一种预制棒准直装置及旋转光纤成型系统的制作方法

本技术属于光纤制造，具体涉及一种预制棒准直装置及旋转光纤成型系统。

背景技术：

1、预制棒是光纤拉制成型过程中的核心物料，在光纤拉制过程中，光纤预制棒设置的准直度往往影响着光纤拉制的质量，尤其是在某些特殊光纤的成型过程中，预制棒需要始终处于绕轴旋转的状态，此时，预制棒的准直度控制对于光纤的拉制质量有着至关重要的影响。

2、例如，在旋转光纤（一种特殊的保偏光纤，又称“椭圆双折射光纤”或者“保圆光纤”）的制备过程中，需要通过光纤的轴线旋转引入圆双折射，和光纤本身的高线性双折射共同形成椭圆双折射，如此，在旋转周期足够小的情况下，可以使得旋转光纤具备很好的圆偏振保持能力。同时，由于旋转光纤存在很高的内应力，因此保留了保偏光纤很好的抗外部干扰和内部缺陷的能力，适用于全光纤电流互感器的应用。旋转光纤可以从本质上提升光纤电流传感器的环境适应性，保证传感器满足实际应用需求，是高精度光纤宽带大电流测量仪的关键传感部件。

3、目前，旋转光纤的发展趋势主要是细径和更小节距。细径化主要指的是进一步降低旋转光纤的包层直径，更小的包层直径赋予了光纤更优的抗弯性能；更小的节距，意味着光纤更接近理想的保圆光纤，具有更好的圆偏振保持能力，但是更小的节距也意味着更高的预制棒转速，对设备和拉丝工艺提出了更高的要求。

4、然而，在现有技术中，光纤预制棒制造时很难保证其圆度和直线度完美，预制棒的尺寸也可能存在偏差，这都会导致预制棒夹持后其准直程度不够，即预制棒中心线与拉丝炉或者全塔拉丝中心线不在一条直线上。在这种情况下进行光纤的拉制，会影响拉丝后光纤包层圆度、光纤涂覆层同心度等，也可能会出现预制棒加热不均匀、密封效果不够等问题，进而影响光纤的拉丝质量。而且，在拉制过程中，预制棒需要以一定速度旋转起来，速度越快，预制棒的离心力也越大，准直度不高的预制棒极易出现偏离、振动以及摇晃，发生甩锥现象，继而引起拉丝光纤的甩动，而且随着时间推移，这种现象会恶性循环，光纤的甩动会加剧甩锥现象，进而影响旋转光纤的成型质量。

5、此外，即使旋转拉丝开始时预制棒的准直度已经调整好，但由于预制棒往往存在一定的拱曲度，直线度也可能存在缺陷，随着时间推移预制棒不断熔化，其准直度也会越来越差，甩锥现象仍然会很快出现，进而导致光纤旋转时出现甩动，其幅度也会越来越大。如果不能及时消除，光纤最终将会断裂，这也是目前旋转光纤的成品率和产量均较低的根本原因所在，导致旋转光纤的制备和应用受到极大的影响。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种预制棒准直装置及旋转光纤成型系统，能够在不停机的情况下实现预制棒准直度的快速调整，减少旋转光纤拉制过程中存在的甩锥现象，减小光纤的甩动幅度，提升旋转光纤的成型质量。

2、为实现上述目的，本实用新型的一个方面，提供一种预制棒准直装置，其包括具有中心孔的中心套筒；

3、所述中心套筒的两端分别设置有夹持组件，即第一夹持组件和第二夹持组件，使得穿设于所述中心孔中的预制棒可由两夹持组件夹持固定；且

4、所述第一夹持组件为固定夹持组件，用于夹紧固定所述预制棒的一端；

5、所述第二夹持组件为可调节夹持组件，其包括沿环向间隔设置的至少三个偏心轮，对应各偏心轮分别设置有伺服电机，使得所述预制棒的另一端可在至少部分偏心轮的转动控制下被夹持紧固并通过至少两个偏心轮的转动调节改变所述预制棒的轴心位置。

6、作为本实用新型的进一步改进，所述中心孔包括内径依次减小的第一孔段、第二孔段和第三孔段，并在第三孔段的端部形成有呈喇叭口形式的第四孔段；

7、所述第一夹持组件包括倒锥夹头和旋紧套筒；所述倒锥夹头的中部沿轴向开设有用于预制棒穿过的通孔，其一端防转嵌入所述第三孔段中，另一端设置有锥形夹头；所述锥形夹头以锥形面抵接所述第四孔段的锥形内壁面，其外周环向上开设有多个贯穿内部通孔和夹头端部的通槽；

8、所述旋紧套筒包括呈管状的筒体和呈法兰式的端板；所述端板限位于第一孔段、第二孔段之间的环形台阶面，所述筒体的一端与该端板连接，其另一端与所述倒锥夹头的端部通过螺纹连接，通过两者之间的螺纹旋转可实现所述锥形夹头与第四孔段的压紧或者解除压紧。

9、作为本实用新型的进一步改进，对应所述倒锥夹头的防转嵌设在其嵌入第三孔段一端的外周设置有平键，并在所述第三孔段的内周壁面上对应所述平键沿轴向开设有贯通第四孔段的键槽。

10、作为本实用新型的进一步改进，在所述端板与所述环形台阶面之间还设置有可压缩变形的弹力件；

11、和/或

12、在所述筒体的外周沿轴向延伸设置有一定长度的环形凸起，且所述筒体与所述第二孔段之间通过所述环形凸起滑动间隙配合。

13、作为本实用新型的进一步改进，在所述中心套筒的外周壁面上对应所述端板开设有至少一个沿环向延伸并贯穿所述中心孔的旋拧窗口；

14、相应地，在所述端板的外周壁面上沿环向间隔开设有多个装配孔，且所述旋拧窗口始终与至少一个装配孔正对，使得相应的扳手工具可在穿过所述旋拧窗口后与对应的装配孔匹配。

15、作为本实用新型的进一步改进，还包括固定套筒；

16、所述中心套筒的一端同轴嵌入所述固定套筒中，两套筒之间通过若干轴承紧配连接，并在所述中心套筒伸出所述固定套筒一端的外周设置有转动机构，使得所述中心套筒可在所述转动机构的带动下与夹持于该中心套筒内的预制棒同步旋转。

17、作为本实用新型的进一步改进，所述第二夹持组件还包括组合设置的支撑环和支撑座；

18、所述支撑环套设连接于所述中心套筒的端部，所述支撑座为一端开口的筒状结构，其开口端连接在所述支撑环上；所述偏心轮设置在所述支撑座内，且各偏心轮的伺服电机设置在所述支撑座上。

19、作为本实用新型的进一步改进，所述偏心轮为等间隔设置的三个。

20、本实用新型的另一个方面，还提供了一种旋转光纤成型系统，其包括所述的预制棒准直装置和与该预制棒准直装置同轴设置的加热炉，夹持、准直后的预制棒可以其端部伸入所述加热炉中，并在所述中心套筒的转动下完成所述旋转光纤的拉丝成型。

21、作为本实用新型的进一步改进，在所述加热炉背离所述预制棒准直装置的一侧还设置有光纤甩动监测装置，用于实时监测所述旋转光纤拉制过程中的甩动幅度。

22、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

23、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

24、（1）本实用新型的预制棒准直装置，其包括具有中心孔的中心套筒，利用中心套筒两端第一夹持组件和第二夹持组件的对应设置，可以实现预制棒的可靠夹持，再通过第二夹持组件中至少三个偏心轮的组合设置，可以实现预制棒端部夹持的同时，实现预制棒轴心的准直调整，保证预制棒拉制光纤时的同轴度，提升光纤拉制的效率和质量。

25、（2）本实用新型的预制棒准直装置，其通过对中心孔的形式进行优选，并设置由倒锥夹头、旋紧套筒组合而成的第一夹持组件，利用旋紧套筒与倒锥夹头之间的螺纹匹配和旋转控制，可以快速完成倒锥夹头与预制棒一端的夹紧固定或者解除固定，保证预制棒夹持设置的可靠性和便捷性；同时，通过平键、键槽、环形凸起等结构的对应设置，可以进一步保证第一夹持组件调节控制的准确性，提升预制棒夹持后与中心套筒的同轴度，进而提升光纤拉制的质量。

26、（3）本实用新型的预制棒准直装置，其通过在中心套筒的一端外周上对应旋紧套筒端部的端板开设旋拧窗口，并在旋紧套筒的端板外周沿环向间隔设置多个装配孔，使得作业人员可通过旋拧窗口以扳手工具快速匹配装配孔，并以此完成旋紧套筒的转动控制，实现第一夹持组件的夹紧或者松开，进一步提升预制棒夹持控制的可靠性和便捷性。同时，通过端板与环形台阶面之间可压缩变形弹力件的设置，可以进一步提高旋紧结构的预紧力，保证夹持的可靠性，同时因为预紧力的作用，倒锥夹头在高速旋转时，以及在高温环境受热变形时，不易发生偏移或松动，减小对预制棒准直度的影响。

27、（4）本实用新型的预制棒准直装置，其通过在中心套筒外周对应设置固定套筒，由其与中心套筒转动匹配，再配合诸如同步带轮等转动机构在中心套筒外周上的对应设置，可以实现中心套筒的绕轴转动控制，满足相应光纤拉丝制备过程中的预制棒旋转需求，提升预制棒准直装置的适用范围，满足旋转光纤的成型需求。

28、（5）本实用新型的旋转光纤成型系统，其基于预制棒准直装置进行设置，可准确完成旋转光纤的拉丝制备，满足预制棒拉丝过程中的夹紧、旋转需求；同时，利用多个偏心轮与多个伺服电机的组合设置，使得在可靠夹持预制棒的同时，可以根据需要在不停机的情况下对旋转中的预制棒进行准直调整，有效提升了旋转光纤拉丝制备的效率和质量，避免了旋转光纤制备过程中因甩动幅度过大所导致的光纤断裂，提升旋转光纤的成品率和产量，降低旋转光纤的制备成本。

29、（6）本实用新型的预制棒准直装置和旋转光纤成型系统，其结构简单，使用便捷，能够实现光纤拉丝过程中预制棒的准确夹持，并实现预制棒夹持后准直度的灵活调节，尤其适用于旋转光纤拉丝成型过程中预制棒准直度的灵活调整，有效提升旋转光纤的成型质量和拉丝效率，降低旋转光纤的拉制成本，具有极好的实用价值。