本發(fā)明涉及光纖預制棒技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種預制棒拉雙錐的方法。

背景技術(shù)：

光纖拉絲生產(chǎn)過程主要是通過拉絲爐將光纖預制棒加熱到熔融狀態(tài)后從下端拉出光纖。為了有效拉絲，降低拉絲起頭的預制棒的損失量，縮短預制棒熔錐成型的時間，在拉絲前，通常要將預制棒拉絲的起始端制成流線型錐頭。

現(xiàn)有技術(shù)中，將光纖預制棒一端拉成錐型的加工方法是將一根光纖預制棒和一根石英棒，或者用兩根光纖預制棒，在熔接車床上加熱至對接面熔接在一起，然后通過熔床的拖動分離，將光纖預制棒一端拉成流線型錐體。這種方法存在著缺陷：當預制棒的外徑較大時，拉出流線型錐頭操作很困難，同時由于需要另外一根棒做牽引棒進行拉錐，因此會拉掉一部分預制棒，造成材料的浪費。

中國專利cn201210498530.4公開了一種光纖預制棒的拉錐加工方法：將兩根待拉錐處理的光纖預制棒分別對應(yīng)裝夾于玻璃熔接車床的兩端，移動兩根光纖預制棒至爐膛內(nèi)加熱達到軟化點之后，將兩根光纖預制棒熔接起來，再拖動玻璃熔接車床的夾頭相對反向移動，拉出流線錐體。該現(xiàn)有技術(shù)使光纖預制棒的拉錐玻璃損失量下降6％，一定程度上解決了拉錐損失問題，但并沒有從根本上解決光纖預制棒的拉錐損失問題。

中國專利cn201510701454.6公開了一種光纖預制棒的拉錐方法，包括如下步驟：將光纖預制棒和石英棒分別對應(yīng)裝夾于玻璃熔接車床的兩端，移至爐膛內(nèi)進行預熱，用石墨板將光纖預制棒的前端面向內(nèi)按壓使得該位置處呈v型槽，然后將石英棒和光纖預制棒熔接，向外牽引石英棒，使v型槽逐漸變大，移動噴燈始終灼燒v型槽的中心位置，當v型槽最細處直徑與光纖預制棒拉錐前的直徑比例為1:9‐1:6時，停止牽引石英棒。該現(xiàn)有技術(shù)提供的拉錐方法能減少光纖預制棒拉錐過程中石英棒的損耗，降低光纖預制棒錐頭的拉錐損耗；但也沒有從根本上解決光纖預制棒的拉錐損失問題。

可見，在光纖預制棒的拉錐頭過程，如何有效避免預制棒的損失，已成為一個技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中預制棒在拉錐過程造成的損失問題，本發(fā)明提供了一種新的光纖預制棒拉錐方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，預制棒的損失幾乎為零，可以徹底解決預制棒在拉錐過程中的損失問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種光纖預制棒拉雙錐的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)預熱過程：將預制棒固定在操作平臺的兩夾具上，確保預制棒處于水平位置；開啟噴燈對準拉錐部位進行預燒，直至表層玻璃處于熔融狀態(tài)；

2)拉錐過程：分為n個階段拉伸：在預制棒表層玻璃處于熔融狀態(tài)時，緩慢移動夾具，使左右夾具的距離增大到設(shè)定距離時，停止夾具移動，此為第一階段拉伸；將噴燈對準預制棒變徑最大的部位繼續(xù)加熱，移動夾具，重復第一階段的操作，此為第二階段拉伸；如此反復，直至完成第n階段的拉伸；然后關(guān)閉噴燈，將預制棒拉錐部分繼續(xù)置于保溫爐內(nèi)，緩慢降溫一段時間后，用玻璃刀從拉錐最細處割斷，將兩節(jié)拉錐好的預制棒移出保溫爐，冷卻待用。

按上述方案，所述夾具固定在光纖預制棒的兩端，所述夾具為卡爪。

按上述方案，所述光纖預制棒為1根，不需要使用另外的預制棒或玻璃棒作為牽引棒。

按上述方案，所述預熱過程和拉錐過程，拉錐部分一直處于保溫爐內(nèi)，所述保溫爐采用石英材料制成；所述保溫爐為雙層石英材料制成，內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)。在所述保溫爐內(nèi)安裝有噴燈。

按上述方案，所述拉錐部位選在光纖預制棒的非兩端部位，優(yōu)選在預制棒的中間部位。

按上述方案，所述預熱過程分為兩個階段進行：即預熱過程逐次開啟兩個噴燈預燒，先開啟第一個噴燈預燒5-15分鐘，然后再開啟第二個噴燈繼續(xù)預燒20-40分鐘。

按上述方案，為使加熱均勻，所述預燒過程，使預制棒處于均勻旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。所述旋轉(zhuǎn)速度大于30轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為50轉(zhuǎn)/分鐘。

按上述方案，作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述兩個噴燈在保溫爐內(nèi)的同一個位置上；作為本發(fā)明另一種可選的實施方式，所述兩個噴燈在同一個平面上，所述兩噴燈的噴射方向與預制棒的夾角30-60度，優(yōu)選為40-50度，進一步優(yōu)選45度。

按上述方案，所述噴燈的燈頭與預制棒的距離為40-60mm，優(yōu)選為50mm。

按上述方案，所述兩夾具對光纖預制棒的的拉伸力為可調(diào)定力，所述拉伸力的大小范圍為14-17牛，優(yōu)選為15牛。

按上述方案，所述拉錐過程每一階段設(shè)定的拉伸距離為15-25mm，所述每一階段的噴燒時間為3-5min。所述n取3或4。

按上述方案，所述預制棒拉錐部分在保溫爐的保溫時間為18-20min。

按上述方案，所述預制棒的直徑為150-250mm，完成所述n段拉伸后，拉錐處的棒徑達到15-16mm。

按上述方案，所述預熱和拉錐過程采用丙烷和氧氣的燃燒方式，其丙烷：氧氣的體積比為：60：250。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明采用水平拉雙錐方式，夾具對預制棒水平拉力的大小可控，且恒定，拉出的錐部長度和錐部形狀均勻，一致性好，避免了豎直拉伸方法因棒重力的差異導致的錐部長度和形狀難以控制的問題。

2)本發(fā)明的光纖預制棒拉雙錐方法，在拉錐過程中，不管是預制棒還是套管的拉錐過程，基本都做到了“零”損耗，沒有浪費一點玻璃材料，有效的提高了預制棒的利用率。而且拉成的錐頭應(yīng)力分布均勻，在后續(xù)拉絲過程中不會影響光纖的芯包比，使得光纖起頭部分的報廢大大降低。

3)本發(fā)明的光纖預制棒拉雙錐方法，選用光纖預制棒中間部位作為拉錐部位，一次可以拉出兩個錐頭，而且不需要牽引棒即可實現(xiàn)拉錐，簡化了工藝，節(jié)省了原材料，提升了拉錐效率。

4)本發(fā)明選用分階段預熱、分階段拉伸的方式，通過溫度調(diào)控和拉伸力調(diào)控，實現(xiàn)了一種新的拉伸方法，該方法尤其適合于大尺寸直徑光纖預制棒的拉錐，并且拉錐速度快、產(chǎn)品性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明預熱過程的示意圖；

圖2是本發(fā)明拉錐示意圖；

圖3是本發(fā)明拉錐多次后的示意圖。

附圖標記說明：1為卡爪，2為預制棒，3為燈頭。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

現(xiàn)有技術(shù)中，光纖預制棒拉錐需要使用牽引棒，而牽引棒在與預制棒熔融和再拉伸的過程中，需要拉掉一部分光纖預制棒，這種工藝的先天缺陷導致了一種無法有效解決預制棒在拉錐過程的掉頭現(xiàn)象。

為此，而本發(fā)明設(shè)計了一種簡便、快捷、高效的預制棒拉錐方法。

實施例1

一種光纖預制棒拉雙錐的方法，包括以下步驟：

1)預熱過程，如圖1所示：將預制棒固定在操作平臺的兩夾具上，確保預制棒處于水平位置；開啟噴燈對準拉錐部位進行預燒，直至表層玻璃處于熔融狀態(tài)；

2)拉錐過程，如圖1所示：該過程分為n個階段拉伸：在預制棒表層玻璃處于熔融狀態(tài)時，緩慢移動夾具，使左右夾具的距離增大到設(shè)定距離時，停止夾具移動，此為第一階段拉伸；將噴燈對準預制棒變徑最大的部位繼續(xù)加熱，移動夾具，重復第一階段的操作，此為第二階段拉伸；如此反復，直至完成第n階段的拉伸。

如圖3所示，關(guān)閉噴燈，將預制棒拉錐部分繼續(xù)置于保溫爐內(nèi)，緩慢降溫一段時間后，用玻璃刀從拉錐最細處割斷，將兩節(jié)拉錐好的預制棒移出保溫爐，冷卻待用。

上述方案中，夾具固定在光纖預制棒的兩端，夾具可以為卡爪。

上述方案中，光纖預制棒為1根，不需要使用另外的預制棒或玻璃棒作為牽引棒。拉錐部位選在光纖預制棒的非兩端部位，優(yōu)選在預制棒的中間部位，現(xiàn)有技術(shù)中拉錐部位選在兩端，并且需要牽引棒，這種操作工藝容易控制，但有浪費。本發(fā)明選擇在拉錐部位選在預制棒中間，這樣雖然在工藝的溫度、加熱時間、拉伸力的平穩(wěn)性有了更嚴格的要求，但簡化了操作，提升了效率。

在本發(fā)明的技術(shù)方案的預熱過程和拉錐過程，光纖預制棒的拉錐部分一直處于保溫爐內(nèi)，保溫爐采用石英材料制成。保溫爐也可以設(shè)置成雙層石英材料，內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，這樣保溫效果更好。在保溫爐內(nèi)安裝有噴燈。

現(xiàn)有技術(shù)的拉錐過程是從預制棒的一端開始的，這是由現(xiàn)有工藝的局限性決定的，對于直徑比較大的預制棒的拉錐，現(xiàn)有設(shè)備由于火焰溫度和保溫條件的限制，只能從棒的一端拉起，因為從預制棒的端面噴燒，這樣接觸面比較大，可以快速將棒燒熔，以備下一階段的拉錐。但這種拉錐工藝顯然不適合大尺寸預制棒中間部位拉錐，原因有幾點：一是火焰溫度不夠，燒不熔大尺寸的實心棒；而是沒有相關(guān)的配套保溫設(shè)備，溫度保持不住；三是從棒的中間噴燒，對溫度、拉伸力、內(nèi)應(yīng)力的控制要求更加精確，否則有可能會將預制棒拉成廢品。而本發(fā)明提出的技術(shù)方案，從中間拉錐，顛覆了傳統(tǒng)的拉錐方式和拉錐工藝，利用保溫爐使火焰的溫度恒定在一定范圍，對拉伸力調(diào)控，保證了光纖預制棒的內(nèi)應(yīng)力的均勻。本發(fā)明的拉雙錐過程，看似簡單的拉錐部位的調(diào)整，實質(zhì)上是提出了一種全新的拉錐工藝。

在本發(fā)明的工藝中，相關(guān)的拉錐設(shè)備和傳統(tǒng)工藝也不相同，所以，本發(fā)明實際上同時也提出了一種新的拉錐設(shè)備。在本發(fā)明的實施方式中，保溫爐的設(shè)計是有特別要求的，設(shè)計時會考慮到火焰的溫度、預制棒的尺寸等要素。對于直徑尺寸在150-250mm的預制棒來說，保溫爐的設(shè)計的合理范圍在長60-80cm、高40-60cm、寬40-60cm比較合適。比如本發(fā)明的一個實施例，保溫爐尺寸設(shè)計為長70cm、高50cm、寬50cm。

預熱過程分為兩個階段進行：即預熱過程逐次開啟兩個噴燈預燒，先開啟第一個噴燈預燒5-15分鐘，然后再開啟第二個噴燈繼續(xù)預燒20-40分鐘。這樣操作是為了控制預制棒的升溫速率，避免升溫過快引起預制棒的內(nèi)應(yīng)力分布不均，而引起的預制棒的性能不佳、棒身炸裂的可能性。

為使加熱均勻，所述預燒過程，使預制棒處于均勻旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)速度大于30轉(zhuǎn)/分鐘，比如在30‐80轉(zhuǎn)/分鐘，本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為50轉(zhuǎn)/分鐘。

在加熱過程，兩個噴燈在保溫爐內(nèi)的同一個位置上；當然，兩個噴燈也可以設(shè)定一定的夾角，比如將兩個噴燈設(shè)置在同一個平面上，兩噴燈的噴射方向呈180度相對；還可以將兩噴燈的噴射方向與預制棒的夾角設(shè)定在30-90度之間，優(yōu)選為40-50度，本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例夾具設(shè)定為45度。

在上述方案中，噴燈的燈頭與預制棒的距離為40-55mm，優(yōu)選為50mm。兩夾具對光纖預制棒的的拉伸力為可調(diào)定力，所述拉伸力的大小范圍為14-17牛。拉錐過程每一階段設(shè)定的拉伸距離為15-25mm，第二階段至第n階段的噴燒時間為3-5min。預制棒拉錐部分在保溫爐的保溫時間為18-20min。

預制棒的直徑為150-250mm，完成所述n段拉伸后，拉錐處的棒徑達到15-16mm。

為了讓預制棒更好的受熱，拉錐部分的熱量更均勻，減少由于拉錐時熱量不均造成的內(nèi)應(yīng)力，預熱和拉錐過程采用丙烷和氧氣的燃燒方式，其丙烷：氧氣的體積比為：60：250。

實施例2

一種光纖預制棒拉雙錐的方法，包括以下步驟：

如圖1所示，預熱過程：首先將預制棒夾在兩端的卡爪，確認預制棒的水平，將燈頭對準需要拉錐的位置，采用丙烷加氧氣的燃燒方式對預制棒進行預熱，燈頭與預制棒的距離以50mm為最佳，預熱時，首先使用一個燈頭預燒，8-10min后，開啟第二個燈頭，繼續(xù)增加預制棒的溫度，使溫度能夠逐漸滲透，25-30min后，確認預制棒表層玻璃已經(jīng)處于熔融狀態(tài)后，開始拉錐。

如圖2所示，拉錐過程：固定左邊卡爪，移動右邊卡爪，移動18-20mm后，鎖死卡爪，將燈頭繼續(xù)對著預制棒變徑最大的位置繼續(xù)加熱，3-5min后，再次重復之前的操作，根據(jù)棒徑的不同，3-4次移動后，拉錐處的棒徑基本達到15-16mm。

如圖3所示：關(guān)閉燈頭并移走，將拉錐部分放在保溫爐內(nèi)緩慢降溫，避免直接移出降溫過快造成錐部應(yīng)力過大。18-20min后，即可使用玻璃刀從拉錐處最細處割斷，并將兩節(jié)拉錐好的預制棒移出保溫爐，冷卻待用。

為了確認此方法拉錐的錐頭情況，使用游標卡尺確認錐頭直徑。以及使用應(yīng)力儀檢查兩個錐頭的應(yīng)力分布。從檢測結(jié)果來看，錐頭直徑15-16mm，錐部的應(yīng)力分布也非常均勻，首先可以保證在拉絲掉頭過程中不會出現(xiàn)由于錐部應(yīng)力造成的炸錐問題，其次在拉絲過程中，也很好的保證了光纖的芯包比，使得光纖起頭部分的報廢大大降低。

本發(fā)明的光纖預制棒拉雙錐方法，選用光纖預制棒中間部位作為拉錐部位，不需要牽引棒即可實現(xiàn)拉錐，簡化了工藝，節(jié)省了原材料。在拉錐過程中，不管是預制棒還是套管的拉錐過程，基本都做到了“零”損耗，沒有浪費一點玻璃材料，有效的提高了預制棒的利用率。

上述說明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如前所述，應(yīng)當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。