本發(fā)明涉及光纖拉絲系統(tǒng)領(lǐng)域,更具體地說,本發(fā)明涉及一種實時調(diào)節(jié)預(yù)制棒芯包比結(jié)構(gòu)的拉絲系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、光纖拉絲是通過拉絲爐加熱預(yù)制棒,預(yù)制棒被加熱到極高的溫度后逐漸軟化,張力被施加到預(yù)制棒的軟化部分以減小直徑滴落,經(jīng)由主牽引器上的主牽引輪,通過末端的光纖收線機(jī)把滴落冷卻的光纖收集到收線筒上。
2、肖特集團(tuán)(schott?ag)通過隨動裝置將預(yù)制品引入到纖維爐的加熱襯套中,通過設(shè)計加熱襯套的結(jié)構(gòu)或布局,確保玻璃纖維彼此不接觸或不交叉地拉出,進(jìn)而使玻璃纖維具有預(yù)定不變的直徑。
3、藤倉有限公司(fujikura?ltd)?通過將含有稀土類元素化合物的二氧化硅玻璃暫時加熱至為玻璃化轉(zhuǎn)變點以上且為單相的溫度后,加快冷卻速度并冷卻至規(guī)定的溫度,從而能夠抑制稀土類元素化合物的結(jié)晶化、相分離,進(jìn)而抑制傳播過程中光的損耗。
4、康寧公司(corning?inc)通過減小拉絲爐中的開放式環(huán)形體積并縮小內(nèi)部開放腔道的尺寸,使拉絲系統(tǒng)具備更穩(wěn)定均勻的氣體流動,從而氣體流動帶來的溫度波動,進(jìn)而控制光纖絲直徑均勻。
5、康寧公司(corning?inc)還通過設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的開口大小,控制降溫速率從而實現(xiàn)了光纖的慢退火,減緩光纖的冷卻速度從而提高光纖中的密度均勻性,進(jìn)而減小使用過程中的衰減情況。
6、此外康寧公司(corning?inc)還通過設(shè)置多個燃燒器,并設(shè)置對應(yīng)的加熱溫度實現(xiàn)了光纖的多段火焰加熱,在保證光纖質(zhì)量的情況下,提升了光纖拉制過程的速率。
7、以上傳統(tǒng)的光纖拉絲工藝都是將固定好預(yù)制棒的尺寸放置在拉絲爐上部的送棒機(jī)構(gòu)上進(jìn)行加熱拉制處理,預(yù)制棒通過主牽引裝置依次經(jīng)過拉絲爐、退火裝置、冷卻裝置、后形成光纖絲這就導(dǎo)致了的光纖絲的芯包比就是固定的值且取決于預(yù)制棒的尺寸。如果想要獲得芯包比不同的光纖絲就需要對預(yù)制棒的包層套管進(jìn)行整改,操作繁瑣。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本發(fā)明的實施例提供一種實時調(diào)節(jié)預(yù)制棒芯包比結(jié)構(gòu)的光纖拉絲系統(tǒng),通過將芯棒與包層管分離,然后分別控制芯棒的送料速度和包層管的送料速度,這樣通過改變兩者的速度,使它們存在一個速度差,可以改變包層和芯棒的比例,這樣通過實時的調(diào)速,就可以實現(xiàn)實時調(diào)整光纖絲的芯包比,大大降低了芯棒和包層套管整型的難度。
2、為實現(xiàn)上述目的,第一方面,本發(fā)明提供一種玻璃絲制備設(shè)備,包括一種實時調(diào)節(jié)預(yù)制棒芯包比結(jié)構(gòu)的拉絲系統(tǒng),包括機(jī)架,所述機(jī)架的內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有夾具機(jī)構(gòu)、加熱爐、測徑儀、導(dǎo)向架及位于機(jī)架外側(cè)的側(cè)架;
3、所述夾具機(jī)構(gòu)用于固定包層管與芯棒,所述芯棒套設(shè)在包層管的外表面;
4、所述加熱爐用于對包層管與芯棒進(jìn)行加熱以牽引出玻璃絲;
5、所述測徑儀用于測量光纖絲的直徑,精度為千分之一;
6、所述導(dǎo)向架用于光纖絲的導(dǎo)向;
7、所述側(cè)架位于導(dǎo)向架的對面用于收卷光纖的側(cè)架;
8、所述機(jī)架的設(shè)置有輸料機(jī)構(gòu),且輸料機(jī)構(gòu)為兩組,兩組輸料機(jī)構(gòu)分別按照在機(jī)架的內(nèi)壁兩側(cè),夾具機(jī)構(gòu)包括第一夾具與第二夾具,且第二夾具位于第一夾具的下方,所述第一夾具與第二夾具分別固定在兩側(cè)的輸料機(jī)構(gòu)上,通過輸料機(jī)構(gòu)分別帶動第一夾具與第二夾具上下移動。
9、進(jìn)一步的,所述輸料機(jī)構(gòu)包括安裝架以及縱向設(shè)置在安裝架內(nèi)部的第一螺桿,所述安裝架的頂端固定安裝有第一電機(jī),所述第一電機(jī)的輸出軸一端與第一螺桿的頂端固定連接,且第一螺桿通過第一電機(jī)與安裝架轉(zhuǎn)動連接,所述第一螺桿的外表面套設(shè)有滑架,且第一螺桿與滑架螺紋連接。
10、進(jìn)一步的,所述機(jī)架的兩側(cè)外表面開設(shè)有豎向的第一滑槽,兩側(cè)滑架的一端均通過第一滑槽與安裝架滑動連接,所述第一夾具固定安裝在一側(cè)滑架的另一端,所述第二夾具固定安裝在另一側(cè)滑架的另一端,且所述滑架在滑槽的固定下,伴隨螺桿的轉(zhuǎn)動延鉛垂方向上下移動。
11、進(jìn)一步的,所述第二夾具套設(shè)在芯棒的頂端外表面,所述第二夾具的內(nèi)部設(shè)置有夾持機(jī)構(gòu),夾持機(jī)構(gòu)包括第二夾具的四周插入有推桿,所述推桿的一端位于第二夾具的內(nèi)側(cè)固定安裝有夾板,通過四周的夾板對芯棒的外表面進(jìn)行固定。
12、進(jìn)一步的,所述第二夾具的另一端位于第二夾具的外側(cè)固定安裝有擋塊,所述第二夾具的內(nèi)壁四周固定安裝有電磁鐵,且電磁鐵套設(shè)在推桿的外表面,所述推桿的外表面位于擋塊與電磁鐵之間套設(shè)有復(fù)位彈簧。
13、進(jìn)一步的,所述第一夾具內(nèi)部設(shè)置的夾持機(jī)構(gòu)與第二夾具內(nèi)部的夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同,且芯棒的頂端通過第一夾具內(nèi)部的夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行固定。
14、進(jìn)一步的,所述加熱爐位于第一夾具下方,具備箱體、爐心管、發(fā)熱體、以及隔熱件作為主要結(jié)構(gòu),其形成加熱空間以熔融光纖母材。
15、進(jìn)一步的,所述箱體的外壁內(nèi)形成有供制冷劑流通的制冷劑流路。通過制冷劑在制冷劑流路中流通來冷卻箱體,抑制熱對箱體造成的損傷。所述箱體在中心部具有沿上下方向貫通的貫通孔,在該貫通孔中插入爐心管。
16、進(jìn)一步的,所述爐心管在箱體上形成有與該貫通孔連通的中空部,在中空部中,以能夠從爐心管的外周面?zhèn)燃訜釥t心管的方式設(shè)置有發(fā)熱體。
17、進(jìn)一步的,所述發(fā)熱體由基于電流流動時的電阻發(fā)熱的電阻發(fā)熱體構(gòu)成以環(huán)狀圍繞的方式設(shè)置在加熱爐內(nèi)使得加熱空間內(nèi)加熱均勻,加熱溫度可達(dá)到1000℃~1500℃。
18、進(jìn)一步的,所述發(fā)熱體的高度優(yōu)選為30~40mm。另外,發(fā)熱體可以采用分段式結(jié)構(gòu),通過分段式的結(jié)構(gòu)采用獨立控制器分別控制各加熱體的溫度,以達(dá)到提升拉斯速率和緩冷的工藝要求。
19、進(jìn)一步的,為了有效利用發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量,在發(fā)熱體和爐心管周圍設(shè)置有隔熱件。
20、進(jìn)一步的,在對加熱爐進(jìn)行加熱的發(fā)熱體更靠下側(cè)設(shè)置有將加熱爐的內(nèi)側(cè)的熱傳遞至加熱爐的外側(cè)的散熱件。散熱件的熱傳導(dǎo)率比隔熱件的熱傳導(dǎo)率高。通過設(shè)置這樣的散熱件,在加熱爐內(nèi),與上側(cè)相比,下部側(cè)更容易向外部排出熱量。
21、進(jìn)一步的,所述拉絲爐的出口處,設(shè)置有精度為千分之一的裸光纖測徑儀。
22、進(jìn)一步的,所述收線架包括設(shè)置在兩側(cè)側(cè)架的以及設(shè)置兩側(cè)側(cè)架之間的收線軸。
23、進(jìn)一步的,一側(cè)所述側(cè)架的外表面固定安裝有第二電機(jī),且第二電機(jī)的輸出軸一端與收線軸固定連接,收線軸通過第二電機(jī)與轉(zhuǎn)動連接。
24、進(jìn)一步的,另一側(cè)側(cè)架的一端固定安裝有滑塊,所述機(jī)架的外表面開設(shè)有與滑塊相匹配的第二滑槽,另一側(cè)通過滑塊與機(jī)架滑動連接。
25、進(jìn)一步的,所述第二滑槽內(nèi)部設(shè)置有第二螺桿,滑塊套設(shè)在第二螺桿的外表面,且滑塊與第二螺桿螺紋連接,所述第二螺桿的一端固定連接有轉(zhuǎn)盤,且轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動安裝在機(jī)架的后端。
26、一種實時調(diào)節(jié)預(yù)制棒芯包比結(jié)構(gòu)的拉絲系統(tǒng)實現(xiàn),方法包括以下步驟:
27、步驟一:分別通過第一夾具與第二夾具對芯棒與包層管進(jìn)行固定;
28、步驟二:通過設(shè)定電機(jī)的功率從而調(diào)整控制包層管與芯棒向下輸送的速率進(jìn)而控制光纖單絲的芯包比;
29、步驟三:芯棒與包層管會以設(shè)定的速度進(jìn)入到加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱,熔融后在重力作用下牽引出光纖絲;
30、步驟四:光纖絲穿過測徑儀進(jìn)行直徑的測量;
31、步驟五:光纖絲通過導(dǎo)向架進(jìn)行導(dǎo)向;
32、步驟六:光纖絲通過收線架進(jìn)行收卷。
33、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點:
34、本發(fā)明通過將芯棒與包層管分離,然后分別控制芯棒的送料速度和包層管的送料速度,這樣通過改變兩者的速度,使它們存在一個速度差,可以改變包層和芯棒的比例,這樣通過實時的調(diào)速,就可以實現(xiàn)實時調(diào)整光纖絲的芯包比,大大降低了芯棒和包層套管整型的難度。