[发明专利]一种光纤预制棒的延伸方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种光纤预制棒的延伸方法及其设备。使用该方法延伸，一是预制棒利用率高；二是对车床的空间要求小，满足预制棒大棒径延伸的要求。

背景技术

光纤制造以及光纤预制棒的制造基本按照以下过程进行：采用轴向气相沉积法（VAD）沉积粉末态芯棒，经过脱羟玻璃化生成玻璃态芯棒；然后延伸为合适长度的较细的芯棒，在每根芯棒外围进一步外包沉积粉末态棒，再次脱羟玻璃化生成大尺寸预制棒。

近年来，为了满足光纤预制棒制造效率提升的要求，预制棒母材直径越来越大，但光纤公司对预制棒棒径的要求不同，以及预制棒中有气泡等杂质，需要对预制棒进行延伸。

在JP2014-19606专利中，在竖直延伸设备上，通过将预制棒首尾段对调延伸提高延伸原料利用率，并通过下方滚轮代替卡盘夹持尾柄及延伸后预制棒来降低设备成本。但该专利有两个明显不足：在接近上锥部的平行部难以彻底有效延伸，原料利用率相对较低；该延伸方法要求设备高度能够保证预制棒能够按照目标棒径延伸完成，如果目标棒径比较细，延伸后的棒长是很长的，对设备高度的要求实际上提高了设备成本。

发明内容

本发明是针对上述不足之处提供一种预制棒的水平延伸方法及其设备。在预制棒上锥部与平行部分界处加接一段尾柄，在延伸收尾阶段延伸尾柄，但已将平行部预制棒完全延伸完毕；另外，采用水平延伸方式，采用切割设备对延伸后的预制棒进行在线切割，降低了对车床长度的要求。

一种预制棒的水平延伸方法及其设备是采取以下技术方案实现：

一种预制棒的延伸设备包括石墨加热体、石墨隔热体、加热炉体、左密封快门、右密封快门、延伸工作台、切割装置、卡盘一、卡爪一、石墨托辊、压力托辊支撑台、压力托辊一、压力托辊二和压力托辊三。

加热炉体安装在延伸工作台后部，加热炉体内安装有石墨加热体，加热炉体与石墨加热体之间安装有石墨隔热体，加热炉体后部的延伸工作台上装有压力托辊支撑台，压力托辊支撑台上装有压力托辊一、压力托辊二和压力托辊三，用于支撑预制棒的尾柄三，压力托辊一和压力托辊二之间装有切割装置，在延伸工作台前端部装有卡盘一，卡盘一上装有卡爪一。

在加热炉体与卡盘一之间的延伸工作台装有石墨托辊，用于支撑用卡爪一固定对接好的预制棒。

用卡爪一固定对接好的预制棒，下方用石墨托辊支撑，将预制棒移动，直至预制棒右端面正好到达石墨加热体的高温区，压力托辊一和压力托辊二与下方石墨托辊夹持与目标棒径相同的尾柄三也进入高温区，达到对接温度后，开始延伸。延伸过程中目标棒伸出炉体预定长度后，使用切割装置7继续切割，并将切割下的目标棒转移至其他位置。

所述的切割装置具有切割传动电机，切割传动电机装有金刚石刀片，可上下移动，移动范围为0~200mm，该切割装置可在延伸过程中同步水平移动，在移动中快速切割，并迅速归位准备下一次切割。

一种光纤预制棒的延伸方法如下：

1、预制棒与尾柄三对接后开始延伸；

2、延伸过程遵循延伸前后的等体积原理，卡盘按定速往炉内送棒，定速范围为5~30mm/min，最优值为10~20mm/min，根据母棒棒径、目标棒径以及送棒速度，按照等体积原理计算压力托辊一和压力托辊二的线速度并设定延伸；

3、尾柄三与预制棒的对接位置移至压力托辊一和压力托辊二之间的切割装置处时，压力托辊三下降夹持尾柄三，切割装置进行切割，使尾柄三与预制棒分离，压力托辊三上升，并将尾柄三转移至其他位置；

4、继续延伸，并在预定的长度使用切割装置继续切割；

5、直至延伸至尾柄二与平行部的接头到达切割装置位置，切割完成后，延伸结束。

所述预制棒为以石英材质为主的掺杂材料。

所述的预制棒的棒径范围为140mm~200mm。

所述尾柄三的棒径范围为40~180mm。

所述的尾柄为石英材质。

所述喷灯为金属单喷灯，燃烧气体为氢气（H2），助燃气体为氧气（O2），分为内外氧。

所述左密封快门和右密封快门，内径可调，，范围为0~220mm

所述卡爪一、卡爪二和卡盘三，装卡直径可调，范围为0~200mm。

所述压力托辊升降距离范围为0~150mm。

所述切割装置为金刚石刀片，切割范围为0~200mm。