一種預(yù)制棒的去熱應(yīng)力工藝及其去熱應(yīng)力設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種預(yù)支棒的去熱應(yīng)力工藝，還涉及利用上述工藝的一種預(yù)支棒的去熱應(yīng)力設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]人們?cè)谥圃旃饫w時(shí)需要使用到預(yù)制棒(俗稱光棒)，光纖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是在預(yù)制棒中形成的，因而預(yù)制棒的制作是光纖工藝中最重要的部分。
[0003]預(yù)制棒在制造加工過程中經(jīng)常涉及到從高溫冷卻的過程，在這個(gè)過程中會(huì)因?yàn)榻?jīng)受激烈的、不均勻的溫度變化，而使預(yù)制棒內(nèi)產(chǎn)生不規(guī)則的應(yīng)力，稱其為熱應(yīng)力，該熱應(yīng)力區(qū)別于機(jī)械應(yīng)力。這種不規(guī)則的熱應(yīng)力會(huì)降低制品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致玻璃在成形后的冷卻、存放以及機(jī)械加工過程中自行破裂。
[0004]而產(chǎn)生熱應(yīng)力的主要原因是因?yàn)轭A(yù)制棒的內(nèi)外層或不同部位存在溫度梯度。而產(chǎn)生溫度梯度是因?yàn)椴ＡУ膶?dǎo)熱性差，在冷卻過程中，由于預(yù)制棒的形狀、厚度、受冷卻程度等不同，各部位將形成溫度梯度，從而引起制品中產(chǎn)生不規(guī)則的熱應(yīng)力。
[0005]為了解決上述的問題，現(xiàn)有技術(shù)中為了去除預(yù)制棒中的內(nèi)應(yīng)力，常常通過火焰對(duì)預(yù)制棒直接加熱到一定到溫度后，使預(yù)制棒的內(nèi)部的熱應(yīng)力去除后。但是玻璃在冷卻的過程中，還是會(huì)產(chǎn)生新的熱應(yīng)力。
[0006]綜上所述，如何有效地解決預(yù)制棒重新加熱去熱應(yīng)力后產(chǎn)生新的熱應(yīng)力的問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種預(yù)支棒的去熱應(yīng)力工藝，該去熱應(yīng)力工藝可以有效地解決預(yù)制棒重新加熱去熱應(yīng)力后產(chǎn)生新的熱應(yīng)力的問題，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種利用上述工藝的預(yù)支棒的去熱應(yīng)力設(shè)備。
[0008]為了達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種預(yù)制棒的去熱應(yīng)力工藝，包括:將預(yù)制棒加熱到去應(yīng)力溫度;將預(yù)制棒在所述去應(yīng)力溫度下保持預(yù)定時(shí)長(zhǎng);將預(yù)制棒的溫度按第一預(yù)定降溫速度從所述去應(yīng)力溫度降溫到預(yù)定溫度;將預(yù)制棒的溫度按第二預(yù)定降溫速度從所述預(yù)定溫度降低到常溫，所述第一預(yù)定降溫速度小于所述第二降溫速度。
[0010]優(yōu)選地，所述預(yù)定溫度在250攝氏度至300攝氏度之間，包括250攝氏度和300攝氏度;所述去應(yīng)力溫度在800攝氏度至900攝氏度之間，包括800攝氏度和900攝氏度。
[0011]在本實(shí)施例中，對(duì)于預(yù)制棒的降溫階段，進(jìn)行了分階段降溫，且前階段降溫速度要低于后階段降溫速度，相比放置在常溫下的預(yù)制棒，去熱應(yīng)力工藝中降溫階段，在高溫階段降溫的速度相比低溫階段進(jìn)行了有效的降低，以保證預(yù)制棒的內(nèi)部的熱量能夠緩和均勻的散發(fā)出來，進(jìn)而有效地避免了預(yù)制棒在去熱應(yīng)力工藝中產(chǎn)生新的熱應(yīng)力。所以該去熱應(yīng)力工藝能夠有效地解決預(yù)制棒重新加熱去熱應(yīng)力后產(chǎn)生新的熱應(yīng)力的問題。
[0012]為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0013]—種預(yù)制棒的去熱應(yīng)力設(shè)備，其特征在于，包括:用于放置所述預(yù)制棒的加熱爐體；用于測(cè)量所述加熱爐體的內(nèi)腔溫度的溫度傳感器；用于對(duì)加熱爐體的內(nèi)腔進(jìn)行加熱的加熱器;控制器，用于在預(yù)制棒第一降溫階段，能夠通過控制所述加熱器的加熱功率將所述加熱爐體的內(nèi)腔按第一預(yù)定降溫速度從去應(yīng)力溫度降溫到預(yù)定溫度，在預(yù)制棒第二降溫階段，能夠通過控制所述加熱器的加熱功率將所述加熱爐體的內(nèi)腔按第二預(yù)定降溫速度從所述預(yù)定溫度降溫到常溫，所述第一預(yù)定降溫速度小于所述第二降溫速度。
[0014]本技術(shù)方案提供的去應(yīng)力設(shè)備可以采用上一技術(shù)方案中的加工工藝對(duì)預(yù)制棒進(jìn)行去應(yīng)力，所以該技術(shù)方案提供的去熱應(yīng)力設(shè)備的有益效果可以參考上述實(shí)施例。
[0015]優(yōu)選地，所述加熱爐體的下端設(shè)置有氮?dú)饨尤肟凇?br>[0016]優(yōu)選地，所述加熱爐體的內(nèi)腔呈圓柱形，所述加熱器包括多個(gè)圍繞所述加熱腔設(shè)置并均勻分布的加熱件。
[0017]優(yōu)選地，還包括套設(shè)在所述加熱爐體外側(cè)的保溫氈。
[0018]優(yōu)選地，所述加熱爐體為石英管，所述加熱件為硅鉬加熱絲并設(shè)置在所述石英管外側(cè)，所述保溫氈套設(shè)在所述石英管外側(cè)并設(shè)置有容納所述加熱件的容納腔，所述溫度傳感器為紅外測(cè)溫儀。
[0019]優(yōu)選地，還包括下端用于與預(yù)制棒固定連接的支撐桿以及轉(zhuǎn)軸與所述支撐桿上端固定的第一電機(jī)，所述第一電機(jī)的轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置。
[0020]優(yōu)選地，還包括與所述第一電機(jī)固定連接的托板、與所述托板沿豎直方向滑動(dòng)配合并限制托板轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)軌、與所述托板的絲母配合且豎直設(shè)置的絲桿以及用于驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)，所述第二電機(jī)與所述加熱爐體保持相對(duì)固定。
[0021]優(yōu)選地，還包括用于覆蓋所述加熱爐體上端預(yù)制棒放入口的上蓋，所述上蓋套設(shè)在所述支撐桿上，所述支撐桿上位于上蓋下側(cè)的部分設(shè)置有用于支撐上蓋的凸緣。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的預(yù)制棒的去熱應(yīng)力工藝的流程示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的預(yù)制棒的去熱應(yīng)力設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種預(yù)支棒的去熱應(yīng)力工藝，以有效地解決預(yù)制棒重新加熱去熱應(yīng)力后產(chǎn)生新的熱應(yīng)力的問題。
[0026]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的預(yù)制棒的去熱應(yīng)力工藝的流程示意圖。
[0028]在第一種具體實(shí)施例，本實(shí)施例提供了一種預(yù)制棒的去熱應(yīng)力工藝。具體該去熱應(yīng)力工藝包括加熱階段101、保溫階段102、慢降溫階段103和快降溫階段104。
[0029]在加熱階段101中，將預(yù)制棒的溫度加熱到去應(yīng)力溫度。去應(yīng)力溫度指的是在該溫度下預(yù)制棒之間的熱應(yīng)力能夠消除。去應(yīng)力溫度不應(yīng)太高、太高會(huì)改變預(yù)制棒的其它性能，也不能太低，太低會(huì)使去熱應(yīng)力不徹底?；诖耍梢允谷?yīng)力溫度在800攝氏度和900攝氏度之間，且包括800攝氏度和900攝氏度，此處優(yōu)選850攝氏度。此處對(duì)于預(yù)制棒溫度的測(cè)定，可以通過對(duì)環(huán)境的溫度進(jìn)行測(cè)定來得到，也可以通過測(cè)量預(yù)制棒表面的溫度來得到。
[0030]在保溫階段102中，使預(yù)制棒在去應(yīng)力溫度下保持預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，以使預(yù)制棒的內(nèi)部充分受熱。其中預(yù)定時(shí)長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)預(yù)制棒去應(yīng)力的時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)，具體的預(yù)制棒的厚度不同，內(nèi)部受熱速率就不同，進(jìn)而導(dǎo)致去應(yīng)力所消耗時(shí)長(zhǎng)就不相同。
[0031]在慢降溫階段103中，使預(yù)制棒的溫度按第一降溫速度從去應(yīng)力溫度降溫到預(yù)定溫度，其中預(yù)定溫度應(yīng)當(dāng)位于去應(yīng)力溫度與常溫之間。此處需要說明的是常溫指的外界正常環(huán)境溫度，一般為25攝氏度。此處常溫指的是，應(yīng)當(dāng)是當(dāng)前環(huán)境中的大氣溫度。其中預(yù)定溫度不應(yīng)太高，太高預(yù)制棒容易產(chǎn)生新的熱應(yīng)力，預(yù)定溫度也不應(yīng)太低，太低很容易造成降溫速率太慢?；诖?，可以使預(yù)定溫度在250攝氏度和300攝氏度之間，包括250攝氏度和300攝氏度，優(yōu)選275攝氏度。
[0032]在快降溫階段104中，使預(yù)制棒的溫度按第二降溫速度從預(yù)定溫度降溫到常溫，其中第一降溫速度小于第二降溫速度，以保證在預(yù)制棒進(jìn)行降溫時(shí)，穩(wěn)定降溫，特別在高溫階段進(jìn)行低速降溫，有利于避免預(yù)制棒的內(nèi)外溫差差距大，進(jìn)而能夠有效地避免產(chǎn)生新的熱應(yīng)力。其中第一降溫速度和第二降溫速度都不應(yīng)太大，應(yīng)當(dāng)小于正常降溫速率，正常降溫速率指的是預(yù)制棒放置在常溫狀態(tài)下，預(yù)制棒的降溫速率。此處需要強(qiáng)調(diào)的是，其中第一降溫速度和第二降溫速度均可以根據(jù)不同時(shí)間作相應(yīng)的調(diào)整，但應(yīng)當(dāng)保證的是預(yù)制棒的溫度越高，降溫速率越低。
[0033]在本實(shí)施例中，對(duì)于預(yù)制棒的降溫階段，進(jìn)行了分階段降溫，且前階段降溫速度要低于后階段降溫速度，相比放置在常溫下的預(yù)制棒，去熱應(yīng)力工藝中降溫階段，在高溫階段降溫的速度相比低溫階段進(jìn)行了有效的降低，以保證預(yù)制棒的內(nèi)部的熱量能夠緩和均勻的散發(fā)出來，進(jìn)而有效地避免了預(yù)制棒在去熱應(yīng)力工藝中產(chǎn)生新的熱應(yīng)力。所以該去熱應(yīng)力工藝能夠有效地解決預(yù)制棒重新加熱去熱應(yīng)力后產(chǎn)生新的熱應(yīng)力的問題。
[0034]請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的預(yù)制棒的去熱應(yīng)力設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]在第二種具體實(shí)施例中，本實(shí)施例提供了一種預(yù)制棒13的去熱應(yīng)力設(shè)備，該去應(yīng)力設(shè)備包括加熱爐體1、溫度傳感器2、加熱器3和控制器。其中加熱爐體I用于放置預(yù)制棒13，以使預(yù)制棒13具有一個(gè)均勻的加溫環(huán)境，同時(shí)有效避免能源的浪費(fèi)。其中溫度傳感器2用于檢測(cè)預(yù)制棒13的溫度，具體的可以通過對(duì)加熱爐體I的內(nèi)腔溫度來推定預(yù)制棒13的溫度。而其中加熱器3用于對(duì)加熱爐體I的內(nèi)腔進(jìn)行加熱，以使預(yù)制棒13的內(nèi)腔溫度達(dá)到所需要求。
[0036]其中控制器主要通過溫度傳感器2的測(cè)量溫度，來進(jìn)一步的控制加熱器3的加熱功率，以使預(yù)制棒13依次經(jīng)過加熱階段、保溫階段、第一降溫階段和第二降溫階段，其中第一降溫階段的降溫速度小于第二降溫階段的降溫速度。為了保證降溫階段產(chǎn)生熱應(yīng)力，具體的該控制器能夠在預(yù)制棒13第一降溫階段，能夠通過控制加熱器3的加熱功率將加熱爐體I的內(nèi)腔按第一預(yù)定降溫速度從去應(yīng)力溫度降溫到預(yù)定溫度，在預(yù)制棒13第二降溫階段，能夠通過控制加熱器3的加熱功率將加熱爐體I