[发明专利]光纤生产过程中高速拉丝设备及其高速拉丝方法

权利要求书

1.一种光纤生产过程中高速拉丝设备，其特征在于包括送棒器、拉丝炉、冷却管、涂覆器、固化装置、抽风装置、搓动装置、牵引轮和收线装置；送棒器安装在拉丝炉上部，送棒器包括伺服电机、卡盘和二根导轨，伺服电机装在二根导轨上可上下移动，伺服电机输出轴上装有卡盘，用于装夹输送预制棒；拉丝炉部分由石墨加热部件和不锈钢炉体部件组成，在石墨加热部件上安装有上、中、下三路进气管道，在拉丝炉出口处装有冷却管，在冷却管出口处设有涂覆器，涂覆器设有一次、二次涂料的进料口，一次性进行一次、二次涂覆，一次涂料进口和二次涂料进口上下排列，位于涂覆器一侧，涂料进入涂覆器后，再由内部通道分至多个方向对光纤表面进行涂覆；在涂覆器前方装有固化装置，固化装置采用4-6个紫外光固化炉，4-6个紫外光固化炉紧密摆放，缩短空间，保证光纤内外涂层充分固化，同时拉长固化后到搓动装置之间的距离维持在0.8～1m以上，在最后一个固化炉出口处安装抽风装置，使固化后光纤表面附着的油烟得以充分挥发，防止被光纤带到搓动装置上，在搓动装置前方装有牵引轮和收线装置；牵引轮采用伺服电机驱动，收线装置采用双收线装置，双收线装置具有两个收线盘，可以自动切换收线；

所述卡盘采用三爪式夹头卡盘；

所述冷却管采用水循环冷却管和气循环冷却管；

所述搓动装置采用正弦扭转搓动轮。

2.一种光纤生产过程中高速拉丝方法，其特征在于：

(1)预制棒表面预处理

将待处理预制棒进行预处理，首先将预制棒与石英棒进行对接，表面采用清洗法进行清洁处理，采用氢氟酸与硝酸混合溶液对预制棒表面进行清洗，硝酸与氢氟酸重量配比在1∶2～8，硝酸与氢氟酸的混合酸液浓度保持在30％～80％；

(2)拉丝

将表面预处理后的预制棒悬挂在送棒器上送入石墨拉丝炉，设定参数开始拉丝，拉丝炉温度控制在2000℃～2300℃；

拉丝炉部分由石墨加热部件和不锈钢炉体部件组成，其中对石墨件的挥发物数量以及表面粗糙度都进行了严格的规定：石墨件灰分≤20ppm；石墨件表面粗糙度Rc≤6.3，并且对进到拉丝炉前的保护气体进行了二次过滤，保证了气体的洁净度，拉丝炉中的气流进行了流量控制10-80L/min，在石墨加热部件上安装有上中下三路进气管道，使气体严格的按照层流方式运动，以使石墨件产生的颗粒在气流的吹扫下，以不与熔融玻璃和光纤相接触的轨迹被带出炉外或者附着在拉丝炉的内壁；同时避免气流直接吹到玻璃的熔融区及光纤形成区，极大的提高了裸纤的稳定性和均匀性；

拉丝过程中，保证拉丝速度在1500m/min-1800m/min，拉丝速度波动小于20m/min，裸光纤出炉后，经过冷却装置后，进入到涂覆环节，采用紫外光固化涂料，采用新型涂覆器，该涂覆器设有一次、二次涂料的进料口，一次性进行一次、二次涂覆，对紫外光固化炉进行位置调整，4-6个紫外光固化炉紧密摆放，缩短空间，保证光纤内外涂层充分固化，同时拉长固化后到搓动装置之间的距离维持在0.8～1m以上，同时在最后一个固化炉出口处安装抽风装置，使固化后光纤表面附着的油烟得以充分挥发，防止被光纤带到搓动装置上，影响搓动效果的实现；

所述的涂覆器含有一次涂料进口和二次涂料进口，一次涂料进口和二次涂料进口上下排列，位于涂覆器一侧，涂料进入涂覆器后，再由内部通道分至多个方向对光纤表面进行涂覆；

经过紫外光固化装置固化后，对于涂覆环境进行严格控制，采用空气高效过滤装置，保证其洁净状况，定期测量粒子数，使空气中粒子含量达到百级净化效果，固化后光纤经过搓动装置，采用正弦扭转搓动轮对光纤进行正弦搓动，经搓动后，可以有效降低光纤的偏振模色散指数，光纤经牵引轮和收线装置收线，进入下一道工序；

(3)光纤性能检测确认

经检测：该光纤在1310nm的衰减不大于0.34dB/km，在1550nm的衰减不大于0.20dB/km，零色散斜率不大于0.092ps/nm²·km，光缆截止波长不大于1260nm，该光纤的指标优于常规G.652指标。