[发明专利]一种大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法及其辅助装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法及其辅助装置，属于通信光纤的制造加工技术领域。

背景技术

通常，光纤是在光纤拉丝炉内对光纤预制棒加热软化拉丝而成。随着预制棒制备技术的发展，预制棒直径尺寸已经由60到80mm增加至120到200mm不等，单根预制棒的拉丝长度也由三四百公里增加至数千公里。显然，随着预制棒外径的增大，在拉丝时将小直径的辅助延长棒或管与预制棒尾端相接能有效的提高预制棒的利用率，拉制出总长更长的光纤，从而降低光纤的制造成本。基于这种思想，在机械条件能够容忍范围之内，在预制棒的尺寸逐渐增大的前提下，尽可能降低延长棒或管的外径成为降低光纤拉丝成本的重要环节。

然而采用较小外径的辅助延长棒或管的预制棒在拉丝过程中，随着预制棒的逐渐消耗，辅助延长棒或管进入拉丝炉气密系统，并最终进入拉丝炉的热区，当预制棒后段部分逐渐软化并被拉制成光纤，在最后端部逐渐缩小的情况下，发热体孔腔与预制棒最粗部分的间隙逐渐变大。实验显示，随着这种间隙的逐渐变大，预制棒锥部的气流稳定性变差，从而使发热体与预制棒间的对流导热热量波动增大，玻璃黏度随之产生波动，最终导致光纤的包层直径发生波动而且超过质量要求。比如对于常规125微米光纤，包层直径波动由±1微米以内增大至±2到±3微米甚至更大，这种波动大的大小取决于预制棒最后端部以及辅助延长棒或管的外径的大小，或者说取决于预制棒后部最粗部分与发热体间的间隙的大小。

在已经公开的专利文献中，已经存在一些解决上述原因造成的光纤包层直径波动问题的方法。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预制棒收容筒，当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 1156697A公开了一种光纤制备技术，在尾棒上上挂一组累加长度大于50mm，外径与预制棒外径相差小于0.5mm的套管，该方法具有如下缺点：接触预制棒的套管在拉丝结束部分在高温热区内会融化而无法重复使用，而且具有易坠入炉中的危险，另一方面对套管的外径要求过于严格，给规模化生产和使用带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种能使大尺寸光纤预制棒的后续拉丝质量保持稳定的拉制光纤的方法及其辅助装置，他能有效提高光纤预制棒的利用率，降低光纤的制造成本。

本发明为解决上述提出的问题所采用的拉制光纤方法的技术方案为：

包含如下步骤：

在大尺寸光纤预制棒末端熔接小直径延长棒(或者延长管)；

在小直径延长棒下端与大尺寸光纤预制棒的联接处套装辅助装置，所述的辅助装置包括插入套管、浮动密封挡圈和上密封挡圈，所述的插入套管套装在小直径延长棒下端，内孔与小直径延长棒相配置，外径小于大尺寸光纤预制棒外径，插入套管的外周配置浮动密封挡圈，插入套管的上端安设有内孔与小直径延长棒外周相配置的上密封挡圈；

将套装好辅助装置的光纤预制棒放入拉丝炉进行装夹，使小直径延长棒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，大尺寸光纤预制棒的前端进入拉丝炉发热腔；

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

通过发热腔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；

拉丝过程中，进给机构缓慢将光纤预制棒进给进入发热腔，直至插入套管随光纤预制棒进入发热腔，浮动密封挡圈被推送至插入套管的上方，大尺寸光纤预制棒的有效沉积尾端被拉制成光纤为止。

按上述方案，所述的插入套管上端设置外径大于发热腔内径的轴肩，插入套管随棒进给时通过轴肩将其上端止挡在发热腔入口的上端面，插入套管轴肩下方紧靠惰性气体输送口，小直径延长棒相对插入套管和上密封挡圈继续下移将大尺寸光纤预制棒尾端继续向拉丝炉的发热腔进给，直至拉丝结束。

按上述方案，所述的大尺寸光纤预制棒的外径大于或等于120mm；通常为120～200mm。

按上述方案，所述的小直径延长棒与大尺寸光纤预制棒同轴线联接，小直径延长棒与大尺寸光纤预制棒的外径之差大于或等于25mm。