專(zhuān)利名稱(chēng)：共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖生產(chǎn)裝置，尤其是一種拉制具有階躍折射率分布的塑料光纖的生產(chǎn)裝置。
塑料光纖又稱(chēng)聚合物光纖，英文縮寫(xiě)POF(以下簡(jiǎn)寫(xiě)為POF)，是一種由芯、皮兩層聚合物材料組成的具有同心結(jié)構(gòu)的塑料纖維。其中芯層材料作為傳輸光的介質(zhì)，皮層材料限制光從芯材的泄漏。在電子、醫(yī)學(xué)、汽車(chē)、國(guó)防、通訊等領(lǐng)域，POF都有著廣泛的應(yīng)用。
目前POF的制作方法通常有棒管法、涂覆法和共擠法三種。在工業(yè)生產(chǎn)中由于共擠法具有生產(chǎn)效率高、制品性能優(yōu)良、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因而成為POF制造業(yè)的發(fā)展方向。申請(qǐng)?zhí)枮?3109895.5、公開(kāi)號(hào)為CN1087726A的中國(guó)專(zhuān)利《聚合物光纖及其制造方法》即公開(kāi)了一種通過(guò)共擠出原理制造具有梯度折射率分布的POF坯棒的方法。現(xiàn)有該類(lèi)生產(chǎn)裝置主要由擠出機(jī)、共擠模頭、絲徑檢測(cè)機(jī)構(gòu)、張力控制機(jī)構(gòu)、牽伸機(jī)構(gòu)、收絲機(jī)構(gòu)組成。擠出機(jī)向共擠模頭擠注熔體，牽伸機(jī)構(gòu)牽拉共擠成型的POF，收絲機(jī)構(gòu)將定型的POF卷繞以便包裝，絲徑檢測(cè)機(jī)構(gòu)、張力控制機(jī)構(gòu)均設(shè)置在共擠模頭與牽伸機(jī)構(gòu)之間，分別用以檢測(cè)絲徑和控制張力。其中共擠模頭中的流道設(shè)計(jì)均為皮料流道在外、芯料流道在內(nèi)，結(jié)果熔體在流道截面上溫度梯度不理想，POF成型穩(wěn)定性差的問(wèn)題較為突出，在多芯共擠成型時(shí)更是如此。同時(shí)，組成共擠模頭的流道段和成型口模連為一體，拆裝不夠方便，導(dǎo)致多品種生產(chǎn)的應(yīng)變能力不足。此外，現(xiàn)有共擠法拉制POF生產(chǎn)裝置中的單頭收絲機(jī)構(gòu)制約了生產(chǎn)效率的提高。因此在工業(yè)上一直希望研制一種解決上述問(wèn)題的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置。
本發(fā)明的首要目的在于針對(duì)上述共擠法制作POF生產(chǎn)裝置存在的突出問(wèn)題，提出一種供多芯共擠成型、具有良好穩(wěn)定性的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，從而切實(shí)保證共擠法拉制POF的質(zhì)量與產(chǎn)量。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提出一種可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)拆卸更換模頭的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，從而適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要。
本發(fā)明更進(jìn)一步的目的在于通過(guò)對(duì)收絲機(jī)構(gòu)的改造，提出一種可以適應(yīng)POF多種包裝形式要求、滿(mǎn)足大批量連續(xù)生產(chǎn)的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置。
為了達(dá)到本發(fā)明的首要目的，本發(fā)明的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置包括向共擠模頭擠注熔體的擠出機(jī)、共擠模頭、牽拉共擠成型POF的牽伸機(jī)構(gòu)、卷繞以便包裝定型POF的收絲機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在共擠模頭與牽伸機(jī)構(gòu)之間的張力控制機(jī)構(gòu)。其中共擠模頭的后端是設(shè)有芯料和皮料進(jìn)口的流道段，前端為由分流錐和成型模嘴構(gòu)成的成型口模。所述流道段的芯料進(jìn)口經(jīng)外環(huán)流道與成型口模處成型模嘴的內(nèi)孔相通，流道段的皮料進(jìn)口經(jīng)內(nèi)部的圓柱形流道與成型口模處成型模嘴的外環(huán)孔相通。此外，成型模嘴與外環(huán)流道設(shè)計(jì)成同心圓排列。這種結(jié)構(gòu)的共擠模頭在擠出成型時(shí)，構(gòu)成POF主體的芯料經(jīng)外層外環(huán)流道由分流錐合理分流， 被擠至成型模嘴的內(nèi)孔，皮料經(jīng)芯料流道包繞的圓柱形流道經(jīng)分流錐合理分流，擠至成型模嘴的外孔，再經(jīng)成型模嘴內(nèi)包覆實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的光波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)。由于物料在外環(huán)流道截面上具有良好的溫度梯度，因此明顯提高了POF擠出成型的穩(wěn)定性。此外，由于芯料外環(huán)流道與成型模嘴同心圓排列設(shè)計(jì)形成了良好的匹配性，因此進(jìn)一步保證了多芯擠出分流狀的穩(wěn)定性，使得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
為了達(dá)到進(jìn)一步的目的，本發(fā)明中的共擠模頭分為流道段和成型口模兩部分，所述成型口模部分包括分流錐和成型模嘴，流道段和成型口模之間通過(guò)螺釘?shù)染o固件可拆連接。實(shí)踐中，成型口模部分包括從單排4孔到五排120孔等眾多規(guī)格形式的成型模嘴(所謂排數(shù)是指以共擠模頭中心軸為圓心的成型模嘴同心圓排列中同心圓的個(gè)數(shù)，所謂孔數(shù)是指共擠模頭中包括成型模嘴的總個(gè)數(shù))。具有上述結(jié)構(gòu)共擠模頭的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，一方面可根據(jù)所制作POF規(guī)格、材料伸縮比等指標(biāo)的要求選擇最合理的成型口模，十分方便地更換；另一方面多排孔成型模嘴的使用有效避免了光纖芯、皮材料在高剪切速率下結(jié)構(gòu)、性能的影響，在保證高生產(chǎn)效率的同時(shí)避免因高速牽引帶來(lái)的光纖磨損、冷卻以及拉伸取向?qū)е鹿饫w性能下降等不利影響，從而適應(yīng)POF多品種生產(chǎn)的需求，給使用者帶來(lái)方便。
為了達(dá)到更進(jìn)一步的目的，本發(fā)明共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置中的收絲機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)收絲機(jī)頭，其中一收絲機(jī)頭的轉(zhuǎn)軸空套在另一收絲機(jī)頭的轉(zhuǎn)軸上，由同一動(dòng)力源帶動(dòng)。在收絲操作時(shí)，收絲機(jī)頭即可同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，又可單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在收絲速度控制裝置的作用下，由同一動(dòng)力源提供動(dòng)力的多個(gè)收絲機(jī)頭的收絲線(xiàn)速度與牽引速度可以始終保持一致，從而滿(mǎn)足定長(zhǎng)收絲、連續(xù)收絲等各種不同產(chǎn)品包裝形式的要求，適應(yīng)大批量連續(xù)性生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖2是圖1實(shí)施例中共擠模頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2共擠模頭中的阻力均衡塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2共擠模頭中的成型模嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖1實(shí)施例中收絲機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理圖。
圖1所示的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置主要由兩個(gè)分別熔融擠注皮料和芯料的擠出機(jī)1、共擠模頭2、絲徑檢測(cè)機(jī)構(gòu)3、張力導(dǎo)輥5、牽伸機(jī)構(gòu)4、收絲機(jī)構(gòu)6、收絲速度控制裝置7以及調(diào)節(jié)輥8組成。其中共擠模頭2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2所示，后端是設(shè)有芯料進(jìn)口A和皮料進(jìn)口B的流道段9，前端為由分流錐12和成型模嘴11構(gòu)成的成型口模10。流道段9和成型?？?0是可以彼此分離的兩個(gè)部分，通過(guò)螺釘連接。流道段9的芯料進(jìn)口A經(jīng)外環(huán)流道13與成型口模10處的成型模嘴11內(nèi)孔相通，流道段9的皮料進(jìn)口B與芯料進(jìn)口A成90°，經(jīng)外環(huán)流道13包繞的內(nèi)部的正圓柱形流道14與成型口模10處成型模嘴11的外環(huán)孔相通(參見(jiàn)圖4)。
工作時(shí)，兩擠出機(jī)1分別熔融構(gòu)成光纖芯層的聚合物材料(如PS、PC等)和構(gòu)成光纖皮層的聚合物材料(如PMMA等)，并通過(guò)芯料進(jìn)口A和皮料進(jìn)口B擠入共擠模頭2。芯料由芯料進(jìn)口A進(jìn)入外環(huán)流道13，然后到達(dá)成型模嘴11的內(nèi)孔；皮料由皮料進(jìn)口B進(jìn)入正圓柱形流道14，然后到達(dá)成型模嘴11的外環(huán)孔。在如圖4所示的內(nèi)包覆式成型模嘴11中，光纖芯、皮材料完成包覆，并經(jīng)正圓錐成型孔定型擠出。牽伸機(jī)構(gòu)4牽拉共擠成型的POF，收絲機(jī)構(gòu)6將定型的POF卷繞包裝。絲徑檢測(cè)機(jī)構(gòu)3和控制張力的張力導(dǎo)輥5均設(shè)置在共擠模頭2與牽伸機(jī)構(gòu)4之間，分別用以檢測(cè)絲徑和控制張力。
為了解決皮料進(jìn)口B穿過(guò)芯料外環(huán)流道13進(jìn)入皮料正圓柱形流道14導(dǎo)致的芯料流動(dòng)阻力局部增高的問(wèn)題，切實(shí)保證聚合物熔體流動(dòng)的穩(wěn)定性，本實(shí)施例共擠模頭2的外環(huán)流道13中沿皮料入口方位橫截面處90°、180°、270°位置上分別設(shè)置了圖3所示的流線(xiàn)形阻力均衡塊，借以均衡芯料在外環(huán)流道13中的流動(dòng)阻力。
此外，圖1中的收絲機(jī)構(gòu)6具體傳動(dòng)情況如圖5所示，包括機(jī)械傳動(dòng)、制動(dòng)裝置，收絲機(jī)構(gòu)中的收絲部分含有兩個(gè)收絲機(jī)頭16，其中一收絲機(jī)頭的轉(zhuǎn)軸空套在另一收絲頭的轉(zhuǎn)軸上，由同一電機(jī)17通過(guò)皮帶傳動(dòng)分別帶動(dòng)，該電機(jī)17由收絲速度控制裝置7控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度。排絲部分由排線(xiàn)器18、排線(xiàn)電機(jī)19以及速度調(diào)節(jié)儀20等組成。在使用過(guò)程中，由同一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)收絲機(jī)頭16的轉(zhuǎn)速可以始終保持一致，而排線(xiàn)速度由速度調(diào)節(jié)儀20單獨(dú)控制。這樣，通過(guò)改變收絲機(jī)頭16的規(guī)格形式以及調(diào)節(jié)排線(xiàn)器18的使用技術(shù)參數(shù)，即可滿(mǎn)足POF多品種形式的包裝要求。
實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)施例的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置明顯提高了POF擠出成型的穩(wěn)定性，可靠保證了產(chǎn)品質(zhì)量，并且共擠模頭拆裝方便，收絲效率高，對(duì)于多品種的工業(yè)化POF生產(chǎn)具有理想的適應(yīng)性。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它類(lèi)似實(shí)施方式。凡等同替換作出的改型或變型均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，包括向共擠模頭擠注熔體的擠出機(jī)、共擠模頭、牽拉共擠成型POF的牽伸機(jī)構(gòu)、卷繞以便包裝定型POF的收絲機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置在共擠模頭與牽伸機(jī)構(gòu)之間的張力控制機(jī)構(gòu)，所述共擠模頭的后端是設(shè)有芯料和皮料進(jìn)口的流道段，前端為由分流錐和成型模嘴構(gòu)成的成型口模，其特征在于所述流道段的芯料進(jìn)口經(jīng)外環(huán)流道與成型口模處成型模嘴的內(nèi)孔相通，流道段的皮料進(jìn)口經(jīng)內(nèi)部的圓柱形流道與成型口模處成型模嘴的外環(huán)孔相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，其特征在于所述成型模嘴與外環(huán)流道成同心圓排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，其特征在于所述共擠模頭分為流道段和成型口模兩部分，所述成型口模部分包括分流錐和成型模嘴，流道段和成型口模之間通過(guò)緊固件可拆連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，其特征在于所述收絲機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)收絲機(jī)頭，其中一收絲機(jī)頭的轉(zhuǎn)軸空套在另一收絲機(jī)頭的轉(zhuǎn)軸上，由同一動(dòng)力源帶動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置，其特征在于所述外環(huán)流道中沿皮料入口方位橫截面處90°、180°、270°位置上分別設(shè)置流線(xiàn)形阻力均衡塊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種共擠法拉制塑料光纖生產(chǎn)裝置,主要由擠出機(jī)、共擠模頭、牽伸機(jī)構(gòu)、收絲機(jī)構(gòu)、張力控制機(jī)構(gòu)組成。其中共擠模頭的后端是設(shè)有芯料和皮料進(jìn)口的流道段,前端為由分流錐和成型模嘴構(gòu)成的成型口模。流道段的芯料進(jìn)口經(jīng)外環(huán)流道與成型口模處成型模嘴的內(nèi)孔相通,流道段的皮料進(jìn)口經(jīng)內(nèi)部的圓柱形流道與成型口模處成型模嘴的外環(huán)孔相通。本發(fā)明明顯提高了POF擠出成型的穩(wěn)定性,可靠保證了產(chǎn)品質(zhì)量,并且共擠模頭拆裝方便,收絲效率高,對(duì)于多品種的工業(yè)化POF生產(chǎn)具有理想的適應(yīng)性。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1260498SQ0011204
公開(kāi)日2000年7月19日 申請(qǐng)日期2000年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月21日
發(fā)明者張耀明, 張振遠(yuǎn), 郝思俊, 馬永紅, 陳強(qiáng), 孔維彪, 江源 申請(qǐng)人:南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司