本發(fā)明涉及光纖加工設(shè)備，具體涉及一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、光纖拉絲是光纖制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，光纖拉絲爐也是光纖制造工序中最重要的設(shè)備之一。拉絲爐內(nèi)的部件通常采用高純石墨制造，在拉絲時(shí)，爐內(nèi)溫度較高，甚至?xí)^2000攝氏度，外部的空氣進(jìn)入拉絲爐后會(huì)使石墨在高溫下氧化，影響石墨的使用壽命；同時(shí)，石墨氧化后產(chǎn)生的粉塵會(huì)粘附在預(yù)制棒及其融化部分上，導(dǎo)致制成的光纖強(qiáng)度下降，光纖強(qiáng)度的降低對(duì)光纖制造效率、銷售價(jià)格、使用壽命等影響巨大。為解決上述問題，在高溫拉絲時(shí)需要通入充足的惰性氣體(如氬氣、氦氣等)，使拉絲爐內(nèi)處于一定正壓的保護(hù)氣體氛圍中，對(duì)拉絲爐進(jìn)行保護(hù)，且在光纖拉絲過程中需調(diào)節(jié)拉絲爐下口開度，防止因爐壓過大造成光纖絲徑或強(qiáng)度報(bào)廢。

2、現(xiàn)有技術(shù)主要通過人工手動(dòng)調(diào)節(jié)拉絲爐下口開度，存在開度大小及調(diào)節(jié)速度無(wú)法精確控制，引起絲徑波動(dòng)較大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)拉絲爐下口開度，減少光纖生產(chǎn)報(bào)廢率，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一、一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)

4、本發(fā)明提供了一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括拉絲爐1、下口玻璃管4和快門調(diào)節(jié)裝置5，所述下口玻璃管4上端插入拉絲爐1內(nèi)，下端設(shè)有用于調(diào)節(jié)出口開度的快門調(diào)節(jié)裝置5；所述拉絲爐1通過測(cè)量管道連接有爐壓表2，所述爐壓表2和快門調(diào)節(jié)裝置5均與plc控制系統(tǒng)3電性連接。

5、進(jìn)一步的，所述快門調(diào)節(jié)裝置5包括快門組件6、傳動(dòng)控制組件7和支撐組件8，所述傳動(dòng)控制組件7與快門組件6相連接用于調(diào)節(jié)快門開度，所述快門組件6和傳動(dòng)控制組件7均安裝于支撐組件8上，所述支撐組件8固定連接于拉絲爐固定架上。

6、進(jìn)一步的，所述快門組件6包括安裝于所述下口玻璃管4下端的玻璃管托環(huán)61，所述玻璃管托環(huán)61下方設(shè)有殼體64，所述殼體64內(nèi)滑動(dòng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱布置的快門66，所述殼體64上方設(shè)有蓋板63；

7、所述傳動(dòng)控制組件7對(duì)稱設(shè)有兩組，所述快門66的端部均通過快門推桿62與對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)控制組件7相連接。

8、進(jìn)一步的，所述殼體64內(nèi)對(duì)稱安裝有兩組定位銷65，所述快門66均沿滑動(dòng)方向開設(shè)有與對(duì)應(yīng)的定位銷65相適配的滑槽。

9、進(jìn)一步的，所述支撐組件8包括安裝于拉絲爐固定架上的固定板81，所述固定板81底部通過轉(zhuǎn)軸83旋轉(zhuǎn)連接有支撐板84，且所述支撐板84與固定板81之間連接有手柄調(diào)節(jié)螺栓82，通過擰動(dòng)手柄調(diào)節(jié)螺栓82可調(diào)節(jié)所述支撐板84繞固定板81旋轉(zhuǎn)的角度。

10、進(jìn)一步的，所述快門組件6的殼體64安裝于所述支撐板84中部，兩組傳動(dòng)控制組件7分別對(duì)稱安裝于所述支撐板84兩端。

11、進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)控制組件7包括電機(jī)71，所述電機(jī)71安裝于所述支撐板84上端面，所述支撐板84下端面沿快門滑動(dòng)方向設(shè)有滑軌76，所述電機(jī)71的輸出端安裝有帶輪72，所述帶輪72通過皮帶73與設(shè)于支撐板84下方的旋轉(zhuǎn)絲杠74傳動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)絲杠74上套設(shè)有絲杠螺母75，所述絲杠螺母75上側(cè)卡接于所述滑軌76上且可沿滑軌76滑動(dòng)，絲杠螺母75下側(cè)通過傳動(dòng)推桿77與對(duì)應(yīng)的快門推桿62相連接。

12、進(jìn)一步的，所述電機(jī)71與plc控制系統(tǒng)3電性連接，通過所述plc控制系統(tǒng)3控制電機(jī)71輸出端旋轉(zhuǎn)，并通過皮帶傳動(dòng)和絲杠傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)推桿77橫向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)快門推桿62及對(duì)應(yīng)的快門66橫向滑動(dòng)以調(diào)節(jié)快門開度。

13、二、一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方法

14、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種如上所述拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方法，主要包括如下步驟：

15、s1，閾值設(shè)定，根據(jù)實(shí)際拉絲生產(chǎn)工況，設(shè)定拉絲爐壓力閾值；

16、s2，數(shù)據(jù)采集，通過爐壓表實(shí)時(shí)監(jiān)控拉絲爐內(nèi)壓力，并將實(shí)時(shí)壓力值反饋給plc控制系統(tǒng)；

17、s3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，plc控制系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)時(shí)間間隔依次存儲(chǔ)各時(shí)間段的拉絲爐壓力值；

18、s4，下口開度及快門速度自適應(yīng)控制，plc控制系統(tǒng)根據(jù)所述拉絲爐壓力閾值和各時(shí)間段的拉絲爐壓力值，采用自適應(yīng)控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整下口玻璃管的出口開度和快門滑動(dòng)速度。

19、進(jìn)一步的，所述自適應(yīng)控制算法，具體公式如下：

20、

21、式中，dn為第n時(shí)間段的下口玻璃管出口開度，d0為下口玻璃管的初始出口開度，為第n時(shí)間段的拉絲爐平均壓力值，p0為預(yù)設(shè)的拉絲爐壓力閾值，kd為與產(chǎn)品尺寸相關(guān)的開度修正系數(shù)，kt為與爐溫相關(guān)的開度修正系數(shù)；

22、

23、式中，vn+1為第n+1時(shí)間段的快門滑動(dòng)速度，v0為預(yù)設(shè)的初始快門滑動(dòng)速度，分別為第n-1、n、n+1時(shí)間段的拉絲爐平均壓力值，cd為與產(chǎn)品尺寸相關(guān)的速度修正系數(shù)。

24、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)：

25、1、本發(fā)明提出了一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過快門調(diào)節(jié)裝置、爐壓表與plc控制系統(tǒng)相配合，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)爐內(nèi)壓力并精準(zhǔn)調(diào)節(jié)拉絲爐下口開度，且通過快門組件、支撐組件與傳動(dòng)控制組件的合理布置，能夠有效提升系統(tǒng)的操作便捷性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率；

26、2、本發(fā)明通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制方法，能夠保證拉絲爐在穩(wěn)定的微正壓狀態(tài)下通入惰性氣體，可有效防止外界空氣混入爐內(nèi)引起爐內(nèi)氣流混亂，減少了拉絲爐內(nèi)石墨件的損耗，同時(shí)也減少了因?yàn)闋t壓?jiǎn)栴}造成的光纖衰耗，進(jìn)一步提升了合格品產(chǎn)量。

技術(shù)特征：

1.一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括拉絲爐(1)、下口玻璃管(4)和快門調(diào)節(jié)裝置(5)，所述下口玻璃管(4)上端插入拉絲爐(1)內(nèi)，下端設(shè)有用于調(diào)節(jié)出口開度的快門調(diào)節(jié)裝置(5)；所述拉絲爐(1)通過測(cè)量管道連接有爐壓表(2)，所述爐壓表(2)和快門調(diào)節(jié)裝置(5)均與plc控制系統(tǒng)(3)電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述快門調(diào)節(jié)裝置(5)包括快門組件(6)、傳動(dòng)控制組件(7)和支撐組件(8)，所述傳動(dòng)控制組件(7)與快門組件(6)相連接用于調(diào)節(jié)快門開度，所述快門組件(6)和傳動(dòng)控制組件(7)均安裝于支撐組件(8)上，所述支撐組件(8)固定連接于拉絲爐固定架上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述快門組件(6)包括安裝于所述下口玻璃管(4)下端的玻璃管托環(huán)(61)，所述玻璃管托環(huán)(61)下方設(shè)有殼體(64)，所述殼體(64)內(nèi)滑動(dòng)設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱布置的快門(66)，所述殼體(64)上方設(shè)有蓋板(63)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體(64)內(nèi)對(duì)稱安裝有兩組定位銷(65)，所述快門(66)均沿滑動(dòng)方向開設(shè)有與對(duì)應(yīng)的定位銷(65)相適配的滑槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐組件(8)包括安裝于拉絲爐固定架上的固定板(81)，所述固定板(81)底部通過轉(zhuǎn)軸(83)旋轉(zhuǎn)連接有支撐板(84)，且所述支撐板(84)與固定板(81)之間連接有手柄調(diào)節(jié)螺栓(82)，通過擰動(dòng)手柄調(diào)節(jié)螺栓(82)可調(diào)節(jié)所述支撐板(84)繞固定板(81)旋轉(zhuǎn)的角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述快門組件(6)的殼體(64)安裝于所述支撐板(84)中部，兩組傳動(dòng)控制組件(7)分別對(duì)稱安裝于所述支撐板(84)兩端。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)控制組件(7)包括電機(jī)(71)，所述電機(jī)(71)安裝于所述支撐板(84)上端面，所述支撐板(84)下端面沿快門滑動(dòng)方向設(shè)有滑軌(76)，所述電機(jī)(71)的輸出端安裝有帶輪(72)，所述帶輪(72)通過皮帶(73)與設(shè)于支撐板(84)下方的旋轉(zhuǎn)絲杠(74)傳動(dòng)連接，所述旋轉(zhuǎn)絲杠(74)上套設(shè)有絲杠螺母(75)，所述絲杠螺母(75)上側(cè)卡接于所述滑軌(76)上且可沿滑軌(76)滑動(dòng)，絲杠螺母(75)下側(cè)通過傳動(dòng)推桿(77)與對(duì)應(yīng)的快門推桿(62)相連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)(71)與plc控制系統(tǒng)(3)電性連接，通過所述plc控制系統(tǒng)(3)控制電機(jī)(71)輸出端旋轉(zhuǎn)，并通過皮帶傳動(dòng)和絲杠傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)推桿(77)橫向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)快門推桿(62)及對(duì)應(yīng)的快門(66)橫向滑動(dòng)以調(diào)節(jié)快門開度。

9.一種如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述自適應(yīng)控制算法，具體公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光纖加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種拉絲爐自動(dòng)爐壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明通過快門調(diào)節(jié)裝置、爐壓表與PLC控制系統(tǒng)相配合，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)爐內(nèi)壓力并精準(zhǔn)調(diào)節(jié)拉絲爐下口開度，且通過快門組件、支撐組件與傳動(dòng)控制組件的合理布置，能夠有效提升系統(tǒng)的操作便捷性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率；本發(fā)明通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制方法，能夠保證拉絲爐在穩(wěn)定的微正壓狀態(tài)下通入惰性氣體，可有效防止外界空氣混入爐內(nèi)引起爐內(nèi)氣流混亂，減少了拉絲爐內(nèi)石墨件的損耗，同時(shí)也減少了因?yàn)闋t壓?jiǎn)栴}造成的光纖衰耗，進(jìn)一步提升了合格品產(chǎn)量。

技術(shù)研發(fā)人員：梁揚(yáng),王濤,梁宇飛,王鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10