CN108672087B - 一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述静电除尘装置位于延伸炉的下方出口，所述静电除尘装置外具有第一水冷板、第二水冷板；所述述静电除尘装置包括静电场发生装置和排气装置，所述静电场发生装置包括从内到外依次排布的电极水冷板、静电场极板、绝缘部件；所述排气装置包括依次连接排气泵、控制阀、压力表、排气管道，所述排气管道的出气口与所述排气泵连通，所述排气管道的吸气口与所述电极水冷板上的气孔连通。本发明的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，可实现炉内清洁的目的，不需要将下炉口增大来增加光棒表面的洁净度，可以使加热器具有较长的寿命，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及光纤光棒套住延伸工艺技术领域，尤其涉及一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置。
背景技术
在光纤领域，RIC工艺缓解了国内直接外包这一预制棒制备过程中的瓶颈生产能力问题，避免了直接外包技术投入、生产能力不足造成的芯棒滞留问题。而RIC工艺以芯棒直接与套管再组装的形式，此方法可以将沉积好的套住和芯棒进一步融合，形成各种外径的光棒，以方便拉丝使用。但利用此方法延伸出来的光棒仍然存在一些缺点，即表面发白发雾，有烟灰沉积，即使有改进方法，也会导致延伸炉子石墨件寿命很短，生产成本很高。这是因为国内普遍使用的延伸炉为电磁感应炉，一般可加热到2200摄氏度，发热件为石墨。当光棒出炉口时，由于炉内高温导致的石墨件和空气，以及二氧化硅之间的反应，升华等，会有大量的粉尘颗粒沉积在刚刚出炉口的光棒的表面。从而导致光棒表面发白，发雾。即使酸洗后，此部分也因为材质不同导致洗出的表面凹凸不平，给拉丝带来较大的质量问题。
中国专利CN106424071A公开了一种光纤拉丝炉的除灰装置，其包括气体导入装置、负压抽吸装置和压力控制装置，气体导入装置顶部与拉丝炉底部相套接，底部与下炉管相套接，负压抽吸装置设于拉丝炉顶部与上炉管相贯通，压力控制装置包括压力探测器、PLC控制器和调压器。该现有技术能提高拉丝炉除灰效率，改善光纤加工环境，延长拉丝炉停机清灰的周期，但在实际工艺中，由于延伸炉内的高温会使一部分粉尘颗粒附带较大的电荷，仅靠负压抽吸并不能完全去除延伸炉内烟尘颗粒。
中国专利CN105837026A公开了一种光纤母材拉伸装置及其工作方法，该现有技术提出利用静电除尘的方法，减少炉体内的杂质颗粒；通过减少炉体内气流温差的方法抑制炉体内气体对流现象的产生；通过改变气流的方向、角度和流量的大小，在光纤母材表面形成气体保护层，降低光纤母材在拉伸过程中被污染。但此现有技术未能实现对颗粒大小选择控制及对炉膛压力实行反馈调节。
基于上述情况，有必要设计一种适用于光棒延伸的静电除尘装置。
发明内容
为克服现有技术中存在的预制棒在延伸过程的烟尘气蚀导致的质量不稳定的问题，本发明提供了一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置，可以本发明提供的光棒延伸的静电除尘装置，可使延伸之后的光棒表面光洁无杂质，大大提高了延伸光棒表面的质量。
本发明的技术方案是：一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述静电除尘装置位于延伸炉的下方出口，所述静电除尘装置外具有第一水冷板、第二水冷板；所述述静电除尘装置包括静电场发生装置和排气装置，所述静电场发生装置包括从内到外依次排布的电极水冷板、静电场极板、绝缘部件；所述电极水冷板为环形，套装于光纤预制棒的外部，所述绝缘部件位于静电场极板与第一水冷板、第二水冷板之间；所述排气装置包括依次连接排气泵、控制阀、压力表、排气管道，所述排气管道的出气口与所述排气泵连通，所述排气管道的吸气口与所述电极水冷板上的气孔连通。
在此基础上，所述第一水冷板、第二水冷板内具有环形的冷却水通道；所述电极水冷板为环形由多个水冷却环上下叠装组成，每个水冷却环内具有环形的冷却水通道；每上下相邻水冷却环的接触面上分别具有能完全对应上下圆弧形凹槽，上下圆弧形凹槽形成环形气体通道，所述环形气体通道与排气管道连通；所述圆弧形凹槽朝向圆心的一侧还具有多个半弧形豁口，上下半弧形豁口形成朝向圆心的吸气孔。
在此基础上，所述静电场极板包括阴极板和阳极板，所述阳极板与电场正极连接；所述阴极板和所述阳极板呈圆弧状，呈中心对称的方式排布在沿电极水冷板外壁。
在此基础上，所述静电场发生装置包括至少两对呈中心对称分布的阴极板和阳极板，所述阴极板、阳极板方式沿所述电极水冷板外壁交替排布。
在此基础上，所述排气装置位于电极水冷板外并呈对称分布；所述静电场极板处的电极水冷板外侧处具有吸咀，所述吸咀位于每两个上下相邻水冷却环的连接处，所述吸咀与电极水冷板内的环形气体通道连通，所述排气泵通过排气管道吸咀抽吸环形气体通道内的气流。
在此基础上，所述吸气孔倾斜向上设置，与气流方向呈5-30度倾斜夹角。
在此基础上，所述静电场极板的阴极板连接低压直流电源，所述阳极板接地。
在此基础上，所述低压直流电源的电压可调，其工作电压区间为DC2000V—DC10000V，大颗粒时采用低电压，小颗粒时采用高电压。
在此基础上，所述控制阀和所述压力表用来调控和显示所述排气泵的输出压力；所述控制阀设置在所述静电场发生装置之外的排气管道上，所述控制阀(2)具有容纳气体并与排气管道连接的阀室；所述阀室连接于压力表上；
在此基础上，所述静电除尘装置下方的延伸炉下口处还具有将炉膛内部与外界空气完全阻隔和密封的石英密封装置，所述石英密封装置可以为石英毡。
在此基础上，所述控制阀与所述静电场发生装置之间的排气管道上还连接有用以检测延伸炉内气流压力并能自动反馈调节炉内压力的检测装置。
在此基础上，将所述静电除尘装置应用于RIC延伸工艺中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，包括静电场发生装置和排气装置，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，正电的气体离子，在电场力的作用下，向阴极板运动。到达阳极或阴极后，放出所带的电子，尘粒通过热泳运动原理沉积于阴阳极板上，一部分颗粒也会通过回风口随气体排除。从而使尘粒不会沉积到光棒表面，而使光棒表面洁净透亮。
(2)本发明提供的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，可以通过调节电压大小来控制沉积到光棒表面的颗粒度，通过排气可以将沉积到水冷却板上的颗粒排到炉腔外，实现炉内清洁的目的，不需要将下炉口增大来增加光棒表面的洁净度，可以使加热器有较长的寿命，降低了生产成本。
(3)本发明提供的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，延伸炉下口处还具有石英密封装置，能将炉膛内部与外界空气完全阻隔和密封，延长了加热器的寿命降低了生产成本。
(4)本发明提供的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，排气管道上还连接有检测装置，能检测延伸炉内气流压力的大小并能自动反馈调节炉内压力，以及气体流动情况，还能检测气流中的粉尘颗粒大小和粉尘流量情况，进而反馈调节低压直流电源的电压，大颗粒时采用低电压，小颗粒时采用高电压，实现对颗粒粉尘的动态静电吸附及反馈调节，提升了除尘效率，从而很好的控制光棒表面的质量。
附图说明
图1是本发明的技术方案中的延伸炉整体示意图；
图2是本发明的技术方案中的延伸炉下方的静电除尘装置的结构示意图；
图3是本发明的技术方案中的静电除尘装置工作原理图；
图中附图标记如下：1、排气泵；2、控制阀；3、压力表；4、排气管道；5、绝缘部件；6、静电场极板；7、电极水冷板；8第一水冷板；9、第二水冷板；10、延伸炉；11、延伸完成的光棒；12、未延伸的光棒；13、电源正极；14、正电荷；15、负电荷；16、带电尘粒；17、阴极板；18、阳极板；19、石英密封装置；20、检测装置。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、图2所示，一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其中，静电除尘装置位于延伸炉10的下方出口，静电除尘装置外具有第一水冷板8、第二水冷板9；述静电除尘装置包括静电场发生装置和排气装置，静电场发生装置包括从内到外依次排布的电极水冷板7、静电场极板6、绝缘部件5；电极水冷板7为环形，套装于光纤预制棒11的外部，绝缘部件5位于静电场极板6与第一水冷板8、第二水冷板9之间；排气装置包括依次连接排气泵1、控制阀2、压力表3、排气管道4，排气管道4的出气口与排气泵1连通，排气管道4的吸气口与电极水冷板7上的气孔连通。
此外，第一水冷板8、第二水冷板9内具有环形的冷却水通道；电极水冷板7为环形由多个水冷却环上下叠装组成，每个水冷却环内具有环形的冷却水通道；每上下相邻水冷却环的接触面上分别具有能完全对应上下圆弧形凹槽，上下圆弧形凹槽形成环形气体通道，环形气体通道与排气管道4连通；圆弧形凹槽朝向圆心的一侧还具有多个半弧形豁口，上下半弧形豁口形成朝向圆心的吸气孔。
如图3所示，静电场极板6包括阴极板17和阳极板18，阳极板与电场正极连接；阴极板17和阳极板18呈圆弧状，呈中心对称的方式排布在沿电极水冷板7外壁。
静电场发生装置包括至少两对呈中心对称分布的阴极板17和阳极板18，阴极板17、阳极板18方式沿电极水冷板7外壁交替排布。
排气装置位于电极水冷板7外并呈对称分布；静电场极板6处的电极水冷板7外侧处具有吸咀，吸咀位于每两个上下相邻水冷却环的连接处，吸咀与电极水冷板7内的环形气体通道连通，排气泵1通过排气管道4吸咀抽吸环形气体通道内的气流。
静电场极板6的阴极板17连接低压直流电源，阳极板18接地。
控制阀2和压力表3用来调控和显示排气泵1的输出压力；控制阀2设置在静电场发生装置之外的排气管道4上，控制阀2具有容纳气体并与排气管道4连接的阀室；阀室连接于压力表3上；
此外，静电除尘装置下方的延伸炉下口处还具有将炉膛内部与外界空气完全阻隔和密封的石英密封装置19。
控制阀2与静电场发生装置之间的排气管道4上还连接有用以检测延伸炉内气流压力并能自动反馈调节炉内压力的检测装置20。
静电除尘装置的工作原理参考如图2所示，延伸炉内高温气体会带着大量的带电颗粒从下炉口出来，沉积到光棒表面导致棒表面质量变差。利用本发明的静电除尘装置可使带电尘粒定向运动，当带电尘粒遇到水冷却板时，可以很快沉积到冷却水板表面，因为延伸时间较长，一部分尘粒可以直接通过排气系统排到炉子外面。
实施例2
如图1、图2所示，一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其中，静电除尘装置位于延伸炉10的下方出口，静电除尘装置外具有第一水冷板8、第二水冷板9；述静电除尘装置包括静电场发生装置和排气装置，静电场发生装置包括从内到外依次排布的电极水冷板7、静电场极板6、绝缘部件5；电极水冷板7为环形，套装于光纤预制棒11的外部，绝缘部件5位于静电场极板6与第一水冷板8、第二水冷板9之间；排气装置包括依次连接排气泵1、控制阀2、压力表3、排气管道4，排气管道4的出气口与排气泵1连通，排气管道4的吸气口与电极水冷板7上的气孔连通。
与实施例1的不同之处在于，吸气孔倾斜向上设置，与气流方向呈5-30度倾斜夹角。其他部件的结构和功能同实施例1。
本发明的静电除尘工作原理参考如图3所示：高温炉内碳粉尘颗粒，二氧化硅颗粒，杂质，以及氧化物等在高温情况下发生电离带电，此部分粉尘颗粒随着炉内气体，从下炉口出来时，通过接有低压直流电源的阴极板和接地的阳极板之间所形成的电场时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动。带正电的气体离子，在电场力的作用下，向阴极板运动。到达阳极或阴极后，放出所带的电子，尘粒通过热泳运动原理沉积于阴阳极板上，一部分颗粒也会通过回风口随气体排除。从而使尘粒不会沉积到光棒表面，而使光棒表面洁净透亮。
本发明提供的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，可以通过调节电压大小来控制沉积到光棒表面的颗粒度，通过排气可以将沉积到水冷却板上的颗粒排到炉腔外，实现炉内清洁的目的，不需要将下炉口增大来增加光棒表面的洁净度，可以使加热器有较长的寿命，降低了生产成本。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述静电除尘装置位于延伸炉(10)的下方出口，所述静电除尘装置外具有第一水冷板(8)、第二水冷板(9)；所述静电除尘装置包括静电场发生装置和排气装置，所述静电场发生装置包括从内到外依次排布的电极水冷板(7)、静电场极板(6)、绝缘部件(5)；所述电极水冷板(7)为环形，套装于光纤预制棒(11)的外部，所述绝缘部件(5)位于静电场极板(6)与第一水冷板(8)、第二水冷板(9)之间；所述排气装置包括依次连接排气泵(1)、控制阀(2)、压力表(3)、排气管道(4)，所述排气管道(4)的出气口与所述排气泵(1)连通，所述排气管道(4)的进气口与所述电极水冷板(7)上的气孔连通；所述第一水冷板(8)、第二水冷板(9)内具有环形的冷却水通道；所述电极水冷板(7)为环形由多个水冷却环上下叠装组成，每个水冷却环内具有环形的冷却水通道；每上下相邻水冷却环的接触面上分别具有能完全对应上下圆弧形凹槽，上下圆弧形凹槽形成环形气体通道，所述环形气体通道与排气管道(4)连通；所述圆弧形凹槽朝向圆心的一侧还具有多个半弧形豁口，上下半弧形豁口形成朝向圆心的吸气孔；所述静电场极板(6)包括阴极板(17)和阳极板(18)，所述阳极板与电场正极连接；所述阴极板(17)和所述阳极板(18)呈圆弧状，呈中心对称的方式排布在沿电极水冷板(7)外壁；所述静电场发生装置包括至少两对呈中心对称分布的阴极板(17)和阳极板(18)，所述阴极板(17)、阳极板(18)方式沿所述电极水冷板(7)外壁交替排布。
2.根据权利要求1所述的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述排气装置位于电极水冷板(7)外呈对称分布；所述静电场极板(6)处的电极水冷板(7)外侧处具有吸咀，所述吸咀位于每两个上下相邻水冷却环的连接处，所述吸咀与电极水冷板(7)内的环形气体通道连通，所述排气泵(1)通过排气管道(4)吸咀抽吸环形气体通道内的气流。
3.根据权利要求1所述的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述吸气孔倾斜向上设置，与气流方向呈5-30度倾斜夹角。
4.根据权利要求1所述的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述控制阀(2)和所述压力表(3)用来调控和显示所述排气泵(1)的输出压力；所述控制阀(2)设置在所述静电场发生装置之外的排气管道(4)上，所述控制阀(2)具有容纳气体并与排气管道(4)连接的阀室；所述阀室连接于压力表(3)上；所述静电场极板(6)的阴极板(17)连接低压直流电源，所述阳极板(18)接地；所述低压直流电源的电压可调，大颗粒时采用低电压，小颗粒时采用高电压。
5.根据权利要求4所述的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述静电除尘装置下方的延伸炉下口处还具有将炉膛内部与外界空气完全阻隔和密封的石英密封装置(19)。
6.根据权利要求1所述的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：所述控制阀(2)与所述静电场发生装置之间的排气管道(4)上还连接有用以检测延伸炉内气流压力并能自动反馈调节炉内压力的检测装置(20)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的预制棒延伸工艺中静电除尘装置，其特征在于：将所述静电除尘装置应用于RIC延伸工艺中。
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