[发明专利]一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法及拉丝装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种外径波动光纤预制棒的拉丝方法及拉丝装置，属于光纤制造领域。

背景技术

信息技术的飞速发展以及信息技术在国民经济和社会生活各个领域的广泛应用，带来了社会生产、生活方式的巨大变化，推动了社会生产力的迅速增长。光纤通信技术以其诸多技术经济优势，成为现代信息社会的基石和支柱，是“信息高速公路”的技术基础和重要组成部分。低成本，高质量的光纤光缆产品是光通信网络建设，光接入网普及化的重要保障。

光纤预制棒的设计和制备是光纤生产的关键，光纤预制棒的成本也占到光纤成本的绝大部分。尽可能提高光纤预制棒的利用率，降低光纤预制棒的成本成为当前光纤制造企业研发的重点。为了降低光纤预制棒的成本，目前光纤预制棒和拉丝技术的发展方向为预制棒大尺寸化，拉丝母棒直接拉丝化。当前光纤预制棒外包技术主要为外部气相沉积（OVD）和气相轴向沉积（VAD）工艺，大尺寸化对提高原材料利用率和设备产能有重要帮助，母棒直接拉丝技术能够大大降低预制棒母棒整形处理的成本。

OVD和VAD等工艺的技术特点决定沉积光纤预制棒存在较大的外径波动，如图1所示，除去光纤预制棒两端锥头部分，光纤预制棒最小外径和最大外径差达最大外径的30％，出于对光纤预制棒拉丝利用率和降低拉丝辅助材料消耗的考虑，往往采用较小直径的尾部辅助玻璃管，其外径与光纤预制棒棒最大外径差则达到最大外径的50％。如上所述，对接好尾部辅助玻璃管的准备拉丝的预制棒不可避免的具有较大的直径波动。

光纤拉丝炉一般采用石墨件作为发热腔体，因石墨在高温下容易氧化，为了防止石墨加热原件氧化，需要拉丝炉内保持惰性气体氛围，当前普遍采取的方法为在拉丝过程中，在拉丝炉内充入一定量的氩气，氮气，氦气等气体，结合拉丝炉上下引入口与预制棒之间的密封，阻止外界环境中的气体流入拉丝炉内部。

 在传统的密封方式中，为了阻止外界气流进入拉丝炉，将具有比对应光纤预制棒直径稍小内径的气体密封件安装于炉口处，以在气封件和预制棒之间留有小间隙（一般不超过2mm）。但是，如果预制棒的外径波动变化到一定程度（大于2mm）,采用传统的密封方法无法保障预制棒与密封件间的密封，外界气体流入炉内，导致炉内气流紊乱，光纤包层直径无法控制，严重的甚至会氧化腐蚀炉体内的石墨件。

在已经公开的专利文献中，已经存在一些解决上述密封问题的方法。中国专利CN 1315927A公开了一种光纤的制造方法，在拉丝炉的上方安装一个光纤预制棒收容筒，当光纤预制棒部分进入拉丝炉后，通过控制收容筒和延长尾棒间气体温度与拉丝炉内气体温度差来减少收容筒内气体与拉丝炉内气体的对流，从而减少预制棒锥部的气流波动以控制光纤的包层直径波动，该方法设备和工艺复杂，制作成本高。中国专利CN 101362628 A 公布了一种用于制造光纤的设备和用于拉丝炉密封的方法。该方法包括两个密封单元。第一密封单元解决预制棒和插入口之间的密封问题，第二密封单元解决预制棒直径渐变区域通过插入口时的密封问题。该方法的缺点是设备和工艺较复杂，制作成本高，给规模化生产和使用带来不便。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种能使外径波动光纤预制棒拉丝的方法和设备，可以有效降低光纤制造成本，提高企业利润。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采取的方案是： 

这种外径波动光纤预制棒的拉丝方法，包括以下步骤：

a.在外径波动光纤预制棒末端对接小直径辅助玻璃管；

b.然后根据光纤预制棒直径和辅助玻璃管外径选择合适的密封件和耐高温弹性材料，将凹槽内安装有耐高温弹性材料的密封件置于拉丝炉上口；

c.将对接好的光纤预制棒放入拉丝塔进行装夹，使小直径辅助玻璃管的上部与拉丝炉进给机构的卡盘相联紧固，通过进给机构将光纤预制棒调整到位，光纤预制棒的前端进入拉丝炉中发热腔体；

d.将惰性气体输送到拉丝炉发热腔体上部，以使惰性气体和光纤预制棒相遇，并产生在拉丝炉发热腔体和光纤预制棒之间的间隙处流动的气体；

e.通过发热腔体发热软化光纤预制棒的前端，从软化的前锥端连续拉制出所需直径的光纤；