CN211664967U - 一种金属衣层光纤的涂覆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种金属衣层光纤的涂覆装置，包含有芯层101，所述芯层101外包裹有包层102，所述包层102外包裹有金属衣层103。本实用新型一种金属衣层光纤的生产工艺，步骤一、拉丝：对石英预制棒进行拉丝；步骤二、保温：对步骤一拉丝后的光纤进行保温；步骤三、涂覆；步骤四、冷却：步骤三中涂覆有金属衣层的光纤经过冷却管在惰性气体的保护下进行空冷；步骤五、收卷：采用收线装置将冷却完成的金属衣层光纤绕制于光纤盘上。本实用新型一种金属衣层光纤的涂覆装置，能够实现短期(8小时)耐受温度500℃、长期耐受温度400℃的使用条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种耐高温光纤的涂覆装置，尤其是涉及一种涂覆层为金属的耐高温光纤及其制备用涂覆装置，属于光纤技术领域。
背景技术
目前，耐高温光纤有两种分类：
一、从光纤的长期耐受温度来分，耐高温光纤可以分为中温耐高温光纤、高温耐高温光纤以及超高温耐高温光纤，其长期耐受温度分别为 150～200℃，300～350℃，400～700℃；
二、从外涂覆层的材料性质来分，耐高温光纤可以分为，耐高温丙烯酸树脂涂层光纤、耐高温硅胶涂层光纤、聚酰亚胺(PI)涂层光纤以及金属涂层光纤，其长期耐受温度分别为150～200℃、150～200℃、300～350℃、 400～700℃。
在现有的高分子材料中，聚酰亚胺(PI)是一种集众多性能于一身的高分子材料，主要性能包括：耐热性能好，玻璃化转变温度为350℃～400℃，开始分解温度大于500℃；耐低温性能佳，在-200℃以下不发生断裂；相比其它高分子材料，热膨胀系数较低，可达到10-6/℃；具有优异的机械性能，抗张强度大于1000MPa。聚酰亚胺涂层光纤可在300℃的空气氛围下长期使用，在300℃～400℃下可短期使用，因此其不具备400℃的应用能力；
而如今各类型的耐高温光纤中，只有金属涂层光纤能在高于400℃空气氛围环境下应用。相对于其他耐高温光纤，金属衣层光纤的优势在于：金属涂层的热膨胀系数低，基本与石英光纤处于同一数量级；金属涂层的耐腐蚀性、耐应力性最佳；低温性最佳，可在-269℃下连续使用；金属涂层与光纤包层表面结合力强，具有较高的机械强度；金属涂层可以隔绝水、氢气对光纤内部的侵蚀；可以用金属焊接法熔接光纤。
现有市场中，仅有Corning、OFS、Fibercore等国外厂商针对中高温的耐高温光纤有成熟产品销售，然而针对超高温金属涂层光纤仅有Fiberguide 等极为少数的国外厂商有相关产品推出。如今，国内厂商的耐高温光纤主要聚集在中温区域，高温及超高温光纤产品全部依赖国外进口，由于其涉及军事、勘探、航空航天等敏感领域，国外在其制备的关键核心技术上对我国实现技术封锁，因此发展我国的耐高温光纤必须立足于自主研发。
将检索：中国专利CN107315230A公开了“一种涉及包含金属化条或涂层的光纤”，该金属化光纤由带有丙烯酸类的涂层和金属条组成，并未详细说明金属条与带有丙烯酸类涂层光纤是如何结合的，仅对金属化光纤的构成做了简单的阐述，未有一种金属化光纤制备工艺说明。
中国专利CN109180023A公开了“一种耐高温光纤及其制备方法”，具体涉及一种低损耗的耐高温光纤及其制备方法，该耐高温光纤的涂层材料主要还是由丙烯酸类聚合物组成，并且其耐受温度仅为150℃，其制备方法也为常规的光纤生产方式。
中国专利CN102360096A公开了“一种耐高温光纤及其加工工艺”，此种耐高温光纤包括纤芯、包层和双层涂覆层，先采用普通光纤涂料对光纤进行预涂覆，采用紫外光进行预固化，二次采用改性聚酰亚胺涂料进行涂覆，再经过紫外光进行固化。该种生产工艺能够生产出可耐300℃高温的光纤，但是还是不能满足400℃甚至500℃的使用环境。
综上所述，目前国内还未有能够实现生产达到400℃耐温的高温光纤的工艺技术。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种金属衣层光纤的涂覆装置，所述金属衣层光纤能够实现短期(8小时)耐受温度500℃、长期耐受温度400℃的使用条件，并且在此环境种仍能保持光纤的传输可靠性；同时，所述生产工艺能够实现金属衣层光纤的全流程在线连续生产。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种金属衣层光纤，包含有芯层，所述芯层外包裹有包层，所述包层外包裹有金属衣层。
本实用新型一种金属衣层光纤，所述芯层和包层构成单模光纤、多模光纤或保偏光纤。
本实用新型一种金属衣层光纤，所述的金属衣层的材质为金、银或铝，金属衣层直接包裹于包层上，无其他非金属类涂料层作为中间层；
本实用新型一种金属衣层光纤，所述金属衣层为单层金属涂覆层，或多层金属涂覆依次涂覆构成的叠层。
一种金属衣层光纤的涂覆装置，所述涂覆装置包含有涂覆装置本体，加热炉包裹于涂覆装置本体四周，所述涂覆装置本体中心沿其轴线设置有走丝通孔，且该走丝通孔的底部嵌置有供光纤穿过的涂覆模具，所述涂覆装置本体的顶部设置有进料口，熔融的金属涂覆料经由进料口进入涂覆装置本体的腔体内，所述走丝通孔的内壁上设置有分流口，该分流口将腔体与走丝通孔的孔腔相连通，且分流口位于涂覆模具的上方。
本实用新型一种金属衣层光纤的涂覆装置，上述进料口的开口端上安装有气封盖，该气封盖与惰性气体源相连通。
本实用新型一种金属衣层光纤的涂覆装置，所述涂覆装置本体的材质为高熔点的合金或纯石英。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的金属衣层光纤能够实现短期(8小时)耐受温度500℃、长期耐受温度400℃的使用条件，并且在此环境种仍能保持光纤的传输可靠性。同时能承受大于100Kpsi的筛选张力，并且高温后的附加损耗小于 0.2dB/km。本实用新型的金属衣层光纤的制备工艺流程能有效地保证光纤整体的质量一致性。本实用新型的金属衣层光纤制备工艺，与常规涂料涂覆光纤相比，对整个拉丝过程的温度控制更加精细，并且能有效地保证金属衣层光纤的涂覆均匀性，提升光纤的机械强度，保证后续光纤应用过程的质量稳定性。
附图说明
图1为本实用新型一种金属衣层光纤的结构图。
图2为本实用新型一种金属衣层光纤的生产工艺中涂覆装置的侧视图。
图3为本实用新型一种金属衣层光纤的生产工艺中涂覆装置的俯视图。
其中：
芯层101、包层102、金属衣层103；
进料口201、气封盖202、分流口203、腔体204、涂覆模具205。
具体实施方式
参见图1，本实用新型涉及的一种金属衣层光纤，包含有芯层101，所述芯层101外包裹有包层102，所述包层102外包裹有金属衣层103；
进一步的，所述芯层101和包层102构成单模光纤、多模光纤或保偏光纤；
进一步的，所述的金属衣层103的材质为金、银或铝，金属衣层103 直接包裹于包层102上，无其他非金属类涂料层作为中间层；
进一步的，所述金属衣层103为单层金属涂覆层，或多层金属涂覆依次涂覆构成的叠层。
一种金属衣层光纤的生产工艺，所述工艺步骤为：
步骤一、拉丝：使用高温石墨电阻加热炉将制备好的石英预制棒进行加热，该石英预制棒前端为拉锥部分，将石英预制棒锥头部分加热至2000 ±100℃时，锥头部分会由于重力作用自然垂直掉落，实现光纤的拉丝；同时高温石墨电阻加热炉的温度会根据实际光纤的需求进行调整，匹配合适的石英预制棒进棒速度，保证光纤能够以稳定的速度、标准的几何尺寸进行拉丝；
步骤二、保温：高温石墨电阻加热炉下方安装保温炉，该保温炉能够保证光纤从高温石墨电阻加热炉的马弗管处出来时，保证光纤温度的均匀性；该保温炉同时能够进行梯度控温，能保证光纤自上而下的温度进行梯度变化，确保其能够避免温度骤降影响涂覆效果；该保温炉能够使光纤的温度保持在1000±200℃；
步骤三、涂覆：保温炉下方为涂覆加热***，涂覆加热***包含有加热炉和涂覆装置；加热炉包裹于涂覆装置本体四周，加热炉用于提供金属涂覆料达到熔融状态的温度；所述涂覆装置本体中心沿其轴线设置有走丝通孔，且该走丝通孔的底部嵌置有供光纤穿过的涂覆模具205，所述涂覆装置本体的顶部设置有进料口201，熔融的金属涂覆料经由进料口201进入涂覆装置本体的腔体204内，通过进料口201的设计能有效避免熔融状态的金属涂覆料触碰光纤引发其断裂的风险；所述走丝通孔的内壁上设置有分流口203，该分流口203将腔体204与走丝通孔的孔腔相连通，且分流口203位于涂覆模具205的上方；优选的，上述进料口201的开口端上安装有气封盖202，该气封盖202与惰性气体源相连通，用于通入氩气、氦气等惰性气体，从而保证熔融状态的金属涂覆料与空气隔绝，防止金属涂覆料表面氧化，影响涂覆效果；优选的，涂覆装置本体的材质为熔点较高的合金或纯石英，保证涂覆金属的熔融状态；
步骤四、冷却：涂覆加热***下方装有冷却管，冷却管用于保证涂有金属的光纤能够进行缓慢降温，所述冷却管为双层空心管，冷却管内部通氩气、氦气等惰性气体；
步骤五、收卷：采用收线装置将冷却完成的金属衣层光纤绕制于光纤盘，完成耐高温光纤的制备。
另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种金属衣层光纤的涂覆装置，其特征在于：所述涂覆装置包含有涂覆装置本体，加热炉包裹于涂覆装置本体四周，所述涂覆装置本体中心沿其轴线设置有走丝通孔，且该走丝通孔的底部嵌置有供光纤穿过的涂覆模具(205)，所述涂覆装置本体的顶部设置有进料口(201)，熔融的金属涂覆料经由进料口(201)进入涂覆装置本体的腔体(204)内，所述走丝通孔的内壁上设置有分流口(203)，该分流口(203)将腔体(204)与走丝通孔的孔腔相连通，且分流口(203)位于涂覆模具(205)的上方。
2.如权利要求1所述一种金属衣层光纤的涂覆装置，其特征在于：上述进料口(201)的开口端上安装有气封盖(202)，该气封盖(202)与惰性气体源相连通。
3.如权利要求1所述一种金属衣层光纤的涂覆装置，其特征在于：所述涂覆装置本体的材质为高熔点的合金或纯石英。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920845674.XU CN211664967U (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 一种金属衣层光纤的涂覆装置 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115321840A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-11 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种用于光纤的热熔胶涂覆*** |
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2019
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