CN103570239B - 光纤预制棒的制备装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤预制棒的制备装置及方法，包括：由两个或两个以上的喷灯组成的喷灯组、检测器和控制器；其中：喷灯组安装在反应室内，用于向预制棒棒芯沉积颗粒松散体；检测器与喷灯组中的喷灯相连，用于检测喷灯的流量，并发送检测结果；控制器与检测器和喷灯相连，用于接收检测器发送的检测结果，并根据检测结果将各个喷灯的流量调为一致；控制器还分别与预制棒棒芯和喷灯组相连，用于调节预制棒棒芯的转动速度、喷灯的喷灯口与预制棒棒芯中心的距离、喷灯两两之间的距离、喷灯组左右往复运动的速度和行程。本发明能够实现玻璃颗粒松散体在预制棒棒芯上的质量分布均匀，进而能够实现玻璃化后的光纤预制棒在轴向上的外径波动较小。

Description

光纤预制棒的制备装置及方法

技术领域

本发明涉及光纤预制棒的制备技术领域，更具体地说，涉及一种光纤预制棒颗粒松散体的制备装置及方法。

背景技术

目前，随着光纤通信技术的不断发展，对光纤性能的要求也越来越高。光纤是通过在拉丝机上对光纤预制棒进行拉丝后形成的，如果光纤预制棒的外径波动越小，通过拉丝机拉出的光纤的性能就越好。因此，为了使光纤的性能更好，就必须使得制备出的光纤预制棒的外径波动越小。

传统的光纤预制棒的制备主要采用的是外部气相沉积法，通过喷灯组向光纤预制棒的棒芯喷射玻璃颗粒，并通过测径仪对附着在棒芯上的玻璃颗粒松散体的外径进行检测，根据检测结果调整喷灯组中的喷灯，最终使得光纤预制棒的外径相同。

但是，由于目前燃烧用的喷灯均为手工制造，个体之间存在一定的差异，在玻璃颗粒沉积到棒芯上的过程中，会因为各个喷灯的差异造成沉积到棒芯上的玻璃颗粒的密度不相同。因此，虽然通过测径仪测得的光纤预制棒的外径相同，但由于光纤预制棒上各处附着的玻璃颗粒松散体的密度不相同，当光纤预制棒经过高温炉玻璃化后，光纤预制棒的外径将发生变化，不再一致，最终导致制备出的光纤预制棒的外径波动较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光纤预制棒的制备装置及方法，以实现玻璃颗粒松散体在预制棒棒芯上的质量分布均匀，进而实现玻璃化后的光纤预制棒在轴向上的外径波动较小。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种光纤预制棒的制备装置，包括：由两个或两个以上的喷灯组成的喷灯组、检测器和控制器；其中：

所述喷灯组安装在反应室内，用于向预制棒棒芯沉积颗粒松散体；

所述检测器与所述喷灯组中的喷灯相连，用于检测所述喷灯的流量，并发送检测结果；

所述控制器与所述检测器和所述喷灯相连，用于接收所述检测器发送的检测结果，并根据所述检测结果将各个喷灯的流量调为一致；

所述控制器还分别与所述预制棒棒芯和所述喷灯组相连，用于调节所述预制棒棒芯的转动速度、所述喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离、所述喷灯两两之间的距离、所述喷灯组左右往复运动的速度和行程。

优选地，所述喷灯两两之间的距离与所述喷灯组左右往复运动的行程相同，为150mm~350mm。

优选地，所述喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离为200mm~500mm。

优选地，所述预制棒棒芯的转动速度v与所述喷灯组的左右往复运动速度w之比为：1≤（v/w）≤2。

优选地，所述检测器还分别与反应室中排废系统的各个排废口相连，用于检测所述排废口的流量，并将检测结果发送至所述控制器；

所述控制器分别与所述各个排废口相连，用于接收所述检测器发送的排废口的流量结果，并根据所述结果将各个排废口的流量调为一致。

一种光纤预制棒的制备方法，包括：

检测喷灯组中各个喷灯的流量，根据所述各个喷灯的流量将所述喷灯的流量调为一致；

调节预制棒棒芯的转动速度、喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离、喷灯两两之间的距离、喷灯组左右往复运动的速度和行程；

喷灯组中的喷灯以一致的流量向预制棒棒芯沉积颗粒松散体。

优选地，所述喷灯两两之间的距离与所述喷灯组左右往复运动的行程相同，为150mm~350mm。

优选地，所述喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离为200mm~500mm。

优选地，所述预制棒棒芯的转动速度v与所述喷灯组的左右往复运动速度w之比为：1≤（v/w）≤2。

优选地，所述方法还包括：

检测各个排废口的流量，根据所述各个排废口的流量将所述排废口的流量调为一致。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的一种光纤预制棒的制备装置及方法，通过检测器检测喷灯组中各个喷灯的流量，通过控制器根据检测结果调节各个喷灯的流量，使各个喷灯的流量一致，保证各个喷灯沉积到相应区域预制棒棒芯上的颗粒松散体的质量相同；并通过控制器调节预制棒棒芯的转动速度、喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离、喷灯两两之间的距离、喷灯组左右往复运动的速度和行程，使喷灯组与预制棒棒芯达到运动平衡；由于各个喷灯沉积到相应区域预制棒棒芯上的颗粒松散体的质量相同，且喷灯组与预制棒棒芯之间运动平衡，因此经过沉积后的预制棒棒芯上各个区域沉积的颗粒松散体质量相同，从而实现了经高温炉玻璃化后的预制棒外径波动较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种光纤预制棒的制备装置的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种光纤预制棒的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种光纤预制棒的制备装置及方法，以实现玻璃颗粒松散体在预制棒棒芯上的质量分布均匀，进而实现玻璃化后的光纤预制棒在轴向上的外径波动较小。

如图1所示，一种光纤预制棒的制备装置，包括：由两个或两个以上的喷灯16组成的喷灯组11、检测器12和控制器13；其中：

喷灯组11安装在反应室14内，用于向预制棒棒芯15沉积颗粒松散体；

检测器12与喷灯组11中的喷灯16相连，用于检测喷灯16的流量，并发送检测结果；

控制器13与检测器12和喷灯16相连，用于接收检测器12发送的检测结果，并根据所述检测结果将各个喷灯16的流量调为一致；

控制器13还分别与预制棒棒芯15和喷灯组11相连，用于调节预制棒棒芯15的转动速度、喷灯16的喷灯口与预制棒棒芯15中心的距离、喷灯15两两之间的距离、喷灯组11左右往复运动的速度和行程。

具体的，喷灯16两两之间的距离与喷灯组11左右往复运动的行程相同，为150mm~350mm；

喷灯16的喷灯口与预制棒棒芯15中心的距离为200mm~500mm。

预制棒棒芯15的转动速度v与喷灯组11的左右往复运动速度w之比为：1≤（v/w）≤2。

在上述实施例光纤预制棒的制备过程中，通过检测器12检测喷灯组11中各个喷灯16的流量，并将检测结果发送至控制器13中，控制器13根据接收到的各个喷灯16的流量结果将各个喷灯16的流量调为一致，保证在制备过程中各个喷灯16沉积到相应区域预制棒棒芯15上的颗粒松散体的质量相同；

通过控制器13调节控制器调节预制棒棒芯15的转动速度、喷灯16的喷灯口与预制棒棒芯15中心的距离、喷灯16两两之间的距离、喷灯组11左右往复运动的速度和行程，使喷灯组11与预制棒棒芯15达到运动平衡；

通过安装在由防腐蚀材料制成的反应室14下端的送风系统17向反应室14中吸入空气，送风系统17由主动送风和被动送风两部分组成，其中，主动送风部分负责冷却反应室14的内壁，同时将粉尘吹入安装在反应室14上端的排废系统18，排废系统18将粉尘排除，防止反应室14内壁积尘；被动送风部分负责保证反应室14的内部压力稳定、气流稳定，同时保证进入反应室14中的空气为洁净空气。

为了使玻璃颗粒松散体在预制棒芯上的质量分布更加均匀，检测器12还分别与反应室14中排废系统18的各个排废口19相连，用于检测排废口19的流量，并将检测结果发送至控制器13；

控制器13分别与各个排废口19相连，用于接收检测器12发送的排废口的流量结果，并根据所述结果将各个排废口19的流量调为一致。

通过将各个排废口19的流量调为一致，可使反应室14满足风量平衡，使沉积到预制棒棒芯15上的玻璃颗粒松散体质量分布更均匀。

在上述实施例的基础上，还可以在控制器中设置需要制备的光纤预制棒的重量，增加称重系统对在沉积过程中的光纤预制棒进行称重，当沉积中的光纤预制棒达到预先设定的重量时，控制器控制预制棒棒芯和喷灯组停止运动，完成光纤预制棒的制备过程。

下面为本发明提供的制备装置在光纤预制棒制备过程中的两组实验数据。

第一组：

在喷灯组上安装9个喷灯，将喷灯之间的间距L设定为240mm，喷灯口离预制棒棒芯中心的距离H设定为320mm，预制棒棒芯的旋转速度w设定为175r/min，喷灯组的移动速度v设定为250mm/min。在光纤预制棒的制备过程中，控制排废口的风速V₁为6.58m/s，左右波动0.15m/s以内。在沉积的颗粒松散体重量达到53.9kg时停止沉积，得到玻璃颗粒松散体的有效部分平均直径为267.6mm，最大处为286mm,最小处为252mm，波动率约为±6.5%。在颗粒松散体脱水玻璃化后，有效部分平均外径为119.5mm，最大直径为122.4mm，最小直径为117.6mm，波动率约为±2.5%。

第二组：

在喷灯组上安装8个喷灯，将喷灯之间的间距L设定为250mm，喷灯口离预制棒棒芯中心的距离H设定为280mm，预制棒棒芯的旋转速度w设定为150r/min，喷灯组的移动速度v设定为200mm/min。在光纤预制棒的制备过程中，控制排废口的风速V1为6.2m/s，左右波动0.15m/s以内。在沉积的颗粒松散体重量达到24.5kg时停止沉积，得到玻璃颗粒松散体的有效部分平均直径为169.2mm，最大处为178.5mm,最小处为163mm，波动率约为±5.5%。在颗粒松散体脱水玻璃化后，有效部分平均外径为80.2mm，最大直径为82.3mm，最小直径为78.5mm，波动率约为±2.6%。

从两面两组实验数据可看出，本发明提供的光纤预制棒的制备装置能够制备出外径波动较小的光纤预制棒。

如图2所示，本发明的实施例公开了一种光纤预制棒的制备方法，包括：

S101、检测喷灯组中各个喷灯的流量，根据各个喷灯的流量将喷灯的流量调为一致；

具体的，通过与喷灯组中的喷灯相连的检测器检测各个喷灯的流量，并将检测结果发送至控制器，控制器根据接收到的检测结果调节喷灯的流量，使其一致。

S102、调节预制棒棒芯的转动速度、喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离、喷灯两两之间的距离、喷灯组左右往复运动的速度和行程；

具体的，喷灯两两之间的距离与所述喷灯组左右往复运动的行程相同，为150mm~350mm；喷灯的喷灯口与预制棒棒芯中心的距离为200mm~500mm；预制棒棒芯的转动速度v与所述喷灯组的左右往复运动速度w之比为：1≤（v/w）≤2。

S103、喷灯组中的喷灯以一致的流量向预制棒棒芯沉积颗粒松散体。

具体的，喷灯组中的喷灯以调节一致后的流量向预制棒棒芯沉积颗粒松散体。

为了使制备的光纤预制棒上颗粒松散体的质量分布更均匀，在上述的制备方法中还包括：

检测各个排废口的流量，根据各个排废口的流量将所述排废口的流量调为一致。

具体的，通过与排废系统的排废口相连的检测器检测各个排废口的流量，并将检测结果发送至控制器，控制器根据接收到的检测结果调节排废口的流量，使其一致，使反应室满足风量平衡。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光纤预制棒的制备装置，其特征在于，包括：由两个或两个以上的喷灯组成的喷灯组、检测器和控制器；其中：

所述喷灯组安装在反应室内，用于向预制棒棒芯沉积颗粒松散体；

所述检测器与所述喷灯组中的喷灯相连，用于检测所述喷灯的流量，并发送检测结果；

所述控制器与所述检测器和所述喷灯相连，用于接收所述检测器发送的检测结果，并根据所述检测结果将各个喷灯的流量调为一致；

所述控制器还分别与所述预制棒棒芯和所述喷灯组相连，用于调节所述预制棒棒芯的转动速度、所述喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离、所述喷灯两两之间的距离、所述喷灯组左右往复运动的速度和行程，使喷灯组与预制棒棒芯达到运动平衡。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷灯两两之间的距离与所述喷灯组左右往复运动的行程相同，为150mm～350mm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离为200mm～500mm。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预制棒棒芯的转动速度v与所述喷灯组的左右往复运动速度w之比为：1≤(v/w)≤2。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测器还分别与反应室中排废系统的各个排废口相连，用于检测所述排废口的流量，并将检测结果发送至所述控制器；

所述控制器分别与所述各个排废口相连，用于接收所述检测器发送的排废口的流量结果，并根据所述结果将各个排废口的流量调为一致。

6.一种光纤预制棒的制备方法，其特征在于，包括：

检测喷灯组中各个喷灯的流量，根据所述各个喷灯的流量将所述喷灯的流量调为一致；

调节预制棒棒芯的转动速度、喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离、喷灯两两之间的距离、喷灯组左右往复运动的速度和行程，使喷灯组与预制棒棒芯达到运动平衡；

喷灯组中的喷灯以一致的流量向预制棒棒芯沉积颗粒松散体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述喷灯两两之间的距离与所述喷灯组左右往复运动的行程相同，为150mm～350mm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述喷灯的喷灯口与所述预制棒棒芯中心的距离为200mm～500mm。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预制棒棒芯的转动速度v与所述喷灯组的左右往复运动速度w之比为：1≤(v/w)≤2。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

检测各个排废口的流量，根据所述各个排废口的流量将所述排废口的流量调为一致。