CN106277743A - 一种用于vad沉积粉棒的脱水烧结装置及方法 - Google Patents
一种用于vad沉积粉棒的脱水烧结装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106277743A CN106277743A CN201610678167.2A CN201610678167A CN106277743A CN 106277743 A CN106277743 A CN 106277743A CN 201610678167 A CN201610678167 A CN 201610678167A CN 106277743 A CN106277743 A CN 106277743A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rod
- powder
- dehydration
- target
- heat drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01853—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置及方法,所述装置包括有立架,置于立架上的上下升降装置,上下升降装置与悬臂架相联,在悬臂架的前端连接有一吊杆,吊杆的下方对应安设加热干燥筒,且吊杆从加热干燥筒顶部伸入加热干燥筒的内腔,加热干燥筒上下方分别设置进气口和出气口,其特征在于所述的吊杆下端连接靶棒套筒,在靶棒套筒内设置加热件。本发明实现了待烧结粉棒的上端靶棒端与粉棒下端同时进行双向脱水烧结,从而解决传统方法靶棒端脱水不充分致使生产出的芯棒靶棒端水峰高的问题,改善了烧结粉棒脱水状况,使整个烧结粉棒的脱水更为均衡和充分,从而提高光纤预制棒的加工质量。本发明脱水与烧结一并完成,提高了效率,节省了生产所需时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置及方法,属于光纤预制棒制造技术领域。
背景技术
光纤预制棒的制作一直被视作光纤行业的塔尖,当今世界上主流制作预制棒的方法主要分为MCVD,PCVD,OVD以及VAD,其中VAD以其沉积速率高,设备构造简单,生产能力强的特点,多年来一直倍受青睐。由VAD工艺制作出的沉积粉棒还需要经过烧结,退火等工序的处理,由于VAD工艺沉积过程中运用的是水解原理,沉积颗粒中会含有氢氧离子和水分子,因此如何完成对多孔粉棒的脱水和烧结以有效减少沉积过程中火焰带入的氢氧离子和水分子,制作出合格的芯棒,是预制棒制作中十分重要的环节。
VAD方法制作预制棒首先是原料经喷灯水解反应后形成颗粒,然后由于热泳作用往温度梯度低的地方扩散,最终沉积在预置于火焰上端的玻璃靶棒下方,水解后的颗粒沿靶棒下方逐渐往下垂直生长,待沉积完成取出粉棒。然后,沉积后的多孔疏松粉棒需要经脱水、烧结,除去其中残留的氢氧离子和水分子后形成玻璃化的玻璃母棒。对于脱水烧结过程是形成合格预制棒的必不可少的环节,其脱水的完全与否也直接决定了产出光纤的衰减高低。
目前粉棒的脱水、烧结技术一般都是单向进行,即母棒由上往下缓慢进入高温区域,经温度控制技术脱去粉棒中残留的氢氧离子和水分子,在此过程中母棒下端开始进行脱水烧结,随着母棒慢慢下移,靶棒端最后脱水烧结。这样的脱水烧结方式存在较多问题,由于温度是由外向内逐渐扩散,粉棒自然外部先进行脱水烧结,且随着粉棒由上往下运动,垂直方向上粉棒底部自然先进行脱水烧结,这样当接近粉棒靶棒端时,由于靶棒端存在变径处,外径会变小,外侧粉棒更容易预先被脱水烧结,这样氢氧离子和水蒸气就会被束缚在靶棒下端即芯棒内侧而无其他路径排出,最终表现在拉丝过程中同是一根玻璃芯棒,水峰表现为由靶棒端到奶嘴端由高变低的走势,其中,位于靶棒端的芯棒水峰往往很高,其原因主要就是因为,芯棒靠近靶棒端的位置脱水不充分,相比于奶嘴端仍含有比较多的水分子,从而影响预制棒的加工质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置及方法,它能改善烧结粉棒脱水状况,使整个烧结粉棒的脱水更为均衡和充分,从而提高光纤预制棒的加工质量。
本发明脱水烧结装置的技术方案为:包括有立架,置于立架上的上下升降装置,上下升降装置与悬臂架相联,在悬臂架的前端连接有一吊杆,吊杆的下方对应安设加热干燥筒,且吊杆从加热干燥筒顶部伸入加热干燥筒的内腔,加热干燥筒上下方分别设置进气口和出气口,其特征在于所述的吊杆下端连接靶棒套筒,在靶棒套筒内设置加热件。
按上述方案,所述的靶棒套筒包括套筒体,在套筒体上沿轴向开设上下贯通的台阶通孔,上端设置吊杆连接孔,中下方设置靶棒套接孔,在靶棒套接孔内设置加热件。
按上述方案,所述的加热件为石墨电阻加热件,安设于靶棒套接孔内壁,所述靶棒套筒外部设置石墨绝缘保温层。
按上述方案,所述的加热干燥筒包括玻璃筒体,玻璃筒体的上端配置顶盖,玻璃筒体的底部和上端分别设置进气口和出气口,在玻璃筒体的外周安设有石墨电阻加热装置。
按上述方案,所述的吊杆为管状吊杆,管状吊杆的内孔沿轴向分成3个空腔,包括左、右空腔和中间空腔,左、右空腔一个与进水管道相通,另一个与出水管道相通,左右空腔头尾相接,中间空腔安设有导线和导气管,所述的导气管与惰性气体气源相连通。
按上述方案,所述的进、出水管道与冷却水循环装置相连通。
本发明脱水烧结方法技术方案为:采用上述技术方案中的脱水烧结装置,对沉积粉棒分以下步骤进行:
将沉积后的待烧结粉棒上端与靶棒套筒相连;
开启上下升降装置将粉棒送入加热干燥筒内,然后开通进气管道和出气管道开启玻璃管内进气、抽气装置,向加热干燥筒内腔送入氯气;
开启靶棒套筒内加热件,将温度逐步升至800~1200℃,同时通过吊杆向靶棒套筒输送保护气体;
开启加热干燥筒外的加热装置,温度设定值900~1200℃,粉棒开始脱水工序;
待粉棒脱水完毕,关闭靶棒套筒内的加热件,保护气体继续吹扫,缓慢升起粉棒,同时将加热干燥筒外部加热装置温度缓慢升至1200~1500℃;
待加热干燥筒外部加热装置温度缓慢升至1200~1500℃,再次缓慢将粉棒下降至热区,待烧结完成将加热装置缓慢降温,同时提起粉棒,关闭进气管道,待烧结棒提出加热干燥筒后关闭靶棒套筒保护气体,烧结结束。
本发明的有益效果在于:通过设置内设有加热件的靶棒套筒,将与待烧结粉棒芯层相连接的玻璃靶棒作为温度传递媒介,将待烧结粉棒的靶棒端由内向外逐渐脱水,从而改善了待烧结粉棒靶棒端水峰高的问题,而且在粉棒进行脱水的过程中进行上段由内向外的加热脱水,实现了待烧结粉棒的上端靶棒端与粉棒下端同时进行双向脱水烧结,从而解决传统方法靶棒端脱水不充分致使生产出的芯棒靶棒端水峰高的问题,改善了烧结粉棒脱水状况,使整个烧结粉棒的脱水更为均衡和充分,从而提高光纤预制棒的加工质量。本发明脱水与烧结一并完成,提高了效率,节省了生产所需时间。
附图说明
图1是本发明装置一个实施例的总体结构图。
图2是本发明装置一个实施例指南拉杆的径向剖图。
图3是本发明装置一个实施例中拉杆的轴向剖图。
图4是本发明装置一个实施例中靶棒套筒的轴向剖图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步具体说明。
本发明的装置包括有立架1,置于立架上的上下升降装置2,上下升降装置与悬臂架相联,在悬臂架的前端连接有一吊杆3,吊杆的下方对应安设加热干燥筒,所述的加热干燥筒包括玻璃筒体8,玻璃筒体的上端配置顶盖9,由此构成一个密闭的玻璃筒体,玻璃筒体的底部和上端一侧分别设置进气口10和出气口11,进气口与气源相接,通入用于脱水烧结的氯气和导热的氦气,出气口连接抽气管道,在玻璃筒体的外周中部安设有石墨电阻加热装置12,石墨电阻加热装置为石墨电阻加热套。所述的吊杆3从加热干燥筒顶部穿过顶盖中部的封闭孔伸入加热干燥筒的内腔,所述的吊杆为管状吊杆,管状吊杆的内孔沿轴向分成3个空腔,包括左、右空腔3D、3B和中间空腔3C,有2块纵向隔板3A在管内分隔而成,左、右空腔一个与进水管道相通,另一个与出水管道相通,左、右空腔头尾相接,所述的进、出水管道与冷却水循环装置相连通,中间空腔安设有导线和导气管,所述的导气管与惰性气体气源相连通。所述的吊杆下端连接靶棒套筒5,所述的靶棒套筒包括套筒体,在套筒体上沿轴向开设上下贯通的台阶通孔,其中,台阶通孔上端为孔径较小的吊杆连接孔5A,吊杠连接孔的上方设置径向销孔5C,通过插销6与吊杆穿销相连,中下方设置靶棒套接孔,在靶棒套接孔内沿周向设置有4个石墨电阻加热件5D,靶棒套接孔上方设置靶棒径向销孔,粉棒4的靶棒上端通过陶瓷插销7将靶棒端固定在靶棒套筒5内,在吊杠连接孔和靶棒套接孔之间设置有连接通孔5B,吊杆导气管的惰性气体经连接通孔进入靶棒套接孔,同时吊杆中的导线穿过连接通孔与石墨电阻加热件相连接,在所述靶棒套筒外部设置石墨绝缘保温层。
本实施例中设置靶棒上端的销孔到靶棒末端距离为800mm,粉棒沉积长度为2000mm,玻璃筒体高度为6000mm,玻璃筒体外围加热区距离玻璃管下端2000mm,加热区高度250mm。
本实施例脱水烧结的方法分以下几步:
第一步:将沉积后的待烧结粉棒用机械手从靶棒套筒下口送入,通过插销将待烧结粉棒固定在靶棒套筒下方;
第二步:开启上下升降装置将粉棒缓慢送入烧结玻璃筒体内,待玻璃筒体上端盖板密封好后开通玻璃管内进气、抽气装置,通入用于脱水烧结的氯气和导热的氦气;
第三步:开启靶棒套筒内加热件,将温度逐步升至1150℃,开启靶棒套筒保护气体开关,保护气体为氦气或氮气,同时开通吊杆冷却水循环装置;
第四步:待粉棒沉积区进入到脱水区后粉棒运动停止,开启玻璃筒体外部石墨电阻加热装置,温度设定值1150℃,粉棒进入脱水工序;
第五步:待粉棒脱水完毕,关闭靶棒套筒内加热件,保护气体继续吹扫,缓慢升起粉棒,同时将玻璃筒体外部加热装置温度缓慢升至1400℃;
第六步:待玻璃管外部加热装置温度缓慢升至1400℃,再次缓慢将粉棒下降至热区,待烧结完成将加热装置缓慢降温,同时提起粉棒,关闭进气阀门,待烧结棒提出玻璃筒体后关闭靶棒套筒保护气体,烧结结束。
Claims (7)
1.一种用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置,包括有立架,置于立架上的上下升降装置,上下升降装置与悬臂架相联,在悬臂架的前端连接有一吊杆,吊杆的下方对应安设加热干燥筒,且吊杆从加热干燥筒顶部伸入加热干燥筒的内腔,加热干燥筒上下方分别设置进气口和出气口,其特征在于所述的吊杆下端连接靶棒套筒,在靶棒套筒内设置加热件。
2.如权利要求1 所述的用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置,其特征在于所述的靶棒套筒包括套筒体,在套筒体上沿轴向开设上下贯通的台阶通孔,上端设置吊杆连接孔,中下方设置靶棒套接孔,在靶棒套接孔内设置加热件。
3.如权利要求2所述的用于VAD沉积粉棒的脱水烧结的装置,其特征在于所述的加热件为石墨电阻加热件,安设于靶棒套接孔内壁,所述靶棒套筒外部设置石墨绝缘保温层。
4.如权利要求1或2所述的用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置,其特征在于所述的加热干燥筒包括玻璃筒体,玻璃筒体的上端配置顶盖,玻璃筒体的底部和上端分别设置进气口和出气口,在玻璃筒体的外周安设有石墨电阻加热装置。
5.如权利要求1 或2所述的用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置,其特征在于所述的吊杆为管状吊杆,管状吊杆的内孔沿轴向分成3个空腔,包括左、右空腔和中间空腔,左、右空腔一个与进水管道相通,另一个与出水管道相通,左右空腔头尾相接,中间空腔安设有导线和导气管,所述的导气管与惰性气体气源相连通。
6.如权利要求5 所述的用于VAD沉积粉棒的脱水烧结装置,其特征在于所述的进、出水管道与冷却水循环装置相连通。
7.一种用于VAD沉积粉棒的脱水烧结方法,其特征在于采用权利要求1-6 中任一脱水烧结装置,对沉积粉棒分以下步骤进行:
将沉积后的待烧结粉棒上端与靶棒套筒相连;
开启上下升降装置将粉棒送入加热干燥筒内,然后开通进气管道和出气管道开启玻璃管内进气、抽气装置,向加热干燥筒内腔送入氯气;
开启靶棒套筒内加热件,将温度逐步升至800~1200℃,同时通过吊杆向靶棒套筒输送保护气体;
开启加热干燥筒外的加热装置,温度设定值900~1200℃,粉棒开始脱水工序;
待粉棒脱水完毕,关闭靶棒套筒内的加热件,保护气体继续吹扫,缓慢升起粉棒,同时将加热干燥筒外部加热装置温度缓慢升至1200~1500℃;
待加热干燥筒外部加热装置温度缓慢升至1200~1500℃,再次缓慢将粉棒下降至热区,待烧结完成将加热装置缓慢降温,同时提起粉棒,关闭进气管道,待烧结棒提出加热干燥筒后关闭靶棒套筒保护气体,烧结结束。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610678167.2A CN106277743B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 一种用于vad沉积粉棒的脱水烧结装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610678167.2A CN106277743B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 一种用于vad沉积粉棒的脱水烧结装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106277743A true CN106277743A (zh) | 2017-01-04 |
CN106277743B CN106277743B (zh) | 2019-01-04 |
Family
ID=57678169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610678167.2A Active CN106277743B (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 一种用于vad沉积粉棒的脱水烧结装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106277743B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108904283A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-30 | 芜湖康奇制药有限公司 | 一种药物制粒装置 |
CN109709639A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-03 | 武汉理工大学 | 全分布式的三芯硫系长光纤光栅制作平台及方法 |
CN113198702A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-03 | 中国科学院上海天文台 | 适用于微小容器内壁的高分子涂料涂敷烧结装置 |
CN113511806A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-19 | 浙江富通光纤技术有限公司 | 芯棒的加工方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103214180A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 信越化学工业株式会社 | 多孔质玻璃母材的热屏蔽构件及烧结方法 |
CN104529148A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-22 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤粉末疏松棒体的脱水装置及方法 |
WO2015107931A1 (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 |
CN105271695A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-01-27 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种利用烧结疏松体制备石英玻璃预制棒的推杆装置 |
-
2016
- 2016-08-17 CN CN201610678167.2A patent/CN106277743B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103214180A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 信越化学工业株式会社 | 多孔质玻璃母材的热屏蔽构件及烧结方法 |
WO2015107931A1 (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-23 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法 |
CN104529148A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-22 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤粉末疏松棒体的脱水装置及方法 |
CN105271695A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-01-27 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种利用烧结疏松体制备石英玻璃预制棒的推杆装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108904283A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-30 | 芜湖康奇制药有限公司 | 一种药物制粒装置 |
CN109709639A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-03 | 武汉理工大学 | 全分布式的三芯硫系长光纤光栅制作平台及方法 |
CN113198702A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-03 | 中国科学院上海天文台 | 适用于微小容器内壁的高分子涂料涂敷烧结装置 |
CN113511806A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-19 | 浙江富通光纤技术有限公司 | 芯棒的加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106277743B (zh) | 2019-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106277743A (zh) | 一种用于vad沉积粉棒的脱水烧结装置及方法 | |
CN101781087B (zh) | 一种疏松体光纤预制棒一体化烧结脱气的设备及其方法 | |
CN103304135B (zh) | 一种大直径光纤预制棒的光纤拉丝方法 | |
CN103819084B (zh) | 一种光纤拉丝炉 | |
CN101328012A (zh) | 大尺寸石英光纤预制棒制造的方法 | |
CN104445915A (zh) | 一种vad法制备光纤预制棒的装置及方法 | |
CN108046582A (zh) | 一种连续制备光纤预制棒并拉丝的装置及方法 | |
CN102875007B (zh) | 生产石英玻璃棒的连熔炉以及制造工艺 | |
CN110204190A (zh) | 一种超低损耗单模光纤的制造方法及装置 | |
CN104556669A (zh) | 一种疏松体预制棒脱羟和玻璃化的控制方法及其控制装置 | |
CN105271693B (zh) | 一种大尺寸光纤预制棒拉伸炉及其使用方法 | |
US20110100064A1 (en) | Method and apparatus for manufacturing an optical fiber core rod | |
CN103663958A (zh) | 一种制备低水峰光纤预制棒的方法 | |
CN108137378A (zh) | 用于光纤生产的气体回收系统 | |
US11325854B2 (en) | Method and apparatus for drying and consolidating a preform for optical fibres | |
CN108129017A (zh) | 一种提高ovd烧结效率并延长引杆使用寿命的装置及方法 | |
CN107032595A (zh) | 一种光纤预制棒碱金属掺杂的制备方法及装置 | |
CN106424071A (zh) | 一种光纤拉丝炉的除灰装置及方法 | |
WO2007059336A1 (en) | Method and apparatus for manufacturing water-free optical fiber preforms | |
CN105271650A (zh) | 一种制备低羟基石英套管的装置及方法 | |
CN104529148B (zh) | 一种光纤粉末疏松棒体的脱水装置及方法 | |
CN205115282U (zh) | 一种vad反应腔体内环境气流的控制装置 | |
CN105347666A (zh) | 一种低损耗光纤预制棒的制造方法 | |
CN102206040A (zh) | 一种光纤预制棒的水平延伸装置及其方法 | |
CN104710106B (zh) | 一种用于光纤预制棒熔缩的感应炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |