CN108231522B

CN108231522B - 一种微波抑制环

Info

Publication number: CN108231522B
Application number: CN201810026432.8A
Authority: CN
Inventors: 连海洲; 吴海华; 薛元
Original assignee: PNC Process Systems Co Ltd
Current assignee: PNC Process Systems Co Ltd
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: CN108231522A

Abstract

本申请公开一种微波抑制环，包括抑制环本体、凸缘和中心腔体，所述中心腔体的两端分别设有第一锥面和第二锥面，所述第一锥面和所述第二锥面的小端相对；所述中心腔体的内壁设有若干沿所述中心腔体径向方向分布的沟槽。应用本申请公开的微波抑制环，由于所述第一锥面和所述第二锥面不仅可以作为微波抑制环氧化物碎屑的最后一级防护，而且还可以引导微波抑制环氧化物碎屑从等离子体谐振腔内排出。又由于若干所述沟槽在一定程度上有效地阻碍微波抑制环氧化物碎屑的移动，并能够存储受阻的微波抑制环氧化物碎屑，降低了微波抑制环氧化物碎屑进入等离子体谐振腔中的可能。因此，避免了频繁地维护保养PCVD工艺设备，PCVD工艺设备的生产效率自然有所提升。

Description

一种微波抑制环

技术领域

本发明涉及微波等离子体工艺设备技术领域，特别涉及一种微波抑制环。

背景技术

PCVD即等离子化学气相沉积法是光纤预制棒的主要加工工艺之一，而等离子体微波谐振腔则是PCVD加工制造设备的核心部件。一般地，等离子体微波谐振腔主要包括谐振腔壳体、波导装置、衬底管和微波抑制环等组件。当大功率的微波通过波导装置传输耦合至等离子体谐振腔内时，等离子体谐振腔向衬底管内发射高频微波能量，从而完成光纤预制棒的生产制造。但是，由于微波等离子体的导电性，微波能量将不可避免的沿着等离子体谐振腔的圆柱内孔向外泄漏，因此，在等离子体谐振腔的两端分别设置一个微波抑制环就显得尤为必要。

微波抑制环可将从等离子体谐振腔内泄漏出来的微波限制在沉积反应区，以便降低微波对环境以及操作人员的污染。在PCVD工艺中，衬底管通常需要在约1200℃的温度中进行沉积，相应地，等离子体谐振腔也必须保持在相同的高温环境中。然而，现有的等离子体谐振腔内通常设置有冷却水道和外部隔热层，导致安装空间有限，故微波抑制环通常作为附件安装在等离子体谐振腔两端。由于微波抑制环的外部仅有增设有隔热材料进行防护，经等离子体谐振腔在高温环境中工作较长一段时间后，微波抑制环不可避免地出现高温氧化的现象。微波抑制环在氧化时所产生的氧化物碎屑，随着等离子体谐振腔在高温预热炉内的高速往返运动，极易沿着等离子体谐振腔内孔和石英玻璃隔离管之间的空隙进入等离子体谐振腔内部，严重威胁等离子体谐振腔的工作可靠性，影响其寿命。

现有技术条件下，一般采用频繁的维护保养方式来避免微波抑制环的氧化物进入等离子体谐振腔内部。例如，定期地清除微波抑制环的氧化物，或定期更换新的微波抑制环。但是，这类方法通常不可避免地对PCVD工艺设备的连续运行造成影响，降低PCVD工艺设备的生产效率。

因此，如何有效地提升PCVD工艺设备的生产效率是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微波抑制环，可以有效地提升PCVD工艺设备的生产效率。

其具体方案如下：

本发明所提供的微波抑制环，包括抑制环本体、凸缘和中心腔体，所述中心腔体的两端分别设有第一锥面和第二锥面，所述第一锥面和所述第二锥面的小端相对；所述中心腔体的内壁设有若干沿所述中心腔体径向方向分布的沟槽。

优选地，所述第一锥面位于所述中心腔体靠近所述凸缘的一端。

优选地，所述沟槽靠近所述第二锥面设置。

优选地，所述沟槽为方形沟槽或圆弧形沟槽或V形沟槽。

优选地，所述沟槽为环形沟槽。

优选地，所述第一锥面的中心轴线、所述第二锥面的中心轴线分别与所述中心腔体的中心轴线重合。

优选地，所述第一锥面的侧面和所述第二锥面的侧面均分别为凹锥弧面。

相对于背景技术，本发明所提供的微波抑制环包括抑制环本体、凸缘和中心腔体，所述中心腔体的两端分别设有第一锥面和第二锥面，所述第一锥面和所述第二锥面的小端相对；所述中心腔体的内壁设有若干沿所述中心腔体径向方向分布的沟槽。

由于所述第一锥面和所述第二锥面的小端相对，自然，二者的大端朝外，故所述中心腔体的两端由于所述第一锥面和所述第二锥面其内径从外向内逐渐减小。

又由于所述凸缘与等离子体谐振腔相连，靠近所述凸缘的锥面一方面可以对氧化物进行最后一级防护，另一方面还可以增大微波的放射面积以便降低微波的泄漏。同时，所述抑制环本体端面齐平的锥面，可以在一定程度上引导氧化物碎屑排出等离子体谐振腔，降低留存在微波抑制环内的氧化物碎屑的含量。

又由于所述沟槽可以在氧化物移动方向上阻碍并收纳氧化物碎屑，从而阻止氧化物碎屑进入等离子体谐振腔。

由于进入等离子体谐振腔氧化物含量减少，降低了微波抑制环的氧化物进入等离子体谐振腔的可能，改善了等离子体谐振腔的工作状况，从而避免频繁更换或维护微波抑制环，使相关的PCVD工艺设备能够长期不间断地连续运行，从而可以有效地提升PCVD工艺设备的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例所提供微波抑制环的半剖结构示意图。

附图标记如下：

抑制环本体1、凸缘2和中心腔体3；

第一锥面31、第二锥面32和沟槽33。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施例所提供微波抑制环的半剖结构示意图。

本发明实施例公开了一种微波抑制环，包括抑制环本体1、凸缘2和中心腔体3。其中，抑制环本体1大致呈短圆柱状，其一端与凸缘2相连。在该具体实施例中，由于等离子体谐振腔为圆柱型等离子体谐振腔，而凸缘2与等离子体谐振腔相连，故凸缘2也大致呈短圆柱状。由于凸缘2主要起连接作用，为了保证足够的连接强度，凸缘2的外径略大于抑制环本体1的外径。

在该具体实施例中，抑制环本体1和凸缘2的材料相同，均采用高温不锈钢0Cr25Ni20，当然，也可以是铜等耐高温金属材料。微波抑制环的总长度范围为30～60mm之间，具体为45mm。另外，凸缘2上设有若干螺纹孔，以便将凸缘2与等离子体谐振腔用螺栓螺母固定连接为一体。

中心腔体3为同时贯穿抑制环本体1和凸缘2中心的圆孔，在该具体实施例中，中心腔体3的内径具体为42mm，当然，中心腔体3的内径尺寸不限于此。

在中心腔体3的两端分别设有第一锥面31和第二锥面32，在中心腔体3的中间设有若干沿中心腔体3径向方向分布的沟槽33。

第一锥面31和第二锥面32的小端相对，自然，第一锥面31和第二锥面32的两个大端均开口朝外。在该具体实施例中，第一锥面31具体位于中心腔体3靠近凸缘2的一端，且第一锥面31的中心轴线和第二锥面32的中心轴线分别与中心腔体3的中心轴线重合。第一锥面31的大端开口与凸缘2的端面齐平，与等离子体谐振腔相连，作为微波抑制环的氧化物的最后一级防护；同时，第一锥面31可以加大微波的放射面积，从而防止微波的泄漏。第一锥面31的母线与其中心轴线的夹角具体为45°，当然，该夹角的具体角度也不限于此数值。

第二锥面32与第一锥面31构造相同，位于中心腔体3远离凸缘2的一端，在一定程度上可以引导氧化物碎屑排出等离子体谐振腔，从而降低留存在微波抑制环的氧化物碎屑含量。

值得注意的是，第一锥面31和第二锥面32的侧面也可以是凹锥弧面，或其他类似构造，并不影响实现本发明的目的。当然，第一锥面31和第二锥面32的位置可以互换，并不限于此。

沟槽33沿中心腔体3的径向方向分布，在该具体实施例中，沟槽33为环形沟槽，当然，也可以是螺旋状沟槽，或间断不连续的沟槽，并不影响实现本发明的目的。沟槽33的横截面可以是方形、圆弧形或V型等形状，在该具体实施例中，沟槽33具体为方形。具体地，沟槽33的数量为5个，相应地，在微波抑制环的氧化物进入等离子体谐振腔的方向上，即从中心腔体3设有第二锥面32的一端延伸至设有第一锥面31的一端，沟槽22中微波抑制环的氧化物依次减小。当然，沟槽33的数量不限于此。各个沟槽33的宽度范围为1～4mm，具体为3mm。各个沟槽33的深度范围为1～4mm，具体为3mm。相邻沟槽33之间间的间距范围为2～5mm，具体为3mm。当然，各个沟槽33的具体参数尺寸也不限于此。

综上所述，本发明所提供的微波抑制环包括抑制环本体1、凸缘2和中心腔体3，其中，中心腔体3两端分别设有第一锥面31和第二锥面32，且第一锥面31和第二锥面32的小端相对，故两个锥面一方面可以作为微波抑制环氧化物碎屑的最后一级防护，另一方面可以引导微波抑制环氧化物碎屑从等离子体谐振腔内排出。另外，在中心腔体3内部的中间设有若干沿其径向方向分布的沟槽33。各个沟槽33在一定程度上有效地阻碍微波抑制环氧化物碎屑的移动，并同时存储受阻的微波抑制环氧化物碎屑以防进入等离子体谐振腔中。因此，本发明所提供的微波抑制环降低了微波抑制环氧化物碎屑进入等离子体谐振腔中的可能，改善了等离子体谐振腔工作状况，避免频繁地维护保养PCVD工艺设备，故PCVD工艺设备的生产效率便有所提升。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的微波抑制环进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种微波抑制环，包括抑制环本体、凸缘和中心腔体，其特征在于，所述中心腔体的两端分别设有第一锥面和第二锥面，所述第一锥面和所述第二锥面的小端相对；所述中心腔体的内壁设有若干沿所述中心腔体径向方向分布的沟槽；所述沟槽仅设置于所述第一锥面与所述第二锥面之间，所述沟槽靠近所述第二锥面设置。

2.根据权利要求1所述的微波抑制环，其特征在于，所述第一锥面位于所述中心腔体靠近所述凸缘的一端。

3.根据权利要求2所述的微波抑制环，其特征在于，所述沟槽为方形沟槽或圆弧形沟槽或V形沟槽。

4.根据权利要求3所述的微波抑制环，其特征在于，所述沟槽为环形沟槽。

5.根据权利要求1至4任一项所述的微波抑制环，其特征在于，所述第一锥面的中心轴线、所述第二锥面的中心轴线分别与所述中心腔体的中心轴线重合。

6.根据权利要求5所述的微波抑制环，其特征在于，所述第一锥面的侧面和所述第二锥面的侧面均分别为凹锥弧面。