CN113248134A

CN113248134A - 一种用于管内法制棒设备的压力调节装置及方法

Info

Publication number: CN113248134A
Application number: CN202110617205.4A
Authority: CN
Inventors: 李震宇; 高善诚; 吴珩
Original assignee: Wuhan Guangshengtong Optoelectronic Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Guangshengtong Optoelectronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2021-08-13

Abstract

本发明公开了一种用于管内法制棒设备的压力调节装置及方法，包括与石英衬管尾部排气旋转密封装置相连的过渡管、与过渡管相连的排气管、用于输送补偿气体的压力补偿气管、气体质量流量计以及压力计，所述压力补偿气管伸入到过渡管内腔，气体出口朝向石英衬管的尾端，所述过渡管上安装的压力计检测到的压力，作为反馈信号传送到主控制器，主控制器通过PID算法，调节气体质量控制器的设定值，控制补偿气体的流量，从而达到压力的调节。本发明通过可调节的、精细控制的补偿气体流量与大致稳定的排气负压，使得石英衬管内的相对压力达到±1Pa的控制精度，比传统的排气负压调节具有精度高、稳定性好、相对压力范围从正压到负压均可控。

Description

一种用于管内法制棒设备的压力调节装置及方法

技术领域

本发明涉及光纤光缆制备技术领域，尤其涉及一种用于管内法制棒设备的压力调节装置及方法。

背景技术

光纤预制棒的管内法制棒，主要有两种:PCVD和MCVD。随着技术的进步，近些年来，管内法制造的特种光纤在医疗、加工、军事等领域得到广泛的应用。管内法制备工艺分为两部分：其一是向高纯石英衬管内通入原材料气体，在设定的压力下，通过热源(或者微波)激发发生化学反应，生成需要的玻璃成分沉积在衬管内表面上；其二是在一定的温度和气压下将沉积完的玻璃衬管融缩成预制棒。因此，无论是沉积还是融缩，石英衬管内的压力控制都是十分重要的。沉积阶段，压力稳定，则延轴向沉积均匀，否则沉积厚薄不均，影响产品质量。

从理论上来说，控制沉积衬管内的压力有两个方向：一个是从进气端控制，另一个就是从排气端控制。但由于在沉积反应阶段，气体的流量是根据化学反应需要设定的，因此不能根据管内压力调节改变。从排气端控制，可以通过控制排气阀门的开度。由于工厂提供的排气管路压力本身受其他产线使用的影响，通过调节排气阀门开度控制衬管内的压力，效果并不稳定，精度也不高。而且，由于沉积后排出的尾气混有大量的SiO₂等固态生成物颗粒，线性阀门的运动机构容易被卡住，无法实现压力调节的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能实现管内压力调节的用于管内法制棒设备的压力调节装置及方法。

本发明所采用的技术方案为：一种用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：包括与石英衬管尾部排气旋转密封装置相连的过渡管、与过渡管相连的排气管、用于输送补偿气体的压力补偿气管、控制补偿气体流量的精密气体质量流量计以及用于检测石英管尾部压力的压力计，所述压力补偿气管伸入到过渡管内腔，气体出口朝向石英衬管的尾端。

按上述技术方案，所述过渡管上还连接有连接管路，所述连接管路的另一端与石英衬管进气端相连通，在连接管路上设有气动阀。

按上述技术方案，所述压力补偿气管的补偿气体为氧气、氮气或者其它惰性气体，所述过渡管、压力补偿气管、排气管均为耐腐蚀不锈钢材质。

按上述技术方案，所述压力补偿管插入到过渡管与其轴线平行或重合。

按上述技术方案，所述压力计安设在过渡管上。

按上述技术方案，压力补偿气管的补偿气体出口直径在1毫米至2毫米之间。

按上述技术方案，在排气管路上设有用于调节负压的旁路阀门。

一种用于管内法制棒设备的压力调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在石英衬管尾部排气旋转密封装置加装过渡管，并将排气管与过渡管相连；

S2、设置压力补偿气管与过渡管内腔相连，用于向过渡管内输送补偿气体；

S3、在压力补偿气管上设有精密气体质量流量计以及在过渡管上设有用于检测石英管尾部压力的压力计；

S4、在所述排气管路上加装用于调节负压的旁路阀门；

S5、所述过渡管上安装的压力计检测到的压力，作为反馈信号传送到主控制器，主控制器通过PID算法，调节气体质量控制器的设定值，控制补偿气体的流量，从而达到压力的调节。石英衬管内的压力在进气气流、压力补偿气流、排气管的排气气流三者的联合作用下，达到工艺设定值。

本发明所取得的有益效果为：

1、本发明通过可调节的、精细控制的补偿气体流量与大致稳定的排气负压，使得石英衬管内的相对压力达到±1Pa的控制精度，比传统的排气负压调节具有精度高、稳定性好、相对压力范围从正压到负压均可控；同时也更节约设备成本、避免尾气粉尘对设备的损坏；

2、本发明在排气管段取消了电动线性阀门，节约设备成本、避免尾气粉尘对电动线性阀门的损坏；

3、本发明采用的补偿气体，在调节衬管内压力的同时，还可以起起到降低排气端尾气温度的作用；

4、本发明可通过连接管路，同时调节进气端的压力，使得进气端与排气端压力保持平衡。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种管内法制棒设备的压力调节装置的原理示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的用于管内法制棒设备的压力调节装置的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种用于管内法制棒设备的压力调节装置，包括与石英衬管5尾部排气旋转密封装置7相连的过渡管2、与过渡管相连的排气管3、用于输送补偿气体的压力补偿气管4、控制补偿气体流量的MFC6(精密气体质量流量计)以及用于检测石英管尾部压力并安设在过渡管2上的压力计7，所述压力补偿气管4伸入到过渡管内腔，与过渡管2的轴线平行，气体出口朝向石英衬管5的尾端，其气体出口直径在1毫米至2毫米之间。所述过渡管2、排气管3、压力补偿气管4均为耐腐蚀不锈钢材质。

其中，石英衬管5的前端与进气旋转密封装置11通过压盖与密封圈连接并密封，所述渡管2与压力补偿气管4、排气管3、高精度压力计7之间均采用密封连接。反应气体从进气端10进入石英衬管5，通过在石英衬管内发生化学反应后，尾气通过排气管3排出。氮气通过MFC6进入压力补偿气管4，氮气的流量通过MFC6调节，而其流量设定值则来至控制器的PID运算，PID运算的反馈值来自压力计7。石英衬管5内的压力在进气气流、压力补偿气流、排气管3的排气气流三者的联合作用下，达到工艺设定值。

此外，所述排气管需加装旁路阀门，以便于手动调节负压的大致范围，调好后，基本不需要再改变，使得在MFC的控制范围内，补偿气体能有效调节压力。比如在排气管负压约-800Pa的时候，0～20升/分钟的气体流量，能在-800Pa～+200Pa范围内调节压力。

本实施例还提供了一种用于管内法制棒设备的压力调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

S4、在所述排气管路上加装用于调节负压的旁路阀门，以便于手动调节负压的大致范围，调好后，基本不需要再改变，使得在MFC的控制范围内，补偿气体能有效调节压力。比如在排气管负压约-800Pa的时候，0～20升/分钟的气体流量，能在-800Pa～+200Pa范围内调节压力。

S5、所述过渡管上安装的压力计检测到的压力，作为反馈信号传送到主控制器，主控制器通过PID算法，调节气体质量控制器的设定值，控制补偿气体的流量，从而达到压力的调节。

本实施例中，为了调节进气端的压力，使得进气端与排气端压力保持平衡，通过连接管路8将进气端、排气端连接。具体的，在过渡管2上还连接有连接管路8，所述连接管路8的另一端与石英衬管进气端10相连通，在连接管路8上设有气动阀9，当气动阀9打开时，进气端与排气端连通，可以使得进气端的压力与压力调节装置一致；当气动阀9关闭时，进气端与排气端隔离，压力互不影响。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

Claims

1.一种用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：包括与石英衬管尾部排气旋转密封装置相连的过渡管、与过渡管相连的排气管、用于输送补偿气体的压力补偿气管、控制补偿气体流量的气体质量流量计以及用于检测石英管尾部压力的压力计，所述压力补偿气管伸入到过渡管内腔，气体出口朝向石英衬管的尾端。

2.根据权利要求1所述的用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：所述过渡管上还连接有连接管路，所述连接管路的另一端与石英衬管进气端相连通，在连接管路上设有气动阀。

3.根据权利要求1或2所述的管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：所述压力补偿气管的补偿气体为氧气、氮气或者其它惰性气体，所述过渡管、压力补偿气管、排气管均为耐腐蚀不锈钢材质。

4.根据权利要求1或2所述的用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：所述压力补偿管插入到过渡管与其轴线平行或重合。

5.根据权利要去1或2所述的用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：所述压力计安设在过渡管上。

6.根据权利要求1或2所述的用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：压力补偿气管的补偿气体出口直径在1毫米至2毫米之间。

7.根据权利要求1或2所述的用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：在排气管路上设有用于调节负压的旁路阀门。

8.根据权利要求1或2所述的用于管内法制棒设备的压力调节装置，其特征在于：所述渡管与压力补偿气管、排气管、压力计之间均采用密封连接。

9.一种用于管内法制棒设备的压力调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

S4、在所述排气管路上加装用于调节负压的旁路阀门；

10.一种用于管内法制棒设备的压力调节方法，其特征在于：在过渡管上还连接有连接管路，所述连接管路的另一端与石英衬管进气端相连通，在连接管路上设有气动阀，当气动阀打开时，进气端与排气端连通，可以使得进气端的压力与排气端一致；当气动阀关闭时，进气端与排气端隔离，压力互不影响。