CN210885813U - 一种光纤拉丝环境保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤拉丝环境保护装置，用于解决现有技术中拉丝环境不稳定而影响光纤质量的问题，其结构包括布气板、冷却管、储气缸，其中布气板固定在冷却管以及现有技术的拉丝炉出口之间，高温光纤穿过布气板进入冷却管中进行冷却，布气板与储气缸连通，向冷却管中通入惰性气体，避免光纤与氧气接触而影响光纤质量，布气板的排气是通过排气环进行的，排气环的轴线与光纤轴线重合，且排气环在光纤周围排出的气流流量以及流速相同，因此减小对光纤周围流场的扰动，从而保持拉丝环境的稳定；而冷却管分为两层，惰性气体在内层对光纤降温后，进入外层散热，散热后的惰性气体回到储气缸中循环利用，以节约使用成本。

Description

一种光纤拉丝环境保护装置

技术领域

本实用新型属于光纤生产技术领域，具体涉及一种光纤拉丝环境保护装置。

背景技术

光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光的全反射来传递数据，是目前主流的信号传递介质，光纤的生产采用如下工艺：将光纤玻璃母材在拉丝炉中加热软化，并从拉丝炉下方拉丝，从玻璃母材拉丝得到的光纤通过涂覆紫外线硬化树脂、进行硬化而形成覆膜，但由于刚拉丝出的光纤表面温度高，无法立刻涂覆树脂，因此需要先将光纤进行冷却。

现有技术提供的管道状的光纤退火管，退火管中通有氦气、氮气等惰性气体，利用惰性气体的导热性，对其降温，气体在管道中的流动都是以层流的方式进行，但是现有技术的进气口只有一个，因此靠近进气口的气流流动快，反之则流动较慢，这种流速的不同会导致光纤在退火管中晃动，进而导致光纤丝径不稳定等问题，影响光纤的质量，而且使用后的惰性气体往往是直接对空排放，是很大的浪费，提高了生产成本；申请号为201711232218.X的中国发明专利，公开了一种利用喷雾式液体对光纤进行降温的装置，通过将液体雾化来对光纤进行冷却，但是该专利公开的低温液体成分中不仅有液氧还有液化空气，很明显现有技术使用惰性气体的目的就是避免氧气对光纤造成影响，直接使用高浓度液氧会对光纤造成严重影响，另外，没有流动的惰性气体保护，退火管中的氧气浓度就难以降低，光纤质量会受到影响，最后，该专利虽然不受气流的扰动，但是喷出雾化气体的过程需要较大的压力，这一过程也会导致流场的变化，造成光纤的晃动，加上冷却后在管线表面气化上升的低温液体，使得其中的气流更加紊乱，拉丝环境依旧不够稳定，仍旧会影响光纤拉丝质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光纤拉丝环境保护装置，不仅提高了冷却管中气体流动的稳定性，而且能够将惰性气体进行回收，有效降低运营成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种光纤拉丝环境保护装置，包括布气板、冷却管、储气缸；

所述布气板包括进气管、排气环口、排气孔，所述排气环口为环形管道，与进气管连通，排气环口不止一个，以同心圆的方式设置在布气板底面，排气环口底部设置有用于排气的通槽；所述进气管的端部设置有次级出口，部分气体从次级出口排入布气板的空腔内，并通过排气孔排出，所述排气孔均匀分布在布气板的顶面，另外，布气板的轴线方向，设置有两个尺寸相同的光纤通孔；

所述冷却管包括内管、外管、导流凸，所述内管位于外管中，二者的轴线重合，且内管底部为开口，所述外管的底面是向轴线内凹的曲面，凹面的最高点处设置有导流凸，所述导流凸是子弹头形的中空结构，导流凸的轴线部分与内管的轴线部分重合，且部分位于内管中，气体从外管底面与内管侧壁之间的空隙流入外管中，通过导流凸提前分流，所述外管内壁设置有若干导热排，导热排是石墨材质的条带，外管顶面设置有出气管；

所述储气缸包括出气管、进气管、次级气管均与储气缸连通，其中在出气管上设置有真空泵，在进气管以及次级气管上均设置有气阀，真空泵将外管中的回流气体泵入储气缸中，并将惰性气体通过进气管以及次级气管分别输入布气板、导流凸中。

进一步地，所述导流凸靠近外管底面的位置上设置出气环，并通过次级气管与储气缸连通，出气环是环状出气口，出气方向朝向外管底面。

进一步地，所述外管的外壁还设置有冷却水管，冷却水管靠近外管的面上设置有开口，将水管中的冷却水喷到外管表面。

进一步地，所述储气缸底部还设置有铁粉屉，铁粉屉是装有铁粉的抽屉，铁粉屉可抽出。

本实用新型至少具有以下有益效果：

（1）惰性气体大部分能够被回收并循环使用，有效降低运营成本。

（2）布气板的排气口在整个冷却管的截面上呈环状分布，且排气面积较大，能够降低对冷却管内流场的扰动。

（3）布气板与拉丝炉的连接部分排有惰性气体，减少光纤与空气接触的机会。

（4）导热排对惰性气体降温，使惰性气体在循环使用过程中，仍具有良好的吸热效果。

附图说明

构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

附图中：

图1示意性示出了本实用新型的结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型中布气板仰视角度的结构示意图；

图3示意性示出了图1中A部分的局部放大示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

11-进气管，12-排气环口，13-次级出口，14-排气孔，15-光纤通孔，21-内管，22-外管，23-导流凸，24-出气环，25-导热排，26-出气管，27-冷却水管，28-次级气管，29-光纤通道，3-光纤，4-储气缸，41-铁粉屉，42-真空泵，43-气阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明；除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系；应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

实施例

如图1~2所示的是一种光纤拉丝环境保护装置，用于解决现有技术中拉丝环境不稳定而影响光纤质量的问题，其结构包括布气板、冷却管、储气缸4，其中布气板固定在冷却管以及现有技术的拉丝炉出口之间，高温光纤3穿过布气板进入冷却管中进行冷却，布气板与储气缸4连通，向冷却管中通入惰性气体，通过惰性气体对光纤3进行冷却，避免光纤3与氧气接触而影响光纤质量，布气板的排气是通过排气环进行的，排气环的轴线与光纤3轴线重合，且排气环在光纤3周围排出的气流流量以及流速相同，因此减小对光纤3周围流场的扰动，从而保持拉丝环境的稳定；而冷却管分为两层，惰性气体在内层对光纤3降温后，进入外层散热，散热后的惰性气体回到储气缸4中循环利用。

布气板包括进气管11、排气系统、外壳，如图1所示，布气板的外壳是中空的圆柱，其顶面靠近光纤3拉丝炉的出口，底面与冷却管连接，光纤3穿过布气板进入冷却管中，其中进气管11连通储气缸4与布气板，向布气板中通入高压气体，布气板中的排气系统位于外壳中，进气管11通入的气体通过排气系统排出，排气系统包括排气环口12、排气孔14，其中，排气环口12是环形出气口，排气环口12与进气管11连通，使得进气管11中的气体部分从排气环口12底面预留的开口中排出，该开口可看做设置在排气环口12底部并与排气环口12圆心、半径相同的环形通槽，当然，排气环口12不止一个，以同心圆的方式设置在布气板底面上，如图2所示，使得流体在管道中的流动是层状流动，避免冷却管内的气流紊乱，保证了拉丝环境的稳定；进气管11的端部还设置有次级出口13，次级出口13的管径小于排气环口12的管径，部分气体从该出口中排入布气板的空腔内，通过排气孔14排出，排气孔14均匀分布在布气板顶面，排气孔14中排出的气流速度较慢，使惰性气氛弥散于布气板与布气板与拉丝炉之间的区域，减少刚从拉丝炉排出的光纤3与氧气接触的机会。

需要说明的是：在布气板的轴线方向，也就是布气板的底面和顶面的圆心位置设置有两个尺寸相同的光纤通孔15，方便光纤3通过。

冷却管包括内管21、外管22、导流凸23，内管21位于外管22中，二者的轴线重合，内管21是圆柱形的管道，其截面半径大于布气板的截面半径，内管21一端固定在外管22的上端面，与布气板中的排气环口12连通，布气板排出的气流直接流入内管21中，内管21另一端为开口；外管22也是截面为圆柱的管道，外管22的两端设置端面，其中顶面是平面，底面是向轴线内凹的曲面，如图1所示，在底面轴线位置也就是底面的最高点处设置有导流凸23，导流凸23是子弹头形的中空结构，如图3所示，导流凸23的轴线部分与内管21的轴线部分重合，且部分位于内管21中，但是用于固定导流凸23的外管22底面与内管21侧壁不接触，使内管21中的气流能够从内管21进入外管22中，导流凸23将气流提前分开，气体运动更加流畅，否则容易在底面附近产生不规则的气体流动，进而导致光纤3晃动，导流凸23的轴线部分设置有光纤通道29，光纤3从光纤通道29中离开冷却管。

需要说明的是：如图3所示，导流凸23靠近外管22底面的位置上设置出气环24，并通过次级气管28与储气缸4连通，出气环24是环状出气口，出气方向朝向外管22底面，由于出气环24排出的气流速度较快，所以靠近出气环24部分的气流流动速度较快，使得通过内管21与外管22底面间隙的气流速度进一步加快，减少气流在外管22底面滞留。

外管22的侧壁是导热性较好的金属材料，外管22内壁设置有若干导热排25，导热排25是石墨材质的条带，所有导热排25均与外管22截面直径方向重合，气流在导热排25之间的间隙流动，将光纤3冷却的热量传递给导热排25，导热排25再将热量传递到外管22外壁，从而将气流温度降低，外管22的外壁还设置有冷却水管27，冷却水管27靠近外管22的面上设置有开口，将水管中的冷却水喷到外管22表面，利用冷却水对外管22降温。

外管22顶面设置有出气管26，出气管26位于外管22侧壁与内管21侧壁之间对应区域，回流气体经出气管26进入储气缸4中，储气缸4是用于储存惰性气体的容器，出气管26、进气管11、次级气管28均与储气缸4连通，其中在出气管26上设置有真空泵42，在进气管11以及次级气管28上均设置有气阀43，真空泵42将外管22中的回流气体泵入储气缸4中，再经由进气管11以及次级气管28进入冷却管中，惰性气体的流动回路是：储气缸4-布气板-内管21-外管22-储气缸4，通过对惰性气体的回收达到循环使用的效果，进而节约成本。

需要说明的是：在储气缸4底部还设置有铁粉屉41，铁粉屉41是装有铁粉的抽屉，铁粉能够吸收惰性气体中的水分以及氧气，铁粉屉41可以从储气缸4中抽出，用以更换其中的铁粉，铁粉屉41与储气缸4接触的部分设置有密封垫圈，避免储气缸中气体泄露。

在本实施例中，所述真空泵、气阀均为成熟的现有技术，可以直接购买，因此，不做详细说明。

Claims (4)

1.一种光纤拉丝环境保护装置，其特征在于：包括布气板、冷却管、储气缸；

所述布气板包括进气管、排气环口、排气孔，所述排气环口为环形管道，与进气管连通，排气环口不止一个，以同心圆的方式设置在布气板底面，排气环口底部设置有用于排气的通槽；所述进气管的端部设置有次级出口，部分气体从次级出口排入布气板的空腔内，并通过排气孔排出，所述排气孔均匀分布在布气板的顶面，另外，布气板的轴线方向，设置有两个尺寸相同的光纤通孔；

所述冷却管包括内管、外管、导流凸，所述内管位于外管中，二者的轴线重合，且内管底部为开口，所述外管的底面是向轴线内凹的曲面，凹面的最高点处设置有导流凸，所述导流凸是子弹头形的中空结构，导流凸的轴线部分与内管的轴线部分重合，且部分位于内管中，气体从外管底面与内管侧壁之间的空隙流入外管中，通过导流凸提前分流，所述外管内壁设置有若干导热排，导热排是石墨材质的条带，外管顶面设置有出气管；

所述储气缸包括出气管、进气管、次级气管均与储气缸连通，其中在出气管上设置有真空泵，在进气管以及次级气管上均设置有气阀，真空泵将外管中的回流气体泵入储气缸中，并将惰性气体通过进气管以及次级气管分别输入布气板、导流凸中。

2.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝环境保护装置，其特征在于：所述导流凸靠近外管底面的位置上设置出气环，并通过次级气管与储气缸连通，出气环是环状出气口，出气方向朝向外管底面。

3.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝环境保护装置，其特征在于：所述外管的外壁还设置有冷却水管，冷却水管靠近外管的面上设置有开口，将水管中的冷却水喷到外管表面。

4.根据权利要求1所述的一种光纤拉丝环境保护装置，其特征在于：所述储气缸底部还设置有铁粉屉，铁粉屉是装有铁粉的抽屉，铁粉屉可抽出。

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