适用于OVD工艺的在线称重系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于OVD工艺的在线称重系统，包括上夹头机构、下支撑机构、称重单元；上夹头机构包括底座、线性滑轨、与粉棒上端连接的把棒上夹头；把棒上夹头与旋转轴的下端连接，旋转轴的上端通过水平轴承、水平轴承座与称重单元连接，旋转轴外设有旋转外套管；旋转外套管通过线性滑轨与底座连接；底座与沉积腔的腔壁连接；下支撑机构包括与沉积腔的底板连接的下夹头底座、置于粉棒下端四周的下夹头弹性部件；下夹头弹性部件通过连接机构与下夹头底座连接。本发明专利技术使称重功能与粉棒的自身旋转运动不相互干扰，既保持粉棒具有较高的旋转精度，又能实时精确的测量旋转的粉棒的重量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于OVD工艺的在线称重系统，属光纤预制棒制造设备

技术介绍
在光纤预制棒制造领域，通常采用OVD（Outside Vapor Deposition）工艺制造光纤预制棒的外包层，由于其沉积效率高，对原材料水峰、纯度等指标要求不高，因而得到越来越广泛的应用。OVD工艺的沉积设备大体上可以分为轴线水平布置和轴线竖直布置两种结构形式。对于后者，由于轴线竖直布置，在沉积过程中，随着粉棒的直径越来越大，重力对预制棒轴线的影响没有轴线水平布置设备那么大，不用担心预制棒太长太粗会引起预制棒轴线绕曲变形或粉棒太重导致粉棒断裂，所以这种竖直布置的方式更易于生产长度和直径超大的预制粉棒，通过增加沉积灯头的数量，可显著提高设备的沉积速率。在OVD工艺中采用的芯棒通常是由VAD工艺沉积、烧结并通过拉伸而成。对于确定规格的VAD芯棒，其各项参数已经决定了将要进行的OVD工艺沉积预制棒包层的直径或重量。这意味着在OVD工艺生产过程中，我们必须实时监控预制棒沉积的累计重量以准确确定沉积的结束时间，只有这样我们才能生产出满足芯包比设定值的预制棒。现有的OVD工艺中并没有实时监控预制棒沉积累计重量的装置，操作工人只能根据经验来确定预制棒沉积累计重量，这势必造成生产出的芯包不能满足芯包比设定值的预制棒。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于OVD工艺的在线称重系统，该系统能准确实时的测量芯棒的重量。为了得到粉棒实时精确的重量，必须保证粉棒在竖向的重力方向具有完全的自由无约束，也就是说除了粉棒本身的重量，与粉棒相关的旋转支撑部件、夹头等都不能在竖向对粉棒有任何结构的支撑作用；同时对于粉棒的旋转来说，我们必须对粉棒提供稳定的周向支撑，才能保证粉棒以较高精度的旋转，这样才能避免旋转对称重不产生干扰，保证称重结果的准确性。本专利技术将单点式称重传感器与芯棒旋转机构串联起来，确保了称重和旋转功能都能正常的工作，将粉棒设计为竖向的浮动机构，为粉棒增加了圆周的支撑机构。本专利技术所采用的技术方案为：一种适用于OVD工艺的在线称重系统，包括与粉棒连接的上夹头机构、支撑粉棒的下支撑机构、与上夹头机构连接的称重单元；所述上夹头机构包括底座、线性滑轨、与粉棒上端连接的把棒上夹头；把棒上夹头与旋转轴的下端连接，旋转轴外设有旋转外套管，旋转轴的上端通过水平轴承、水平轴承座与称重单元连接；旋转外套管通过线性滑轨与底座连接；底座与沉积腔的腔壁连接；所述下支撑机构包括与沉积腔的底板连接的下夹头底座、置于粉棒下端四周的下夹头弹性部件；下夹头弹性部件通过连接机构与下夹头底座连接；当粉棒的下端插入下支撑机构的下夹头弹性部件时，通过下夹头弹性部件轻微的压缩变形约束粉棒的径向及周向的晃动，但是不影响粉棒的重量传递给称重单元，同时通过下夹头弹性部件的变形作用可以保护粉棒在下支撑机构意外卡住不能正常旋转时，不至于使粉棒扭断。按上述方案，所述下夹头弹性部件为设置在连接机构上的多个线性弹片，线性弹片的一端固定在连接机构上，另一端穿过连接机构上的孔后由销轴固定。按上述方案，所述连接机构包括下夹头轴、螺纹套，所述下夹头轴的上部带有凹槽，下夹头轴的下部置于螺纹套内，下夹头轴和螺纹套通过旋转螺母实现旋转升降。按上述方案，下夹头轴下端设有轴套，下夹头轴与轴套通过上下两个球轴承连接；轴套置于螺纹套内，轴套和螺纹套通过旋转螺母实现旋转升降，从而实现下夹头轴的升降。按上述方案，所述称重单元采用单点式称重传感器。按上述方案，旋转轴通过上下两个球轴承与旋转外套管连接。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将称重系统和旋转驱动系统融入一个结构体系内，使称重功能与粉棒的自身旋转运动不相互干扰，既保持粉棒具有较高的旋转精度，又能实时精确的测量旋转的粉棒的重量；通过采用线性滑轨的连接方式来实现粉棒与线性滑轨平行方向的自由状态，同时约束住其它方向的自由度，使整个装置更稳定、平稳；采用单点式称重传感器、平面轴承以及上下两球轴承的轴布置方式保证称重结构的精确可靠性；采用在粉棒下端圆周布置弹性部件的支撑方式作为辅助支撑结构，可使粉棒得到较稳定的径向及周向约束，同时可防止粉棒由于下支撑机构卡住被扭断；也可避免预制棒轴线绕曲变形。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是竖直布置的OVD沉积设备结构示意图；图2是本专利技术适用于OVD工艺的在线称重系统的结构示意图；图3是下夹头弹性部件与下夹头轴的连接结构示意图。图中：1、OVD工艺沉积粉棒，2、上夹头机构，3、沉积腔，4、喷灯组，5、下支撑机构，6、抽风管，7、底座，8、线性滑轨，9、单点式称重单元，10、平面轴承，11、平面轴承座，12、同步带轮，13、球轴承，14、旋转轴，15、旋转外套管，16、把棒上夹头，17、下夹头弹性部件，18、下夹头轴，20、轴套，21、旋转螺母，22、螺纹套，23、下夹头底座。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1-3，一种适用于OVD工艺的在线称重系统，包括与OVD工艺沉积粉棒1连接的上夹头机构2、支撑OVD工艺沉积粉棒1的下支撑机构5、与上夹头机构2连接的单点式称重单元9。上夹头机构2包括底座7、线性滑轨8、与OVD工艺沉积粉棒1上端连接的把棒上夹头16；把棒上夹头16通过法兰与旋转轴14的下端连接；旋转轴14的上端通过水平轴承10、水平轴承座11与单点式称重单元9连接；旋转轴14的上下两端通过两个球轴承13径向固定在旋转外套管15的内腔；旋转外套管15通过线性滑轨8与底座7连接；底座7与沉积腔3的腔壁连接；在旋转轴14的一端安装有同步带轮12，通过同步带轮12带动OVD工艺沉积粉棒1以一定的速度作旋转运动。OVD工艺沉积粉棒1一方面通过旋转外套管15与底座7通过线性滑轨8连接，另一方面通过平面轴承10和平面轴承座11与单点式称重单元9以悬挂的方式连接起来，这样OVD工艺沉积粉棒1和旋转驱动的各部件的重量都通过平面轴承10和平面轴承座11传递给了称重单元，通过线性滑轨8与底座7的连接保证了重量的精确可靠性，线性滑轨的连接方式保证了粉棒的旋转稳定性。下支撑机构5包括与沉积腔3的底板连接的下夹头底座23、置于OVD工艺沉积粉棒1下端四周的下夹头弹性部件17；下夹头弹性部件17通过连接机构与下夹头底座23连接。连接机构包括下夹头轴18、轴套20、螺纹套22，下夹头轴18的上部带有凹槽，下夹头轴18的下部置于轴套20内，并通过上下两个球轴承13连接，以实现下夹头轴18的径向固定；轴套20置于螺纹套22内，轴套20和螺纹套22通过旋转螺母21实现旋转升降，从而实现下夹头轴18的升降，以方便OVD工艺沉积粉棒1的安设。下夹头弹性部件17为均匀布设在下夹头轴18的凹槽上的多个线性弹片，线性弹片的一端固定在下夹头轴18上，另一端穿过下夹头轴18上的孔后由销轴固定。下支撑机构5能在竖向方向上保证OVD工艺沉积粉棒1的自由无约束，同时径向支撑可靠无晃动，以得到OVD工艺沉积粉棒1稳定的旋转和精确的称重结果。参见图1，在沉积过程中，通过抽风管6维持沉积腔3内一定的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于OVD工艺的在线称重系统，其特征在于：包括与粉棒连接的上夹头机构、支撑粉棒的下支撑机构、与上夹头机构连接的称重单元；所述上夹头机构包括底座、线性滑轨、与粉棒上端连接的把棒上夹头；把棒上夹头与旋转轴的下端连接，旋转轴外设有旋转外套管，旋转轴的上端通过水平轴承、水平轴承座与称重单元连接；旋转外套管通过线性滑轨与底座连接；底座与沉积腔的腔壁连接；所述下支撑机构包括与沉积腔的底板连接的下夹头底座、置于粉棒下端四周的下夹头弹性部件；下夹头弹性部件通过连接机构与下夹头底座连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于OVD工艺的在线称重系统，其特征在于：包括与粉棒连接的上夹头机构、支撑粉棒的下支撑机构、与上夹头机构连接的称重单元；所述上夹头机构包括底座、线性滑轨、与粉棒上端连接的把棒上夹头；把棒上夹头与旋转轴的下端连接，旋转轴外设有旋转外套管，旋转轴的上端通过水平轴承、水平轴承座与称重单元连接；旋转外套管通过线性滑轨与底座连接；底座与沉积腔的腔壁连接；所述下支撑机构包括与沉积腔的底板连接的下夹头底座、置于粉棒下端四...

【专利技术属性】
技术研发人员：余保国，刘善沛，杨轶，朱方龙，简宝寅，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42