一种拉丝炉自动炉压调节系统及其控制方法与流程

本发明涉及光纤加工设备，具体涉及一种拉丝炉自动炉压调节系统及其控制方法。

背景技术：

1、光纤拉丝是光纤制造的关键技术之一，光纤拉丝炉也是光纤制造工序中最重要的设备之一。拉丝炉内的部件通常采用高纯石墨制造，在拉丝时，炉内温度较高，甚至会超过2000摄氏度，外部的空气进入拉丝炉后会使石墨在高温下氧化，影响石墨的使用寿命；同时，石墨氧化后产生的粉尘会粘附在预制棒及其融化部分上，导致制成的光纤强度下降，光纤强度的降低对光纤制造效率、销售价格、使用寿命等影响巨大。为解决上述问题，在高温拉丝时需要通入充足的惰性气体(如氩气、氦气等)，使拉丝炉内处于一定正压的保护气体氛围中，对拉丝炉进行保护，且在光纤拉丝过程中需调节拉丝炉下口开度，防止因炉压过大造成光纤丝径或强度报废。

2、现有技术主要通过人工手动调节拉丝炉下口开度，存在开度大小及调节速度无法精确控制，引起丝径波动较大的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种拉丝炉自动炉压调节系统及其控制方法，能够实现精准调节拉丝炉下口开度，减少光纤生产报废率，同时提高生产效率。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一、一种拉丝炉自动炉压调节系统

4、本发明提供了一种拉丝炉自动炉压调节系统，包括拉丝炉1、下口玻璃管4和快门调节装置5，所述下口玻璃管4上端插入拉丝炉1内，下端设有用于调节出口开度的快门调节装置5；所述拉丝炉1通过测量管道连接有炉压表2，所述炉压表2和快门调节装置5均与plc控制系统3电性连接。

5、进一步的，所述快门调节装置5包括快门组件6、传动控制组件7和支撑组件8，所述传动控制组件7与快门组件6相连接用于调节快门开度，所述快门组件6和传动控制组件7均安装于支撑组件8上，所述支撑组件8固定连接于拉丝炉固定架上。

6、进一步的，所述快门组件6包括安装于所述下口玻璃管4下端的玻璃管托环61，所述玻璃管托环61下方设有壳体64，所述壳体64内滑动设有两个对称布置的快门66，所述壳体64上方设有盖板63；

7、所述传动控制组件7对称设有两组，所述快门66的端部均通过快门推杆62与对应的传动控制组件7相连接。

8、进一步的，所述壳体64内对称安装有两组定位销65，所述快门66均沿滑动方向开设有与对应的定位销65相适配的滑槽。

9、进一步的，所述支撑组件8包括安装于拉丝炉固定架上的固定板81，所述固定板81底部通过转轴83旋转连接有支撑板84，且所述支撑板84与固定板81之间连接有手柄调节螺栓82，通过拧动手柄调节螺栓82可调节所述支撑板84绕固定板81旋转的角度。

10、进一步的，所述快门组件6的壳体64安装于所述支撑板84中部，两组传动控制组件7分别对称安装于所述支撑板84两端。

11、进一步的，所述传动控制组件7包括电机71，所述电机71安装于所述支撑板84上端面，所述支撑板84下端面沿快门滑动方向设有滑轨76，所述电机71的输出端安装有带轮72，所述带轮72通过皮带73与设于支撑板84下方的旋转丝杠74传动连接，所述旋转丝杠74上套设有丝杠螺母75，所述丝杠螺母75上侧卡接于所述滑轨76上且可沿滑轨76滑动，丝杠螺母75下侧通过传动推杆77与对应的快门推杆62相连接。

12、进一步的，所述电机71与plc控制系统3电性连接，通过所述plc控制系统3控制电机71输出端旋转，并通过皮带传动和丝杠传动驱动所述传动推杆77横向移动，进而带动快门推杆62及对应的快门66横向滑动以调节快门开度。

13、二、一种拉丝炉自动炉压调节系统的控制方法

14、基于同一发明构思，本发明还提供了一种如上所述拉丝炉自动炉压调节系统的控制方法，主要包括如下步骤：

15、s1，阈值设定，根据实际拉丝生产工况，设定拉丝炉压力阈值；

16、s2，数据采集，通过炉压表实时监控拉丝炉内压力，并将实时压力值反馈给plc控制系统；

17、s3，数据存储，plc控制系统按照预设时间间隔依次存储各时间段的拉丝炉压力值；

18、s4，下口开度及快门速度自适应控制，plc控制系统根据所述拉丝炉压力阈值和各时间段的拉丝炉压力值，采用自适应控制算法实时调整下口玻璃管的出口开度和快门滑动速度。

19、进一步的，所述自适应控制算法，具体公式如下：

20、

21、式中，dn为第n时间段的下口玻璃管出口开度，d0为下口玻璃管的初始出口开度，为第n时间段的拉丝炉平均压力值，p0为预设的拉丝炉压力阈值，kd为与产品尺寸相关的开度修正系数，kt为与炉温相关的开度修正系数；

22、

23、式中，vn+1为第n+1时间段的快门滑动速度，v0为预设的初始快门滑动速度，分别为第n-1、n、n+1时间段的拉丝炉平均压力值，cd为与产品尺寸相关的速度修正系数。

24、本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

25、1、本发明提出了一种拉丝炉自动炉压调节系统，通过快门调节装置、炉压表与plc控制系统相配合，能够实时检测炉内压力并精准调节拉丝炉下口开度，且通过快门组件、支撑组件与传动控制组件的合理布置，能够有效提升系统的操作便捷性和准确性，进而提高生产效率；

26、2、本发明通过自适应调节控制方法，能够保证拉丝炉在稳定的微正压状态下通入惰性气体，可有效防止外界空气混入炉内引起炉内气流混乱，减少了拉丝炉内石墨件的损耗，同时也减少了因为炉压问题造成的光纤衰耗，进一步提升了合格品产量。

技术特征：

1.一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，包括拉丝炉(1)、下口玻璃管(4)和快门调节装置(5)，所述下口玻璃管(4)上端插入拉丝炉(1)内，下端设有用于调节出口开度的快门调节装置(5)；所述拉丝炉(1)通过测量管道连接有炉压表(2)，所述炉压表(2)和快门调节装置(5)均与plc控制系统(3)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述快门调节装置(5)包括快门组件(6)、传动控制组件(7)和支撑组件(8)，所述传动控制组件(7)与快门组件(6)相连接用于调节快门开度，所述快门组件(6)和传动控制组件(7)均安装于支撑组件(8)上，所述支撑组件(8)固定连接于拉丝炉固定架上。

3.根据权利要求2所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述快门组件(6)包括安装于所述下口玻璃管(4)下端的玻璃管托环(61)，所述玻璃管托环(61)下方设有壳体(64)，所述壳体(64)内滑动设有两个对称布置的快门(66)，所述壳体(64)上方设有盖板(63)；

4.根据权利要求3所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述壳体(64)内对称安装有两组定位销(65)，所述快门(66)均沿滑动方向开设有与对应的定位销(65)相适配的滑槽。

5.根据权利要求3所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述支撑组件(8)包括安装于拉丝炉固定架上的固定板(81)，所述固定板(81)底部通过转轴(83)旋转连接有支撑板(84)，且所述支撑板(84)与固定板(81)之间连接有手柄调节螺栓(82)，通过拧动手柄调节螺栓(82)可调节所述支撑板(84)绕固定板(81)旋转的角度。

6.根据权利要求5所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述快门组件(6)的壳体(64)安装于所述支撑板(84)中部，两组传动控制组件(7)分别对称安装于所述支撑板(84)两端。

7.根据权利要求5所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述传动控制组件(7)包括电机(71)，所述电机(71)安装于所述支撑板(84)上端面，所述支撑板(84)下端面沿快门滑动方向设有滑轨(76)，所述电机(71)的输出端安装有带轮(72)，所述带轮(72)通过皮带(73)与设于支撑板(84)下方的旋转丝杠(74)传动连接，所述旋转丝杠(74)上套设有丝杠螺母(75)，所述丝杠螺母(75)上侧卡接于所述滑轨(76)上且可沿滑轨(76)滑动，丝杠螺母(75)下侧通过传动推杆(77)与对应的快门推杆(62)相连接。

8.根据权利要求7所述的一种拉丝炉自动炉压调节系统，其特征在于，所述电机(71)与plc控制系统(3)电性连接，通过所述plc控制系统(3)控制电机(71)输出端旋转，并通过皮带传动和丝杠传动驱动所述传动推杆(77)横向移动，进而带动快门推杆(62)及对应的快门(66)横向滑动以调节快门开度。

9.一种如权利要求1至8中任意一项所述拉丝炉自动炉压调节系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述自适应控制算法，具体公式如下：

技术总结本发明涉及光纤加工设备技术领域，具体涉及一种拉丝炉自动炉压调节系统及其控制方法。本发明通过快门调节装置、炉压表与PLC控制系统相配合，能够实时检测炉内压力并精准调节拉丝炉下口开度，且通过快门组件、支撑组件与传动控制组件的合理布置，能够有效提升系统的操作便捷性和准确性，进而提高生产效率；本发明通过自适应调节控制方法，能够保证拉丝炉在稳定的微正压状态下通入惰性气体，可有效防止外界空气混入炉内引起炉内气流混乱，减少了拉丝炉内石墨件的损耗，同时也减少了因为炉压问题造成的光纤衰耗，进一步提升了合格品产量。技术研发人员：梁扬,王涛,梁宇飞,王鹏受保护的技术使用者：长飞光纤光缆股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10