СПОСОБ ВЫТЯГИВАНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА, НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО И ЛИНИЯ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА Российский патент 2003 года по МПК C03B37/03 D01D5/08 

Настоящее изобретение относится в целом к изготовлению оптического волокна.

Традиционный способ изготовления оптического волокна включает следующие этапы: вытягивание волокна с нагретого конца заготовки, охлаждение волокна, нанесение одного или нескольких полимерных покрытий на волокно и наматывание покрытого волокна на накопительную катушку. Диаметры волокна и покрытия, а также натяжение при вытягивании регулируются во время осуществления этого способа.

В начале технологического процесса в покрывающую систему могут попасть загрязняющие примеси и это может быть не выявлено до тех пор, пока катушка не будет намотана полностью, в результате, это приводит к появлению значительных отходов.

Для того чтобы избежать этой проблемы в настоящем изобретении вместо того, чтобы наматывать волокно непосредственно на накопительную катушку, волокно в начале обматывают (обвивают) вокруг накопительной катушки и наматывают на другую катушку. Когда достигаются требующиеся условия (параметры) вытягивания, волокно между катушками разрезают и вытянутое волокно наматывают на накопительную катушку. Тогда волокно, намотанное на другую катушку, может проверяться в то время, когда происходит непрерывный процесс вытягивания. Если результаты проверки оказываются неудовлетворительными, может быть выполнено соответствующее действие по исправлению нарушения режима.

Наиближайшим аналогом заявленного изобретения является способ вытягивания оптического волокна (JP 01069537, С 03 В 37/027, опубл. 15.03.1989), который включает направление вытянутого конца волокна вокруг катушки, вытягивание указанного конца волокна с помощью пневмопушки с заданной скоростью, отбор первоначально вытянутой части волокна для анализа, исследование полученного образца и при достижении требуемого качества, закрепление вытянутого конца волокна на катушке и дальнейшее вытягивание волокна.

Изобретение обеспечивает способ вытягивания оптического волокна, включающий направление вытянутого волокна вокруг первой катушки ко второй катушке, вращение упомянутых катушек для обматывания волокна вокруг первой катушки и наматывание волокна на вторую катушку во время начального вытягивания волокна, затем разрезание волокна между катушками и наматывание вытянутого волокна на первую катушку, проверку волокна, намотанного на вторую катушку, когда происходит намотка волокна на первую катушку.

Способ может включать регулирование натяжения волокна между первой и второй катушками во время этапа обмотки волокна вокруг первой катушки и намотки на вторую катушку путем регулирования относительных скоростей вращения упомянутых катушек.

Способ предпочтительно включает после этапа разрезания приклеивание отрезанного конца волокна, находящегося "выше по течению" (ближе к заготовке), к поверхности сердечника первой катушки. В этом отношении способ может включать выполнение первой катушки с двусторонней клейкой лентой вокруг ее сердечника и приклеивание отрезанного конца волокна, находящегося "выше по течению", к этой ленте. В другом варианте способ может включать снабжение лентой, которая является клейкой только с одной стороны, с клейкой стороной, обращенной наружу вокруг сердечника первой катушки и приклеенной к нему, и приклеивание к этой ленте отрезанного конца волокна, находящегося "выше по течению".

В изобретении предлагается натяжное устройство для вытягивания оптического волокна, содержащее: первое средство крепления для крепления первой катушки вокруг первой оси; первое средство вращения для вращения такой первой катушки, когда она закреплена с помощью упомянутого первого средства крепления вокруг упомянутой первой оси; второе средство крепления для крепления второй катушки вокруг второй, другой оси; второе средство вращения для вращения такой второй катушки, когда она закреплена с помощью упомянутого второго средства крепления вокруг упомянутой второй оси; направляющие средства для направления вытянутого оптического волокна вокруг первой катушки, когда она закреплена с помощью упомянутого первого средства крепления, и ко второй катушке, когда она закреплена с помощью упомянутого второго средства крепления; средство для регулирования относительных скоростей вращения, обеспечиваемого первым и вторым средствами вращения; и средство, вызывающее вытягивание волокна, ведущий конец которого прикреплен к первой катушке, когда она закреплена с помощью упомянутого первого средства крепления и вращается с помощью упомянутого первого средства вращения, наматывая волокно на такой катушке слоями.

Изобретение также включает линию по изготовлению оптического волокна, содержащую устройство, как оно определено в предыдущем абзаце.

Изобретение также включает устройство, как оно определено в предпоследнем абзаце, содержащее упомянутую первую катушку, закрепленную с помощью упомянутого первого средства крепления, и упомянутую вторую катушку, закрепленную с помощью упомянутого второго средства крепления. Желательно, чтобы первая катушка имела большую емкость, чем упомянутая вторая катушка.

Предпочтительно, чтобы первая и вторая оси были, по существу, параллельны.

Первое средство крепления может быть выполнено с возможностью обеспечивать возвратно-поступательное движение первой катушки вдоль упомянутой оси, когда она закреплена с его помощью (первого средства крепления). В этом случае обычно средство крепления содержит элемент, установленный с возможностью скольжения для обеспечения возвратно-поступательного движения вдоль упомянутой первой оси.

Второе средство крепления может быть выполнено с возможностью обеспечения возвратно-поступательного движения второй катушки вдоль упомянутой второй оси, когда она закреплена с помощью этого средства крепления. В этом случае, предпочтительно, второе средство крепления содержит опору, жестко (неподвижно) прикрепленную к упомянутому элементу для обеспечения возвратно-поступательного движения.

Предпочтительно, опора размещается выше упомянутого первого средства крепления.

Для того чтобы изобретение можно было хорошо понять, теперь будет описан вариант его осуществления, который дан только в качестве примера. Этот вариант изобретения описан со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид спереди натяжного устройства для вытянутого оптического волокна при использовании во время начальной операции технологического процесса вытягивания и
фиг.2 - вид сбоку того же устройства.

На фиг. 1, 2 показано натяжное устройство 10 для вытянутого оптического волокна с первой, накопительной бобиной или катушкой 12 и подогнанной под нее второй бобиной или катушкой 14, или бобиной или катушкой 14, для получения образца, и с оптическим волокном 16, которое снабжено, по меньшей мере, одним полимерным покрытием, выполненным "выше по течению" (ранее в технологическом процессе) устройства 10, и направлено через ролик 18 вокруг катушки 12 к катушке 14.

Накопительная катушка 12 закреплена для вращения вокруг оси 20 с помощью средства крепления 22, которое содержит (представляет собой) обычную намоточную клеть. Намоточная клеть включает боковые элементы 24, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси 20 по направляющей 26. Шпиндели 28 и 30 направлены друг к другу от боковых элементов 24 для закрепления катушки 12 и обеспечения ее вращения относительно оси 20. Двигатель, позиция 32, вращает шпиндель 30, для того чтобы вызвать вращение катушки 12.

Катушка 14 для образца закреплена на шпинделе 35 с помощью средства крепления в защитном кожухе 33 с возможностью вращения относительно оси 34, которая параллельна оси 20. Это средство крепления включает опору 36, неподвижно прикрепленную с помощью стойки 37 к боковому элементу 24, из которого выходит шпиндель 28. Двигатель 38, установленный на опоре 36, обеспечивает вращение шпинделя 35 и, таким образом, катушки 14.

Относительное вращение шпинделей 30 и 35 и, следовательно, катушек 12 и 14 регулируется электронной схемой управления (не показана) так, чтобы натяжение волокна между катушками 12 и 14 поддерживалось в пределах заданных границ. В связи с этим, было установлено, что если натяжение волокна в этом месте слишком слабое, то могут возникнуть проблемы в управлении скоростью вытягивания волокна, а если натяжение волокна слишком сильное, то может возникнуть разрыв волокна.

Как показано на чертежах, катушка 14 закреплена непосредственно над катушкой 12, благодаря чему не увеличивается длина или ширина линии по изготовлению оптического волокна в месте расположения намоточной клети.

При использовании, в начале технологического процесса по вытягиванию волокна, вытянутое волокно, снабженное полимерным покрытием, проходит через ролик 18 между парой роликовых направляющих 40 и затем проходит вокруг катушки 12 меньше, чем один полный оборот, и через пару роликовых направляющих 42 проходит к катушке 14, к которой прикреплен конец вытянутого волокна.

Катушки вращаются для намотки вытянутого волокна на катушку 14. Во время этой операции намотки боковые элементы 24 намоточной клети вместе совершают возвратно-поступательное движение по направляющей 26 в осевом направлении, по существу, в пределах расстояния, соответствующего осевой длине "чрева" или сердечника катушки 14, которая одновременно совершает возвратно-поступательное движение на такое же расстояние, учитывая, что опора 36 прикреплена к боковому элементу 24. В этом случае волокно наматывается на катушку 14 слоями, а траектория движения оптического волокна, по существу, остается неизменной.

Емкость катушки 14 для получения образца значительно меньше, чем емкость накопительной катушки 12, поскольку она нужна только для того, чтобы разместить волокно, вытянутое во время начала начальной операции в технологическом процессе вытягивания волокна. Когда требующиеся условия (параметры) вытягивания достигнуты (обычно после вытягивания примерно 8 км волокна), волокно разрезается между катушками 12 и 14, а затем вытянутое волокно наматывается на накопительную катушку.

Для того чтобы волокно наматывалось на вращающуюся накопительную катушку 12, отрезанный конец волокна, находящийся "выше по течению", т.е. ведущий конец, закрепляется на поверхности сердечника 44 катушки 12. Предпочтительно, это достигается путем приклеивания этого отрезанного конца к поверхности сердечника. В частности, в варианте осуществления изобретения вокруг сердечника 44 наносится двусторонняя клейкая лента 46. Одна сторона ленты приклеивает ленту к сердечнику, а отрезанный конец приклеивается к другой, обращенной наружу в радиальном направлении, внешней стороне. В этом варианте лента оборачивается на 360^o вокруг сердечника и имеет ширину примерно 2 дюйма (50,8 мм). Непосредственно перед тем, как волокно разрезается между катушками, положение катушек такое, что волокно может быть разрезано поверх ленты, так что волокно наматывается вокруг сердечника накопительной катушки 44 и отрезанный конец не имеет возможности свободно крутиться и не повреждает последующие витки намотки на сердечнике 44.

В другом варианте может использоваться лента, клейкая только с одной стороны - клейкая сторона внешняя и она приклеивает к себе.

В обоих случаях волокно может быть намотано на катушку в пределах осевого размера сердечника, на котором нет ленты, так что отрезанный конец не повредит волокно, наматываемое на накопительную катушку, если оно отделено от клейкой ленты.

Во время намотки волокна на накопительную катушку, до тех пор, пока не будет намотано на сердечник заданное количество волокна, которое указано штрихпунктирной линией 48, или пока не закончится вытягивание волокна из заготовки, боковые элементы 24 намоточной клети совершают возвратно-поступательное движение по направляющей 26 в пределах осевого расстояния, по существу, соответствующего продольной (вдоль оси) длине сердечника 44 накопительной катушки 12.

Как понятно, возвратно-поступательное движение намоточной клети, как описано выше, вызывает вытягивание волокна, ведущий конец которого прикреплен к накопительной катушке 12, закрепленной на намоточной клети и вращаемой двигателем поз. 32, наматывая волокно слоями на накопительной катушке.

Когда волокно наматывается на накопительную катушку 12, волокно, намотанное на катушку для получения образца, проверяется. Если результаты проверки неудовлетворительные, тогда может быть выполнено соответствующее действие по корректировке режима работы устройства. В частности, если выявляется дефект, который не может быть исправлен, тогда технологический процесс по вытягиванию волокна может быть остановлен. Как легко понять, это является более предпочтительным, чем осуществлять проверку после того, как закончена намотка на накопительную катушку.

Изобретение относится к изготовлению оптического волокна. Во время начала операции по вытягиванию волокна вытянутое волокно направляется вокруг первой катушки ко второй катушке и катушки вращаются таким образом, чтобы волокно обматывалось вокруг первой катушки и наматывалось на вторую катушку. Затем волокно между катушками разрезают и вытянутое волокно наматывается на первую катушку. В это время осуществляют проверку волокна, намотанного на вторую катушку. Натяжное устройство для вытягивания оптического волокна содержит: намоточную клеть, закрепляющую первую, накопительную катушку вокруг первой оси, двигатель для вращения этой первой катушки относительно этой оси; средство крепления, закрепляющее вторую катушку вокруг второй оси, второй двигатель для вращения этой второй катушки относительно второй оси и средство для регулирования относительных скоростей вращения, обеспечиваемого двигателями. Технический результат изобретения - своевременная корректировка режима вытягивания волокна и сокращение отходов. 3 с. и 12 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ вытягивания оптического волокна, включающий направление вытянутого волокна вокруг первой катушки ко второй катушке, вращение упомянутых катушек для обматывания волокна вокруг первой катушки и наматывания волокна на вторую катушку во время начального вытягивания волокна, затем разрезание волокна между катушками и наматывание вытянутого волокна на первую катушку, а также проверку волокна, намотанного на вторую катушку, в то время, как осуществляется намотка волокна на первую катушку. 2. Способ по п. 1, в котором осуществляют регулирование натяжения волокна между первой и второй катушками во время этапа обматывания волокна вокруг первой катушки и наматывания волокна на вторую катушку путем регулирования относительных скоростей вращения упомянутых катушек. 3. Способ по п. 1 или 2, в котором после этапа разрезания приклеивание отрезанного конца волокна, находящегося "выше по течению", к поверхности сердечника первой катушки. 4. Способ по п. 3, который включает выполнение первой катушки с двусторонней клейкой лентой вокруг сердечника и приклеивание к ленте отрезанного конца волокна, находящегося "выше по течению". 5. Способ по п. 3, который включает этап обеспечения лентой, которая является клейкой только с одной стороны, при этом клейкая сторона находится снаружи вокруг сердечника первой катушки с возможностью приклеивания к клейкой стороне, и приклеивание к ленте отрезанного конца волокна, находящегося "выше по течению". 6. Натяжное устройство для вытянутого оптического волокна, содержащее: первое средство крепления для закрепления первой катушки вокруг первой оси; первое средство вращения для вращения указанной первой катушки относительно упомянутой первой оси, когда она закреплена с помощью упомянутого первого средства крепления; второе средство крепления для закрепления второй катушки вокруг второй оси; второе средство вращения для вращения указанной второй катушки относительно упомянутой второй оси, когда она закреплена с помощью упомянутого второго средства крепления; направляющие средства для направления вытянутого оптического волокна вокруг первой катушки, когда она закреплена с помощью первого средства крепления, и направления ко второй катушке, когда она закреплена с помощью упомянутого второго средства крепления; средство для регулирования относительных скоростей вращения, обеспечиваемого первым и вторым средствами вращения; и средство, вызывающее вытягивание волокна, ведущий конец которого прикреплен к первой катушке, когда она закреплена с помощью упомянутого первого средства крепления и вращается с помощью упомянутого первого средства вращения, наматывая волокно на такой катушке слоями. 7. Устройство по п. 6, в котором упомянутые первая и вторая оси, по существу, параллельны. 8. Устройство по любому из п. 6 или 7, в котором упомянутое первое средство крепления выполнено с возможностью совершения первой катушкой возвратно-поступательного движения вдоль упомянутой первой оси, когда она закреплена с помощью первого средства крепления. 9. Устройство по п. 8, в котором упомянутое первое средство крепления содержит элемент, установленный с возможностью скольжения, для обеспечения возвратно-поступательного движения вдоль упомянутой первой оси. 10. Устройство по п. 9, в котором упомянутое второе средство крепления выполнено с возможностью совершения второй катушкой возвратно-поступательного движения вдоль упомянутой второй оси, когда она закреплена с помощью второго средства крепления. 11. Устройство по п. 10, в котором упомянутое второе средство крепления содержит опору, неподвижно прикрепленную к упомянутому элементу для обеспечения возвратно-поступательного движения. 12. Устройство по любому из пп. 6-11, в котором упомянутое второе средство крепления размещено над упомянутым первым средством крепления. 13. Устройство по любому пп. 6-12, которое содержит упомянутую первую катушку, закрепленную с помощью упомянутого первого средства крепления, и упомянутую вторую катушку, закрепленную с помощью упомянутого второго средства крепления. 14. Устройство по п. 13, в котором упомянутая первая катушка имеет большую емкость, чем упомянутая вторая катушка. 15. Линия по изготовлению оптического волокна, содержащая устройство по любому из пп. 6-14.