一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒及其制造方法，還涉及一種運(yùn)用芯棒加套管的光纖預(yù)制棒工藝制造光纖的技術(shù)。該技術(shù)可以有效地避免拉絲作業(yè)對(duì)光纖水峰參數(shù)所造成的影響，同時(shí)改進(jìn)光纖的幾何特性。由芯棒組件、套管組件組成；芯棒組件在垂直方向上插入套管組件中，形成套管預(yù)制棒；芯棒組件包括芯棒、過(guò)度尾柄和帶球尾柄；芯棒下部拉錐，上部與過(guò)度尾柄連接；過(guò)度尾柄上部連接帶球尾柄；帶球尾柄設(shè)置有球體。套管組件包括套管、過(guò)渡管、定位尾管和卡盤尾管，套管下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)通氣孔，套管上部與過(guò)渡管相連接；過(guò)渡管上部與定位尾管相連接；定位尾管上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，與卡盤尾管相連接。
【專利說(shuō)明】一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒及其制造方法，還涉及一種運(yùn)用芯棒加套管的光纖預(yù)制棒工藝制造光纖的技術(shù)，該技術(shù)可以有效地避免拉絲作業(yè)對(duì)光纖水峰參數(shù)所造成的的影響，同時(shí)改進(jìn)光纖的幾何特性。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖的制造過(guò)程通常包括3個(gè)工序:1)芯棒的制造，2)外包層的制造，3)高溫拉絲制造光纖。目前主流的加外包層技術(shù)有:外包沉積法(0VD)、套管融縮法(RIT)和套管拉絲法(RIC)。其中，套管拉絲工藝將外包和拉絲合二為一，由于其工藝簡(jiǎn)單靈活、設(shè)備投入低、適合于各種尺寸的預(yù)制棒等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用。
[0003]套管拉絲工藝的流程主要可分成以下幾個(gè)步驟:(1)套管組件制作及尾端拉錐；
(2)芯棒組件制作；(3)芯棒組件插入套管組件中裝配成預(yù)制棒組件；(4)在200(TC左右高溫下熔融預(yù)制棒組件并進(jìn)行拉絲。為了除去套管中的空氣和水份，同時(shí)保證套管和芯棒在拉絲作業(yè)熔融成一體時(shí)無(wú)氣泡和氣線，必須對(duì)套管進(jìn)行抽真空處理。
[0004]現(xiàn)有預(yù)制棒組件在裝配中一般采用:將芯棒一下端與套管錐形部相接觸，上部使用特定的密封裝置固定，并對(duì)套管一內(nèi)進(jìn)行抽真空處理(如圖1所示)。這種裝夾方法不僅安裝繁瑣，操作復(fù)雜；而且很難保證芯棒一(12)與套管一(13)的同軸度以及兩者之間的間隙均勻性。這些問(wèn)題使得現(xiàn)有裝配方式制作的套管預(yù)制棒，在拉制光纖時(shí)易造成芯層和包層之間產(chǎn)生同心度偏差，從而容易出現(xiàn)氣線和氣泡。另外，在現(xiàn)有的套管組件制作過(guò)程中，如果采用氫氧氣噴燈拉錐，水蒸汽將會(huì)進(jìn)入套管一，并在管內(nèi)壁冷凝成液態(tài)水潰。由于此時(shí)套管一已經(jīng)密封，套管一內(nèi)氣體無(wú)法流通，這些水份便無(wú)法去除；在拉絲過(guò)程中這些水份會(huì)嚴(yán)重影響光纖產(chǎn)品質(zhì)量，造成光纖中1383nm衰減增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有套管拉絲工藝存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒及其制造方法，還提供一種運(yùn)用芯棒加套管的光纖預(yù)制棒工藝制造光纖的技術(shù)。是一種以芯棒重力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)直的套管預(yù)制棒裝配方法，以及一種有效去除套管內(nèi)水份的方法。本發(fā)明可以有效地避免拉絲作業(yè)對(duì)光纖水峰參數(shù)所造成的的影響，同時(shí)改進(jìn)光纖的幾何特性。
[0006]本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒及其制造方法是采取以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒由芯棒組件、套管組件組成；裝配時(shí)，將芯棒組件在垂直方向上插入套管組件中，形成本發(fā)明中的套管預(yù)制棒。 [0007]芯棒組件包括芯棒、過(guò)度尾柄和帶球尾柄。芯棒下部拉錐，上部與過(guò)度尾柄連接；過(guò)度尾柄上部連接帶球尾柄；帶球尾柄設(shè)置有球體，其球部切出四個(gè)透氣槽23-2，切割透氣槽后的圓直徑與帶球尾柄上、下部直徑相一致(即切割深度等于球部與帶球尾柄上、下部的截面圓半徑之差)。
[0008]套管組件包括套管、過(guò)渡管、定位尾管和卡盤尾管。套管下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)2~10mm左右的通氣孔，套管上部與過(guò)渡管相連接；過(guò)渡管上部與定位尾管相連接；定位尾管上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，并與卡盤尾管相連接。
[0009]所述的帶球尾柄的球體與擴(kuò)口尾柄的內(nèi)壁相接觸。
[0010]本發(fā)明為解決芯包層同心度和間隙均勻性的問(wèn)題所設(shè)計(jì)的技術(shù)方案，采用帶球尾柄的球體與擴(kuò)口尾柄的內(nèi)壁相接觸的方式，根據(jù)芯棒自身的重力作用就能實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)中心的功能，從而保證了芯棒與套管的同心度。
[0011]以下是每一部分設(shè)計(jì)的詳細(xì)說(shuō)明: 所述芯棒:其外徑ODl的范圍是:5飛0_，長(zhǎng)度LI的范圍是:30(T3000mm，由玻璃管在芯棒車床上進(jìn)行沉積燒結(jié)制作而成。
[0012]所述套管:其內(nèi)徑ID4的范圍是:(0D1+1)~(0Dl+6)mm，長(zhǎng)度L4范圍是:L4≥(Ll+20)mm，外徑0D4由光纖的設(shè)計(jì)決定。
[0013]所述過(guò)度尾柄:用于連接芯棒和帶球尾柄，其外徑0D2的范圍是:0D2≥(ID4-2)mmD
[0014]所述過(guò)度管:在拉絲過(guò)程中，為了避免過(guò)渡管進(jìn)入拉絲爐時(shí)因氣流波動(dòng)而影響光纖產(chǎn)品質(zhì)量，其外徑0D5應(yīng)盡量和套管的外徑相近，0D5的范圍是:I 0D5-0D11 /ODI ( 3%，內(nèi)徑ID5的范圍是:(0D5-6)~(ID4+2)mm，其長(zhǎng)度L5由拉絲爐熱區(qū)的設(shè)計(jì)和其上端馬弗管的長(zhǎng)度確定。
[0015]所述帶球尾柄:詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖3所示，其球外徑ODB的范圍是:0DB≥(0Dl+6)mm,球兩側(cè)石英柄外徑0D3的范圍是:0D3≤(0DB-8)mm，該尾柄下部長(zhǎng)度在10(T200 mm適宜，球體上部石英柄長(zhǎng)度根據(jù)抽真空裝置以及套管尾柄的長(zhǎng)度所決定；具體制作方法如下:選定外徑的玻璃棒在玻璃車床上經(jīng)高溫灼燒緩慢軟化，向中間方向移動(dòng)一端卡盤，將其高溫處的玻璃擠制形成球狀；待冷卻后在機(jī)械車床上進(jìn)一步加工，以達(dá)到相應(yīng)的公差要求；加工完成后再使用切割機(jī)在球狀處切出四個(gè)對(duì)稱的透氣槽，切割透氣槽后的圓直徑與上下部直徑相一致(即切割深度等于球部與上下部的截面圓半徑之差)，寬度f(wàn) 4mm ;切割需保證切口的整齊，嚴(yán)禁產(chǎn)生崩口、豁口等現(xiàn)象，切割后進(jìn)行火焰拋光；帶球尾柄加工需要控制兩個(gè)形位公差:①球體兩端玻璃棒的同軸度，控制在Φ0.2mm以內(nèi)；②球體的圓度,控制在Φ0.1mm 以內(nèi)。
[0016]所述卡盤尾管:其內(nèi)徑ID7的范圍是:ID7 ^ (0DB+2)mm。為了抵擋卡盤的夾緊力，需要保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，外徑0D7的范圍是:0D7≥(ID7+10)mm。其長(zhǎng)度L7根據(jù)裝夾卡盤的長(zhǎng)度和抽真空裝置的位置決定，L7的范圍是25(T650mm。
[0017]所述定位尾管:其內(nèi)徑ID6的范圍(Max(0Dl，0D3)+3)mm~(0DB_4)mm。其外徑0D6范圍:(ID6+5)~Min(0D5，0D7)。上端擴(kuò)口外徑與卡盤尾管外徑一致，下端擴(kuò)口外徑與過(guò)度管外徑相一致。它的長(zhǎng)度L6由卡盤和拉絲爐的最小允許距離確定，L6的范圍> 150mm。
[0018]一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒的制造方法采取以下步驟實(shí)現(xiàn):
一、芯棒組件的制作流程:
(I)制作芯棒:在芯棒車床上經(jīng)沉積燒結(jié)后制作成芯棒，將其下部拉成錐形，冷卻后在測(cè)試儀器預(yù)制棒折射率測(cè)試分析系統(tǒng)(P104、PK2600)測(cè)試合格即可使用。[0019](2)選擇過(guò)度尾柄:根據(jù)芯棒的外徑及長(zhǎng)度選擇相應(yīng)的尺寸的玻璃棒，作為過(guò)度尾柄。
[0020](3)制作帶球尾柄:根據(jù)芯棒的尺寸選定的玻璃棒在玻璃車床上高溫灼燒，緩慢軟化，向中間方向移動(dòng)一端卡盤，將其高溫處的玻璃擠制形成球狀；待冷卻后在機(jī)械車床上進(jìn)一步加工，以達(dá)到相應(yīng)的公差要求；加工完成后再使用切割機(jī)在球狀處切出四個(gè)對(duì)稱的透氣槽，切割透氣槽后的圓直徑與上下部直徑相一致(即切割深度等于球部與上下部的截面圓半徑之差)，寬度1~4mm ;切割需保證切口的整齊，嚴(yán)禁產(chǎn)生崩口、豁口等現(xiàn)象，切割后進(jìn)行火焰拋光；帶球尾柄加工需要控制兩個(gè)形位公差:①球體兩端玻璃棒的同軸度，控制在Φ0.2mm以內(nèi)；②球體的圓度，控制在Φ0.1mm以內(nèi)。
[0021](4)芯棒組件焊接:帶球靶棒下部與過(guò)度管相焊接，過(guò)度管下部焊接有芯棒，形成芯棒組件；焊接完成后進(jìn)行校直作業(yè)，要求其整體的弓曲度必須小于0.5mm/m (最優(yōu)范圍要求小于0.lmm/m)。
[0022]二、套管組件的制作流程:
(O制作套管:根據(jù)芯棒的外徑及長(zhǎng)度選擇相應(yīng)尺寸的套管，將套管下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)2~10_左右的通氣孔。
[0023](2)選擇過(guò)度管:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇相應(yīng)尺寸的過(guò)度管。
[0024](3)制作定位尾管:將定位尾管上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，保證喇叭口外徑和卡盤尾管外徑相一 致，擴(kuò)口的角度約45度；下部根據(jù)過(guò)度管的外徑確定是否需要進(jìn)行擴(kuò)口處理，需要保證兩者之間的外徑相一致。
[0025](4)選擇卡盤尾管:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇相應(yīng)尺寸的卡盤尾管。
[0026](5)套管組件焊接:將定位尾管上部與卡盤尾管相焊接，下部與過(guò)度管相焊接，過(guò)度管下部與套管相焊接，形成套管組件；對(duì)套管組件進(jìn)行校直作業(yè)，要求其弓曲度必須小于lmm/m (最優(yōu)范圍要求小于0.5mm/m)。
[0027]三、芯棒組件與套管組件的裝配:
芯棒組件與套管組件整體裝配時(shí)，應(yīng)盡可能保證在垂直方向上將芯棒插入套管中，避免因芯棒與套管內(nèi)壁碰撞、摩擦而引起玻璃表面的劃傷。
[0028]此時(shí)芯棒的著力點(diǎn)為帶球尾柄的球體外部，帶球尾柄的球體與擴(kuò)口尾柄的內(nèi)壁相接觸，在重力的作用下，便可實(shí)現(xiàn)芯棒自動(dòng)準(zhǔn)直的效果，即制成一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒。
[0029]一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒制造光纖的方法如下:
將裝配完成后的結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒通過(guò)拉絲塔的卡盤進(jìn)行裝夾固定，對(duì)拉絲爐加熱升溫，待溫度升至1850~1950°C時(shí)，將預(yù)制棒錐頭部緩慢下降至拉絲爐口預(yù)熱3飛分鐘；根據(jù)拉絲爐熱區(qū)距爐口長(zhǎng)度確定下棒距離，再將預(yù)制棒錐部下降至拉絲爐的熱區(qū)處；待預(yù)制棒加熱3飛分鐘后，啟動(dòng)真空泵，對(duì)套管進(jìn)行抽氣作業(yè)，去除套管內(nèi)部因焊接而產(chǎn)生的水蒸氣。待預(yù)制棒錐頭的小孔完全消失，開始拉絲作業(yè)，制作光纖。
[0030]為了最大限度地避免拉絲過(guò)程增加光纖中的水峰，在套管下部錐形頂端的通氣孔消失后的拉絲過(guò)程中，套管內(nèi)部的絕對(duì)壓力需保證低于50mbar。
[0031]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1、應(yīng)用范圍廣泛，可適用不同尺寸范圍的芯棒和套管。2、由于帶球尾柄設(shè)置有球體，與外部定位尾管相切，在重力作用下，可實(shí)現(xiàn)芯棒自動(dòng)準(zhǔn)直的功能，能夠優(yōu)化芯棒與套管的同心度參數(shù)，提高光纖質(zhì)量；3、由于在套管的頂部設(shè)置有通氣孔，可以有效地解決了套管內(nèi)水份無(wú)法去除的難題；4、芯棒與套管的裝配更加簡(jiǎn)易，操作方便，大大減少裝棒時(shí)操作人員的調(diào)節(jié)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
附圖1是為現(xiàn)有的套管預(yù)制棒拉絲工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中:11、芯棒一，12、尾柄，13、套管一，14、過(guò)度管一，15、卡盤尾管一。
[0034]附圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒改進(jìn)后套管預(yù)制棒拉絲工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中:21、芯棒，22、過(guò)度尾柄，23、帶球尾柄，24、套管，25、過(guò)度管，26、定位尾管，
27、卡盤尾管。
[0036]附圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒的帶球尾柄結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]附圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒的帶球尾柄的球體的透氣槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]附圖5是本發(fā)明去除芯棒和套管之間水份的裝置示意圖:
圖中:21、芯棒，24、套管，43、拉絲爐，44、石墨件。
【具體實(shí)施方式】
[0039]參照附圖1~5，一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒由芯棒組件、套管組件組成；裝配時(shí)，將芯棒組件在垂直方向上插入套管組件中，形成本發(fā)明中的套管預(yù)制棒。兩者的具體組成及相互關(guān)系如下:
芯棒組件包括芯棒21、過(guò)度尾柄22和帶球尾柄23。芯棒21下部拉錐，上部與過(guò)度尾柄22連接；過(guò)度尾柄22上部連接帶球尾柄23 ;帶球尾柄23設(shè)置有球體(23_1)，其球部切出四個(gè)透氣槽23-2，切割透氣槽后的圓直徑與上下部直徑相一致(即切割深度等于球部與上下部的截面圓半徑之差)。
[0040]套管組件包括套管24、過(guò)渡管25、定位尾管26和卡盤尾管27。套管24下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)2~10mm左右的通氣孔，套管24上部與過(guò)渡管25相連接；過(guò)渡管25上部與定位尾管26相連接；定位尾管26上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，并與卡盤尾管27相連接。
[0041]所述的帶球尾柄(23)的球體與擴(kuò)口尾柄(26)的內(nèi)壁相接觸。
[0042]圖2是本發(fā)明為解決芯包層同心度和間隙均勻性的問(wèn)題所設(shè)計(jì)的技術(shù)方案，采用帶球尾柄(23)的球體與擴(kuò)口尾柄(26)的內(nèi)壁相接觸的方式，根據(jù)芯棒(21)自身的重力作用就能實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)中心的功能，從而保證了芯棒與套管的同心度。
[0043]以下是每一部分設(shè)計(jì)的詳細(xì)說(shuō)明:
所述芯棒(21):其外徑ODl的范圍是:5-60mm，長(zhǎng)度LI的范圍是:300-3000mm，由玻璃管在芯棒車床上進(jìn)行沉積燒結(jié)制作而成。
[0044]所述套管(24):其內(nèi)徑ID4的范圍是:(0D1+1)~(0D1+6) mm，長(zhǎng)度L4范圍是:L4≥(Ll+20)mm，外徑0D4由光纖的設(shè)計(jì)決定。[0045]所述過(guò)度尾柄(22):用于連接芯棒(21)和帶球尾柄(23)，其外徑0D2的范圍是:0D2 ≤(ID4-2)mm。
[0046]所述過(guò)度管(25):在拉絲過(guò)程中，為了避免過(guò)渡管(25)進(jìn)入拉絲爐時(shí)因氣流波動(dòng)而影響光纖產(chǎn)品質(zhì)量，其外徑0D5應(yīng)盡量和套管(24)的外徑相近，0D5的范圍是:
0D5-0D1|/0D1 ( 3%，內(nèi)徑ID5的范圍是:((?5-6）~ (ID4+2)mm，其長(zhǎng)度L5由拉絲爐熱區(qū)的設(shè)計(jì)和其上端 馬弗管的長(zhǎng)度確定。
[0047]所述帶球尾柄(23):詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖3所示，其球外徑ODB的范圍是:0DB X0D1+6)臟，球兩側(cè)石英柄外徑0D3的范圍是:0D3 < (0DB-8) mm,該尾柄下部長(zhǎng)度在100~200 mm適宜，球體上部石英柄長(zhǎng)度根據(jù)抽真空裝置以及套管尾柄(24)的長(zhǎng)度所決定；具體制作方法如下:選定外徑的玻璃棒在玻璃車床上經(jīng)高溫灼燒緩慢軟化，向中間方向移動(dòng)一端卡盤，將其高溫處的玻璃擠制形成球狀；待冷卻后在機(jī)械車床上進(jìn)一步加工，以達(dá)到相應(yīng)的公差要求；加工完成后再使用切割機(jī)在球狀處切出四個(gè)對(duì)稱的透氣槽，槽的深度與上下部的棒外徑一致，寬度1~4_ ;切割需保證切口的整齊，嚴(yán)禁產(chǎn)生崩口、豁口等現(xiàn)象，切割后進(jìn)行火焰拋光；帶球尾柄加工需要控制兩個(gè)形位公差:①球體兩端玻璃棒的同軸度，控制在Φ0.2mm以內(nèi)；②球體的圓度，控制在Φ0.1mm以內(nèi)。
[0048]所述卡盤尾管(27):其內(nèi)徑ID7的范圍是:ID7≥(0DB+2)mm。為了抵擋卡盤的夾緊力，需要保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，外徑0D7的范圍是:0D7 3 (ID7+10)mm。其長(zhǎng)度L7根據(jù)裝夾卡盤的長(zhǎng)度和抽真空裝置的位置決定，L7的范圍是25(T650mm。
[0049]所述定位尾管(26):其內(nèi)徑ID6的范圍(Max(0Dl，0D3)+3)_~(0DB_4)mm。其外徑0D6范圍:(ID6+5)~Min(0D5，0D7)。上端擴(kuò)口外徑與卡盤尾管(27)外徑一致，下端擴(kuò)口外徑與過(guò)度管(25)外徑相一致。它的長(zhǎng)度L6由卡盤和拉絲爐的最小允許距離確定，L6的范圍≥150_。
[0050]一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒的制造方法采取以下步驟實(shí)現(xiàn):
一、芯棒組件的制作流程:
(I)制作芯棒21:在芯棒車床上經(jīng)沉積燒結(jié)后制作成芯棒21，將其下部拉成錐形，冷卻后在測(cè)試儀器預(yù)制棒折射率測(cè)試分析系統(tǒng)(P104、PK2600)測(cè)試合格即可使用。
[0051](2)選擇過(guò)度尾柄22:根據(jù)芯棒21的外徑及長(zhǎng)度選擇相應(yīng)的尺寸的玻璃棒，作為過(guò)度尾柄22。
[0052](3)制作帶球尾柄23:根據(jù)芯棒21的尺寸選定的玻璃棒在玻璃車床上高溫灼燒，緩慢軟化，向中間方向移動(dòng)一端卡盤，將其高溫處的玻璃擠制形成球狀；待冷卻后在機(jī)械車床上進(jìn)一步加工，以達(dá)到相應(yīng)的公差要求；加工完成后再使用切割機(jī)在球狀處切出四個(gè)對(duì)稱的透氣槽，切割透氣槽后的圓直徑與帶球尾柄上、下部直徑相一致(即切割深度等于球部與帶球尾柄上、下部的截面圓半徑之差)，寬度f(wàn)4mm ;切割需保證切口的整齊，嚴(yán)禁產(chǎn)生崩口、豁口等現(xiàn)象，切割后進(jìn)行火焰拋光；帶球尾柄加工需要控制兩個(gè)形位公差:①球體兩端玻璃棒的同軸度，控制在Φ0.2_以內(nèi)；②球體的圓度，控制在Φ0.1mm以內(nèi)。
[0053](4)芯棒組件焊接:帶球靶棒23下部與過(guò)度管22相焊接，過(guò)度管22下部焊接有芯棒22，形成芯棒組件；焊接完成后進(jìn)行校直作業(yè)，要求其整體的弓曲度必須小于0.5mm/m(最優(yōu)范圍要求小于0.lmm/m)。
[0054]二、套管芯棒組件的制作流程:(1）制作套管24:根據(jù)芯棒21的外徑及長(zhǎng)度選擇相應(yīng)尺寸的套管24，將套管24下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)2~10_左右的通氣孔。
[0055](2)選擇過(guò)度管25:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇相應(yīng)尺寸的過(guò)度管。
[0056](3)制作定位尾管26:將定位尾管26上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，保證喇叭口外徑和卡盤尾管27外徑相一致，擴(kuò)口的角度約45度；下部根據(jù)過(guò)度管25的外徑確定是否需要進(jìn)行擴(kuò)口處理，需要保證兩者之間的外徑相一致。
[0057](4)選擇卡盤尾管27:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇相應(yīng)尺寸的卡盤尾管。
[0058](5)套管組件焊接:將定位尾管26上部與卡盤尾管27相焊接，下部與過(guò)度管25相焊接，過(guò)度管25下部與套管24相焊接，形成套管組件；對(duì)套管組件進(jìn)行校直作業(yè)，要求其弓曲度必須小于lmm/m (最優(yōu)范圍要求小于0.5mm/m)。
[0059]三、芯棒組件與套管組件的裝配:
芯棒組件與套管組件整體裝配時(shí)，應(yīng)盡可能保證在垂直方向上將芯棒插入套管中，避免因芯棒與套管內(nèi)壁碰撞、摩擦而引起玻璃表面的劃傷。
[0060]此時(shí)芯棒的著力點(diǎn)為帶球尾柄(23)的球體外部,帶球尾柄(23)的球體與擴(kuò)口尾柄(26)的內(nèi)壁相接觸，在重力的作用下，便可實(shí)現(xiàn)芯棒(22)自動(dòng)準(zhǔn)直的效果，即制成一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒。
[0061]一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒制造光纖的方法如下:
將裝配完成后的結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒通過(guò)拉絲塔的卡盤進(jìn)行裝夾固定，對(duì)拉絲爐
(43)加熱升溫，待溫度升至1800~1950°C左右時(shí)，將預(yù)制棒錐頭部緩慢下降至拉絲爐口預(yù)熱3飛分鐘；根據(jù)拉絲爐熱區(qū)距爐口長(zhǎng)度確定下棒距離，再將預(yù)制棒錐部下降至拉絲爐的熱區(qū)處；待預(yù)制棒加熱3飛分鐘后，啟動(dòng)真空泵，對(duì)套管24進(jìn)行抽氣作業(yè)，去除套管24內(nèi)部因焊接而產(chǎn)生的水蒸氣。待預(yù)制棒錐頭的小孔完全消失，開始拉絲作業(yè)，制作光纖。
[0062]為了最大限度地避免拉絲過(guò)程增加光纖中的水峰，在套管下部錐形頂端的通氣孔消失后的拉絲過(guò)程中，套管內(nèi)部的絕對(duì)壓力需保證低于50mbar。
[0063]實(shí)施例:
將一根VAD工藝制成的粉末棒經(jīng)過(guò)燒結(jié)、一次延伸以及表面處理后制成一根芯棒。根據(jù)測(cè)量的折射率剖面計(jì)算其包芯比是4.53。將芯棒再次延伸制作成2根芯棒:芯棒A和芯棒B:芯棒A的外徑是44.7 mm,長(zhǎng)度1500_。將該芯棒采用OVD方法進(jìn)行外包，制成預(yù)制棒，其外徑是145mm。再將此預(yù)制棒進(jìn)行拉絲作業(yè)，制作成標(biāo)準(zhǔn)的G652光纖。
[0064]芯棒(21)B的外徑ODl是18.3mm，長(zhǎng)度LI是1000 mm ;過(guò)度尾柄(22)外徑0D3是18mm,長(zhǎng)度L3是450mm ;帶球尾柄(23)的棒外徑0D3是20mm,球外徑ODB是32mm,下部長(zhǎng)度是170mm,上部長(zhǎng)度是390mm。
[0065]套管(24)使用HeraeusF300 (羥基〈I ppm)石英套管，套管內(nèi)徑ID4=20.5mm,外徑 0D4=60mm,長(zhǎng)度 L4=1050mm ;過(guò)度管(25)內(nèi)徑 ID5=50mm,外徑 0D5=60mm,長(zhǎng)度 L5=450mm。定位尾管(26 )外徑0D6=32mm，內(nèi)徑ID6=25mm，長(zhǎng)度L6=200mm ;卡盤尾管(27 )外徑0D7 =60mm,內(nèi)徑 ID7 =44mm,長(zhǎng)度 L7 =450mm。
[0066]1.芯棒組件制作:首先在玻璃車床上將芯棒、過(guò)度尾柄和帶球尾柄分別校直，使其弓曲度均小于0.lmm/m。然后將帶球尾柄、過(guò)度尾柄和芯棒依次焊接成一體。最后對(duì)芯棒組件整體進(jìn)行校直，使其弓曲度在0.lmm/m以內(nèi)。將制作好的芯棒組件，在35%的氫氟酸中浸泡8小時(shí)，腐蝕后的芯棒外徑是0D1=17.9 mm。
[0067]2.套管組件制作:將定位尾管一端進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，保證喇叭口外徑和卡盤尾管外徑相一致，擴(kuò)口的角度約45度。將擴(kuò)口端與卡盤尾管相焊接，另一端與過(guò)度管焊接成一體。過(guò)度管的下部與套管相焊接，形成套管組件。對(duì)套管組件進(jìn)行校直作業(yè)，以達(dá)到弓曲度在0.5mm/m以內(nèi)的要求。將套管下部加熱拉制成尖錐形狀，并切除尖嘴頂端部位，設(shè)置一個(gè)約4_的通氣孔。最后將制造好的套管組件在15%的氫氟酸中清洗I小時(shí)，再用純水清洗后進(jìn)行干燥即可。
[0068]3.將套管組件和芯棒組件進(jìn)行裝配。在裝配過(guò)程中，應(yīng)盡可能保證在垂直的方向上將芯棒插入套管中，避免因芯棒與套管內(nèi)壁碰撞、摩擦等而引起玻璃表面的劃傷。此時(shí)芯棒的著力點(diǎn)為帶球尾柄(23)的球體外部，帶球尾柄(23)的球體與擴(kuò)口尾柄(26)的內(nèi)壁相接觸，在重力的作用下，芯棒(22)即可自動(dòng)準(zhǔn)直，即制成一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒。
[0069]一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒制造光纖的方法如下:將裝配完成后的預(yù)制棒組件通過(guò)拉絲塔的卡盤進(jìn)行裝夾固定，首先對(duì)拉絲爐(43)進(jìn)行預(yù)熱，待溫度升至800°C左右，進(jìn)行烘爐15min ;再次加熱升溫，待溫度升至1950°C左右，將預(yù)制棒錐頭部緩慢下降至拉絲爐口 ；根據(jù)拉絲爐熱區(qū)距爐口長(zhǎng)度確定下棒距離，再將預(yù)制棒錐部下降至拉絲爐的熱區(qū)44處；待預(yù)制棒加熱3~5分鐘后，啟動(dòng)真空泵，對(duì)套管進(jìn)行抽氣作業(yè)，去除套管內(nèi)部因焊接而產(chǎn)生的水蒸氣。待預(yù)制棒錐頭的小孔完全消失，開始拉絲作業(yè)，制作光纖。在拉絲過(guò)程中真空度要求保持在絕對(duì)壓力50mbar以內(nèi)。
[0070]分別將芯棒A與芯棒B拉出的光纖進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見如下表1:
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒，其特征在于:由芯棒組件、套管組件組成；裝配時(shí)，將芯棒組件在垂直方向上插入套管組件中，形成套管預(yù)制棒； 芯棒組件包括芯棒、過(guò)度尾柄和帶球尾柄；芯棒下部拉錐，上部與過(guò)度尾柄連接；過(guò)度尾柄上部連接帶球尾柄；帶球尾柄設(shè)置有球體，其球部切出透氣槽，切割透氣槽后的圓直徑與帶球尾柄上、下部直徑相一致； 套管組件包括套管、過(guò)渡管、定位尾管和卡盤尾管，套管下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)2~10mm的通氣孔，套管上部與過(guò)渡管相連接；過(guò)渡管上部與定位尾管相連接；定位尾管上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，并與卡盤尾管相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒，其特征在于:所述的帶球尾柄的球體與擴(kuò)口尾柄的內(nèi)壁相接觸。
3.權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒的制造方法，其特征在于:采取以下步驟實(shí)現(xiàn): 一、芯棒組件的制作流程: (1)制作芯棒:在芯棒車床上經(jīng)沉積燒結(jié)后制作成芯棒，將其下部拉成錐形，冷卻后在測(cè)試儀器預(yù)制棒折射率測(cè)試分析系統(tǒng)測(cè)試合格即可使用； (2)選擇過(guò)度尾柄:根據(jù)芯棒的外徑及長(zhǎng)度選擇相應(yīng)的尺寸的玻璃棒，作為過(guò)度尾柄； (3)制作帶球尾柄:根據(jù)芯棒的尺寸選定的玻璃棒在玻璃車床上高溫灼燒，緩慢軟化，向中間方向移動(dòng)一端卡盤，將其高溫處的玻璃擠制形成球狀；待冷卻后在機(jī)械車床上進(jìn)一步加工，以達(dá)到相應(yīng)的公差要求；加工完成后再使用切割機(jī)在球狀處切出四個(gè)對(duì)稱的透氣槽，切割透氣槽后的圓直徑與上下部直徑相一致，寬度1~4mm ;切割需保證切口的整齊，嚴(yán)禁產(chǎn)生崩口、豁口等現(xiàn)象，切割后進(jìn)行火焰拋光；帶球尾柄加工需要控制兩個(gè)形位公差:①球體兩端玻璃棒的同軸度，控制在Φ0.2mm以內(nèi)；②球體的圓度,控制在Φ0.1mm以內(nèi)； (4)芯棒組件焊接:帶球靶棒下部與過(guò)度管相焊接，過(guò)度管下部焊接有芯棒，形成芯棒組件；焊接完成后進(jìn)行校直作業(yè)，要求其整體的弓曲度必須小于0.5mm/m ； 二、套管組件的制作流程: (O制作套管:根據(jù)芯棒的外徑及長(zhǎng)度選擇相應(yīng)尺寸的套管，將套管下部拉制成錐形，并切除錐形頂端部位，形成一個(gè)2~10_左右的通氣孔； (2)選擇過(guò)度管:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇相應(yīng)尺寸的過(guò)度管； (3)制作定位尾管:將定位尾管上部進(jìn)行擴(kuò)口處理，設(shè)置為喇叭口形狀，保證喇叭口外徑和卡盤尾管外徑相一致，擴(kuò)口的角度約45度；下部根據(jù)過(guò)度管的外徑確定是否需要進(jìn)行擴(kuò)口處理，需要保證兩者之間的外徑相一致； (4)選擇卡盤尾管:根據(jù)設(shè)計(jì)的要求選擇相應(yīng)尺寸的卡盤尾管； (5)套管組件焊接:將定位尾管上部與卡盤尾管相焊接，下部與過(guò)度管相焊接，過(guò)度管下部與套管相焊接，形成套管組件；對(duì)套管組件進(jìn)行校直作業(yè)，要求其弓曲度必須小于lmm/m ； 三、芯棒組件與套管組件的裝配: 芯棒組件與套管組件整體裝配時(shí)，應(yīng)盡可能保證在垂直方向上將芯棒插入套管中，避免因芯棒與套管內(nèi)壁碰撞、摩擦而引起玻璃表面的劃傷； 此時(shí)芯棒的著力點(diǎn)為帶球尾柄的球體外部，帶球尾柄的球體與擴(kuò)口尾柄的內(nèi)壁相接觸，在重力的作用下，便可實(shí)現(xiàn)芯棒自動(dòng)準(zhǔn)直的效果，即制成一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒。
4.權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒制造光纖的方法，其特征在于: 將裝配完成后的結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒通過(guò)拉絲塔的卡盤進(jìn)行裝夾固定，對(duì)拉絲爐加熱升溫，待溫度升至1850~1950°C時(shí)，將預(yù)制棒錐頭部緩慢下降至拉絲爐口預(yù)熱3飛分鐘；根據(jù)拉絲爐熱區(qū)距爐口長(zhǎng)度確定下棒距離，再將預(yù)制棒錐部下降至拉絲爐的熱區(qū)處；待預(yù)制棒加熱3~5分鐘后，啟動(dòng)真空泵，對(duì)套管進(jìn)行抽氣作業(yè)，去除套管內(nèi)部因焊接而產(chǎn)生的水蒸氣，待預(yù)制棒錐頭的小孔完全消失，開始拉絲作業(yè)，制作光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種結(jié)構(gòu)改進(jìn)型的套管預(yù)制棒制造光纖的方法，其特征在于: 為了最大限度地避免拉絲過(guò)程增加光纖中的水峰，在套管下部錐形頂端的通氣孔消失后的拉絲過(guò)程中，套管內(nèi)部的絕對(duì)壓力需保證低于50mbar。
【文檔編號(hào)】C03B37/025GK103951181SQ201410154728
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】錢本華, 周慧, 蔣新力, 徐希凱, 陳金文 申請(qǐng)人:中天科技精密材料有限公司