[发明专利]一种光纤拉丝在线冷却的方法和系统

说明书

本发明公开了一种光纤拉丝在线冷却的系统，包括液氮容器、液氮泵、冷却管、以及气化器，液氮容器与液氮泵和冷却管连接，用于存储氮气，液氮泵用于将液氮从液氮容器输送到冷却管，从而对穿过整个冷却管的高温光纤进行一次冷却，气化器与冷却管连接，用于对冷却管冷却后流出的一路液氮进行气化，并将液氮气化后产生的低温氮气导入到冷却管中，以实现对于穿过整个冷却管的高温光纤的二次冷却，液氮容器还用于收集冷却管冷却后流出的另一路液氮。本发明能够解决现有使用氢气作为冷却气体存在的高温下容易爆炸，从而极易发生安全事故的技术问题。

技术领域

本发明属于光纤制造设备技术领域，更具体地，涉及一种光纤拉丝在线冷却的方法和系统。

背景技术

光纤生产的速度越来越高，目前常规的生产速度已经达到3000m/min。现有的光纤生产中，主要使用氦气来实现光纤拉丝的冷却。然而，氦气是一种昂贵的稀有气体，其在空气中的含量仅为约百万分之5.2，因此，开发可替代氦气的冷却系统对降低光纤生产成本非常关键。

中国专利申请CN103274593A提出了一种采用氢气的光纤拉丝在线冷却系统，但该系统存在一些不可忽略的缺点：首先，氢气是一种极易燃的气体，燃点只有574℃，在混合气体中氢气的浓度为4％至74％时，该混合气体在热、日光的刺激下极易引爆；其次，在光纤的生产过程中，进入该冷却系统的光纤温度会达到900℃，若使用氢气冷却光纤的过程没有被控制好，则极易发生安全事故。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤拉丝在线冷却的方法和系统，其目的在于，通过使用液氮对冷却管进行一次冷却，维持比现有的冷却方法低得多(低至200℃)的冷却环境温度，并将液氮引入气化装置进行气化，再导入到冷却管的腔体中替代氦气作为导热气体，实现对光纤的二次冷却，从而解决现有使用氢气作为冷却气体存在的高温下容易爆炸，从而极易发生安全事故的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光纤拉丝在线冷却的系统，包括液氮容器、液氮泵、冷却管、以及气化器，液氮容器与液氮泵和冷却管连接，用于存储氮气，液氮泵用于将液氮从液氮容器输送到冷却管，从而对穿过整个冷却管的高温光纤进行一次冷却，气化器与冷却管连接，用于对冷却管冷却后流出的一路液氮进行气化，并将液氮气化后产生的低温氮气导入到冷却管中，以实现对于穿过整个冷却管的高温光纤的二次冷却，液氮容器还用于收集冷却管冷却后流出的另一路液氮。

优选地，所述系统进一步包括自动流量控制阀，其连接在冷却管与气化器之间，用于精确地控制从冷却管的上出液口进入气化器的液氮流量。

优选地，所述系统进一步包括液氮泵控制柜，其与液氮泵电连接，用于根据冷却管上设置的流量传感器传递的冷却管的当前温度控制液氮泵输送液氮的流量。

优选地，所述系统进一步包括流量计，其连接在液氮容器和液氮泵之间，用于实时显示液氮泵输送液氮的流量。

优选地，液氮是通过液氮泵进入冷却管的下进液口，并通过冷却管中螺旋环绕的夹层管路盘旋而上到达上出液口。

优选地，冷却管内的上、中、下部分别设有多组气孔，用于容纳气化器气化后产生的低温氮气。

按照本发明的另一方面，提供了一种光纤拉丝在线冷却的方法，包括步骤：

(1)液氮泵将液氮容器中的液氮输送到冷却管中，从而对穿过冷却管的高温光纤进行一次冷却；

(2)冷却管将冷却后的液氮排出，其中一路液氮进入气化器，另一路液氮返回到液氮泵中循环利用；

(3)气化器将液氮气化后产生的低温氮气导入到冷却管内部中，从而实现对穿过冷却管的高温光纤的二次冷却。

优选地，液氮泵是将液氮输送到冷却管的下进液口，液氮然后通过冷却管中螺旋环绕的夹层管路盘旋而上到达上出液口。