一种光纤环灌胶装置及灌胶方法与流程

本发明涉及光纤环生产领域，特别涉及一种光纤环灌胶装置及其灌胶方法。

背景技术：

光纤环为光纤陀螺的核心敏感元件，光纤环的一致性和稳定性直接影响光纤陀螺的精度和长期可靠性，因此光纤环的绕制和固化是光纤陀螺研制中的关键技术。目前光纤环主要分为有骨架光纤环和无骨架光纤环两种，其中无骨架光纤环去除了骨架对光纤环施加应力的影响，其性能优于同等长度的有骨架光纤环。通常光纤环需要考虑其抗振动性能，为此需要对光纤环上胶并固化。上胶方式分为在线刷胶和灌胶两种，灌胶能够保证环体内胶水的分布均匀，因而优于刷胶方式。

目前光纤环灌胶一般采用抽真空的方式灌胶。由于光纤环的光纤之间排列紧密，且层数较多，一般很难将胶水浸入到环体内部。相对于现有的灌胶装置和方法，需要进行改进，包括增加光纤环内外气压差，降低灌胶胶水粘度等。

专利cn106595627a提出了一种光纤环圈骨架及其浸胶固化方法，该方法采用具有水平通孔的光纤环圈骨架，骨架内表面等距的分布着直通中心孔的水平方向通孔，且其上下表面均有螺孔，可以使用密封橡胶垫、螺丝将骨架上表面密封层和骨架下表面密封层固定在骨架上，并保持接触面的密封性，骨架上的通气孔通过通气管路连接真空泵；光纤环圈浸胶过程中利用光纤环圈骨架的水平通孔、骨架通气孔，通过真空室和真空泵的组合控制，基于气体压强差实现抽空浸胶。该方法存在以下缺点，(1)光纤环内外气压差较小，专利cn106595627a中的气压差小于一个大气压，胶水可能无法充分渗入光纤环内部。(2)采用环氧树脂封装胶进行灌胶，胶水不能通过加热降低粘度，同时可操作时间短。(3)胶水在使用前未进行脱泡处理，在胶水中可能存在微小气泡。(4)对光纤环圈有特殊要求，没有普适性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光纤环灌胶装置，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种光纤环灌胶装置，其中，包括光纤环浸渗部分、胶水脱泡部分、真空泵和空气压缩机；光纤环浸渗部分用于加热紫外胶水并将胶水浸渗进入光纤环内部，光纤环浸渗部分包含一浸渗容器，在浸渗容器底部设有浸渗容器电加热板，并在电加热板上固定浸渗盒，在浸渗容器顶部设有和胶水脱泡部分相连通的胶水管道，胶水管道的末端延伸至浸渗盒底部，在浸渗容器顶部设有和真空泵相连通的浸渗容器真空管道，在浸渗容器顶部设有和空气压缩机相连通的浸渗容器压力管道，在浸渗容器顶部设有和大气相连通的浸渗容器空气管道；胶水脱泡部分用于为加热紫外胶水后脱泡并向光纤环浸渗部分提供胶水；真空泵分别通过真空管道与脱泡容器和浸渗容器相连接；空气压缩机通过压力管道与浸渗容器相连接。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，在浸渗容器顶部和真空泵相连通的浸渗容器真空管道具有阀门。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，在浸渗容器顶部和空气压缩机相连通的浸渗容器压力管道具有阀门。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，在浸渗容器顶部和大气相连通的浸渗容器空气管道具有阀门。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，胶水脱泡部分包含一脱泡容器，在脱泡容器底部设有脱泡容器电加热板，并在电加热板上固定储胶盒，在脱泡容器顶部设有和光纤环浸渗部分相连通的胶水管道，胶水管道的末端延伸至储胶盒底部，在脱泡容器顶部设有和真空泵相连通的脱泡容器真空管道，在脱泡容器顶部设有和大气相连通的脱泡容器空气管道。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，在脱泡容器顶部和光纤环浸渗部分相连通的胶水管道具有阀门。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，在脱泡容器顶部和真空泵相连通的脱泡容器真空管道具有阀门。

根据本发明的光纤环灌胶装置的一实施例，其中，在脱泡容器顶部和大气相连通的脱泡容器空气管道具有阀门。

本发明一种光纤环灌胶方法，其中，通过上述各权利要求的光纤环灌胶装置实现，包括：步骤1、将光纤环放入浸渗盒中，将紫外胶水倒入储胶盒中，并密闭浸渗容器和脱泡容器；步骤2、打开电加热板和电加热板，加热温度设定为60摄氏度，持续加热1小时后，紫外胶水粘度降低，打开真空泵13及浸渗容器真空管道阀门和真空管道阀门8，同时对浸渗容器和脱泡容器抽真空，使真空度达到1pa，紫外胶水开始脱泡，保持1小时后关闭真空管道阀门，接着打开脱泡容器空气管道阀门，使脱泡容器恢复到常压，之后关闭脱泡容器空气管道阀门；步骤3、打开胶水管道的阀门，紫外胶水从储胶盒通过胶水管道进入浸渗盒，紫外胶水完全浸没光纤环后，关闭胶水管道的阀门；真空泵持续对浸渗容器抽真空，电加热板持续工作，紫外胶水保持在低粘度状态，并开始均匀浸渗进入光纤环内部，1小时后关闭浸渗容器真空管道阀门；步骤4、打开空气压缩机及浸渗容器压力管道阀门，对浸渗容器进行加压，保持气压0.2mpa，在光纤环内外气压差下，紫外胶水充分浸渗进入光纤环内，并完全填充光纤环内部的空隙，加压1小时后关闭浸渗容器压力管道阀门；步骤5、打开浸渗容器空气管道阀门，使浸渗容器恢复常压，之后关闭浸渗容器空气管道阀门；步骤6、打开浸渗容器，取出光纤环，并对光纤环进行紫外光照射固化。

根据本发明的光纤环灌胶方法的一实施例，其中，还包括：重复步骤4和步骤5两次，以释放光纤环内部应力。

本发明提出了一种适合光纤环灌胶的装置及灌胶方法，可以使得胶水更容易浸渗进入光纤环体，光纤环体内胶量充足且分布均匀，提高了光纤环的应力分布均匀性，同时释放了光纤环内部应力，相应的提高了光纤陀螺的精度。

附图说明

图1所示为本发明光纤环灌胶装置的示意图。

附图标记：

a：光纤环浸渗部分(虚线框内)；b：胶水脱泡部分(虚线框内)；1：浸渗容器；2：浸渗盒；3：浸渗盒电加热板；4：脱泡容器；5：储胶盒；6：脱泡容器电加热板；7：胶水管道，701：胶水管道阀门；8：脱泡容器真空管道，801：脱泡容器真空管道阀门；9：浸渗容器真空管道，901：浸渗容器真空管道阀门；10：浸渗容器压力管道，1001：浸渗容器压力管道阀门；11：浸渗容器空气管道，1101：浸渗容器空气管道阀门；12：脱泡容器空气管道，1201：脱泡容器空气管道阀门；13：真空泵；14：空气压缩机；15：待灌胶光纤环。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1所示为本发明光纤环灌胶装置的示意图，如图1所示，本发明装置主要包括光纤环浸渗部分a、胶水脱泡部分b，真空泵13和空气压缩机14。光纤环浸渗部分a主要功能为加热紫外胶水并将胶水浸渗进入光纤环15内部，光纤环浸渗部分a包含一浸渗容器1，在其底部设有浸渗容器电加热板3，并在电加热板3上固定浸渗盒2，在浸渗容器1顶部设有和胶水脱泡部分b相连通的胶水管道7，胶水管道7本侧末端延伸至浸渗盒2底部，另一侧和胶水脱泡部分b相连通，在浸渗容器1顶部设有和真空泵13相连通的浸渗容器真空管道9及其阀门901，在浸渗容器1顶部设有和空气压缩机14相连通的浸渗容器压力管道10及其阀门1001，在浸渗容器1顶部设有和大气相连通的浸渗容器空气管道11及其阀门1101。

如图1所示，胶水脱泡部分b主要功能为加热紫外胶水后脱泡并向光纤环浸渗部分a提供胶水，该胶水脱泡部分b包含一脱泡容器4，在其底部设有脱泡容器电加热板6，并在电加热板6上固定储胶盒5，在脱泡容器4顶部设有和光纤环浸渗部分a相连通的胶水管道7及其阀门701，该管道本侧末端延伸至储胶盒5底部，另一侧和光纤环浸渗部分a相连通，在脱泡容器1顶部设有和真空泵13相连通的脱泡容器真空管道8及其阀门801，在脱泡容器4顶部设有和大气相连通的脱泡容器空气管道12及其阀门1201。

如图1所示，真空泵13通过真空管道8、9分别与脱泡容器4和浸渗容器1相连接，并为其提供真空环境。

如图1所示，空气压缩机14通过压力管道10与浸渗容器1相连接，并为其提供压力环境。

如图1所示，下面结合实例详细说明光纤环灌胶方法：

本发明所述的光纤环灌胶方法包括以下步骤：

1、将光纤环15平放在浸渗盒2底部，将足量紫外胶水倒入储胶盒5，并密闭浸渗容器1和脱泡容器4，同时关闭所有气体管道和胶水管道的阀门。

2、打开浸渗容器1和脱泡容器4内的电加热板，并将加热温度设置为60摄氏度，持续加热1小时后，胶水粘度降低，真空泵13开始抽真空，并打开真空管道阀门，使以上容器的真空度达到1pa，使光纤环处于真空环境中和对胶水进行真空脱泡处理，保持真空1小时后，关闭和脱泡容器4相连通的真空管道阀门，接着打开和脱泡容器4相连通的空气管道阀门，使脱泡容器4恢复到常压，之后关闭该空气管道阀门。

3、打开胶水管道阀门，同时真空泵13和浸渗容器1仍保持抽真空，利用浸渗容器1和脱泡压力容器4之间的气压差，将胶水从储胶盒5经过胶水管道压入浸渗盒2，并使胶水完全浸没光纤环后，关闭胶水管道阀门，真空泵13和浸渗容器1持续抽真空。此时浸渗容器1内的电加热板仍保持工作，胶水保持低粘度状态，胶水开始均匀浸渗进入光纤环体内，1小时后关闭和浸渗容器1相连通的真空管道阀门。

4、打开空气压缩机14，以及和浸渗容器1相连通的压力管道阀门，对浸渗容器1进行加压，保持气压0.2mpa，在光纤环体内外的气压差下，胶水进一步充分浸渗进入光纤环体内，并完全填充光纤环内部的空隙，加压1小时后关闭压力管道阀门。

5、打开和浸渗容器1相连通的空气管道阀门，使浸渗容器1恢复常压，保持常压1小时后关闭该空气管道阀门。

6、重复步骤4和5两次，使光纤环体处于变化的压力环境中，光纤环在“松”、“紧”状态之间不断变化，释放光纤环内部应力。

7、打开浸渗容器1，取出光纤环，并对光纤环进行紫外固化。

如图1所示，本发明光纤环灌胶方法的一实施例，进一步包括：

1、将光纤环15放入浸渗盒2中，将紫外胶水倒入储胶盒5中，并密闭浸渗容器1和脱泡容器4，关闭阀门701、阀门801、阀门901、阀门1001、阀门1101和阀门1201。

2、打开电加热板3和电加热板6，加热温度设定为60摄氏度，持续加热1小时后，紫外胶水粘度降低，打开真空泵13及阀门901和801，同时对浸渗容器1和脱泡容器4抽真空，使真空度达到1pa，紫外胶水开始脱泡，保持1小时后关闭阀门801，接着打开阀门1201，使脱泡容器4恢复到常压，之后关闭阀门1201。

3、打开阀门701，由于脱泡容器4和浸渗容器1之间的气压差，紫外胶水从储胶盒5通过胶水管道7进入浸渗盒2，紫外胶水完全浸没光纤环15后，关闭阀门701。真空泵13持续对浸渗容器1抽真空，电加热板3持续工作，紫外胶水保持在低粘度状态，并开始均匀浸渗进入光纤环15内部，1小时后关闭阀门901。

4、打开空气压缩机14及阀门1001，对浸渗容器1进行加压，保持气压0.2mpa，在光纤环15内外气压差下，紫外胶水充分浸渗进入光纤环15内，并完全填充光纤环15内部的空隙，加压1小时后关闭阀门1001。

5、打开阀门1101，使浸渗容器1恢复常压，之后关闭阀门1101。

6、重复步骤(4)、(5)两次，使光纤环体处于变化的压力环境中，光纤环在“松”、“紧”状态之间不断变化，释放光纤环内部应力。

7、打开浸渗容器1，取出光纤环15，并对光纤环15进行紫外光照射固化。

本发明提出的一种光纤环灌胶装置，包含光纤环浸渗部分、胶水脱泡部分、真空泵、空气压缩机以及连接以上部分的胶水管道(阀门)和气体管道(阀门)。本发明一种光纤环灌胶方法，采用加热装置降低紫外胶水粘度，以及真空和加压相结合的方法，使胶水更容易进入光纤环内，胶水分布更均匀。同时利用气压的反复变化，释放光纤环内部应力。

本发明通过加热降低紫外胶水粘度以及真空和加压相结合的方法，使紫外胶水充分、均匀浸渗进入光纤环体内部，同时利用气压的反复变化，释放光纤环内部应力。采用该装置及方法灌胶得到的光纤环，环体胶水充足且均匀，环体内部应力低，提升了光纤环的性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。