Способ изготовления светопроводящего стекловолокна и устройство для изготовления светопроводящего стекловолокна

 

Использование: производство светопроводящих волоконно-оптических изделий. Сущность изобретения: изготавливают светопроводящее стекловолокно, включающее сердцевину и оболочку, путем нагрева штабика из стекла сердцевины до температуры, не превышающей температуру плавления стекла. Протягивают штабик через ванную с расплавленным стеклом оболочки сверху вниз. Вытягивают волокно, нагрев штабика на выходе из ванны осуществляют до температуры плавления стекла. Расплав стекла оболочки получают плавлением штабиков. Устройство содержит ванну с отверстием в крышке и днище с кольцевым коническим выступом в днище, электрический нагреватель и механизм подачи штабика стекла сердцевины. Крышка снабжена цилиндром, установленным аксиально выходному отверстию и не доходящим до дна ванны. В крышке выполнено дополнительное отверстие для подачи в ванну стекла оболочки. Устройство снабжено механизмом подачи штабика стекла оболочки. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оптическому производству, более конкретно к производству светопроводящих волоконно-оптических изделий.

Известен способ изготовления заготовки для вытягивания волокна, когда в тигель с расплавом стекла сердцевины сверху наливают слой стекла оболочки [1] Затравочный стержень опускают в тигель до расплава сердцевины и поднимают вверх, вытягивая штабик, структурно напоминающий волокно.

Данным способом трудно получить постоянную по толщине оболочку, т.к. возможно смешение расплавов, необходимо иметь расплав стекла сердцевины с меньшей плотностью, чем расплав стекла оболочки.

В соответствии с данным способом можно получить только заготовку для вытяжки волокна. Для перетяжки заготовки в волокно необходимо дополнительное устройство.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления светопроводящего стекловолокна, включающего сердцевину и оболочку, путем нагрева штабика из стекла сердцевины до температуры, не превышающей температуру плавления стекла, протягивания его через ванну с расплавленным стеклом оболочки и вытягивания волокна [2] Наиболее близким устройством является устройство для изготовления светопроводящего стекловолокна, содержащее ванну с отверстиями в крышке и днище, электрический нагреватель и механизм подачи штабика стекла сердцевины [2] Недостатками способа являются низкая производительность и потребность в дополнительных производственных площадях и оборудовании, т.к. покрытый стеклом дрот необходимо перемещать в дополнительное устройство для перетяжки его в волокно.

Устройство не позволяет осуществить целиком весь процесс получения волокна. С его помощью можно получить только заготовку, структурно напоминающую волокно.

Техническая задача изобретения заключается в создании способа изготовления светопроводящего волокна преимущественно с двумя и более оболочками, обеспечивающего по сравнению с прототипом более высокую производительность и не требующего для своего осуществления дополнительных приспособлений и устройства для реализации способа, позволяющего провести все операции для получения готового волокна из штабика стекла сердцевины и заготовки (например, штабика) стекла оболочки.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления светопроводящего стекловолокна, включающего сердцевину и оболочку, путем нагрева штабика из стекла сердцевины до температуры, не превышающей температуру плавления стекла, протягивания его через ванну с расплавленным стеклом оболочки и вытягивания волокна, штабик протягивают через расплав стекла оболочки сверху вниз, а нагрев штабика на выходе из ванны осуществляют до температуры плавления стекла. При этом расплав стекла оболочки получают плавлением штабиков.

В устройстве для изготовления светопроводящего стекловолокна, содержащем ванну с отверстиями в крышке и днище, электрический нагреватель и механизм подачи штабика стекла сердцевины, днище ванны снабжено кольцевым коническим выступом, а его выходное отверстие расположено выше днища ванны и окружено коническим выступом с вершиной в сторону крышки, крышка снабжена цилиндром, установленным аксиально выходному отверстию и не доходящим до дна ванны, и выполнена с дополнительным отверстием для подачи в ванну стекла оболочки. Кроме того, оно снабжено механизмом подачи штабика стекла оболочки.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез в вертикальной плоскости.

Устройство для изготовления светопроводящего волокна содержит ванну 1 для расплава стекла оболочки, электронагреватель 2, включающий цилиндрический кожух 3, верхнюю крышку 4 и нижнюю крышку 5, механизм 6 для подачи штабика стекла сердцевины и механизм 7 для подачи штабика стекла оболочки. Ванна 1 включает крышку 8 с центральным отверстием 9 для штабика стекла сердцевины и боковым отверстием 10 для штабика стекла оболочки. Крышка 8 снабжена цилиндром 11, не доходящим до дна 12 ванны 1. Выходное отверстие 13 выполнено выше дна 12 и окружено кольцевым коническим выступом 14, обращенным вершиной в сторону крышки 8. В крышке 4 нагревателя 2 выполнены отверстие 15 для подачи штабика стекла сердцевины и отверстие 16 для подачи штабика стекла оболочки. В крышке 5 выполнено отверстие 17 для выработки волокна. На чертеже также обозначены: поз.18 штабик стекла сердцевины имеющий также сердцевину и оболочку поз. 19 штабик стекла оболочки: поз.20 расплав стекла оболочки: 21- вырабатываемое волокно.

Способ реализуют следующим образом.

Включают нагреватель 2, создавая необходимый температурный режим. С помощью механизма 7 подают в ванну 1 через отверстие 16 в крышке 4 и отверстие 10 в крышке 8 штабик 19, наплавляя расплав 20 по уровню до вершины выступа 14. Подают в ванну 1 через отверстие 15 в крышке 4 и отверстие 9 в крышке 8 штабик 18 и синхронно с ним производят подачу в расплав 20 штабика 19 таким образом, чтобы часть расплава 20 переливалась через выступ 14, образуя на штабике 18 дополнительную оболочку. Когда конец штабика с наплавленным на него слоем стекла выходит из отверстия 13 ванны 1, он подвергается нагреву, обеспечивающему его расплавление и образование "луковицы". Температурный режим в нижней части нагревателя подбирают таким образом, чтобы получить на выходе из отверстия 17 крышки 5 волокно 21 со стабилизированными параметрами, обеспечивающими оптимальный режим выработки. Цилиндр 11 обеспечивает равномерную подачу расплава 20 к отверстию 13 и этим получение оболочки, равномерной по толщине. Ванна 1 выполнена из платины.

В данном примере выполнения спираль нагревателя 2 навита на кожух с меньшим шагом на уровне расположения ванны 1. По другому варианту выполнения устройства в этом месте может быть расположен второй регулируемый нагреватель.

Формула изобретения

1. Способ изготовления светопроводящего стекловолокна, включающего сердцевину и оболочку, путем нагрева штабика из стекла сердцевины до температуры, не превышающей температуру плавления стекла, протягивание его через ванну с расплавленным стеклом оболочки и вытягивание волокна, отличающийся тем, что штабик протягивают через расплав стекла оболочки сверху вниз, а нагрев штабика на выходе из ванны осуществляют до температуры плавления стекла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав стекла оболочки получают плавлением штабиков.

3.Устройство для изготовления светопроводящего стекловолокна, содержащее ванну с отверстиями в крышке и днище, электрический нагреватель и механизм подачи штабика стекла сердцевины, отличающееся тем, что днище ванны снабжено кольцевым коническим выступом, а его выходное отверстие расположено выше днища ванны и окружено коническим выступом с вершиной в сторону крышки, крышка снабжена цилиндром, установленным аксиально выходному отверстию и не доходящим до дна ванны, и выполнено с дополнительным отверстием для подачи в ванну стекла оболочки.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом подачи штабика стекла оболочки.

РИСУНКИ

Рисунок 1