CN106830664A - 一种用于制备光纤母材疏松体的喷灯 - Google Patents

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张宏胜
黄利伟
渠驰
王志勇
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顾立新
刘善沛
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Abstract

本发明公开了一种用于制备光纤母材的喷灯，包括有喷灯体，喷灯体沿轴向设置喷射孔，喷灯体的前端安设有喷射罩，其特征在于在喷灯体和喷射罩之间安设有大端朝后的锥形导流座，锥形导流座设置有与喷射罩空腔相连通的导流孔。本发明通过在喷灯体前端设置锥形导流座和导流孔，能使喷灯喷射的燃气气流更加稳定，减少因抽风波动使喷灯火焰晃动而沉积异常的几率及燃烧气流紊流造成的喷灯结晶现象，维持水解产物一定的浓度不至快速扩散，提高收集率和沉积浓度，从而获得稳定的生长状态以及高质量沉积粉棒。同时，导流孔的设置也保证了端头高温火焰沉积时火焰的洁净度，可提高管外法的沉积精度。本发明结构设置简单合理，不仅便于更换而且结构稳定。

Description

一种用于制备光纤母材疏松体的喷灯
技术领域
本发明涉及一种用于管外法制备光纤母材疏松体的喷灯，属于光纤制造技术领域。
背景技术
光纤预制棒是光纤制造环节中最为重要的一环，现有的光纤预制棒工艺中，管外法由于沉积速率高，对原材料要求低，可以用作制作大尺寸预制棒,一直备受追捧。管外法制备光纤用的母材疏松体利用的是水解原理，高纯度的四氯化硅和四氯化锗在饱和蒸汽压下以一定温度的气态形式在一定配比下被送入喷灯中，喷灯中同时通入一定比例的氢氧，燃烧反应后水解成直径很小的二氧化硅和二氧化锗粉尘，由于热涌作用最后沉积在旋转的石英玻璃靶棒下端，石英靶棒以一定速度被往上提升，下端不断沉积，由此在轴向上形成一个多孔粉尘疏松体，在经过后续烧结等工艺后融缩成透明的光纤预制棒。
在沉积过程中喷灯作为原料生成沉积物的直接媒介，作用尤为重要，直接关系到所制作光纤母材疏松体的品质。但是喷灯所处的环境是在一个具有抽风压力的腔体内，抽风波动会使火焰飘动，而管外沉积喷灯火焰一般行程都很长，会随抽风波动而左右摇摆，喷灯火焰落点不稳定会影响到粉棒的生长，后续芯棒的直径、折射率等一系列质量参数都会受到严重影响，尤其是当罩体内温度波动幅度较大时，抽风时快时慢更加剧了喷灯火焰的波动。故而为了获得稳定的生长状态以及高质量的沉积粉棒，必须要稳定喷灯火焰状态。中国专利CN1819977A通过设置二重火焰抑制火焰内玻璃微粒子的扩散，使沉积表面生成高浓度的玻璃微粒子，来提高沉积效率。但其火焰的稳定性仍有待提高。
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制备光纤母材疏松体的喷灯，该喷灯不仅沉积效率高，而且喷射的稳定性好。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有喷灯体，喷灯体沿轴向设置喷射孔，喷灯体的前端安设有喷射罩，其特征在于在喷灯体和喷射罩之间安设有大端朝后的锥形导流座，锥形导流座设置有与喷射罩空腔相连通的导流孔。
按上述方案，所述的锥形导流座包括锥形导流罩和前端的连接座，所述的连接座与喷射罩和喷灯体前后相连，所述的锥形导流罩从连接座向外后侧延伸，锥形导流罩内沿导流罩锥面方向开设导流孔，导流孔前端与喷射罩空腔相连通，导流孔后端与喷灯体外周相导通。
按上述方案，所述的锥形导流罩呈圆台形，单边角度为25~45°。
按上述方案，所述的导流孔沿周向间隔均布。
按上述方案，所述的喷射孔包括设置在中部的玻璃原料供给孔，围绕玻璃原料供给孔沿径向由内向外依次开设圆周形的内侧火焰燃烧气体供给孔、内侧火焰助燃气体供给孔、外侧火焰燃烧气体供给孔、外侧火焰助燃气体供给孔。
按上述方案，在内侧火焰助燃气体供给孔和外侧火焰燃烧气体供给孔之间开设有非活性气体供给孔。
按上述方案，所述的内侧火焰燃烧气体供给孔、内侧火焰助燃气体供给孔、外侧火焰燃烧气体供给孔和外侧火焰助燃气体供给孔均为环形通孔，或沿圆周紧密间隔排列的圆形通孔。
按上述方案，所述的非活性气体供给孔为环形通孔，或沿圆周紧密间隔排列的圆形通孔。
按上述方案，所述的锥形导流座呈锥碗形，连接座为圆套状，连接座内前后端设置环形凹槽分别与喷射罩和喷灯体相嵌接或扣接。
按上述方案，所述的喷射罩为石英玻璃喷射罩。
本发明的有益效果在于：1、沉积过程中为了维持沉积腔体内一定压力，会设置抽风，本发明通过在喷灯体前端设置锥形导流座和导流孔，借助于抽风作用和导流孔的抽吸效应，会在喷射罩内沿罩壁形成一环形射流，环形射流成顺流状，能使喷灯喷射的燃气气流更加稳定，减少因抽风波动使喷灯火焰晃动而沉积异常的几率及燃烧气流紊流造成的喷灯结晶现象，维持水解产物一定的浓度不至快速扩散，提高收集率和沉积浓度，从而获得稳定的生长状态以及高质量沉积粉棒；同时，导流孔的设置也保证了端头高温火焰沉积时火焰的洁净度，可提高管外法的沉积精度；2、在内侧火焰助燃气体供给孔和外侧火焰燃烧气体供给孔之间开设非活性气体供给孔可进一步减少燃烧气流的紊流，使内、外侧燃气气流的稳定性进一步提高，从而进一步提高沉积质量；3、本发明不仅沉积效率高，喷射沉积的稳定性好，而且结构设置简单合理，锥形导流座与喷灯体和喷射罩采用嵌接相扣的方式连接，不仅便于更换而且结构稳定，避免了喷灯整体各部件间的晃动，进而提高沉积粉棒的加工质量。
附图说明
图1为本发明一个实施例的立体结构图。
图2为本发明一个实施例的轴向剖视图。
图3为本发明一个实施例的轴向剖面图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
包括有喷灯体3，喷灯体为圆柱形，喷灯体沿轴向设置喷射孔，所述的喷射孔包括设置在喷灯体中部的玻璃原料供给孔3F，玻璃原料供給孔为圆形通孔，孔径为3~8㎜，围绕玻璃原料供给孔沿径向由内向外依次开设圆周形的内侧火焰燃烧气体供给孔3E、内侧火焰助燃气体供给孔3D、非活性气体供给孔3C、外侧火焰燃烧气体供给孔3B和外侧火焰助燃气体供给孔3A。所述的内侧火焰燃烧气体供给孔3E、内侧火焰助燃气体供给孔3D、非活性气体供给孔3C、外侧火焰燃烧气体供给孔3B和外侧火焰助燃气体供给孔3A均为半径不同的环形通孔，所述环形通孔的单边径向孔隙为3~6㎜。喷灯体的前端安设有大端朝后的锥形导流座2，所述的锥形导流座包括锥形导流罩和前端的连接座，连接座前端与圆形喷射罩1相连接，所述的锥形导流罩呈圆台形，锥角的单边角度为30°，连接座为圆套状，所述的锥形导流罩从连接座向外后侧延伸，锥形导流罩内沿导流罩锥面方向开设导流孔2A，导流孔孔径为3~6㎜，所述的导流孔沿周向间隔均布，导流孔前端与喷射罩空腔相连通，导流孔后端与喷灯体外周相导通。所述的连接座内前后端设置环形凹槽分别与喷射罩和喷灯体相嵌接或扣接。本发明的喷射罩为石英玻璃喷射罩，喷灯体和锥形导流座由金属制成。

Claims (9)

1.一种用于制备光纤母材疏松体的喷灯，包括有喷灯体，喷灯体沿轴向设置喷射孔，喷灯体的前端安设有喷射罩，其特征在于在喷灯体和喷射罩之间安设有大端朝后的锥形导流座，锥形导流座设置有与喷射罩空腔相连通的导流孔。
2.按权利要求1所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的锥形导流座包括锥形导流罩和前端的连接座，所述的连接座与喷射罩和喷灯体前后相连，所述的锥形导流罩从连接座向外后侧延伸，锥形导流罩内沿导流罩锥面方向开设导流孔，导流孔前端与喷射罩空腔相连通，导流孔后端与喷灯体外周相导通。
3.按权利要求1所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的锥形导流罩呈圆台形，单边角度为25~45°；所述的导流孔沿周向间隔均布。
4.按权利要求1或2所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的喷射孔包括设置在中部的玻璃原料供给孔，围绕玻璃原料供给孔沿径向由内向外依次开设圆周形的内侧火焰燃烧气体供给孔、内侧火焰助燃气体供给孔、外侧火焰燃烧气体供给孔、外侧火焰助燃气体供给孔。
5.按权利要求4所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于在内侧火焰助燃气体供给孔和外侧火焰燃烧气体供给孔之间开设有非活性气体供给孔。
6.按权利要求4所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的内侧火焰燃烧气体供给孔、内侧火焰助燃气体供给孔、外侧火焰燃烧气体供给孔和外侧火焰助燃气体供给孔均为环形通孔，或沿圆周紧密间隔排列的圆形通孔。
7.按权利要求5所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的非活性气体供给孔为环形通孔，或沿圆周紧密间隔排列的圆形通孔。
8.按权利要求3所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的锥形导流座呈锥碗形，连接座为圆套状，连接座内前后端设置环形凹槽分别与喷射罩和喷灯体相嵌接或扣接。
9.按权利要求1或2所述的用于制备光纤母材疏松体的喷灯，其特征在于所述的喷射罩为石英玻璃喷射罩。
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