[发明专利]冷却剂再循环控制设备和方法

说明书

发明背景

相关申请的交叉参照

本申请要求2008年5月22日提交的题为“Apparatus and Methods of Control for Coolant Recycling(冷却剂再循环控制设备和方法)”的美国专利申请序列号第12/154359号的权益和优先权，该专利全文参考结合入本文中并且作为本文的依据。

技术领域

本发明一般地涉及冷却气回收系统，更具体地涉及与光纤冷却相关的氦回收系统。

技术背景

在生产光纤时，玻璃棒或预制棒在光纤拉制系统中加工。通常，光纤拉制涂覆系统包括一个拉制炉、一个热交换器、涂料涂布器、固化装置和卷轴。开始时，，玻璃棒或预制棒在拉制炉中融化用于产生纤维，纤维在经过热交换器得到冷却。从热交换器中出来的冷却后的纤维在涂料涂布器中涂上基本初级，这个涂层在初级固化装置中得到固化。之后，涂布后的纤维通常在涂料涂布器中涂上第二涂层，这个涂层在次级固化装置中得到固化。然后，纤维被卷上卷轴。

为了提高增加热交换器中冷却速率，往往必须使用热传导率高的冷却剂。一种此类气体是氦气。氦气是一种是价格比较贵的气体。除此之外，作为稀有气体，它是没有反应性的。出于这些原因，业已尝试将光导纤维冷却系统中所用的氦进行再循环，参见美国专利US5377491和US5452583。

在热交换器中冷却光纤时，在一个特定的温度范围内冷却纤维通常是人们期望的。将光纤冷却至一个指定的温度范围内的主要理论基础是：如果离开热交换器的纤维太热或太冷，涂覆光纤是困难的，即使仍有可能的话(由于纤维温度对于涂覆粘度的影响)。甚至在一些纤维冷却到了涂覆得以正常进行的温度的情况下，，涂料涂布器的功率使用率和/或热交换器中冷却剂的用量都会是超量的。因而，一直都存在对用于冷却和涂覆光纤的改进系统和方法的需求。

发明内容

发明的一个方面包括一种冷却和涂覆光纤的方法。该方法包括使光纤通过至少一个热交换器。该热交换器包括一个使光纤通过热交换器的通道，至少一个使冷却剂气体进入该通道的入口和至少一个从该通道中去除冷却剂气体的出口。该方法还包括将冷却剂气体泵入该至少一个入口，和泵出该至少一个出口。此外，该方法包括使光纤通过至少一台涂料涂布器，在光纤上涂覆至少一次初级涂层。该方法还包括测量至少一个选自下组的参数：冷却剂气体的热导率、冷却剂气体的粘度、初级涂层的直径、和该至少一台涂料涂布器的功率使用率。此外，该方法包括应变于该至少一个参数调节通过该至少一个入口的冷却剂气体量。

在另一方面，本发明包括一种光纤冷却和涂覆系统。该光纤冷却和涂覆系统包括至少一个热交换器。该热交换器包括一个使光纤通过热交换器的通道，至少一个使冷却剂气体进入该通道的入口和至少一个从该通道中去除冷却剂气体的出口。该光纤冷却和涂覆系统还包括至少一台用于将冷却剂气体泵入该至少一个入口并泵出该至少一个出口的泵。此外，该光纤冷却和涂覆系统包括至少一台涂料涂布器，用于在光纤通过热交换器之后，在光纤上涂覆至少一个初级涂层。该光纤冷却和涂覆系统还包括至少一个测量部件，用于测量至少一个选自下组的参数：冷却剂气体的热导率、冷却剂气体的粘度、初级涂层的直径和该至少一台涂料涂布器的功率使用率。此外，该光纤冷却和涂覆系统包括至少一个计量部件，用于应变于该至少一个参数调节通过该至少一个入口的冷却剂气体量。

在一个优选实施方式中，该冷却剂气体包含氦气。

在一个优选实施方式中，该至少一台涂料涂布器包括一个温控整形模(TCSD)。

在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。。

应理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都给出了本发明的实施方式，意在提供理解要求保护的本发明的性质和特性的概述或框架。。所包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一个部分。附图以图示形式说明了本发明的各种实施方式，并与说明书一起用来说明本发明的原理和操作。

图片简述

图1是根据本发明一个实施方式的光纤冷却和涂覆系统的示意图；

图2是根据本发明另一个实施方式的光纤冷却和涂覆系统的示意图；

图3示出可用于本发明特定实施方式的涂料涂布器的横截面视图，这台涂布机包括温控整形模(TCSD)；

图4示出热导率作为氦气-空气二元混合物中氦的浓度的函数的图表；