用于冷卻光纖的方法和裝置的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
相關(guān)申請的交叉參照
[0001]本申請要求2012年10月4日提交的美國申請S/N.13/644578的優(yōu)先權(quán)益，該在先申請的內(nèi)容被依賴并全篇地援引包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請文件總地涉及冷卻光纖的裝置和方法，更具體地涉及光纖的非接觸冷卻的線性冷卻器。
技術(shù)背景
[0003]柔性的細光纖可用于多種在高速下傳輸電信號的應(yīng)用中。光纖的制造一般包括從最初的預(yù)制件拉光纖并通過沿生產(chǎn)線的各種工作站傳遞光纖以處理光纖以供終端用戶應(yīng)用。典型地，預(yù)制件包括中央玻璃芯，該中央玻璃芯由相比芯玻璃具有不同折射率的玻璃包層圍住。將預(yù)制件放置在熔爐中并將光纖從預(yù)制件中牽拉以形成無覆蓋的光纖。
[0004]光纖當其離開熔爐時被冷卻以允許后續(xù)處理，包括例如施加覆層和成束。然而，光纖當其離開熔爐時的冷卻可能是困難的，因為光纖是脆弱的并且與光纖的接觸可能在光纖內(nèi)形成內(nèi)含物。因此，傳統(tǒng)冷卻器表現(xiàn)出較低的光纖熱傳出率，因為在高流率下在光纖上引導冷卻流體已被證明是困難的或高成本的。
[0005]因此，需要以高冷卻率冷卻光纖但不接觸光纖的裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文描述的實施例涉及以高冷卻率冷卻光纖但不接觸光纖的裝置和方法。在光纖經(jīng)過冷卻裝置時，該冷卻裝置沿相反方向向光纖引導冷卻流體以管理光纖的偏移。冷卻光纖的冷卻流體的參數(shù)可被改變以當光纖經(jīng)過冷卻裝置時控制光纖的冷卻率。
[0007]在一些實施例中，生產(chǎn)過程中冷卻光纖的冷卻裝置包括:由至少一個側(cè)壁組件限定的通道以及沿側(cè)壁組件內(nèi)部定位的多個內(nèi)腔。內(nèi)腔包括:至少一個增壓腔(plenum);與至少一個增壓腔流體連通的第一多個流體供給腔以及與至少一個增壓腔流體連通的第二多個流體供給腔。冷卻流體從至少一個增壓腔沿第一方向向第一多個流體供給腔提供，并沿與第一方向相反的第二方向向第二多個流體供給腔提供。
[0008]在其它實施例中，一種冷卻光纖的方法包括:沿生產(chǎn)線的下游方向牽拉光纖通過冷卻裝置并在冷卻裝置中在光纖周圍注入冷卻流體。冷卻裝置包括至少一個側(cè)壁組件，其包括通道和具有與至少一個增壓腔流體連通的多個流體供給腔的多個內(nèi)腔。冷卻流體從至少一個增壓腔在與光纖的行進方向橫交的第一方向上向第一多個流體供給腔提供，并且冷卻流體從至少一個增壓腔在與光纖行進方向橫交并與第一方向相反的第二方向上向第二多個流體供給腔提供。
[0009]將在以下詳細描述中闡述本文所述實施例的附加特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點在某種程度上對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說根據(jù)該描述將是顯而易見的，或者通過實施包括以下詳細描述、權(quán)利要求書以及附圖的本文所述的實施例可認識到。
[0010]應(yīng)當理解的是，以上一般描述和以下詳細描述兩者描述了各實施例，并且它們旨在提供用于理解所要求保護的主題事項的本質(zhì)和特性的概觀或框架。所包括的附圖用于提供對各實施例的進一步理解，且被結(jié)合到本說明書中并構(gòu)成其一部分。附圖示出本文所述的各個實施例，并與說明書一起用于說明所要求保護的主題事項的原理和操作。
附圖簡述
[0011]圖1示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的包括冷卻裝置以冷卻無覆蓋的光纖的光纖制造生產(chǎn)線；
[0012]圖2示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的用于冷卻沿生產(chǎn)線被牽拉的光纖的冷卻裝置的前視立體圖；
[0013]圖3示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的沿圖2的線A-A示出的用于冷卻光纖的冷卻裝置的側(cè)視圖；
[0014]圖4示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的用于冷卻光纖的冷卻裝置的前視立體圖，為清楚起見省去某些部件；
[0015]圖5示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的用于冷卻沿生產(chǎn)線被牽拉的光纖的冷卻裝置的襯墊(shim)的前視圖；
[0016]圖6示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的用于冷卻沿生產(chǎn)線被牽拉的光纖的冷卻裝置的側(cè)壁的前視圖；
[0017]圖7示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的用于冷卻沿生產(chǎn)線被牽拉的光纖的冷卻裝置的側(cè)壁的側(cè)視圖；
[0018]圖8示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的耦合至冷卻裝置的側(cè)壁的流體供給組件；以及
[0019]圖9示意地描繪根據(jù)本文示出或描述的一個或多個實施例的沿圖2的線A-A示出的用于冷卻光纖的冷卻裝置的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在詳細參照用于在生產(chǎn)過程中冷卻光纖的裝置和方法的實施例。只要可能，在所有附圖中使用相同的附圖標號來指示相同或類似的部件。在一些實施例中，用于冷卻無覆蓋的光纖的裝置包括限定光纖所通過的通道的至少一個側(cè)壁組件。冷卻裝置包括與至少一個增壓腔和多個流體供給腔流體連通的內(nèi)腔。冷卻流體在第一流動方向上從增壓腔向第一多個流體供給腔提供并在與第一流動方向相反的第二流動方向上從增壓腔向第二多個流體供給腔提供。冷卻流體主要通過強制對流從無覆蓋光纖轉(zhuǎn)移熱量。冷卻流體還在其流過光纖時對光纖施力(例如通過氣動阻力)，并可提供流體墊以維持光纖和冷卻裝置之間的間距。流體供給腔的取向平衡了施加至光纖的力并限制了通過冷卻裝置的光纖的偏移。下面具體參照附圖更詳細地描述在生產(chǎn)過程中用于冷卻光纖的方法和裝置。
[0021]參見圖1，其描繪了用于在生產(chǎn)過程中生產(chǎn)光纖的生產(chǎn)線80的示例。光纖預(yù)制件82被定位在熔爐84中，該熔爐84將預(yù)制件82加熱至高溫。將預(yù)制件82的一部分從其余預(yù)制件82牽拉出，由此形成無覆蓋的光纖90 (也被稱為“裸”光纖)。當貫穿整個生產(chǎn)線80的部件沿“下游”方向A牽拉光纖時，牽拉機構(gòu)88將牽引應(yīng)力施加至光纖。在圖1所示的實施例中，無覆蓋的光纖90接觸如共同授讓的美國專利N0.7937971中描述的固定液壓軸承86，并進入冷卻裝置100。生產(chǎn)線80可包括多個液壓軸承86，這些液壓軸承86改變無覆蓋的光纖90的取向以定位無覆蓋的光纖90以沿生產(chǎn)線80運作。離開冷卻裝置100時，無覆蓋的光纖90的溫度與進入冷卻裝置100的無覆蓋的光纖90的溫度相比降低。生產(chǎn)線80可包括溫度感測設(shè)備83，例如位于冷卻裝置100的上游和/或下游的紅外溫度計，用以監(jiān)測分別進入和/或離開冷卻裝置100的無覆蓋的光纖90的溫度。
[0022]隨著無覆蓋的光纖90冷卻，無覆蓋的光纖90被牽拉通過覆層施加器87。通過覆層施加器87將主保護覆層施加至無覆蓋的光纖90的外表面，由此形成覆蓋的光纖92。被施加至無覆蓋的光纖90外表面的各種保護覆層是傳統(tǒng)已知的并且作為示例而非限定地包括基于聚合物的材料。
[0023]在沿生產(chǎn)線80在覆層施加器87上游的位置，無覆蓋的光纖90和生產(chǎn)線80的部件之間的接觸一般是不期望的，因為與無覆蓋的光纖90的機械接觸往往會損傷無覆蓋的光纖90，包括形成內(nèi)含物或缺陷，當由終端用戶安裝時，這可能增加覆蓋的光纖92的脆弱性和/或降低覆蓋的光纖92的信號傳輸率。在沿生產(chǎn)線80在覆層施加器87下游的位置，覆蓋的光纖92與生產(chǎn)線80的部件之間的接觸損傷覆蓋的光纖92的趨勢減少，由此與覆蓋的光纖92的機械接觸一般不顯著地影響覆蓋的光纖92的質(zhì)量。因此，冷卻裝置100冷卻無覆蓋的光纖90而不導致無覆蓋的光纖90與生產(chǎn)線80的部件(包括冷卻裝置100本身)之間的機械接觸。此外，在無覆蓋的光纖90被引入至覆層施加器87之前，對無覆蓋的光纖90的增強冷卻可提高產(chǎn)量和/或降低與生產(chǎn)線80關(guān)聯(lián)的成本，因為可通過將本文描述的冷卻裝置100運用到生產(chǎn)線80中而實現(xiàn)更低成本的保護覆層和/或更高的涂覆速度。
[0024]現(xiàn)在參見圖2-4，其示出了線性取向的冷卻裝置100的一個實施例。圖2中示出的冷卻裝置100的某些部件為清楚起見在圖4中被省去。參見圖2，冷卻裝置100包括彼此間隔定位的側(cè)壁110。在圖2所示實施例中，冷卻裝置100包括彼此相似且僅在取向和相對位置上有區(qū)別的四個側(cè)壁110。圖2中繪出的每個側(cè)壁110包括交替部分112，所述交替部分112具有彼此隔開并從槽116向外伸出的多個指狀物114。在圖2所示的實施例中，兩個側(cè)壁IlOaUlOb沿時鐘方向彼此相差大約180°，以使第一側(cè)壁IlOa的指狀物114a鄰近第二側(cè)壁IlOb的槽116b定位，并且第二側(cè)壁IlOb的指狀物114b鄰近第一側(cè)壁IlOa的槽116a定位。如此取向和定位的兩個側(cè)壁110限