本發(fā)明涉及一種適用于OVD工藝的在線稱重系統(tǒng)，屬光纖預(yù)制棒制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在光纖預(yù)制棒制造領(lǐng)域，通常采用OVD（Outside Vapor Deposition）工藝制造光纖預(yù)制棒的外包層，由于其沉積效率高，對原材料水峰、純度等指標(biāo)要求不高，因而得到越來越廣泛的應(yīng)用。OVD工藝的沉積設(shè)備大體上可以分為軸線水平布置和軸線豎直布置兩種結(jié)構(gòu)形式。對于后者，由于軸線豎直布置，在沉積過程中，隨著粉棒的直徑越來越大，重力對預(yù)制棒軸線的影響沒有軸線水平布置設(shè)備那么大，不用擔(dān)心預(yù)制棒太長太粗會引起預(yù)制棒軸線繞曲變形或粉棒太重導(dǎo)致粉棒斷裂，所以這種豎直布置的方式更易于生產(chǎn)長度和直徑超大的預(yù)制粉棒，通過增加沉積燈頭的數(shù)量，可顯著提高設(shè)備的沉積速率。在OVD工藝中采用的芯棒通常是由VAD工藝沉積、燒結(jié)并通過拉伸而成。對于確定規(guī)格的VAD芯棒，其各項參數(shù)已經(jīng)決定了將要進行的OVD工藝沉積預(yù)制棒包層的直徑或重量。這意味著在OVD工藝生產(chǎn)過程中，我們必須實時監(jiān)控預(yù)制棒沉積的累計重量以準(zhǔn)確確定沉積的結(jié)束時間，只有這樣我們才能生產(chǎn)出滿足芯包比設(shè)定值的預(yù)制棒。現(xiàn)有的OVD工藝中并沒有實時監(jiān)控預(yù)制棒沉積累計重量的裝置，操作工人只能根據(jù)經(jīng)驗來確定預(yù)制棒沉積累計重量，這勢必造成生產(chǎn)出的芯包不能滿足芯包比設(shè)定值的預(yù)制棒。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于OVD工藝的在線稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)能準(zhǔn)確實時的測量芯棒的重量。

為了得到粉棒實時精確的重量，必須保證粉棒在豎向的重力方向具有完全的自由無約束，也就是說除了粉棒本身的重量，與粉棒相關(guān)的旋轉(zhuǎn)支撐部件、夾頭等都不能在豎向?qū)Ψ郯粲腥魏谓Y(jié)構(gòu)的支撐作用；同時對于粉棒的旋轉(zhuǎn)來說，我們必須對粉棒提供穩(wěn)定的周向支撐，才能保證粉棒以較高精度的旋轉(zhuǎn)，這樣才能避免旋轉(zhuǎn)對稱重不產(chǎn)生干擾，保證稱重結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明將單點式稱重傳感器與芯棒旋轉(zhuǎn)機構(gòu)串聯(lián)起來，確保了稱重和旋轉(zhuǎn)功能都能正常的工作，將粉棒設(shè)計為豎向的浮動機構(gòu)，為粉棒增加了圓周的支撐機構(gòu)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種適用于OVD工藝的在線稱重系統(tǒng)，包括與粉棒連接的上夾頭機構(gòu)、支撐粉棒的下支撐機構(gòu)、與上夾頭機構(gòu)連接的稱重單元；

所述上夾頭機構(gòu)包括底座、線性滑軌、與粉棒上端連接的把棒上夾頭；把棒上夾頭與旋轉(zhuǎn)軸的下端連接，旋轉(zhuǎn)軸外設(shè)有旋轉(zhuǎn)外套管，旋轉(zhuǎn)軸的上端通過水平軸承、水平軸承座與稱重單元連接；旋轉(zhuǎn)外套管通過線性滑軌與底座連接；底座與沉積腔的腔壁連接；

所述下支撐機構(gòu)包括與沉積腔的底板連接的下夾頭底座、置于粉棒下端四周的下夾頭彈性部件；下夾頭彈性部件通過連接機構(gòu)與下夾頭底座連接；當(dāng)粉棒的下端插入下支撐機構(gòu)的下夾頭彈性部件時，通過下夾頭彈性部件輕微的壓縮變形約束粉棒的徑向及周向的晃動，但是不影響粉棒的重量傳遞給稱重單元，同時通過下夾頭彈性部件的變形作用可以保護粉棒在下支撐機構(gòu)意外卡住不能正常旋轉(zhuǎn)時，不至于使粉棒扭斷。

按上述方案，所述下夾頭彈性部件為設(shè)置在連接機構(gòu)上的多個線性彈片，線性彈片的一端固定在連接機構(gòu)上，另一端穿過連接機構(gòu)上的孔后由銷軸固定。

按上述方案，所述連接機構(gòu)包括下夾頭軸、螺紋套，所述下夾頭軸的上部帶有凹槽，下夾頭軸的下部置于螺紋套內(nèi)，下夾頭軸和螺紋套通過旋轉(zhuǎn)螺母實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)升降。

按上述方案，下夾頭軸下端設(shè)有軸套，下夾頭軸與軸套通過上下兩個球軸承連接；軸套置于螺紋套內(nèi)，軸套和螺紋套通過旋轉(zhuǎn)螺母實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)升降，從而實現(xiàn)下夾頭軸的升降。

按上述方案，所述稱重單元采用單點式稱重傳感器。

按上述方案，旋轉(zhuǎn)軸通過上下兩個球軸承與旋轉(zhuǎn)外套管連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明將稱重系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)融入一個結(jié)構(gòu)體系內(nèi)，使稱重功能與粉棒的自身旋轉(zhuǎn)運動不相互干擾，既保持粉棒具有較高的旋轉(zhuǎn)精度，又能實時精確的測量旋轉(zhuǎn)的粉棒的重量；

通過采用線性滑軌的連接方式來實現(xiàn)粉棒與線性滑軌平行方向的自由狀態(tài)，同時約束住其它方向的自由度，使整個裝置更穩(wěn)定、平穩(wěn)；

采用單點式稱重傳感器、平面軸承以及上下兩球軸承的軸布置方式保證稱重結(jié)構(gòu)的精確可靠性；

采用在粉棒下端圓周布置彈性部件的支撐方式作為輔助支撐結(jié)構(gòu)，可使粉棒得到較穩(wěn)定的徑向及周向約束，同時可防止粉棒由于下支撐機構(gòu)卡住被扭斷；也可避免預(yù)制棒軸線繞曲變形。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是豎直布置的OVD沉積設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明適用于OVD工藝的在線稱重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是下夾頭彈性部件與下夾頭軸的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、OVD工藝沉積粉棒，2、上夾頭機構(gòu)，3、沉積腔，4、噴燈組，5、下支撐機構(gòu)，6、抽風(fēng)管，7、底座，8、線性滑軌，9、單點式稱重單元，10、平面軸承，11、平面軸承座，12、同步帶輪，13、球軸承，14、旋轉(zhuǎn)軸，15、旋轉(zhuǎn)外套管，16、把棒上夾頭，17、下夾頭彈性部件，18、下夾頭軸，20、軸套，21、旋轉(zhuǎn)螺母，22、螺紋套，23、下夾頭底座。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1-3，一種適用于OVD工藝的在線稱重系統(tǒng)，包括與OVD工藝沉積粉棒1連接的上夾頭機構(gòu)2、支撐OVD工藝沉積粉棒1的下支撐機構(gòu)5、與上夾頭機構(gòu)2連接的單點式稱重單元9。

上夾頭機構(gòu)2包括底座7、線性滑軌8、與OVD工藝沉積粉棒1上端連接的把棒上夾頭16；把棒上夾頭16通過法蘭與旋轉(zhuǎn)軸14的下端連接；旋轉(zhuǎn)軸14的上端通過水平軸承10、水平軸承座11與單點式稱重單元9連接；旋轉(zhuǎn)軸14的上下兩端通過兩個球軸承13徑向固定在旋轉(zhuǎn)外套管15的內(nèi)腔；旋轉(zhuǎn)外套管15通過線性滑軌8與底座7連接；底座7與沉積腔3的腔壁連接；在旋轉(zhuǎn)軸14的一端安裝有同步帶輪12，通過同步帶輪12帶動OVD工藝沉積粉棒1以一定的速度作旋轉(zhuǎn)運動。OVD工藝沉積粉棒1一方面通過旋轉(zhuǎn)外套管15與底座7通過線性滑軌8連接，另一方面通過平面軸承10和平面軸承座11與單點式稱重單元9以懸掛的方式連接起來，這樣OVD工藝沉積粉棒1和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的各部件的重量都通過平面軸承10和平面軸承座11傳遞給了稱重單元，通過線性滑軌8與底座7的連接保證了重量的精確可靠性，線性滑軌的連接方式保證了粉棒的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。

下支撐機構(gòu)5包括與沉積腔3的底板連接的下夾頭底座23、置于OVD工藝沉積粉棒1下端四周的下夾頭彈性部件17；下夾頭彈性部件17通過連接機構(gòu)與下夾頭底座23連接。連接機構(gòu)包括下夾頭軸18、軸套20、螺紋套22，下夾頭軸18的上部帶有凹槽，下夾頭軸18的下部置于軸套20內(nèi)，并通過上下兩個球軸承13連接，以實現(xiàn)下夾頭軸18的徑向固定；軸套20置于螺紋套22內(nèi)，軸套20和螺紋套22通過旋轉(zhuǎn)螺母21實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)升降，從而實現(xiàn)下夾頭軸18的升降，以方便OVD工藝沉積粉棒1的安設(shè)。下夾頭彈性部件17為均勻布設(shè)在下夾頭軸18的凹槽上的多個線性彈片，線性彈片的一端固定在下夾頭軸18上，另一端穿過下夾頭軸18上的孔后由銷軸固定。下支撐機構(gòu)5能在豎向方向上保證OVD工藝沉積粉棒1的自由無約束，同時徑向支撐可靠無晃動，以得到OVD工藝沉積粉棒1穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)和精確的稱重結(jié)果。

參見圖1，在沉積過程中，通過抽風(fēng)管6維持沉積腔3內(nèi)一定的工作壓力，上夾頭機構(gòu)2懸吊夾持OVD工藝沉積粉棒1的上端，下支撐機構(gòu)5周向約束OVD工藝沉積粉棒1的下端，OVD工藝沉積粉棒1以一定的速度繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，噴燈組4將原料和燃料通過燈頭火焰噴射到OVD工藝沉積粉棒1并附著在其表面，隨著時間的推移OVD工藝沉積粉棒1的直徑越來越大；同時，噴燈組4在燈架的驅(qū)動下緩慢的向遠離OVD工藝沉積粉棒1軸線的方向移動以適應(yīng)OVD工藝沉積粉棒1直徑增大的變化。

本發(fā)明中，水平軸承、旋轉(zhuǎn)軸、把棒上夾頭、粉棒、下夾頭軸的中軸線在同一條直線上，以維保整個裝置的穩(wěn)定。

本發(fā)明的稱重單元采用單點式稱重傳感器，結(jié)合相關(guān)的導(dǎo)向支撐機構(gòu)，將稱重系統(tǒng)與粉棒軸線的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)相融合，使設(shè)備在進行OVD工藝沉積的同時，能夠?qū)崟r測量粉棒包層已經(jīng)沉積得到的精確重量。本發(fā)明還可通過該重量自動結(jié)束OVD沉積流程，并熄火停機。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。