CN107285617B - 一种用于vad制备光纤预制棒的沉积腔体装置及清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置及清理方法，其中沉积腔体装置包括沉积腔体和气泡水平仪，沉积腔体由顶板、底板、门板、后面板、左面板、右面板围成，门板、后面板、左面板和右面板均采用双层结构，均包括内层板和外层板，任一个内层板上均匀排布有若干个用于与吹扫气体管路接通的吹扫气体出气孔，气泡水平仪均布设置在顶板的四周，任意相邻的两个气泡水平仪之间设有吹扫气体进气孔。本发明，可以在密闭的环境下自动进行清洁工作，避免了疏松体粉尘在清扫过程中四处飘散至空气中，保障了生产操作人员的健康，使用了气泡水平仪，方便生产操作人员及时观察、判定沉积腔体的位置状况，并做相应的调整，确保了生产的长期稳定性。

Description

一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置及清理方法

技术领域

本发明涉及光纤预制棒制造领域，具体涉及一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置及清理方法。

背景技术

目前全球生产光纤预制棒的方法有十多种，能制作出优质光纤的制棒方法主要有以下四种工艺：PCVD、MCVD、VAD和OVD,而其中又以VAD法和OVD法是目前比较主流的制备光纤预制棒疏松体工艺。VAD法和OVD法制备光纤预制棒疏松体的设备主要由沉积腔体、原料控制柜、喷灯、提升系统装置和抽风装置等部分组成。其中沉积腔体在预制棒疏松体沉积工艺过程中起着非常重要的作用，其保证了预制棒疏松体在沉积过程中不受外界环境的干扰以及安全防护的需要。具有以下特点：

(1)隔离性。金属杂质进入预制棒疏松体，会造成生产的预制棒拉丝后光纤衰减增大；有机杂质颗粒进入预制棒疏松体，会影响预制棒疏松体在烧结、拉伸过程中形成气泡或污染，因此预制棒疏松体在沉积工艺过程中，必须防止金属离子、杂质颗粒等掉落或进入预制棒疏松体，沉积腔体装置将沉积环境与外界环境隔离有效，确保了预制棒疏松体在沉积过程中处于干净的工艺环境。

(2)稳定性。预制棒疏松体在沉积工艺过程中，为了控制整个生产过程安全、稳定的进行，需要在沉积腔体装置上配套并固定很多相关的部件。因此沉积腔体装置的稳定性，可以确保安装在其上的各部件稳定、位置不偏移，保证沉积过程可以顺利进行。

在预制棒疏松体的实际生产过程中，会形成大量的、极细小的二氧化硅粉尘微粒。一方面由于自身的布朗运动，另一方面在高温下会产生热泳效应，这些粉尘微粒最终会随着腔体内部的气体流动，粘附在沉积腔体四周的内壁上团聚成粉尘颗粒或粉尘块，导致沉积腔体内壁被污染。因此在进行预制棒疏松体的生产过程前，必须对沉积腔体进行仔细的清洁工作。目前清洁沉积腔体主要方式是由生产人员使用吸尘器进行操作，在沉积腔体的清洁工作过程中存在如下影响：

1)沉积腔体装置的清洁工作，需要生产操作人员仔细、认真的清洁腔体的各个部位，操作时间相对较长，另外使用的吸尘器也需要定期进行清洁，影响工时。

2)沉积腔体装置的清洁工作，会因操作人员的不同而产生沉积腔体清洁程度的不同。未清理干净的疏松体粉尘颗粒、粉尘块可能会在下一次的沉积过程中，进入预制棒疏松体，造成预制棒疏松体断裂或者影响预制棒疏松体在烧结、拉伸过程中形成气泡或污染。

3)进行沉积腔体装置的清洁，则沉积腔体必须处于敞开状态以便于生产人员清洁工作的开展，而沉积腔体上的疏松体粉尘，在清扫过程中会四处飘散，漂浮、逃逸至空气中，造成环境粉尘污染，进而对车间工作人员造成很大的健康危害。

另外一方面，由于生产车间的震动，或者其他设备在移动过程中对沉积腔体装置的意外碰撞等其他原因，长期以往都可能会产生沉积腔体装置的移动，这对预制棒疏松体的稳定生产造成了一定的影响。

因此，现有的沉积腔体装置存在清洁工作难以开展，清扫过程中疏松体粉尘会飘散到空中造成环境污染、危害工作人员健康的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的沉积腔体装置存在清洁工作难以开展，清扫过程中疏松体粉尘会飘散到空中造成环境污染、危害工作人员健康的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，包括沉积腔体和设置在所述沉积腔体上端的气泡水平仪，所述沉积腔体由顶板、底板、门板、后面板、左面板、右面板围成，所述门板、后面板、左面板和右面板均采用双层结构，均包括内层板和外层板，任意一个所述内层板上均匀排布有若干个用于与吹扫气体管路接通的吹扫气体出气孔，

所述气泡水平仪均布设置在所述顶板的四周，任意相邻的两个所述气泡水平仪之间设有一个吹扫气体进气孔。

在上述方案中，所述吹扫气体出气孔在所述门板、后面板、左面板和右面板上均呈横向排与纵向排的阵列分布，且相邻的所述横向排之间错开分布。

在上述方案中，所述横向排中相邻两所述吹扫气体出气孔的间距小于所述纵向排中相邻两所述吹扫气体出气孔的间距。

在上述方案中，所述顶板的中部开有补风进孔，所述补风进孔的尺寸大于所述吹扫气体进气孔的尺寸。

在上述方案中，所述吹扫气体进气孔的直径为10～15mm，所述吹扫气体进气孔处的吹扫气体压力为2～5bar。

在上述方案中，所述内层板和所述外层板之间的距离为30～45mm。

本发明还提供了一种对上述沉积腔体装置清理的方法，包括以下步骤：

生产结束后，打开沉积腔体的门板，将喷灯保护罩放置于喷灯上，取出光纤预制棒；

将门板关闭，并将沉积腔体内的提拉杆降至工作最低限位并保持低速旋转状态，打开吹扫气体，确保内层板上的吹扫气体清洁范围覆盖整个提拉杆；

增大抽风管的抽风压力，确保吹扫气体清洁出的粉尘瞬间被抽走，

打开吹扫气体进气孔,按照设定吹扫程序对沉积腔体持续吹扫一段时间，完成沉积腔体的清扫过程，

最后检查各个气泡水平仪的气泡位置无异常，则证明可以正常进行光纤预制棒的生产。

在上述方案中，打开吹扫气体进气孔后，持续吹扫的时间为8～10秒。

本发明，使得沉积腔体装置的清洁工作无需生产人员直接参与，可以在密闭的环境下自动进行清洁工作，避免了疏松体粉尘在清扫过程中四处飘散，漂浮、逃逸至空气中，造成环境粉尘污染，极大的保障了生产操作人员的健康，使用了气泡水平仪装置，可以方便生产操作人员及时观察、判定沉积腔体装置的位置状况，并根据判定结果做出相应的调整，确保了生产的长期稳定性。

附图说明

图1为本发明中沉积腔体装置的结构示意图；

图2为本发明中沉积腔体装置打开门板后的内部结构示意图；

图3为本发明中沉积腔体装置处于清扫状态时的正视图；

图4为本发明中沉积腔体装置处于清扫状态时的俯视图；

图5是本发明新型沉积腔体装置吹扫管路面剖面俯视图；

图6是本发明新型沉积腔体装置吹扫管路面剖面侧视图；

图7是本发明新型沉积腔体装置吹扫管路面剖面正视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1～图3所示，本发明提供了一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，包括沉积腔体1和设置在沉积腔体1上端的气泡水平仪2，沉积腔体1由顶板12、底板15、门板11、后面板16、左面板14和右面板13围成，形成封闭的腔体结构，其中门板11能够实现打开和关闭的功能。门板11、后面板16、左面板14和右面板13均采用双层结构，均包括内层板112和外层板111，内层板112和外层板111之间的距离为30～45mm，这种双层的结构增加了沉积腔体1的稳定性，确保安装在其上的各部件稳定、位置不偏移，保证沉积过程可以顺利进行。沉积腔体1的外形尺寸与所生产的光纤预制棒的尺寸匹配。

沉积腔体1内的中空部分用于放置吹扫气体管路5，吹扫气体管路5与沉积腔体1的内层板112相连接，连接处均作开口处理，即任意一个内层板112上均匀排布有若干个用于与吹扫气体管路5接通的吹扫气体出气孔3，吹扫气体出气孔3的外径尺寸3～15mm。

结合图5、图6和图7，吹扫气体管路5为斜角设计，用于吹扫其相邻面中的一面。斜角设计包括水平方向斜角和竖直方向斜角，其中水平方向进行斜角，用于保证吹扫气体工作范围覆盖整个沉积腔体1与提拉杆4，水平斜角角度0～45°，垂直方向进行斜角，用于防止粉尘颗粒因为布朗运动与热泳效应进入吹扫气体管路5而造成吹扫气体管路5堵塞，垂直方面斜角角度0～30°。

吹扫气体出气孔3在门板11、后面板16、左面板14和右面板13上均呈横向排与纵向排的阵列分布，横向排中相邻两吹扫气体出气孔3的间距小于纵向排中相邻两吹扫气体出气孔3的间距，优选的，横向排间距10～50mm，纵向排间距20～80mm，门板11、后面板16、左面板14和右面板13之间相邻的横向排之间错开分布，以保证吹扫气体的工作区域为非洁净范围。

结合图2和图4，气泡水平仪2均布设置在顶板12的四周，在沉积腔体1安装、调整完毕后，安装于顶板12上，并调整气泡处于气泡水平仪2的正中心，正中心的位置为沉积腔体1位置状态的判断基准。通过观察气泡水平仪2上气泡位置的变化来得到沉积腔体1的位置稳定性变化，四个气泡水平仪2从四个方位时刻检测沉积腔体1的位置变化，精确可靠。

任意相邻的两个气泡水平仪2之间设有一个吹扫气体进气孔21，吹扫气体进气孔21连接吹扫气体管路5，用于将外界新鲜空气传送到沉积腔体1内进行清扫。

顶板12的中部开有补风进孔121，用于对腔体进行补风，也用于放置生产用提拉杆4，补风进孔121的孔径尺寸大于吹扫气体进气孔21的尺寸，另外补风进孔121的孔径尺寸比所用提拉杆外径尺寸大20～30mm，便于提拉杆4的上下运动。

本发明还提供了一种对上述沉积腔体装置清理的方法，包括以下步骤：

生产结束后，打开沉积腔体1的门板11，将喷灯保护罩61放置于喷灯6上，取出光纤预制棒；

将门板11关闭，并将沉积腔体1内的提拉杆4降至工作最低限位并保持低速旋转状态，打开吹扫气体，确保内层板112上的吹扫气体清洁范围覆盖整个提拉杆4；

增大抽风管7的抽风压力，确保吹扫气体清洁出的粉尘瞬间被抽走，

打开吹扫气体进气孔21,按照设定吹扫程序对沉积腔体持续吹扫一段时间，完成沉积腔体1的清扫过程，完成清扫后的气体从吹扫气体出气孔3排出，通常，持续吹扫的时间为8～10秒，即可完成清扫，效率高。

最后检查各个气泡水平仪2的气泡位置无异常，则证明可以正常进行光纤预制棒的生产。

本发明具有以下有益效果：

一、本发明使用的新型沉积腔体装置，使得沉积腔体装置的清洁工作无需生产人员直接参与，可以在密闭的环境下自动进行清洁工作，避免了疏松体粉尘在清扫过程中四处飘散，漂浮、逃逸至空气中，造成环境粉尘污染，极大的保障了生产操作人员的健康。

二、本发明使用的全面板高压气体吹扫管路设计，解决了因生产操作人员不同导致的清洁程度不同问题，有效规避了因沉积腔体清洁不到位而造成预制棒报废的不良问题，大大提高沉积腔体的清洁效率和生产稳定性。

三、本发明使用的气体吹扫管路采用斜角设计，使得清洁范围可以覆盖整个沉积腔体，解决了较高沉积腔体清洁困难的问题，清洁工作时间大大缩短，极大的提高了生产效率。

四、本发明使用了气泡水平仪装置，可以方便生产操作人员及时观察、判定沉积腔体装置的位置状况，并根据判定结果做出相应的调整，确保了生产的长期稳定性。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，其特征在于，包括沉积腔体和设置在所述沉积腔体上端的气泡水平仪，所述沉积腔体由顶板、底板、门板、后面板、左面板、右面板围成，所述门板、后面板、左面板和右面板均采用双层结构，均包括内层板和外层板，任意一个所述内层板上均匀排布有若干个用于与吹扫气体管路接通的吹扫气体出气孔，

所述气泡水平仪均布设置在所述顶板的四周，任意相邻的两个所述气泡水平仪之间设有一个吹扫气体进气孔。

2.如权利要求1所述的一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，其特征在于，所述吹扫气体出气孔在所述门板、后面板、左面板和右面板上均呈横向排与纵向排的阵列分布，且相邻的所述横向排之间错开分布。

3.如权利要求2所述的一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，其特征在于，所述横向排中相邻两所述吹扫气体出气孔的间距小于所述纵向排中相邻两所述吹扫气体出气孔的间距。

4.如权利要求1所述的一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，其特征在于，所述顶板的中部开有补风进孔，所述补风进孔的尺寸大于所述吹扫气体进气孔的尺寸。

5.如权利要求1所述的一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，其特征在于，所述吹扫气体进气孔的直径为10～15mm，所述吹扫气体进气孔处的吹扫气体压力为2～5bar。

6.如权利要求1所述的一种用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置，其特征在于，所述内层板和所述外层板之间的距离为30～45mm。

7.一种如权利要求1-6项任一项所述的用于VAD制备光纤预制棒的沉积腔体装置清理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

生产结束后，打开沉积腔体的门板，将喷灯保护罩放置于喷灯上，取出光纤预制棒；

将门板关闭，并将沉积腔体内的提拉杆降至工作最低限位并保持低速旋转状态，打开吹扫气体，确保内层板上的吹扫气体清洁范围覆盖整个提拉杆；

增大抽风管的抽风压力，确保吹扫气体清洁出的粉尘瞬间被抽走，

打开吹扫气体进气孔,按照设定吹扫程序对沉积腔体持续吹扫一段时间，完成沉积腔体的清扫过程，

最后检查各个气泡水平仪的气泡位置无异常，则证明可以正常进行光纤预制棒的生产。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，打开吹扫气体进气孔后，持续吹扫的时间为8～10秒。

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