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

背景技術(shù)：

在光纖預制棒制造領(lǐng)域，通常采用OVD（Outside Vapor Deposition）工藝制造光纖預制棒的外包層，由于其沉積效率高，對原材料水峰、純度等指標要求不高，因而得到越來越廣泛的應用。OVD工藝的沉積設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，重力對預制棒軸線的影響沒有軸線水平布置設備那么大，不用擔心預制棒太長太粗會引起預制棒軸線繞曲變形或粉棒太重導致粉棒斷裂，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制粉棒，通過增加沉積燈頭的數(shù)量，可顯著提高設備的沉積速率。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)控預制棒沉積的累計重量以準確確定沉積的結(jié)束時間，只有這樣我們才能生產(chǎn)出滿足芯包比設定值的預制棒。現(xiàn)有的OVD工藝中并沒有實時監(jiān)控預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定值的預制棒。

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。應當理解，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。下夾頭彈性部件17為均勻布設在下夾頭軸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。

應當理解的是，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屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。