CN102898020A - 基于mcvd设备的预制棒套管工艺流程 - Google Patents

基于mcvd设备的预制棒套管工艺流程 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，包括以下的工艺流程：A、内棒制作成型；B、外管制作成型；C、内棒开孔；D、棒管熔接；E、内部除杂；F、缩棒；G、预制棒成型。本发明提供一种基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，使得内棒在生产过程中不用移动，避免了长时间与外界接触造成的污染，大大提高了产品的成品率，同时减少了加工过程中所需使用的设备，大大的降低了所需投入的资金，节省了生产成本。

Description

基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程
技术领域
本发明涉及一种套管工艺流程，具体的说是涉及一种基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程。
背景技术
通信传输的光纤是由预制棒拉丝而成，光纤预制棒的制作是光纤生产中的一个核心环节，主要决定光纤的结构和光学性能。现有预制棒制作中的套管技术，仅适用于管壁较厚的套管，而且在整个套管过程中由于内棒完成后在到套管的过程中不是在同一机台上完成，从而导致内棒与外界接触时间较长，容易出现污染（大气层的尘粒、人为的接触等使内棒的表层有异物），做成预制棒后在棒管界面出现杂质较多，导致预制棒不合格或者光纤拉丝过程中出现F变（F变是指拉丝过程中裸光纤线径变化，主要是因为预制棒有杂质造成）较多，造成产品质量下降。
现有管内积制作预制棒、芯棒较小，为了解决这一瓶颈问题，提出了两步制棒（OVD、VAD、套管外包等）技术，此法虽然解决了MCVD大棒的瓶颈问题，但均需要增加设备投入或对设备进行较大的改动，大大的增加了生产成本。现有的套管有如下两种：
第一，现有套管技术是将芯棒直接放入大壁厚高纯石英套管内组合成预制棒，将组合预制棒直接在拉丝塔上进行套管拉丝。
第二，将套管利用进行清洗后，利用专门的套管机床在真空装置的配合下进行抽真空，进行高温加热，使石英管套管与芯棒溶合为一体的光纤预制棒。
前者主要是采购管壁较厚的套管，在芯棒制作完成后，经过清洗设备用HF酸清洗后放入套管内，然后在拉丝机上直接进行套管拉丝一体化。由于MCVD工艺生产的多模芯棒直径较小需要外包的厚度也较薄不易于在拉丝机上直接进行套管拉丝；而后者需要在现有的MCVD设备上改进增加辅助设备（抽真空设备）的投入，另芯棒制作完成后与外界的环境接触时间长，容易受到来至环境（大气层的尘粒、人为的接触等）的污染、虽然进行了HF酸清洗，但套成预制棒后管棒界面仍然有亮点产生，造成拉丝后F变较多甚至棒不合格。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，使得内棒在生产过程中不用移动，避免了长时间与外界接触造成的污染，大大提高了产品的成品率，同时减少了加工过程中所需使用的设备，大大的降低了所需投入的资金，节省了生产成本。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，包括以下的工艺流程：
A、内棒制作成型；
B、外管制作成型；
C、内棒开孔；
D、棒管熔接；
E、内部除杂；
F、缩棒；
G、预制棒成型。
进一步的，步骤A又分为两步：
a、双管熔接；
b、气相沉积。
作为优选，步骤a中将首管连接好适配器固定在设备的卡槽上，并将直径等同于首管的空心的沉积管通过高温熔接与首管一端融为一体，从而形成内棒胚。
作为优选，在所述步骤b中对内棒胚进行气相沉积，沉积管经过气相沉积的作用成为实心的两端封闭的芯棒，且气相沉积后首管与芯棒之间形成一个空心的锥形坡。
步骤B中将套管与辅助管通过高温熔接成空心且两端畅通的外棒，且套管与辅助管的熔接处形成一个直径小于套管与辅助管的锥形环。
步骤C中在首管与芯棒之间的锥形坡上设置通孔，该通孔将首管的管壁，使得其内外相通；该通孔至少为一个，环绕在锥形坡上平均分布。
步骤D中将套管与内棒的锥形坡相熔接，同时使通孔位于套管内部。
步骤E中将熔接好的外管的辅助管一端固定在，并向首管内通入500-3000ml/min的氧气，同时在套管外壁用1900℃-2100℃的温度进行加热，使套管和芯棒表面的杂质在高温下氧化并挥发；并重复该步骤直至套管与芯棒表面达到洁净。
步骤F中先停止向首管通入氧气，并使得套管内部的压力保持在4-11托，然后通过高温火焰对辅助管后端进行缩棒，其中缩棒火焰温度为1950℃-2200℃。
步骤G中在锥形环处进行熔烧，直至锥形环被熔烧密闭，辅助管脱落，从而得到成型的预制棒。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
（1）本发明的工艺流程始终在MCVD设备上进行的，避免了在加工过程中移动内棒，从而避免了其长时间与外界接触造成的污染，提高了产品的成品率，降低了生产成本；
（2）本发明仅需要MCVD设备即可完成预制棒的加工与生产，需要的设备简单，无需另配其他的配套设备，减少了需要投入使用的设备数量，节省了购买设备的费用，大大的降低了生产成本；
（3）本发明利用氧气在高温下将杂质去除，能够进一步的降低芯棒与套管上的杂质，进一步避免了F变，从而提高了产品的成品率；
（4）本发明利用O2在高温下对管壁和芯棒表面的杂质的氧化，将表面的杂质完全去除，省去以其它方法中利用HF蚀刻或清洗的过程，避免了专用的去除杂质设备的投入，同时在极大程度上的降低了清洗过程中存在的危险，保障了操作人员的人身安全；
（5）本发明操作简单，所需设备投入较少，适合大规模推广，能够大大推动本行业的发展与进步。
附图说明
图1为本发明过程中的内棒的结构示意图；
图2为本发明过程中的外管的结构示意图；
图3为本发明过程中的预制棒胚型结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心思路是，提供一种基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，使得内棒在生产过程中不用移动，避免了长时间与外界接触造成的污染，大大提高了产品的成品率，同时减少了加工过程中所需使用的设备，大大的降低了所需投入的资金，节省了生产成本。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1、2、3所示，基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，包括以下的工艺流程：
A、内棒制作成型；
B、外管制作成型；
C、内棒开孔；
D、棒管熔接；
E、内部除杂；
F、缩棒；
G、预制棒成型。
进一步的，步骤A又分为两步：
a、双管熔接；
b、气相沉积。
作为优选，步骤a中将首管1连接好适配器固定在设备的卡槽上，并将直径等同于首管1的空心的沉积管通过高温熔接与首管1一端融为一体，从而形成内棒胚。
作为优选，在所述步骤b中对内棒胚进行气相沉积，沉积管经过气相沉积的作用成为实心的两端封闭的芯棒2，且气相沉积后首管1与芯棒2之间形成一个空心的锥形坡。
步骤B中将套管4与辅助管5通过高温熔接成空心且两端畅通的外棒，且套管4与辅助管5的熔接处形成一个直径小于套管4与辅助管5的锥形环6。
步骤C中在首管1与芯棒2之间的锥形坡上设置通孔3，该通孔将首管1的管壁，使得其内外相通；该通孔3至少为一个，环绕在锥形坡上平均分布。
步骤D中将套管4与内棒的锥形坡相熔接，同时使通孔3位于套管内部。
步骤E中将熔接好的外管的辅助管5一端固定在，并向首管1内通入500-3000ml/min的氧气，同时在套管4外壁用1900℃-2100℃的温度进行加热，使套管4和芯棒2表面的杂质在高温下氧化并挥发；并重复该步骤直至套管4与芯棒2表面达到洁净。
步骤F中先停止向首管1通入氧气，并使得套管4内部的压力保持在4-11托，然后通过高温火焰对辅助管5后端进行缩棒，其中缩棒火焰温度为1950℃-2200℃。
步骤G中在锥形环6处进行熔烧，直至锥形环6被熔烧密闭，辅助管5脱落，从而得到成型的预制棒。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，包括以下的工艺流程：
A、内棒制作成型；
B、外管制作成型；
C、内棒开孔；
D、棒管熔接；
E、内部除杂；
F、缩棒；
G、预制棒成型。
2.根据权利要求1所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤A又分为两步：
a、双管熔接；
b、气相沉积。
3.根据权利要求2所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，所述步骤a中将首管（1）连接好适配器固定在设备的卡槽上，并将直径等同于首管（1）的空心的沉积管通过高温熔接与首管（1）一端融为一体，从而形成内棒胚。
4.根据权利要求3所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，在所述步骤b中对内棒胚进行气相沉积，沉积管经过气相沉积的作用成为实心的两端封闭的芯棒（2），且气相沉积后首管（1）与芯棒（2）之间形成一个空心的锥形坡。
5.根据权利要求4所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤B中将套管（4）与辅助管（5）通过高温熔接成空心且两端畅通的外棒，且套管（4）与辅助管（5）的熔接处形成一个直径小于套管（4）与辅助管（5）的锥形环（6）。
6.根据权利要求5所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤C中在首管（1）与芯棒（2）之间的锥形坡上设置通孔（3），该通孔将首管（1）的管壁，使得其内外相通；该通孔（3）至少为一个，环绕在锥形坡上平均分布。
7.根据权利要求6所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤D中将套管（4）与内棒的锥形坡相熔接，同时使通孔（3）位于套管内部。
8.根据权利要求7所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤E中将熔接好的外管的辅助管（5）一端固定在，并向首管（1）内通入500-3000ml/min的氧气，同时在套管（4）外壁用1900℃-2100℃的温度进行加热，使套管（4）和芯棒（2）表面的杂质在高温下氧化并挥发；并重复该步骤直至套管（4）与芯棒（2）表面达到洁净。
9.根据权利要求8所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤F中先停止向首管（1）通入氧气，并使得套管（4）内部的压力保持在4-11托，然后通过高温火焰对辅助管（5）后端进行缩棒，其中缩棒火焰温度为1950℃-2200℃。
10.根据权利要求9所述的基于MCVD设备的预制棒套管工艺流程，其特征在于，步骤G中在锥形环（6）处进行熔烧，直至锥形环（6）被熔烧密闭，辅助管（5）脱落，从而得到成型的预制棒。
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