一种光纤拉丝涂覆装置

技术领域

本发明涉及光纤拉丝涂覆技术领域，具体为一种光纤拉丝涂覆装置。

背景技术

在光纤拉丝过程中，为了保护玻璃光纤表面，需要在光纤表面涂上多层涂覆层，通常通过涂覆光纤涂料来完成，光纤涂料通常采用高分子树脂化合材料，常温下为液态。

在涂覆过程中，如果涂料中存在气泡，将会对光纤表面产生质量影响，所以，在光纤生产前涂覆装置需将带有气泡的涂料进行排除。目前基本都是人工操作将涂覆装置前端涂料排除，直至没有气泡为止。并且排除掉的涂料不能统一回收处理，都作废料处理，造成资源浪费。

同时，为了获得较好的光纤表面涂覆层质量，拉丝过程中需要涂料粘度、涂料温度和拉丝速度之间保持良好的匹配。拉丝过程中随着拉丝速度的提高，光纤的表面温度也越来越高。为了与光纤的温度相匹配，涂料的温度也需要随之增加。

光纤预制棒在拉丝炉的温度约在2000～2200℃，特别是在高速拉的情况下，光纤的出炉口温度可达1400～1700℃，因此裸纤从拉丝炉出口处流出时会带有大量的热量。传统的涂料温度加热方法为固定温度加热方法，采用外接加热设备加热液体(液态水或矿物油)，之后通过液体循环加热涂覆容器，再通过涂覆容器来加热涂料。

传统的涂料加热方式并不能对裸纤带出的热量加以利用，进而造成能源的浪费和生产成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤拉丝涂覆装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种光纤拉丝涂覆装置，该拉丝涂覆装置包括安装板、涂覆机构、气泡处理机构、冷却机构、固化机构，所述安装板上从上至下设置有冷却机构、涂覆机构、气泡处理机构及固化机构，所述气泡处理机构和固化机构位于同一水平面，所述气泡处理机构对含有气泡的涂料进行气体去除处理，所述冷却机构上端与拉丝炉下端连接。涂覆机构对裸纤进行涂料的涂覆，并对涂覆的多余涂料进行回收，气泡处理机构通过离心力使涂料被甩出转鼓，并使涂料在运动过程中分割网分割成多份，使涂料以最小的体积撞击在负压箱内壁上，从而使涂料中的气泡被撞破，从而实现涂料中气泡的去除。

所述安装板上从上至下设置有两组连板、支撑板、载板，所述冷却机构和涂覆机构从上至下依次分别安装在两组连板上，所述载板上设置有切换板，载板下方设置有衔接气缸，所述衔接气缸与切换板转动连接，所述切换板的两端分别设置有气泡处理机构和固化机构。连板为冷却机构和涂覆机构的安装提供支撑，支撑板为传输管的安装提供支撑，载板为切换板的转动安装提供支撑，同时为衔接气缸的安装提供支撑，切换板两端分别安装气泡处理机构和固化机构，切换板通过在载板上转动，实现气泡处理机构和固化机构的切换，使气泡处理机构和固化机构分别位于涂覆机构的正下方，衔接气缸为切换板的转动进行动力衔接，通过动力衔接，使切换板发生转动。

所述气泡处理机构包括抽气箱和设置在抽气箱下方的负压箱，所述抽气箱内部设置有连通管，所述连通管外侧设置有扇叶，所述扇叶的外侧设置有齿轮环，所述抽气箱内壁上对应齿轮环的外置开设有转动槽，所述齿轮环一侧位于转动槽中，所述抽气箱外侧对应转动槽的位置开设有齿轮槽，所述连通管的下端位于负压箱中，所述负压箱与抽气箱连通，负压箱使连通管转动。抽气箱为连通管、齿轮环的转动安装提供支撑，连通管带动扇叶在抽气箱中进行转动，扇叶在转动过程中抽取负压箱中的空气，使负压箱中处于低压，从而加快涂料中气体的去除，同时扇叶的转动带动齿轮环的转动，使齿轮环将转动动力传递的外部，连通管与涂覆机构连通，使涂覆机构中带有气泡的涂料通过连通管进入到负压箱中。

所述负压箱中位于连通管的外侧设置有转鼓，所述转鼓与负压箱转动连接，所述负压箱内部位于转鼓的下方设置有动力电机，所述动力电机与转鼓轴连接，动力电机外侧设置有防护壳，所述负压箱内部位于转鼓的外侧设置有分割网，所述转鼓上开设有若干组通孔，所述负压箱内壁上设置有若干组锯齿，所述转鼓与连通管固定。动力电机带动转鼓转动，进而带动连通管进行转动，转鼓在转动过程中通过离心力使涂料通过通孔被甩出，分割网对甩出的涂料进行分割，使涂料进一步的被分割成小份，同时也使涂料中的气泡被割破，若干组小份的涂料与负压箱内壁以及锯齿发生碰撞，使小份涂料中的气泡被刺破，并覆盖在负压箱内壁上，去除气泡的涂料沿着负压箱内壁汇聚到负压箱底部，通过转鼓的转动实现涂料中气体的初步分离，经过分割网的分割，进行二次气泡去除，再通过与锯齿和负压箱内壁的碰撞，实现第三次气体分离，通过转鼓、分割网以及锯齿的设置，相对于现有的气泡去除器，可以避免涂料中夹杂小气泡，提高了对涂料中气体的去除效果。

所述切换板为中空结构，切换板呈L型，所述切换板的一端与抽气箱固定，与抽气箱固定的切换板一端的内部设置有转轴，所述转轴上对应齿轮槽的位置设置有主动轮，所述主动轮的一端位于齿轮槽内部，并与所述齿轮环转动连接，所述转轴上位于主动轮下方设置有第一斜齿轮，所述切换板内部设置有齿轮传动组，所述齿轮传动组的一端与第一斜齿轮转动连接，所述切换板的内部位于齿轮传动组的另一端设置有第二转轴，所述第二转轴上从上至下设置有传动轮、第二斜齿轮，所述第二斜齿轮与齿轮传动组转动连接。

所述衔接气缸的气缸杆上设置有衔接轴，所述衔接轴上从上至下设置有衔接轮、固定轮，所述载板上端位于固定轮的外侧设置有固定环，所述固定环位于切换板内部，所述固定轮上端设置有延伸板，所述延伸板下端设置有若干组固定柱，所述切换板内部对应固定柱的位置设置固定孔，所述衔接气缸使衔接轮与传动轮转动连接或分离。

所述抽气箱上开设有若干组气流孔，抽气箱上端开设有更换槽，所述更换槽内部设置有更换板，更换槽与若干组气流孔连通，所述更换板下端对应若干组气流孔的位置设置有过滤块，所述过滤块位于气流孔中；所述支撑板上设置有输送管；所述冷切机构包括冷却箱，所述冷却箱上设置有冷却管，所述输送管的一端与冷却管管道连接；所述固化机构包括固化箱，所述固化箱外侧设置有固化管，所述冷却箱与固化管管道连接。

所述冷却箱内部设置有冷却板，冷却板呈环状且内部中空，冷却板上端开设有若干组竖直的冷却气孔，冷却板下端开设有通气孔，冷却板下方设置有冷却环，所述冷却环上端通过通气孔与冷却板连通，冷却环外侧与冷却管管道连接，所述冷却板内部对应每组通气孔的上方均设置有第一挡流板，所述冷却箱上端一侧设置有出气口。第一挡流板对冷却环中流入的气体进行阻挡，使空气充分扩散到了冷却板中，使空气从冷却板的每个冷却气孔中匀速流出，使冷却箱中各处的气流速度相同，从而使裸纤各处受到的气流的冲击相同，气流从冷却箱内部下方流到冷却箱上方，冷却箱上方接近拉丝炉，使得上方的温度高，通过气流从下往上流动，可以避免上方的热量扩散到冷却箱内部的下方，且裸纤通过运动，在冷却箱中进行了一定程度的降温，再通过气流的流动，加快裸纤的降温冷却，并使带有大量热量的空气流出冷却箱，并进入到固化箱以及涂覆箱中，从而实现热量的再利用，提高热量的利用率。

所述固化箱内部设置有固化板，固化板呈环状且内部中空，固化板上端开设有若干组固化气孔，若干组固化气孔均向固化板的中心倾斜，固化板下端开设有通气孔，固化板下方设置有固化环，所述固化环上端通过通气孔与固化板连通，固化环外侧与固化管管道连接，所述固化板内部对应每组通气孔的上方均设置有第二挡流板，所述固化箱上端设置有若干组出气口。通过若干组固化气孔的设置，可以增加进入到固化箱中的空气量，再通过固化气孔的倾斜设置，可以使带有大量热量的空气在固化箱的中部流动，从而使大量的热空气在涂覆后的光纤周围流动，空气从下往上流动，对涂料有一定的往上冲击的力度，可以避免涂料在裸纤上往下滑动而使裸纤涂覆不均匀，气流从下往上流动，不仅能使涂料吸附在裸纤上，而且也具有提高涂覆效果的作用。

所述涂覆机构包括涂覆箱，所述涂覆箱内部上端设置有涂覆管，涂覆箱内部位于涂覆管的下方设置有回收板，所述回收板对裸纤上多余的涂料进行刮去回收，所述涂覆箱上位于涂覆管与回收板之间设置有进气管，所述进气管内部设置有电磁阀，进气管另一端与冷却箱管道连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、在生产光纤时，冷却箱位于拉丝炉的下方，并与涂覆箱、固化箱组成密闭的光纤输送通道，解决了裸纤容易受到外界风速变化的影响而产生抖动，甚至产生断纤的问题，提高了光纤的生产效率。

2、通过转鼓的转动实现涂料中气体的初步分离，经过分割网的分割，进行二次气泡去除，再通过与锯齿和负压箱内壁的碰撞，实现第三次气体分离，通过转鼓、分割网以及锯齿的设置，相对于现有的气泡去除器，可以避免涂料中夹杂小气泡，提高了对涂料中气体的去除效果，且去除气泡后的涂料被回收利用，提高了涂料的利用率，减少了资源的浪费。

3、利用裸纤带出的大量的热量，对涂覆后的涂料进行加热固化，不仅实现了热量的再利用，而且通过固化气孔的倾斜设置，可以使带有大量热量的空气在固化箱的中部流动，从而使大量的热空气在涂覆后的光纤周围流动，空气从下往上流动，对涂料有一定的往上冲击的力度，可以避免涂料在裸纤上往下滑动而使裸纤涂覆不均匀，气流从下往上流动，不仅能使涂料吸附在裸纤上，而且也具有提高涂覆效果的作用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构前视图；

图2是本发明的整体结构俯视图；

图3是本发明的空气在冷却箱以及固化箱中的流动模拟图；

图4是本发明的气泡处理机构的内部结构示意图；

图5是本发明的气泡处理机构与切换板之间的传动结构示意图；

图6是本发明的冷却板与冷却管之间的结构示意图；

图7是本发明的固化板与固化管之间的结构示意图；

图8是本发明的回收板的结构示意图。

图中：1、安装板；2、涂覆机构；3、气泡处理机构；4、冷却机构；5、固化机构；1-1、载板；1-2、支撑板；1-3、切换板；1-4、衔接气缸；1-5、主动轮；1-6、传动轮；1-7、固定轮；1-8、衔接轮；2-1、涂覆管；2-2、回收板；2-21、主板；2-22、副板；2-23、气囊；3-1、更换板；3-2、过滤块；3-3、连通管；3-4、扇叶；3-5、齿轮环；3-6、负压箱；3-7、转鼓；3-8、分割网；3-9、锯齿；3-10、动力电机；3-11、抽气箱；4-1、冷却板；4-2、第一挡流板；4-3、冷却气孔；4-4、冷却环；4-5、冷却管；5-1、固化板；5-2、第二挡流板；5-3、固化气孔；5-4、固化环；5-5、固化管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

请参阅图1-8，本发明提供技术方案：一种光纤拉丝涂覆装置，该拉丝涂覆装置包括安装板1、涂覆机构2、气泡处理机构3、冷却机构4、固化机构5，安装板1上从上至下安装有冷却机构4、涂覆机构2、气泡处理机构3及固化机构5，气泡处理机构3和固化机构5位于同一水平面，气泡处理机构3对含有气泡的涂料进行气体去除处理，冷却机构4上端与拉丝炉下端连接。

安装板1上从上至下固定安装有两组连板、一组支撑板1-2、一组载板1-1，冷却机构4和涂覆机构2从上至下依次分别安装在两组连板上，载板1-1上转动安装有切换板1-3，切换板1-3的两端分别安装有气泡处理机构3和固化机构5。

支撑板1-2上固定有输送管，输送管对气泡处理机构3输送的空气进行输送，是空气进入到冷却机构3的冷却箱中。

切换板1-3为中空结构，切换板1-3呈L型，切换板1-3的一端与气泡处理机构3的抽气箱3-11固定，与抽气箱3-11固定的切换板1-3一端的内部转动安装有转轴，转轴上对应齿轮槽的位置固定有主动轮1-5，转轴上位于主动轮1-5下方固定有第一斜齿轮，切换板1-3内部安装有齿轮传动组，齿轮传动组的一端与第一斜齿轮转动连接，切换板1-3的内部位于齿轮传动组的另一端转动安装有第二转轴，第二转轴上从上至下固定有传动轮1-6、第二斜齿轮，第二斜齿轮与齿轮传动组转动连接。

齿轮传动组由斜齿轮、转动轴以及转动轴支撑架相互配合组成。

载板1-1下方安装有衔接气缸1-4，衔接气缸1-4的气缸杆贯穿载板1-1和切换板1-3，气缸杆上转动安装有衔接轴，衔接轴上从上至下固定有衔接轮1-8、固定轮1-7，载板1-1上端位于固定轮1-7的外侧固定有固定环，固定环上端贯穿切换板1-3的板体，并与切换板1-3转动连接，固定环使固定轮1-7不能发生转动，从而使衔接轮1-8不能发生转动，当衔接气缸1-4的气缸杆伸出时，固定环依旧与固定轮1-7接触，固定轮1-7的上端固定有延伸板，延伸板的下端固定有若干组固定柱，切换板1-3上对应固定柱的位置开设固定孔，固定柱位于固定孔中，用于固定切换板与载板之间的相对位置，衔接气缸1-4通过气缸杆的伸出或收回使衔接轮1-8与传动轮1-6转动连接或分离。

涂覆机构2包括涂覆箱，涂覆箱内部上端安装有涂覆管2-1，涂覆箱内部位于涂覆管2-1的下方转动安装有回收板2-2，回收板2-2对裸纤上多余的涂料进行刮去回收，涂覆箱上位于涂覆管2-1与回收板2-2之间安装有进气管，进气管内部设置有电磁阀，通过控制电磁阀控制进入进气管中热空气的量，进气管另一端与冷却机构4的冷却箱的出气口管道连接。

进一步的，在涂覆管2-1上安装气泡传感器，用于检测涂料中是否存在气泡。

涂覆箱上开设有微孔，微孔用于排放进入的热空气，且热空气的排放量远小于进气量。

回收板2-2由三组主板2-21和三组副板2-22组成，主板2-21和副板2-22均与涂覆箱的箱体转动连接，且转动角度均由电机(图中未画出)控制，每组副板2-22的两侧均设置有气囊2-23，气囊2-23的另一侧均与主板2-21固定，气囊2-23连接主板2-21和副板2-22，从而使回收板2-2可以承载刮去下来的多余涂料。

主板2-21和副板2-22通过往下转动使刮去的涂料可以进入到气泡处理机构3的转鼓3-7中。

气泡处理机构3包括抽气箱3-11和安装在抽气箱3-11下方的负压箱3-6，抽气箱3-11上端中部开设由进料口，当固化箱位于涂覆箱正下方时，输送管覆盖在进料口的正上方，抽气箱3-11内部位于进料口的外侧转动安装有连通管3-3，连通管3-3外侧固定有扇叶3-4，扇叶3-4的外侧固定有齿轮环3-5，抽气箱3-11内壁上对应齿轮环3-5的外置开设有转动槽，齿轮环3-5一侧位于转动槽中，抽气箱3-11外侧对应转动槽的位置开设有齿轮槽，转轴上的主动轮1-5对应齿轮槽并位于齿轮槽中，主动轮1-5与齿轮环3-5转动连接，连通管3-5的下端位于负压箱3-6中，负压箱3-6与抽气箱3-11通过气孔连通，扇叶3-4通过转动抽取负压箱3-6中的空气或向负压箱3-6中灌输纯净干燥的空气。

抽气箱3-11上开设有若干组气流孔，抽气箱3-11上端开设有更换槽，更换槽内部安装有可拆卸的更换板3-1，更换槽与若干组气流孔连通，更换板3-1下端对应若干组气流孔的位置安装有可拆卸的过滤块3-2，过滤块3-2位于气流孔中，过滤块3-2对空气中的水分、灰尘颗粒等进行吸附净化，过滤块3-2由包裹有活性炭的棉布组成。

负压箱3-6中位于连通管3-3的外侧固定有转鼓3-7，转鼓3-7与负压箱3-6转动连接，负压箱3-6内部位于转鼓3-7的下方安装有动力电机3-10，动力电机3-10与转鼓3-7轴连接，动力电机3-10外侧设置有防护壳，负压箱3-6内部位于转鼓3-7的外侧安装有分割网3-8，转鼓3-7上开设有若干组通孔，负压箱3-6内壁上固定有若干组锯齿3-9，转鼓3-7与连通管3-3固定。

去除气泡的涂料储存在负压箱3-6中，并由外接的泵将涂料抽空。

冷切机构4包括冷却箱，冷却箱外侧固定安装有冷却管4-5，输送管的一端与冷却管4-5管道连接；

冷却箱内部下端安装有冷却板4-1，冷却板4-1呈环状且内部中空，冷却板4-1上端开设有若干组竖直的冷却气孔4-3，冷却板4-1下端开设有通气孔，冷却板4-1下方安装有冷却环4-4，冷却环4-4上端通过通气孔与冷却板4-1连通，冷却环4-4外侧通过管道与冷却管4-5管道连接，冷却板4-1内部对应每组通气孔的上方均安装有第一挡流板4-2，冷却箱上端一侧右侧开设有出气口。

固化机构5包括固化箱，固化箱外侧安装有固化管5-5，冷却箱通过出气口以及管道与固化管5-5管道连接。

固化箱内部安装有固化板5-1，固化板5-1呈环状且内部中空，固化板5-1上端开设有若干组固化气孔5-3，若干组固化气孔5-3均向固化板5-3的中心倾斜，固化板5-1下端开设有通气孔，固化板5-1下方安装有固化环5-4，固化环5-4上端通过通气孔与固化板5-1连通，固化环5-4外侧与固化管5-5管道连接，固化板5-1内部对应每组通气孔的上方均设置有第二挡流板5-2，固化箱上端开设有若干组出气口。

本发明的工作原理：

冷却箱位于拉丝炉的下方，并与涂覆箱、固化箱组成密闭的光纤输送通道，裸纤从拉丝炉出来后，先后流经冷却箱、涂覆箱、固化箱，最后经过牵引装置和收丝机。

涂覆管2-1中的涂料带有气泡时，衔接气缸1-4的气缸杆伸出，使衔接轮1-8与传动轮1-5转动连接，使固定柱从固定孔中脱离，使得切换板1-3可以与载板1-1发生相对转动，然后动力电机3-10开始转动，进而带动转鼓3-7、连通管3-3进行转动，进而带动扇叶3-4进行正转，并抽取负压箱3-6中的空气。

扇叶3-4的转动带动齿轮环3-5以及主动轮1-5的转动，通过齿轮传动组带动传动轮1-6的转动，衔接轮1-8不能进行转动，从而使传动轮1-6围绕衔接轮1-8进行转动，从而使切换板1-3在传动轮1-6与衔接轮1-8的相互配合下在载板1-1上转动，直到转动到抽气箱3-11位于涂覆箱的正下方。然后衔接气缸1-4的气缸杆收回，固定柱再次插入固定孔中。

当抽气箱3-11位于涂覆箱的正下方时，主板2-21和副板2-22开始往下转动，并抵在抽气箱3-11上，涂覆管2-1中的涂料通过进料口以及连通管3-3进入到转鼓3-7中，转鼓3-7在动力电机3-10的带动下进行高速转动，使涂料在离心力的作用下被甩出，并在空中的运动途中被分割网3-8分割成多份，最后撞击在负压箱3-6的内壁上，通过离心力、分割以及撞击使涂料中的气泡被快速去除，去除气泡的涂料被外接泵抽取并进行循环利用。

当涂料中不含气泡时，衔接气缸1-4的气缸杆再次伸出，使衔接轮1-8再次与传动轮1-6接触，动力电机3-10通过反转使切换板1-3在载板1-1上往回转动，直到固化箱位于涂覆箱的正下方，此时输送管完全覆盖在进料口上。然后衔接气缸1-4复位，固定柱重新插入固定孔。

动力电机3-10反转，带动扇叶3-4的反转，使扇叶3-4通过抽气箱3-11上的气流孔抽取外界空气并灌输到负压箱3-6中，抽取的空气被过滤块3-2所净化，抽取的空气通过输送管进入到冷却管4-5中，并从若干组冷却气孔4-3中向上流动，并对冷却箱上端以及裸纤上的热量进行输送，使裸纤以及冷却箱内部降温，使热空气分别进入到涂覆箱以及固化管5-5中。

进入到涂覆箱的热空气对涂覆管2-1中的涂料进行加热，从而提高涂料的流动性，提高对裸纤的涂覆效果，通过控制电磁阀的开口大小，控制进入到涂覆箱的热空气的量。

进入到固化管5-5中的热空气，通过固化气孔5-3在固化箱中心位置往上流动，从而使涂覆的涂料进行加热固化，最后，往上运动的热空气通过出气口流出固化箱。涂料固化后的光纤被收丝机收卷。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。