一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统，该系统包含冷却水进出管道、冷却水流量计、测温单元、反馈控制单元等。通过测定不锈钢喷灯基体表面的温度、再通过温度反馈控制冷却水的流速，实现不锈钢喷灯基体的温度大于环境温度至少1℃（环境温度一般在25

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统


[0001]本技术属于石英玻璃光纤预制棒制备设备领域，更具体地，涉及一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统及方法。

技术介绍

[0002]随着光纤技术的发展，不同功能、性能的光纤被开发出来，光纤结构变得越来越复杂，光纤的掺杂元素种类变得越来越多。改进的化学气相沉积法（MCVD）作为一种制备光纤预制棒管内法，以其可掺杂元素种类多、可制备复杂剖面预制棒、工艺控制性好的特点特别适合制备掺稀土光纤预制棒等特殊用途的特种光纤预制棒。MCVD制备预制棒的原理是先将高纯的原材料气体输送至衬管、在氢氧焰的加热下发生化学反应沉积在衬管内壁、然后在氢氧焰的加热下玻璃化并熔缩成一根实心的预制棒。不锈钢氢氧喷灯通过采用氢气氧气表面混合技术使氢氧气发生燃烧，可获取2300℃以上的高温，该不锈钢喷灯具备火焰稳定、高热容量、热区集中、低噪音、无污染的特点，特别适合低损耗的光纤预制棒的制备。
[0003]由于不锈钢喷灯产生的温度远大于不锈钢喷灯基体材料的熔化温度，在使用过程中需要对不锈钢喷灯进行水冷处理，保护喷灯基体的温度不至于太高，现有的水冷方式为：将20-25℃的冷却水以2-20L/min的流速经过不锈钢喷灯基体（内部有冷却水的通道），通过确保冷却水对灯体进行冷却，其冷却水的流速在使用过程中通常是固定的。然而由于使用中工艺需求的氢氧焰温度是不同的、环境的温度也会发生改变，通常会发生不锈钢喷灯基体温度小于环境温度5-10℃的情形（沉积时的氢氧焰温度较低），这时就会出现不锈钢喷灯基体表面水冷凝的现象（氢氧焰产生的水蒸气遇冷冷凝），如果氢氧焰的温度在升高由于存在冷凝的水不锈钢基体就会慢慢生锈，严重影响其使用和使用寿命。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统及方法，其目的在于通过测定不锈钢喷灯基体表面的温度、再通过温度反馈控制冷却水的流速，实现不锈钢喷灯基体的温度大于环境温度至少1℃（环境温度一般在25-30℃），既保证了不锈钢喷灯在合适的温度下使用时不至于发生炸裂等危险、又可以确保氢氧焰燃烧时产生的水蒸气不至于在不锈钢喷灯表面发生冷凝而生锈。
[0005]为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统，该系统包含冷却水进出管道、冷却水流量计、测温单元、反馈控制单元等。
[0006]所述的冷却水进出管道用于冷却水在不锈钢喷灯内部的进入、排出，包含管道、对应的接头以及开关等，一般地管道可选用金属或塑料管道，优选地选用不锈钢316L BA等级的3/8英寸管道，为避免不锈钢喷灯内部结垢冷却水优选地使用去离子水；
[0007]所述的冷却水流量计用于检测冷却水进口管道的冷却水流量，其流量设定值根据反馈控制单元的给定值变化；
[0008]所述的测温单元位于不锈钢喷灯基体的表面，用于对不锈钢喷灯表面测温，测温
单元可选用热电阻或者热电偶等，为了精确的测量不锈钢喷灯的表面温度，需要对测温单元做隔热处理，以避免氢氧焰温度及室内温度对测温的影响；
[0009]所述的反馈控制单元将获取的温度信号与环境温度及不锈钢喷灯最大的使用温度进行比较，同时计算出对应的冷却水流量值并实现对冷却水流量计的控制，通过不断调节冷却水的流量使不锈钢喷灯温度在一个合理的范围（一般地不锈钢喷灯的表面温度控制在大于环境温度1℃，但温度不超过80℃为宜）；
[0010]为实现上述目的，按照本技术的另一个方面，提供了一种不锈钢氢氧喷灯的冷却方法，具体使用方法如下：
[0011]（1）当开启MCVD设备之前（MCVD运行之前），先确保冷却水通道流畅、冷却水进口、冷却水流量计、不锈钢喷灯、冷却水出口形成一个闭环，确保不锈钢喷灯内部完全充满冷却水，此时冷却水流量计的流量设定为2L/min，否则MCVD设备开启不了（测温单元显示不锈钢喷灯表面温度）；
[0012]（2）当氢氧焰点火成功之后，反馈控制单元开启，测温单元实时测量不锈钢喷灯表面的温度并将温度信号输送到反馈控制单元，反馈控制单元通过计算向冷却水流量计输出一个流量值，通过不断调节冷却水的流量使不锈钢喷灯表面的温度达到合适的范围；
[0013]（3）当MCVD处于待机状态时（即氢氧焰关闭但是设备其他部分还在运行）需回到（1）的状态；
[0014]（4）当MCVD停机时，需对不锈钢喷灯内部的冷却水进行排空处理，具体方法是先关闭冷却水进口开关，待出口处的冷却水自然排出之后再关闭冷却水出口开关。
[0015]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0016]（1）通过温度监测使不锈钢喷灯在合适的温度下使用时不至于发生炸裂等危险、
[0017]（2）通过调节冷却水的流量是不锈钢喷灯表面温度大于环境温度，避免氢氧焰燃烧时产生的水蒸气在不锈钢喷灯表面发生冷凝而生锈；
[0018]（3）可以尽可能的节省能源，当氢氧焰处于较低的沉积温度时可以在保证不锈钢喷灯温度合适的前提下使用较小流量的冷却水，从而节省能量；
[0019]（4）通过反馈控制单元使不锈钢喷灯在MCVD不同的状态处于不同的模式，对不锈钢喷灯进行保护，确保氢气的使用安全。
附图说明
[0020]图1是技术的不锈钢氢氧喷灯冷却系统简图。
具体实施方式
[0021]为了使本技术的目的、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技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0022]如图1所示，一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统包含冷却水进出管道、冷却水流量计、测温单元、反馈控制单元等。
[0023]在本技术实例中冷却水温度在20-22℃、室温恒定为27
±
0.5℃，具体的不锈钢氢氧喷灯的冷却方法如下：
[0024]（1）在开启MCVD系统时先检查冷却水通道是否通畅、打开冷却水进出开关、确保不锈钢喷灯内充满冷却水、此时冷却水流量计的流量设为2L/min、检查测温单元是否正常；
[0025]（2）当衬管、原材料气体准备完成，氢氧焰点火成功之后，反馈控制单元开启，随着氢氧焰温度的升高并达到沉积温度1750℃，热电偶探测到的温度逐渐升高，同时温度信号进入反馈控制单元、反馈控制单元会不断调节冷却水流量计的流量，当冷却水流量在4-4.5L/min之间时，热电偶的温度显示在60-62℃之间并形成动态平衡；
[0026]（3）当衬管沉积完成后,MCVD进入到熔缩阶段，随着熔缩的进行氢氧焰的温度上升到2300℃左右，如同（2）反馈控制单元通过获取热电偶的温度信号并不断调节冷却水的流量使不锈钢喷灯维持在合适的范围，当冷却水流量在6-6.5L/min之间时，热电偶的温度显示在68-70℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢氢氧喷灯的冷却系统，其特征在于，该系统包含冷却水进出管道、冷却水流量计、测温单元、反馈控制单元；所述的冷却水进出管道用于冷却水在不锈钢喷灯内部的进入、排出，包含管道、对应的接头以及开关；所述的冷却水流量计用于检测冷却水进口管道的冷却水流量，其流量设定值根据反馈控制单元的给定值变化；所述的测温单元位于不锈钢喷灯基体的表面，用于对不锈钢喷灯表面测温，测温单元为热电阻或者热电偶，测温单元表面具有隔热层，以避免氢氧焰温度及室内温度对测温的影响；所述的反馈控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宏琪，
申请(专利权)人：黄宏琪，
类型：新型
国别省市：