[发明专利]一种光纤在线冷却的喷雾式冷却装置和方法有效
申请号: | 201711232218.X | 申请日: | 2017-11-30 |
公开(公告)号: | CN108002697B | 公开(公告)日: | 2020-04-14 |
发明(设计)人: | 黄开放;毛德润;程治民;卢松涛;王彬 | 申请(专利权)人: | 长飞光纤光缆股份有限公司 |
主分类号: | C03B37/01 | 分类号: | C03B37/01 |
代理公司: | 武汉臻诚专利代理事务所(普通合伙) 42233 | 代理人: | 宋业斌 |
地址: | 430074 湖北省*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 光纤 在线 冷却 喷雾 装置 方法 | ||
本发明公开了一种光纤在线冷却的喷雾式冷却装置,包括冷却管管体、管路、以及多对雾化喷头,冷却管管体中通过使用低温液体实现循环的方式进行制冷,管路设置在冷却管管体的内部,且采用螺旋状的结构,雾化喷头均匀设置于冷却管管体内部,且沿冷却装置的轴向呈对称分布,用于借助于外部流入冷却管管体的流体介质对低温液体进行雾化,从而形成雾状颗粒,其与竖直穿过喷雾式冷却装置的高温光纤接触,实现对高温光纤的冷却。本发明是一种液体接触式冷却方式,冷却效率比直接采用氮气冷却的效果更佳,同时使用低温液体例如液氮循环对冷却管进行冷却,让冷却管处于低温状态,冷却速率比目前的常温环境中的冷却速率更快。
技术领域
本发明属于光纤制造设备技术领域,更具体地,涉及一种光纤在线冷却的喷雾式冷却装置和方法。
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,主要使用气体冷却法和水冷法来实现光纤拉丝的冷却。
现有的气体法主要采用氦气冷却法,但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CN105601099A提供了一种采用常温氮气进行光纤冷却的装置,其能够解决氦气冷却价格昂贵的问题。然而,受制于氮气较低的比热容和导热系数,采用氮气进行光纤冷却的效率极低。
对于现有的水冷却方法而言,冷却管的温度只能维持在0-20℃,必须增大气体的流量以实现好的制冷效果,而这会导致气流扰动的增加,从而使得光纤产生抖动,不利于光纤的生产。此外,水冷法的冷却效率也偏低。
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在线冷却的喷雾式冷却装置和方法,其目的在于,通过使用低温液体替代常温的水对冷却装置进行冷却,维持比现有的冷却低约200℃的冷却管环境温度,同时将低温液体喷雾在冷却管内形成一个均匀的低温雾化颗粒环境,生产中的高温光纤通过该低温雾化颗粒,光纤和低温雾化颗粒接触,进一步提升光纤冷却效率,从而能够解决现有气体冷却法存在的光纤冷却效率低下,以及现有水冷法存在的容易导致气流扰动、冷却效率低的技术问题。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种光纤在线冷却的喷雾式冷却装置,所述装置设置于光纤拉丝通道上,用于将低温液体激发成雾状颗粒与高温光纤接触、或喷淋至高温光纤,从而将高温光纤在线冷却至涂覆时所需要的温度。
按照本发明的另一个方面,提供了一种光纤在线冷却的喷雾式冷却装置,包括冷却管管体、管路、以及多对雾化喷头,冷却管管体中通过使用低温液体实现循环的方式进行制冷,且温度维持在-180℃至-20℃之间,管路设置在冷却管管体的内部,雾化喷头均匀设置于冷却管管体内部,且沿冷却装置的轴向呈对称分布,用于对低温液体进行雾化,从而形成雾状颗粒,雾状颗粒与竖直穿过喷雾式冷却装置的高温光纤接触或被喷淋到高温光纤上,实现对高温光纤的冷却。
优选地,所述装置进一步包括隔热层,其设置在冷却管管体的外壁上,用于将冷却管管体内部温度与喷雾式冷却装置外部环境温度进行有效隔离。
优选地,冷却管管体一侧的底部设置有进液口,用于供低温液体进入冷却管管体,并与管路的内壁进行充分的换热,从而对冷却管管体进行冷却,冷却管管体一侧的顶部设置有出液口,用于将低温液体从冷却管管体排出,并进入到外部进行制冷;其中制冷后的低温液体又进入进液口,以此循环使冷却管管体维持在恒定的温度。
优选地,冷却管管体的一侧从上到下均匀设置有多个介质进口,其与出液口连接,用于提取从出液口流出的部分低温液体,并提供给雾化喷头进行雾化。
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