CN106904822A - 光纤预制棒的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：1)在芯棒两端熔接辅助棒，将辅助棒安装在卡盘上；2)卡盘带动辅助棒和芯棒转动，设置在芯棒下方的喷灯工作，沿芯棒长度方向往复移动，使芯棒外表面沉积松散体颗粒；3)对步骤2)制得的松散体进行烧结操作，最终烧结成光纤预制棒；所述步骤2)中的喷灯为金属喷灯。本申请的喷灯为金属喷灯，相对于玻璃材质的喷灯而言，结构强度高，能够通过多种方式清除堆积在喷灯内部的二氧化硅堵塞物，喷灯使用寿命长；喷灯孔通过机加工成型，孔的精度高，喷灯燃烧效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及光纤预制棒领域，具体涉及光纤预制棒的制造方法。
背景技术
VAD和OVD法制造光纤预制棒均通过喷灯进行，喷灯用于喷射燃料(四氯化硅)、可燃气体(氢气)、助燃气体(氧气)，各气体发生化学反应，生成二氧化硅颗粒。现有的喷灯均为玻璃喷灯，受制于玻璃材质的限制，喷灯各部件精度较低，喷灯喷口的同心度较差，这会影响沉积质量，而且喷灯使用一段时间后喷口会堵塞，因为玻璃材质易碎，所以只能用氢氟酸进行清洗，但这种清洗方式会腐蚀喷灯结构，缩短喷灯使用寿命。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种光纤预制棒的制造方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：
1)在芯棒两端熔接辅助棒，将辅助棒安装在卡盘上；
2)卡盘带动辅助棒和芯棒转动，设置在芯棒下方的喷灯工作，沿芯棒长度方向往复移动，使芯棒外表面沉积松散体颗粒；
3)对步骤2)制得的松散体进行烧结操作，最终烧结成光纤预制棒；
所述步骤2)中的喷灯为金属喷灯，所述喷灯包括：
喷灯主体，喷灯主体由内到外依次包括中央通道、内助燃气体通道和可燃气体通道，喷灯主体的一端为喷口端，另一端为安装端，喷灯主体安装端外侧壁上设有外螺纹；所述中央通道包括一个设置在安装端的圆形凹槽，以及一个设置在喷口端且与所述圆形凹槽连通的中心孔，所述中心孔的内径小于圆形凹槽的内径，所述圆形凹槽内具有内螺纹；所述内助燃气体通道包括一个设置在安装端的第一环形凹槽，以及多个设置在喷口端且与第一环形凹槽连通的第一出气孔，各第一出气孔绕中心孔的轴线均匀布置，所述第一环形凹槽的两个侧壁均具有内螺纹；所述可燃气体通道包括一个设置在安装端的第二环形凹槽，以及多个设置在喷口端且与第二环形凹槽连通的第二出气孔，各第二出气孔绕中心孔的轴线均匀布置，所述第二环形凹槽的两个侧壁均具有内螺纹；所述第一环形凹槽位于第二环形凹槽内侧，所述圆形凹槽位于第一环形凹槽内侧；
中央管和隔离气体管，中央管内套在隔离气体管上，且与隔离气体管相对固定，隔离气体管包括开口端和封闭端，隔离气体管开口端的外侧壁具有外螺纹，隔离气体管封闭端具有穿过孔，隔离气体管通过外螺纹与圆形凹槽的内螺纹配合固定，所述中央管的外径小于中心孔的内径，所述中央管的一端穿过隔离气体管的开口端后伸入所述中心孔，中央管的另一端穿过所述穿过孔，且中央管对应的外侧壁与穿过孔密封配合；
内助燃管，内助燃管的其中一个端面具有第一环形槽，内助燃管与第一环形槽槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，内助燃管通过螺纹与所述第一环形凹槽的两个侧壁螺纹连接；
可燃管，可燃管的其中一个端面具有第二环形槽，可燃管与第二环形槽槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，可燃管通过螺纹与所述第二环形凹槽的两个侧壁螺纹连接；
外助燃管，外助燃管其中一个端面具有第三环形槽，外助燃管与第三环形槽槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，外助燃管的内侧壁通过螺纹与喷灯主体外侧壁的外螺纹配合进行连接；
外罩，外罩内侧壁一端具有内螺纹，外罩通过内螺纹与所述外助燃管的外侧壁螺纹连接，外罩和喷灯主体外侧壁之间的空间构成外助燃气体通道。
本申请的喷灯为金属喷灯，相对于玻璃材质的喷灯而言，结构强度高，能够通过多种方式清除堆积在喷灯内部的二氧化硅堵塞物，喷灯使用寿命长；喷灯的中心孔、第一出气孔和第二出气孔均通过机加工成型，孔的精度高，喷灯燃烧效果更好；隔离气体管、内助燃管、可燃管、外助燃管和外罩通过螺纹连接，这种连接方式可靠，且拆装也更方便，当某个部件损坏时，只需要更换损坏的部件就可以使喷灯正常工作，喷灯维护成本低。
本申请喷灯的中央管内部空间用于传输燃料和可燃气体，中心孔和中央管之间的空间为惰性气体通道，惰性气体通过隔离气体管和中央管之间的空间后进入惰性气体通道；内助燃管用于通入氧气，并通过第一环形槽槽口进入第一出气孔；可燃管用于通入可燃气体，并通过第二环形槽槽口进入第二出气孔；外助燃管用于通入氧气，并通过第三环形槽槽口进入外助燃气体通道。
可选的，所述喷灯主体喷口端所在侧的外侧壁为锥状外侧壁，且喷口端为小径端；所述外罩具有与所述锥状外侧壁相适配的锥状内侧壁。
锥状外侧壁和锥状内侧壁的配合，能够使外助燃气体通道出气口向喷灯本体中心聚拢。通过选择合适倾斜角度(锥状部分的角度)的喷灯本体和外罩，能够将外助燃气体通道出气口的聚焦点固定在合适位置，可以使火焰温度达到最佳值，充分提高燃烧火焰的温度和生成粉尘颗粒的团聚度，使粉尘颗粒在光纤预制棒靶棒上的吸附率增加。
可选的，所述可燃管和内助燃管邻近喷灯主体安装端的一侧的内外侧壁均具有限位环，所述限位环与安装端配合实现限位；所述外助燃管邻近喷灯主体安装端的一侧的内外侧壁均具有限位环，外助燃管内侧壁处的限位环与安装端配合实现限位，外助燃管外侧壁处的限位环与外罩端部配合实现限位。
可选的，所述喷灯的材料为不锈钢，如361不锈钢。
可选的，所述隔离气体管、内助燃管、可燃管和外助燃管远离喷灯本体的一侧具有进气管，所述进气管的空间与对应管的内部空间连通。进气管用于向对应的管通入相应的原料。
可选的，所述内助燃管的第一环形槽邻近安装端的部分具有多个支撑柱，所述支撑柱用于连接第一环形槽相对应的两个侧壁；所述可燃管的第二环形槽邻近安装端的部分具有多个支撑柱，所述支撑柱用于连接第二环形槽相对应的两个侧壁；所述外助燃管的第三环形槽邻近安装端的部分具有多个支撑柱，所述支撑柱用于连接第三环形槽相对应的两个侧壁。设置支撑柱能够防止各环形槽变形。
可选的，第一环形槽的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部，第一环形凹槽的两个环形凹部形成缓冲腔。
缓冲腔的设计，使得向喷灯本体输送的气体经受膨胀和压缩过程，能够使出口处流速分布更均匀，喷灯燃烧时更加稳定。
可选的，第二环形槽的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部，第二环形凹槽的两个环形凹部形成缓冲腔。
可选的，第三环形槽的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部，第三环形凹槽的两个环形凹部形成缓冲腔。
可选的，缓冲腔内具有支撑柱，所述支撑柱用于连接相对应的两个环形凹部。
本发明的有益效果是：本申请的喷灯为金属喷灯，相对于玻璃材质的喷灯而言，结构强度高，能够通过多种方式清除堆积在喷灯内部的二氧化硅堵塞物，喷灯使用寿命长；喷灯的中心孔、第一出气孔和第二出气孔均通过机加工成型，孔的精度高，喷灯燃烧效果更好；隔离气体管、内助燃管、可燃管、外助燃管和外罩通过螺纹连接，这种连接方式可靠，且拆装也更方便，当某个部件损坏时，只需要更换损坏的部件就可以使喷灯正常工作，喷灯维护成本低。
附图说明：
图1是本发明喷灯的剖视图；
图2是本发明喷灯的俯视图；
图3是喷灯主体和外罩的剖视图；
图4是喷灯主体的剖视图；
图5是外助燃管结构示意图；
图6是可燃管结构示意图；
图7是内助燃管结构示意图；
图8是实施例2外助燃管的立体图；
图9是实施例2外助燃管的剖视图。
图中各附图标记为：
1、喷灯主体；2、外罩；3、隔离气体管；4、中央管；5、内助燃管；6、可燃管；7、外助燃管；8、喷口端；9、安装端；10、中心孔；11、圆形凹槽；12、第一出气孔；13、第二出气孔；14、第一环形凹槽；15、第二环形凹槽；16、锥状外侧壁；17、锥状内侧壁；18、外助燃气体通道；19、限位环；20、支撑柱；21、第一环形槽；22、第二环形槽；23、第三环形槽；24、进气管；25、穿过孔；26、环形凹部；27、缓冲腔。
具体实施方式：
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
实施例1
一种光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：
1)在芯棒两端熔接辅助棒，将辅助棒安装在卡盘上；
2)卡盘带动辅助棒和芯棒转动，设置在芯棒下方的喷灯工作，沿芯棒长度方向往复移动，使芯棒外表面沉积松散体颗粒；
3)对步骤2)制得的松散体进行烧结操作，最终烧结成光纤预制棒；
步骤2)中的喷灯为金属喷灯，如图1～7所示，喷灯包括：
喷灯主体1，喷灯主体1由内到外依次包括中央通道、内助燃气体通道和可燃气体通道，喷灯主体1的一端为喷口端8，另一端为安装端9，喷灯主体安装端9外侧壁上设有外螺纹；中央通道包括一个设置在安装端9的圆形凹槽11，以及一个设置在喷口端8且与圆形凹槽11连通的中心孔10，中心孔10的内径小于圆形凹槽11的内径，圆形凹槽11内具有内螺纹；内助燃气体通道包括一个设置在安装端9的第一环形凹槽14，以及多个设置在喷口端8且与第一环形凹槽14连通的第一出气孔12，各第一出气孔12绕中心孔10的轴线均匀布置，第一环形凹槽14的两个侧壁均具有内螺纹；可燃气体通道包括一个设置在安装端9的第二环形凹槽15，以及多个设置在喷口端8且与第二环形凹槽15连通的第二出气孔13，各第二出气孔13绕中心孔10的轴线均匀布置，第二环形凹槽15的两个侧壁均具有内螺纹；第一环形凹槽14位于第二环形凹槽15内侧，圆形凹槽11位于第一环形凹槽14内侧；
中央管4和隔离气体管3，中央管4内套在隔离气体管3上，且与隔离气体管3相对固定，隔离气体管3包括开口端和封闭端，隔离气体管3开口端的外侧壁具有外螺纹，隔离气体管3封闭端具有穿过孔25，隔离气体管3通过外螺纹与圆形凹槽11的内螺纹配合固定，中央管4的外径小于中心孔10的内径，中央管4的一端穿过隔离气体管3的开口端后伸入中心孔10，中央管4的另一端穿过穿过孔25，且中央管4对应的外侧壁与穿过孔25密封配合；
内助燃管5，内助燃管5的其中一个端面具有第一环形槽21，内助燃管5与第一环形槽21槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，内助燃管5通过螺纹与第一环形凹槽14的两个侧壁螺纹连接；
可燃管6，可燃管6的其中一个端面具有第二环形槽22，可燃管6与第二环形槽22槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，可燃管6通过螺纹与第二环形凹槽15的两个侧壁螺纹连接；
外助燃管7，外助燃管7其中一个端面具有第三环形槽23，外助燃管7与第三环形槽23槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，外助燃管7的内侧壁通过螺纹与喷灯主体1外侧壁的外螺纹配合进行连接；
外罩2，外罩2内侧壁一端具有内螺纹，外罩2通过内螺纹与外助燃管7的外侧壁螺纹连接，外罩2和喷灯主体1外侧壁之间的空间构成外助燃气体通道18。
本申请的喷灯为金属喷灯，相对于玻璃材质的喷灯而言，结构强度高，能够通过多种方式清除堆积在喷灯内部的二氧化硅堵塞物，喷灯使用寿命长；喷灯的中心孔10、第一出气孔12和第二出气孔13均通过机加工成型，孔的精度高，喷灯燃烧效果更好；隔离气体管3、内助燃管5、可燃管6、外助燃管7和外罩2通过螺纹连接，这种连接方式可靠，且拆装也更方便，当某个部件损坏时，只需要更换损坏的部件就可以使喷灯正常工作，喷灯维护成本低。
本申请喷灯的中央管4内部空间用于传输燃料和可燃气体，中心孔10和中央管4之间的空间为惰性气体通道，惰性气体通过隔离气体管3和中央管4之间的空间后进入惰性气体通道；内助燃管5用于通入氧气，并通过第一环形槽21槽口进入第一出气孔12；可燃管6用于通入可燃气体，并通过第二环形槽22槽口进入第二出气孔13；外助燃管7用于通入氧气，并通过第三环形槽23槽口进入外助燃气体通道18。
如图3所示，于本实施例中，喷灯主体喷口端8所在侧的外侧壁为锥状外侧壁16，且喷口端8为小径端；外罩2具有与锥状外侧壁16相适配的锥状内侧壁17。
锥状外侧壁16和锥状内侧壁17的配合，能够使外助燃气体通道18出气口向喷灯本体中心聚拢。通过选择合适倾斜角度(锥状部分的角度)的喷灯本体和外罩2，能够将外助燃气体通道18出气口聚焦点固定在合适位置，可以使火焰温度达到最佳值，充分提高燃烧火焰的温度和生成粉尘颗粒的团聚度，使粉尘颗粒在光纤预制棒靶棒上的吸附率增加。
如图1、5、6和7于本实施例中，可燃管6和内助燃管5邻近喷灯主体安装端9的一侧的内外侧壁均具有限位环19，限位环19与安装端9配合实现限位；外助燃管7邻近喷灯主体安装端9的一侧的内外侧壁均具有限位环19，外助燃管7内侧壁处的限位环19与安装端9配合实现限位，外助燃管7外侧壁处的限位环19与外罩2端部配合实现限位。
于本实施例中，喷灯的材料为不锈钢，如361不锈钢。
如图1所示，于本实施例中，隔离气体管3、内助燃管5、可燃管6和外助燃管7远离喷灯本体的一侧具有进气管24，进气管24的空间与对应管的内部空间连通。进气管24用于向对应的管通入相应的原料。
如图1所示，于本实施例中，内助燃管5的第一环形槽21邻近安装端9的部分具有多个支撑柱20，支撑柱20用于连接第一环形槽21相对应的两个侧壁；可燃管6的第二环形槽22邻近安装端9的部分具有多个支撑柱20，支撑柱20用于连接第二环形槽22相对应的两个侧壁；外助燃管7的第三环形槽23邻近安装端9的部分具有多个支撑柱20，支撑柱20用于连接第三环形槽23相对应的两个侧壁。设置支撑柱20能够防止环形槽变形。
实施例2
如图8和9所示，本实施例与实施例1的区别在于，外助燃管的第三环形槽23的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部26，第三环形凹槽的两个环形凹部26形成缓冲腔27。缓冲腔27的设计，使得向喷灯本体输送的气体经受膨胀和压缩过程，能够使出口处流速分布更均匀，喷灯燃烧时更加稳定。
于本实施例中，缓冲腔27内具有支撑柱20，支撑柱20用于连接相对应的两个环形凹部26。
实际运用时，第一环形槽21的两个侧壁也可以具有相对设置的两个环形凹部26，第一环形凹槽14的两个环形凹部26形成缓冲腔27。
实际运用时，第二环形槽22的两个侧壁也具有相对设置的两个环形凹部26，第二环形凹槽15的两个环形凹部26形成缓冲腔27。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：
1)在芯棒两端熔接辅助棒，将辅助棒安装在卡盘上；
2)卡盘带动辅助棒和芯棒转动，设置在芯棒下方的喷灯工作，沿芯棒长度方向往复移动，使芯棒外表面沉积松散体颗粒；
3)对步骤2)制得的松散体进行烧结操作，最终烧结成光纤预制棒；
其特征在于，所述步骤2)中的喷灯为金属喷灯，所述喷灯包括：
喷灯主体，喷灯主体由内到外依次包括中央通道、内助燃气体通道和可燃气体通道，喷灯主体的一端为喷口端，另一端为安装端，喷灯主体安装端外侧壁上设有外螺纹；所述中央通道包括一个设置在安装端的圆形凹槽，以及一个设置在喷口端且与所述圆形凹槽连通的中心孔，所述中心孔的内径小于圆形凹槽的内径，所述圆形凹槽内具有内螺纹；所述内助燃气体通道包括一个设置在安装端的第一环形凹槽，以及多个设置在喷口端且与第一环形凹槽连通的第一出气孔，各第一出气孔绕中心孔的轴线均匀布置，所述第一环形凹槽的两个侧壁均具有内螺纹；所述可燃气体通道包括一个设置在安装端的第二环形凹槽，以及多个设置在喷口端且与第二环形凹槽连通的第二出气孔，各第二出气孔绕中心孔的轴线均匀布置，所述第二环形凹槽的两个侧壁均具有内螺纹；所述第一环形凹槽位于第二环形凹槽内侧，所述圆形凹槽位于第一环形凹槽内侧；
中央管和隔离气体管，中央管内套在隔离气体管上，且与隔离气体管相对固定，隔离气体管包括开口端和封闭端，隔离气体管开口端的外侧壁具有外螺纹，隔离气体管封闭端具有穿过孔，隔离气体管通过外螺纹与圆形凹槽的内螺纹配合固定，所述中央管的外径小于中心孔的内径，所述中央管的一端穿过隔离气体管的开口端后伸入所述中心孔，中央管的另一端穿过所述穿过孔，且中央管对应的外侧壁与穿过孔密封配合；
内助燃管，内助燃管的其中一个端面具有第一环形槽，内助燃管与第一环形槽槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，内助燃管通过螺纹与所述第一环形凹槽的两个侧壁螺纹连接；
可燃管，可燃管的其中一个端面具有第二环形槽，可燃管与第二环形槽槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，可燃管通过螺纹与所述第二环形凹槽的两个侧壁螺纹连接；
外助燃管，外助燃管其中一个端面具有第三环形槽，外助燃管与第三环形槽槽口对应的内外侧壁上均设有螺纹，外助燃管的内侧壁通过螺纹与喷灯主体外侧壁的外螺纹配合进行连接；
外罩，外罩内侧壁一端具有内螺纹，外罩通过内螺纹与所述外助燃管的外侧壁螺纹连接，外罩和喷灯主体外侧壁之间的空间构成外助燃气体通道。
2.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述喷灯主体喷口端所在侧的外侧壁为锥状外侧壁，且喷口端为小径端；所述外罩具有与所述锥状外侧壁相适配的锥状内侧壁。
3.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述可燃管和内助燃管邻近喷灯主体安装端的一侧的内外侧壁均具有限位环，所述限位环与安装端配合实现限位；所述外助燃管邻近喷灯主体安装端的一侧的内外侧壁均具有限位环，外助燃管内侧壁处的限位环与安装端配合实现限位，外助燃管外侧壁处的限位环与外罩端部配合实现限位。
4.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述喷灯的材料为不锈钢。
5.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述隔离气体管、内助燃管、可燃管和外助燃管远离喷灯本体的一侧具有进气管，所述进气管的空间与对应管的内部空间连通。
6.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述内助燃管的第一环形槽邻近安装端的部分具有多个支撑柱，所述支撑柱用于连接第一环形槽相对应的两个侧壁；所述可燃管的第二环形槽邻近安装端的部分具有多个支撑柱，所述支撑柱用于连接第二环形槽相对应的两个侧壁；所述外助燃管的第三环形槽邻近安装端的部分具有多个支撑柱，所述支撑柱用于连接第三环形槽相对应的两个侧壁。
7.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，第一环形槽的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部，第一环形凹槽的两个环形凹部形成缓冲腔。
8.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，第二环形槽的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部，第二环形凹槽的两个环形凹部形成缓冲腔。
9.如权利要求1所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，第三环形槽的两个侧壁具有相对设置的两个环形凹部，第三环形凹槽的两个环形凹部形成缓冲腔。
10.如权利要求7、8或9所述的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，缓冲腔内具有支撑柱，所述支撑柱用于连接相对应的两个环形凹部。
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