CN112066254A - 一种氦气回收控制方法 - Google Patents

Abstract

一种氦气回收控制方法，所述氦气回收控制方法包括以下步骤：确定光纤的波动幅度；根据获取的光纤波动幅度与预设幅度阀值的关系，调节所述第一流量调节器与第二流量调节器。本发明可以自动的控制第一流量调节器与第二流量调节器，以便控制输入的氮气等形成气封层气体的流量以及抽吸的氦气的流量，自动化程度高，操作简单，降低人工劳动强度。

Description

一种氦气回收控制方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其是涉及一种氦气回收控制方法。

背景技术

由于氦气为一种不易与其他物质发生反应的惰性气体，具备导热与不易燃的性质，因此，在光纤的拉丝过程中广泛用于对光纤的冷却处理。然而，在光纤生产完毕后，从氦冷却管中抽出的氦气当成废气一起处理后排放到空气中，会造成大量的浪费，随着生产规模的扩大，氦气的使用量在逐渐递增，而直接排放的方式也不再适应于降本增效的生产要求，因此需要对氦气进行回收，现有回收方式主要通过在冷却管的下端吹氮气等形成气封层，以便阻止光纤带动氦气继续向下流动，将氦气集中到气封层的上方以便对其抽气回收，而为了保证对氦气全面的回收且减少氮气等形成气封层气体的浪费，通常需要调节控制氮气等形成气封层的流量大小及氦气回收的流量大小，而如何调节控制两个气体流量的大小成了目前急需解决的技术问题。

因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的氦气回收控制方法。

为达到本发明之目的，采用如下技术方案：

一种氦气回收控制方法，应用于氦气收集器，所述氦气收集器包括设置于冷却管下端的收集框、设置于所述收集框外部的抽气结构、位于所述抽气结构下方且设置于所述收集框外部的供气结构，所述供气结构包括控制在收集框内形成气封层的气体流量的第一流量调节器，所述抽气结构包括控制氦气流量的第二流量调节器，所述氦气回收控制方法包括以下步骤：

确定光纤的波动幅度；

根据获取的光纤波动幅度与预设幅度阀值的关系，调节所述第一流量调节器与第二流量调节器。

优选地，确定所述光纤波动幅度大于所述预设幅度阀值时，关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

优选地，确定所述光纤波动幅度大于所述预设幅度阀值时，发生报警提示。

优选地，所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：

再次确定所述光纤的波动幅度；

确定所述光纤的波动幅度依然大于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

优选地，所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：

再次确定所述光纤的波动幅度；

确定所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且同时调低所述第一流量调节器与所述第二流量调节器的流量大小。

优选地，所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：

再次确定所述光纤的波动幅度；

确定所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且调低所述第一流量调节器的流量大小。

优选地，所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：

再次确定所述光纤的波动幅度；

确定所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且调低所述第二流量调节器的流量大小。

优选地，所述确定光纤的波动幅度之前，还包括：

确定所述冷却管内含有氦气；

打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

优选地，所述打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：

确定所述冷却管内不含有氦气；

关闭所述第一流量调节器与第二流量调节器。

优选地，所述调低所述第一流量调节器的流量或第二流量调节器的流量大小之后，还包括：

确定所述冷却管内不含有氦气；

关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明氦气回收控制方法可以自动的控制第一流量调节器与第二流量调节器，以便控制输入的氮气等形成气封层气体的流量以及抽吸的氦气的流量，自动化程度高，操作简单，降低人工劳动强度；并且可以自动的根据光纤的波动幅度调节第一流量调节器与第二流量调节器的流量值，以便适应不同光纤波动的情形，对光纤起到充分的保护作用，防止引起光纤的波动对其质量的影响；同时可以多次调节第一流量调节器与第二流量调节器的流量值大小，直至达到最适宜的流量值。

附图说明

图1为本发明氦气回收控制方法应用的氦气回收装置的结构示意图；

图2为图1所示本发明氦气回收控制方法应用的氦气回收装置的另一状态结构示意图；

图3为图2所示本发明氦气回收控制方法应用的氦气回收装置的局部放大图；

图4为本发明氦气回收控制方法的第一实施例的流程图；

图5为本发明氦气回收控制方法的第二实施例的流程图；

图6为本发明氦气回收控制方法的第三实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明氦气回收控制方法做出清楚完整的说明。

实施例1：

如图1至图3所示，所述本发明氦气回收控制方法所应用的氦气收集器设置于氦气冷却管4的下端，所述氦气冷却管4供光纤5穿过，以便对光纤5进行集中冷却处理，所述氦气收集器包括收集框1、设置于所述收集框1上的抽气结构3、设置于所述收集框1上且处于抽气结构3下方的供气结构2。

如图1所示，所述冷却管4设有两个且位于光纤5的两侧，两个冷却管4相互靠近时可以卡合且合并成一个完整的包覆部分光纤5的框体。所述冷却管4内通入氦气，氦气与光纤5充分接触，从而可以对光纤5起到有效的降温作用。

如图1至图3所示，所述收集框1设有两个且分别位于冷却管4的下方，且收集框1与所述冷却管4一一对应，两个所述收集框1相互靠近时可以卡合在一起以形成一个完整的框体，光纤5在轴向上穿过所述收集框1的内部，所述收集框1的上表面上设有若干螺纹孔，以便通过所述螺纹孔与冷却管4的下端固定连接，实现收集框1与所述冷却管1的相对固定，并且可以随所述冷却管4的相对移动而移动，当所述冷却管4相互靠近卡合在一起时，两个所述收集框1亦相互靠近且卡合在一起。所述收集框1上还设有位于其内部的腔体11、位于其上表面的第一通孔12、位于其下表面的第二通孔13、设置于所述第二通孔13内圆周面上的出气孔14。所述腔体11设置于所述收集框1内，用于集中氦气，以便将腔体11内的氦气抽走。所述第一通孔12可以为长方形，亦可以为圆形，在本实施例中，所述第一通孔12为圆形，且与所述腔体11相通，所述第一通孔12可供光纤5穿过。所述第二通孔13设置于所述收集框1的下表面上，所述第二通孔13可以为长方形，亦可以为圆形，所述第二通孔13与所述腔体11的内部相通，所述第二通孔13可供光纤5穿过。所述出气孔14为扁平状，所述出气孔14的一端与所述收集框1的外表面相通，所述出气孔14的另一端与所述第二通孔13相通。两个所述收集框1相对的侧面上还设有密封槽15，所述密封槽15位于腔体11的一侧，所述密封槽15与所述冷却管4的密封槽相对应，以便将收容于所述冷却管4内的密封条延伸至所述收集框1的密封槽15内，从而可以起到显著且连续的密封作用。

所述收集框1设有两个且可以相互卡合或者分开，从而可以在需要收集氦气的时候实现两个收集框1相互靠近卡合，而不需要时可以实现两个收集框1的远离，能够适应不同的场景；并且出气孔14的设置可以将氮气经过出气孔14吹到第二通孔13内，以便可以在第二通孔13内且在出气孔14所在的平面内形成氮气的气封层，气封层包围穿过第二通孔13内的光纤，防止其上方的氦气随向下移动的光纤5一同向下移动，有利于对氦气的收集，减少其浪费。

如图1及图2所示，所述供气结构3包括设置于所述收集框1外部的第一供气管21、设置于所述第一供气管21上的第二供气管22、设置于所述第二供气管22上的第一流量调节器23。所述第一供气管21可以设置多个，在本实施例中，所述第一供气管21设有两个且分别与两个收集框11一一对应，所述第一供气管21的出气端211与所述收集框1固定连接，且所述出气端211与所述出气口14连通，使得第一供气管21吹出的气体比如氮气等可以进入到出气口14内，然后喷到第二通孔13内。所述第二供气管22的一端与所述第一供气管21的另一端连接，且所述第二供气管22的内部与所述第一供气管21的内部相通，以便第二供气管22内的气体比如氮气供应至所述第一供气管21内，在本实施例中，两个所述第一供气管21与所述第二供气管22的连接处采用三通管连接，不仅连接的稳固，而且可以实现内部连通，所述第二供气管22可以直接或间接的与形成气封层的气体连通，以便将气体抽入到第二供气管22内。所述第一流量调节器23设置于所述第二供气管22上，以便调节第二供气管22内气体比如氮气的开关及流量的大小，从而可以满足对供应气体比如氮气的流量大小的不同需求，所述第一流量调节器23优选为市面上常见的阀门，亦可以为其他可以控制气体流量的结构。所述第一供气管21或第二供气管22上亦设有第一驱动气体流动的设备，比如风机等，以便将用于形成气封层的气体比如氮气抽入到第二供气管22及第一供气管21内，其属于现有技术，故在此不再赘述。在其他实施例中，所述第一流量调节器23可以设置多个，且其数量与所述第一供气管21的数量相同，所述第一流量调节器23与所述第一供气管21一一对应，所述第一流量调节器23分别设置于所述第一供气管21上，以便控制第一供气管21内气体的流量大小。上述形成气封层的气体可以为氮气，或者其他不与氦气发生反应且可以阻止氦气向下流动的气体。

所述供气结构2的设置可以将用于形成气封层的气体比如氮气等抽入到第二供气管22内，然后经过第一供气管21进入到出气口14内，最后喷到第二通孔13内，且在穿过第二通孔13的光纤上形成气封层，以便阻挡其上方的氦气向下流动，此时由于光纤5快速向下移动带动其周围向下流动的氦气集中在气封层的上方，以防止氦气经过第二通孔13流动到其下方造成的氦气流失浪费，甚至是污染环境。

如图1及图2所示，所述抽气结构3包括第一抽气管31、设置于所述第一抽气管31上的第二抽气管32、设置于所述第二抽气管32上的第二流量调节器33。所述第一抽气管31设有若干个，所述第一抽气管31的数量优选为与收集框1的数量相同，所述第一抽气管31与所述收集框1一一对应，所述第一抽气管31的进气端311与所述收集框1连接，且所述进气端311与所述腔体11连通，所述进气端311位于所述出气端211的上方。所述第二抽气管32的一端与所述第一抽气管31的另一端连接，且所述第二抽气管32的内部与所述第一抽气管31的内部连通，以便实现第一抽气管31内的氦气进入到所述第二抽气管32内，在本实施例中，所述第一抽气管31与所述第二抽气管32之间采用三通管连接，从而不仅可以实现第一抽气管31与所述第二抽气管32之间的稳固连接，而且可以实现三者之间内部的连通。所述第二流量调节器33优选为设置于所述第二抽气管32内，在其他实施例中，所述第二流量调节器33亦可以设置于第一抽气管31内，所述第二流量调节器33可以调节第二抽气管32内氦气的流量及控制其开关，所述第二流量调节器33可以为市面上常见的阀门，亦可以为其他控制气体流量的结构。所述抽气结构3还包括第二驱动气体流动的设备，比如风机等，所述第二驱动气体流动的设备可以设置于所述第一抽气管31上，亦可以设置于所述第二抽气管32上，以便将腔体11内的氦气抽入到所述第一抽气管31内，并且通过流量调节器33调节流量的大小。

所述抽气结构3的设置可以在出气口14产生气封层防止氦气继续向下流动后，将腔体11内的氦气及时的经过第一抽气管31及第二抽气管32抽出，并且第二流量调节器33可以调节氦气抽吸的速度，以便满足实际的回收氦气的需求。

如图1至图3所示，所述本发明氦气回收控制方法所应用的氦气收集器在使用时，当两个冷却管4相互卡合在一起，且两个收集框1随之相互卡合在一起，同时光纤5快速向下移动时，此时打开第一驱动气体流动的设备，以便将形成气封层的气体比如氮气等抽入到第二供气管22内，然后进入到第一供气管21内，最后经过出气口14喷到第二通孔13内，且在穿过第二通孔13内且与出气口14同一平面内产生气封层，且包围光纤5，以防止光纤5快速向下移动时带动周围向下流动的氦气继续向下流动，有利于将氦气集中在腔体11内，并且可以打开第二驱动气体流动的设备，此时氦气被抽入到第一抽气管31内，然后经过第二抽气管32抽出且集中起来，以便进行回收储存。为了保证气封层的效果，供应气封层的气体量远大于回收的氦气量，并且可以通过调节第一流量调节器23与第二流量调节器33，调节形成气封层的气体流量及回收的氦气的流量，以便保证氦气稳定的回收。至此，本发明氦气收集器使用过程描述完毕。

在其他实施例中，所述氦气收集器还包括控制模块，所述控制模块分别与所述第一流量调节器23与所述第二流量调节器33连接，以便控制模块控制所述第一流量调节器23与所述第二流量调节器33调节气体流量的大小。所述氦气收集器还包括设置于光纤周围的检测光纤位移的传感器，比如超声波传感器、位移传感器或者其他传感器，所述传感器与所述控制模块连接，方便用于检测光纤的波动幅度。

如图4至图6所示，一种使用上述氦气收集器的氦气回收控制方法，其包括以下步骤：

S101：判断所述冷却管内是否含有氦气，当所述冷却管内含有氦气时，转步骤S103，当所述冷却管内不含有氦气时，转步骤S102；

在进行正常的氦气回收作业之前，首先需要检测冷却管内是否开启氦气的流通，以便判断冷却管内是否有氦气需要回收，如果冷却管内没有氦气，则不需要进行氦气回收，无需进行氦气回收作业，减少不必要的电能消耗。此时检测氦气可以使用氦气传感器或者其他现有的氦气检测的技术手段，其属于现有技术，故在此不再赘述。

S102：关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

当检测到冷却管内不具有氦气时，则此时不需要进行氦气回收，进而可以关闭第一流量调节器与第二流量调节器，此时不会朝向收集框内吹入氮气等形成气封层的气体，减少氮气及电能的浪费。

S103：打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

当检测到冷却管内含有氦气时，此时为了减少氦气的浪费且对其进行充分的回收，此时可以打开第一流量调节器与第二流量调节器，当打开第一流量调节器时，氮气等形成气封层的气体经过第二供气管22与第一供气管21进入到出气口14内，然后进入到第二通孔13内形成气封层，此时氦气无法通过第二通孔13排放到外部，以便将氦气集中到收集框1内，同时由于打开第二流量调节器，此时收集框1内的氦气经过第一抽气管31及第二抽气管32抽走集中到一起进行回收。上述整个过程中可以有效的将氦气回收集中到一起，防止氦气排放外部空气中造成的环境污染及能源的浪费。

同时在打开第一流量调节器与第二流量调节器时，此时其流量的大小根据预设的初始值确定。

S104：检测光纤的波动幅度：

在对冷却管内的氦气进行回收的过程中，可以实时检测光纤的波动幅度，此时可以通过传感器进行检测，比如超声波传感器、位移传感器等，亦可以采用拉丝塔内的相关传感器对光纤的波动幅度进行检测，以便获取光纤的实时波动数据，并且可以将检测的光纤波动数据传输至控制模块。

S105：根据获取的光纤波动幅度与预设幅度阀值的关系，调节所述第一流量调节器与第二流量调节器。

由于光纤波动较大时，会影响光纤的质量，因此，在光纤的冷却过程中需要严格控制其波动幅度。在该步骤下，其具体包括以下步骤：

S1051：当所述光纤波动幅度大于所述预设幅度阀值时，关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

由于光纤波动的幅度较大时，说明此时光纤的波动已经影响到光纤的质量，因此，需要及时的关闭第一流量调节器与所述第二流量调节器，防止产生不合格的光纤造成的生产成本增加。

S1052：关闭所述第一流量调节器与所述得让流量调节器的同时，发出报警提示。

为了提醒使用人员，当光纤波动幅度较大且关闭第一流量调节器与第二流量调节器之后，需要及时提醒工作人员，方便提示使用人员此时氦气回收已经停止，且光纤的波动幅度较大，以便使用人员采取进一步的措施。此处的报警警示可以为指示灯或者蜂鸣器，亦或其他的提示的功能，在此不再限制。

S1053：再次检测所述光纤的波动幅度

当第一流量调节器与所述第二流量调节器关闭后，此时需要再次检测光纤的波动幅度，以便进一步判断是否后期需要调低第一流量调节器与第二流量调节器的大小。

此时，可以分为以下二种情况：

1、当所述光纤的波动幅度依然大于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

当再次检测到光纤的波动幅度大于预设幅度阀值时，说明即使关闭了第一流量调节器与第二流量调节器后，光纤的波动幅度依然很大，因此，不是由于氦气回收导致的光纤波动，因此，可以再次打开第一流量调节器与第二流量调节器进行氦气回收，减少氦气的浪费。

2、当所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且同时调低所述第一流量调节器、所述第二流量调节器中的一个或两个的流量大小。

当再次检测到的光纤的波动幅度小于预设幅度阀值时，说明氦气的回收对光纤的波动产生了影响，因为，为了减少氦气回收对光纤波动的影响，此时可以调低第一流量调节器与第二流量调节器的流量大小，以便减小对光纤波动的影响，使得光纤制造可以顺利进行，保证光纤的质量。

此时调低可以调低依次，亦可以调低多次，直至光纤的波动幅度小于预设幅度阀值为止。

S106：检测所述冷却管内的氦气，当所述冷却管内没有氦气时，关闭第一流量调节器与所述第二流量调节器。

在氦气的回收过程中，当检测到冷却管内没有氦气时，说明此事光纤不在进行冷却，因为，为了可以及时的关闭第一流量调节器与第二流量调节器，使得氦气回收停止，减少不必要的氮气的浪费。

并且，在关闭第一流量调节器与第二流量调节器之后，此时将第一流量调节器与第二流量调节器的流量大小值记录下来，比如记录在存储设备中，该存储设备与控制模块连接，以便获取每次氦气回收后关闭时的两个流量调节器的流量值。由于多次执行上述过程且每次执行完毕后均会记录上述过程结束后的两个流量调节器的流量值。当在下一次执行氦气回收时，其第一流量调节器与第二流量调节器的初始值均大于前N次（比如3次）的氦气回收结束后记录的第一流量调节器与第二流量调节器的流量值时，此时可以将下一次氦气回收时的初始值修改为前N次（比如3次）氦气回收结束后的第一流量调节器与第二流量调节器的流量值的平均值。并且在初始值改动后，传输至控制模块，控制模块可以经过与其连接的显示设备显示出该初始值已经改动，以便提醒使用人员。

Claims (10)

1.一种氦气回收控制方法，应用于氦气收集器，所述氦气收集器包括设置于冷却管下端的收集框、设置于所述收集框外部的抽气结构、位于所述抽气结构下方且设置于所述收集框外部的供气结构，所述供气结构包括控制在收集框内形成气封层的气体流量的第一流量调节器，所述抽气结构包括控制氦气流量的第二流量调节器，其特征在于：所述氦气回收控制方法包括以下步骤：确定光纤的波动幅度；根据获取的光纤波动幅度与预设幅度阀值的关系，调节所述第一流量调节器与第二流量调节器。

2.如权利要求1所述的氦气回收控制方法，其特征在于：确定所述光纤波动幅度大于所述预设幅度阀值时，关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

3.如权利要求2所述的氦气回收控制方法，其特征在于：确定所述光纤波动幅度大于所述预设幅度阀值时，发生报警提示。

4.如权利要求3所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：再次确定所述光纤的波动幅度；确定所述光纤的波动幅度依然大于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

5.如权利要求3所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：再次确定所述光纤的波动幅度；确定所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且同时调低所述第一流量调节器与所述第二流量调节器的流量大小。

6.如权利要求3所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：再次确定所述光纤的波动幅度；确定所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且调低所述第一流量调节器的流量大小。

7.如权利要求3所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：再次确定所述光纤的波动幅度；确定所述光纤波动幅度阀值小于等于所述预设幅度阀值时，打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器，且调低所述第二流量调节器的流量大小。

8.如权利要求1所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述确定光纤的波动幅度之前，还包括：确定所述冷却管内含有氦气；打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

9.如权利要求4所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述打开所述第一流量调节器与所述第二流量调节器之后，还包括：确定所述冷却管内不含有氦气；关闭所述第一流量调节器与第二流量调节器。

10.如权利要求5-7中任一项所述的氦气回收控制方法，其特征在于：所述调低所述第一流量调节器的流量或第二流量调节器的流量大小之后，还包括：确定所述冷却管内不含有氦气；关闭所述第一流量调节器与所述第二流量调节器。

Images