一种光纤加工用冷却设备及光纤的制造方法与流程

本发明涉及光纤制造，具体涉及一种光纤加工用冷却设备及光纤的制造方法。

背景技术：

1、在光纤的生产过程中，在对光纤进行覆膜和固化之前，需要将拉丝后的高温光纤由近千度降到室温，由于光纤2000～3500m/min的高速拉丝以及拉丝塔厂房高度的限制，现有技术中多采用150--180cm长度的冷却管，配合高导热系数、大比热容的氦气作为冷却气体对高温光纤进行快速冷却。

2、由于要满足光纤的在竖直方向上的穿过，使得冷却管的结构，必须设计为开放式结构，即冷却管的上、下侧具有外部相通的开口，使得中部形成的冷却通道也是外部相通的，在冷却过程中，光纤从冷却管部的上端进入，并与上端引入的空气一起向冷却管的下方移动。从通路供给来的冷却气体在冷却管部内由上方朝向下方流动，从而将光纤冷却。冷却后的光纤经冷却通道穿出，而导热后的冷却气体和混入空气会一起被导出至氦气回收设备中。

3、现有技术中的冷却管，其导入的氦气在冷却通道内为上、下侧的线性移动，使得氦气与光纤接触的时间较短，利用率差，使得氦气应用量较大。同时，现有技术中为了尽可能使光纤和冷却气体的接触时间，常会降低下侧泵体的抽力设置，冷却管内部分氦气因受热升温从冷却管顶部逃逸至大气，导致氦气的回收率较低。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种光纤加工用冷却设备，能够有效地解决现有技术的冷却管在应用中，氦气与光纤接触的时间较短，利用率差，使得氦气应用量较大；以及氦气的回收率较低的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、本发明一方面提供一种光纤加工用冷却设备，包括冷却管，所述冷却管的中部形成有两端贯通的冷却通道，所述光纤连续经所述冷却通道穿过；所述冷却管包括内管体和外管体，所述内管体的内侧构成所述冷却通道，所述内管体与所述外管体之间形成密封的中空结构；所述内管体的侧面设有多个与所述冷却通道相通的进气通道，加压后的冷却气体经所述进气通道进入所述冷却通道，并呈螺旋式在所述冷却通道内移动，所述冷却气体的螺旋移动方向与所述光纤移动方向一致；所述内管体靠近端部设置有一出气通道，所述出气通道与所述进气通道相隔一定距离；其中，所述光纤沿所述氨气的螺旋中心设置，且所述中空结构内循环有冷却水。

6、本发明另一方面提供一种光纤的制造方法，使用上述的光纤加工用冷却设备制造光纤，在光纤拉丝后进入冷却管进行冷却，所述光纤与所述冷却通道同心设置，多段经所述进气通道进入至所述冷却通道的冷却气体，呈螺旋式下移完成对光纤的高效冷却。

7、进一步地，所述冷却管的两端分别连接有上堵头和下堵头，所述上堵头和下堵头用于对所述中空结构的两端进行密封，所述上堵头和下堵头靠近中部具开设有与所述冷却通道相通的槽口。

8、进一步地，所述上堵头和下堵头的相对内端面上设有凸出的环状凸起，位于所述环状凸起的内、外侧分别形成有第一限位槽和第二限位槽，所述内管体配合卡接在所述第一限位槽内，所述外管体配合卡接所述第二限位槽处。

9、进一步地，所述上堵头和下堵头内部均设有空腔，所述环状凸起的表面设有与所述空腔相通的通口，其中，所述上堵头设有与其内部空腔相通的进水口，所述下堵头上设有与其内部相通的出水口。

10、进一步地，所述进气通道成型固定在所述内管体的外表面上，所述进气通道包括直管部和螺旋管部，所述螺旋管部一端与所述直管部相通，另一端与所述冷却通道相通，所述直管部伸出所述外管体。

11、进一步地，所述出气通道处形成有凸出的出气管，所述出气管与所述冷却通道相通，所述出气管靠近所述冷却通道的内壁的切面设置。

12、进一步地，所述外管体上开设有多个与所述直管部、出气管相适应的圆孔，所述圆孔处一体固定有伸出的延长管，所述直管部、出气管分别与所述延长管同轴间隙分布，所述直管部、出气管与所述延长管之间固定有密封环。

13、进一步地，所述直管部、出气管的内侧固定有用于连接气管的连接件，所述连接件螺旋连接头，所述螺旋连接头的外侧包覆有密封套，所述连接件通过所述密封套胶结密封固定在所述直管部、出气管的内侧。

14、进一步地，所述下堵头的槽口处固定设置有设有吸气管，所述吸气管内部为空心结构，吸气管的上侧置于所述冷却通道内，吸气管上端的外侧壁上开设有斜面，所述斜面上开设有多个与吸气管内部相通的吸气孔，所述吸气管的下侧伸出所述下堵头，且吸气管的下端设有出气口。

15、有益效果

16、本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

17、本发明通过重新设计冷却管的产品结构，改变现有技术中氦气在冷却通道中上、下方向线性运动方式，通过将冷却气体进行通道和出气通道设计在冷却管的内管体侧面上，并通过进气通道的结构设计，使得加压后的冷却气体在冷却通道内进行中低速的螺旋式下移，与现有技术相比，单位容量的氨气大幅提升了与光纤的接触时间，提高了氦气的热传导率，同时，竖向方向上采用多段时供气的方式，实现在冷却管竖向方向上采用多段、不同流量的供气的方式，实现不同冷却通道内不同深度分段的氦气均具有良好的吸热能力，提高氦气利用率，减少氦气的使用量。

18、另外，利用螺旋式下移的进气方式，氦气在冷却通道中形成连续下移的螺旋涡流，包覆在光纤的外侧，实现吸热冷却，连续的气体螺旋涡流，有效地抑制了氦气在受热膨胀后的无序溢出，有效地提升了氦气的回收率，提高氦气的循环利用效果。

技术特征：

1.一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述冷却管的两端分别连接有上堵头和下堵头，所述上堵头和下堵头用于对所述中空结构的两端进行密封，所述上堵头和下堵头靠近中部具开设有与所述冷却通道相通的槽口。

3.根据权利要求2所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述上堵头和下堵头的相对内端面上设有凸出的环状凸起，位于所述环状凸起的内、外侧分别形成有第一限位槽和第二限位槽，所述内管体配合卡接在所述第一限位槽内，所述外管体配合卡接所述第二限位槽处。

4.根据权利要求3所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述上堵头和下堵头内部均设有空腔，所述环状凸起的表面设有与所述空腔相通的通口，其中，所述上堵头设有与其内部空腔相通的进水口，所述下堵头上设有与其内部相通的出水口。

5.根据权利要求1所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述进气通道成型固定在所述内管体的外表面上，所述进气通道包括直管部和螺旋管部，所述螺旋管部一端与所述直管部相通，另一端与所述冷却通道相通，所述直管部伸出所述外管体。

6.根据权利要求5所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述出气通道处形成有凸出的出气管，所述出气管与所述冷却通道相通，所述出气管靠近所述冷却通道的内壁的切面设置。

7.根据权利要求6所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述外管体上开设有多个与所述直管部、出气管相适应的圆孔，所述圆孔处一体固定有伸出的延长管，所述直管部、出气管分别与所述延长管同轴间隙分布，所述直管部、出气管与所述延长管之间固定有密封环。

8.根据权利要求7所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述直管部、出气管的内侧固定有用于连接气管的连接件，所述连接件螺旋连接头，所述螺旋连接头的外侧包覆有密封套，所述连接件通过所述密封套胶结密封固定在所述直管部、出气管的内侧。

9.根据权利要求4所述的一种光纤加工用冷却设备，其特征在于，所述下堵头的槽口处固定设置有设有吸气管，所述吸气管内部为空心结构，吸气管的上侧置于所述冷却通道内，吸气管上端的外侧壁上开设有斜面，所述斜面上开设有多个与吸气管内部相通的吸气孔，所述吸气管的下侧伸出所述下堵头，且吸气管的下端设有出气口。

10.一种光纤的制造方法，使用权利要求1或8所述的光纤加工用冷却设备制造光纤，其特征在于，所述光纤与所述冷却通道同心设置，多段经所述进气通道进入至所述冷却通道的冷却气体，呈螺旋式下移对光纤进行冷却。

技术总结本发明涉及光纤加工设备技术领域，具体涉及提供一种光纤加工用冷却设备及光纤的制造方法，设备包括冷却管，所述冷却管的中部形成有两端贯通的冷却通道，所述光纤连续经所述冷却通道穿过；所述冷却管包括内管体和外管体，所述内管体的内侧构成所述冷却通道，所述内管体与所述外管体之间形成密封的中空结构；所述内管体的侧面设有多个与所述冷却通道相通的进气通道，加压后的冷却气体经所述进气通道进入所述冷却通道，并呈螺旋式在所述冷却通道内移动，所述冷却气体的螺旋移动方向与所述光纤移动方向一致。能够有效地解决现有技术的冷却管在应用中，氦气与光纤接触的时间较短，利用率差，使得氦气应用量较大；以及氦气的回收率较低的问题。技术研发人员：王飞受保护的技术使用者：深圳市华盛智联科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29