一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法及其拉丝装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法及其拉丝装置。
【背景技术】
[0002]光纤预制棒在制造、冷却、清洗和运输过程中不可避免的对棒体造成损伤，这些损伤在拉丝过程中会形成应力集中点，降低光纤的强度；由于拉丝炉中的石墨件本身会有少量浮灰和高温条件下会反应生产的少量碳化硅微粒以及拉丝空气环境中的灰尘微粒，在高速拉丝过程中会摩擦光纤表面造成微裂纹，降低光纤的强度。现在光纤的强度远远达不到理论强度，为改善的光纤的强度，需减少裸纤的微裂纹。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对以上不足之处提供一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法及其拉丝装置，在线对裸纤表面涂覆一层5-10um无机物或金属保护层，减少裸纤表面微裂纹，提高光纤的强度。
[0004]本发明一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法及其拉丝装置是采取以下技术方案实现:
一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置包括拉丝炉、退火管、辅助牵引轮一、光纤丝径仪一、辅助引丝管、温度探测器、耐高温摄像头、送料管、熔化炉、光纤丝径仪二、耐高温模具、辅助牵引轮二、冷却管、涂覆装置、固化炉和收线装置。
[0005]拉丝炉下部装有退火管，熔化炉安装在退火管和冷却管之间。
[0006]所述的熔化炉上部安装有辅助引丝管，熔化炉下部装有耐高温模具，温度探测器和耐高温摄像头安装在熔化炉内部。
[0007]熔化炉侧面装有送料管，用于向熔化炉内输送硅化无机物或金属材料，所述的金属材料选用纯度达到99.99%铜或销。所述的娃化无机物选用纯度达到99.99% 二氧化娃粉未。
[0008]在熔化炉上部与退火管之间依次装有辅助牵引轮一、光纤丝径仪一，用于牵引裸光纤丝和检测裸光纤丝径，控制丝径。
[0009]熔化炉下部装有冷却管，熔化炉下部与冷却管之间装有光纤丝径仪二。
[0010]冷却管下部装有辅助牵引轮二，用于引涂覆硅化物或金属保护层光纤进入涂覆装置。
[0011]涂覆装置安装在辅助牵引轮二与固化炉之间，涂覆装置设置有聚合物涂杯，聚合物涂杯内装有紫外光固化树脂。固化炉内装有紫外光固化灯，用于固化光纤外涂覆的紫外光固化树脂。固化炉出口后部内装有收线装置。收线装置设置有收线盘、收线电机。
[0012]一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置包括拉丝加热炉体、丝径仪、冷却管、聚合物涂杯、紫外光固化炉等装置的一台拉丝炉，独特的熔化炉和模具一体装置、在线送料系统及控制装置。在拉丝过程中，裸光纤从拉丝炉出来后进入到熔化炉和模具一体装置，让熔融的纯度达到99.99%的硅化无机物或金属铜、铝均匀涂覆在裸光纤表面上。
[0013]一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法，具体步骤如下:
1、通过送料管向熔化炉加入一定量的纯度为99.99%的硅化物或金属；
2、对熔化炉加热并保证其内部的无机物或金属熔化并到达拉丝的粘度，通过温度探测器和耐高温摄像头对熔化炉加热状态进行实时监控；
3、光纤经拉丝炉高温熔化进行拉丝出炉，炉内温度控制在1800-20000C，光纤拉丝出炉后经退火管退火，退火温度控制在1000-1200°C ;
4、光纤出退火管后，由辅助牵引轮一控制丝径，保证丝径稳定并达到lOO-llOum。
[0014]5、待光纤丝径稳定后并达到10-1lOum后，经辅助引丝管引丝穿过耐高温模具给光纤涂上一层5-10um硅化物或金属保护层。
[0015]6、光纤经过冷却管冷却，进入涂覆装置进行紫外光固化树脂涂覆，再经过固化炉紫外光固化，固化后，最后采用收线装置把光纤绕到收线盘上完成生产。
[0016]本发明一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法及其拉丝装置设计合理，结构紧凑，通过本发明，在裸纤表面涂覆一层无机物层或金属层来减少裸纤表面微裂纹，光纤的抗拉强度可达到70N以上，光纤的动态疲劳参数可达到150N以上。
【附图说明】
[0017]以下将结合附图对本发明作进一步说明:
图1是一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置示意图。
【具体实施方式】
[0018]参照附图1，一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置包括拉丝炉1、退火管2、辅助牵引轮一 3、光纤丝径仪一 4、辅助引丝管5、温度探测器6、耐高温摄像头7、送料管8、熔化炉9、光纤丝径仪二 10、耐高温模具11、辅助牵引轮二 13、冷却管12、涂覆装置14、固化炉15、收线装置16。
[0019]拉丝炉I下部装有退火管2，熔化炉9安装在退火管2和冷却管12之间。
[0020]所述的熔化炉9上部安装有辅助引丝管5，熔化炉9下部装有耐高温模具11，温度探测器6和耐高温摄像头7安装在熔化炉9内部。
[0021]熔化炉9侧面装有送料管8，用于向熔化炉9内输送硅化无机物或金属材料，所述的金属材料选用纯度达到99.99%铜或销。所述的娃化无机物选用纯度达到99.99% 二氧化硅粉未。
[0022]在熔化炉9上部与退火管2之间依次装有辅助牵引轮一 3、光纤丝径仪一 4，用于牵引裸光纤丝和检测裸光纤丝径。
[0023]熔化炉9下部装有冷却管12，熔化炉9下部与冷却管12之间装有光纤丝径仪二10。
[0024]冷却管12下部装有辅助牵引轮二 13，用于引涂覆硅化物或金属保护层光纤进入涂覆装置14。
[0025]涂覆装置14安装在辅助牵引轮二 13与固化炉15之间，涂覆装置14设置有聚合物涂杯，聚合物涂杯内装有紫外光固化树脂。固化炉15内装有紫外光固化灯，用于固化光纤外涂覆的紫外光固化树脂。固化炉15出口后部内装有收线装置16。收线装置16设置有收线盘、收线电机。
[0026]光纤丝径仪一和光纤丝径仪二采用市售激光测径仪。
[0027]温度探测器6采用市售温度探测器。耐高温摄像头7采用市售耐高温摄像头。
[0028]一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法，具体步骤如下:
1、通过送料管7向熔化炉9加入一定量的纯度为99.99%的硅化物或金属；
2、对熔化炉9加热并保证其内部的无机物或金属熔化并到达拉丝的粘度，通过温度探测器6和耐高温摄像头7对熔化炉加热状态进行实时监控；
3、光纤经拉丝炉I高温熔化进行拉丝出炉，炉内温度控制在1800-2000°C，光纤拉丝出炉后经退火管2退火，退火温度控制在1000-1200°C ;
4、光纤出退火管2后，由辅助牵引轮一3控制丝径，保证丝径稳定并达到lOO-llOum。
[0029]5、待光纤丝径稳定后并达到10-1lOum后，经辅助引丝管5引丝穿过耐高温模具11给光纤涂上一层5-10um硅化物或金属保护层。
[0030]6、光纤经过冷却管9冷却，进入涂覆装置10进行紫外光固化树脂涂覆，再经过固化炉11紫外光固化，固化后，最后采用收线装置把光纤绕到收线盘上完成生产。
[0031]本发明的光纤拉丝装置，主要包括熔炉、送料装置、辅助引丝装置和耐高温模具等。主要通过在光纤表面涂覆一层无机物或金属保护层，达到减少光纤表面微裂纹，提高光纤强度的目的。对涂覆硅化物或金属保护层光纤的进行抗拉和耐疲劳实验，得到其抗拉强度可达到70N以上，光纤的动态疲劳参数可达到150N以上，已远超于普通光纤的性能。
【主权项】
1.一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置，其特征在于:包括拉丝炉、退火管、辅助牵引轮一、光纤丝径仪一、辅助引丝管、温度探测器、耐高温摄像头、送料管、熔化炉、光纤丝径仪二、耐高温模具、辅助牵引轮二、冷却管、涂覆装置、固化炉和收线装置； 拉丝炉下部装有退火管，熔化炉安装在退火管和冷却管之间； 所述的熔化炉上部安装有辅助引丝管，熔化炉下部装有耐高温模具，温度探测器和耐高温摄像头安装在熔化炉内部； 熔化炉侧面装有送料管，用于向熔化炉内输送硅化无机物或金属材料，在熔化炉上部与退火管之间依次装有辅助牵引轮一、光纤丝径仪一，用于牵引裸光纤丝和检测裸光纤丝径，控制丝径； 熔化炉下部装有冷却管，熔化炉下部与冷却管之间装有光纤丝径仪二 ； 冷却管下部装有辅助牵引轮二，用于引涂覆硅化物或金属保护层光纤进入涂覆装置； 涂覆装置安装在辅助牵引轮二与固化炉之间，固化炉出口后部内装有收线装置。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置，其特征在于:所述的金属材料选用纯度达到99.99%铜或铝。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置，其特征在于:所述的硅化无机物选用纯度达到99.99% 二氧化娃粉未。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置，其特征在于:涂覆装置设置有聚合物涂杯，聚合物涂杯内装有紫外光固化树脂。
5.根据权利要求1所述的一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置，其特征在于:固化炉内装有紫外光固化灯，用于固化光纤外涂覆的紫外光固化树脂。
6.根据权利要求1所述的一种高强度耐疲劳光纤拉丝装置，其特征在于:收线装置设置有收线盘、收线电机。
7.一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法，其特征在于: (1)通过送料管向熔化炉加入一定量的纯度为99.99%的硅化物或金属； (2)对熔化炉加热并保证其内部的无机物或金属熔化并到达拉丝的粘度，通过温度探测器和耐高温摄像头对熔化炉加热状态进行实时监控； (3)光纤经拉丝炉高温熔化进行拉丝出炉，炉内温度控制在1800-2000°C，光纤拉丝出炉后经退火管退火，退火温度控制在1000-1200°C ; (4)光纤出退火管后，由辅助牵引轮一控制丝径，保证丝径稳定并达到10-1lOum; (5)待光纤丝径稳定后并达到10-1lOum后，经辅助引丝管引丝穿过耐高温模具给光纤涂上一层5-10um硅化物或金属保护层； (6)光纤经过冷却管冷却，进入涂覆装置进行紫外光固化树脂涂覆，再经过固化炉紫外光固化，固化后，最后采用收线装置把光纤绕到收线盘上完成生产。
【专利摘要】本发明涉及的是一种高强度耐疲劳光纤拉丝方法及其拉丝装置。包括拉丝炉、退火管、辅助牵引轮一、光纤丝径仪一、辅助引丝管、温度探测器、耐高温摄像头、送料管、熔化炉、光纤丝径仪二、耐高温模具、辅助牵引轮二、冷却管、涂覆装置、固化炉和收线装置；拉丝炉下部装有退火管，熔化炉安装在退火管和冷却管之间；所述熔化炉上部安装有辅助引丝管，熔化炉下部装有耐高温模具，温度探测器和耐高温摄像头安装在熔化炉内部；熔化炉侧面装有送料管，在熔化炉上部与退火管之间依次装有辅助牵引轮一、光纤丝径仪一；熔化炉下部装有冷却管，熔化炉下部与冷却管之间装有光纤丝径仪二；冷却管下部装有辅助牵引轮二；涂覆装置安装在辅助牵引轮二与固化炉之间。
【IPC分类】C03B37-03
【公开号】CN104743873
【申请号】CN201410839633
【发明人】李见宝, 张海涛, 王震, 曹珊珊, 刘志忠
【申请人】中天科技光纤有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月30日