组件，包括供给组件壳体、设置在所述供给组件壳体上的进气气管以及连接在所述进气气管上的流量计，所述进气气管一端连通气源，另一端连通所述石英玻璃管，所述气源包括氮气气源以及氮气与压缩空气混合气源，所述进气气管包括连通所述氮气气源的氮气气管(8)和连通所述氮气与压缩空气混合气源的混合气管(9)，所述供给组件壳体(5)上设有一对分别连通所述氮气气管(8)和混合气管(9)的进气口；

还包括计算机；

其中，所述废气抽取组件和所述氮气供给组件分别设置在所述石英玻璃管的两端，所述抽取组件壳体上设有连通至所述石英玻璃管的检测口，所述检测口外接有氧含量检测器，所述计算机用于接收和分析所述氧含量检测器检测结果并控制流量计，所述流量计根据所述氧含量检测器检测结果控制所述进气气管内的进气流量。

在其中一个实施例中，所述废气抽取组件还包括压力表，所述压力表连接在所述抽风管上检测所述抽风管内的压强。

在其中一个实施例中，所述流量计连接在所述混合气管上，控制所述混合气管内的进气流量。

在其中一个实施例中，所述供给组件壳体包括基板、与所述基板固定的上部外壳以及与所述上部外壳固定的下部外壳，所述基板、上部外壳和下部外壳内部中空并彼此连通形成中空管路，所述石英玻璃管端部与所述基板固定并使所述中空管路与所述石英玻璃管连通。

在其中一个实施例中，所述上部外壳和下部外壳上个设有一所述进气口，所述混合气管与所述上部外壳的进气口连通，所述氮气气管与所述下部外壳的进气口连通，所述混合气管与所述氮气气管通过所述中空管路与所述石英玻璃管连通。

在其中一个实施例中，所述下部外壳底部还连接有废气排出组件，所述废气排出组件包括与所述中空管路连通的排废管路，排废管路上连接有排气风机。

在其中一个实施例中，所述中空管路中还设有氮气供给分流芯，所述氮气供给分流芯夹设于所述上部外壳和下部外壳之间并在所述氮气供给分流芯与所述上部外壳和下部外壳之间分别形成缝隙，所述中空管路中的气流经所述缝隙时改变气流方向。

在其中一个实施例中，所述抽取组件壳体内还设有废气抽取装置芯，所述废气抽取装置芯具有与所述石英玻璃管连通的中空部，所述废气抽取装置芯上开设有至少2个气孔，气流经所述石英玻璃管进入所述中空部后经所述气孔进入所述抽风管。

在其中一个实施例中，所述石英玻璃管两端与所述废气抽取组件和所述氮气供给组件连接处设有橡胶密封圈。

本实用新型的有益效果是：本实用新型光纤高速拉丝紫外固化装置设计巧妙，使固化时氧含量浓度稳定，环境可控，且固化过程中产生的废气可以及时抽取，使拉丝速度和连续拉丝的长度得到优化；废气抽取组件改进并设置氧含量监测口后能够在高速拉丝过程中实时监测石英玻璃管内的氧含量，并以此量化地调整氮气供给组件中混合气中的压缩空气比例，提高调控效率，节约资源；改进的氮气供给组件能够提供均匀稳定的气流，且通过气封结构提高氮气的使用效率，同时减小光纤的震动，防止影响固化效果；废气排出组件能够有效减少高速拉丝过程中光纤周围的废气比例，提升拉丝速度，延长连续拉丝时间。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的光纤高速拉丝紫外固化装置结构示意图；

图2是本申请实施例的废气抽取组件结构示意图；

图3是本申请实施例的氮气供给组件结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

一种光纤高速拉丝紫外固化装置，包括：

紫外固化炉，包括固化炉主体1和设置在固化炉主体1内的石英玻璃管2；

废气抽取组件，包括抽取组件壳体3和设置在抽取组件壳体3上的抽风管4，抽风管4一端连通外部的抽风风机，另一端连通石英玻璃管2；

氮气供给组件，包括供给组件壳体5、设置在供给组件壳体5上的进气气管以及连接在进气气管上的流量计(图中未示出)，进气气管一端连通外部的气源，另一端连通石英玻璃管2；

其中，废气抽取组件和氮气供给组件分别设置在石英玻璃管2的两端，抽取组件壳体3上设有连通至石英玻璃管2的检测口6，检测口6外接有氧含量检测器(图中未示出)，流量计根据氧含量检测器检测结果控制进气气管内的进气流量。在本实施例中，光纤高速拉丝紫外固化装置还包括计算机，可利用计算机接收和分析氧含量检测器检测结果，并控制流量计控制进气气管内的进气流量；也可进行人工分析氧含量检测器和操作流量计等等。

在其中一个实施例中，氮气供给组件和废气抽取组件通过螺丝固定在固化炉主体1上。固化炉主体1上方为废气抽取组件，下方为氮气供给组件。氮气供给组件和废气抽取组件之间通过一根石英玻璃管2连接，且连接位置安装有密封件进行密封。

在其中一个实施例中，流量计为浮子流量计或质量流量计。

在其中一个实施例中，废气抽取组件还包括压力表7，压力表7连接在抽风管4上检测抽风管4内的压强。

在其中一个实施例中，气源包括氮气气源以及氮气与压缩空气混合气源，进气气管包括连通氮气气源的氮气气管8和连通氮气与压缩空气混合气源的混合气管9，供给组件壳体5上设有一对分别连通氮气气管8和混合气管9的进气口。在其中一个实施例中，流量计连接在混合气管9上，控制混合气管9内的进气流量。氮气供给组件中设有的两个进气口，上口连接氮气与压缩空气的混合气管9，通过内部结构向石英玻璃管2内通入氮气与压缩空气的混合气体。氮气与压缩空气的用量通过连接于混合气管9上的浮子流量计或质量流量计等进行控制。下口连接氮气气管8，通过内部结构形成气封。上述设计一方面减少高速拉丝过程中光纤将石英玻璃管2内的混合气带出，另一方面减少下口废气抽取过程中将石英玻璃管2内的混合气抽走，从而影响石英玻璃管2内的氧含量。

在其中一个实施例中，供给组件壳体包括基板10、与基板10固定的上部外壳11以及与上部外壳11固定的下部外壳12，基板10、上部外壳11和下部外壳12内部中空并彼此连通形成中空管路，石英玻璃管2端部与基板10固定并使中空管路与石英玻璃管2连通。

在其中一个实施例中，上部外壳11和下部外壳12上个设有一进气口，混合气管9与上部外壳11的进气口连通，氮气气管8与下部外壳12的进气口连通，混合气管9与氮气气管8通过中空管路与石英玻璃管2连通。本实施例中，氮气供给组件中，分别自上部外壳11供入氮气和压缩空气的混合气体，自下部外壳12供入纯氮气。向上吹出的氮气、压缩空气混合气流被吹入石英玻璃管2中，借由废气抽取组件将气流向上抽走。向下的气流于下部外壳12出口处形成气封。改进的氮气供给组件能够提供均匀稳定的气流，且通过气封结构提高氮气的使用效率，同时减小光纤的震动，防止影响固化效果。

为了减少光纤高速拉丝过程中自石英玻璃管2下部带出的废气造成的污染，在其中一个实施例中，下部外壳12底部还连接有废气排出组件，废气排出组件包括与中空管路连通的排废管路13，排废管路13上连接有排气风机。排废气管路13采用对称设计，可有效降低废气抽取时引起的光纤位置偏移和震动。排风风机可以有两台，分别连接在两排废管路13上。操作上可以通过调整风阀给予其较小的负压抽风，用以抽取高速拉丝过程中光纤裹挟下来的少量废气。上述废气排出组件能够有效减少高速拉丝过程中光纤周围的废气比例，提升拉丝速度，延长连续拉丝时间。

在其中一个实施例中，中空管路中还设有氮气供给分流芯14，氮气供给分流芯14夹设于上部外壳11和下部外壳12之间并在氮气供给分流芯14与上部外壳11和下部外壳12之间分别形成缝隙，中空管路中的气流经缝隙时改变气流方向，以相对倾斜的方向将气流吹出。在其中一个实施例中，缝隙处还设有周向圈槽，气流经过缝隙后再从均匀的周向圈槽中吹出，能够得到相当稳定均匀的气流。

在其中一个实施例中，抽取组件壳体3内还设有废气抽取装置芯15，废气抽取装置芯15具有与石英玻璃管2连通的中空部，废气抽取装置芯15上开设有至少2个气孔16，气流经石英玻璃管2进入中空部后经气孔16进入抽风管4。在其中一个实施例中，抽风风机转动后在抽取组件壳体3和废气抽取装置芯之间形成的空间中形成负压，从而对废气抽取装置芯上的气孔16进行抽气，进而将下方的石英玻璃管2内的废气抽取出来，并通过风机排放出去。在其中一个实施例中，气孔16具有8个，形状呈圆形。多个气孔16能够有效将风压均匀化并分摊，保证抽废气强度足够的同时拥有均匀稳定的抽废气效果。

在其中一个实施例中，抽取组件壳体3上的氧含量检测口在石英玻璃管2的上方。可以便捷地对经由废气抽取组件抽得的石英玻璃管2内的气体进行分析。该项检测既可以作为定期检测项目，亦可以作为稳定生产过程中的实时监测项目。

为了进一步提高气密性，在其中一个实施例中，石英玻璃管2两端与废气抽取组件和氮气供给组件连接处设有橡胶密封圈17。

本实用新型的有益效果是：本实用新型光纤高速拉丝紫外固化装置设计巧妙，使固化时氧含量浓度稳定，环境可控，且固化过程中产生的废气可以及时抽取，使拉丝速度和连续拉丝的长度得到优化；废气抽取组件改进并设置氧含量监测口后能够在高速拉丝过程中实时监测石英玻璃管内的氧含量，并以此量化地调整氮气供给组件中混合气中的压缩空气比例，提高调控效率，节约资源；改进的氮气供给组件能够提供均匀稳定的气流，且通过气封结构提高氮气的使用效率，同时减小光纤的震动，防止影响固化效果；废气排出组件能够有效减少高速拉丝过程中光纤周围的废气比例，提升拉丝速度，延长连续拉丝时间。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。