CN220597319U - 一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统。该系统包括原料罐，放置在厂房外，用于储存第一体积的用于光纤预制棒沉积工序的原料；原料坛，放置在光纤预制棒沉积车间的服务区，与原料罐通过管路连接，用于储存第二体积的原料并从原料罐补充原料，第二体积小于第一体积；设备使用料柜，与光纤预制棒沉积工序设备一起放置在光纤预制棒沉积车间的设备区，配置有蒸发罐，蒸发罐与原料坛通过管路连接，用于储存第三体积的原料并从原料坛补充原料；蒸发罐还与光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，用于向光纤预制棒沉积工序设备提供原料。采用本系统将提高光纤预制棒沉积工序设备的工作效率和设备使用的安全性。

Description

一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统

技术领域

本实用新型涉及光纤预制棒沉积工序技术领域，更具体地，涉及一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统。

背景技术

随着通信技术4G、5G的不断发展、全球范围内大众上网提速的需求日益增加，各主支干通信带宽的更新换代加快，光纤光缆行业高速发展，也推动着光纤制造技术的持续改进。在日益增长的需求背景下，对于高效率的光纤预制棒制作工艺提出了更高要求。

预制棒沉积工序是光纤预制棒制备的最重要的工艺，该工艺方法的供料系统较为复杂，其中涉及到SICl4、GeCl4、C2F6等强腐蚀性气体的液态储存、液态管路运输、液态气化和气态管路运输等供料步骤，对于整套系统的安全性也有着较高的要求。

目前的预制棒沉积工序供料系统主要采用二级单线系统，第一级为设备使用料柜(设备级供料柜)，设备使用料柜内配备有SICl4、GeCl4小型蒸发罐，蒸发罐内管线直接与光纤预制棒沉积工序设备(也称作光纤预制棒沉积车床)的使用进料口相连，用于直接为光纤预制棒沉积工序设备供给工艺原料。设备使用料柜一般放置在光纤预制棒沉积工序设备附近，并同设备一起位于厂房的洁净区域。第二级为集成料站，集成料站与多个设备使用料柜通过管线连接，用于定期地往设备使用料柜补充原料。集成料站一般集中地放置在厂房的非洁净区域。因集成料站内的原料较多，故集中地放置在厂房的非洁净区域便于统一管理。

目前的基于二级单线系统的预制棒沉积工序供料系统，需要集成料站根据原料的使用情况定期地往设备使用料柜内的蒸发罐，补充工艺原料有SICl4、GeCl4，集成料站一般包括至少一个SICl4原料坛和一个GeCl4原料坛，原料坛由相关专业原料厂商直接供应；如果原料坛使用接近空坛，则需要立刻组织更新原料坛，以保证原料供应的连续性。

并且，光纤预制棒沉积工序对于原料进气的压力与流量稳定性要求较高，设备使用料柜到光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口(也称作使用进气端)距离越短，供料管路造成的压力与流量的波动越小；故设备使用料柜与光纤预制棒沉积工序设备之间的距离越短越好。光纤预制棒沉积车间对于环境空间的要求是环境温度稳定与湿度稳定，故对于光纤预制棒沉积车间的占地与容积较为紧凑。

因设备使用料柜紧挨着光纤预制棒沉积工序设备，受到空间的限制，无法增大设备使用料柜的体积，设备使用料柜内的蒸发罐的体积也受限制，一般设计得较小，在10-30kg之间。

但是，目前的基于二级单线系统的预制棒沉积工序供料系统，仍然存在以下缺陷：

首先，由于设备使用料柜内的蒸发罐的体积受限，故单个蒸发罐的量可以连续供给光纤预制棒沉积工序设备沉积生产的时间较短，需频繁地由第二级集成料站向第一级设备使用料柜内的蒸发罐补充工艺原料，而补充操作需光纤预制棒沉积工序设备停止光纤预制棒沉积工序设备，因此，导致光纤预制棒沉积工序设备沉积的生产效率低。

其次，由于需要定期地更换原料坛，旧的原料坛接近使用完毕时，由操作人员先吹扫原料坛与集成料站之间的管路系统后断开管路，手动将旧的原料坛叉出，然后将新的原料坛叉入，重新连接管路。料坛的设计一般在200-300kg，操作人员操作步骤多且涉及危险原料的管路吹扫与管路连接，料坛较重体力消耗大，管路吹扫为保证管路内无原料残留，耗时较长，且工作效率低下。随着工作时间和工作强度的增加，人为失误风险急剧升高。

此外，上述操作人员更换原料坛的操作存在断开旧的原料坛与供料管路的操作，更换完新的原料坛后再恢复新原料坛与供料管路的连接。由于集成料站一般集中地放置在厂房的非洁净区域，因此这两个步骤使得原本封闭的整个供料系统与外界环境空气存在接触，由于SICl4、GeCl4的化学特性，这一过程会导致原料不纯，且存在引发集成料站故障风险，原料不纯与集成料站故障均会大大影响光纤预制棒沉积工序设备的生产效率，且存在较大的安全隐患。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统，将提高光纤预制棒沉积工序设备的工作效率和设备使用的安全性。

为实现上述目的，按照本实用新型的第一个方面，提供了一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统，该系统包括：

原料罐，放置在厂房外，用于储存第一体积的用于光纤预制棒沉积工序的原料；

原料坛，放置在光纤预制棒沉积车间的服务区，与原料罐通过管路连接，用于储存第二体积的原料并从原料罐补充原料，第二体积小于第一体积；光纤预制棒沉积车间设置于厂房内的洁净区域，包括位置相邻的服务区与设备区；

设备使用料柜，与光纤预制棒沉积工序设备一起放置在光纤预制棒沉积车间的设备区，配置有蒸发罐，蒸发罐与原料坛通过管路连接，用于储存第三体积的原料并从原料坛补充原料，第三体积小于第二体积；蒸发罐还与光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，用于向光纤预制棒沉积工序设备提供原料；

控制器，用于控制原料罐向原料坛中补充原料、以及原料坛向蒸发罐中补充原料。

进一步地，蒸发罐的数量为两个，每个蒸发罐分别与原料坛通过管路连接，均用于储存第三体积的原料并从原料坛中补充原料；每个蒸发罐还分别与光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，并且两个蒸发罐中的一个蒸发罐用于向光纤预制棒沉积工序设备提供原料。

进一步地，该系统还包括进气气源、第一输料分管、第二输料分管、第三输料分管、进气主管、进气分管和排气管；原料罐配备有进气口和出料口，进气口通过进气主管连接至进气气源；原料坛配备有进料口、出气口、进气口和出料口，原料坛的进料口通过第一输料分管和原料罐的出料口对接，原料坛的出气口连接排气管的一端，原料坛的进气口通过进气分管连接至进气气源；蒸发罐配备有进料口和出料口，蒸发罐的进料口通过第二输料分管和原料坛的出料口对接，蒸发罐的出料口通过第三输料分管和光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口对接。

进一步地，第一输料分管和第二输料分管用于输送液态原料，第三输料分管用于输送气态原料；进气气源通过进气主管进入原料罐，用于将原料罐中的液态原料通过第一输料分管灌入原料坛；进气气源通过进气分管进入原料坛，还用于将原料坛中的液态原料通过第二输料分管灌入蒸发罐；蒸发罐配备有加热装置，加热装置用于将蒸发罐中的液态原料加热为气态原料。

进一步地，该系统还包括第一阀组，包括第六控制阀(6)、第七控制阀(7)和第八控制阀(8)，其中，第六控制阀(6)设置在进气主管且靠近进气气源，第七控制阀(7)设置在进气主管且靠近原料罐的进气口，第八控制阀(8)设置在第一输料分管且靠近原料罐的出料口；第二阀组，包括第九控制阀(9)和第十一控制阀(11)，其中，第九控制阀(9)设置在第一输料分管且靠近原料坛的进料口，第十一控制阀(11)设置于排气管且靠近原料坛的出气口；第三阀组，包括第十四控制阀(14)、第十五控制阀(15)和第十七控制阀(17)，其中，第十四控制阀(14)设置于进气分管且靠近原料坛的进气口，第十五控制阀(15)设置于第二输料分管且靠近原料坛的出料口，第十七控制阀(17)设置于第二输料分管且靠近蒸发罐的进料口；第十九控制阀(19)，设置于第三输料分管且靠近蒸发罐的出料口；排气阀(12)，设置在排气管的远离原料坛的一端，默认状态为开启；以及进气阀(20)，设置于进气分管的远离原料坛的进气口的一端。

进一步地，控制器还用于在原料罐中的原料不充足的情况下，发出警报通知以提醒更换原料罐；在原料罐中的原料充足并且原料坛中的原料不充足的情况下，控制第一阀组和第二阀组均开启，以控制原料罐向原料坛中补充原料；在原料罐中的原料充足、原料坛中的原料充足并且两个蒸发罐中仅一个蒸发罐中的原料不充足的情况下，采用两个蒸发罐中的原料充足的蒸发罐向光纤预制棒沉积工序设备提供原料，控制进气阀(20)开启，并控制两个蒸发罐中的原料不充足的蒸发罐所对应的第三阀组开启，以控制原料坛向原料不充足的蒸发罐中补充原料，直至原料补充完毕。

进一步地，控制器还用于在原料补充完毕之后，若用于向光纤预制棒沉积工序设备提供原料的当前蒸发罐中的原料不充足，则切换到另一个蒸发罐，采用另一个蒸发罐向光纤预制棒沉积工序设备提供原料；否则，仍然采用当前蒸发罐。

进一步地，原料罐、原料坛和蒸发罐均配备有液位计，液位计用于测量剩余原料体积，并将测得的剩余原料体积反馈至控制器，控制器还用于根据剩余原料体积判断原料罐、原料坛或蒸发罐中的原料是否充足。

进一步地，原料的类型包括SICl4、GeCl4、C2F6中的至少一种，每种原料储存于一个原料罐，一个原料罐与至少一个储存相同类型原料的原料坛通过管路连接，控制器还用于独立地控制原料罐向至少一个储存相同类型原料的原料坛补充原料。

进一步地，一个原料坛与设备使用料柜中的至少一对储存相同类型原料的蒸发罐通过管路连接，一个设备使用料柜配置有用于储存SICl4、GeCl4、C2F6中的至少一种类型原料的蒸发罐。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型提供的一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统，采用三级中央供料系统，其中原料罐作为中央供料系统的第一级，其位置在厂房外，原料坛和蒸发罐分别作为中央供料系统的第二级和第三级，其位置均在厂房内的洁净区域，通过控制器控制原料罐向原料坛中补充原料、以及原料坛向蒸发罐中补充原料，实现了更换原料坛的自动化，达到了提高光纤预制棒沉积工序设备的工作效率的目的。并且，整个中央供料系统仅需要定期更换第一级的原料罐，第二级的原料坛和第三级的蒸发罐为全封闭的长时间连续供料系统，无需因更换第一级的原料罐与外界进行环境级交互，降低了整个中央供料系统与外界环境空气接触的频次，不会导致由于原料不纯而影响系统的安全性，从而能够达到提高光纤预制棒沉积工序设备使用的安全性的目的。

(2)采用本实用新型提供的用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统，通过两个蒸发罐交替使用，保证一个蒸发罐实时地为光纤预制棒沉积工序设备供应原料，另一个蒸发罐可实现不停止光纤预制棒沉积工序设备的同时完成与原料坛的通讯并完成灌料，减少了灌料成本，实现连续作业，降低了因灌料停床导致的设备效率损失，从而能够达到提高光纤预制棒沉积工序设备的工作效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一个实施例提供的一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例提供的一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料方法的流程示意图。

附图标记为：

1—A原料罐的控制器，2—A原料罐，3—A原料坛一，4—A原料坛一的控制器，5—进气气源，6—第六控制阀，7—第七控制阀，8—第八控制阀，9—第九控制阀，10—第十控制阀，11—第十一控制阀，12—排气阀，13—A设备使用料柜一的控制器，14—第十四控制阀，15—第十五控制阀，16—第十六控制阀，17—第十七控制阀，18—第十八控制阀，19—第十九控制阀，20—进气阀，21—第二十一控制阀，22—第二十二控制阀，23—第二十三控制阀，24—A设备使用料柜二的控制器，25—第二十五控制阀，100—原料罐，200—原料坛，300—设备使用料柜，301—蒸发罐，400—控制器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

应当理解的是，在本实用新型的描述中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的术语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式的“一个”、“一”或者“该”等类似术语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

图1是一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统的结构示意图。该中央供料系统包括原料罐100、原料坛200、设备使用料柜300和控制器400。

原料罐100，放置在厂房外，用于储存第一体积的用于光纤预制棒沉积工序的原料。

其中，用于光纤预制棒沉积工序的原料的类型包括SICl4、GeCl4、C2F6等，每种类型的原料储存于一个原料罐，中央供料系统中原料罐可以为两个或两个以上，每个原料罐内储存不同类型的原料。两个或两个以上原料罐之间的供料互相独立，原料罐的原料来源是定期更换原料罐。储存多种不同类型原料的原料罐集成处理，建立公司级原料罐站，并统一进行安全与物流管理。

第一体积为原料罐的体积，第一体积是供应商根据供料需求预先设定的，本申请实施例对此不作限定。例如，第一体积设定为5吨-40吨。

原料坛200，放置在厂房内的洁净区域，具体为光纤预制棒沉积车间的服务区，与原料罐100通过管路连接，用于储存第二体积的原料并从原料罐100补充原料，第二体积小于第一体积。

其中，第二体积为原料坛的体积，第二体积是供应商根据供料需求预先设定的，本申请实施例对此不作限定。

中央供料系统中，原料罐和原料坛之间一般采用一对多的连接方式，同种原料的一个原料罐可以连接若干个原料坛，并且每个原料罐对多个原料坛之间各自独立地完成补料，能够同时完成补料。

储存多种不同类型原料的原料坛集中处理，建立料站级原料坛站，料站级原料坛站设在光纤预制棒沉积车间的服务区。厂房内有多个车间，多个车间设置于厂房内的洁净区域，包括至少一个光纤预制棒沉积车间，每个光纤预制棒沉积车间有至少一台光纤预制棒沉积工序设备。光纤预制棒沉积车间通常分为设备区和服务区，服务区与设备区相邻，设备区用于放置光纤预制棒沉积工序设备，服务区用于放置原料坛，设备区和服务区之间设有隔板。

设备使用料柜300，位于光纤预制棒沉积工序设备附近，并与光纤预制棒沉积工序设备一起放置在厂房内的洁净区域，具体为光纤预制棒沉积车间的设备区，配置有蒸发罐301，蒸发罐301与原料坛200通过管路连接，用于储存第三体积的原料并从原料坛200补充原料，第三体积小于第二体积；蒸发罐301还与光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，用于向光纤预制棒沉积工序设备提供原料。

示例地，蒸发罐301配备有加热装置，加热装置用于将蒸发罐301中的原料由液态加热为气态，从而使得气态形式的原料从蒸发罐301的出料口经过光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口，进入到光纤预制棒沉积工序设备中，向光纤预制棒沉积工序设备提供原料，即蒸发罐301采用加热蒸发的方式提供原料。

加热装置是包裹在蒸发罐301外层的外套(也可以称作马甲)，采用柔性材料(例如绒布、弹力布等)制作，并且外套内均匀布设有电热元件，电热元件包括电热丝，用于在通电的情况下对蒸发罐301进行加热。

其中，第三体积为蒸发罐的体积。因为设备使用料柜紧挨着光纤预制棒沉积工序设备，因此第三体积受到限制，第三体积与光纤预制棒沉积工序设备的占地面积所匹配。并且，因蒸发罐采用加热蒸发的方式提供原料，因此对整个蒸发罐中各部分的温度均匀性要求比较高。理论上，如果蒸发罐的体积越大，则蒸发罐中各部分的温度均匀性越差，可能会导致蒸发罐输送原料不均匀、不稳定。因此，在设计中央供料系统时，需要根据光纤预制棒沉积工艺所需温度稳定性的设计需求确定蒸发罐的最终体积。

蒸发罐设置于设备使用料柜内，单种原料的蒸发罐配置为两个，每个蒸发罐分别与原料坛通过管路连接，均用于储存第三体积的原料并从原料坛中补充原料；每个蒸发罐还分别与光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，并且两个蒸发罐中的其中一个蒸发罐用于向光纤预制棒沉积工序设备提供原料，另一个蒸发罐备用。

同种原料的一个原料坛可以连接若干个(一般为4-6个)设备使用料柜，每个设备使用料柜配置有用于储存SICl4、GeCl4、C2F6中的至少一种类型原料的蒸发罐各2个，并且每个原料坛对多个蒸发罐之间各自独立地完成补料，并能够同时完成补料。

通过两个蒸发罐交替使用，保证一个蒸发罐实时地为光纤预制棒沉积工序设备供应原料，另一个蒸发罐可实现不停止光纤预制棒沉积工序设备的同时完成与原料坛的通讯并完成灌料，减少了灌料成本，实现连续作业，降低了因灌料停床导致的设备效率损失，从而能够达到提高光纤预制棒沉积工序设备的工作效率的目的。

控制器400，包括中央控制器、原料罐的控制器、原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器。中央控制器分别与原料罐的控制器、原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器网络连接，通过网络分别与原料罐的控制器、原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器进行通信。中央控制器、原料罐的控制器、原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器都设置于一个机柜内，机柜放置在光纤预制棒沉积工序设备附近。

其中，中央控制器可以是PLC控制器(全称为可编程逻辑控制器，ProgrammableLogic Controller)，例如型号为CPU 1512SP-1PN，除了分别与本申请实施例中的原料罐的控制器、原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器网络连接，还连接其他设备的控制器。中央控制器用于判断原料罐、原料坛、蒸发罐是否需要补充原料，并在原料罐中的原料不充足的情况下，发出警报通知以提醒操作人员更换原料罐；在原料罐中的原料充足并且原料坛中的原料不充足的情况下，向原料罐的控制器和原料坛的控制器发送相应的控制指令，以控制原料罐向原料坛中补充原料；在原料罐中的原料充足、原料坛中的原料充足并且两个蒸发罐中仅一个蒸发罐中的原料不充足的情况下，向原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器发送相应的控制指令，以控制原料坛向原料不充足的蒸发罐中补充原料。

原料罐的控制器、原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器均可以为阀岛，用于控制气动控制阀门的开启与关闭，例如型号为festo阀岛MPAL-VI。其中，在原料罐中的原料充足并且原料坛中的原料不充足的情况下，原料罐的控制器和原料坛的控制器根据中央控制器的控制指令，开启相关的气动控制阀门，以实现原料罐向原料坛中补充原料；在原料罐中的原料充足、原料坛中的原料充足并且两个蒸发罐中仅一个蒸发罐中的原料不充足的情况下，原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器根据中央控制器的控制指令，开启进气阀和相关的气动控制阀门，以实现原料坛向原料不充足的蒸发罐中补充原料。

由于原料罐为公司级配置，体积较大，第一体积大于第二体积，相对于现有技术中需要由操作人员频繁进行更换原料坛的操作，本实施例提供的中央供料系统中的原料罐的更换周期较长，以季度或年度为单位，所耗费的物流与人力成本较低，有助于提高整个系统的安全性以及光纤预制棒沉积工序设备的工作效率，可满足长时间、低维护成本以及大范围的用于光纤预制棒沉积工序的原料供应。

一个原料罐与至少一个储存相同类型原料的原料坛通过管路连接，中央控制器可独立地控制原料罐的控制器和原料坛的控制器，以使得原料罐向至少一个储存相同类型原料的原料坛补充原料。

一个原料坛与设备使用料柜中的至少一对储存相同类型原料的蒸发罐通过管路连接，一个设备使用料柜配置有用于储存SICl4、GeCl4、C2F6中的至少一种类型原料的蒸发罐，中央控制器还可以独立地控制原料坛的控制器和设备使用料柜的控制器，以使得原料坛向设备使用料柜中的至少一对储存相同类型原料的蒸发罐补充原料。

本实施例提供的一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统，采用三级中央供料系统，其中原料罐作为中央供料系统的第一级，其位置在厂房外，原料坛和蒸发罐分别作为中央供料系统的第二级和第三级，其位置均在厂房内的洁净区域，通过控制器控制原料罐向原料坛中补充原料、以及原料坛向蒸发罐中补充原料，实现了更换原料坛的自动化，达到了提高光纤预制棒沉积工序设备的工作效率的目的。并且，整个中央供料系统仅需要定期更换第一级的原料罐，第二级的原料坛和第三级的蒸发罐为全封闭的长时间连续供料系统，无需因更换第一级的原料罐与外界进行环境级交互，降低了整个中央供料系统与外界环境空气接触的频次，不会导致由于原料不纯而影响系统的安全性，从而能够达到提高光纤预制棒沉积工序设备使用的安全性的目的。

图2是另一个实施例中用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统的结构示意图。如图2所示，系统包括A原料的原料罐和B原料的原料罐，与A原料的原料罐对应的A原料坛一和A原料坛二，与B原料的原料罐对应的B原料坛一和B原料坛二，与A原料的原料罐、A原料坛一对应的两个设备使用料柜，其中一个设备使用料柜配备有向第一台光纤预制棒沉积工序设备灌料的A蒸发罐1和A蒸发罐2，另一个设备使用料柜配备有向第二台光纤预制棒沉积工序设备灌料的A蒸发罐3和A蒸发罐4等。以下，以A原料为例对中央供料系统进行说明。

中央供料系统包括A原料罐2、A原料坛一3、A设备使用料柜一(包括A蒸发罐1和A蒸发罐2)、A设备使用料柜二(包括A蒸发罐3和A蒸发罐4)(A蒸发罐1-4在图2中未标注附图标记)，在A原料坛一3需要补料的情况下，A原料从A原料罐2灌入A原料坛一3；在A蒸发罐1或A蒸发罐2需要补料的情况下，A原料从A原料坛一3灌入A蒸发罐1或A蒸发罐2；在A蒸发罐3或A蒸发罐4需要补料的情况下，A原料从A原料坛一3灌入A蒸发罐3或A蒸发罐4。

中央供料系统还包括A原料罐的控制器1(以下简称控制器1)、A原料坛一的控制器4(以下简称控制器4)、A设备使用料柜一的控制器13(以下简称控制器13)、A设备使用料柜二的控制器24(以下简称控制器24)。中央供料系统还包括一个中央控制器(图2中未显示)，中央控制器分别与控制器1、控制器4、控制器13和控制器24网络连接。

中央供料系统还包括进气气源5，进气气源5可以为氮气站提供的远大于大气压强(例如压强为大气压强的10倍以上)的气体，以在中央供料系统的一级原料罐(A原料罐2)与二级原料坛(A原料坛一3)之间、二级原料坛与三级蒸发罐(A蒸发罐1-4)之间，采用压力气体(例如氮气)进气、压出液态原料的方式进行A原料灌送。

中央供料系统还包括第一输料分管、第二输料分管、第三输料分管、进气主管、进气分管和排气管。A原料罐2配备有进气口和出料口，进气口通过进气主管连接至进气气源5；A原料坛一3配备有进料口、出气口、进气口和出料口，A原料坛一3的进料口通过第一输料分管和A原料罐2的出料口对接，A原料坛一3的出气口连接排气管的一端，A原料坛一3的进气口通过进气分管连接至进气气源5。A蒸发罐1-4均配备有进料口和出料口，每个蒸发罐的进料口通过第二输料分管和A原料坛一3的出料口对接，每个蒸发罐的出料口通过第三输料分管和光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口对接。

其中，第一输料分管和第二输料分管用于输送液态原料A，第三输料分管用于输送气态原料A。原料A在A原料罐2中以液态形式储存，进气气源5通过进气主管进入A原料罐2，用于将A原料罐2中的液态原料A通过第一输料分管灌入A原料坛一3；进气气源5通过进气分管进入A原料坛一3，还用于将A原料坛一3中的液态原料A通过第二输料分管灌入A蒸发罐1和2中需要补料的一个蒸发罐(假设为A蒸发罐1)，以及A蒸发罐3和4中需要补料的一个蒸发罐(假设为A蒸发罐3)。

A蒸发罐1和2中不需要补料的一个蒸发罐(假设为A蒸发罐2)用于将罐中的液态原料A加热为气态原料A，从而使得气态形式的原料A从A蒸发罐2的出料口经过第一台光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口，进入到第一台光纤预制棒沉积工序设备中，为第一台光纤预制棒沉积工序设备供料。

A蒸发罐3和4中不需要补料的一个蒸发罐(假设为A蒸发罐4)用于将罐中的液态原料A加热为气态原料A，从而使得气态形式的原料A从蒸发罐4的出料口经过第二台光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口，进入到第二台光纤预制棒沉积工序设备中，为第二台光纤预制棒沉积工序设备供料。

需要说明的是，由于第一体积大于第二体积，因此进气主管的直径大于进气分管的直径，以便于进气气源5通过进气主管进入A原料罐2后，能够将A原料罐2中大体积的液态原料A压出，以及进气气源5通过进气分管进入A原料坛一3后，能够将A原料坛一3中的中等体积的液态原料A压出。

中央供料系统还包括第一阀组，第一阀组包括第六控制阀6、第七控制阀7和第八控制阀8，其中，第六控制阀6设置在进气主管且靠近进气气源5，第七控制阀7设置在进气主管且靠近A原料罐2的进气口，第八控制阀8设置在第一输料分管且靠近A原料罐2的出料口。

中央供料系统还包括第二阀组，第二阀组包括第九控制阀9和第十一控制阀11，其中，第九控制阀9设置在第一输料分管且靠近A原料坛一3的进料口，第十一控制阀11设置于排气管且靠近A原料坛一3的出气口。

中央供料系统还包括第三阀组，第三阀组包括第十四控制阀14、第十五控制阀15、第十七控制阀17和第二十一控制阀21，其中，第十四控制阀14设置于进气分管且靠近A原料坛一3的进气口，第十五控制阀15设置于第二输料分管且靠近A原料坛一3的出料口，第十七控制阀17设置于第二输料分管且靠近A蒸发罐1的进料口，第二十一控制阀21设置于第二输料分管且靠近A蒸发罐3的进料口。

中央供料系统还包括第十九控制阀19，设置于第三输料分管且靠近A蒸发罐1的出料口；第二十三控制阀23，设置于第三输料分管且靠近A蒸发罐3的出料口。

中央供料系统还包括排气阀12，设置在排气管的远离A原料坛一3的一端；以及进气阀20，设置于进气分管的远离A原料坛一3的进气口的一端。排气阀12为气动控制阀门，默认状态为开启。进气阀20可以是手动控制的阀门，由操作人员手动开启，也可以是由控制器4控制的气动控制阀门，默认状态为关闭，用于在A蒸发罐1-4需要补料的情况下开启，以使得进气分管连通。

中央供料系统还包括检修阀组，检修阀组包括第十控制阀10、第十六控制阀16、第十八控制阀18、第二十二控制阀22和第二十五控制阀25。其中，第十控制阀10，设置在第九控制阀9和第十一控制阀11之间；第十六控制阀16，设置在第十四控制阀14和第十五控制阀15之间；第十八控制阀18，设置在第十七控制阀17和第十九控制阀19之间；第二十二控制阀22，设置在第二十一控制阀21和第二十三控制阀23之间；第二十五控制阀25，设置在第七控制阀7和第八控制阀8之间。检修阀组中各控制阀均为气动控制阀门，默认状态为关闭。

A原料罐2、A原料坛一3和A蒸发罐1-4的内部均配备有液位计，液位计也称作液位传感器，用于测量罐内剩余原料的体积，并将测得的剩余原料体积反馈至中央控制器，中央控制器还用于根据剩余原料体积判断原料罐、原料坛或蒸发罐中的原料是否充足。

具体地，A原料罐的液位计和控制器1电性连接，用于测量A原料罐2内剩余原料的体积，并将测得的剩余原料体积传输至控制器1，以通过控制器1将测得的剩余原料体积反馈至中央控制器，并通过中央控制器根据剩余原料体积判断A原料罐2中的原料A是否充足。

A原料坛一的液位计和控制器4电性连接，用于测量A原料坛一3内剩余原料的体积，并将测得的剩余原料体积传输至控制器4，以通过控制器4将测得的剩余原料体积反馈至中央控制器，并通过中央控制器根据剩余原料体积判断A原料坛一3中的原料A是否充足。

以A蒸发罐1为例，A蒸发罐2-4的判断过程与A蒸发罐1相同。A蒸发罐1的液位计和控制器13电性连接，用于测量A蒸发罐1内剩余原料的体积，并将测得的剩余原料体积传输至控制器13，以通过控制器13将测得的剩余原料体积反馈至中央控制器，并通过中央控制器根据剩余原料体积判断A蒸发罐1中的原料A是否充足。中央控制器还用于在A原料罐2中的原料A不充足的情况下，发出警报通知以提醒更换原料罐。中央控制器还用于在A原料罐2中的原料A充足并且A原料坛一3中的原料A不充足的情况下，向控制器1和控制器4发送控制指令，控制器1根据控制指令控制第一阀组开启，控制器4根据控制指令控制第二阀组开启，以实现A原料罐2向A原料坛一3中补充原料A。中央控制器还用于在A原料罐2中的原料A充足、A原料坛一3中的原料A充足并且A蒸发罐1和2中仅一个蒸发罐(假设为A蒸发罐1)中的原料A不充足的情况下，向控制器4和控制器13发送控制指令，控制器13根据控制指令控制两个蒸发罐中的原料充足的蒸发罐(假设为A蒸发罐2)的出料口的控制阀开启，以采用A蒸发罐2向第一台光纤预制棒沉积工序设备提供原料A，控制器4根据控制指令控制第三阀组中的第十四控制阀14和第十五控制阀15开启，控制进气阀20开启，控制器13根据控制指令控制第十七控制阀17开启，以控制A原料坛一3向A蒸发罐1中补充原料A，直至原料补充完毕。

中央控制器还用于在A蒸发罐1中的原料补充完毕之后，若A蒸发罐2中的原料不充足，则切换到A蒸发罐1，采用A蒸发罐1向第一台光纤预制棒沉积工序设备提供原料A；否则，仍然采用A蒸发罐2。

A原料罐2、A原料坛一3和A蒸发罐1-4的内部均配备有测温计，测温计用于测量罐内剩余原料的温度，并将测得的剩余原料的温度反馈至中央控制器，中央控制器还用于根据剩余原料的温度判断是否发出温度异常警报。

具体地，A原料罐的测温计和控制器1电性连接，用于测量A原料罐2内剩余原料的温度，并将测得的剩余原料的温度传输至控制器1，以通过控制器1将测得的剩余原料的温度反馈至中央控制器，并通过中央控制器判断剩余原料的温度是否在A原料罐2中的原料的预设的温度范围内，若超过该预设的温度范围，则发出A原料罐2中的原料温度异常警报。其中，A原料罐2中的原料的预设的温度范围是根据原料罐内原料温度的监测需求预先设定的，本实施例对此不作限定。

A原料坛一的测温计和控制器4电性连接，用于测量A原料坛一3内剩余原料的温度，并将测得的剩余原料的温度传输至控制器4，以通过控制器4将测得的剩余原料的温度反馈至中央控制器，并通过中央控制器判断剩余原料的温度是否在A原料坛一3中的原料的预设的温度范围内，若超过该预设的温度范围，则发出A原料坛一3中的原料温度异常警报。其中，A原料坛一3中的原料的预设的温度范围是根据原料坛内原料温度的监测需求预先设定的，本实施例对此不作限定。

以A蒸发罐1为例，A蒸发罐2-4的判断过程与A蒸发罐1相同。A蒸发罐1的测温计和控制器13电性连接，用于测量A蒸发罐1内剩余原料的温度，并将测得的剩余原料的温度传输至控制器13，以通过控制器13将测得的剩余原料的温度反馈至中央控制器，并通过中央控制器判断剩余原料的温度是否在A蒸发罐1中的原料的预设的温度范围内，若超过该预设的温度范围，则发出A蒸发罐1中的原料温度异常警报。其中，A蒸发罐1中的原料的预设的温度范围是根据光纤预制棒沉积工艺所需温度稳定性的设计需求预先设定的，本实施例对此不作限定。

通过在原料罐、原料坛和蒸发罐内设置测温计，能够实时监测罐内的原料温度是否异常，尤其是夏天或炎热天气下，需要保证原料不超过一定的温度；并且，能够在温度异常的情况下，发出警报，以提醒操作人员。

中央控制器还用于向控制器1和控制器4发送控制指令，控制器1根据控制指令控制第一阀组和第二十五控制阀25开启，控制器4根据控制指令控制第二阀组和第十控制阀10开启，此时，进气气源5经过进气主管进入第一输料分管而不进入A原料罐2，并从排气管排出，从而可以检查进气主管、第一输料分管、排气管中的至少一个是否故障，例如管道泄露等。

中央控制器还用于向控制器4和控制器13发送控制指令，控制器4根据控制指令控制进气阀20、第三阀组、第十六控制阀16开启，控制器13根据控制指令控制第十九控制阀19和第十八控制阀18开启，控制器24根据控制指令控制第二十三控制阀23和第二十二控制阀22开启，此时，进气起源5通过进气分管进入第二输料分管而不进入A原料坛一3，并从第三输料分管排出，从而可以检查进气分管、第二输料分管、第三输料分管中的至少一个是否故障，例如管道泄露等。

图3为本实用新型实施例提供一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料方法的流程示意图。参考图3，以图2所示的中央供料系统为例，对从一级原料罐到二级原料坛再到三级蒸发罐的原料A的供料过程进行说明。第六控制阀6、第七控制阀7、第八控制阀8、第九控制阀9、第十一控制阀11、第十四控制阀14、第十五控制阀15、第十七控制阀17、第二十一控制阀21、第十九控制阀19和第二十三控制阀23均为气动控制阀门，默认状态为关闭。

中央控制器判定A原料罐内原料是否充足，如判定原料已经达到需换罐液位，警报通知进行换原料罐操作；如判定A原料罐内原料充足，判定A原料坛一内原料是否充足；如达到需加料操作，控制器1打开控制阀6、7、8，控制器4打开控制阀9和11；排气阀12保持常开，以使得进气气源5通过进气主管进入A原料罐，将A原料罐中的液态原料压出并经过第一输料分管灌入到A原料坛一，由于A原料坛一加入了液态原料，会有气体从A原料坛一的出气口经排气管排出，从而完成一级原料罐往二级原料坛的灌料操作。

A原料罐往A原料坛二的灌料操作与上述操作一致，各控制阀的通断逻辑也一致；且该中央供料系统中A原料罐可以同时往A原料坛一和A原料坛二完成灌料且相互独立；如中央供料系统中一级原料罐并列连接多个二级原料坛，在原料总流量不超过管路负载流量设计值的前提下，各个灌料动作都是互相独立的。

A原料坛一往光纤预制棒沉积工序设备(图3所示的PCVD设备，全称等离子体增强化学气相沉积设备)的设备使用料柜灌料操作流程为：中央控制器判定A蒸发罐1与A蒸发罐2内液位计读数，如A蒸发罐1内的液位计读数达到需灌料位置，并且A蒸发罐2内的液位计读数显示不需要灌料，控制器13控制A蒸发罐2的出料口的控制阀开启，由于蒸发罐配置有加热装置，能够将蒸发罐中的液态原料加热为气态原料，从而在没有进气气源5的压力下，A蒸发罐2也能够将气态原料从A蒸发罐2的出料口经过第三输料分管输入到光纤预制棒沉积工序设备中，实现通过A蒸发罐2向光纤预制棒沉积工序设备提供原料。同时，控制器4打开进气阀20、控制阀14和控制阀15，控制器13打开控制阀17，进行灌料操作，以使得进气气源5通过进气分管进入A原料坛一，将A原料坛一中的液态原料压出并经过第二输料分管灌入到A蒸发罐1。

如A蒸发罐1内的液位计读数显示不需要灌料，而A蒸发罐2内的液位计读数达到需灌料位置，则和上述流程一样进行A蒸发罐2的灌料操作。通过设置控制器13对A蒸发罐1和2内的液位的检测频率，保证A蒸发罐1与A蒸发罐2中有原料可以持续对光纤预制棒沉积工序设备进行原料供应，并及时对液位计读数低于需灌料位置的蒸发罐进行补充。

光纤预制棒沉积车间一般有多台光纤预制棒沉积工序设备，如A原料坛一需往另一个设备使用料柜进行灌料操作，控制器4打开进气阀20、控制阀14和控制阀15，控制器24打开控制阀21，进行灌料操作；其他连通A原料坛一的各个设备使用料柜均可以继续灌料操作，在原料总流量不超过管路负载流量设计值的前提下，各个灌料动作都是互相独立的。

B原料的一级原料罐到二级原料坛再到三级蒸发罐的原料供料过程，原理上与A原料的灌料的原理一致；且A、B两种原料的灌料过程互相独立，其中在一级原料罐层面，可以对A原料罐和B原料罐在公司厂区层面建立公司级原料罐站，进行统一管理；在二级原料坛层面，可以对A原料和B原料的二级原料坛建立料站级原料坛站，进行统一管理，料站级原料坛站设在光纤预制棒沉积车间的服务区；每个设备使用料柜设计为光纤预制棒沉积工序设备的供料子系统，放置在光纤预制棒沉积工序设备附近。

本实施例提供一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料方法，能够实现长时间连续自动灌料、供料，具有安全洁净、节能高效、维护成本低的优点。

以上所述，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于光纤预制棒沉积工序的中央供料系统，其特征在于，包括：

原料罐，放置在厂房外，用于储存第一体积的用于光纤预制棒沉积工序的原料；

原料坛，放置在光纤预制棒沉积车间的服务区，与所述原料罐通过管路连接，用于储存第二体积的原料并从所述原料罐补充原料，所述第二体积小于所述第一体积；所述光纤预制棒沉积车间设置于厂房内的洁净区域，包括位置相邻的服务区与设备区；

设备使用料柜，与光纤预制棒沉积工序设备一起放置在所述光纤预制棒沉积车间的设备区，配置有蒸发罐，所述蒸发罐与所述原料坛通过管路连接，用于储存第三体积的原料并从所述原料坛补充原料，所述第三体积小于所述第二体积；所述蒸发罐还与所述光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，用于向所述光纤预制棒沉积工序设备提供原料；

控制器，用于控制所述原料罐向所述原料坛中补充原料、以及所述原料坛向所述蒸发罐中补充原料。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸发罐的数量为两个，每个蒸发罐分别与所述原料坛通过管路连接，均用于储存第三体积的原料并从所述原料坛中补充原料；每个蒸发罐还分别与所述光纤预制棒沉积工序设备通过管路连接，并且两个蒸发罐中的一个蒸发罐用于向所述光纤预制棒沉积工序设备提供原料。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括进气气源、第一输料分管、第二输料分管、第三输料分管、进气主管、进气分管和排气管；

所述原料罐配备有进气口和出料口，所述进气口通过所述进气主管连接至所述进气气源；

所述原料坛配备有进料口、出气口、进气口和出料口，所述原料坛的进料口通过所述第一输料分管和所述原料罐的出料口对接，所述原料坛的出气口连接所述排气管的一端，所述原料坛的进气口通过所述进气分管连接至所述进气气源；

所述蒸发罐配备有进料口和出料口，所述蒸发罐的进料口通过所述第二输料分管和所述原料坛的出料口对接，所述蒸发罐的出料口通过所述第三输料分管和所述光纤预制棒沉积工序设备的使用进料口对接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一输料分管和所述第二输料分管用于输送液态原料，所述第三输料分管用于输送气态原料；

所述进气气源通过所述进气主管进入所述原料罐，用于将所述原料罐中的液态原料通过所述第一输料分管灌入所述原料坛；

所述进气气源通过所述进气分管进入所述原料坛，还用于将所述原料坛中的液态原料通过所述第二输料分管灌入所述蒸发罐；

所述蒸发罐配备有加热装置，所述加热装置用于将所述蒸发罐中的液态原料加热为气态原料。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一阀组，包括第六控制阀(6)、第七控制阀(7)和第八控制阀(8)，其中，所述第六控制阀(6)设置在所述进气主管且靠近所述进气气源，所述第七控制阀(7)设置在所述进气主管且靠近所述原料罐的进气口，所述第八控制阀(8)设置在所述第一输料分管且靠近所述原料罐的出料口；

第二阀组，包括第九控制阀(9)和第十一控制阀(11)，其中，所述第九控制阀(9)设置在所述第一输料分管且靠近所述原料坛的进料口，所述第十一控制阀(11)设置于所述排气管且靠近所述原料坛的出气口；

第三阀组，包括第十四控制阀(14)、第十五控制阀(15)和第十七控制阀(17)，其中，所述第十四控制阀(14)设置于所述进气分管且靠近所述原料坛的进气口，所述第十五控制阀(15)设置于所述第二输料分管且靠近所述原料坛的出料口，所述第十七控制阀(17)设置于所述第二输料分管且靠近所述蒸发罐的进料口；

第十九控制阀(19)，设置于所述第三输料分管且靠近所述蒸发罐的出料口；

排气阀(12)，设置在所述排气管的远离所述原料坛的一端，默认状态为开启；以及

进气阀(20)，设置于所述进气分管的远离所述原料坛的进气口的一端。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原料罐、所述原料坛和所述蒸发罐均配备有液位计，所述液位计用于测量剩余原料体积，并将测得的所述剩余原料体积反馈至所述控制器，所述控制器还用于根据所述剩余原料体积判断所述原料罐、所述原料坛或所述蒸发罐中的原料是否充足。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原料的类型包括SICl4、GeCl4、C2F6中的至少一种，每种原料储存于一个原料罐，一个原料罐与至少一个储存相同类型原料的原料坛通过管路连接，所述控制器还用于独立地控制所述原料罐向所述至少一个储存相同类型原料的原料坛补充原料。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，一个原料坛与所述设备使用料柜中的至少一对储存相同类型原料的蒸发罐通过管路连接，一个设备使用料柜配置有用于储存所述SICl4、GeCl4、C2F6中的至少一种类型原料的蒸发罐。