CN111908785B - 一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,属光纤加工技术领域。洁净干燥压缩空气控制装置包括压缩空气上部出气口、压缩空气中部出气口、多个浮子流量开关、多个调压阀、空压机;多级光纤冷却槽分别隔离套装保温罩,其内部贯通装接的冷冻液连通软管一端连接制冷循环器输入端、另一端连接制冷循环器输出端,第一级光纤冷却槽顶部装的上端气封装置内设有压缩空气上部出气口,与浮子流量开关a连接,第三级光纤冷却槽内设有压缩空气中部出气口与浮子流量开关b连接,a和b并联装接调压阀a;上端气封装置接浮子流量开关c,下端气封装置接浮子流量开关d,c和d并联装接调压阀b。冷却速度快,防止产生冷凝水,冷却能耗小成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,属光纤加工技术领域。
背景技术
光纤高速拉丝生产涂覆前的冷却工序,对光纤涂覆质量、光纤衰减性能、光纤拉丝生产速度会产生重要影响。目前光纤生产企业采用低温冷却水在冷却槽内循环、并以氦气为媒介将光纤生产产生的热量与冷却槽进行热交换实现对光纤的冷却。氦气为特稀有气体,价格昂贵,而低温冷却水的冷却速率慢,直接影响光纤拉丝生产速度。因此,现有的光纤高速拉丝生产过程中的低温冷却系统存在生产成本高,制约生产速度的提升造成光纤制造能耗上升的问题。因此非常有必要研制一种利用洁净、干燥压缩空气替代氦气,通过更低温冷冻液代替原低温冷却水,有效提升冷却速率,同时防止产生冷凝水,极大降低光纤冷却能耗和成本,操作方便,冷却效果好的光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,以保证光纤涂覆质量,降低光纤衰减值,提高成品合格率。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种冷却速度快,有效防止产生冷凝水,冷却能耗小、成本低,操作方便,冷却效果好的光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,以解决现有使用氦气价格昂贵,低温冷却水冷却速率慢直接影响光纤拉丝生产速度,增加冷却能耗和成本的问题。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的:
一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,它由洁净干燥压缩空气控制装置、保温罩、光纤冷却槽、制冷循环器、上端气封装置和下端气封装置构成,其特征在于:所述洁净干燥压缩空气控制装置包括压缩空气上部出气口、压缩空气中部出气口、多个浮子流量开关、多个调压阀、压缩空气制备系统;所述保温罩由不锈钢壳罩和橡塑海绵组成;所述光纤冷却槽有六级,光纤冷却槽分别隔离套装有保温罩,光纤冷却槽叠放安装呈一体构成拉丝塔, 所述拉丝塔内部贯通装接有冷冻液连通软管,所述冷冻液连通软管一端与制冷循环器的输入端连接,所述冷冻液连通软管的另一端与制冷循环器的输出端连接,制冷循环器的冷冻液通过冷冻液连通软管在光纤冷却槽构成的拉丝塔内部从下至上循环流动;
第一级光纤冷却槽的顶部安装有上端气封装置,第六级光纤冷却槽的底部安装有下端气封装置;
第一级光纤冷却槽的内部设置有压缩空气上部出气口,第三级光纤冷却槽的内部设置有压缩空气中部出气口;所述压缩空气上部出气口通过管道与浮子流量开关a连接,所述压缩空气中部出气口通过管道与浮子流量开关b连接,所述浮子流量开关a和浮子流量开关b的另一端通过管道并联装接有调压阀a;所述上端气封装置通过管道设置有浮子流量开关c,所述下端气封装置通过管道设置有浮子流量开关d,浮子流量开关c和浮子流量开关d通过管道并联装接有调压阀b,所述调压阀a和调压阀b的另一端并联连接,通过管道与压缩空气制备系统连接;调节所述浮子流量开关a、浮子流量开关b、浮子流量开关c和浮子流量开关d以及调压阀a和调压阀b,保证充入保温罩内的压缩空气为洁净低露点压缩空气,防止产生冷凝水,以所述洁净低露点压缩空气为传热媒介,使高温光纤在所述拉丝塔内作热交换,产生的热量最终经制冷循环器生成的冷冻剂传导、散发。
所述的调压阀a和调压阀b的量程为:0~10bar,调压大小不同,当调压阀a的调压值为2.2~2.5bar时,调压阀b的调压值为2.5~3bar。
所述的浮子流量开关a、浮子流量开关b量程为:5~50LPM,浮子流量开关c和浮子流量开关d的量程为:1~20LPM,流量大小不同,当浮子流量开关a和浮子流量开关b的流量值分别为35~40LPM和20~25LPM时;浮子流量开关c和浮子流量开关d的流量值分别为10~15LPM和5~10LPM。
所述的制冷循环器制备的冷冻液低于或等于-5℃。
所述的第一级光纤冷却槽和第四级光纤冷却槽隔离套装的保温罩上各自安装有数显温湿度计。
所述的保温罩的不锈钢壳罩由2mm厚的304不锈钢板制成,不锈钢壳罩内贴合填装有橡塑海绵;所述的保温罩的窗口由铝合金边框和有机玻璃制成,隔绝光纤冷却槽与外部环境的热交换。
所述的上端气封装置和下端气封装置各自由铜制组合件构成,压缩空气通过所述上端气封装置和下端气封装置各自铜制组合件间的锥面构成的通流间隙形成气封,防止保温罩外部的空气进入保温罩内。
本发明与现有技术相比的有益效果在于:
该光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,采用洁净干燥压缩空气控制装置,用洁净低露点的压缩空气替代氦气作为导热媒介实现高温光纤与光纤冷却槽之间的热交换;并通过洁净低露点的压缩空气控制装置与上端气封装置和下端气封装置相互配合控制保温罩内的空气露点,防止冷凝水的产生。通过制冷循环器制备的低于-5℃的冷冻液代替原20℃的冷却水,有效提升高温光纤的冷却速率;制作与拉丝塔间隔离的保温罩,隔离导热的空气与拉丝塔外部环境间的热交换,极大降低光纤冷却的能耗与成本,保证了光纤的涂覆质量,有效降低光纤成品的衰减;大大提升了光纤拉丝生产的速度。冷却速度快,操作方便,冷却效果好。解决了现有使用氦气价格昂贵,低温冷却水冷却速率慢直接影响光纤拉丝生产速度,增加冷却能耗和成本的问题。
附图说明
图1为一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统的结构示意图;
图2为洁净干燥压缩空气控制装置的结构示意图。
图中:1洁净干燥压缩空气控制装置;2保温罩;3光纤冷却槽;4冷冻液连通软管;5制冷循环器;6上端气封装置;7下端气封装置;8数显温湿度计。
1-1压缩空气上部出气口;1-2压缩空气中部出气口;1-3浮子流量开关a;1-4浮子流量开关b;1-5浮子流量开关c;1-6浮子流量开关d;1-7调压阀a;1-8调压阀b。
具体实施方式
下面结合附图1~2对该光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统的实施方式作进一步详细说明:
该光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,它由洁净干燥压缩空气控制装置1、保温罩2、光纤冷却槽3、制冷循环器5、上端气封装置6和下端气封装置7构成;所述洁净干燥压缩空气控制装置1包括压缩空气上部出气口1-1、压缩空气中部出气口1-2、多个浮子流量开关、多个调压阀、压缩空气制备系统;所述保温罩2由不锈钢壳罩和橡塑海绵组成;所述光纤冷却槽3有六级,六级光纤冷却槽3分别隔离套装有保温罩2,六级光纤冷却槽3安装呈一体构成拉丝塔, 所述拉丝塔内部贯通装接有冷冻液连通软管4,所述冷冻液连通软管4一端与制冷循环器5的输入端连接,所述冷冻液连通软管4的另一端与制冷循环器5的输出端连接,制冷循环器5的冷冻液通过冷冻液连通软管4在多级光纤冷却槽3构成的拉丝塔内部从下至上循环流动;
第一级光纤冷却槽3的顶部安装有上端气封装置6,第六级光纤冷却槽3的底部安装有下端气封装置6;第一级光纤冷却槽3的内部设置有压缩空气上部出气口1-1,第三级光纤冷却槽3的内部设置有压缩空气中部出气口1-2;所述压缩空气上部出气口1-1通过管道与浮子流量开关a1-3连接,所述压缩空气中部出气口1-2通过管道与浮子流量开关b1-4连接,所述浮子流量开关a1-3和浮子流量开关b1-4的另一端通过管道并联装接有调压阀a1-7;所述上端气封装置6通过管道设置有浮子流量开关c1-5,所述下端气封装置7通过管道设置有浮子流量开关d1-6,浮子流量开关c1-5和浮子流量开关d1-6通过管道并联装接有调压阀b1-8,所述调压阀a1-7和调压阀b1-8的另一端并联连接,通过管道与压缩空气制备系统连接;调节所述浮子流量开关a1-3、浮子流量开关b1-4、浮子流量开关c1-5和浮子流量开关d1-6以及调压阀a1-7和调压阀b1-8,保证充入保温罩2内的压缩空气为洁净低露点压缩空气,防止产生冷凝水,以所述洁净低露点压缩空气为传热媒介,使高温光纤在所述拉丝塔内作热交换,产生的热量最终经制冷循环器5生成的制冷剂传导、散发。
所述调压阀a1-7和调压阀b1-8的量程为:0~10bar,调压大小不同,当调压阀a的调压值为2.2~2.5bar时,调压阀b的调压值为2.5~3bar。
所述浮子流量开关a1-3、浮子流量开关b1-4的量程为:5~50LPM,浮子流量开关c1-5和浮子流量开关d1-6的量程为:1~20LPM,流量大小不同,当浮子流量开关a1-3和浮子流量开关b1-4的流量值分别为35~40LPM和20~25LPM时,浮子流量开关c1-5和浮子流量开关d1-6的流量值分别为10~15LPM和5~10LPM。所述制冷循环器5制备的冷冻液低于或等于-5℃。所述第一级光纤冷却槽3和第四级光纤冷却槽3隔离套装的保温罩2上各自安装有数显温湿度计8。所述保温罩2的不锈钢壳罩由2mm厚的304不锈钢板制成,不锈钢壳罩内贴合填装有橡塑海绵;所述保温罩2的窗口由铝合金边框和有机玻璃制成,隔绝光纤冷却槽3与外部环境的热交换。所述上端气封装置6和下端气封装置7各自由铜制组合件构成,压缩空气通过所述上端气封装置6和下端气封装置7的各自两个铜制组合件间的锥面构成的通流间隙形成气封,防止保温罩2外部的空气进入保温罩2内。
所述调压阀a1-7、浮子流量开关a1-3和浮子流量开关b1-4配合控制进入保温罩2内的洁净低露点压缩空气的通入量与流速;调整保温罩2内的空气露点,防止在多级光纤冷却槽3表面形成冷凝水,以及防止通气量过大造成压缩空气浪费。保温罩2内部空间的温度分布为上端高、下端低,造成保温罩2内上端的饱和蒸气气压高,水分汇聚在上端;保温罩2内空气绝对湿度分布呈现上高下低的态势,容易在上端形成冷凝水,因此,分别在第一级光纤冷却槽3套装的保温罩2顶部设置压缩空气上部出气口1-1,在第三级光纤冷却槽3套装的保温罩2设置压缩空气中部出气口1-2,以避免出现冷凝水。
所述调压阀b1-8、浮子流量开关c1-5和浮子流量开关d1-6配合分别控制进入上端气封装置6和下端气封装置7的流量与压力,上端气封装置6和下端气封装置7利用各自铜质组件间形成的空间与各自两个锥面之间形成的通流间隙,形成气封。
在保温罩2的上部与中部即与第一光纤冷却槽3和第四光纤冷却槽3相对应,分别、各自设置有一个数显温湿度计8,用于监测保温罩2内空气的温度、湿度及露点。
该用于光纤高速拉丝生产的超低温无氦冷却系统的工作过程为:
光纤高速拉丝开始前,首先对保温罩2内的多级光纤冷却槽3进行清理;然后分别调整调压阀a1-7、调压阀b1-8、浮子流量开关a1-3、浮子流量开关b1-4、浮子流量开关c1-5、浮子流量开关d1-6的压力和流量;随后关闭保温罩2的窗口,保留其最下端窗口开启5分钟±5s后,将保温罩2的窗口全部关闭严实。当光纤高速拉丝开始后开启制冷循环器5,按照光纤高速拉丝生产工艺的需求设定制冷循环器5的冷冻剂的温度,本发明设定为低于或等于-5℃;温度开始逐渐下降直至到达设定温度。
当冷冻剂的温度稳定在-5℃以下后,通过数显温湿度计8对保温罩2内的温度、湿度和露点进行监测,通过对制冷循环器5不同温度的设定来调整保温罩2内的洁净干燥空气的温度;调整调压阀a1-7、浮子流量开关a1-3、浮子流量开关b1-4对保温罩2内的露点进行调节,防止产生冷凝水。通过调压阀b1-8、浮子流量开关c1-5和浮子流量开关d1-6协调配合,分别调整上端气封装置6与下端气封装置7的通气量,随着光纤拉丝速率的上升而逐渐增加通气量。该用于光纤高速拉丝生产的超低温无氦冷却系统,完全达到了冷却速度快,有效防止产生冷凝水,冷却能耗小、成本低,操作方便,保证拉丝质量的发明目的。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已,上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制,所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形,以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例,均仍属于本发明技术方案的范围内,而不背离本发明的实质和范围。
Claims (7)
1.一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,它由洁净干燥压缩空气控制装置(1)、保温罩(2)、光纤冷却槽(3)、制冷循环器(5)、上端气封装置(6)和下端气封装置(7)构成,其特征在于:所述洁净干燥压缩空气控制装置(1)包括压缩空气上部出气口(1-1)、压缩空气中部出气口(1-2)、多个浮子流量开关、多个调压阀、压缩空气制备系统;所述保温罩(2)由不锈钢壳罩和橡塑海绵组成;所述光纤冷却槽(3)有六级,光纤冷却槽(3)隔离套装有保温罩(2),光纤冷却槽(3)叠放安装呈一体构成拉丝塔, 所述拉丝塔内部贯通装接有冷冻液连通软管(4),所述冷冻液连通软管(4)一端与制冷循环器(5)的输入端连接,所述冷冻液连通软管(4)的另一端与制冷循环器(5)的输出端连接,制冷循环器(5)的冷冻液通过冷冻液连通软管(4)在光纤冷却槽(3)构成的拉丝塔内部从下至上循环流动;
第一级光纤冷却槽(3)的顶部安装有上端气封装置(6),第六级光纤冷却槽(3)的底部安装有下端气封装置(7);
第一级光纤冷却槽(3)的内部设置有压缩空气上部出气口(1-1),第三级光纤冷却槽(3)的内部设置有压缩空气中部出气口(1-2);所述压缩空气上部出气口(1-1)通过管道与浮子流量开关a(1-3)连接,所述压缩空气中部出气口(1-2)通过管道与浮子流量开关b(1-4)连接,所述浮子流量开关a(1-3)和浮子流量开关b(1-4)的另一端通过管道并联装接有调压阀a(1-7);所述上端气封装置(6)通过管道设置有浮子流量开关c(1-5),所述下端气封装置(7)通过管道设置有浮子流量开关d(1-6),浮子流量开关c(1-5)和浮子流量开关d(1-6)通过管道并联装接有调压阀b(1-8),所述调压阀a(1-7)和调压阀b(1-8)的另一端并联连接,通过管道与压缩空气制备系统连接;调节所述浮子流量开关a(1-3)、浮子流量开关b(1-4)、浮子流量开关c(1-5)和浮子流量开关d(1-6)以及调压阀a(1-7)和调压阀b(1-8),保证充入保温罩(2)内的压缩空气为洁净低露点压缩空气,防止产生冷凝水;以所述洁净低露点压缩空气为传热媒介,使高温光纤在所述拉丝塔内作热交换,产生的热量最终经制冷循环器(5)生成的制冷剂传导、散发。
2.根据权利要求1所述的一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,其特征在于:所述的调压阀a(1-7)和调压阀b(1-8)的量程为:0~10bar;调压大小不同,当调压阀a(1-7)的调压值为2.2~2.5bar时,调压阀b(1-8)的调压值为2.5~3bar。
3.根据权利要求1所述的一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,其特征在于:所述的浮子流量开关a(1-3)、浮子流量开关b(1-4)的量程为:5~50LPM,浮子流量开关c(1-5)和浮子流量开关d(1-6)的量程为:1~20LPM,流量大小不同,当浮子流量开关a(1-3)和浮子流量开关b(1-4)的流量值分别为35~40LPM和20~25LPM时;浮子流量开关c(1-5)和浮子流量开关d(1-6)的流量值分别为10~15LPM和5~10LPM。
4.根据权利要求1所述的一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,其特征在于:所述的制冷循环器(5)制备的冷冻液低于或等于-5℃。
5.根据权利要求1所述的一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,其特征在于:所述的第一级光纤冷却槽(3)和第四级光纤冷却槽(3)隔离套装的保温罩(2)上各自安装有数显温湿度计(8)。
6.根据权利要求1所述的一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,其特征在于:所述的保温罩(2)的不锈钢壳罩由2mm厚的304不锈钢板制成,不锈钢壳罩内贴合填装有橡塑海绵;所述的保温罩(2)的窗口由铝合金边框和有机玻璃制成,隔绝光纤冷却槽(3)与外部环境的热交换。
7.根据权利要求1所述的一种光纤高速拉丝生产用超低温无氦冷却系统,其特征在于:所述的上端气封装置(6)和下端气封装置(7)由铜制组合件构成,压缩空气各自分别通过所述上端气封装置(6)和下端气封装置(7)的两个铜制组合件间的锥面构成的通流间隙形成气封,防止保温罩(2)外部的空气进入保温罩(2)内。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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