CN105236732B - 一种光纤拉丝冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤拉丝冷却系统，用于降低光纤涂覆前的温度，避免涂层中混入气泡保证光纤涂覆状态稳定，降低氦气用量，适合于高速拉丝的一种光纤拉丝冷却系统。该冷却系统冷却管上下快门、氦气引流装置、冷却管管体、冷却水循环冷却装置、涂层丝径控制系统、冷却水水管及气管组成,冷却管管体具有一个适于光纤通过的内腔；氦气通过专门的氦气进气装置吹入冷却管，氦气进气装置与内腔相通，安装于两节冷却管之间，若干个单节冷却管通过进气连接装置连接；每节冷却管外壁包覆一层聚苯乙烯泡沫隔热层，氦气引流装置通过合适的引流流速对管内的气体牵引达到最佳冷却效果；本发明具有便于清洁，冷却效果好，光纤涂覆质量高，涂层直径稳定，氦气用量少的特点。

Description

一种光纤拉丝冷却系统

技术领域

本发明涉及的是光纤拉丝生产制造领域，用于高速拉丝生产时对光纤进行冷却，使光纤以合适的温度进入涂覆系统，保证光纤涂覆质量。

背景技术

高速拉丝生产时，光纤出炉时温度在2000度左右，以如此高的温度直接进入涂覆，将导致涂覆异常，生产中断。为此需借助冷却管来对光纤进行强制冷却。中国专利CN1450009A描述了申请人阿尔卡特公司提出的光纤冷却管，该冷却管由内腔和一组抽气管和进气管组成。通过注气和抽气使冷却效果提高，但加工困难，生产时不便清洁。使用普通冷却管，氦气用量大，且冷却不均匀，高速拉丝容易出现涂层直径波动大问题，且普通管状冷却管气孔内不便清洁且冷却腔体不仅吸收内部热量而且还吸收周围环境中的热量，因此影响冷却效果和光纤强度。

发明内容

本发明解决的技术问题是提高目前冷却管的冷却效果，在现有的基础上进一步降低氦气用量，稳定光纤涂层直径，保证光纤强度的一种光纤拉丝冷却系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种光纤拉丝冷却系统，其创新点在于：所述新型光纤拉丝冷却系统包括冷却管上、下快门、氦气引流堵头、冷却管管体、冷却水循环冷却装置、涂层丝径仪、涂层丝径控制系统、冷却水水管及气管组成；

所述冷却管下快门的上端安装着所述氦气引流堵头，所述氦气引流堵头的上端连接着所述冷却管管体，所述冷却管管体下方是涂敷装置、固化装置及涂层丝径仪。所述氦气引流堵头通过所述气管依次与第一质量流量计和引流泵相连接；

所述冷却管管体包括单节冷却管和氦气进气装置，所述冷却管管体由3～6节所述的单节冷却管组成，所述单节冷却管之间由所述氦气进气装置首尾相连，所述单节冷却管一侧上下两端各设有一个水孔，所述各单节冷却管之间相邻的两个水孔通过所述冷却水水管相连接，所述冷却管管体最上端与最下端的水孔通过所述水管相连，且串联着所述冷却水循环冷却装置，所述氦气进气装置与第二质量流量计及氦气相连接；

所述涂层丝径仪与所述涂层丝径控制系统相连接，所述涂层丝径控制系统与所述第一质量流量计及第二质量流量计相连接。

进一步的，所述冷却水循环装置由冷却水箱、水泵及制冷机组成。

进一步的，所述单节冷却管长2m，内腔直径为20～30mm，所述单节冷却管的外壁包覆一层聚苯乙烯泡沫塑料隔热层，所述单节冷却管管体内上下两端均设有螺纹。

进一步的，所述氦气进气装置由上部圆环和下部圆环构成，所述上部圆环的内外壁上都设有螺纹，所述下部圆环设有内螺纹，所述上部圆环的内螺纹与所述上一节单节冷却管相连接，所述上部圆环的外螺纹与所述下部圆环的内螺纹相配合，所述下部圆环的中间四周设有四个进气孔，所述进气孔呈45°仰角与内腔相通，氦气通过所述进气孔吹入所述冷却管管体内部，所述下部圆环通过螺纹与下面一节冷却管相连。

本发明的优点在于：

1)本发明具有便于清洁，冷却效果好，光纤涂覆质量高，涂层直径稳定，氦气用量少的特点。

2)本发明通过独特的氦气进气装置使氦气以一定角度与光纤移动方向相反的方式对光纤冷却，能够干扰边界层气体，提高冷却效果。

3)冷却管外壁包覆一层聚苯乙烯泡沫塑料隔热层减少冷却管与外部空气进行热交换，提高冷却管与管内气体热交换效果。

4)氦气引流装置在涂层丝径控制系统的控制下通过一定的引流流速在冷却管管体下方对管内气流牵引提高冷却效果，从而减少氦气用量。

5)引流的流速和氦气的注入量由涂层丝径控制系统控制，当涂层丝径仪探测到的丝径值反馈给该系统，系统根据探测值和标准控制值对比，然后调整引流的速度和氦气进气流量，使生产过程中涂层直径保持平稳。

6)氦气进气装置不仅有进气功能即氦气通过该部件吹入冷却管，而且是每个单节冷却管的连接件；该装置是两个圆柱形圆环通过螺纹套接在一起，里面一个圆柱形圆环内外均有螺纹；氦气进气装置通过螺纹与上、下冷却管相连；另外该装置下面的圆环中间四周各有1个进气孔，每个小孔呈45度仰角与内腔相通，氦气通过该孔吹入冷却管。不生产时该部分可拆下，便于清洁避免残留物影响光纤强度。拉丝起头升速阶段可以旋开该装置，检查光纤在冷却管中的位置，通过调整冷却管位置，可以避免出现冷却管准直不好影响拉丝生产和光纤强度的情况，同时使光纤保持较好的冷却状态。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图。

图2为本发明氦气进气装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种新型光纤拉丝冷却系统，新型光纤拉丝冷却系统包括冷却管上、下快门1、引流堵头2、冷却管管体3、冷却水循环冷却装置4、涂覆固化装置5、涂层丝径控制系统6、水管7及气管8组成；冷却管下快门1的上端安装着氦气引流堵头2，氦气引流堵头2的上端连接着冷却管管体3，冷却管下方是涂覆固化装置5，氦气引流堵头2通过气管8依次与第一质量流量计9a和引流泵10相连接；冷却管管体3包括单节冷却管3a和氦气进气装置3b。冷却管管体3由3～6节所述的单节冷却管3a组成，单节冷却管3a之间由氦气进气装置3b首尾相连，单节冷却管3a一侧上下两端各设有一个水孔3c，各单节冷却管3a之间相邻的两个水孔3c通过冷却水水管7相连接，冷却管管体3最上端与最下端的水孔3c通过水管7相连，且串联着冷却水循环冷却装置4，氦气进气装置3b与第二质量流量计9b及氦气11相连接，单节冷却管的外壁包覆一层聚苯乙烯泡沫塑料隔热层14；涂覆固化装置5中的涂层丝径仪与涂层丝径控制系统6相连接，涂层丝径控制系统6与所述第一质量流量计9a及第二质量流量计9b相连接；涂覆固化装置5包括涂敷装置5a、固化装置5b、涂层丝径仪5c，冷却管管体3下面依次是涂敷装置5a、固化装置5b及涂层丝径仪5c，涂层丝径仪5c与所述涂层丝径控制系统6相连接。

如图2所述的氦气进气装置3b，包括上部圆环3b1和下部圆环3b2，上部圆环3b1的内外壁上都设有螺纹12a和12b，下部圆环3b2设有内螺纹12c，上部圆环3b1通过内螺纹12a与上一节单节冷却管3a相连接，上部圆环3b1通过外螺纹12b与下部圆环3b2的内螺纹12c相配合连接，下部圆环3b2通过螺纹12c与下面一个单节冷却管连接，下部圆环3b2的中间四周设有四个进气孔13，进气孔13呈45°仰角与内腔相通，氦气通过进气孔13吹入所述冷却管管体3内部。

光纤依次通过冷却管上快门1、冷却管管体3、氦气引流堵头2、冷却管下快门1、涂覆固化装置5。冷却水循环制冷装置4向冷却管管体3注入冷水同时抽回温水，涂层丝径控制系统6控制第二质量流量计9b将氦气11向氦气进气装置3b中注入氦气，同时涂层丝径控制系统6控制第一个质量流量计9a调节引流流速，对管内气体进行牵引。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：所述光纤拉丝冷却系统包括冷却管上、下快门、氦气引流堵头、冷却管管体、冷却水循环制冷装置、涂层丝径仪、涂层丝径控制系统、冷却水水管及气管组成；所述冷却管的下快门的上端固定安装着所述氦气引流堵头，所述氦气引流堵头的上端连接着所述冷却管管体，所述冷却管管体下方是涂敷装置、固化装置及涂层丝径仪，所述氦气引流堵头通过所述气管依次与第一质量流量计和引流泵相连接；所述冷却管管体包括单节冷却管和氦气进气装置，所述冷却管管体由3～6节所述的单节冷却管组成，所述单节冷却管之间由所述氦气进气装置首尾相连，所述单节冷却管一侧上下两端各设有一个水孔，所述各单节冷却管之间相邻的两个水孔通过所述冷却水水管相连接，所述冷却管管体最上端与最下端的水孔通过所述水管相连，且串联着所述冷却水循环制冷装置，所述氦气进气装置与第二质量流量计及氦气相连接；所述涂层丝径仪与所述涂层丝径控制系统相连接，所述涂层丝径控制系统与所述第一质量流量计及第二质量流量计相连接；所述氦气进气装置由上部圆环和下部圆环构成，所述上部圆环的内外壁上都设有螺纹，所述下部圆环设有内螺纹，所述上部圆环的内螺纹与所述上一节单节冷却管相连接，所述上部圆环的外螺纹与所述下部圆环的内螺纹相配合，所述下部圆环的中间四周设有四个进气孔，所述进气孔呈45°仰角与内腔相通，氦气通过所述进气孔吹入所述冷却管管体内部；所述下部圆环通过螺纹与下面一节单节冷却管相连。

2.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：所述冷却水循环制冷装置由冷却水箱、水泵及制冷机组成。

3.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝冷却系统，其特征在于：所述单节冷却管长2m，内腔直径为20～30mm，所述单节冷却管的外壁包覆一层聚苯乙烯泡沫塑料隔热层，所述单节冷却管管体上下两端均设有螺纹。