一种光纤预制棒密封装置及拉丝炉的制作方法

1.本发明涉及光纤加工制造技术领域，尤其涉及一种光纤预制棒密封装置及拉丝炉。


背景技术：

2.光纤生产在拉丝环节将一定尺寸的预制棒加工至40
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1000μm的玻璃纤维丝，这两种直径间的转变基础条件为预制棒在拉丝炉内进行2000℃以上的高温加热，熔融软化后在一定张力下稳定抽丝形成。拉丝炉为上下开口的结构(开口直径固定)，发热材料为石墨，众所周知，石墨材料在高温，有氧条件下极易发生氧化，石墨件的氧化颗粒碰撞到玻璃纤维丝将对其造成极大的负面影响(光纤强度差等)，现有技术通常将相匹配的中间开孔的环形石墨软毡放入拉丝炉内，光纤预制棒垂直穿过中间孔进入到拉丝炉内设定位置，避免拉丝炉在高温情况下由于“烟囱”效应而导致石墨氧化。
3.随着光纤预制棒制造工艺的发展，光纤预制棒尺寸越来越多。在对不同尺寸的多根光纤预制棒进行拉丝时，需要降低拉丝炉的温度、更换相匹配的石墨软毡，再次进行升温拉丝，存在操作复杂，成本高、效率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种光纤预制棒密封装置及拉丝炉，用以解决现有技术中针对不同尺寸的多根光纤预制棒进行拉丝时，需要降低拉丝炉的温度、更换相匹配的石墨软毡，再次进行升温拉丝，存在操作复杂，成本高，效率低的问题。
5.本发明提供一种光纤预制棒密封装置，包括多个叶片和驱动机构，多个所述叶片的一端均设有石墨软毡，相邻两个所述叶片上下交错设置围合成多边形，所述叶片设有所述石墨软毡的一端位于所述多边形内；所述驱动机构与所述叶片连接，所述驱动机构用于对所述叶片施加作用力改变所述多边形的尺寸。
6.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，还包括固定支座，所述固定支座包括第一外壳和多个滑轨，所述第一外壳罩设于多个所述叶片，所述第一外壳的上、下表面均设有第一开口，所述第一开口的尺寸与所述多边形的尺寸匹配；多个所述滑轨沿所述第一外壳的周向设置，且多个所述滑轨的第一端分别与所述第一外壳的侧壁的外表面连接。
7.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，还包括传动结构，所述传动结构包括多个连杆，多个所述连杆均设有滑槽，所述连杆的第一端与相邻所述连杆的第二端通过连接销与对应的所述滑轨滑动连接。
8.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，所述连杆的数量与所述滑轨的数量相等。
9.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，至少一个所述叶片通过第一连接杆与所述连杆对应连接，所述第一外壳的侧壁对应设有第一通孔。
10.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，还包括第二外壳，所述传动结构设
于所述第二外壳的内部，多个所述滑轨的第二端分别与所述第二外壳的侧壁的内表面连接，所述第二外壳的上、下表面均设有第二开口，所述第二开口的尺寸与所述多边形的尺寸匹配。
11.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，所述驱动机构包括气缸，所述气缸的活动端通过第二连接杆与任一所述连杆连接，所述第二外壳的侧壁对应设有第二通孔，所述气缸通过充气或放气驱动多个所述连杆运动。
12.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，所述驱动机构还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述气缸，用于检测所述气缸内部的压力。
13.根据本发明提供的一种光纤预制棒密封装置，所述的驱动机构还包括控制器，所述气缸和所述压力传感器分别与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述压力传感器的压力信息控制所述气缸运行。
14.本发明还提供一种拉丝炉，包括上述任一所述的光纤预制棒密封装置。
15.本发明提供的一种光纤预制棒密封装置及拉丝炉，通过将多个设有石墨软毡的叶片上下交错设置围合成多边形，且石墨软毡位于多边形内，使光纤预制棒可穿过多边形结构，在叶片上设置石墨软毡可实现密封，并防止石墨氧化；通过将驱动机构与叶片连接，驱动机构带动叶片向靠近多边形的中心或远离多边形的中心移动，可自动调节多边形的尺寸匹配不同尺寸的光纤预制棒；这种装置，结构简单，操作方便，无需通过降温更换石墨软毡即可使不同尺寸光纤预制棒的穿过，节省大量的人力、物力以及时间成本，进而提高了拉丝效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明提供的光纤预制棒密封装置的内部结构示意图；
18.图2是本发明提供的连杆与滑轨的连接结构的示意图；
19.图3是本发明提供的叶片的结构示意图；
20.图4是本发明提供的光纤预制棒密封装置处于加持状态时的结构示意图；
21.图5是本发明提供的光纤预制棒密封装置处于松开状态时的结构示意图；
22.图6是本发明提供的光纤预制棒密封装置的结构示意图；
23.附图标记：
24.1：叶片；
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2：石墨软毡；
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3：第一外壳；
25.4：滑轨；
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5：第一开口；
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6：连杆；
26.7：滑槽；
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8：连接销；
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9：第一连接杆；
27.10：第二外壳；
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11：第二开口；
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12：气缸；
28.13：第二连接杆；
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14：压力传感器；
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15：控制器。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.下面结合图1至图6描述本发明提供的一种光纤预制棒密封装置及拉丝炉。
31.本实施例提供的一种光纤预制棒密封装置，包括多个叶片1和驱动机构，多个叶片1的一端均设有石墨软毡2，相邻两个叶片1上下交错设置围合成多边形，叶片1设有石墨软毡2的一端位于多边形内；驱动机构与叶片1连接，驱动机构用于对叶片1施加作用力改变多边形的尺寸。
32.本实施例针对不同尺寸的光纤预制棒，提供一种可自动调节开孔直径的密封装置，此密封装置带有石墨软毡，针对不同尺寸的光纤预制棒，拉丝炉无需降温至室温进行更换石墨软毡即可实现对不同尺寸光纤预制棒的拉丝。
33.具体的，参考图1，光纤预制棒密封装置包括多个叶片1和驱动机构，其中叶片1为金属叶片，金属叶片1的一端包裹有石墨软毡2，不仅可实现密封，也防止石墨氧化，如图3所示；本实施例提供的金属叶片1为扇形，其中靠近扇形中心的一端匹配设有石墨软毡2；多个金属叶片1围合成多边形，具体的，相邻两个金属叶片1上下交错设置，即第一个金属叶片1和第三个金属叶片1分别设于第二个金属叶片1的下方，且相邻两个金属叶片1可重叠；多个金属叶片1围合成多边形，其中带有石墨软毡2的一端位于多边形内，光纤预制棒的尺寸与多个金属叶片1上下交错围合成的多边形尺寸相匹配，光纤预制棒贴合石墨软毡2穿过多边形结构进入到拉丝炉。
34.进一步地，至少一个金属叶片1连接于驱动机构，驱动机构可以带动金属叶片1做直线运动，即驱动机构对金属叶片1施加一定的作用力，带动金属叶片1向靠近多个金属叶片1围合成的多边形的中心移动，也可以带动金属叶片1向远离多边形中心的位置移动，从而改变多边形的尺寸，进而使不同尺寸的光纤预制棒均可穿过多边形结构，进入到拉丝炉；这种结构简单，无需通过降温更换石墨软毡2即可使不同尺寸的光纤预制棒通过多边形结构进入到拉丝炉进行拉丝，操作简单，节省时间。
35.本实施例通过将多个设有石墨软毡的叶片上下交错设置围合成多边形，且石墨软毡位于多边形内，使光纤预制棒可穿过多边形结构，在叶片上设置石墨软毡可实现密封，并防止石墨氧化；通过将驱动机构与叶片连接，驱动机构带动叶片向靠近多边形的中心或远离多边形的中心移动，可自动调节多边形的尺寸匹配不同尺寸的光纤预制棒；这种装置，结构简单，操作方便，无需通过降温更换石墨软毡即可使不同尺寸光纤预制棒的穿过，节省大量的人力、物力以及时间成本，进而提高了拉丝效率。
36.本实施例对叶片1的结构不做具体限定，可以是扇形，也可以是矩形；另外关于多个叶片1是否相同也不做具体限定，可以是相同的也可以是不同的。
37.本实施例对叶片1的数量也不做具体限定，可以是两个也可以是多个，可使多个叶片1围合成多边形结构使光纤预制棒穿过即可。
38.在上述实施例的基础上，本实施例提供的光纤预制棒密封装置还包括固定支座，固定支座包括第一外壳3和多个滑轨4，第一外壳3罩设于多个叶片1，第一外壳3的上、下表
面均设有第一开口5，第一开口5的尺寸与多边形的尺寸匹配；多个滑轨4沿第一外壳3的周向设置，且多个滑轨4的第一端分别与第一外壳3的侧壁的外表面连接。
39.参考图1和图6，本实施例提供的固定支座包括第一外壳3和滑轨4，多个金属叶片1设于第一外壳3的内部，可保护金属叶片1不受破坏，且第一外壳3的上、下表面均设有第一开口5，可使光纤预制棒穿过第一外壳3以及多个金属叶片1围合的多边形结构进入到拉丝炉，其中第一开口5的尺寸与多边形的最大尺寸相匹配，即第一开口5的尺寸大于等于多边形的最大尺寸，避免不同尺寸的光纤预制棒穿过多边形结构时与第一外壳3发生干涉，影响光纤预制棒穿过多边形结构进入到拉丝炉；进一步地，多个滑轨4与第一外壳3的侧壁的外表面连接，用于支撑第一外壳3，避免多个金属叶片1与第一外壳3的内壁发生干涉，具体的，多个滑轨4沿第一外壳3的周向设置，且多个滑轨4的第一端分别与第一外壳3侧壁的外壁面连接，用于支撑第一外壳3。
40.本实施例中关于滑轨4的数量不做具体限定，可以是3个也可以是5个等；另外多个滑轨4与第一外壳3的侧壁的外表面的连接位置可以是均匀分布，不做具体限定。
41.本实施例提供的光纤预制棒密封装置还包括传动结构，传动结构包括多个连杆6，多个连杆6均设有滑槽7，连杆6的第一端与相邻连杆6的第二端通过连接销8与对应的滑轨4滑动连接。进一步地，连杆6的数量与滑轨4的数量相等。
42.在上述实施例的基础上，传动结构包括多个连杆6，且连杆6的数量与滑轨4的数量相等，即第一外壳3的侧壁的外壁面连接有6个滑轨4，每个连杆6上均设有滑槽7，多个连杆6首尾相连通过连接销8与滑轨4实现滑动连接，即连接销8可以在连杆上沿长度方向滑动，也可以在滑轨4上沿长度方向滑动。
43.在一个具体实施例中，参考图1，第一外壳3侧壁的外壁面连接有6个滑轨4，且相邻滑轨4之间的距离相等，传动结构包括6个连杆，第一连杆6的第一端与第二连杆6的第二端通过连接销8与第一滑轨4连接，如图2所示，第二连杆6的第一端与第三连杆6的第二端通过连接销8与第二滑轨4滑动连接，依次进行，第六连杆6的第一端与第一连杆6的第二端通过连接销8与第六滑轨4连接，即连接销在滑轨上移动的同时也在连杆6上滑动；进一步地，对任一个连杆6施加作用力，连杆6可带动相邻连杆6沿滑轨4的长度方向向靠近多边形的中心移动或者是远离多边形中心的位置移动。
44.本实施例中的连接销8为圆柱销，但本实施例并不仅限于此，也可以是圆锥销等。
45.在上述实施的基础上，进一步地，至少一个叶片1通过第一连接杆9与连杆6对应连接，第一外壳3的侧壁对应设有第一通孔。
46.在一个优选实施例中，光纤预制棒密封装置包括六个金属叶片1，六个金属叶片1分别通过第一连接杆9与金属叶片1对应的连杆6连接；具体的，第一外壳3的内部设有六个金属叶片1，金属叶片1的一端设有石墨软毡2，六个金属叶片1围合成多边形，且设有石墨软毡2的一端位于多边形内，金属叶片1的另一端与第一连接杆9的第一端连接，第一外壳3的侧壁与第一连接杆9对应的位置设有第一通孔，第一通孔的尺寸与第一连接杆9的尺寸匹配，可使第一连接杆9穿过即可；第一连接杆9的第二端与连杆6连接；在对任一连杆6施加作用力时，连杆6可带动相邻连杆6运动即多个连杆同时向靠近第一外壳3移动或远离第一外壳3移动，进而带动连接于连杆6上的金属叶片1向靠近多边形的中心或远离多边形的中心移动，可改变多边形的尺寸；进一步地，对连杆6施加一定的作用力，使多边形的尺寸匹配光
纤预制棒的尺寸，即使多个金属叶片1上的石墨软毡2与光纤预制棒贴合，贴合即可实现自由移动且具有一定的密封作用，可避免对不同尺寸的光纤预制棒拉丝时降温更换石墨软毡2，节约时间成本。
47.在另一个实施例中，仅有一个金属叶片1通过第一连接杆9与对应的连杆6连接，通过对任一连杆6施加作用力，带动所有连杆6向第一外壳3移动或远离第一外壳3移动，进而带动连接于连杆6上的金属叶片1向靠近多边形的中心或远离多边形的中心移动，可改变多边形的尺寸。
48.本实施例中关于叶片1与连杆6对应连接的数量不做具体限定，可以是一个，也可以是多个，或者是所有，可通过连杆6带动多个叶片1移动改变多个叶片围成的多边形的尺寸，使不同尺寸的光纤预制棒穿过多边形结构进入到拉丝炉内即可。
49.本实施例中，叶片的数量可以与连杆的数量相同，也可以不同，不做具体限定。
50.在上述实施例的基础上，本实施例提供的光纤预制棒密封装置，还包括第二外壳10，传动结构设于第二外壳10的内部，多个滑轨4的第二端分别与第二外壳10侧壁的内表面连接，第二外壳10的上、下表面均设有第二开口11，第二开口11的尺寸与多边形的尺寸匹配。
51.在一个实施例中，传动结构设于第二外壳10的内部，传动结构与滑轨4滑动连接，具体的，多个叶片1上下交错设置围合成多边形，设于第一外壳3的内部，第一外壳3侧壁的外壁面连接有多个滑轨4，传动结构滑动连接于滑轨4，即多个滑轨4的第一端分别连接于第一外壳3侧壁的外壁面，多个滑轨4的第二端分别连接于第二外壳10侧壁的内壁面，相邻两个连杆6通过连接销8与滑轨4滑动连接。
52.进一步地，第二外壳10的上下表面均设有第二开口11，如图6所示，且第二开口11的尺寸与多个金属叶片1围合成的多边形的尺寸匹配，即第二开口11的尺寸大于等于多个金属叶片1上下交错围合成的多边形的最大尺寸，使不同尺寸的光纤预制棒可穿过第一外壳3、第二外壳10以及多边形结构进入到拉丝炉内进行拉丝。
53.本实施例通过在滑轨4、传动结构以及第一外壳3的外部设置第二外壳10，可保护滑轨4、传动结构以及第一外壳3，提高了安全性，同时也可以实现美观；将滑轨4的第一端与第一外壳3侧壁的外壁面连接，将滑轨4的第二端与第二外壳10侧壁的内壁面连接，可实现支撑固定，避免第一外壳3与其内部的金属叶片1发生干涉，影响光纤预制棒穿过。
54.在上述实施例的基础上，本实施例提供的光纤预制棒密封装置，驱动机构包括气缸12，气缸12的活动端通过第二连接杆13与任一连杆6连接，第二外壳10的侧壁对应设有第二通孔，气缸12通过充气或放气驱动多个连杆6运动。
55.本实施例提供的驱动机构可以是气缸12，气缸12通过充气和放气提供两种相反的作用力，即充气时活塞向靠近第一外壳3的方向运动，放气时活塞向远离第一外壳3的方向运动；进一步地，气缸12的活动端与任意一个连杆6连接，气缸12在进行充气或放气时可带动多个连杆6运动，相应地，第二外壳10的侧壁根据第二连杆6的结构做避让，可以在第二连杆6的对应位置设置第二通孔，也可以在第二连杆6的位置设置与第二连杆相匹配的凹槽避让第二连杆6，使连杆6通过第二连杆6与气缸12的活动端连接。
56.在一个实施例中，多个金属叶片1上下交错设置围合成多边形，金属叶片1设有石墨软毡2的一端位于多边形内，光纤预制棒通过时可对其进行密封；多个金属叶片1分别通
过第一连接杆9与对应的连杆6连接，连杆6与气缸12活动端通过第二连接杆13连接，进而实现了气缸12与金属叶片1的连接；即控制气缸12进行充气时，气缸12的活动端带动连杆6推动金属叶片1向靠近多边形的中心移动，即使多边形的尺寸变小，实现对光纤预制棒的夹持；控制气缸12进行放气时，气缸12的活动端带动连杆6拉动金属叶片1远离多边形的中心移动，即使多边形的尺寸变大，实现对光纤预制棒的松开，或者使更大尺寸的光纤预制棒穿过多边形结构进入到拉丝炉。
57.进一步地，将光纤预制棒插入多边形结构，若光纤预制棒的尺寸大于多边形的尺寸，或多个金属叶片1对光纤预制棒的夹持力过大，控制气缸12放气，使金属叶片1向外移动即远离多边形的中心移动，增大多边形的尺寸，使光纤预制棒可穿过多边形结构实现夹持，或减小夹持力避免损坏光纤预制棒，如图5所示；若光纤预制棒的尺寸小于多边形的尺寸，控制气缸12进行充气，使多个金属叶片1向内移动即向多边形的中心移动，减小多边形的尺寸，使多个金属叶片夹紧光纤预制棒，如图4所示。
58.本实施例通过控制气缸12控制金属叶片1移动，改变多个金属叶片1上下交错围合成的多边形的尺寸，进而使不同尺寸光纤预制棒均可通过多边形结构，这种装置简单，且不需要通过降温更换石墨软毡2，可使不同尺寸的光纤预制棒穿过多边形结构进入到拉丝炉，可节约大量的时间成本，进而提高拉丝效率。
59.在上述实施例的基础上，本实施例中的光纤预制棒密封装置，驱动机构还包括压力传感器14，压力传感器14设于气缸12，用于检测气缸12内部的压力。
60.在一个优选实施例中，气缸12的端部设有压力传感器14，用于检测气缸12内部的压力；具体的，光纤预制棒插入多个金属叶片1上下交错围合的多边形结构时与金属叶片1上的石墨软毡2接触，即光纤预制棒可以移动且可实现密封时气缸12具有一定的压力，压力过大，光纤预制棒不易移动，且存在光纤预制棒夹裂的风险；压力过小，密封性能不好。
61.本实施例中压力传感器14的位置不做具体限制，可以是气缸12上的任意位置，可检测气缸12内部的压力即可。
62.在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供的光纤预制棒密封装置，驱动机构还包括控制器15，气缸12和压力传感器14分别与控制器15连接，控制器15用于根据压力传感器14的压力信息控制气缸12运行。
63.在一个具体实施例中，气缸12连接二位五通阀来控制气缸12伸缩运动，具体的，二位五通阀的进气口和出气口分别与气缸12的两端对应连接，控制二位五通阀向气缸12内进气或将气缸12内的气体排出进而带动气缸12的活动端实现伸缩运动；参考图4，控制二位五通阀向气缸内进气，气缸12的活动端带动连杆6推动多个金属叶片1向靠近多个金属叶片1围合的多边形的中心移动，多边形的尺寸减小，可将多边形结构内的光纤预制棒夹紧；参考图5，控制二位五通阀将气缸内的气体排出，气缸12的活动端带动连杆6拉动多个金属叶片1向远离多个金属叶片1围合的多边形的中心移动，多边形的尺寸增大，可将多边形结构内的光纤预制棒松开，或者匹配大尺寸的光纤预制棒。
64.进一步地，控制器15与压力传感器14连接，可根据压力传感器14的压力信息控制气缸12进气或出气。具体的，光纤预制棒插入多个金属叶片1围合成的多边形结构内，光纤预制棒可移动且可达到一定的密封效果时，具有一定的压力；即不同尺寸的光纤预制棒插入多边形结构内处于合适位置与石墨软毡贴合时的压力是一定的，可根据实际情况设定压
力值。
65.当对不同形状不同尺寸的光纤预制棒进行拉丝时，可根据当前气缸内的压力与设定的压力值控制气缸12充气、放气。具体的，当光纤预制棒的尺寸变小，即光纤预制棒插入多边形结构内，但是与金属叶片1上的石墨软毡2没有接触或没有完全贴合，压力传感器14检测到的气缸12内的压力值小于设定压力值，控制器15可控制气缸12充气，增加气缸12内的压力，当气缸12内的压力值与设定压力值相等时停止充气；即气缸12的活动端带动连杆6推动多个金属叶片1向靠近多边形结构内的光纤预制棒移动，加持光纤预制棒，光纤预制棒与多个金属叶片1上的石墨软毡2贴合，可自由移动，且可达到一定的密封效果。
66.当光纤预制棒的尺寸变大时，即光纤预制棒无法插入多边形结构内，或光纤预制棒插入多边形结构内但无法移动，存在夹裂的风险时，压力传感器14检测到的气缸12内的压力值大于设定压力值，控制器15可控制气缸12放气，降低气缸12内的压力，直至气缸12内的压力与预设压力值相等时停止；即气缸12的活动端带动连杆6拉动多个金属叶片1向远离多边形结构内的光纤预制棒移动，使多边形结构的尺寸增大方便插入光纤预制棒，或者避免多边形结构内的光纤预制棒的夹持力过大被夹持破裂。
67.本实施例通过根据气缸12内的压力值控制气缸12充气、放气，带动连杆6改变多个金属叶片1的位置，使多个金属叶片1上下交错围合的多边形尺寸减小或增大，可使不同形状(圆形、八边形、椭圆形等)、不同尺寸的光纤预制棒穿过多边形结构进入到拉丝炉内进行拉丝，无需通过降温更换石墨软毡2，操作简单，且节省时间成本，提高了拉丝效率。
68.本实施例还提供一种拉丝炉，包括上述任一实施例中的光纤预制棒密封装置，还包括炉体，光纤预制棒经过光纤预制棒密封装置进入炉体内进行加热、拉丝。
69.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。