[发明专利]一种光纤拉丝炉工艺气体进气控制系统及应用

说明书

本发明创造提供了一种光纤拉丝炉工艺气体进气控制系统，包括拉丝炉及拉丝炉进料端安装的水冷及进气控制装置；水冷及进气控制装置包括水冷座以及水冷座下端的进气分流导流结构；进气分流导流结构包括布置在水冷座下端的内导气筒和外导气筒，外导气筒套装在内导气筒外侧，且二者同轴布置，在内导气筒外壁与外导气筒内壁间形成导气通道。本发明创造提供的工艺气体进气控制系统，可随拉丝速度变化，通过气体质量流量控制器改变氩气和氦气的进气速率，达到光纤包层直径波动较低的控制效果，改善了高速拉丝或低速拉丝时，拉丝炉内工艺气体流量不匹配导致的光纤包层直径波动较大现象，有效提高了光纤产品质量。

技术领域

本发明创造属于光纤生产技术领域，尤其是涉及一种光纤拉丝炉工艺气体进气控制系统及应用。

背景技术

在拉丝过程中，由于光纤拉丝炉内的温度较高，因而为了保护光纤拉丝炉内的石墨发热体，需向炉内引入惰性气体，惰性气体如氩气或者氩气与氮气的混合气体，同时需要控制外界空气进入炉内。光纤包层直径的波动会引起光纤芯径和模场直径的波动，导致光纤散射损耗、熔接损耗大幅度增加，严重影响光纤信号传输质量，因此，光纤包层直径波动越小越好。在光纤生产过程中，拉丝炉内工艺气体(氩气和氦气)的流动分布与拉丝速度之间的匹配是否合理，是影响光纤直径波动的重要因素之一。如果拉丝炉内工艺气体随着拉丝速度的变化而打破层流分布，变得紊乱，则会破坏拉丝炉温场均匀分布，将加剧光纤包层直径的波动，此时必须调整拉丝炉内工艺气体供给量及配比，以达到控制光纤生产质量的目的，而现有技术中，工艺气体的供给量及配比的调节大多靠人工经验调整，调整操作耗时长，工人劳动量大，废品率高，因此需要对现有工艺气体控制调节方式进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种光纤拉丝炉工艺气体进气控制系统及应用，利用该系统能够实时根据当前的拉丝速度情况，做到精准的控制通入拉丝炉内的氩气和氦气流量，从而保证光纤包层直径处于最佳控制范围之内。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种光纤拉丝炉工艺气体进气控制系统，包括拉丝炉及拉丝炉进料端安装的水冷及进气控制装置；所述水冷及进气控制装置包括水冷座以及水冷座下端的进气分流导流结构；

所述进气分流导流结构包括布置在水冷座下端的内导气筒和外导气筒，外导气筒套装在内导气筒外侧，且二者同轴布置，在内导气筒外壁与外导气筒内壁间形成导气通道，所形成的导气通道各位置宽度是相同的；

所述内导气筒下缘高于外导气筒下缘，所述外导气筒内径小于等于拉丝炉进料端炉口内径，确保工艺气体进入炉口时，不会受到结构件的阻碍，平顺性好，稳定性有保障，保证拉丝炉温场均匀分布；外导气筒上以外导气筒轴线为中心均布设有数个进气口，各进气口通过进气导管同时连接供气管路，供气管路上连接有进气控制单元；

所述进气控制单元包括分别与供气管路连通的第一进气管和第二进气管，第一进气管、第二进气管上均安装有气体质量流量控制器，且此两气体质量流量控制器同时连接主控制器，所述主控制器与拉丝塔主牵引连接，同步获取拉丝速度及进气流量数据。

进一步，所述水冷座设有中空的循环水腔，并在水冷座上设有进水口和出水口，进水口和出水口均与循环水腔连通。

进一步，所述进水口和出水口对称布置在水冷座两侧。

进一步，所述进气口以外导气筒轴线为中心均布设有4-12个。

进一步，所述主控制器包括可编程控制器PLC。

进一步，所述水冷座下端对应导气通道的部分为平面结构。

进一步，各所述进气口均布置在对应内导气筒中部以上位置，即，在内导气筒高度方向上，进气口距内导气筒顶端1/4-1/2位置。

一种光纤拉丝炉工艺气体进气控制方法，包括如下步骤：