[发明专利]一种高速拉制光纤的装置及方法

权利要求书

1.一种高速拉制光纤的装置，包括从上至下设置的吊棒机构（1）、熔融机构（7）、直径测试仪（9）、内部填充有冷却气体的冷却装置（10）、第一涂覆器（11）、第一涂层固化炉（12）、第二涂覆器（14）、第二涂层固化炉（15）和转向轮（18），所述转向轮（18）的左上方或右上方设置有牵引轮（19），所述牵引轮（19）的一侧设置有导向轮（20），所述导向轮（20）的底部设置有收丝筒（21），其特征在于：所述吊棒机构（1）与熔融机构（7）之间设置有石英套环（3），所述石英套环（3）的外径与待拉制的光纤预制棒（4）的外径相同，石英套环（3）的内径与光纤预制棒（4）顶部的尾棒（2）的外径匹配；

所述熔融机构（7）的顶部设置有加热温度为1200℃～1500℃的预热机构（6），预热机构（6）的加热区域的长度与熔融机构（7）的加热区域的长度的比值为0.5～2.0；熔融机构（7）的底部设置有加热温度为1200℃～1800℃的退火机构（8），退火机构（8）的加热区域的长度与熔融机构（7）的加热区域的长度的比值为0.5～2.0；

所述第一涂层固化炉（12）与第二涂覆器（14）之间设置有第一冷却管（13），所述第二涂层固化炉（15）与转向轮（18）之间设置有第二冷却管（16）和至少一个稳定导轮（17），所述稳定导轮（17）位于第二冷却管（16）的下方，第一冷却管（13）的内部和第二冷却管（16）的内部均填充有小分子气体。

2.如权利要求1所述的高速拉制光纤的装置，其特征在于：所述石英套环（3）的底部向上凹陷。

3.如权利要求1所述的高速拉制光纤的装置，其特征在于：所述稳定导轮（17）的数量为至少两个，至少两个稳定导轮（17）错开设置于第二冷却管（16）纵向中轴线的两侧。

4.如权利要求1所述的高速拉制光纤的装置，其特征在于：所述冷却装置（10）的横截面为环形，其内侧壁与外侧壁之间设置有夹层，所述夹层内填充有水。

5.如权利要求1所述的高速拉制光纤的装置，其特征在于：所述小分子气体为氦气、氮气或氦气与氮气混合的气体。

6.如权利要求1至5任一项所述的高速拉制光纤的装置，其特征在于：所述第一涂覆器（11）的内部和第二涂覆器（14）的内部均填充有氩气与二氧化碳混合的气体。

7.如权利要求1至5任一项所述的高速拉制光纤的装置，其特征在于：所述第一冷却管（13）的侧壁和第二冷却管（16）的侧壁均开有排烟管道。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述装置的高速拉制光纤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将光纤预制棒（4）顶部的尾棒（2）穿过石英套环（3），将尾棒（2）的顶端悬挂在吊棒机构（1）的底部；

B、光纤预制棒（4）和套有石英套环（3）的尾棒（2）以2200～2500m/min的速度运动，光纤预制棒（4）和套有石英套环（3）的尾棒（2）依次经过预热机构（6）、熔融机构（7）和退火机构（8）；将预热机构（6）的温度设定为1200℃～1500℃，对光纤预制棒（4）和尾棒（2）进行预热；将熔融机构（7）的温度设定为1800℃～2300℃，对预热后的光纤预制棒（4）和尾棒（2）进行熔融拉丝，形成光纤（5）；将退火机构（8）的温度设定为1200℃～1800℃，对光纤（5）进行退火；

C、直径测试仪（9）对退火之后的光纤（5）进行直径测试；冷却装置（10）内部的冷却气体对光纤（5）进行冷却；

D、第一涂覆器（11）对冷却后的光纤（5）进行第一次涂覆，形成第一涂覆层，第一涂层固化炉（12）对第一涂覆层进行固化，第一冷却管（13）内的小分子气体对光纤（5）进行除杂和冷却；第二涂覆器（14）对光纤（5）进行第二次涂覆，第一涂覆层外部形成第二涂覆层，第二涂层固化炉（15）对第二涂覆层进行固化，第二冷却管（16）内的小分子气体对光纤（5）进行二次除杂和二次冷却；

E、二次除杂和二次冷却后的光纤（5）经过稳定导轮（17），光纤（5）在稳定导轮（17）上转动，稳定导轮（17）对光纤（5）进行轨迹校正；轨迹校正后的光纤（5）依次经过转向轮（18）、牵引轮（19）、导向轮（20）和收丝筒（21），转向轮（18）带动光纤（5）转向牵引轮（19），牵引轮（19）将光纤（5）牵引至导向轮（20），导向轮（20）将光纤（5）导向至收丝筒（21），收丝筒（21）对光纤（5）进行收丝。