CN103803791B - 一种vad疏松体预制棒动态准直装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤预制棒制备领域，具体涉及一种VAD疏松体预制棒动态准直装置。其包括引杆稳定装置、提升机构和引杆夹头位置自适应装置，所述的引杆夹头位置自适应装置固定在提升机构上，引杆稳定装置固定于引杆夹头位置自适应装置的下方，所述的引杆稳定装置中引杆处于竖直状态，预制棒通过预制棒把棒竖直与稳定装置相连。本发明有效避免了提升机构和引杆动态准直稳定装置的冲突，能够有效提高VAD疏松体预制棒动态准直度，从而使疏松体密度更加均匀、减少产品缺陷、提高预制棒的沉积速度和沉积效率。

Description

一种VAD疏松体预制棒动态准直装置

技术领域

本发明涉及光纤预制棒制备领域，具体涉及一种VAD疏松体预制棒动态准直装置。

背景技术

VAD（气相轴向沉积）工艺是当前制备低水峰或零水峰单模光纤预制棒芯棒的最优秀的工艺方法之一，该工艺被国内外主流光纤预制棒生产厂商所广泛采用。

疏松体预制棒通过一根玻璃质的把棒固定在引杆上，该引杆被夹装在一个提升和旋转机构上。理想情况下疏松体预制棒、把棒和引杆的中心线都处于同一直线上并被提升及旋转机构向上提升并以共同的中心线旋转。这样疏松体预制棒底部尖端在其被提升到任何位置是都和喷灯火焰保持相对稳定位置，并处在火焰的几何中心。但是，通常情况下由于引导提升机构的导轨有一定的弯曲度并且不能完全竖直安装在塔架上，导致提升机构运动到某些位置时会产生水平位置和角度的偏移，这种偏移会被放大并传递到预制棒的底部尖端，这种现象一般定义为预制棒动态准直度差。预制棒动态准直度差会导致其底部尖端不能稳定地处于火焰的几何中心，从而产生预制棒芯层折射率曲线差、密度分布不均匀、外径波动大甚至产生气线等问题，同时会降低沉积速率。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种能够有效提高VAD疏松体预制棒动态准直度，从而使疏松体密度更加均匀、减少产品缺陷、提高预制棒的沉积速度和沉积效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其包括引杆稳定装置、提升机构和引杆夹头位置自适应装置，所述的引杆夹头位置自适应装置固定在提升机构上，引杆稳定装置固定于引杆夹头位置自适应装置的下方，所述的引杆稳定装置中引杆处于竖直状态，预制棒通过预制棒把棒竖直与稳定装置相连。

上述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其所述的引杆夹头位置自适应装置包括两块滑动平板，第一块滑动平板通过提升机构两侧的直线轴承固定于提升机构上，第二块滑动平板通过第一块滑动平板两侧的直线轴承固定于第一块滑动平板上，转动电机固定于第二块滑动平板上，转动电机通过连接轴与提升机构下的引杆夹头相连，引杆夹装在引杆夹头上。

上述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其所述的引杆稳定装置包括引杆及轴承系统，轴承系统紧密配合套装在引杆上，所述的轴承系统竖直设置。

上述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其所述的引杆需满足但不需同时全部满足如下技术要求：椭圆度≤0.05mm；弯曲度≤0.1mm/m；外径波动≤0.05mm/m；材质硬度≥HRC55。

上述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其所述的轴承系统为一个或若干个直线轴承或滑动轴承组成。

有益效果：

本发明在常规VAD系统的基础上，增加了引杆稳定装置和引杆夹头位置自适应装置，引杆稳定装置的轴承系统紧密配合的套装在引杆上，同时轴承外圈部分被固定在紧邻沉积腔体顶部的塔架上。当提升机构运动到任何位置后，这种设计可以有效地把引杆限制在其初始中心线上，从而也就把预制棒的底部尖端稳定控制在喷灯火焰的几何中心。引杆夹头位置自适应装置由两个在一定范围内可以自由滑动和偏转的滑动平板组成。该装置安装在预制棒提升机构上。由于引杆夹头位置自适应装置可以自由移动和偏转，当在某个位置预制棒提升机构的水平位置或角度发生偏移时，自适应装置可以自行调整使引杆夹头的水平位置和角度与引杆保持一致，从而有效避免了提升机构和引杆动态准直稳定装置的冲突，能够有效提高VAD疏松体预制棒动态准直度，从而使疏松体密度更加均匀、减少产品缺陷、提高预制棒的沉积速度和沉积效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图。

图2为直线轴承工作示意图。

图3为引杆夹头位置自适应装置示意图。

图4为预制棒提升机构俯视图。

图5为X方向滑动平板俯视图。

图6为Y方向滑动平板俯视图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1、图2和图3，本发明包括引杆稳定装置、提升机构13和引杆夹头位置自适应装置9，引杆夹头位置自适应装置9固定在提升机构13上，引杆夹头位置自适应装置9包括两块滑动平板，X方向滑动平板14和Y方向滑动平板15，X方向滑动平板14通过提升机构13两侧的直线轴承16固定于提升机构13上，Y方向滑动平板15通过X方向滑动平板14两侧的直线轴承17固定于X方向滑动平板14上，转动电机10固定于Y方向滑动平板15上，转动电机10通过连接轴与提升机构13下的引杆夹头8相连，引杆7夹装在引杆夹头8上。引杆稳定装置固定于引杆夹头位置自适应装置9的下方，引杆稳定装置包括引杆7及轴承系统，轴承系统为两个竖直设置的直线轴承6组成，两个直线轴承6的滚珠12紧密配合套装在引杆7上，引杆7处于竖直状态，预制棒1通过预制棒把棒5竖直与稳定装置相连。引杆7需满足但不需同时全部满足如下技术要求：椭圆度≤0.05mm；弯曲度≤0.1mm/m；外径波动≤0.05mm/m；材质硬度≥HRC55。

在预制棒1的提升过程中，引杆7被直线轴承6稳定的限制在竖直方向运动，为了尽最大可能性的减少引杆7的水平和角度偏移，设计两个直线轴承6，且之间间隔一定的距离。直线轴承6的外圈11通过高刚度材料的支架固定在VAD塔架上。

由于预制棒提升机构导轨具有一定的弯曲度等原因，提升机构13在提升过程中不可避免发生水平位置和角度的偏移。而引杆7和引杆夹头8在直线轴承6的作用下是不会有任何水平位置和角度的偏移。这两者之间的冲突通过引杆夹头位置自适应装置9对水平位置和偏转角度的调整来解决。

引杆夹头位置自适应装置9的工作原理如下：

参照图4，提升机构13左右沿X方向两侧中间位置各安装一个直线轴承16，该轴承的安装位置需要一定的高度，以保证X方向滑动平板14能自由偏转。图5，X方向滑动平板14左右两侧的圆轴20安装在图4提升机构的直线轴承16内，圆轴20和直线轴承16需良好配合，圆轴20在直线轴承16内自由转动和左右滑动。图5，X方向滑动平板14的前后两侧中间位置各安装一个直线轴承17，高度同直线轴承16。图6，Y方向滑动平板15前后两侧的圆轴22安装在图5的X方向滑动平板14的直线轴承17内，圆轴22和直线轴承17需配合良好，圆轴22在直线轴承17内自由转动和前后滑动。图6，Y方向滑动平板15中的螺丝孔23用于固定安装其上的转动电机10，转动电机10通过一个连接轴穿过以上各个中心孔直接和引杆夹头8相连。

在以下举例的实际情况中，Y方向滑动平板15的水平位置和角度不会发生变化，但为了便于表述，水平位置和角度的偏移都以提升机构13为参照物，即假设提升机构13的水平位置及角度始终保持不变。

实例一：提升机构13水平位置偏移的情况。

在实际使用过程中，如果提升机构13沿着X方向发生水平位置偏移，则X方向滑动平板14和Y方向滑动平板15的相对位置保持不变，两者相对提升机构13沿着X方向自行滑移。如果提升机构13沿着Y方向发生水平位置偏移，则其与X方向滑动平板14之间相对位置保持不变，Y方向滑动平板15相对两者沿着Y方向自行滑移。

当提升机构13发生水平位置的偏移，即与X轴正方向成θ角度发生L距离的偏移。则X方向滑动平板14相对提升机构13以X轴负方向发生L×cosθ距离的滑动位移；Y方向滑动平板15相对X方向滑动平板14以Y轴负方向发生L×sinθ距离的滑动位移。

实例二：提升机构13发生角度偏移的情况。

在实际使用过程中，如果提升机构13在X方向发生角度为α的偏转，则其与X方向滑动平板14的相对位置保持不变，Y方向滑动平板15相对两者发生角度为α的偏转。如果提升机构13在Y方向发生角度为α的偏转，则X方向滑动平板14和Y方向滑动平板15的相对位置保持不变，两者相对提升机构13发生角度为α的偏转。

如果提升机构13在其他方向发生角度为α的偏转，其偏转方向投影到水平面上，如果与X轴正方向有角度为β的夹角，则X方向滑动平板14相对提升机构13发生角度为α×cosβ的偏转；Y方向滑动平板15相对X方向滑动平板14发生角度为α×sinβ的偏转。

在实际生产使用过程中，提升机构13的水平位置滑移和偏转通常同时发生，而且是在荷重情况下，工况比较苛刻。所以定期对直线轴承16、17和圆轴20、22进行润滑等保养工作非常重要。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其特征在于，包括引杆稳定装置、提升机构和引杆夹头位置自适应装置，所述的引杆夹头位置自适应装置固定在提升机构上，所述引杆稳定装置固定于引杆夹头位置自适应装置的下方，所述的引杆稳定装置中引杆处于竖直状态，所述预制棒通过预制棒把棒竖直与稳定装置相连；

所述的引杆夹头位置自适应装置包括两块滑动平板，所述第一块滑动平板通过提升机构两侧的直线轴承固定于提升机构上，所述第二块滑动平板通过第一块滑动平板两侧的直线轴承固定于第一块滑动平板上，所述转动电机固定于第二块滑动平板上，所述转动电机通过连接轴与提升机构下的引杆夹头相连，引杆夹装在引杆夹头上。

2.根据权利要求1所述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其特征在于，所述的引杆稳定装置包括引杆及轴承系统，所述轴承系统紧密配合套装在引杆上，所述的轴承系统竖直设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其特征在于，所述的引杆需满足但不需同时全部满足如下技术要求：椭圆度≤0.05mm；弯曲度≤0.1mm/m；外径波动≤0.05mm/m；材质硬度≥HRC55。

4.根据权利要求2所述的一种VAD疏松体预制棒动态准直装置，其特征在于，所述的轴承系统为一个或若干个直线轴承或滑动轴承组成。