УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ Российский патент 1996 года по МПК C03C25/02 

Изобретение относится к устройствам концентричного нанесения покрытий на различные нити, в частности, для нанесения покрытий на световодное волокно в процессе его вытяжки из заготовки.

Известно устройство для нанесения покрытия, содержащее направляющий наконечник (верхнюю фильеру) и калибровочную головку (нижнюю фильеру), в полость между которыми подают материал покрытия под давлением ([1]
Материал покрытия в зону нанесения поступает из бака по патрубкам или шлангам, узким каналам в самих фильерных узлах, через соединители (резьбовые соединения).

Прочистка, промывка бака, фильерного узла, шлангов, соединителей - трудоемкие операции. Некачественная промывка этих элементов ведет к дефектам покрытия, ухудшению качества вытягиваемого волокна. На стенках шлангов, соединителей в резьбовых соединениях могут оставаться сгустки и пленки заполимеризовавшегося материала, что приведет к дефектам покрытия и засорению калибрующей головки фильеры. Толщина наносимого слоя покрывающего материала составляет 0,05 мм, поэтому включения в несколько сотых долей миллиметра могут стать причиной дефектов волокна и засорения фильеры.

Включение и выключение подачи материала требует наличия крана или клапана, которым устройства не оснащены.

Наиболее близким из известных к заявленному является устройство для нанесения покрытия на оптическое волокно, содержащее цилиндр с крышкой и центральным отверстием в крышке и дне для прохождения трубчатого полого штока, приспособление для подачи в цилиндр газа, фильеру и размещенную в цилиндре пластину [2]
Однако, это устройство обладает существенными недостатками, которые ограничивают его применение. Так же, как и в устройстве (1), заполнение жидким материалом возможно через подводящие патрубки, шланги и качественная прочистка данного устройства затруднена. Дно емкости является одновременно и фильерой, поэтому операция замены засорившейся фильеры при заполненном устройстве невозможна. Закрытое дно устройства обеспечивает конический наконечник штока, опирающийся на коническое гнездо дна. Такая пара не обеспечивает надежного запирания. Внутренняя полость емкости не сообщается с атмосферой, а разборка устройства, находящегося под давлением небезопасная операция. В устройстве не предусмотрен отток пузырьков воздуха и отсутствует резервуар для оттока материала покрытия с возможными пузырьками.

Технический результат изобретения улучшение эксплуатационных качеств устройства, таких как уменьшение трудоемкости обслуживания, повышение безопасности работы, улучшение качества покрытия.

Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения покрытия на оптическое волокно, содержащее цилиндр с крышкой и центральным отверстием в крышке и дне для прохождения трубчатого полого штока, приспособление для подачи в цилиндр газа, фильеру и размещенную в цилиндре пластину, снабжено дополнительным резервуаром для материала покрытия и регулировочной рукояткой, а шток- коническим наконечником фильерой, причем шток в верхней и нижней частях выполнен со сферообразными элементами, пластина из упругого материала, а дно цилиндра с цилиндрическим патрубком и расточкой в нем для установки фильеры, при этом регулировочная рукоятка размещена над крышкой цилиндра и посредством резьбы соединена со штоком, пластина оперта на шток и стенки цилиндра, дополнительный резервуар для материала покрытия установлен на верхней части штока, а сферообразные элементы штока контактируют с центральным отверстием крышки и дна цилиндра.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса емкости 1 с выступами 2, центрального полого штока 3 с нижним сферообразным элементом 4 и верхним сферообразным элементом 5, верхней фильеры 6, нижней фильеры 7, упругой пластины 8 со скосами 9 на ней, крышки 10 со штуцером подач давления 11 и пазом 12, рукоятки управления 13 с выточкой 14 и отверстием 15, резервуара 16 для размещения поднимающегося материала покрытия, гайки 17, удерживающей нижнюю фильеру. Показаны также вытягиваемое волокно 18, полость 19 между крышкой и материалом покрытия, свободная поверхность 20, каналы 21 между верхней фильерой и корпусом и полость 22 между верхней фильерой и нижней фильерой. Устройство оснащено нагревателем, который не показан.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы шток 3 с верхней фильерой 6 устанавливают в корпус 1, при этом нижний сферообразный элемент 4 опирается на коническое седло корпуса. Упругая пластина, опираясь на шток своей серединой, фиксируется в напряженном состоянии с помощью скосов 9 на пластине и выступов 2 на корпусе (см. фиг. 1 и фиг. 2), обеспечивая закрытое дно устройства.

С помощью рукоятки 13 шток 8 поднимают до упора вверх через штуцер 11 в полость 19 подают газ с необходимым давлением. В зазор между нижним сферообразным элементом 4 и корпусом 1 через каналы 21 материал покрытия подают в полость 22 между верхней фильерой 6 и нижней фильерой 7, откуда вместе с протягиваемым волокном 18 он устремляется через нижнюю фильеру. Часть материала с возможными воздушными пузырьками поступает вверх в резервуар 16 со свободной поверхностью 20.

Заливают необходимое количество материала покрытия с учетом выхода его в резервуар. Количество материала определяется длиной волокна, вытягиваемого из одной заготовки и толщиной наносимого слоя покрытия. Длина оптического волокна, получаемого из такой заготовки 6000.7000 м. Устанавливают крышку 10 и нижнюю фильеру 7, наворачивают рукоятку 13 до касания с крышкой, устанавливают резервуар 16. В центральный канал штока пропускают волокно 18. При засорении нижней фильеры, ее снимают и прочищают. Рукоятку завинчивают до упора. При этом шток, преодолевая сопротивление упругой пластины, поднимается до замыкания зазора между верхним сферообразным элементом 5 и коническим седлом крышки. Зазор между нижним сферообразным элементом и коническим седлом корпуса откроется. Через штуцер 11 в полость 19 подают необходимое давление. Покрывающий материал через образовавшийся кольцевой зазор и каналы 21 поступает в полость между верхней и нижней фильерами.

По окончании процесса отключают давление газа, рукоятку ослабляют и шток под действием упругой пластины опускается вниз, перекрывая зазор между нижним сферообразным элементом и коническим седлом корпуса. Одновременно открывают зазор между верхним сферообразным элементом и коническим седлом крышки и через зазор, через паз 12 в крышке, через выточку 14 и отверстие 15 в рукоятке внутреннюю полость устройства сообщают с атмосферой. Вынимают нижнюю фильеру, сливают материал из верхнего резервуара, промывают центральный канал штока, свинчивают рукоятку, снимают крышку и заливают новую порцию покрывающего материала.

Устройство разработано для использования в установке вытяжки оптического кварцевого волокна, где полимерное покрытие наносят на волокно в процессе его вытяжки.

Толщина слоя покрытия при определенной скорости вытяжки обеспечивается диаметром отверстия нижней фильеры, вязкостью покрывающего материала (являющейся функцией его температуры), величиной давления в полости устройства.

В устройство заливают 700 см³ материала, что достаточно для нанесения покрытия при вытяжке волокна из двух заготовок.

При нанесении покрытия на волокно с диаметром 0,125 мм, вытягиваемое из одной заготовки, расходуется 300 см³ полимера (250 см³ непосредственно на покрытие и 50 см³ противоток в резервуар со свободной поверхностью). При диаметре отверстия нижней фильеры 0,29 мм, температуры полимера 40^oC, скорости вытяжки 1 м/с, давления в полости устройства 4 атм, толщина нанесенного слоя составляет 0,05 мм.

В разработанном устройстве отсутствуют подводящие шланги, соединители, узкие каналы в тракте прохождения материала покрытия, что облегчает обслуживание устройства. Элементы исполненные парой "сфера-конус", обеспечивают более надежное запирание, чем у аналогичных устройств. Сброс давления из полости устройства по окончании процесса делает его безопасным в работе, а организованный отток пузырьков воздуха в устанавливаемый для этого резервуар обеспечивает необходимое качество продукции.

Использование: устройства концентричного нанесения покрытий на различные нити, в частности, нанесение покрытий на световодное волокно в процессе его вытяжки из заготовки. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндр с крышкой и центральным отверстием в крышке и дне, полый шток с коническим наконечником-фильерой и сферообразными элементами в верхней и нижней частях. Устройство содержит приспособление для подачи в цилиндр газа, пластину из упругого материала, дополнительный резервуар для материала покрытия, установленный на верхней части штока, и регулировочную рукоятку. Дно цилиндра выполнено с цилиндрическим патрубком и расточкой в нем для установки фильеры. Регулировочная рукоятка размещена над крышкой цилиндра и посредством резьбы соединена со штоком. 2 ил.

Устройство для нанесения покрытия на оптическое волокно, содержащее цилиндр с крышкой и центральным отверстием в крышке и дне для прохождения трубчатого полого штока, приспособление для подачи в цилиндр газа, фильеру и размещенную в цилиндре пластину, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительным резервуаром для материала покрытия и регулировочной рукояткой, а шток коническим наконечником-фильерой, причем шток в верхней и нижней частях выполнен со сферообразными элементами, пластина из упругого материала, а дно цилиндра с цилиндрическим патрубком и расточкой в нем для установки фильеры, при этом регулировочная рукоятка размещена над крышкой цилиндра и посредством резьбы соединена с штоком, пластина оперта на шток и стенки цилиндра, дополнительный резервуар для материала покрытия установлен на верхней части штока, сферообразные элементы штока контактируют с центральным отверстием крышки и дна цилиндра.