【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光纖預制棒和石英管材制備等，具體涉及一種大比例管材的制備方法及其拉伸設備。
技術介紹
1、純石英管材在光纖預制棒制作領域已被廣泛運用，具有大比例管材純石英管材通常是由石英管胚通過高溫熔融下拉伸而成，相對于常壓和正壓拉伸，大比例管材必須在真空泵負壓的條件才能拉伸制備。正常石英管胚外徑210mm，內徑49mm，外徑/內徑的比例等于4.2，在正常無壓力的拉伸條件下，拉伸出來的管材外徑/內徑的比例也趨近于4.2，在管內吹氣的條件下，拉制的管材外徑/內徑小于等于拉制前母材的外徑/內徑，也就是常壓或者正壓的條件下，無法提高管材外徑/內徑的比例。當需要提升管材的外徑/內徑的比例時，就是需要在拉伸的過程中，在管材內部實現負壓。而負壓一般用于光纖拉絲過程，在光纖的拉絲過程中，芯棒和套管在負壓條件下熔在一起，拉絲成光纖。拉絲過程的負壓，相對壓力一般在-990mbar，且恒定壓力。在-990mbar的負壓條件下，拉伸管材很容易熔實，為了達到一定比例的管材，需要在特定的負壓條件下，改變拉伸后管材外徑/內徑比例。而特定的負壓，需要穩定可靠的壓力條件，管材拉伸過程，也穩定可控的外徑控制程序，需要匹配的相應的控制邏輯程序，穩定管材的外徑和內徑。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提出了一種大比例管材的制備方法及其拉伸設備，它能夠通過抽真空改善和提高拉制石英管材外徑/內徑的比例，而且加工設備結構設置簡單合理，便于產業化。
2、本專利技術為解決上述
3、一種大比例管材的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
4、s1、先用ovd制備出純石英中空管胚料；
5、s2、對純石英中空管胚料進行內外徑磨削加工，加工出壁厚偏差小的純石英中空套管；
6、s3、通過立式熔融拉伸設備，在純石英中空套管管內負壓的條件下，將純石英中空套管拉伸縮至成純石英大比例管材。
7、按上述技術方案，步驟s3中，通過真空泵負壓控制裝置控制純石英中空套管管內的真空度，通過控制真空泵固定頻率滿開運行，將純石英中空套管管內壓力抽為負壓，通過控制閥來控制純石英中空套管管內的真空度，其中，純石英大比例管材的外徑與內徑的比例關于與管內壓力的關系為：
8、od1/id1＝od2/id2-95.33*p-101.4；
9、其中，od1為純石英中空套管外徑，id1為純石英中空套管內徑，od2為純石英大比例管材外徑，id2為純石英大比例管材內徑，p為純石英中空套管管內壓力的壓力。
10、按上述技術方案，步驟s2中，將所述的純石英中空套管外徑加工至≥210mm，內孔孔徑加工至43～52mm，單邊管壁壁厚偏差≤0.45mm。
11、按上述技術方案，純石英管材外徑為10～50mm，外徑/內徑＞5，橢圓度≤0.15mm，單邊管壁壁厚偏差≤0.15mm。
12、一種用于加工大比例管材的立式熔融拉伸設備，包括有立式爐體，爐體內部安設有筒狀發熱件，在爐體下方對應下端出爐口安設有用于牽引純石英大比例管材的牽引輪，爐口上端在爐體上方安設有用于夾裝純石英中空套管的夾棒裝置，所述純石英中空套管的上端與真空泵負壓控制裝置通過管線密封連接，所述真空泵負壓控制裝置包括真空泵和設置在管線上用于監控純石英中空套管管內壓力的壓差表以及設置在壓差表和真空泵之間并用于控制真空泵開度大小的控制閥。
13、按上述技術方案，所述的真空泵負壓控制裝置，真空泵固定頻率滿開運行，將管道內壓力抽為負壓，通過蝶閥來控制管道內的真空度，蝶閥和壓差表相關聯，控制大比例管材所需要的真空度。
14、按上述技術方案，所述筒狀發熱器包括安設在爐體內上方的石墨發熱筒，石墨發熱筒的外周包覆保溫層，保溫層外安設感應線圈。
15、按上述技術方案，所述石墨發熱筒內徑為240～300mm，軸向高度為500～800mm，所述感應線圈內徑為300～400mm，軸向高度300～400mm。
16、按上述技術方案，所述的牽引輪包括有一對輪軸間隔平行的等速反向旋轉的牽引輪，在一對牽引輪之間安設有徑向恒壓裝置。
17、按上述技術方案，所述的筒狀發熱件的發熱溫度為1900～2100℃，所述的牽引輪的牽引線速度為500～800mm/min；所述的密封氣環與惰性壓力氣源相連通；所述的夾棒裝置與升降機構相連。
18、本專利技術的有益效果在于：
19、1、本專利技術首先通過ovd工藝制備出純石英中空管胚料，不僅保證了石英管材材質高純度要求，羥基含量低，而且加工效率高，制作成本低；再通過對純石英中空管胚料進行內外徑磨削加工，使其成為幾何尺寸好，壁厚偏差小的純石英中空套管，為下一步的無接觸熔融拉伸打下了良好的基礎；拉制的純石英大比例管材幾何精度高，橢圓度和偏壁參數，有效提高了無接觸制備拉伸純石英管材的加工精度；在真空泵和控制閥的配合下，提供指定的負壓，接合壓力和外徑/內徑的pid控制程序，能夠有效的穩定壓力和管材外徑/內徑，拉伸出滿足要求的外徑/內徑大于3的管材。
20、2、本專利技術的立式熔融拉伸設備結構設置簡單合理，環向熱場分布均勻，提升管材幾何參數，保證了純石英管材的拉制加工質量。
21、3、本專利技術的抽真空系統，有真空泵負壓控制裝置，真空泵固定頻率滿開運行，將管道內壓力抽為負壓，通過蝶閥來控制管道內的真空度，蝶閥和壓差表相關聯，控制大比例管材所需要的真空度。
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1.一種大比例管材的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的大比例管材的制備方法，其特征在于：步驟S3中，通過真空泵負壓控制裝置控制純石英中空套管管內的真空度，通過控制真空泵固定頻率滿開運行，將純石英中空套管管內壓力抽為負壓，通過控制閥來控制純石英中空套管管內的真空度，其中，純石英大比例管材的外徑與內徑的比例關于與管內壓力的關系為：
3.根據權利要求1或2所述的大比例管材的制備方法，其特征在于：步驟S2中，將所述的純石英中空套管外徑加工至≥210mm，內孔孔徑加工至43～52mm，單邊管壁壁厚偏差≤0.45mm。
4.根據權利要求1或2所述的大比例管材的制備方法，其特征在于：純石英管材外徑為10～50mm，外徑/內徑＞5，橢圓度≤0.15mm，單邊管壁壁厚偏差≤0.15mm。
5.一種用于加工大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：包括有立式爐體，爐體內部安設有筒狀發熱件，在爐體下方對應下端出爐口安設有用于牽引純石英大比例管材的牽引輪，爐口上端在爐體上方安設有用于夾裝純石英中空套管的夾棒裝置，所述純石英中空套
6.根據權利要求5所述的大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：所述的真空泵負壓控制裝置，真空泵固定頻率滿開運行，將管道內壓力抽為負壓，通過蝶閥來控制管道內的真空度，蝶閥和壓差表相關聯，控制大比例管材所需要的真空度。
7.根據權利要求5所述的大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：所述筒狀發熱器包括安設在爐體內上方的石墨發熱筒，石墨發熱筒的外周包覆保溫層，保溫層外安設感應線圈。
8.根據權利要求6所述的大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：所述石墨發熱筒內徑為240～300mm，軸向高度為500～800mm，所述感應線圈內徑為300～400mm，軸向高度300～400mm。
9.根據權利要求6或7所述的大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：所述的牽引輪包括有一對輪軸間隔平行的等速反向旋轉的牽引輪，在一對牽引輪之間安設有徑向恒壓裝置。
10.根據權利要求6或7所述的大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：所述的筒狀發熱件的發熱溫度為1900～2100℃，所述的牽引輪的牽引線速度為500～800mm/min；所述的密封氣環與惰性壓力氣源相連通；所述的夾棒裝置與升降機構相連。
...【技術特征摘要】
1.一種大比例管材的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的大比例管材的制備方法，其特征在于：步驟s3中，通過真空泵負壓控制裝置控制純石英中空套管管內的真空度，通過控制真空泵固定頻率滿開運行，將純石英中空套管管內壓力抽為負壓，通過控制閥來控制純石英中空套管管內的真空度，其中，純石英大比例管材的外徑與內徑的比例關于與管內壓力的關系為：
3.根據權利要求1或2所述的大比例管材的制備方法，其特征在于：步驟s2中，將所述的純石英中空套管外徑加工至≥210mm，內孔孔徑加工至43～52mm，單邊管壁壁厚偏差≤0.45mm。
4.根據權利要求1或2所述的大比例管材的制備方法，其特征在于：純石英管材外徑為10～50mm，外徑/內徑＞5，橢圓度≤0.15mm，單邊管壁壁厚偏差≤0.15mm。
5.一種用于加工大比例管材的立式熔融拉伸設備，其特征在于：包括有立式爐體，爐體內部安設有筒狀發熱件，在爐體下方對應下端出爐口安設有用于牽引純石英大比例管材的牽引輪，爐口上端在爐體上方安設有用于夾裝純石英中空套管的夾棒裝置，所述純石英中空套管的上端與真空泵負壓控制裝置通過管線密封連接，所述真空泵負壓控制裝置包括真空泵和設置在管線上用于監控純石英中空套管管內壓力的壓差表...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳磊，楊軼，何輝，夏祥武，謝松，
申請(專利權)人：長飛石英技術武漢有限公司，
類型：發明
國別省市：
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