[發明專利]一種提高OVD燒結效率并延長引桿使用壽命的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810073773.0
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108129017A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 沈小平;崔德運;向德成;何炳;賀程程;談悠儒;滿小忠;朱坤
• 申請（專利權）人: 江蘇通鼎光棒有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李成運

本發明創造提供了一種提高OVD燒結效率并延長引桿使用壽命的裝置，包括設置在引桿與預制棒疏松體之間的限流隔熱單元、以及對應限流隔熱單元設置的抽風單元；限流隔熱單元包括安裝在引桿下端的連接耦合器，該連接耦合器下端的連接頭上連接有轉接頭，在轉接頭的底部通過插銷連接預制棒疏松體；所述轉接頭上設置有上下對應的兩層限流板，此兩限流板之間設有石英環；所述轉接頭上設有隔熱板。本發明創造中，通過雙層的限流板和隔熱板，有效的隔熱，使引桿遠離高溫區，最大限度的避免引桿在高溫下被拉伸變細。并且，有效減少了原材料氣體的消耗，縮短了燒結時間，降低預制棒的燒結成本。

技術領域

本發明創造屬于光纖預制棒研發和制造技術領域，尤其是涉及一種提高OVD燒結效率并延長引桿使用壽命的裝置及方法。

背景技術

OVD預制棒疏松體的燒結是預制棒制備過程中最最重要的一個工藝環節，該過程直接影響到光纖預制棒及光纖各種質量指標，包括預制棒直徑均勻性、氣泡氣線缺陷、光纖損耗等。

OVD燒結的工藝原理是在1500℃的高溫環境下脫水、燒結最終形成透明的玻璃預制棒。所謂脫水，是指硅烷醇-氫鍵合基(Si-OH)與氯氣(Cl2)反應，生成玻璃微粒，其化學反應方程式如下：

2Si-OH+Cl2→SiO2+2HCl↑

OVD燒結的工藝過程：硅烷醇-氫鍵合基(Si-OH)與氯氣(Cl2)反應，在高溫環境下生長為玻璃微粒，隨著He和Cl2從爐心管底部不斷的涌入，在抽風的作用下，OVD沉積的疏松體逐漸進入高溫區，通過控制轉速和進棒的速度，生成的HCl氣體不斷的被抽風吸出，He小分子通過顆粒之間的間隙不斷的把熱量從疏松體表層帶至芯層，顆粒之間的小氣泡不斷的溢出，最終形成完全透明的光纖預制棒。

因此光纖預制棒燒結成本受燒結爐的以下幾個性能影響：

(1)燒結后預制棒有效長度。疏松體進入燒結爐后，逐漸從脫水區進棒到燒結區，而疏松體的把棒直徑偏細，長時間在高溫區容易被拉伸變細，存在很大的風險，所以燒結結束時，部分疏松體未完全玻璃化，因此合理的設定進棒位置，提高完全燒結透明區的長度，有利于節約成本。

(2)燒結時間控制。預制棒疏松體在燒結爐經過脫水、燒結形成透明的光纖預制棒。工藝氣體包括Cl2和He，Cl2氣體有毒性，需要控制抽風壓力，保證疏松體可以完全脫水同時無Cl2泄露。He分子較小有利于將熱量擴散至疏松體芯層，He價格昂貴。此外通過控制抽風壓力，保證燒結爐內無殘余的氣體且維持爐內溫度和壓力波動較小。因此在保證預制棒完全燒結的前提下，縮短燒結時間可以減少原材料氣體的消耗，節約燒結成本。

(3)燒結引桿的使用壽命。引桿使高純石英玻璃管，由于其精度、同心度要求較高，價格昂貴；長期高溫負重使用不斷被拉伸并報廢，所以需要頻繁更換。其結果不但影響生產的效率，還會增加光纖預制棒得生產成本。

由上可知，為了提高生產效率、降低生產成本，需要縮短燒結時間、延長引桿的使用壽命，同時需要設計合理的設定燒結溫度和原材料氣體的流量。然而傳統的燒結設備結構只有在爐口有一塊石英蓋板，由于在燒結的高溫環境下，引桿進入高溫區容易被拉伸變細，需要更換新的燒結引桿，需要時間安裝、檢查、測試，減低了燒結效率；燒結引桿價格昂貴，頻繁增加了生產成本；通入爐內的He、Cl2氣體大部分隨著抽風被抽走，He價格昂貴，增加了生產成本，Cl2有毒泄漏有很大的安全隱患；大量的熱量隨著抽風不斷的被抽出，增大了發熱體的負載，延長了燒結時間。增加了抽風系統的負載，增大了光纖預制棒的生產成本。

發明內容

有鑒于此，本發明創造旨在克服上述現有技術中存在的缺陷，提出一種提高OVD燒結效率并延長引桿使用壽命的裝置及方法。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：