CN104496170B - 一种采用h2的光纤拉丝冷却管装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其包括：设置在冷却管外的第一层密封腔体和设置在所述第一层密封腔体外部的第二层密封腔体，所述第一层密封腔体固定于冷却管支架上，所述第一层密封气体上下两端均设有气封装置；所述第二层密封腔体从拉丝炉延伸管延伸到所述第一层密封腔体的下端，所述第二层密封腔体将部分拉丝炉延伸管和所述第一层密封腔体包裹在里面，所述第二层密封腔体固定于拉丝塔上。本发明中的装置能够安全使用氢气作为光纤冷却气体，氢气的价格比氦气低，减少了光纤的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于光纤制造领域，更具体的涉及一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置和方法。
背景技术
由于拉丝速度不断提升，光纤进入涂敷杯之前必须使用冷却管进行强制冷却以降低其裸光纤的温度，He因其高导热系数，一直被用做冷却管的介质气体。但是由于近几年本来已经很高的He气价格还在不断走高，使其在光纤生产成本中的比重不断增加。同时，由于He是全球战略资源，作为主产地的美国对其他国家的出口控制日趋收紧。基于以上两点，可替代He的冷却管介质气体的使用变得尤为重要。
H2的导热系数与He其相当，而且价格便宜，气体来源充分，是He最理想的替代气体，但是在使用过程需要对爆炸和燃烧的危险性进行严格的控制。
表1列出了几种气体的导热系数，通过对比得出H2的导热系数是很高的，甚至比He的导热系数还高，所以在导热方面H2代替He作为光纤冷却管的介质是可行的。
表1几种气体的导热系数
| 气体 | 导热系数[W/(m·K)] |
| H2 | 0.1805 |
| He | 0.1513 |
| N2 | 0.02583 |
| O2 | 0.02658 |
| Ar | 0.01772 |
| 空气 | 0.023 |
虽然，H2的导热系数很高，作为光纤冷却管用是理想的介质气体，但使 用时具有很高的危险性，要对常规的冷却管及厂房结构进行设计。H2作为冷却管的介质气体在使用过程容易泄漏到厂房内，当其体积达到总体积的4％～74.2％时极易发生爆炸。
因此，现在需要一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置和方法，采用该装置能够将H2及时的排放，有效的避免H2在厂房内的积留，从而避免H2的燃烧爆炸。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够采用H2的光纤拉丝冷却管装置和方法，该装置能够安全使用H2作为冷却气体，相对降低了光纤生产成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其包括：设置在冷却管外的第一层密封腔体和设置在所述第一层密封腔体外部的第二层密封腔体，所述第一层密封腔体固定于冷却管支架上，所述第一层密封气体上下两端均设有气封装置；所述第二层密封腔体从拉丝炉延伸管延伸到所述第一层密封腔体的下端，所述第二层密封腔体将部分拉丝炉延伸管和所述第一层密封腔体包裹在里面，所述第二层密封腔体固定于拉丝塔上。
优选的，所述第一层密封腔体包括：套设在所述冷却管外部的密封壳，所述密封壳上下两端均设有所述气封装置，所述气封装置中间设有与所述冷却管串通的光纤通道，所述气封装置的两侧设有N2管道；所述密封壳的上端设有抽风管道一。
优选的，所述第二层密封腔体包括：套设在所述密封壳外部的密封腔体，所述密封腔体上端套设在拉丝炉延伸管的尾端一部分上，所述密封腔体的下端设有光纤通道，所述密封腔体上端的一侧连通有抽风管道二。
优选的，所述密封腔体的内部设有H2浓度测量仪，所述密封腔体的外侧还镶嵌设有洁净风箱。
优选的，所述密封壳和密封腔体的外侧均设有门，门上设有报警锁。
优选的，一种基于以上所述采用H2的光纤拉丝冷却管装置的方法，所述采用H2的光纤拉丝冷却管装置对H2进行密封，防止其泄露，将光纤拉丝车间的每一层楼层的顶部设计为斜顶，斜顶从中间往两边向上斜，使得H2沿着斜顶的顶壁上升到两边角落里聚集，在两边角落里分别安装普通抽风机和强力抽风机。
优选的，每一层楼层的顶部的斜顶上还设有所述H2浓度测量仪，当H2浓度测量仪监测到的浓度在预设值范围之内，开启普通抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度超出预设值范围，开启强力抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度达到危险值，则关闭H2输入。
优选的，将光纤拉丝车间的最顶层楼层的顶部设计为斜顶，斜顶两边往中间向上斜，H2聚集在顶层中间；所述斜顶的顶壁上分别设有所述普通抽风机、强力抽风机和H2浓度测量仪；当H2浓度测量仪监测到的浓度在预设值范围之内，开启普通抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度超出预设值范围，开启强力抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度达到危险值，则关闭H2输入。
优选的，所述密封壳和密封腔体上均设有带有报警锁的门，门未关闭或者未关严时所述报警锁发出报警，此时通入冷却管中的H2不能打开；所述抽风管道一和抽风管道二中的抽风未打开时，通入冷却管中的H2不能打开；所述气封装置N2没打开时，通入冷却管中的H2不能打开；所述第二层密封腔体内的H2浓度测量仪和各楼层内安装的H2浓度测量仪实时监测到的浓度值，任何一个超过设定值都要报警，并不能打开冷却管H2；并且，如果是在冷却管H2打开的情况下超过设定值，那就要直接关闭冷却管H2并报警。
本发明的有益效果是:
其一、本发明中的装置能够安全使用氢气作为光纤冷却气体，氢气的价格比氦气低，减少了光纤的生产成本。
其二、本发明的装置和方法采用氢气作为光纤冷却气体，氢气的导热系数比氦气高，增加了光纤冷却效果，加快光纤冷却，提高了光纤涂覆效率，提高了光纤生产速度，增加了光纤产量。
其三、本发明的装置的密封效果好，光纤从拉丝炉中出来到冷却都在密封腔体内部，在密封腔体内部的洁净度高，减少了裸光纤污染，提高了光纤的品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明装置的第一层密封腔体的结构示意图。
图2为本发明装置的第二层密封腔体的结构示意图。
图3是本发明方法中各楼层(除顶层)顶部的结构示意图。
图4是本发明方法中顶楼层顶部的结构示意图。
其中，1-光纤通道，2-气封装置，3-N2管道，4-密封壳，5-抽风管一，6-冷却管，7-抽风管二，8-拉丝炉延伸管，9-门，10-洁净风箱，13-密封腔体，14、17、19、20-H2浓度测量仪，15、22-普通抽风机，16、21-强力抽风机，18、23-拉丝塔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例中公开了一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其包括：设置在冷却管外的第一层密封腔体和设置在上述第一层密封腔体外部的第二层密封腔体，上述第一层密封腔体固定于冷却管支架上，上述第一层密封气体上下两端均设有气封装置；上述第二层密封腔体从拉丝炉延伸管延伸到上述第一层密封腔体的下端，上述第二层密封腔体将部分拉丝炉延伸管和上述第一层 密封腔体包裹在里面，上述第二层密封腔体固定于拉丝塔上。
具体的，如图1中所示，上述第一层密封腔体包括：套设在上述冷却管6外部的密封壳4，上述密封壳4上下两端均设有上述气封装置2，上述气封装置2中间设有与上述冷却管串通的光纤通道1，上述气封装置2的两侧设有N2管道3；上述密封壳4的上端设有抽风管道一5。
通过上述N2管道3通入N2进行气封，防止氢气泄露；然后通过抽风管道一5配合抽风机将氢气抽出来并且排放或者收集。
如图2中所示，上述第二层密封腔体包括：套设在上述密封壳4外部的密封腔体13，上述密封腔体13上端套设在拉丝炉延伸管8的尾端一部分上，上述密封腔体13的下端设有光纤通道1，上述密封腔体上端的一侧连通有抽风管道二7。
为了实时监测上述密封腔体内部的H2浓度，以免H2浓度过高发生爆炸，在上述密封腔体13的内部设有H2浓度测量仪14，上述H2浓度测量仪14安装在上述密封腔体13内部抽风管道二7旁边，H2浓度测量仪14设定两个值，一个是自动报警值，另一个是自动关闭氢气值。
上述密封腔体13的外侧还镶嵌设有洁净风箱10，因为第二层密封腔体跨越多个楼层，因此在第二层密封腔体上安装门9，在本实施例中，第一层密封腔体也设有门9，并且门9上设有报警锁，报警锁的作用是在门未关闭时报警，冷却管的氢气不能打开。
虽然，采用上述的装置能够防止氢气泄露，但是在实际生产中，不能完全保证氢气不会泄露，为了防止氢气聚集发生爆炸，因此，要喂除去泄露的氢气进行与上述装置相配合的厂房设计。
具体方法为：如图3中所示，将光纤拉丝车间的每一层楼层的顶部设计为斜顶，斜顶从中间往两边向上斜，使得H2沿着斜顶的顶壁上升到两边角落里聚集，在两边角落里分别安装普通抽风机和强力抽风机。
并且在每一层楼层的顶部的斜顶上还设有上述H2浓度测量仪，当H2浓度测量仪监测到的浓度在预设值范围之内，开启普通抽风机；当H2浓度测量仪 监测到的浓度超出预设值范围，开启强力抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度达到危险值，则关闭H2输入。
如图4中所示，将光纤拉丝车间的最顶层楼层的顶部设计为斜顶，斜顶两边往中间向上斜，H2聚集在顶层中间；上述斜顶的顶壁上分别设有上述普通抽风机、强力抽风机和H2浓度测量仪；当H2浓度测量仪监测到的浓度在预设值范围之内，开启普通抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度超出预设值范围，开启强力抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度达到危险值，则关闭H2输入。
上述密封壳和密封腔体上均设有带有报警锁的门，上述门未关闭或者未关严时上述报警锁发出报警，此时通入冷却管中的H2不能打开；上述抽风管道一和抽风管道二中的抽风未打开时，通入冷却管中的H2不能打开；上述气封装置N2没打开时，通入冷却管中的H2不能打开；上述第二层密封腔体内的H2浓度测量仪和各楼层内安装的H2浓度测量仪实时监测到的浓度值，任何一个超过设定值都要报警，并不能打开冷却管H2；并且，如果是在冷却管H2打开的情况下超过设定值，那就要直接关闭冷却管H2并报警。
在本实施例中，只有同时满足报警锁不报警、所有H2浓度测量仪测得值没有达到设定值、第一层密封腔体和第二层密封腔体抽风打开和第一层密封腔体上气封装置N2打开四个条件时，冷却管H2才能打开。
本发明中的装置能够安全使用氢气作为光纤冷却气体，氢气的价格比氦气低，减少了光纤的生产成本。
本发明的装置和方法采用氢气作为光纤冷却气体，氢气的导热系数比氦气高，增加了光纤冷却效果，加快光纤冷却，提高了光纤涂覆效率，提高了光纤生产速度，增加了光纤产量。
本发明的装置的密封效果好，光纤从拉丝炉中出来到冷却都在密封腔体内部，在密封腔体内部的洁净度高，减少了裸光纤污染，提高了光纤的品质。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其包括：设置在冷却管外的第一层密封腔体和设置在所述第一层密封腔体外部的第二层密封腔体，其特征在于，所述第一层密封腔体固定于冷却管支架上，所述第一层密封气体上下两端均设有气封装置；所述第二层密封腔体从拉丝炉延伸管延伸到所述第一层密封腔体的下端，所述第二层密封腔体将部分拉丝炉延伸管和所述第一层密封腔体包裹在里面，所述第二层密封腔体固定于拉丝塔上；
采用H2的光纤拉丝冷却管装置对H2进行密封，防止其泄露，将光纤拉丝车间除最顶层的每一层楼层的顶部设计为斜顶，斜顶从中间往两边向上斜，使得H2沿着斜顶的顶壁上升到两边角落里聚集，在两边角落里分别安装普通抽风机和强力抽风机。
2.根据权利要求1所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，所述第一层密封腔体包括：套设在所述冷却管外部的密封壳，所述密封壳上下两端均设有所述气封装置，所述气封装置中间设有与所述冷却管串通的光纤通道，所述气封装置的两侧设有N2管道；所述密封壳的上端设有抽风管道一。
3.根据权利要求2所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，所述第二层密封腔体包括：套设在所述密封壳外部的密封腔体，所述密封腔体上端套设在拉丝炉延伸管的尾端一部分上，所述密封腔体的下端设有光纤通道，所述密封腔体上端的一侧连通有抽风管道二。
4.根据权利要求3所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，所述密封腔体的内部设有H2浓度测量仪，所述密封腔体的外侧还镶嵌设有洁净风箱。
5.根据权利要求4所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，所述密封壳和密封腔体的外侧均设有门，门上设有报警锁。
6.根据权利要求1所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，每一层楼层的顶部的斜顶上还设有所述H2浓度测量仪，当H2浓度测量仪监测到的浓度在预设值范围之内，开启普通抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度超出预设值范围，开启强力抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度达到危险值，则关闭H2输入。
7.根据权利要求6所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，将光纤拉丝车间的最顶层楼层的顶部设计为斜顶，斜顶两边往中间向上斜，H2聚集在顶层中间；所述斜顶的顶壁上分别设有所述普通抽风机、强力抽风机和H2浓度测量仪；当H2浓度测量仪监测到的浓度在预设值范围之内，开启普通抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度超出预设值范围，开启强力抽风机；当H2浓度测量仪监测到的浓度达到危险值，则关闭H2输入。
8.根据权利要求7所述的一种采用H2的光纤拉丝冷却管装置，其特征在于，所述密封壳和密封腔体上均设有带有报警锁的门，门未关闭或者未关严时所述报警锁发出报警，此时通入冷却管中的H2不能打开；所述抽风管道一和抽风管道二中的抽风未打开时，通入冷却管中的H2不能打开；所述气封装置N2没打开时，通入冷却管中的H2不能打开；所述第二层密封腔体内的H2浓度测量仪和各楼层内安装的H2浓度测量仪实时监测到的浓度值，任何一个超过设定值都要报警，并不能打开冷却管H2；并且，如果是在冷却管H2打开的情况下超过设定值，那就要直接关闭冷却管H2并报警。
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