[发明专利]一种旋转拉丝装置及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转拉丝的光纤制造装置及其运行方法，具体涉及一种可用于低偏振模色散光纤和旋转多芯光纤制造的光纤拉丝装置和运行方法。

背景技术

光纤的旋转拉丝最常见的是为了在生产单模光纤时降低偏振模色散或是为了生产特殊的传感光纤。现有的低偏振模色散光纤生产采用的旋转方法主要是正反双向搓动法生产的，如中国专利申请号03107636.X《具有低偏振模色散的光纤》中介绍的方案，该方案可直接安置在现有拉丝装置上所以成本较低，拉丝速度不受影响，已被广泛使用。而另一种单向旋转的拉丝技术只在特殊光纤生产中会有应用，如中国专利申请号03823050.X《低偏振波型色散光纤维及其制造工艺和装置》中介绍的方案，由于对已有的拉丝设备改造较大，所以应用较少。中国专利申请号201110310614.6《一种旋转光纤的制造方法及旋转收纤装置》中介绍了一种单向旋转拉丝装置及运行方法，通过将光纤收纤盘的旋转来生产旋转光纤。低偏振模色散光纤或特殊的传感光纤需要在拉丝时每米旋转5至100圈，而现有的拉丝机拉丝速度在每分钟800米至2000米，则在拉丝时需要使光纤每分钟旋转4000转至200000转，这样的转速，现有的拉丝机是无法做到的，所以，只有大幅度降低拉丝速度，才能满足旋转要求，如生产每米旋转20圈的光纤，设备旋转装置能承受的转速在每分钟2000转，则拉丝速度在100米/分钟，这样的速度导致光纤生产效率是很低的，从而使产品成本高昂。

发明内容

本发明揭示了一种旋转拉丝装置及其运行方法，该制造装置和运行方法也可用于单芯光纤或多芯光纤的制造，如低偏振模色散光纤、双芯螺旋纤芯光纤以及三芯螺旋纤芯光纤等的制造，后两种光纤可应用于光纤激光器或光纤传感领域。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种旋转拉丝装置，包括：

加热炉，用于熔化光纤预制棒的端部；

牵引装置模块，用于从光纤预制棒的端部拉出光纤；

旋转装置模块，用于在拉伸光纤时，使光纤绕其轴线进行单向旋转，因而光纤产生弹性扭曲；

其特征在于：该装置还包括收线装置模块，该收线装置模块用于向已旋转的光纤施加绕其轴线的扭转，扭转方向与上述弹性扭曲的方向相反；同时，扭转后的光纤安置于收线装置模块内部。

进一步的，所述的收线装置模块包括容器和安置于容器底部的旋转模块，光纤通过容器的上部开口进入容器的内部，容器底部的旋转模块带动容器旋转，该旋转消减了进入容器的光纤上的弹性扭曲，光纤在容器的内表面上盘绕。

优选的，收线装置模块还包括升降平台，旋转模块固定于升降平台上，控制升降平台的上下移动，使容器和旋转模块上下移动，从而使光纤在容器内表面更均匀的盘绕。

优选的，所述的收线装置模块位于牵引装置模块的下部。

进一步的，该拉丝装置还包括退扭复绕装置模块，其包括旋转模块、安置于旋转模块上的容器和驱动模块，光纤从容器内通过导轮导出，盘绕在光纤盘上，光纤盘安置在驱动模块上。

优选的，所述的容器是由高强度非金属材料构成。如采用碳纤维或芳纶纤维等高强度纤维构成的容器，其质量轻，耐离心力大，有的容器可承受6000转/分钟，这样可以大大提高本发明拉丝机的拉丝速度。

优选的，在牵引装置模块和收线装置模块之间还安置有输送模块，其包括套管、安置于套管上的气管和产生压缩气体的气源，从牵引装置模块下来的光纤穿过套管进入收线装置模块，气源输出的压缩气体通过气管输入到套管内，套管内的压缩气体向下吹送光纤。

该旋转拉丝装置的运行方法，包括：

将光纤预制棒拉丝成光纤；

在拉丝时，绕光纤的轴线单向旋转该光纤，使光纤经受弹性扭曲；

其特征在于：还包括通过旋转的收线装置模块、使光纤绕其轴线扭转已旋转的光纤，扭转方向与上述弹性扭曲的方向相反，从而控制上述弹性扭曲；且通过收线装置模块收集光纤并盘绕在其内表面。

优选的、所述的收线装置模块包括容器和安置于容器底部的旋转模块，光纤通过容器的上部开口进入容器的内部，容器底部的旋转模块带动容器旋转，该旋转消减了进入容器的光纤上的弹性扭曲，光纤在容器的内表面上盘绕。容器在高速旋转时，会带动光纤旋转，从而使光纤具有较大的离心力，使光纤附着在容器的内壁上，完成光纤的收集。

优选的，收线装置模块内容器的旋转产生的扭转的模量大于光纤的上述弹性扭曲，从而使光纤具有残余扭曲。从而有利于光纤盘绕在容器的内壁上。

优选的，收线装置模块的旋转是以恒定的转速或变化的转速扭转光纤。