[發(fā)明專利]一種連續(xù)制備光纖預制棒并拉絲的裝置及方法

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108046582A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 沈小平;向德成;王祥;崔德運;王兵欽;梁偉;劉建中;何炳;滿小忠;朱坤
• 申請（專利權）人: 江蘇通鼎光棒有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014;C03B37/025;C03C25/12;C03C25/104
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權代理有限公司 12211
• 代理人: 劉瑩

本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種連續(xù)制備光纖預制棒并拉絲的裝置，包括預制棒制備單元以及拉絲爐，在預制棒制備單元內設有脫氣燒結單元，該脫氣燒結單元包括設置在其脫氣燒結腔體內的加熱裝置；在脫氣燒結單元上方設有芯層噴燈和包層噴燈；在預制棒制備單元上設有上尾氣排風管，對應沉積腔的下部設有下排風管；在預制棒制備單元下方依次設有驅動機構、火焰拋光裝置、拉絲爐、涂覆裝置、固化裝置以及牽引輪。本發(fā)明創(chuàng)造是通過對光纖預制棒的噴燈系統(tǒng)、預制棒運動系統(tǒng)等進行特別設計，從而能夠連續(xù)不間斷的制備出光纖預制棒，并同時將在線將制備的出光纖預制棒拉絲成光纖。

技術領域

本發(fā)明創(chuàng)造屬于光纖預制棒生產(chǎn)制造技術領域，尤其是涉及一種連續(xù)制備光纖預制棒并拉絲的裝置及方法。

背景技術

當前光纖預制棒的制備和光纖拉絲為兩個獨立工序，即在光纖預制棒車間或公司制備出成品的預制棒，然后送往光纖拉絲車間或公司將其拉制成光纖。光纖預制棒是光纖拉絲工序最主要及最關鍵的原材料，其有芯棒和外包層組成。從拉絲工序角度來講，光纖預制棒根據(jù)芯棒和外包層的組合方式不同可以分為3個大類：實心棒、RIC棒(Rod inCylinder)及石英砂在線包層棒。石英砂在線包層棒技術是最新研發(fā)一種包層制備的工藝，它是在拉絲工序將芯棒及一個薄的高純石英管成同心狀態(tài)的套裝在一起，然后在芯棒和薄璧石英管之間填裝高純的石英砂。

在拉絲過程中，石英砂和薄璧石英管在拉絲爐中被在線熔融成實心的外包層。該工藝的最大優(yōu)點是節(jié)省了單獨制備外包層的工序，降低了預制棒的綜合成本，但是由于該工藝的工藝控制難度太大，成品率不高，所以目前主流光纖廠商基本沒有采用該工藝。RIC棒分為芯棒(Rod)和套柱(Cylinder)兩部分組成，芯棒和套柱組裝好后一起伸入到拉絲爐中，在抽真空條件下將兩部分熔融為一體并在線拉制成光纖。

該工藝必須進行尾管熔接、套柱和芯棒的酸洗、干燥及組裝，所拉絲工序的工藝流程長，且工藝控制難度也較大。實心棒對拉絲工序來講是最容易操作的一種光纖預制棒類型，但根據(jù)拉絲爐設計的不同有時也需要進行熔接尾棒及酸洗等工藝處理。以上三種類型的光纖預制棒在拉絲工序都涉及到不同程度的尾棒對接及酸洗等輔助工藝，而且拉絲起頭和結束過程中都不可避免的要消耗掉部分預制棒玻璃，降低了光纖預制棒的拉絲效率。

光纖預制棒的芯棒制備工藝當前主要包括管內法和管外法兩種。其中管內法主要包括改進的化學氣相沉積法(MCVD)和等離子體化學氣相沉積法(PCVD)兩種工藝，管外法主要包括外部氣相沉積法(OVD)和軸向氣相沉積法(VAD)等。管內法制備芯棒需要使用價值很高的高純石英襯管作為主材，同時還需使用延長管等輔材。熔接延長管的襯管在制備芯棒前需要進行要求嚴格的酸洗和干燥處理。

MCVD和PCVD沉積完成后仍為空心管，需要在熔縮車床上將其熔縮為實心芯棒。管外法制備芯棒需要使用到種子棒、假棒及把棒等輔助材料，同時還需要熔縮和拉伸等工序處理后才能制備出完整的芯棒。綜上，當前制備芯棒的工藝需要使用價值高的輔材及種類繁多的輔材，使得產(chǎn)品成本較高，且工藝穩(wěn)定性和連續(xù)性較差。

光纖預制棒的包層制備工藝主要包括外部氣相沉積法(OVD)、軸向氣相沉積法(VAD)和等離子噴涂法(APVD)三種工藝方法。在制備包層的過程中，無論采用以上任何一種工藝都需要使用到把棒等輔材，而且在光棒的兩端不可避免會產(chǎn)生錐頭，降低了原材料的利用率。

綜上分析，根據(jù)當前已有的工藝制備光纖預制棒及拉絲過程中，存在以下幾反面的不足：(1)在制棒及拉絲過程中都需要使用各種大量的輔材，而且需要對芯棒或預制棒進行酸洗或拋光等工藝處理，大幅增加了生產(chǎn)成本；(2)拉絲及制棒過程中在光棒頭部和尾部都會產(chǎn)生錐頭廢料，降低了光棒及原材料的利用率；(3)由于拉絲及預制棒制備都是單獨逐只進行的，所以工藝穩(wěn)定和連續(xù)性較差，產(chǎn)品參數(shù)的差異性也較大。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在克服上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提出一種連續(xù)制備光纖預制棒并拉絲的裝置及方法。