CN101109075A - 具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于PCVD光纤预制棒加工机床的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，包括有微波发生器、波导和等离子体谐振腔，微波发生器通过波导与等离子体谐振腔相导通，等离子体谐振腔安设于加热炉内，其不同之处在于在波导内腔通道中安设有隔热板。本发明可有效隔断热辐射沿波导装置进入微波发生器，但不影响微波的传输，避免了微波发生器过热状态的产生，使微波发生器在相对较低的温度下进行工作，从而提高微波发生器及其器件的有效使用寿命。也使得等离子体谐振腔微波系统能够在更大功率的条件下工作更长时间，进一步提高PCVD工艺的加工功效；本发明结构简单，易于实施，也便于对现有设备的改装。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于PCVD光纤预制棒加工机床的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，是对现有等离子体谐振腔波导装置的改进。
背景技术
PCVD即等离子化学气相沉积法是光纤预制棒加工的主要工艺之一，PCVD工艺的加工机理是通过高频微波对低压混合反应物气体的直接作用，使其迅速发生物理化学反应而形成纯二氧化硅或掺杂的二氧化硅，在石英管内壁直接以玻璃态沉积。PCVD工艺具有灵活精密的特点，而等离子体谐振腔微波系统是PCVD加工设备的核心部分。等离子体谐振腔微波系统包括有等离子体谐振腔、微波发生器和波导装置三部分组成，其中等离子体谐振腔安设在加热炉中，加热炉的工作温度为1100℃左右，波导装置将微波发生器产生的微波导入等离子体谐振腔，通过等离子体谐振腔发射高频微波能量激发玻璃管内的低压混合气体产生等离子体来完成PCVD工艺加工过程。在结构上，微波发生器与波导装置的一端相接，波导装置的另一端经过加热炉与等离子体谐振腔相连，波导装置是微波发生器和等离子体谐振腔之间的连接通道。在正常工作情况下，耦合到等离子休的微波能量从5KW到10KW。被激发的等离子体将会产生很强的热辐射和热传导，热辐射及热传导将沿波导装置，进入微波发生器，使微波发生器的不断温度升高，产生过热。在这种条件下长时间工作，将损坏微波发生器及其配套装置，严重影响微波发生器的有效使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，它能有效地隔绝等离子体谐振腔对微波发生器的热辐射和热传导，避免微波发生器过热状态的产生，以提高微波发生器及其器件的有效使用寿命。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有微波发生器1、波导2和等离子体谐振腔4，微波发生器通过波导与等离子体谐振腔相导通，等离子体谐振腔安设于加热炉7内，其不同之处在于在波导内腔通道中安设有隔热板8。
按上述方案，所述的隔热板8横贯波导内腔通道的横截面，隔热板设置在波导内腔通道近加热炉处；所述的隔热板由耐高温非金属材料制成；在隔热板的表面可涂敷一层表面光泽的反射层。
按上述方案，所述的波导为矩形波导，包括有水平设置的矩形波导和垂直设置的矩形波导构成，在垂直波导的底部安设有隔热板8。
按上述方案，在微波发生器中配置有自动调谐器。
本发明的有益效果在于：1、通过在波导内腔设置隔热板，可有效隔断热辐射沿波导装置进入微波发生器，但不影响微波的传输，即不会对微波产生衰耗，也不会改变微波的传输模式；同时在隔热板表层涂敷一层反射层，用以热辐射的反射，可进一步增强隔断热辐射的效果；2、由于对热辐射的有效隔绝，避免了微波发生器过热状态的产生，使微波发生器在相对较低的温度下进行工作，从而提高微波发生器及其器件的有效使用寿命。也使得等离子体谐振腔微波系统能够在更大功率的条件下工作更长时间，进一步提高PCVD工艺的加工功效；3、结构简单，易于实施，也便于对现有设备的改装。
附图说明
图1为本发明一个实施例的立体结构图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例，包括有微波发生器1，微波发生器中配置有自动调谐器，微波发生器与矩形波导2一端相接，矩形波导包括有水平设置的矩形波导和垂直弯曲向上延伸的矩形波导，矩形波导的截面为长方形，在垂直设置的矩形波导的下方设置有横贯波导内腔截面的隔热板8，隔热板由耐高温非金属材料制成，可选择金属杂质含量低于0.01％的硅酸铝质耐火材料或陶瓷材料，用以隔断热辐射，但不影响微波的传输，隔热板厚度为10～20毫米，横断面形状与尺寸与波导内腔横截面形状与尺寸相同，隔热板可用耐热200℃以上的硅胶黏附在波导内腔；同时为加强隔断热辐射的效果，可在隔热板对着等离子谐振腔的表层涂敷一层表面光泽的反射层，反射层材料为耐热树脂或氧化铝，反射层材料中金属杂质的含量低于0.01％。矩形波导的另一端穿进加热炉7，与安设在加热炉内的等离子体谐振腔4下方相连，使得微波发生器通过波导与等离子体谐振腔相导通，等离子体谐振腔安设于加热炉7内，工作时，等离子体谐振腔内穿套被加工的石英管5，石英管内通有低压混合反应物气体6，通过等离子体谐振腔发射高频微波能量激发玻璃管内的低压混合反应物气体产生等离子体3沉积于石英管内表面来完成PCVD工艺加工过程。
Claims (9)
1.一种具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，包括有微波发生器(1)、波导(2)和等离子体谐振腔(4)，微波发生器通过波导与等离子体谐振腔相导通，等离子体谐振腔安设于加热炉(7)内，其不同之处在于在波导内腔通道中安设有隔热板(8)。
2.按权利要求1所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于所述的隔热板(8)横贯波导内腔通道的横截面，隔热板设置在波导内腔通道近加热炉处。
3.按权利要求1或2所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于所述的隔热板由耐高温非金属材料制成。
4.按权利要求3所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于在隔热板的表面涂敷一层表面光泽的反射层。
5.按权利要求1或2所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于所述的波导为矩形波导，包括有水平设置的矩形波导和垂直设置的矩形波导构成，在垂直波导的底部安设有隔热板(8)。
6.按权利要求1或2所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于所述的耐高温非金属材料为金属杂质含量低于0.01％的硅酸铝质耐火材料或陶瓷材料。
7.按权利要求1或2所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于隔热板厚度为10～20毫米，横断面形状与尺寸与波导内腔横截面形状与尺寸相同。
8.按权利要求1或2所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于隔热板用耐热200℃以上的硅胶黏附在波导内腔。
9.按权利要求4所述的具有隔热功能的等离子体谐振腔波导装置，其特征在于反射层材料为耐热树脂或氧化铝。
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