Патент на изобретение №2334258

(54) НАГРЕВАТЕЛЬ ЗАЩИТЫ СТЫКА, УСТРОЙСТВО СРАЩИВАНИЯ ОПЛАВЛЕНИЕМ, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ В СЕБЯ НАГРЕВАТЕЛЬ ЗАЩИТЫ СТЫКА, И СПОСОБ СРАЩИВАНИЯ ОПЛАВЛЕНИЕМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нагревателю защиты стыка, предназначенному для защиты сращенного оплавлением участка оптического волокна. Устройство сращивания оплавлением содержит нагреватель защиты стыка, множество нагревательных элементов, которые могут по отдельности нагревать множество защитных гильз при различной длительности нагрева посредством установленных по отдельности в положение «включено» или «выключено» переключателей. Устройство может также быть снабжено детекторной секцией, предназначенной для обнаружения того, присутствует или отсутствует защитная гильза на нагревательном элементе, и для установки переключателя в положение «включено/выключено». Способ содержит этапы: сращивания оплавлением волокон, покрытие сращенных оплавлением участков волокон защитными гильзами, включение первого нагревателя на первый промежуток времени для начала теплового сжатия первой защитной гильзы, включение второго нагревателя на второй промежуток времени для начала теплового сжатия второй защитной гильзы. Технический результат – эффективное осуществление процесса тепловой защиты без образования простоя между операцией сращивания и операцией защиты, способность предотвратить человеческую ошибку при операциях включения/выключения переключателя нагревательного элемента. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 18 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к нагревателю защиты стыка, предназначенному для защиты сращенного оплавлением участка оптического волокна путем опрессовки нагревом защитной гильзы, покрывающей сращенный оплавлением участок, устройству сращивания оплавлением, включающему в себя нагреватель защиты стыка, и способу сращивания оплавлением.

Предпосылки создания изобретения

Сращивание оплавлением оптических волокон осуществляется путем нагрева и оплавления стыкуемых концевых участков стеклянных волокон, экспонируемых путем удаления защитного покрытия на сращиваемых концах оптических волокон. Поскольку часть сращенного оплавлением оптического волокна, на которой стекловолокно экспонировано, обладает низкой механической прочностью, необходимо защитить эту часть защитной гильзой. Защитную гильзу обычно формируют путем размещения расплавленной адгезивной смолы и растянутого тела (которое упоминается, так же как армирующий стержень) в опрессовываемой нагревом трубке, которая сжимается в радиальном направлении во время ее нагревания (например, см. выложенную японскую патентную заявку №09-297243).

В общем при защите сращенного оплавлением оптического волокна сращенный оплавлением участок оптического волокна располагается в части корпуса нагревателя защиты стыка с защитной гильзой, покрывающей этот участок. Затем инициируют работу нагревательного элемента, который позже выключают после нагрева защитной гильзы в течение предварительно заданного периода времени, после чего сращенный оплавлением участок извлекают из нагревателя защиты стыка. Переключатель нагревательного элемента должен находиться в положении «включено» в течение времени, определяемого оператором вне зависимости от того, находится или нет в нагревателе защиты стыка сращенный оплавлением участок.

Возможна, однако, потеря времени в случае, если оператор забудет включить переключатель после размещения сращенного оплавлением участка в нагревателе защиты стыка. Кроме того, сращенный оплавлением участок может быть сломан или поврежден, если оператор извлекает через заданный период времени не защищенное оптическое волокно из нагревателя защиты стыка, не заметив, что он не поставил переключатель в положение «включен». Далее, должный процесс защиты может оказаться не выполненным из-за недостаточного фактического времени нагрева, если переключатель оказывается включен до того, как сращенный оплавлением участок будет помещен в часть корпуса нагревателя защиты стыка. Оператор может забыть вручную включить или выключить переключатель нагревательного элемента вне зависимости от принятых мер, а время включения и выключения переключателя может быть не одинаковым.

Кроме того, возможно пакетное сращивание оплавлением множества оптических волокон и пакетная защитная обработка множества оптических волокон (например, см. выложенную японскую патентную заявку №02-72305). В этом случае, хотя соответственные сращенные оплавлением участки располагаются в отдельных каналах, предусмотренных на нагревательной платформе нагревателя защиты стыка, нагревательный элемент включают переключателем для тепловой защиты множества сращенных оплавлением участков в составе партии. Такая компоновка не может быть применена в случае, если используются различные виды защитных гильз, требующие различного времени нагрева. Кроме того, после установки переключателя нагревательного элемента в положение «включено» защитные гильзы нельзя добавлять до окончания процесса тепловой защиты.

В обычном процессе сращивания оплавлением время, требующееся для операции сращивания, составляет 10-20 секунд, а время, требующееся для операции защиты, – от 40 до 135 секунд. Поэтому даже при быстром выполнении операции сращивания, операцию тепловой защиты следующего сращенного оплавлением волокна нельзя начать, и возникает простой в состоянии готовности вплоть до завершения процесса защиты предыдущего сращенного оплавлением волокна. Хотя операция сращивания может осуществляться параллельно операции защиты, сращенный оплавлением участок, не будучи защищен сам по себе, чрезвычайно слаб. Поэтому ситуация, при которой накапливается много сращенных оплавлением оптических волокон, может создать проблемы, при которых сращенный оплавлением участок ломается, повреждается или иным образом оказывается под воздействием внешней силы.

Патентный документ 1: выложенная японская патентная заявка №Н9-297243

Патентный документ 2: выложенная японская патентная заявка №Н2-72305

Описание изобретения

Проблемы, которые должно решить изобретение

Согласно объекту изобретения предусмотрен нагреватель защиты стыка, способный эффективно осуществлять процесс тепловой защиты без образования простоя между операцией сращивания и последующей операцией защиты и способный также осуществлять процесс тепловой защиты, подходящий для каждой защитной гильзы, устройство сращивания оплавлением, содержащее нагреватель защиты стыка, и способ сращивания оплавлением. Еще к одному аспекту настоящего изобретения относится нагреватель защиты стыка, способный быстро и эффективно осуществлять процесс тепловой защиты со вполне достаточным временем нагрева для защитной операции и способный предотвратить человеческую ошибку при операциях включения/выключения переключателя нагревательного элемента, устройство сращивания оплавлением, включающее в себя нагреватель защиты стыка, и способ сращивания оплавлением.

Средства решения проблемы

Эти объекты изобретения обеспечиваются путем предложения нагревателя защиты стыка, содержащего нагревательную часть, предназначенную для теплового сжатия по меньшей мере одной защитной гильзы, покрывающей сращенный оплавлением участок по меньшей мере одного оптического волокна, причем нагревательная часть содержит множество нагревательных элементов, разделенных по меньшей мере одним теплоизолирующим элементом и способных по отдельности нагревать по меньшей мере одну защитную гильзу при различной длительности операции путем включения/выключения переключателей по отдельности, крышку нагревателя, которая может открываться и закрываться вокруг части нагревательных элементов, вырабатывающей тепло, и зажимы для захвата по меньшей мере одного оптического волокна на обоих концах нагревательных элементов, и устройства сращивания оплавлением, снабженного указанным нагревателем защиты стыка. Крышка нагревателя может включать в себя множество секций крышки, которые могут по отдельности открываться и закрываться вокруг соответствующих отдельных нагревательных элементов. Каждый зажим может включать в себя множество секций зажима для захвата по отдельности по меньшей мере одного оптического волокна, помещенного на соответствующем нагревательном элементе, и каждая из секций зажима может быть снабжена механизмом натяжения, способным по отдельности прикладывать растягивающее усилие к по меньшей мере одному волокну.

Дополнительно предлагается способ сращивания оплавлением оптического волокна, который содержит операции сращивания оплавлением по меньшей мере первого и второго оптических волокон, покрытие сращенных оплавлением участков первого и второго оптических волокон первой и второй защитными гильзами соответственно, включение первого нагревательного элемента нагревателя защиты стыка на первый промежуток времени для начала теплового сжатия первой защитной гильзы и включение второго нагревательного элемента нагревателя защиты стыка на второй промежуток времени для начала теплового сжатия второй защитной гильзы.

Согласно другому аспекту изобретения предусмотрен нагреватель защиты стыка, включающий в себя нагревательную часть для теплового сжатия защитной гильзы, покрывающей сращенный оплавлением участок оптического волокна, имеющий нагревательный элемент, который включается и выключается переключателем, крышку нагревателя, которая может открываться и закрываться вокруг части нагревательного элемента, вырабатывающей тепло, и зажимы для захвата оптического волокна на двух концах нагревательного элемента, и детекторную секцию, предназначенную для определения того, присутствует или отсутствует защитная гильза на нагревательном элементе, и для установки переключателя в положение «включено/выключено», и устройство сращивания оплавлением, снабженное нагревателем защиты стыка. Детекторной секцией может быть, например, датчик, который с помощью оптических или магнитных средств определяет наличие защитной гильзы на нагревательном элементе, датчик, который с помощью оптических или магнитных средств определяет действие крышки нагревателя, или микропереключатель, механически обнаруживающий действие крышки нагревателя, датчик, который с помощью оптических или магнитных средств определяет действие по меньшей мере одного из зажимов, или микропереключатель, который с помощью оптических или магнитных средств определяет, помещено ли в нагреватель защиты стыка оптическое волокно.

Дополнительно предлагается способ сращивания оплавлением оптического волокна, который содержит этапы сращивания оплавлением оптических волокон, покрытие сращенного оплавлением участка оптического волокна защитной гильзой, определение того, помещена ли защитная гильза на нагревательный элемент нагревателя защиты стыка, и автоматический поворот в положение «включено» переключателя нагревательного элемента нагревателя защиты стыка после обнаружения того, что защитная гильза помещена на нагревательный элемент, чтобы начать тепловое сжатие защитной гильзы.

Краткое описание чертежей

Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут лучше понятны из следующего описания, прилагаемой формулы изобретения и прилагаемых чертежей, и при объяснении чертежей одинаковые обозначения применяются к одинаковым элементам, а совпадающие объяснения опущены.

На фиг.1 показан схематический чертеж, демонстрирующий нагреватель защиты стыка согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.2 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая оптическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка;

на фиг.3 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая магнитными средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка с использованием срабатывания крышки нагревателя, покрывающей нагревательную часть;

на фиг.4 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая механическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка микропереключателем с использованием срабатывания крышки нагревателя, покрывающей нагревательную часть;

на фиг.5 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая оптическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка с использованием срабатывания крышки нагревателя, покрывающей нагревательную часть;

на фиг.6 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая магнитными средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка с использованием срабатывания зажима;

на фиг.7 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая механическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка микропереключателем с использованием срабатывания зажима;

на фиг.8 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая оптическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка с использованием срабатывания зажима;

на фиг.9 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая механическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка микропереключателем путем обнаружения оптического волокна;

на фиг.10 показан схематический чертеж, иллюстрирующий детекторную секцию, которая оптическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка путем обнаружения оптического волокна, где часть (а) иллюстрирует вид в плоскости, взятой, по существу, в направлении, перпендикулярном оптическому волокну, и часть (b) иллюстрирует вид в плоскости, взятой в направлении, по существу, параллельном оптическому волокну;

на фиг.11 показан схематический чертеж, иллюстрирующий устройство сращивания оплавлением, снабженное нагревателем защиты стыка согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.12 показан перспективный вид нагревателя защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.13 показан вид спереди нагревателя защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения со снятой крышкой нагревателя;

на фиг.14 показан вид в разрезе нагревателя защиты стыка, выполненном по линии а-а на фиг.13, с открытыми зажимом и крышкой нагревателя;

на фиг.15 показан вид в разрезе нагревателя защиты стыка, выполненном по линии b-b на фиг.13;

на фиг.16 показан схематический чертеж, иллюстрирующий устройство сращивания оплавлением, снабженное нагревателем защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.17 показана электрическая схема нагревателя защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.18 содержатся графики, демонстрирующие силу тока и температур нагревательной части, контролируемые блоком управления нагревателя защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

На фиг.1 показан схематический чертеж, демонстрирующий нагреватель защиты стыка согласно первому варианту реализации настоящего изобретения. Нагреватель 33 защиты стыка осуществляет в нагревательной части 4 процесс тепловой защиты оптического волокна 1 (отдельная жила или лента оптического волокна) на сращенном оплавлением участке 2, покрытом защитной гильзой. Нагревательная часть 4 снабжена парой зажимов 6, расположенных на двунаправленных концах основания 5, и нагревательным элементом 7, который расположен в центре нагревательной части. Нагревательная часть 4 поддерживает сращенной оплавлением участок оптического волокна с помощью левого и правого зажимов 6 без прогиба.

После размещения сращенного оплавлением участка 2, покрытого защитной гильзой 3, на нагревательный элемент 7 нагревательная часть 4 закрывается крышкой нагревателя (не показана на фиг.1). Затем переключатель 8 поворачивают в положение «включено» для подачи тока к нагревательному элементу 7 и теплового сжатия защитной гильзы 3. После нагревания в течение предварительно заданного времени процесс нагрева защитной гильзы 3 завершается, переключатель поворачивают в положение «выключено». Другой переключатель 10 питания может быть предназначен для подачи питания на нагревательный элемент 7. Защитная гильза 3 вмещает сжимающейся при нагреве трубки плавящийся элемент, образуемый плавящейся адгезивной смолой и тому подобным, и армирующий стержень, такой как стержень из нержавеющей стали, магнитный стержень, стеклянно-керамический стержень и тому подобное. Защитную гильзу 3 заранее вставляют с одной стороны оптического волокна 1 и перемещают таким образом, чтобы она после сращивания оплавлением покрывала сращенный оплавлением участок 2.

Нагреватель защиты стыка в первом варианте реализации скомпонован таким образом, что переключатель 8 нагревательного элемента 7 поворачивается в положение «включено» или «выключено» автоматически, когда детекторная секция 9 обнаруживает, что сращенный оплавлением участок, покрытый защитной гильзой 3, помещен или снят с нагревательного элемента нагревателя защиты стыка. Нагреватель защиты стыка согласно первому варианту реализации препятствует возможности забыть о повороте переключателя в положение «включено» или «выключено».

На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая детекторную секцию, которая оптическими средствами обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка. В этом примере светоизлучающий элемент 13, такой как светоизлучающий диод или ему подобное, помещают на боковой стенке 12а корпуса 11, вмещающего защитную гильзу 3, а фотоприемный элемент 14, такой как фотоприемный диод и ему подобное, помещают на боковой стенке 12b на противоположной стороне для обнаружения размещения и удаления сращенного оплавлением участка 2. Когда сращенный оплавлением участок 2 помещают внутри нагревателя, свет от светоизлучающего элемента 13, попадающий на фотоприемный диод 14, прерывается, и помещение сращенного оплавлением участка 2 обнаруживается оптическим бесконтактным способом. Затем переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «включено» для включения электрического тока. Переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «выключено» для выключения электрического тока, когда сращенный оплавлением участок 2 извлекают из корпуса 11. Одновременно возможно использование таймера для поворота переключателя в положение «выключено» для точного измерения длительности нагрева. Следует заметить, что этот способ обеспечивает надежный и точный контроль, поскольку присутствие или отсутствие сращенного оплавлением участка 2 обнаруживается непосредственно.

В конструкции, показанной на фиг.2, светоизлучающий элемент и фотоприемный элемент могут быть заменены встроенным магнитным датчиком, в то время как магнитный стержень, который может обнаруживаться магнитным датчиком, используется как армирующий стержень защитной гильзы 3. Например, в качестве магнитного датчика может использоваться элемент магнитного сопротивления, элемент Холла, направляющий переключатель и тому подобное. И в этом случае переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «включено» для включения электрического тока при размещении сращенного оплавлением участка 2. Переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «выключено» для выключения электрического тока, когда сращенный оплавлением участок 2 извлекают из корпуса 11. Возможно также, как описано выше, использование таймера для поворота переключателя в положение «выключено» для точного измерения времени нагрева.

Фиг.3-5 являются схемами, иллюстрирующими детекторную секцию, которая обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка с использованием срабатывания крышки нагревателя, покрывающей нагревательную часть, и на фиг.3 показан пример обнаружения магнитными средствами. Магнит 16 встроен в крышку 15 нагревателя, шарнирно установленную на стороне боковой стенки 12а и выполненную с возможностью закрывания нагревательной части, а магнитный датчик 17 встроен в боковую стенку на стороне 12b. В качестве магнитного датчика 17 может использоваться элемент магнитного сопротивления, элемент Холла, направляющий переключатель и тому подобное. Когда сращенный оплавлением участок 2, покрытый защитной гильзой 3, размещают на нагревательном элементе 7 в корпусе 11 и закрывают крышку 15 нагревателя, магнитный датчик 17 обнаруживает наличие магнита 16, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда крышку 15 нагревателя открывают для извлечения сращенного оплавлением участка 2 из корпуса 11, переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

На фиг.4 показан пример обнаружения механическими средствами с помощью микропереключателя. Микропереключатель 18 установлен на стороне боковой стенки 12b и действует при открывании и закрывании крышки 15 нагревателя. Когда крышка 15 нагревателя закрывается, крышка 15 нагревателя надавливается на рычаг 18а микропереключателя 18, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда крышка 15 нагревателя открывается, давление рычага 18а на микропереключатель снимается, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически поворачивается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

На фиг.5 показан пример обнаружения оптическими средствами. Оптический датчик 19, имеющий светоизлучающий элемент и фотоприемный элемент, и элемент 20 оптического затвора помещены на стороне боковой стенки 12b (детали оптического датчика 19 описаны далее со ссылкой на фиг.10). Когда крышка 15 нагревателя закрывается, она нажимает на элемент 20 оптического затвора, при этом элемент 20 оптического затвора располагается между светоизлучающим элементом и фотоприемным элементом оптического датчика 19, приводя таким образом в действие оптический датчик 19, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда крышка 15 нагревателя открывается, давление на элемент 20 оптического затвора прекращается; переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

Как показано в примерах на фиг.3-5, надежно предотвращается возможность забыть о повороте переключателя в положение «включено» или «выключено», поскольку переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» или «выключено» при срабатывании крышки 15 нагревателя, когда сращенный оплавлением участок 2, покрытый защитной гильзой 3, устанавливают в нагревателе защиты стыка. Кроме того, поскольку нагрев нагревательного элемента выполняют, когда защитная гильза установлена в нагревательной части, длительность нагрева и условия нагрева являются однородными, и выполняется процесс оплавления стандартизированного качества. Кроме того, переключатель может быть установлен в положение «выключено» таймером для точного измерения периода нагрева.

Фиг.6-8 являются схемами, иллюстрирующими детекторную секцию, которая обнаруживает сращенный оплавлением участок 2 в нагревателе защиты стыка с использованием срабатывания зажима 6, и на фиг.6 показан пример обнаружения механическими средствами. Зажим 6 имеет прижимной элемент 6а, соединенный с шарниром, выполненным с возможностью открывания, закрывания, и основание 6b зажима, снабженное V-образным каналом 6с, предназначенным для захвата оптического волокна 1 в предварительно заданном положении. Магнит 16 встроен со стороны прижимного элемента 6а, а магнитный датчик 17 встроен со стороны основания 6b зажима. В качестве магнитного датчика 17 может использоваться элемент магнитного сопротивления, элемент Холла, направляющий переключатель и тому подобное. Когда прижимной элемент 6а закрыт, магнитный датчик 17 обнаруживает наличие магнита 16, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда прижимной элемент 6а открывают, переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

На фиг.7 показан пример обнаружения механическими средствами с помощью микропереключателя. Микропереключатель 18 установлен со стороны основания 6b зажима и приводится в действие прижимным элементом 6а. Когда прижимной элемент 6а закрыт, прижимной элемент 6а нажимает на рычаг 18а микропереключателя 18, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда прижимной элемент 6а открывают, давление рычага 18а микропереключателя 18 снимается, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

На фиг.8 показан пример обнаружения оптическими средствами. Оптический датчик 19 включает светоизлучающий элемент и фотоприемный элемент и элемент 20 оптического затвора, которые размещены со стороны основания 6b зажима. Когда прижимной элемент 6а закрыт, прижимной элемент 6а нажимает на элемент 20 оптического затвора и приводит в действие оптический датчик 19, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда прижимной элемент 6а открывается, нажатие на элемент 20 оптического затвора прекращается, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

Как показано в примерах на фиг.6-8, надежно предотвращается возможность забыть о повороте переключателя в положение «включено» или «выключено», поскольку переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» или «выключено» при срабатывании прижимного элемента 6а зажима 6, когда сращенный оплавлением участок 2, покрытый защитной гильзой 3, устанавливают в нагревателе защиты стыка. Кроме того, применение детекторной секции, которая обнаруживает изменение положения оптического волокна в зажиме, отделена от нагревательной части и на которую маловероятно воздействие тепла, обеспечивает ограничение износа и повышение стабильности рабочего состояния.

На фиг.9 и 10 показаны схемы, которые иллюстрируют детекторную секцию, которая обнаруживает сращенный оплавлением участок в нагревателе защиты стыка путем обнаружения оптического волокна, и на фиг.9 показан пример непосредственного обнаружения механическими средствами с помощью микропереключателя. Рычаг 18а переключателя микропереключателя 18, расположенный рядом с зажимом 6, приводится в действие непосредственно путем помещения оптического волокна 1. Когда прижимной элемент 6а закрывается, оптическое волокно 1 прижимается к рычагу 18а микропереключателя 18, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» для включения электрического тока. Достаточная действующая сила генерируется для приведения в действие микропереключателя 18 посредством туго натянутого оптического волокна 1. Когда прижимной элемент 6а открывают для извлечения сращенного оплавлением участка 2 из нагревательного элемента, давление на рычаг 18а микропереключателя 18 снимается, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «выключено» для выключения электрического тока.

На фиг.10 показан пример обнаружения оптическими средствами, где часть (а) иллюстрирует вид в плоскости, по существу, перпендикулярной оптическому волокну, и часть (b) иллюстрирует вид в плоскости, по существу, параллельной оптическому волокну. Оптический датчик располагается рядом с зажимом 6. Оптический датчик имеет исполнительный элемент 23, который отжимается кверху силовым элементом 24, таким как пружина и тому подобное. Исполнительный элемент 23 подвергается нажатию при размещении оптического волокна 1. На исполнительном элементе 23 помещен оптический затвор 23а, и оптический датчик, который содержит светоизлучающий элемент 21 и фотоприемный элемент 22, экранируется оптическим затвором 23а, так что фотоприемный элемент 22 не получает света и обнаруживается размещение сращенного оплавлением участка 2, после чего переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» для включения электрического тока. Когда сращенный оплавлением участок 2 снимают с нагревательного элемента, оптический затвор 23а возвращается в более высокое положение, и переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «выключено» для выключения электрического тока. Поскольку оптическое волокно 1 чрезвычайно тонкое, самому оптическому волокну трудно непосредственно заблокировать свет, испускаемый светоизлучающим элементом. Однако изменение положения оптического волокна 1 может быть непосредственно обнаружено с помощью описанной конструкции.

Как показано в примерах на фиг.9 и 10, надежно предотвращается возможность забыть о повороте переключателя в положение «включено» или «выключено», поскольку переключатель нагревательного элемента 7 автоматически устанавливается в положение «включено» или «выключено» при наличии или отсутствии оптического волокна 1. Кроме того, поскольку нагрев нагревательным элементом осуществляется, когда сращенный оплавлением участок 2 установлен в предварительно заданном положении на нагревательной части, длительность нагрева является однородной, и выполняется процесс оплавления стандартизированного качества. Кроме того, переключатель может быть установлен в положение «выключено» таймером для точного измерения периода нагрева. Может быть достигнуто уменьшение износа и повышение стабильности работы, поскольку детекторная секция, которая может обнаруживать изменение положения оптического волокна, может быть помещена рядом с зажимом таким образом, чтобы быть отделенной от нагревательной части и не подвергаться влиянию испускаемого ею тепла.

На фиг.11 показан схематический чертеж, иллюстрирующий устройство сращивания оплавлением, снабженное нагревателем защиты стыка согласно первому варианту реализации настоящего изобретения. Механизм 32 сращивания оплавлением может выполнять сращивание оплавлением одножильного волокна или сращивание оплавлением многожильного волокна дуговым разрядом, а состояние оплавления отслеживается следящим устройством 31. Поскольку механизм 332 сращивания оплавлением хорошо известен из уровня техники, его конструкция здесь детально не рассматривается и не иллюстрируется. На фиг.11 показан пример многожильной ленты 26 оптического волокна, подвергаемой групповому сращиванию оплавлением. Когда оптическое волокно подвергается сращиванию оплавлением, защитную гильзу 27 предварительно устанавливают с одного или другого конца ленты оптического волокна и передвигают таким образом, чтобы покрыть сращенный оплавлением участок после сращивания оплавлением. Устройство сращивания оплавлением 30 эффективно выполняет последовательные операции оплавления и защиты путем размещения нагревателя 33 защиты стыка согласно первому варианту реализации параллельно механизму 32 сращивания оплавлением.

После установки ленты 26 оптического волокна и сращивания оплавлением механизмом 32 сращивания оплавлением сращенный оплавлением участок покрывают защитной гильзой 27 и вставляют в нагревательную часть расположенного рядом нагревателя 33 защиты стыка. Размещение защитной гильзы 27 в предварительно заданном положении в нагревателе 33 защиты стыка автоматически устанавливает переключатель нагревательного элемента в положение «включено», не позволяя таким образом оператору забыть повернуть переключатель, и эффективно выполняет процесс оплавления в течение предварительно заданного времени нагрева. Переключатель устанавливается в положение «выключено» при снятой защитной гильзе 27, не позволяя таким образом оператору забыть установить переключатель в положение «выключено».

Поскольку процесс тепловой защиты требует более длительного времени, чем время, необходимое для сращивания оплавлением, процесс защиты оптического волокна ведет к возникновению простоев даже при выполненном сращивании оплавлением. Сращенное оплавлением оптическое волокно, которое не было подвергнуто воздействию процесса защиты оптического волокна, механически слабо, подвергнуто разрушению и может быть легко повреждено. В таком случае предпочтительным является применение множества нагревателей защиты стыка 33 с целью избежать простоев для осуществления процесса тепловой защиты множества сращенных оплавлением оптических волокон.

На фиг.12-15 показаны схемы, иллюстрирующие нагреватель защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения. На фиг.12 показан перспективный вид, на фиг.13 – вид спереди со снятой крышкой нагревателя, на фиг.14 – вид в поперечном разрезе, выполненном по линии а-а на фиг.13, с открытыми зажимом и крышкой нагревателя, и на фиг.15 показан вид в разрезе нагревателя защиты стыка, выполненном по линии b-b на фиг.13. Как показано на фиг.12, нагреватель 33b защиты стыка имеет основание 5 и по меньшей мере два нагревательных узла 4а и 4b в качестве нагревательной части 4, так что нагревательные элементы 7а и 7b, которые включаются и выключаются независимыми переключателями, располагаются соответственно в каждом из нагревательных узлов 4а и 4b. На фиг.12 показано положение, при котором оптическое волокно 1 и защитную гильзу 3 снимают с нагревателя защиты стыка.

Каждый из нагревательных узлов 4а и 4b имеет часть корпуса для размещения защитной гильзы 3, и каждый из нагревательных узлов 4а и 4b снабжен парой зажимов 61 и 62 для фиксированного захвата оптического волокна 1, проходящего от противоположных концов защитной гильзы 3. На правой стороне зажима 62 помещен натяжной механизм 41, предназначенный для совместного с ним срабатывания. Каждый из нагревательных узлов 4а и 4b снабжен крышкой 15b нагревателя, которая накрывает защитную гильзу 3. Между нагревательными узлами 4а и 4b располагается экранирующий тепло элемент 42. Для нагревательных узлов 4а и 4b предусмотрены переключатели, предназначенные для управления нагревательными элементами 7а и 7b, например ручные кнопочные двухпозиционные переключатели 10b.

Защитные гильзы 3 помещают на нагревательных элементах 7а и 7b, а оптические волокна 1, проходящие в две стороны, прочно захватываются зажимами 61 и 62 (фиг.13). Два нагревательных узла 4а и 4b разделяются экранирующим тепло элементом 42, так что соответствующие нагревательные элементы 7а и 7b взаимно невосприимчивы к тепловому воздействию (фиг.14). Защитные гильзы 3 помещают в части корпуса каждого из нагревательных узлов 4а и 4b таким образом, чтобы они контактировали с нагревательными элементами 7а и 7b. Оптические волокна 1, проходящие от противоположных концов защитных гильз 3, помещают на основание (не показано) зажимов 61 и 62.

Нагретая часть защитных гильз 3 покрыта во время операции нагревания крышкой 15b нагревателя, так что никакое тепло не уходит наружу. Крышка 15b нагревателя предусмотрена для каждого нагревательного элемента 7а и 7b и выполнена, например, с плоским или L-образным поперечным сечением, так чтобы закрывать, будучи в закрытом положении, часть наружной поверхности защитной гильзы 3. Крышка 15b нагревателя предпочтительно скомпонована из двух частей, секций крышки, раскрывающихся на две стороны, налево и направо, таким образом, чтобы устанавливаться в узком пространстве и улучшить процесс работы.

Соединительный стержень 39 отходит от двух концов крышки 15b нагревателя и входит в отверстия 61b и 62b зажимов 61 и 62. Соответственно крышка 15b нагревателя может быть закрыта c помощью соединительного стержня 39 путем закрывания зажима 61 или 62. Соединительный стержень 39 и отверстия 61b и 62b выполнены с большими зазорами, чтобы обеспечить некоторый люфт в процессе работы. Крышка 15b нагревателя и зажимы 61 и 62 необязательно должны быть связаны и могут действовать по отдельности.

Зажимы 61 и 62 предусмотрены, предпочтительно в качестве зажимных секций для каждого нагревательного элемента таким образом, чтобы их можно было применять независимо. Зажимы 61 и 62 образуются тремя ответвлениями, включая ручку 62с, прижимной элемент 62а и опору 62d вала. Как упоминалось выше, отверстие 62а, предназначенное для взаимодействия с соединительным стержнем 39 крышки 15b нагревателя, выполнено на прижимном элементе 62а. Левый зажим 61 выполнен идентично правому зажиму 62. Опора 62в вала может поворачиваться для открывания и имеет встроенный магнит 43. Магнит 44 или иное магнитное тело встроено со стороны основания зажима, так что в закрытом положении прочно поддерживается магнитное притяжение между магнитами 43 и 44.

На одном из правого и левого зажимов 61 и 62 может быть помещен натяжной механизм 41. Натяжной механизм 41 может быть создан, как показано, например, на фиг.13, путем отжимания основания зажима 62 в наружном направлении с помощью силового элемента 45, такого как пружина и тому подобное, для перемещения вдоль оси 41а скольжения.

При такой конфигурации защитная гильза 3, покрывающая сращенный оплавлением участок оптического волокна, помещается на нагреватель 4а или 4b, а правую сторону оптического волокна сначала захватывают правым зажимом 62. Затем правый зажим 62 перемещают влево, сжимая силовой элемент 45, и при сохранении такого состояния левый зажим 61 прочно захватывает левую сторону оптического волокна 1. После этого правый зажим 62 смещают вправо, сняв сжатие силового элемента 45, туго натягивая при этом сращенное оплавлением оптическое волокно. Благодаря натяжению оптического волокна оптическое волокно остается в защитной гильзе 3 без изгибов, так что оптическое волокно оказывается защищенным в распрямленном состоянии в то время, когда плавящийся материал в сжимаемой нагревом защитной гильзе 3 плавится и затвердевает.

Желательно, чтобы нагреватель защиты стыка был снабжен экранирующим тепло элементом 42, предназначенным для блокирования обмена теплом между нагревательными элементами 7а и 7b, чтобы предотвратить взаимное тепловое воздействие между соответствующими нагревательными элементами 7а и 7b нагревательных узлов 4а и 4b, и желательно, чтобы экранирующий тепло элемент 42 был выполнен из смолы, обладающей превосходной жаропрочностью и теплоизолирующими свойствами. Желательно также, чтобы форма экранирующего тепло элемента 42 позволяла закрыть защитную гильзу 3, чтобы блокировать выделение наружу тепла от нагревательных элементов 7а и 7b при закрытой крышке 15b нагревателя.

Благодаря применению двух нагревательных элементов, которые могут включаться и выключаться на различные периоды времени независимыми переключателями в по меньшей мере двух нагревательных узлах, и применению независимо действующих секций крышки, зажимных секций и натяжных механизмов, описанных выше, оптическое волокно может быть снабжено защитной гильзой, а процесс тепловой защиты может выполняться сразу после завершения сращивания оплавлением, без простоев. Таким образом можно сократить длительность производственного процесса и предотвратить появление возле стыка изгибов и повреждений, вызванных незащищенным состоянием сращенного оплавлением участка после сращивания оплавлением оптического волокна.

На фиг.16 показан схематический чертеж, иллюстрирующий устройство сращивания оплавлением, снабженное нагревателем защиты стыка согласно второму варианту реализации настоящего изобретения. Механизм 32 сращивания оплавлением идентичен описанному для первого варианта реализации. Колпак 49 используют в качестве крышки механизма 32 сращивания оплавлением с целью предотвратить от внешнего воздействия тепло, выделяемое в процессе сращивания оплавлением.

Ленту 26 оптического волокна помещают в механизм 32 сращивания оплавлением и подвергают сращиванию оплавлением, после чего сращенный оплавлением участок покрывают защитной гильзой 27, а ленту помещают на нагреватель 4а или 4b расположенного рядом нагревателя 33b защиты стыка. Нагрев начинают нагревательным элементом, который может включаться и выключаться по отдельности, а в пустой механизм сращивания оплавлением 32 помещают новое оптическое волокно, предназначенное для сращивания оплавлением.

В то время как в нагревателе 33b защиты стыка процесс защиты ранее сращенного оплавлением оптического волокна идет даже после завершения сращивания оплавлением нового оптического волокна, процесс защиты нового сращенного оплавлением оптического волокна может быть выполнен в пустом нагревателе. Это означает, что время начала нагрева может меняться с целью выполнения процессов защиты на множестве защитных гильз. После этого цикл повторяется. Время ожидания выполнения процесса тепловой защиты сокращается до нуля за счет добавления нескольких нагревательных узлов 4а и 4b с независимым управлением нагревом в соответствии со временем, требующимся для сращивания оплавлением и процесса защиты.

На фиг.17 показана электрическая схема нагревателя защиты стыка согласно второму варианту реализации. Нагреватель защиты стыка по второму варианту реализации имеет две группы нагревательных элементов 7, переключатель 8 и детекторную секцию 9 согласно первому варианту реализации (показаны на фиг.17 как нагревательные элементы 7а и 7b, переключатели 8а и 8b и детекторные секции 9а и 9b). Кроме того, для группового контроля силы тока, поступающего на нагревательные элементы 7а и 7b, предусмотрен отдельный блок 50 управления.

На фиг.18 представлены графики, демонстрирующие примеры силы тока, управляемой блоком 50 управления, и температур нагревательных частей. Часть (а) показывает ток Ia, поступающий на нагревательный элемент 7а, и температуру Та нагревательного элемента 7а, а часть (b) показывает ток Ib, поступающий на нагревательный элемент 7b, и температуру Tb нагревательного элемента 7b. В момент t₀ переключатель 8а устанавливают в положение «включено», когда сращенный оплавлением участок помещают на нагреватель 4а, и на нагревательный элемент 7а подается ток I₀. Блок 50 управления измеряет температуру Та нагревательного элемента 7а, отслеживая сопротивление нагревательного элемента 7а, и включает или выключает ток Ia, поступающий на элемент 7а, чтобы поддерживать в нагревательном элементе 7а температуру Т₀.

В момент t₁ переключатель 8b устанавливают в положение «включено», когда сращенный оплавлением участок помещают на нагреватель 4b, и на нагревательный элемент 7b подается ток I₀. Блок 50 управления измеряет температуру Tb нагревательного элемента 7b, отслеживая сопротивление нагревательного элемента 7b, и включает или выключает ток Ib, поступающий на элемент 7b, чтобы поддерживать в нагревательном элементе 7b температуру Т₀. Таким образом, управление током осуществляется таким образом, чтобы не допустить его одновременную подачу на нагревательный элемент 7а и нагревательный элемент 7b.

Поскольку блок 50 управления регулирует ток таким образом, чтобы не допустить его одновременную подачу на нагревательный элемент 7а и нагревательный элемент 7b, максимальный ток, поступающий через батарею, ограничивается током I₀ в той же степени, как и в случае единственного нагревателя защиты стыка (например, 2,6 А). Таким образом, подавляется истощение батареи, а количество зарядок и разрядок батареи может быть повышено с 400 до 500 раз.

Хотя настоящее изобретение описано в связи с наиболее практичными и предпочтительными вариантами реализации изобретения, изобретение не ограничивается изложенными вариантами реализации, но, наоборот, предназначено для того, чтобы охватывать различные модификации и эквивалентные решения, входящие в объем прилагаемой Формулы изобретения.

Промышленная применимость

Нагреватель защиты стыка и способ сращивания оплавлением согласно настоящему изобретению полезны для выполнения процесса тепловой защиты без возникновения простоев между операцией сращивания и последующей операцией защиты.

Формула изобретения

1. Нагреватель защиты стыка, содержащий нагревательную часть, скомпонованную и размещенную для теплового сжатия по меньшей мере одной защитной гильзы, покрывающей сращенный оплавлением участок по меньшей мере одного оптического волокна, причем нагревательная часть содержит множество нагревательных элементов, разделенных по меньшей мере одним теплоизолирующим элементом и скомпонованных и размещенных так, чтобы по отдельности нагревать по меньшей мере одну защитную гильзу при различной длительности операции путем включения/выключения множества переключателей по отдельности, крышку нагревателя, которая выполнена с возможностью открывания и закрывания вокруг вырабатывающей тепло части множества нагревательных элементов, и зажимы, выполненные с возможностью захвата по меньшей мере одного оптического волокна на обоих концах множества нагревательных элементов.

2. Нагреватель защиты стыка по п.1, в котором крышка нагревателя включает в себя множество секций крышки, которые могут по отдельности открываться и закрываться вокруг соответствующих отдельных нагревательных элементов.

3. Нагреватель защиты стыка по п.1, в котором каждый зажим включает в себя множество секций зажима, скомпонованных и размещенных для захвата по отдельности по меньшей мере одного оптического волокна, помещенного на соответствующем одном из нагревательных элементов.

4. Нагреватель защиты стыка по п.3, в котором каждая из множества секций зажима снабжена механизмом натяжения, скомпонованным и размещенным для приложения растягивающего усилия к по меньшей мере одному оптическому волокну.

5. Нагреватель защиты стыка по п.1, который дополнительно содержит множество микропереключателей, скомпонованных и размещенных для определения того, помещена или нет по меньшей мере одна защитная гильза на множество нагревательных элементов путем механического обнаружения по меньшей мере одного оптического волокна, и для включения или выключения соответствующих переключателей.

6. Нагреватель защиты стыка по п.1, который дополнительно содержит один блок управления, предназначенный для группового контроля силы тока, подающегося на множество нагревательных элементов.

7. Устройство сращивания оплавлением, включающее в себя нагреватель защиты стыка по п.1.

8. Способ сращивания оплавлением оптического волокна, который содержит этапы сращивания оплавлением по меньшей мере первого и второго оптических волокон; покрытие сращенных оплавлением участков первого и второго оптических волокон первой и второй защитными гильзами соответственно; включение первого нагревателя защитного нагревателя стыка на первый промежуток времени для начала теплового сжатия первой защитной гильзы и включение второго нагревателя защитного нагревателя стыка на второй промежуток времени для начала теплового сжатия второй защитной гильзы.

9. Нагреватель защиты стыка, содержащий нагревательную часть, скомпонованную и размещенную для теплового сжатия защитной гильзы, покрывающей сращенный оплавлением участок оптического волокна, причем нагревательная часть включает в себя нагревательный элемент, скомпонованный и размещенный для включения и выключения переключателем, крышку нагревателя, которая может открываться и закрываться вокруг вырабатывающей тепло части нагревательного элемента, и зажимы, скомпонованные и размещенные для захвата оптического волокна на двунаправленных концах нагревательного элемента; и детекторную секцию, скомпонованную и размещенную для определения того, присутствует или отсутствует защитная гильза на нагревательном элементе и для установки переключателя в положение «включено/выключено».

10. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для оптического определения наличия защитной гильзы на нагревательном элементе.

11. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для определения с помощью магнитных средств наличия защитной гильзы на нагревательном элементе.

12. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя микродатчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью магнитных средств операций открывания и закрывания крышки нагревателя.

13. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью механических средств операций открывания и закрывания крышки нагревателя.

14. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью оптических средств операций открывания и закрывания крышки нагревателя.

15. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью магнитных средств операций открывания и закрывания по меньшей мере одного из зажимов.

16. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя микродатчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью механических средств операций открывания и закрывания по меньшей мере одного из зажимов.

17. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью оптических средств операций открывания и закрывания по меньшей мере одного из зажимов.

18. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя микропереключатель, скомпонованный и размещенный для определения с помощью механических средств, помещено ли оптическое волокно на нагреватель защиты стыка.

19. Нагреватель защиты стыка по п.9, в котором детекторная секция включает в себя датчик, скомпонованный и размещенный для обнаружения с помощью оптических средств, помещено ли оптическое волокно на нагреватель защиты стыка.

20. Устройство сращивания оплавлением, включающее в себя нагреватель защиты стыка по п.9.

21. Способ сращивания оплавлением оптического волокна, который содержит этапы сращивания оплавлением оптического волокна; покрытие сращенного оплавлением участка оптического волокна защитной гильзой; обнаружение того, помещена ли защитная гильза на нагревательный элемент нагревателя защиты стыка; и автоматическая установка в положение «включено» переключателя нагревательного элемента нагревателя защиты стыка после обнаружения того, что защитная гильза помещена на нагревательный элемент, чтобы начать тепловое сжатие защитной гильзы.

РИСУНКИ