CN117732789A - 一种预制棒立式酸洗设备及其酸洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制棒立式酸洗设备及其酸洗方法，其中预制棒立式酸洗设备包括机柜、抽风装置和控制系统，机柜设置有衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔、碱液槽、酸液槽，衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔内分别设置有清洗装置，清洗装置底部通过管路连接到碱液槽、酸液槽；控制系统设置在机柜上，控制系统具有安装在机柜一个面的操作板，抽风装置设置在机柜远离操作板一侧并靠近衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔顶部；控制系统用于衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔内的清洗过程。本申请通过设置分腔体洗涤结构，有效解决了现有酸洗设备对衬管、芯棒、套管适应性不良的技术问题，其灵活性强，在生产环节可大大提升酸洗效率，降低生产商的设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制棒立式酸洗设备及其酸洗方法，属于光纤预制棒领域。
背景技术
随着通信技术的广泛应用，对于光纤产品的需求越来越高。光纤预制棒作为光纤生产原材料，其生产成本和产品质量对通信领域有着十分重要的影响。目前光纤预制棒生产工艺主要分为两步，先制造预制棒芯棒，再制造预制棒包层；其中芯棒制造技术分为化学汽相沉积法(MCVD)、微波等离子体化学汽相沉积(PCVD)、外部气相沉积法(OVD)和轴向气相沉积法(VAD)四种；外包层制造技术主要包括外部气相沉积法(OVD)，套管法，等离子体喷涂法。以上任何一种制备方法，对设备零部件的精度要求都很高，制备工艺中不适当工艺和流程将导致光纤预制棒产品性能均一性过大，最终导致整体制作失败。
上述制备工艺中，PCVD和MCVD工艺属于管内法，是通过衬管进行管内法沉积，其对衬管轴向的壁厚差异精度要求高，目前实际上产过程中采用进口贺立氏衬管为主，制备过程中需要对衬管进行清洗，常规的卧式酸洗设备是通过浸没旋转管材进行清洗，清洗过程中HF酸酸液浓度存在明显差异，或造成衬管壁厚差异放大，影响产品性能，为了避免这种问题，清洗过程中采用立式酸洗设备。
目前的立式酸洗设备存在诸多问题，其一般采用单腔设计，在处理衬管、芯棒和套管的酸洗时往往无法适用于多种产品，灵活性和设备产能相对不足；在清洗结果检测过程中，还存残液滴落导致工作人员工伤等问题。
如何提升清洗设备对不同产品的灵活性，提升设备产能，在满足安全性的同时提升清洗的效率，成为当前面临的主要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种预制棒立式酸洗设备及其酸洗方法，采用多腔体设计并分设碱液槽和酸液槽，还设置有用于固定待洗件的托盘和夹具，清洗液自下向上流动后经重力作用沿待洗件外壁回落，其对不同待洗件适应性良好，也不存在清洗液浓度偏差导致器件腐蚀均一性的问题，在预制棒酸洗工艺中表现优异。
实现本发明目的的技术方案是：一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：包括机柜、抽风装置和控制系统，所述机柜分为上机柜和下机柜，所述上机柜内设置有衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔，所述下机柜设置有碱液槽、酸液槽，所述衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔内分别设置有清洗装置，所述清洗装置底部通过管路连接到碱液槽、酸液槽；
所述控制系统设置在机柜上，控制系统具有安装在机柜一个面的操作板，所述衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔的内顶部均设置所述抽风装置；
所述控制系统用于控制衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔内的清洗过程。
本申请通过设置分腔体洗涤结构，有效解决了现有酸洗设备对衬管、芯棒、套管适应性不良的技术问题，其灵活性强，在生产环节可大大提升酸洗效率，降低生产商的设备成本。
进一步或可选的，所述清洗装置包括托盘和夹具，所述托盘上设置有支撑器，支撑器顶部开孔，底部通过管路与碱液槽、酸液槽相连；所述机柜侧壁设置有定位装置，所述夹具与支撑器及定位装置相互匹配，夹具在衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔的腔体内上下滑动。
通过设置夹具，进一步提升衬管、芯棒、套管在酸洗过程中的固定稳定性，使得衬管、芯棒、套管处于竖直状态，有效避免酸液及碱液对待洗件的腐蚀，降低清洗液浓度对待洗件的精度影响。
进一步或可选的，所述碱液槽内容物为水基清洗剂和去离子水配置2％体积浓度的碱液，所述酸液槽内容物为HF或HF+HNO3混合酸液，碱液、酸液通过支撑器的顶部开孔向上流入待洗件。
上述清洗液浓度具备典型性，可适用目前市面上大部分清洗情形，使碱液、酸液向上流动，由下往上通过溢流进行喷泉式清洗，碱液、酸液可在重力作用下自由向下流动，衬管、芯棒、套管受碱液、酸液挂壁污染可能性大大降低，清洗效果更佳，且产品轴向腐蚀均匀性一致，有利于提升产品质量。
进一步或可选的，还包括回收槽，所述回收槽通过管路与清洗装置相连，用于回收衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔酸洗完成后的水洗溶液。
回收槽可设置在机柜内部，也可以单独设置，也可以不设置回收槽而将酸洗后的水洗溶液直接接入废液池进行处理。
进一步或可选的，所述酸液槽内设置有电加热丝，所述电加热丝控制酸液温度为50～60℃，对酸液进行加热，可有效提升酸液清洗效果，增加清洗效率。
所述衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔内配置有氮气管路，所述氮气管路外部设置电加热丝包覆，所述氮气管路温度为30～40℃，使用时，加热的氮气可吹扫各腔体产品，有效去除各腔体顶部残留的酸液，又可以对产品进行预干燥，减少后端干燥的时间，提高干燥效率。
进一步或可选的，所述衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔顶部设置有LED灯，所述LED灯与各腔体内部隔离。
在使用时，LED灯可用于清洗完成后取棒过程观察顶部残留液体，避免顶部残留酸液滴落在操作人员身上造成伤害。
进一步或可选的，所述机柜正对抽风装置一侧设有透明柜门，用于观察机柜内部衬管、芯棒、套管的清洗状态。
本申请还提供一种酸洗方法，前述的一种预制棒立式酸洗设备进行，包含以下步骤：
S1：根据待酸洗的衬管、芯棒、套管的尺寸大小，选择尺寸合适的夹具，依次将待酸洗的衬管、芯棒、套管放入衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔的托盘上，支撑器插入衬管、套管的内孔，夹具根据待酸洗的衬管、芯棒、套管长度，固定在合适的高度，关闭各腔体的门板；
S2.设置衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔腔体清洗的程序，包括水洗、碱洗、酸洗等过程，通过设置酸洗的时间控制衬管、芯棒和套管的腐蚀量；
S3.回收槽将上一批清洗完成的弱酸性水通过管道流入各腔体中的支撑器出口，通过自下而上的溢流对衬管、芯棒和套管进行冲洗，冲洗的水通过废水排放管道排走；接着依次进行碱洗、水洗和酸洗程序，碱液和酸液同样是通过管道流入各腔体中的支撑器出口，通过自下而上的溢流对衬管、芯棒和套管进行清洗，溢流下来的碱液、酸洗通过重力作用回流到相应的碱液槽、酸液槽；然后再次进行水洗程序，去除衬管、芯棒和套管残留的酸液；最后进行吹扫程序，各腔体内通过加热的氮气进行吹扫；
S4.程序结束后，将衬管、芯棒和套管取出进行干燥处理。
上述清洗过程步骤简约，操作简便，可进行自动化处理，清洗效率极高，可有效提升生产效率，降低工作人员工作量。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本申请通过设置分腔体洗涤结构，有效解决了现有酸洗设备对衬管、芯棒、套管适应性不良的技术问题，其灵活性强，在生产环节可大大提升酸洗效率，降低生产商的设备成本。
(2)通过设置夹具，进一步提升衬管、芯棒、套管在酸洗过程中的固定稳定性，使得衬管、芯棒、套管处于竖直状态，有效提高酸液对待洗件的腐蚀均一性，降低酸液浓度对待洗件的精度影响。
(3)控制清洗液浓度，适用于目前市面上大部分清洗情形，使碱液、酸液向上流动，由下往上通过溢流进行喷泉式清洗，碱液、酸液可在重力作用下自由向下流动，衬管、芯棒、套管受碱液、酸液挂壁污染可能性大大降低，清洗效果更佳，且产品轴向腐蚀均匀性一致，有利于提升产品质量。
(4)通过设置回收槽回收衬管酸洗腔、芯棒酸洗腔、套管酸洗腔酸洗完成后的水洗溶液，有效降低污染。
(5)在酸液槽内设置有电加热丝，对酸液进行加热，可有效提升酸液清洗效果，增加清洗效率。
(6)设置加热氮气管路，加热的氮气可吹扫各腔体产品，有效去除各腔体顶部残留的酸液，又可以对产品进行预干燥，减少后端干燥的时间，提高干燥效率。
(7)设置LED灯，可用于清洗完成后取棒过程观察顶部残留液体，避免顶部残留酸液滴落在操作人员身上造成伤害。
(8)提供了一种清洗方法，造作步骤简约，操作简便，可进行自动化处理，清洗效率极高，可有效提升生产效率，降低工作人员工作量。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
附图中的标号为：
机柜1；上机柜101；衬管酸洗腔1011；芯棒酸洗腔1012；套管酸洗腔1013；下机柜102；碱液槽1021；酸液槽1022；清洗装置103；托盘1031；支撑器10311；夹具1032；定位装置104；
抽风装置2
控制系统3；操作板301；
回收槽4。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
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。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
在本发明实施例的描述中，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发明中的具体含义。下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
(实施例1)
参照图1，一种预制棒立式酸洗设备，包括酸洗机本体，具体包括衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013、碱液槽1021、酸液槽1022、回收槽4、抽风装置2和控制系统3。所述的衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013内设置有托盘1031和夹具1032，在清洗时，分别用于固定衬管、芯棒、套管。
在使用时，根据托盘1031和夹具1032规格设置圆柱形套管用于固定芯棒。
托盘1031上设置有锥形的支撑器10311，用于嵌入衬管和套管孔内，芯棒通过插入特制的圆柱形套管内进行固定；支撑器10311顶部开孔，底部通过管路连接到所述的碱液槽1021和酸液槽1022。
支撑器10311与夹具1032匹配设计，夹具1032在腔体内上下滑动，匹配不同长度的衬管、芯棒和套管；碱液槽1021内通过水基清洗剂和去离子水配置2％体积浓度的碱液；所述的酸液槽1022通过外围的加酸装置配置20％～30％的HF酸溶液，或者再加入2％～5％的HNO3酸形成的混酸溶液；所述的酸液槽1022设置有电加热丝，可以将酸液的温度控制在50～60℃，增加酸液的清洗效率；碱液、酸液通过管道、支撑器10311流入衬管、套管以及特制的圆柱形套管，由下往上通过溢流进行喷泉式清洗，从衬管、套管以及特制的圆柱形套管外壁流下的碱液、酸液又通过重力自动回流到碱液槽1021和酸液槽1022；
回收槽4用于回收衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013酸洗完成后的水洗溶液；抽风装置2设置在衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013顶部，为了便于检修，可将其抽风口设置在衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013顶部，主体部分设置在机柜外壁，抽风装置2用于排出各腔体内挥发的酸性气体；衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013顶部设置有LED灯，LED灯与各腔体内部隔离，用于清洗完成后取棒过程观察顶部残留液体；衬管酸洗腔1011、芯棒酸洗腔1012、套管酸洗腔1013配置的氮气管路设置有电加热，温度控制在30～40℃；控制系统3独立控制衬衬管酸洗腔1011；芯棒酸洗腔1012；套管酸洗腔1013的清洗过程；
使用时，按照下述步骤步骤进行清洗操作。
S1.根据待酸洗的衬管、芯棒、套管的尺寸大小，选择尺寸合适的夹具1032，依次将待酸洗的衬管、芯棒、套管放入衬管衬管酸洗腔1011；芯棒酸洗腔1012；套管酸洗腔1013内的托盘1031上，锥形支撑器10311插入衬管、特制圆柱形套管和套管的内孔，夹具1032根据待酸洗的衬管、芯棒、套管长度，固定在合适的高度，关闭各腔体的门板；
S2.设置衬管酸洗腔1011；芯棒酸洗腔1012；套管酸洗腔1013腔体清洗的程序，包括水洗、碱洗、酸洗等过程，通过设置酸洗的时间控制衬管、芯棒和套管的腐蚀量；
S3.回收槽4将上一批清洗完成的弱酸性水通过管道流入各腔体中的支撑器10311出口，通过自下而上的溢流对衬管、芯棒和套管进行冲洗，冲洗的废水通过废水排放管道排走；接着依次进行碱洗、水洗和酸洗程序，碱液和酸液同样是通过管道流入各腔体中的支撑器10311出口，通过自下而上的溢流对衬管、芯棒和套管进行清洗，溢流下来的碱液、酸洗通过重力作用回流到相应的碱液槽1021；酸液槽1022；然后再次进行水洗程序，去除衬管、芯棒和套管残留的酸液；最后进行吹扫程序，各腔体内通过加热的氮气进行吹扫；
S4.程序结束后，将衬管、芯棒和套管取出进行干燥处理；
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：包括机柜(1)、抽风装置(2)和控制系统(3)，所述机柜(1)分为上机柜(101)和下机柜(102)，所述上机柜(101)内设置有衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)，所述下机柜(102)设置有碱液槽(1021)、酸液槽(1022)，所述衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)内分别设置有清洗装置(103)，所述清洗装置(103)底部通过管路连接到碱液槽(1021)、酸液槽(1022)；
所述控制系统(3)设置在机柜(1)上，控制系统(3)具有安装在机柜(1)一个面的操作板(301)，
所述衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)的内顶部均设置所述抽风装置(2)；
所述控制系统用于控制衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)内的清洗过程。
2.根据权利要求1所述的一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：所述清洗装置(103)包括托盘(1031)和夹具(1032)，所述托盘(1031)上设置有支撑器(10311)，支撑器(10311)顶部开孔，底部通过管路与碱液槽(1021)、酸液槽(1022)相连；所述机柜(1)侧壁设置有定位装置(104)，所述夹具(1032)与支撑器(10311)及定位装置(104)相互匹配，夹具(1032)在衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)的腔体内上下滑动。
3.根据权利要求1所述的一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：所述碱液槽(1021)内容物为水基清洗剂和去离子水配置2％体积浓度的碱液，所述酸液槽(1022)内容物为20％～30％体积浓度的HF溶液或20％～30％体积浓度的HF与2％～5％体积浓度的HNO3混合酸液，碱液、酸液通过支撑器(10311)的顶部开孔向上流入待洗件。
4.根据权利要求1所述的一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：还包括回收槽(4)，所述回收槽(4)通过管路与清洗装置(103)相连，用于回收衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)酸洗完成后的水洗溶液。
5.根据权利要求1所述的一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：所述酸液槽(1022)内设置有电加热丝，所述电加热丝控制酸液温度为50～60℃。
6.所述衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)内配置有氮气管路，所述氮气管路内设置有电加热丝包覆，所述氮气管路温度为30～40℃。
7.根据权利要求1所述的一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：所述衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)顶部设置有LED灯，所述LED灯与各腔体内部隔离。
8.根据权利要求1所述的一种预制棒立式酸洗设备，其特征在于：所述机柜(1)正对抽风装置(2)一侧设有透明柜门。
9.一种酸洗方法，采用权利要求1～8中任一所述的一种预制棒立式酸洗设备进行，其特征在于包含以下步骤：
S1：根据待酸洗的衬管、芯棒、套管的尺寸大小，选择尺寸合适的夹具(1032)，依次将待酸洗的衬管、芯棒、套管放入衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)的托盘上，支撑器(10311)插入衬管、套管的内孔，夹具(1032)根据待酸洗的衬管、芯棒、套管长度，固定在合适的高度，关闭各腔体的门板；
S2.设置衬管酸洗腔(1011)、芯棒酸洗腔(1012)、套管酸洗腔(1013)腔体清洗的程序，包括水洗、碱洗、酸洗等过程，通过设置酸洗的时间控制衬管、芯棒和套管的腐蚀量；
S3.回收槽(4)将上一批清洗完成的弱酸性水通过管道流入各腔体中的支撑器(10311)出口，通过自下而上的溢流对衬管、芯棒和套管进行冲洗，冲洗的水通过废水排放管道排走；接着依次进行碱洗、水洗和酸洗程序，碱液和酸液同样是通过管道流入各腔体中的支撑器(10311)出口，通过自下而上的溢流对衬管、芯棒和套管进行清洗，溢流下来的碱液、酸洗通过重力作用回流到相应的碱液槽(1021)、酸液槽(1022)；然后再次进行水洗程序，去除衬管、芯棒和套管残留的酸液；最后进行吹扫程序，各腔体内通过加热的氮气进行吹扫；
S4.程序结束后，将衬管、芯棒和套管取出进行干燥处理。
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