BR112017020247B1 - Alimentador giratório, torno de deposição de vapor químico, e, método de fabricação de forma prévia para fibras ópticas - Google Patents

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Abstract

ALIMENTADOR GIRATÓRIO, TORNO DE DEPOSIÇÃO DE VAPOR QUÍMICO, E, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE FORMA PRÉVIA PARA FIBRAS ÓPTICAS. Alimentador giratório para montagem de tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o interior do tubo, em que o mencionado alimentador compreende uma linha de fornecimento de gás de processo para fornecer gás de processo para o mencionado tubo de substrato, um suporte giratório disposto para receber e reter o mencionado tubo de substrato para girar o mencionado tubo de substrato com relação à mencionada linha de fornecimento de gás de processo, uma união giratória fornecida entre o mencionado suporte giratório e a mencionada linha de fornecimento de gás de processo para conexão giratória do mencionado suporte giratório à mencionada linha de fornecimento de gás de processo, um abrigo estacionário conectado à mencionada linha de fornecimento de gás de processo e ao mencionado suporte giratório, de maneira a formar uma cavidade fechada em volta da mencionada união giratória, em que o mencionado abrigo estacionário compreende adicionalmente uma linha de fornecimento de gás auxiliar para fornecer gás auxiliar à mencionada cavidade fechada.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um alimentador giratório para montagem de um tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o tubo de substrato. A presente invenção refere-se ainda a um método de fabricação de forma prévia para fibras ópticas, utilizando Deposição de Vapor Químico, CVD, e um torno que compreende o novo alimentador giratório.
[002] A deposição de camadas de vidro sobre o lado interno de um tubo de substrato, em que um ou mais gases reativos e um gás que contém oxigênio são fornecidos para o mencionado tubo de substrato, é intrinsecamente conhecida, por exemplo, por meio da Patente Norte- Americana n° 6.260.510, em nome do depositante do presente. Segundo o método conhecido por meio dela, camadas de dióxido de silício, que pode ou não ser enriquecido (por exemplo, dióxido de silício enriquecido com germânio), são revestidas sobre a superfície interna de um tubo de substrato que consiste, por exemplo, de vidro de quartzo. Essa reação de deposição pode ser conduzida, por exemplo, por meio de posicionamento do tubo de substrato ao longo do eixo cilíndrico da cavidade ressonante e fluxo subsequente da parte interna do tubo com uma mistura gasosa que compreende oxigênio, cloreto de silício e cloreto de germânio. Em seguida, gera-se plasma localizado no interior do tubo de substrato, de forma a produzir deposição direta de dióxido de silício enriquecido com germânio sobre a superfície interna do tubo de substrato. Como essa deposição somente ocorre nas proximidades do plasma localizado, a cavidade ressonante (e, portanto, o plasma) deve ser movimentada de forma recíproca ao longo do eixo cilíndrico do tubo de substrato, a fim de revestir o tubo de substrato uniformemente ao longo de todo o seu comprimento. Quando a deposição das camadas estiver encerrada, o tubo de substrato é tratado termicamente, de forma que seja contraído em uma vara, que também é denominada forma prévia óptica. Caso a ponta da forma prévia óptica seja aquecida de forma que a mencionada ponta comece a fundir- se, uma fibra óptica pode ser retirada da vara e enrolada em uma bobina. Essa fibra óptica possui, portanto, uma parte de núcleo e revestimento correspondente ao da forma prévia óptica. Como o núcleo enriquecido com germânio possui índice de refração mais alto que o revestimento não enriquecido, por exemplo, a fibra pode agir como guia de ondas, ou seja, para uso na propagação de sinais de telecomunicação óptica. Dever-se-á observar, entretanto, que a mistura gasosa que sofre fluxo através da pare interna do tubo de substrato pode também conter outros componentes; pode-se adicionar um composto que contém flúor, o que causa redução do índice de refração do dióxido de silício enriquecido.
[003] O uso dessa fibra para fins de telecomunicações exige que a fibra seja substancialmente livre de contaminação, pois essa contaminação pode causar séria atenuação do sinal sendo conduzido, caso se utilizem grandes comprimentos de fibras. Como resultado, é importante que não apenas o processo de PCVD acima seja altamente uniforme, mas também que os gases reativos utilizados para a deposição não contenham impurezas indesejáveis. Durante a deposição de vapor químico mencionada acima, os átomos de hidrogênio podem formar, portanto, ligações -OH nas camadas de vidro que foram depositadas sobre o lado interno do tubo de substrato, em que essas ligações -OH possuem forte efeito adverso sobre os espectros de transmissão de fibras depositadas de uma forma prévia óptica, particularmente por conta da sua forte absorção a 1250 nm e 1385 nm. Essas perdas de absorção devido à presença de pequenas quantidades de impurezas no material de partida gasoso podem representar 10-20 dB/km de um comprimento de onda de 1385 nm. Embora existam métodos do estado da técnica para evitar a incorporação desses grupos -OH à fibra de vidro óptica, por exemplo, conduzindo-se uma etapa de cloração após a etapa de deposição no caso de estruturas de vidro poroso, conforme conhecido por meio da Patente Norte-Americana n° 4.675.038, ou por meio da adição de flúor durante a reação de deposição de vapor químico, por exemplo, conforme conhecido por meio do Pedido de Patente Europeu n° 0.127.227, os dois métodos do estado da técnica apresentam essa desvantagem de que quantidade adicional de cloro ou flúor, respectivamente, encontrará seu caminho na estrutura de vidro final, gerando maiores perdas de atenuação causadas pela difusão de Rayleigh.
[004] A orientação da luz tem lugar em uma pequena parte de uma fibra de vidro óptica, ou seja, o núcleo óptico, e uma pequena parte do revestimento que rodeia o mencionado núcleo. É importante, portanto, que formas prévias ópticas das quais é retirada uma fibra de vidro óptica, em que essa fibra de vidro é responsável pela condução da luz, sejam livres de impurezas, particularmente grupos hidroxila.
[005] O Pedido de Patente Europeu n° 0.401.742 refere-se a um processo de OVD em que dióxido de silício livre de íons de hidroxila é depositado sobre um substrato, em que o substrato está localizado em um espaço que é separado da atmosfera circunvizinha.
[006] O Pedido de Patente Europeu n° 0.477.4996.5, em nome do depositante do presente, descreve um método de combate das contaminações mencionadas acima, em que é descrito um método de fabricação de forma prévia para fibras ópticas, no qual tem lugar a deposição de compostos formadores de vidro sobre um tubo de substrato, em que a etapa de deposição é conduzida em um ambiente no qual o substrato está presente em atmosfera condicionada e essa atmosfera condicionada contém teor de umidade mais baixo que o da atmosfera não condicionada.
[007] A desvantagem desse método é o fato de que o torno de CVD completo necessita ser colocado em atmosfera condicionada, de forma que nenhuma contaminação possa entrar no tubo de substrato. Este pode ser um processo radical e complicado, pois provavelmente envolveria novo projeto da disposição da fábrica.
[008] Um aspecto da presente invenção é, portanto, o de fornecer um alimentador giratório para montagem de um tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o tubo, em que nenhuma contaminação é capaz de entrar no tubo de substrato por meio do alimentador giratório.
[009] Outro aspecto da presente invenção é o de fornecer um torno de Deposição de Vapor Químico, CVD, que compreende esse alimentador giratório.
[0010] Ainda outro aspecto da presente invenção é o de fornecer um método de fabricação de forma prévia para fibras ópticas, utilizando o novo torno de Deposição de Vapor Químico, CVD, em que tem lugar a deposição de compostos de formação de vidro sobre um tubo de substrato de recebido.
[0011] Os objetos mencionados acima são atingidos pela presente invenção.
Descrição Resumida da Invenção
[0012] A presente invenção refere-se a um alimentador giratório para montagem de tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o tubo, em que o mencionado alimentador compreende: - uma linha de fornecimento de gás de processo para fornecer gás de processo para o mencionado tubo de substrato; - um suporte giratório disposto para receber e reter o mencionado tubo de substrato para girar o mencionado tubo de substrato com relação à mencionada linha de fornecimento de gás de processo; - uma união giratória fornecida entre o mencionado suporte giratório e a mencionada linha de fornecimento de gás de processo para conectar de forma giratória o mencionado suporte giratório à mencionada linha de fornecimento de gás de processo; - um abrigo estacionário conectado à mencionada linha de fornecimento de gás de processo e ao mencionado suporte giratório, de maneira a formar uma cavidade fechada em volta da mencionada união giratória, em que o mencionado abrigo estacionário compreende adicionalmente uma linha de fornecimento de gás auxiliar para fornecer gás auxiliar à mencionada cavidade fechada; e - uma união giratória adicional fornecida entre o mencionado suporte giratório e o mencionado abrigo estacionário para conexão giratória do mencionado suporte giratório ao mencionado abrigo estacionário para fornecer vedação entre a mencionada cavidade fechada e um ambiente externo do mencionado alimentador giratório, de tal forma que a mencionada cavidade fechada possa ser pressurizada pelo mencionado gás auxiliar.
[0013] Em uma realização, o mencionado abrigo estacionário é conectado ao mencionado suporte giratório por meio de pelo menos um rolamento.
[0014] Em outra realização, o mencionado suporte giratório compreende: - uma seção receptora que possui uma abertura, em que a mencionada seção receptora é disposta para receber o mencionado tubo de substrato, de tal forma que uma primeira extremidade do mencionado tubo de substrato penetre na mencionada seção receptora; e - uma parte de suporte disposta para reter a mencionada primeira extremidade do mencionado tubo de substrato, em que a mencionada parte de suporte compreende pelo menos um membro de vedação para vedar substancialmente a mencionada seção receptora e a mencionada primeira extremidade do mencionado tubo de substrato recebido na mencionada abertura.
[0015] Em outra realização, a mencionada parte de suporte compreende dois membros de vedação separados em locais adjacentes, em que a mencionada seção receptora compreende um orifício orientado entre os mencionados dois membros de vedação, de tal forma que uma área delimitada pelos mencionados dois membros de vedação e o mencionado tubo de substrato, quando recebido na mencionada seção receptora, encontra-se em contato direto com a mencionada cavidade.
[0016] Em outra realização, os mencionados membros de vedação compreendem anéis.
[0017] Em outra realização, o mencionado alimentador é disposto para montar um tubo de substrato giratório em um torno de Deposição de Vapor Químico, CVD.
[0018] A presente invenção também se refere a um torno de Deposição de Vapor Químico, CVD, disposto para reter e girar um tubo de substrato durante a fabricação de uma forma prévia para fibras ópticas, em que tem lugar a deposição de compostos de formação de vidro sobre o mencionado tubo de substrato e o mencionado torno de CVD compreende o novo alimentador giratório, em que o mencionado torno de CVD compreende adicionalmente: - meio de gás de processo para fornecer o mencionado gás de processo para a mencionada linha de fornecimento de gás de processo sob pressão de gás de processo; e - meio de gás auxiliar para fornecer o mencionado gás auxiliar para a mencionada cavidade, por meio da mencionada linha de fornecimento de gás auxiliar, para criar pressão de gás auxiliar na mencionada cavidade fechada.
[0019] Em uma realização, a mencionada pressão de gás auxiliar é mais baixa que a mencionada pressão de gás de processo.
[0020] Em outra realização, o torno de CVD é disposto para operar sob pressão ambiente, em que a mencionada pressão de gás auxiliar é mais alta que a mencionada pressão ambiente.
[0021] Em outra realização, o mencionado gás auxiliar contém menos de 10 ppm de impurezas e, preferencialmente, o mencionado gás auxiliar é um dentre oxigênio, nitrogênio, argônio e hélio.
[0022] Em outra realização, o mencionado torno de CVD compreende adicionalmente o mencionado tubo de substrato recebido.
[0023] A presente invenção refere-se ainda a um método de fabricação de forma prévia para fibras ópticas, utilizando o novo torno de Deposição de Vapor Químico, CVD, em que tem lugar a deposição de compostos de formação de vidro sobre um tubo de substrato recebido, em que o mencionado método é caracterizado pela etapa de: - pressurização, utilizando o mencionado meio de gás auxiliar, da mencionada cavidade fechada à mencionada pressão de gás auxiliar durante a mencionada etapa de deposição.
[0024] Em uma realização, a mencionada etapa de pressurização compreende: - pressurização, utilizando o mencionado meio de gás auxiliar, da mencionada cavidade fechada na mencionada pressão de gás auxiliar durante a mencionada etapa de deposição, em que a mencionada pressão de gás auxiliar é mais baixa que a mencionada pressão de gás de processo ou mais alta que a pressão ambiente.
[0025] Em outra realização, o mencionado método compreende adicionalmente a etapa de: - contração, após a mencionada etapa de deposição, do mencionado tubo de substrato em uma forma prévia massiva; em que a mencionada etapa de pressurização também é realizada durante a mencionada etapa de contração.
[0026] Em outra realização, a mencionada etapa de deposição é uma etapa de deposição de PCVD.
[0027] A presente invenção é explicada com mais detalhes abaixo.
[0028] Definições utilizadas no presente relatório descritivo:
[0029] As definições a seguir são utilizadas no presente relatório descritivo e/ou reivindicações para definir o objeto indicado. Outros termos não indicados abaixo destinam-se a ter o significado geralmente aceito no campo.
[0030] “Tubo de substrato oco”, da forma utilizada no presente relatório descritivo, indica um tubo cilíndrico que possui uma cavidade no seu interior. Geralmente, o lado interno do mencionado tubo é equipado (ou revestido) com uma série de camadas de vidro durante a fabricação de uma forma prévia.
[0031] “Superfície interna”, da forma utilizada no presente relatório descritivo, indica a superfície interna ou superfície interior do tubo de substrato oco.
[0032] “Vidro” ou “material de vidro”, da forma utilizada no presente relatório descritivo, indica material de óxido vítreo ou cristalino (por exemplo, sílica (SiO2) ou mesmo quartzo) depositado por meio de um processo de deposição de vapor.
[0033] “Sílica”, da forma utilizada no presente relatório descritivo, indica qualquer substância na forma de SiOx, seja ou não estequiométrica, seja ou não cristalina ou amorfa.
[0034] “Compostos ou gases formadores de vidro”, da forma utilizada no presente relatório descritivo, indica gases reativos utilizados durante o processo de deposição para formar camadas de vidro (por exemplo, O2 e SiCl4). Esses gases formadores de vidro podem compreender um precursor para dopante (por exemplo, GeCl4 e, opcionalmente, outros).
[0035] “Plasma”, da forma utilizada no presente relatório descritivo, indica um gás ionizado que consiste de íons positivos e elétrons livres em proporções que resultam em mais ou menos nenhuma carga elétrica final sob temperaturas muito altas. O plasma normalmente é induzido por micro-ondas.
[0036] As características e vantagens da presente invenção mencionadas acima e outras serão mais bem compreendidas por meio da descrição a seguir com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos, números de referência similares indicam partes idênticas ou partes que desempenham função ou operação idêntica ou comparável.
[0037] As características e vantagens da presente invenção mencionadas acima e outras serão mais bem compreendidas por meio da descrição a seguir com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos, números de referência similares indicam partes idênticas ou partes que desempenham função ou operação idêntica ou comparável.
[0038] A presente invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo ou a um método específico de fabricação da forma prévia óptica.
[0039] A presente invenção não exige alterações significativas da configuração instrumental ou dispositivos/aparelhos que já se encontram em uso. A solução do problema apresentado na presente invenção é, portanto, de implementação simples e econômica.
Breve Descrição das Figuras
[0040] A Figura 1 descreve um exemplo de alimentador giratório para montagem de um tubo de substrato giratório em um torno.
[0041] A Figura 2 descreve um exemplo de fluxograma que ilustra as etapas de um método de acordo com a presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
[0042] A presente invenção refere-se, em primeiro aspecto, a um alimentador giratório para montagem de um tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o tubo, em que o mencionado alimentador compreende: - uma linha de fornecimento de gás de processo para fornecer um gás de processo para o mencionado tubo de substrato; - um suporte giratório disposto para receber e reter o mencionado tubo de substrato para girar o mencionado tubo de substrato com relação à mencionada linha de fornecimento de gás de processo; - uma união giratória fornecida entre o mencionado suporte giratório e a mencionada linha de fornecimento de gás de processo para conectar de forma giratória o mencionado suporte giratório à mencionada linha de fornecimento de gás de processo; - um abrigo estacionário conectado à mencionada linha de fornecimento de gás de processo e ao mencionado suporte giratório, de maneira a formar uma cavidade fechada em volta da mencionada união giratória, em que o mencionado abrigo estacionário compreende adicionalmente uma linha de fornecimento de gás auxiliar para fornecer um gás auxiliar à mencionada cavidade fechada; e - uma união giratória adicional fornecida entre o mencionado suporte giratório e o mencionado abrigo estacionário para conexão giratória do mencionado suporte giratório ao mencionado abrigo estacionário para fornecer vedação entre a mencionada cavidade fechada e um ambiente externo do mencionado alimentador giratório, de tal forma que a mencionada cavidade fechada possa ser pressurizada pelo mencionado gás auxiliar.
[0043] Conforme discutido acima, uma desvantagem do presente processo de fabricação de forma prévia para fibras ópticas é que a contaminação, por exemplo, na forma de grupos hidroxila, tende a introduzir- se do ambiente no tubo de substrato por meio do alimentador giratório, causando aumento significativo das perdas de atenuação das fibras ópticas.
[0044] Conforme explicado acima, um dos objetos da presente invenção é o de fornecer um alimentador giratório para montagem de um tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o tubo, em que se evita a intrusão de contaminação, ou seja, grupos hidroxila, no tubo de substrato.
[0045] A presente invenção é baseada na descoberta dos inventores do presente que a contaminação é principalmente capaz de entrar no tubo de substrato por meio de vazamentos muito pequenos na união giratória. Os inventores do presente concluíram que, a fim de combater esse fenômeno, a união giratória deverá ser rodeada por uma cavidade fechada e a cavidade fechada deverá ser conectada a uma linha de fornecimento de gás auxiliar, de tal forma que a cavidade possa receber e ser pressurizada com gás auxiliar.
[0046] Caso a cavidade esteja sendo pressurizada, utilizando o gás auxiliar, com pressão de gás auxiliar menor que a pressão de gás de processo, ocorre efeito de sucção que garante que qualquer contaminação que entre na cavidade seja descarregada por meio da linha de fornecimento auxiliar. Desta forma, nenhuma contaminação é capaz de atingir a união giratória e, portanto, também não é capaz de entrar no tubo de substrato por meio de possíveis vazamentos na união giratória.
[0047] Caso a cavidade esteja sendo pressurizada, utilizando o gás auxiliar, com pressão de gás auxiliar mais alta que a pressão ambiente, tal como a pressão atmosférica, do alimentador giratório, a contaminação não pode entrar na cavidade devido à diferença de pressão, também não é capaz, portanto, de atingir a união giratória e, portanto, também não é capaz de entrar no tubo de substrato por meio de vazamentos na união giratória.
[0048] No contexto da presente invenção, tubo de substrato é um tubo oco no qual camadas de vidro podem ser depositadas na sua superfície interna, formando com isso um precursor de forma prévia primária. Um tubo de substrato que possui camadas de vidro depositadas na sua superfície interna pode ser obtido por meio de um processo de deposição de vapor interno, tal como de um processo de deposição de plasma interno, por exemplo, por meio de CVD.
[0049] Torno é uma ferramenta de máquina que é capaz de girar o tubo de substrato sobre o seu eixo, de forma que a deposição das camadas de vidro seja realizada de forma homogênea no interior do tubo de substrato.
[0050] O gás de processo pode ser uma mistura gasosa que compreende, por exemplo, oxigênio, cloreto de silício e cloreto de germânio. A deposição de dióxido de silício enriquecido com germânio sobre a superfície interna do tubo de substrato é obtida em seguida por meio de energização local da mistura de gases no tubo de substrato, por exemplo, por meio de aquecimento local do tubo de substrato a partir do lado externo, utilizando queimadores ou fornalha, ou por meio da geração local de plasma no interior do tubo de substrato. A fonte de calor ou plasma realiza movimento recíproco ao longo do comprimento do tubo de substrato.
[0051] O abrigo estacionário de acordo com a presente invenção é um abrigo que não gira, move-se ou similar durante a operação, ou seja, durante o processo de deposição de camadas de vidro sobre o lado interno do tubo de substrato. O suporte giratório gira ao longo do seu eixo, portanto, com relação à linha de fornecimento de gás de processo e, portanto, também com relação ao abrigo giratório.
[0052] Em uma realização, a união giratória adicional compreende pelo menos um rolamento. Rolamento é um tipo de suporte com elementos rolantes que utiliza bolas para manter a separação entre as pistas de rolamento, ou seja, entre o abrigo estacionário e o suporte giratório.
[0053] O propósito do rolamento é o de reduzir a fricção giratória e suportar cargas axiais e radiais. Isso é atingido utilizando pelo menos duas pistas para conter as bolas e transmitir as cargas através das bolas. No presente pedido, uma pista é estacionária, ou seja, o abrigo estacionário, e a outra é fixada ao conjunto giratório, ou seja, o suporte giratório. À medida que uma das pistas de rolamento gira, ela faz com que as bolas também girem. Como as bolas estão rolando, elas possuem coeficiente de fricção muito mais baixo que se duas superfícies planas estivessem deslizando entre si.
[0054] Os rolamentos mencionados acima podem também ser submetidos a pequenos vazamentos, de tal forma que a contaminação presente no gás seja capaz de atingir a união giratória. A contaminação não atingirá a união giratória, criando pressão excessiva mais alta que a pressão ambiente ou por meio da criação de vácuo no interior da cavidade fechada, respectivamente.
[0055] Em outra realização, o suporte giratório compreende: - uma seção receptora que possui uma abertura, em que a mencionada seção receptora é disposta para receber o mencionado tubo de substrato, de tal forma que uma primeira extremidade do mencionado tubo de substrato penetre na mencionada seção receptora; e - uma parte de suporte disposta para reter a mencionada primeira extremidade do mencionado tubo de substrato, em que a mencionada parte de suporte compreende pelo menos um membro de vedação para vedar substancialmente a mencionada seção receptora e a mencionada primeira extremidade do mencionado tubo de substrato recebido na mencionada abertura.
[0056] A seção receptora pode relembrar uma boca, na qual o tubo de substrato pode ser inserido, com certa extensão, até a boca por meio da sua abertura. Tipicamente, um tubo de substrato possui extremidade externa em circunferência. A seção receptora pode então possuir uma extremidade interna em circunferência com formato similar, mas um pouco maior, de tal forma que o tubo possa ser colocado no interior da seção receptora. A parte de suporte do suporte giratório é então disposta para vedar substancialmente o interior do tubo de substrato do ambiente. Isso é realizado por pelo menos um membro de vedação, em que esse pelo menos um membro de vedação conecta-se à seção receptora, na sua extremidade interna em circunferência, e ao tubo de substrato oco para fornecer conexão substancialmente hermética entre eles.
[0057] Alternativamente, o pelo menos um membro de vedação é conectado fixamente ao mencionado tubo de substrato oco, na sua primeira extremidade, e conecta- se de forma substancialmente hermética à seção receptora após a inserção do tubo de substrato na seção receptora.
[0058] Em uma realização adicional, para garantir melhor fixação do tubo de substrato quando, por exemplo, são utilizados tubos de substrato mais pesados, a parte de suporte compreende dois membros de vedação separados em locais adjacentes, em que a mencionada seção receptora compreende um orifício orientado entre os mencionados dois membros de vedação, de tal forma que uma área delimitada pelos mencionados dois membros de vedação e o mencionado tubo de substrato, quando recebido na mencionada seção receptora, esteja em contato direto com a mencionada cavidade.
[0059] Os inventores concluíram que os membros de vedação podem formar outra causa de vazamento de contaminação para o tubo de substrato. Os membros de vedação identificados acima podem vedar substancialmente o lado interno do tubo de substrato oco do ambiente, mas alguma contaminação ainda pode vazar do ambiente para o tubo de substrato. Os membros de vedação não são, portanto, completamente herméticos.
[0060] Incorporando-se dois membros de vedação separados e conectando-se diretamente o espaço interno entre esses membros de vedação e a cavidade fechada, ou seja, por meio do orifício, a pressão no interior da cavidade fechada também está presente entre os membros de vedação. Isso possui o efeito vantajoso de que a contaminação de gás presente no gás ambiente não pode entrar no tubo de substrato pelas mesmas razões explicadas acima.
[0061] Tipicamente, os membros de vedação são anéis, também conhecidos como embalagem ou junção tórica, que é uma arruela mecânica na forma de tórulo. Ela pode ser um anel de elastômero com seção transversal redonda, projetado para assento em uma ranhura e compressão durante a colocação do tubo de substrato entre o tubo de substrato e o suporte giratório, criando vedação na sua interface.
[0062] Os anéis são vedações benéficas utilizadas no alimentador giratório do presente, pois eles são baratos, facilmente fabricados, confiáveis e possuem exigências de montagem simples.
[0063] Em outra realização, o alimentador giratório é disposto para montar um tubo de substrato giratório em um torno de Deposição de Vapor Químico, CVD.
[0064] A presente invenção também se refere, em segundo aspecto, a um torno de Deposição de Vapor Químico, CVD, disposto para reter e girar um tubo de substrato durante a fabricação de uma forma prévia para fibras ópticas, em que tem lugar a deposição de compostos de formação de vidro sobre o mencionado substrato e o mencionado torno de CVD compreende um alimentador giratório de acordo com a presente invenção, em que o mencionado torno de CVD compreende adicionalmente: - meio de gás de processo para fornecer o mencionado gás de processo para a linha de fornecimento de gás de processo sob pressão de gás de processo; e - meio de gás auxiliar para fornecer o mencionado gás auxiliar para a mencionada cavidade, por meio da mencionada linha de fornecimento de gás auxiliar, para criar pressão de gás auxiliar na mencionada cavidade fechada.
[0065] O meio de gás de processo pode, por exemplo, compreender um tanque de armazenagem de gás de processo, armazenagem do mencionado gás de processo e/ou controladores de fluxo de massa e/ou válvulas para distribuição do mencionado gás de processo através da mencionada linha de fornecimento de gás de processo em direção ao mencionado tubo de substrato. Tipicamente, a pressão de gás de processo presente no interior da linha de fornecimento de gás de processo e o tubo de substrato é de cerca de 10 mbar, que pode ser controlada pelo meio de gás de processo.
[0066] O meio de gás auxiliar pode também compreender um tanque de armazenagem de gás auxiliar, que armazena o mencionado gás auxiliar, e/ou controladores de fluxo de massa e/ou válvulas de distribuição do mencionado gás auxiliar por meio da mencionada linha de fornecimento de gás auxiliar em direção à mencionada cavidade fechada. Tipicamente, a pressão de gás auxiliar presente no interior da cavidade fechada é de menos de 10 mbar ou maior que a pressão ambiente, ou seja, mais de 1 bar, tal como cerca de 1,5 bar.
[0067] Caso a pressão de gás auxiliar no interior da cavidade fechada seja mais baixa que a pressão de gás de processo, ocorre efeito de sucção, que suga toda a contaminação possível presente na cavidade fechada por meio da linha de fornecimento de gás auxiliar.
[0068] Caso a pressão de gás auxiliar no interior da cavidade fechada seja mais alta que a pressão ambiente, ocorre efeito pressurizado, o que garante que possível contaminação presente no ar ambiente não entre na cavidade fechada. Como, neste caso, o gás auxiliar pode vazar para o tubo de substrato, por exemplo, por meio da união giratória ou dos membros de vedação, o gás auxiliar contém preferencialmente menos de 10 ppm de impurezas. Preferencialmente, o mencionado gás auxiliar é qualquer um dentre oxigênio, nitrogênio, argônio ou hélio.
[0069] Em outra realização, o torno de CVD compreende o tubo de substrato recebido.
[0070] A presente invenção refere-se, em terceiro aspecto, a um método de fabricação de forma prévia para fibras ópticas, utilizando o novo torno de Deposição de Vapor Químico, CVD, no qual tem lugar a deposição de compostos de formação de vidro sobre um tubo de substrato recebido, em que o mencionado método é caracterizado pela etapa de: - pressurização, utilizando o mencionado meio de gás auxiliar, da mencionada cavidade fechada à mencionada pressão de gás auxiliar durante a mencionada etapa de deposição.
[0071] Aparentemente, é possível atingir redução significativa das perdas de atenuação causadas por contaminação, tais como grupos hidroxila, por meio de pressurização da cavidade fechada, de tal forma que os grupos hidroxila não sejam capazes de introduzir-se no tubo de substrato.
[0072] Em uma realização, a etapa de pressurização compreende: - pressurização, utilizando o mencionado meio de gás auxiliar, da mencionada cavidade fechada na mencionada pressão de gás auxiliar durante a mencionada etapa de deposição, em que a mencionada pressão de gás auxiliar é mais baixa que a mencionada pressão de gás de processo ou mais alta que a pressão ambiente.
[0073] Segundo a presente invenção, o verbo pressurizar pode compreender, portanto, a criação, definição ou controle da pressão no interior da cavidade fechada até pressão mais alta que à temperatura ambiente ou abaixo da pressão do gás de processo. Nesta última, pode-se obter uma espécie de vácuo, ou seja, a cavidade fechada é despressurizada com relação à pressão do gás de processo, em que o vazamento de gás de processo para a cavidade fechada é sugado.
[0074] Em outra realização, o método compreende adicionalmente a etapa de: - contração, após a mencionada etapa de deposição, do mencionado tubo de substrato em uma forma prévia massiva; em que a mencionada etapa de pressurização também é realizada durante a mencionada etapa de contração.
[0075] Em outra realização, a etapa de deposição é uma etapa de deposição de PCVD.
[0076] A etapa de deposição de acordo com a presente invenção pode ser conduzida utilizando um processo de PCVD ou processo de MCVD. No caso de processo de PCVD, a energia necessária para reação dos gases de processo é fornecida por plasma no interior do tubo de substrato e, no caso de processo de MCVD, uma fonte de calor fora do tubo de substrato fornece a energia necessária para a reação. Essa fonte de calor poderá ser um queimador, tal como um queimador de hidrogênio/oxigênio, um queimador de plasma ou uma fornalha elétrica. As duas técnicas, PCVD e MCVD, são as chamadas técnicas de deposição interna.
[0077] A Figura 1 descreve um exemplo de alimentador giratório 1 para montagem de um tubo de substrato giratório 15 em um torno, para fornecer fluxo de processo para o interior do tubo de substrato 15.
[0078] O alimentador giratório compreende: - uma linha de fornecimento de gás de processo 8 para fornecer um gás de processo para o mencionado tubo de substrato 15; - um suporte giratório 2 disposto para receber e reter o mencionado tubo de substrato 15 para girar o mencionado tubo de substrato 15 com relação à mencionada linha de fornecimento de gás de processo 8; - uma união giratória 10 fornecida entre o mencionado suporte giratório 2 e a mencionada linha de fornecimento de gás de processo 8 para conectar de forma giratória o mencionado suporte giratório 2 à mencionada linha de fornecimento de gás de processo 8; - um abrigo estacionário 6 conectado à mencionada linha de fornecimento de gás de processo 8 e ao mencionado suporte giratório 2, de maneira a formar um cavidade fechada 3 em volta da mencionada união giratória 10; em que o mencionado abrigo estacionário 6 compreende adicionalmente uma linha de fornecimento de gás auxiliar 7 para fornecer gás auxiliar à mencionada cavidade fechada 3; e - uma união giratória adicional 16 fornecida entre o mencionado suporte giratório 2 e o mencionado abrigo estacionário 6 para conexão giratória do mencionado suporte giratório 2 ao mencionado abrigo estacionário 6 e para fornecimento de vedação entre a cavidade fechada 3 e o ambiente externo do alimentador giratório 1, de tal forma que a mencionada cavidade fechada possa ser pressurizada pelo mencionado gás auxiliar.
[0079] No presente exemplo, o suporte giratório 2 é conectado ao mencionado abrigo estacionário 6 por meio de rolamentos 5, 9. Isso significa que a união giratória adicional 16 compreende os mencionados rolamentos 5, 9. Contaminação pode entrar na cavidade fechada 3 por meio da passagem 4 e vazamento dos rolamentos 5.
[0080] No presente exemplo, a parte de suporte giratória 2 compreende dois membros de vedação separados em locais adjacentes 11, 13 e a seção receptora compreende um orifício 12, de tal forma que o espaço entre os membros de vedação 11 encontra-se em contato com a cavidade fechada 3. Esses membros de vedação 11 são anéis, o que garante que não é possível a entrada de contaminação no tubo de substrato 15 por meio da abertura indicada com o número de referência 14.
[0081] A Figura 2 descreve um exemplo de fluxograma que ilustra as etapas de um método 21 de fabricação de forma prévia para fibras ópticas utilizando um torno de Deposição de Vapor Químico (CVD) de acordo com qualquer dos exemplos fornecidos acima.
[0082] Em primeiro lugar, é fornecido um tubo de substrato 22 no torno. O tubo de substrato é capaz de ser depositado, no seu lado interior, com camadas de vidro.
[0083] Em segundo lugar, a cavidade fechada é pressurizada 23, utilizando o meio de gás auxiliar, pelo menos durante a etapa de deposição a seguir.
[0084] Por fim, as camadas de vidro são depositadas 24 sobre o lado interno do tubo de substrato por meio de fornecimento de gás de processo ao tubo de substrato e do fornecimento de fonte de energia recíproca em movimento sobre o mencionado tubo de substrato para reagir os compostos de formação de vidro.
[0085] A presente invenção não se limita à realização descrita acima e pode ser modificada e aprimorada pelos técnicos no assunto além do escopo da presente invenção, conforme descrito nas reivindicações anexas, sem a necessidade de aplicar conhecimentos inventivos.

Claims (16)

1. ALIMENTADOR GIRATÓRIO, para montagem de tubo de substrato giratório em um torno e fornecimento de fluxo de gás de processo para o tubo, caracterizado pela mencionada alimentação compreender: - uma linha de fornecimento de gás de processo para fornecer gás de processo para o mencionado tubo de substrato; - um suporte giratório disposto para receber e reter o mencionado tubo de substrato para girar o mencionado tubo de substrato com relação à mencionada linha de fornecimento de gás de processo; - uma união giratória fornecida entre o mencionado suporte giratório e a mencionada linha de fornecimento de gás de processo para conectar de forma giratória o mencionado suporte giratório à mencionada linha de fornecimento de gás de processo; - um abrigo estacionário conectado à mencionada linha de fornecimento de gás de processo e ao mencionado suporte giratório, de maneira a formar uma cavidade fechada em volta da mencionada união giratória, em que o mencionado abrigo estacionário compreende adicionalmente uma linha de fornecimento de gás auxiliar para fornecer gás auxiliar à mencionada cavidade fechada; e - uma união giratória adicional fornecida entre o mencionado suporte giratório e o mencionado abrigo estacionário para conexão giratória do mencionado suporte giratório ao mencionado abrigo estacionário para fornecer vedação entre a mencionada cavidade fechada e um ambiente externo do mencionado alimentador giratório, de tal forma que a mencionada cavidade fechada possa ser pressurizada pelo mencionado gás auxiliar.
2. ALIMENTADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela mencionada união giratória adicional compreender pelo menos um rolamento.
3. ALIMENTADOR, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo mencionado suporte giratório compreender: - uma seção receptora que possui uma abertura, em que a mencionada seção receptora é disposta para receber o mencionado tubo de substrato, de tal forma que uma primeira extremidade do mencionado tubo de substrato penetre na mencionada seção receptora; e - uma parte de suporte disposta para reter a mencionada primeira extremidade do mencionado tubo de substrato, em que a mencionada parte de suporte compreende pelo menos um membro de vedação para vedar substancialmente a mencionada seção receptora e a mencionada primeira extremidade do mencionado tubo de substrato recebido na mencionada abertura.
4. ALIMENTADOR, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela mencionada parte de suporte compreender dois membros de vedação separados em locais adjacentes, em que a mencionada seção receptora compreende um orifício orientado entre os mencionados dois membros de vedação, de tal forma que uma área delimitada pelos mencionados dois membros de vedação e o mencionado tubo de substrato, quando recebido na mencionada seção receptora, esteja em contato direto com a mencionada cavidade.
5. ALIMENTADOR, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelos mencionados membros de vedação compreenderem anéis.
6. ALIMENTADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo mencionado alimentador giratório ser disposto para montagem de um tubo de substrato giratório em um torno de Deposição de Vapor Químico, CVD.
7. TORNO DE DEPOSIÇÃO DE VAPOR QUÍMICO (CVD), disposto para reter e girar um tubo de substrato durante a fabricação de uma forma prévia para fibras ópticas, caracterizado por ter lugar a deposição de compostos de formação de vidro sobre o mencionado substrato e o mencionado torno de CVD compreender um alimentador giratório, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que o mencionado torno de CVD compreende adicionalmente: - meio de gás de processo para fornecer o mencionado gás de processo para a mencionada linha de fornecimento de gás de processo sob pressão de gás de processo; e - meio de gás auxiliar para fornecer o mencionado gás auxiliar para a mencionada cavidade, por meio da mencionada linha de fornecimento de gás auxiliar, para criar pressão de gás auxiliar na mencionada cavidade fechada.
8. TORNO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela mencionada pressão de gás auxiliar ser menor que a mencionada pressão de gás de processo.
9. TORNO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo mencionado torno de CVD ser disposto para operação à pressão ambiente, em que a mencionada pressão de gás auxiliar é mais alta que a mencionada pressão ambiente.
10. TORNO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo mencionado gás auxiliar conter menos de 10 ppm de impurezas.
11. TORNO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado pelo mencionado gás auxiliar ser qualquer um dentre oxigênio, nitrogênio, argônio e hélio.
12. TORNO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo mencionado torno de CVD compreender adicionalmente o mencionado tubo de substrato recebido.
13. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE FORMA PRÉVIA PARA FIBRAS ÓPTICAS, utilizando um torno de deposição de vapor químico de plasma (CVD), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 12, em que a deposição de compostos de formação de vidro tem lugar sobre um tubo de substrato recebido, em que o mencionado método é caracterizado pela etapa de: - pressurização, utilizando o mencionado meio de gás auxiliar, da mencionada cavidade fechada na mencionada pressão de gás auxiliar durante a mencionada etapa de deposição.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela mencionada etapa de pressurização compreender: - pressurização, utilizando o mencionado meio de gás auxiliar, da mencionada cavidade fechada na mencionada pressão de gás auxiliar durante a mencionada etapa de deposição, em que a mencionada pressão de gás auxiliar é mais baixa que a mencionada pressão de gás de processo ou mais alta que a pressão ambiente.
15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 14, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de: - contração, após a mencionada etapa de deposição, do mencionado tubo de substrato em uma forma prévia massiva; em que a mencionada etapa de pressurização também é realizada durante a mencionada etapa de contração.
16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pela mencionada etapa de deposição ser uma etapa de deposição de PCVD.
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