CN101143762B - 在纤维冷却系统内回收冷却气体的气体控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于纤维冷却系统的气体控制装置，包括沿该装置的纵向延伸以有助于纤维穿过该装置的内部纤维流道。该装置还包括与该内部纤维流道分隔开并至少部分地包围该内部纤维流道的室、有助于并控制内部纤维流道和室之间的气流的稳流区域、以及与该室流体连通的气流端口，该气流端口有助于在纤维穿过该装置期间从内部纤维流道将气体抽出到室中并从该室和装置排出所抽出的气体。

Description

在纤维冷却系统内回收冷却气体的气体控制装置及方法

技术领域

本发明涉及在纤维尤其是光纤处理期间控制冷却管或冷却室内的气流的气体控制装置。

背景技术

光纤通常是由这种过程形成的，其中从已在拉丝炉中加热到软化点的二氧化硅或玻璃预成型坯的端部拉制热纤维。在此拉制过程之后，在热交换器或冷却管内利用冷却气体冷却纤维，该冷却气体沿与纤维穿过热交换器的速度矢量同向或反向的方向流过冷却管。在进一步处理(例如用热敏保护涂层包覆纤维)之前，被拉制的纤维必须在冷却管内冷却到足够低的温度。

利用比较惰性的冷却气体例如氦可提供安全和有效的气态热交换介质，以便在冷却管内以预期的速度冷却热拉制纤维并将纤维冷却到预期温度。但是，利用氦的一个问题是在纤维冷却期间，此气体会通过冷却管的入口端和出口端过多地损失到周围大气中。保持在操作期间氦和/或其它冷却气体从冷却管的损失最小对于使冷却管内的冷却效率最大并使操作成本最小是非常有利的。

另一个问题涉及从周围大气被吸入冷却管从而与热交换器内流动的氦和/或其它冷却气体混合的空气量的最小化。例如，空气进入冷却管会由于氦/空气混合物与基本纯净的氦相比热传递特性差而大大改变移过冷却管的纤维的冷却速率。

发明内容

本发明提供了一种用于纤维冷却系统的气体控制装置，该装置可有效地回收冷却系统内使用的冷却气体，并且还使流入冷却系统的空气以及在冷却系统内发生的湍流气体流动状况最小或防止其发生。

具体地，用于纤维冷却系统的气体控制装置包括沿该装置的纵向延伸以有助于纤维穿过该装置的内部纤维流道。该装置还包括与该内部纤维流道分隔开并至少部分地包围该内部纤维流道的室、有助于并控制内部纤维流道和室之间的气流的稳流区域、以及与该室流体连通以有助于在纤维穿过该装置期间从内部纤维流道将气体抽出到室中并从该室和装置排出所抽出气体的气流端口。

本发明还提供了一种用于在纤维冷却系统内冷却纤维并控制围绕纤维的气流的方法。该方法包括使纤维移动通过冷却管的纤维流道，使冷却气体流入冷却管的纤维流道以有助于冷却在该冷却管内的纤维，并利用气体控制装置选择性地抽出移动的纤维附近的气体。该气体控制装置包括与冷却管的纤维流道连通并接纳移动的纤维的内部纤维流道、与该装置的内部纤维流道分隔开并至少部分地包围该内部纤维流道的室、有助于并控制内部纤维流道和室之间的气流的稳流区域、以及与该室流体连通的气流端口，其中将气体从该装置的内部流道抽出并使其经由稳流区域进入该装置的室，并且将被抽出的气体从该室排出到气流端口。

该气体控制装置有助于以基本均匀和沿圆周扩散的方向从内部纤维流道抽出气体，以便使在此气体抽出期间在纤维周围形成的湍流气流最小或消除该湍流气流。

通过考虑下面尤其结合附图给出的特定实施例的详细说明可清楚地看到上述以及另外的特征和优点，其中在附图中利用同样的参考标号来指示同类部件。

附图说明

图1是固定在纤维冷却系统的冷却管上的气体回收盖的第一实施例的剖视图；

图2是图1的固定于纤维冷却系统的冷却管上的气体回收盖的俯视图；

图3是固定在纤维冷却系统的冷却管上的气体回收盖的第二实施例的剖视图；

图4是固定在纤维冷却系统的冷却管上的气体回收盖的第三实施例的剖视图；

图5是图4的固定于纤维冷却系统的冷却管上的气体回收盖的俯视图；

图6是固定在纤维冷却系统的冷却管上的气体回收盖的第四实施例的剖视图。

具体实施方式

文中所述的气体控制和回收装置构造成与纤维冷却系统例如光纤冷却系统的冷却管接合。如上所述，光纤是通过从已在拉丝炉中加热到软化点的二氧化硅或玻璃预成型坯的端部拉制热纤维形成的。热纤维然后在合适的细长热交换器内被冷却，该热交换器包括引导纤维从中通过的冷却管。冷却管可具有任何合适的横截面几何形状(例如圆形、正方形、矩形等)，并且具有有助于通过该冷却管的纤维充分冷却的合适的横截面和纵向尺寸。文中所述的气体回收装置的部件和冷却管可用任何合适的材料制成，包括但不局限于金属(例如不锈钢)、金属合金、合适的塑料或聚合物材料以及这些材料的组合。

还向冷却管注入冷却气体以有助于与热纤维的热交换，以便冷却在该管内的纤维。可沿与纤维通过该冷却管的行进方向同向或反向的方向注入冷却气体。冷却气体可以是合适的冷却气体包括但不局限于氦、氖、氩、氪、氙、氢、氮和二氧化碳中的任何一种或组合。氦是用于冷却光纤的优选冷却气体。但是，在一些实施例中，对于特定的纤维冷却应用，不同冷却气体的组合对于优化热交换是有利的。

气体回收装置有助于从冷却管回收至少一些或很大一部分冷却气体，同时防止当抽出气体时在冷却管内可能围绕纤维发生湍流，或使该可能性最小。气体回收装置还可防止当纤维穿过该管并被冷却时空气从冷却管的入口或出口进入，或使进入的空气最少。

在示例性实施例例如下文所述的实施例中，气体回收装置设置成包围冷却管的入口和/或出口的罩或盖，并用于监控和控制在冷却管内流动的气体流。在其它实施例中，气体回收装置可设置在冷却管内的一个或多个选定位置处，而不是作为设置于冷却管的入口端或出口端的盖。

气体回收装置包括空心内部或内部纤维流径或优选地沿轴向延伸通过该装置以有助于形成纤维进入并穿过冷却管的内部流经的通道。另外，该气体回收装置优选地包括测量和监控气体回收装置的内部纤维流道内的压力的压力端口，和选择性地从流道抽出气体的气体抽出端口。

气体回收装置优选地还设计成使得可沿径向并以基本均匀且沿圆周扩散的方式从内部纤维流道将气体抽出到环形气室或室中，该环形气室或室与该装置内的内部纤维流道的至少一部分分隔开并包围该部分。设置有稳流孔口，该稳流孔口包围内部纤维流道的一部分或相对于该部分沿圆周定向，并有助于流道和环形室之间的流体连通。环形室和稳流孔口相对于该装置内的内部纤维流道的设计有助于在这种气体抽出期间在流道和环形室之间产生基本均匀的压降。以此方式从装置抽出气体可大大减小或消除围绕纤维发生湍流的可能，从而可防止纤维可能受到振动、干扰或损坏或使该可能性最小。因此，气体回收装置有助于从冷却管收集和回收冷却气体例如氦以便再循环或再次利用该冷却气体。该气体回收装置还抽出可能进入装置的任何环境空气，从而防止在冷却纤维期间冷却管内存在空气或使存在的空气最少。

图1和2中示出气体回收装置的一个示例性实施例。气体回收装置构造成包括一空心壳体2的盖，该空心壳体围绕一空心冷却管4的入口端或出口端安装，其中该冷却管设置在位于预成型熔炉下游的合适位置处的纤维生产系统内。空心冷却管4可具有任何合适的长度(例如，在大约1米到3米范围内的长度)以有助于在纤维冷却期间纤维在冷却管内停留足够长的时间。在沿冷却管长度方向的选定位置处将冷却气体注入冷却管内。可选择地，可在冷却管上游的合适位置处注入冷却气体，纤维随着冷却气体一起进入冷却管。

气体回收盖和冷却管都可包括沿轴向分裂的或“蛤壳”式构造，盖和管的部件沿它们的轴向尺寸分成两个或多个区段(例如，具有铰链的区段)。如图2可见，在气体回收装置壳体和冷却管的分裂区段之间优选地设置有一个或多个密封部件3(例如衬垫)，以在各区段紧固在一起时保持气密性密封。分裂构造使得在纤维形成过程开始时，最初可从预成形熔炉将纤维拉到卷绕轴上，其中可容易地引导纤维通过打开或裂开的气体回收盖和冷却管。一旦已将纤维缠绕在轴上，然后就封闭盖和冷却管。

盖壳体2的第一端6包括由内侧壁8限定的开口或凹部，该侧壁从该第一端延伸到该凹部的端壁9。该凹部具有合适的尺寸以接纳和接合冷却管4的端部(例如，入口端或出口端)。盖壳体的第一端通过一个或多个合适的紧固件7(例如安装螺钉)固定在冷却管上，该紧固件在该凹部处横向地延伸通过盖壳体以将冷却管的端部固定在凹部侧壁8上。盖壳体以合适的方式固定在冷却管上以有助于在这种连接部位实现气密性密封。可选地，还可在该盖壳体的第一端设置衬垫或其它合适的密封部件，以确保在操作期间在盖和冷却管之间保持气密性密封。

盖壳体2的凹部从第一端6延伸到空腔10，该空腔的横截面尺寸(例如直径)小于该凹部的横截面尺寸。空腔10由从凹部端壁9朝壳体的第二端14延伸的侧壁12限定。壳体2的第二端14包括与空腔10连通的开口或纤维孔口15。纤维孔口15的尺寸(例如直径)远小于空腔10的横向横截面尺寸。另外，盖壳体的纤维孔口15、空腔10和凹部均具有合适的尺寸并相互对准，以提供一中心或轴向的且基本为直的路径，该路径延伸通过该盖并对应于在冷却管4内限定的且延伸通过冷却管4的纤维流道16。

在壳体2的空腔10内设置有一环形部件或环20。环20具有合适的尺寸，并且具有与空腔壁12相接合的外周壁部分。由环的内径形成的通过环20的通道限定了一内部纤维流径或通道(由图1内的虚线17指示)，该流径或通道与冷却管的纤维流道16对齐且流体连通。

环沿空腔壁12定位，其第一端面基本与端壁9共面。如图1可见，环20可固定在壳体2内，以便在冷却管固定在盖的第一端上时该环的第一端面邻近冷却管4的端部。可选地，可在环的第一端面和冷却管端部之间的界面处设置密封部件(例如衬垫)以确保在此接合部位建立气密性密封。环20通过合适的紧固件21(例如螺钉)固定在盖壳体2内，该紧固件横向地延伸通过该壳体和环的部分。

环20朝第二端面延伸并在该第二端面处终止，该第二端面接近盖壳体第二端14的内壁表面，从而在环的第二端面和第二端14的内壁表面之间限定有微小间隙。环20还包括一除去的环形部分或厚度减小的区段，其从环第二端面延伸到接合空腔壁12的环外周壁部分，从而环在该第二端处的壁厚减小并大大小于环在第一端处的壁厚。从而，在壳体空腔壁12的部分和环20的壁厚减小的部分之间限定一环形室22。

环20的第二端和壳体第一端的内壁表面之间的间隙与环形室22流体连通，并限定一环形的稳流孔口24。该稳流孔口24包围在壳体2内沿轴向延伸的内部纤维流径或通道17的一部分或环绕该部分沿圆周定向，并有助于气体从纤维流道流到在环和盖壳体之间所限定的环形室中。

气体回收盖还包括气体抽出通道或端口25，该通道或端口在合适的位置横向地延伸通过壳体2以便与环形室22流体连通。端口25与合适的流动管线26连接以有助于在系统操作期间从空腔10和环形室22抽出气体。可在端口25和/或流动管线26内设置一个或多个阀以有助于选择性地控制通过端口的气流。另外，可在流动管线26内设置合适的压力控制装置(例如泵或鼓风机)以代替阀或与阀结合，以通过在流动管线内建立真空选择性地控制从盖抽出气体。此外，可在端口25和/或流动管线26内设置一个或多个压力传感器、流量传感器和/或浓度传感器以监控在操作期间从盖排出的气体的流动(以及这种气体中的空气量)。

还在气体回收盖内设置压力传感器端口28以在操作期间监控空腔10和纤维流道内的压力。端口28横向地延伸通过盖壳体2和环20以便与盖壳体内的内部纤维流道17流体连通。在端口28(或与该端口相连接的流体流动管线)内设置有合适的压力传感器以测量和监控在操作期间纤维流道内的压力和纤维流道与气体回收盖外部的周围环境之间的压差中的至少一个。例如，可将压力传感器端口构造成监控纤维孔口15处的压差。可将压力的任何变化传递给操作员或——可选地——控制器，以有助于手动或自动地控制气体抽出端口25(例如经由一个或多个阀的控制和/或真空源的操作)以控制从纤维流道抽出的气体量。

盖2内的纤维孔口15、稳流孔口24、环形室22、纤维流道以及冷却管4内的纤维流道16中的每一个均具有合适的尺寸以有助于冷却气体基本上以层流流过纤维流道，以及沿径向并基本均匀地将气体从内部纤维流道17抽出到盖壳体内的环形室22中。盖内的纤维孔口15的尺寸根据冷却管4内的流径16的横向横截面尺寸选择。优选地，纤维孔口15的最大横向横截面尺寸(例如直径)不大于冷却管4内的纤维流道16的横向横截面尺寸。另外，优选地将稳流孔口24的尺寸适当地确定为确保在操作期间，横跨孔口24的压降或压差小于横跨纤维孔口15的压差。这继而确保均匀地沿径向将气体从流道17抽出到环形室22中(例如通过气体抽出端口25回收)。

将气体回收盖2内的内部纤维流道17的横向横截面尺寸(其由环20的内径尺寸限定)选择为使得可在此区域内保持气体的层流流动。特别地，优选地将气体回收盖的内部纤维流道的横向横截面尺寸(即环20的内径)设定为大于盖的纤维孔口和冷却管的纤维流道中的每一个的横向横截面尺寸。

优选地，可将环、纤维孔口和冷却管纤维流道的尺寸选择为使得盖的内部纤维流道的横向横截面尺寸(即盖壳体环的内径)至少为纤维孔口的尺寸和冷却管纤维流道的横向横截面尺寸的两倍。在示例性实施例中，气体回收盖的部件和冷却管具有合适的尺寸，使得盖的纤维孔口的直径大约为6毫米，盖壳体环的内径大约为15毫米，冷却管纤维流道的直径大约为7毫米。

在操作时，气体回收盖壳体2固定在纤维冷却管4的一端。气体回收盖可固定在冷却管的入口端或出口端。可选地，气体回收盖可固定在冷却管的入口端和出口端。例如，气体回收盖可固定在冷却管的入口端以控制和排出随着移动通过壳体并进入冷却管的纤维进入壳体的空气流。气体回收盖还可固定在冷却管的出口端以排出和回收已被用于冷却在冷却管内的纤维的冷却气体。在冷却管的出口端，气体回收盖还可用于抽出通过出口端进入的任何空气。

压力传感器端口28有助于监控内部纤维流道内的压力和/或纤维孔口15处的压差。此压力或压差被手动地(例如通过操作员)或自动地(经由控制器)监控，并通过控制如上所述的阀和/或压力控制装置的操作来相应地(手动或自动地)控制被抽出到气体抽出端口25和流动管线26中的气体量。壳体2的内部流径内的气体通过稳流孔口24被抽出，进入环形室22和端口25，并通过流动管线26。

当气体回收盖在不需要回收冷却气体的情况下操作时(例如在冷却管的入口端和/或出口端处)，盖的内部纤维流道内的压力可稍大于包围冷却管的环境压力(例如大气压力)。这将使进入冷却管的空气最少，或基本上防止空气进入冷却管。但是，当希望回收冷却气体时(例如在冷却管的出口端处)，优选地保持气体回收盖的内部纤维流道内的压力大约等于或稍小于包围盖和冷却管的环境压力。优选地，在操作期间，经由设置在气体抽出端口或流动管线内的一个或多个阀和/或压力控制装置调节回收盖和冷却管内的压力，以便盖壳体内存在仅为大约0.025kPa的微小负压或真空(即，环境压力和盖壳体内部的压力之间的压差)。

环形室22的设计以及对气体回收盖的纤维流道、稳流孔口和纤维孔口的合适尺寸的选择有助于气体以沿径向且大致沿圆周扩散的方式基本均匀地从内部纤维流道17被抽出，通过稳流孔口24并进入环形室。然后，环形室22内的气体通过端口25被抽出并进入流动管线26。气体从设置于内部纤维流道中的纤维的这种均匀抽取减小或消除了否则会生成的气流的任何可能的湍流效果，从而使得生成不希望的纤维的振动和损坏的可能最小。

气体回收盖的设计可以多种不同的方式进行修改，因此并不局限于上文所述以及图1和2所示的实施例。例如，盖壳体2内的环20的取向可如图3所示的盖的另一个实施例所示地旋转180°。换句话说，图3的气体回收盖构造成使得环形室22和稳流孔口24定位成距壳体第一端6比距壳体第二端14更近。在此实施例中，气体抽出端口25也沿壳体2’适当地定位以便与环形室22对齐并流体连通。环形稳流孔口24也紧邻冷却管端部设置以便与环形室流体连通。图3的气体回收盖以与上面所述以及图1和2所示的盖类似的方式操作，以基本均匀且沿径向的方式将气体抽离纤维沿其在盖内前进的内部纤维流道的中心部分。

图4和5示出气体回收盖的另一个实施例。在此实施例中，盖壳体30的设计基本与图1和2的壳体类似，包括具有接合冷却管4的入口端或出口端的凹部的第一端6，和包括纤维孔口15的第二端14。环40设置在壳体空腔10内并具有合适的尺寸，使得该环的外周壁部分接合壳体空腔壁。该环包括第一端，其设置在凹部端壁9附近以便以与上文针对前面实施例所述的类似的方式接合冷却管端部。紧固件21横向地延伸通过壳体30并延伸到环40内，将该环保持在壳体内的合适位置处。环40的内径还限定了内部纤维流道17，在操作期间纤维穿过该流道。该盖内的纤维流道、该盖的纤维孔口以及冷却管纤维流道的尺寸与上文针对前面实施例所述的尺寸类似。

环40的第二端在距壳体第二端14一选定距离处终止，从而在环的第二端和壳体第二端14的内表面之间留有间隙。压力传感器端口28在对应于环和壳体第二端之间间隙的位置横向地延伸通过壳体40，以便与空腔10和盖壳体内的内部纤维流道17流体连通。如同前面实施例一样，在端口28内设置有合适的压力传感器以在操作期间测量和监控纤维流道内的压力和在纤维孔口处的压差中的至少一个。

环40包括在环的第一和第二端面之间形成但没有完全延伸到每个端面的除去的环形部分或厚度减小的区段。因此，在壳体空腔壁12的部分和位于环20的第一端和第二端之间的壁厚减小部分之间限定出环形室42。另外，该环的第二端的外径稍小于该环的第一端的外径，从而在环第二端和壳体30内的空腔壁12之间存在微小的间隔或间隙。此间隙在环第二端处限定环形稳流孔口44，该稳流孔口在环形室42和内部纤维流道17之间提供流体连通。

气体抽出端口25在对应于环形室42的位置处横向地延伸通过壳体30，从而端口25与环形室流体连通。该气体抽出端口基本与上文所述并在图1和2内示出的气体抽出端口类似，并且该端口与合适的流动管线26连接以有助于在系统操作期间从空腔10和环形室42抽出气体。如前面的实施例一样，可在端口25和/或流动管线26内设置一个或多个阀以有助于选择性地控制通过该端口的气流。另外，可在流动管线26内设置合适的压力控制装置(例如泵或鼓风机)以代替阀或与阀结合，以通过在流动管线内建立真空选择性地控制从盖抽出气体。可选地，可在端口25和/或流动管线26内设置一个或多个压力传感器、流量传感器和/或浓度传感器以监控在操作期间从盖排出的气体的流动(以及这种气体中的空气量)。

图4和5的气体回收盖以与前面实施例类似的方式操作，其中气体以沿径向、沿圆周扩散且基本均匀的方式从壳体30内的内部纤维流道被抽出，通过稳流孔口44并进入气体抽出端口25和流动管线26。另外，可选择性地调节和控制纤维孔口15处的压差(即壳体30内的内部纤维流道17和包围壳体的周围环境之间的压差)以在壳体内生成真空或微小负压，以便在系统操作期间将冷却气体和/或空气抽入气体抽出端口25。

可将图4和5的气体回收盖的环修改为用隔膜代替稳流孔口，气态流体可通过该隔膜从内部纤维流道流到环形室。参照图6，壳体30包括环40’，除了环的第二端的外径与环的第一端的外径相同(从而消除了在环第二端和壳体的空腔壁之间的间隙或稳流孔口)之外，该环的设计与前文实施例中所述的环类似。

另外，在第一端和第二端之间延伸并限定环40’的内径的主要部分的薄壁厚区段由多孔隔膜材料45形成。该多孔隔膜材料的构型为环形，且包围设置在壳体内的内部纤维流道的一部分或围绕该部分沿圆周定向。多孔隔膜材料45具有合适的孔隙度，该孔隙度使得冷却气体和空气可以从壳体30内的内部纤维流道流过隔膜材料45并流入环形室42。多孔隔膜材料可以是金属网材料或有助于气体流过该材料的任何其它合适的多孔材料(例如多孔聚合物)。

图6的气体回收盖的操作与前文实施例的操作类似，其中气体以沿径向、沿圆周扩散且基本均匀的方式从壳体30内的内部纤维流道17流过隔膜45，并进入气体抽出端口25和流动管线26。因此，环形隔膜以与前面的实施例类似的方式稳定内部纤维流道和环形室之间的气体流动，以使在从盖抽出气体期间不希望的湍流和对纤维的可能损坏最小或防止它们发生。

尽管前面的实施例说明了固定于或可固定于冷却管的入口端或出口端上的盖或部件，但是气体回收装置并不局限于这种盖实施例。相反，气体回收装置可设置在冷却管内部(例如，设置在冷却管的入口端和出口端之间的选定位置)。

另外，在某些应用中，可将气体抽出端口构造为生成正压而不是负压或抽吸。例如，对于其中在冷却管的入口端和/或出口端附近实现一个或多个气体回收装置(例如，作为气体回收盖装置)的应用，可能希望在装置内提供比环境压力稍微高的压力，以便防止任何空气进入冷却管。以均匀和沿圆周的方式经由稳流孔口(或环形多孔隔膜区段)在内部纤维流道内施加压力基本上使围绕穿过该装置的纤维的湍流以及对该纤维的干扰最小或防止它们发生。

此外，该装置并不局限于环形稳流孔口(或多孔隔膜)和环形室。相反，可在该装置内设置在内部纤维流道和至少部分地包围该流道的一个或多个室之间提供流体连通的一个或多个孔口(或隔膜)，所述孔口(或隔膜)有助于基本均匀和沿径向地将气体从流道抽出到室中。例如，可在装置内限定多个分离和不同的室，所述室至少部分地包围内部纤维流道并经由多个孔口(或多孔隔膜)与该流道连通，所述孔口也对齐以至少部分地包围该流道。

尽管已经说明了用于在纤维冷却系统内回收冷却气体的新颖的气体回收装置和相应的方法，但是应认为，本领域的技术人员鉴于文中阐述的教导可以想到其它的变型、改变和修改。因此应当理解，所有这种改变、变型和修改应认为落入由所附权利要求所限定的范围内。

Claims (17)

1.一种用于纤维冷却系统的气体控制装置，所述气体控制装置包括：

沿该装置的纵向延伸以有助于纤维穿过该装置的内部纤维流道；

与该内部纤维流道分隔开并至少部分地包围该内部纤维流道的室；

有助于并控制内部纤维流道和室之间的气流的稳流区域；

与该室流体连通以有助于在纤维穿过该装置期间从内部纤维流道将气体抽出到室中并从该室和装置排出所抽出气体的气流端口；以及

压力传感器端口，该压力传感器端口与内部纤维流道流体连通并构造成有助于确定内部纤维流道内的压力。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述装置可固定在冷却管的一端以有助于纤维在该装置的内部纤维流道和冷却管内的流道之间行进。

3.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述室包括包围所述内部纤维流道的至少一部分的环形室。

4.根据权利要求3的装置，其特征在于，所述稳流区域为环形，并且在所述环形室和内部纤维流道之间提供流体连通，从而有助于沿圆周扩散的方向从内部纤维流道将气体抽出到环形室中。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于，所述稳流区域包括环形孔口。

6.根据权利要求4的装置，其特征在于，所述稳流区域包括环形材料，该环形材料具有合适的孔隙度以有助于气体流过该材料。

7.根据权利要求4的装置，其特征在于，所述装置还包括：

壳体，该壳体包括设置在该壳体内的空腔；以及

设置在该壳体空腔内的环，其中环形部件的内径限定了所述内部纤维流道的至少一部分，并且在该环的外周壁部分和壳体的内壁表面之间限定出所述环形室。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述装置可固定在冷却管的一端以有助于纤维在该装置的内部纤维流道和冷却管内的流道之间行进，并且该装置包括设置在该装置的一端以有助于纤维通过该装置的孔口。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于，所述装置的纤维孔口的直径不大于所述冷却管内的流道的横向横截面尺寸，并且该装置的内部纤维流道大于冷却管内的流道。

10.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述壳体和环中的每一个均可分成至少两个子区段，以有助于打开所述装置以及最初将纤维进给到该装置的内部纤维流道内。

11.一种用于在纤维冷却系统内冷却纤维并控制围绕纤维的气流的方法，所述方法包括：

使纤维移动通过冷却管的纤维流道；

使冷却气体流入冷却管的纤维流道以有助于冷却在冷却管内的纤维；

利用气体控制装置选择性地抽出移动的纤维附近的气体，该气体控制装置包括与冷却管的纤维流道连通并接纳移动的纤维的内部纤维流道、与所述装置的内部纤维流道分隔开并至少部分地包围所述内部纤维流道的室、有助于并控制所述装置的所述内部纤维流道和室之间的气流的稳流区域、以及与所述室流体连通的气流端口，其中将气体从所述装置的内部流道抽出并使其经由稳流区域进入该装置的室，并且将被抽出的气体从所述室排出到气流端口；以及

测量所述气体控制装置的内部纤维流道内的压力；以及

根据测得的压力控制从所述气体控制装置的内部纤维流道抽出到室中的气体量。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述气体控制装置包括固定在冷却管的入口端或出口端的盖。

13.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述室包括围绕所述气体控制装置的内部纤维流道的至少一部分的环形室，并且所述稳流区域为环形并且在所述环形室和气体控制装置的内部纤维流道之间提供流体连通，以便沿圆周扩散的方向从内部纤维流道将移动的纤维附近的气体抽出到气体控制装置的环形室中。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述稳流区域包括环形孔口和具有合适的孔隙度以有助于气体流过的环形材料中的一个。

15.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述装置还包括：壳体，该壳体包括设置在该壳体内的空腔；以及设置在该壳体空腔内的环，其中环形部件的内径限定了所述气体控制装置的内部纤维流道的至少一部分，并且在该环的外周壁部分和壳体的内壁表面之间限定出所述环形室。

16.根据权利要求11的方法，其特征在于，在纤维附近被抽出的气体包括氦气和空气中的至少一种。

17.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述冷却管和气体控制装置中的每一个均可分成至少两个子区段，并且所述方法还包括：

将所述冷却管和气体控制装置中的每一个分成子区段，以有助于将纤维进给到冷却管和气体控制装置中的每一个内。

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