[實用新型]一種大尺寸高沉積速率的光纖預制棒制造裝置

有效

• 申請號: 202221746622.5
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN218146382U
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王強強;張學軍;章海峰;吳志元;劉世浩;帥瑋杰
• 申請（專利權）人: 杭州金星通光纖科技有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 代理公司: 溫州市品創專利商標代理事務所(普通合伙) 33247
• 代理人: 江杰

一種大尺寸高沉積速率的光纖預制棒制造裝置，其通過設計光纖預制棒制造裝置，包括沉積腔體、預制棒夾持結構、氣相法噴燈、等離子體噴燈和預制棒測量機構；并且優化該裝置的制備工藝，克服了現有光纖預制棒制造中存在的疏松體密度低，直徑均勻性較差和成品率低等技術缺陷，提高了光纖預制棒沉積過程中的疏松體密度和沉積成品率，本發明的制造裝置和方法可用于大尺寸高沉積速率的光纖預制棒制造。

技術領域

本實用新型屬于光纖預制棒制造技術領域，涉及一種光纖預制棒制造裝置及使用該裝置的方法，具體涉及一種大尺寸高沉積速率的光纖預制棒制造裝置。

背景技術

光纖預制棒制造，目前主要技術手段都是分為兩步。先生產芯棒，經檢測合格的芯棒經拉伸后，再在芯棒外外包包層。芯棒參數決定了光纖的性能，包層技術決定了預制棒的成本。目前的包層技術主要分四種，即管外法包括VAD(軸向氣相沉積法)、OVD(外部氣相沉積法)，管內法包括PCVD(低溫等離子氣相沉積法)和MCVD(改進的化學氣相沉積法)，套管法以及等離子體外噴法。外部氣相沉積法(OVD)是目前應用最廣泛的外包層沉積方法。外部氣相沉積法 (OVD)是以含硅原料(四氯化硅或八甲基環四硅氧烷)在可燃氣體(甲烷天然氣或氫氣)和助燃氣體(氧氣)的火焰中反應生產二氧化硅微粒并團聚長大，在熱泳效應下不斷沉積在硬質靶棒表面的過程。可燃氣體(甲烷天然氣或氫氣)的燃燒熱值較低，生成的二氧化硅顆堆積而成的疏松體密度較低，隨著預制棒直徑做大，低密度的疏松體容易開裂報廢。

目前的技術，例如中國專利CN103848565A中描述，可以通過使用常規等離子體噴燈來增加密度。但是該方法中，等離子體噴燈和氣相法的噴燈組件平行且間隔安裝，這種方法會增加氣相法噴燈的間隔，降低沉積速率。等離子體噴燈和氣相法噴燈的火焰溫度差異較大，會導致沉積的疏松體直徑均勻性較差而且成品率較低。

實用新型內容

針對現有沉積的預制棒疏松體密度低，直徑均勻性較差而且成品率較低的技術缺陷，本實用新型提供一種大尺寸高沉積速率的光纖預制棒制造裝置及使用該裝置的方法。

本實用新型的目的通過如下技術方案實現：

一種大尺寸高沉積速率的光纖預制棒制造裝置，包括沉積腔體、預制棒夾持結構、氣相法噴燈、等離子體噴燈和預制棒測量機構。

進一步地，上述的沉積腔體包含進風口和出風口，所述進風口和出風口位于所述腔體的水平方向中間軸線位置，且與所述預制棒夾持結構和氣相法噴燈位于同一軸線；所述的預制棒夾持機構安裝于所述腔體上下兩端，兩端至少有一端安裝旋轉電機和升降電機，保證所述夾持結構上下兩端同步升降和旋轉。上述的預制棒測量機構用于測量預制棒的直徑，且每個氣相法沉積噴燈對應一個測量機構。

上述沉積腔體的進風口安裝有過濾網，所述進風口數目優選大于等于3個，出風口數目優先大于等于3個，每個出風口安裝有風壓控制器且每個出風口風量可以單獨控制。上述預制棒夾持機構的下端裝有稱量預制棒重量的稱重裝置。

在上述技術方案的基礎上，上述的氣相法噴燈為有氣體燃燒的噴燈，分為沉積噴燈和保溫噴燈，其中頂部和底部的保溫噴燈通有可燃氣體甲烷天然氣或氫氣，以及助燃氣體氧氣，中間的沉積噴燈通有含硅原料如四氯化硅或八甲基環四硅氧烷，可燃氣體甲烷、天然氣或氫氣，以及助燃氣體氧氣，且中間沉積噴燈數目優選大于等于10個。所述的氣相法噴燈具有水平移動控制功能。

上述等離子體噴燈為利用高頻電磁場使工作氣體電離產生等離子火焰，噴燈工作氣體為氬氣、氦氣或壓縮空氣，所述等離子體噴燈與氣相法噴燈的夾角θ角度優選為5-90°，等離子體火焰在疏松體的表面溫度優選為1200～2200℃，所述等離子體噴燈具有上下和水平移動的單獨的控制平臺。

本實用新型使用上述光纖預制棒制造裝置的方法，包括如下步驟：

步驟一：優選包芯比大于4.0的芯棒，在芯棒兩端對接靶棒；