一种在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置及使用方法

技术领域

本发明涉及光纤制造技术领域，具体涉及一种在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置及使用方法。

背景技术

光纤拉丝中光纤预制棒经高温拉丝炉熔化并在牵引下拉制成裸纤，裸纤须经过涂覆和涂层固化后方经强度筛选与参数检测后才能继续着色与成缆，随着拉丝技术的不断成熟与成本降低，拉丝速度可实现3000m/min，光纤涂覆涂料使用同时也加快。光纤涂覆缺陷对光纤品质影响较大，涂覆缺陷种类较多如涂覆凹凸、涂覆分层、涂覆杂质和涂覆气泡等，其中较多涂覆缺陷与涂覆温度与涂覆压力关系较大，通过更改涂覆工艺配方可完全杜绝。涂覆气泡影响因素为涂覆温度、压力和涂料中气泡，涂料中气泡为主要因素，涂覆涂料粘度较大，除去其中夹杂气泡其他原因可修改工艺配方有效避免。涂覆缺陷即影响光纤拉丝满盘率和合格率，也影响光纤品质。

当前光纤涂料供料系统可分为集中供料方式与在线添加涂料方式两种。其中，集中供料方式，即若干拉丝条线使用一个供料系统，该系统含有一个较大容积大桶，因容积足够大且在加热环境中气泡能上浮自行消除。在线添加涂料方式，更换涂料时出料管必须提离开液面，管中涂料下流替换为空气，二次插入液面下管内残留空气为该种结构气泡的主要来源。出料管中空气经过滤器形成若干极小气泡，因体积小受到浮力小，同时涂料粘度极大，进而导致气泡很难消除。集中使用供料性能较好但其制作成本较高，后期维护投入较大，在线添加涂料方式结构简单，灵活性强且造价较低。

当前在线添加涂料方式供料系统结构多样，但大同小异：内外涂各有两个涂料大罐，涂料桶直接放置在罐内两个大罐交替使用，每当其中一个大罐内涂料在低液位时系统自行切换同时操作人员更换新涂料桶。在涂料大罐后方增加过滤器，部分系统设计不带过滤器。过滤器后方为小罐，小罐作用为在大罐切换时放置涂覆压力波动即缓冲作用。小罐后方为压力传感器和涂覆杯。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明基于在线添加涂料方式设计了适用于非集中供料方式涂料供料系统的除气泡装置，以便消除在线添加涂料方式系统中气泡，进而提供一种在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置及使用方法。

本发明一种在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置的技术方案：该装置安装于涂料大罐1后方与涂覆模具或涂覆杯中间，其结构为罐体结构，所述罐体顶部设有密封盖2，所述密封盖2上设有液位传感器二21和涂覆压力气管22；所述液位传感器二21贯穿密封盖2深入隔筒5内部；所述罐体由罐体内壁3和罐体外壁4构成带有间隙的双层结构；所述罐体内还设有隔筒5，所述隔筒5的底部与罐体内壁3底部重合，隔筒5直径小于罐体内壁3直径，二者之间形成空隙为夹层6；所述罐体内壁3外周围上全覆盖有恒温循环水道31，所述恒温循环水道31连接有恒温水浴箱；罐体下部侧壁贯穿罐体外壁4和罐体内壁3通向夹层6的位置设置有涂料进口7，与涂料进口7相对的位置贯穿罐体外壁4和罐体内壁3通向罐体外部设置有涂料出口8；所述涂料进口7的上方贯穿罐体外壁4设置有恒温循环水进口9；所述涂料出口8上方靠近罐体密封盖2的位置设置有恒温循环水出口10。

进一步的，所述的涂料大罐1有若干个；所述涂料大罐1的密封盖板上连接有压力气管11、液位传感器一12及涂料出管13；所述涂料出管13位置设有单向阀或气动阀和过滤器，用于控制切换涂料大罐和过滤涂料中杂质；所述涂料大罐1的罐体内壁及过滤器周围设有恒温循环水道；所述涂料出管13与涂料进口7相连接。

进一步的，所述恒温水浴箱设置在装置外部，并通过带增压泵的恒温水槽为恒温循环水道31提供水循环动力，恒温水槽带有自动温控系统，恒定温度为55℃，其中，恒温循环水从恒温循环水进口9进入，通过恒温循环水道31从恒温循环水出口10排出。

进一步的，所述该装置罐体容积为30～60升，罐体底有效直径与高度比例为1：1.5～2.5。

进一步的，所述该装置罐体高液位为隔筒5高度的4/5，低液位为隔筒5高度的3/5；所述隔筒5外壁周围与罐体内壁3之间形成空隙夹层6为10mm。

进一步的，所述罐体内壁3和罐体外壁4之间的间隙为20mm，罐体内壁3和罐体外壁4底部之间还设置有支架14。

进一步的，所述压力气管11和涂覆压力气管22通入的气体采用纯化氮气。

进一步的，所述隔筒5还可以设置凸起，所述凸起可以波浪形、半圆形、半椭圆形及三角形，目的为减小涂料流速或增加附着面积。另外，任何在该装置罐体或新增罐体上为减小涂料流速或增加附着面积的机构设置均为该装置保护的范畴。

上述在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置的使用方法，具体包括如下步骤：

步骤一，涂料前准备：将该装置安装在涂料更换罐即涂料大罐1后方与涂料使用端即涂覆模具或涂覆杯的中间，检查装置各部件的气密性，通过恒温水浴箱及带增压泵的恒温水槽为恒温循环水道提供水循环动力，对涂料大罐1、过滤器及该装置罐体内壁3和罐体外壁4进行预热，自动温控系统的恒定温度为55℃，保证涂覆涂料的粘度，避免产生凝胶现象；

步骤二，在线涂料消除气泡：涂料大罐1中的压力气管11为持续供气状态，通入气体为纯化氮气；液位传感器一12检测到涂料大罐1内涂料液位下限位时，单向阀或气动阀控制切换涂料大罐1；夹杂有气泡的涂料经涂料出管13通过过滤器供至涂料进口7中，再沿罐体内壁3和隔筒5中间的夹层6向上流上升至罐体顶部再从隔筒5顶部沿壁缓慢注入隔筒5中，在此过程中，由于夹层6空间足够大，保证了涂料沿着隔筒5周围各个方向缓慢均匀上升，降低了涂料上升的流速，使涂料在隔筒5周围形成足够薄膜，此时大部分气泡逐渐破裂，少部分气泡因流速低原因，进入隔筒5内部时缓慢接触涂料液面并保留在涂料液面，在足够容积条件下随着涂料液面的逐渐上浮依靠浮力完全消除气泡。此过程中，避免了气泡因流速过快而被深埋涂料液面以下，而来不及上浮被输送到涂覆模具或涂覆杯中的现象；涂覆压力气管22按照预设涂覆压力提供氮气压将静置足够长时间，消除气泡的纯涂料从涂料出口8供入涂覆杯或模具中完成光纤涂覆；当液位传感器二21感应到涂料低液位时，单向阀或气动阀控制供料大罐1工作，并向隔筒5注入涂料，当液位传感器二21感应到涂料高液位时，单向阀或气动阀关闭或者降低涂料流速；

步骤三，循环水循环系统：恒温循环水从恒温循环水进口9进入，通过恒温循环水道31从恒温循环水出口10排出，形成循环，有效的节约水资源和电能试用。

进一步的，所述在线涂料消除气泡步骤中，从涂料进口7至涂料出口8排出供入涂覆杯，所述装置常用拉丝速度在2400m/min，可适当调整装置容积匹配拉丝速度。

相比于现有的技术，本发明具有如下有益效果：本发明的装置结构简单、成本低廉、操作简单及节省人工，大大提升了消除涂覆涂料中气泡效果，实现了消除涂覆气泡缺陷及提升光纤品质需求。通过涂料流速和增加罐体附着面积的设置，使涂料中的气泡更加容易上升到罐内涂料液体表面并破裂，既继承了在线添加涂料系统的优点，同时也能够消除光纤涂覆缺陷保证光纤品质。

附图说明

图1为本发明在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置的结构剖视图；

图2为本发明装置底部连接处剖视图；

图3为本发明装置气泡消除示意图；

图4为本发明装置的工作示意图。

图中：1、涂料大罐；11、压力气管；12、液位传感器一；13、涂料出管；14、支架；2、密封盖；21、液位传感器二；22、涂覆压力气管；3、罐体内壁；31、恒温循环水道；4、罐体外壁；5、隔筒；6、夹层；7、涂料进口；8、涂料出口；9、恒温循环水进口；10、恒温循环水出口。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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做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。

实施例1

请参阅附图1、2和4，本发明提供了一种在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置，该装置安装于涂料大罐1后方与涂覆模具或涂覆杯中间，其结构为罐体结构，罐体顶部设有密封盖2，密封盖2上设有液位传感器二21和涂覆压力气管22；液位传感器二21贯穿密封盖2深入隔筒5内部；罐体由罐体内壁3和罐体外壁4构成带有间隙的双层结构；罐体内还设有隔筒5，隔筒5的底部与罐体内壁3底部重合，隔筒5直径小于罐体内壁3直径，二者之间形成空隙为夹层6；罐体内壁3外周围上全覆盖有恒温循环水道31，恒温循环水道31连接有恒温水浴箱；罐体下部侧壁贯穿罐体外壁4和罐体内壁3通向夹层6的位置设置有涂料进口7，与涂料进口7相对的位置贯穿罐体外壁4和罐体内壁3通向罐体外部设置有涂料出口8；涂料进口7的上方贯穿罐体外壁4设置有恒温循环水进口9；涂料出口8上方靠近罐体密封盖2的位置设置有恒温循环水出口10。

优选的，所述的涂料大罐1有若干个；涂料大罐1的密封盖板上连接有压力气管11、液位传感器一12及涂料出管13；所述涂料出管13位置设有单向阀或气动阀和过滤器，用于控制切换涂料大罐和过滤涂料中杂质；涂料大罐1的罐体内壁及过滤器周围设有恒温循环水道；涂料出管13与涂料进口7相连接。

优选的，恒温水浴箱设置在装置外部，并通过带增压泵的恒温水槽为恒温循环水道31提供水循环动力，恒温水槽带有自动温控系统，恒定温度为55℃，其中，恒温循环水从恒温循环水进口9进入，通过恒温循环水道31从恒温循环水出口10排出。

优选的，该装置罐体容积为30～60升，罐体底有效直径与高度比例为1：1.5～2.5。

优选的，该装置罐体高液位为隔筒5高度的4/5，低液位为隔筒5高度的3/5；隔筒5外壁周围与罐体内壁3之间形成空隙夹层6为10mm。

优选的，罐体内壁3和罐体外壁4之间的间隙为20mm，罐体内壁3和罐体外壁4底部之间还设置有支架14。

优选的，压力气管11和涂覆压力气管22通入的气体采用纯化氮气。

优选的，所述隔筒5还可以设置凸起，所述凸起可以波浪形、半圆形、半椭圆形及三角形，目的为减小涂料流速或增加附着面积。另外，任何在该装置罐体或新增罐体上为减小涂料流速或增加附着面积的机构设置均为该装置保护的范畴。

实施例2

请参阅附图1-4，本发明一种在线消除光纤涂覆涂料中气泡的供料装置的使用方法，具体包括如下步骤：

步骤一，涂料前准备：将该装置安装在涂料更换罐即涂料大罐1后方与涂料使用端即涂覆模具或涂覆杯的中间，检查装置各部件的气密性，通过恒温水浴箱及带增压泵的恒温水槽为恒温循环水道提供水循环动力，对涂料大罐1、过滤器及该装置罐体内壁3和罐体外壁4进行预热，自动温控系统的恒定温度为55℃，保证涂覆涂料的粘度，避免产生凝胶现象；

步骤二，在线涂料消除气泡：涂料大罐1中的压力气管11为持续供气状态，通入气体为纯化氮气；液位传感器一12检测到涂料大罐1内涂料液位下限位时，单向阀或气动阀控制切换涂料大罐1；夹杂有气泡的涂料经涂料出管13通过过滤器供至涂料进口7中，再沿罐体内壁3和隔筒5中间的夹层6向上流上升至罐体顶部再从隔筒5顶部沿壁缓慢注入隔筒5中，在此过程中，由于夹层6空间足够大，保证了涂料沿着隔筒5周围各个方向缓慢均匀上升，降低了涂料上升的流速，使涂料在隔筒5周围形成足够薄膜，此时大部分气泡逐渐破裂，少部分气泡因流速低原因，进入隔筒5内部时缓慢接触涂料液面并保留在涂料液面，在足够容积条件下随着涂料液面的逐渐上浮依靠浮力完全消除气泡。此过程中，避免了气泡因流速过快而被深埋涂料液面以下，而来不及上浮被输送到涂覆模具或涂覆杯中的现象；涂覆压力气管22按照预设涂覆压力提供氮气压将静置足够长时间，消除气泡的纯涂料从涂料出口8供入涂覆杯或模具中完成光纤涂覆；当液位传感器二21感应到涂料低液位时，单向阀或气动阀控制供料大罐1工作，并向隔筒5注入涂料，当液位传感器二21感应到涂料高液位时，单向阀或气动阀关闭或者降低涂料流速；

步骤三，循环水循环系统：恒温循环水从恒温循环水进口9进入，通过恒温循环水道31从恒温循环水出口10排出。

优选的，所述在线涂料消除气泡步骤中，从涂料进口7进入至涂料出口8排出供入涂覆杯，所述装置常用拉丝速度在2400m/min，可适当调整装置容积匹配拉丝速度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。