CN111320375A - Vad疏松体脱水烧结装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种VAD疏松体脱水烧结装置，包括脱水/烧结塔、送棒机构、脱水/烧结管、引杆和高温炉；所述送棒机构安装在脱水/烧结塔上；引杆的上端与送棒机构连接，由送棒装置驱动引杆上下移动；脱水/烧结管包括从下至上依次设置的第一腔体、第二腔体和第三腔体，各腔体之间相互密封且与外界隔离；引杆的下端依次穿过第三腔体和第二腔体伸入第一腔体内；第一腔体的中部穿过高温炉；第一腔体底部设有进气口，进气口连通Cl2/H2混合气体供气机构；第一腔体、第二腔体和第三腔体均连通有出气管路。本发明通过设置三个相互密封且与外界隔离的腔体，在确保脱水烧结效率的同时，还能保证混合气体的不泄露，提高安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种VAD疏松体脱水烧结装置。
背景技术
近年来，随着4G建设、FTTx、宽带中国等一系列基础设施建设的推进，特别是2019年6月6日工信部向中国电信、中国联通、中国移动、中国广电发放了5G牌照，标志着中国进入5G商用元年，光通信行业日益受到人们的关注，进一步催生了对芯片、光器件等的需求。作为光通信的重要载体，光纤也受到各级政府和企业的重视，为拓展企业的产业链，众多光缆生产企业逐步向上游光纤及预制棒进行拓展。随着更多企业具备光纤和预制棒的生产能力，市场进展也日趋激烈，如何降低生产成本从而在市场中占有领先的地位成为行业的研究热点。
目前常规的方法大都采用氢氧焰作为反应的热源，因此在芯棒的制造过程中，芯棒中水(或-OH)的去除是一个重要的环节。
主流的脱水烧结方法都是利用氯气的吸水性将VAD疏松体中的水分子带出，再利用He的高扩散性和高导热性将VAD疏松体中残留的Cl2置换出来，同时确保脱水及烧结炉中温场的均匀分布，从而实现芯棒的均匀烧结。但是He作为一种非可再生资源，近年来随着使用量的增加，价格日趋升高，He的使用成本在预制棒生产总成本的占比会进一步提升，将超过主要原料SiCl4的成本占比，因为氢气(H2)具有与He相近热传导性的特点，采用H2替代He用于VAD疏松体脱水及烧结过程，从而取消VAD疏松体脱水及烧结过程中He的使用，达到降低芯棒生产成本的目的；但是H2接触空气容易发生爆燃，因此需要一种装置，能够很好的在VAD疏松体脱水烧结的过程中在对气体进行密封，确保安全的同时还能高效率的对VAD疏松体进行脱水烧结。
发明内容
本发明的目的是提供一种VAD疏松体脱水烧结装置，来确保使用H2脱水烧结时，能有效的对气体进行密封，提高安全性的同时能高效的脱水烧结。
实现本发明目的的技术方案是：VAD疏松体脱水烧结装置，包括脱水/烧结塔、送棒机构、脱水/烧结管、引杆和高温炉；所述送棒机构安装在脱水/烧结塔上；所述引杆的上端与送棒机构连接，由送棒装置驱动引杆上下移动；
所述脱水/烧结管包括从下至上依次设置的第一腔体、第二腔体和第三腔体，各腔体之间相互密封且与外界隔离；所述引杆的下端依次穿过第三腔体和第二腔体伸入第一腔体内；
所述第一腔体的中部穿过高温炉；所述第一腔体底部设有进气口，进气口连通Cl2/H2混合气体供气机构；
所述第一腔体、第二腔体和第三腔体均连通有出气管路。
所述送棒机构包括升降驱动电机、丝杆、导向件和升降平台，所述升降驱动电机驱动丝杆旋转，升降平台与丝杆螺纹连接，并与导向件滑动连接；所述升降平台上还设有平面驱动组件；所述引杆的上端安装在平面驱动组件上；所述平面驱动组件适于调节引杆在前、后、左、右方向上移动。
所述平面驱动组件包括前后驱动单元、左右驱动单元、安装块和旋转驱动电机；所述前后驱动单元带动左右驱动单元在前、后方向上移动；所述左右驱动单元带动安装块在左、右方向上移动；所述旋转驱动电机固定在安装块上，旋转驱动电机的输出轴向下穿过安装块并与引杆的上端固定连接。
所述脱水/烧结管的第一腔体的上部以及第二腔体和第三腔体上均连接有压力传感器。
所述脱水/烧结管的第一腔体与第二腔体之间、第二腔体与第三腔体之间、以及第三腔体的顶部均密封连接有密封板，密封板的中部设有供引杆穿过的通孔，通孔内固定有套设在引杆上的软性环形密封片。
所述脱水/烧结管的第二腔体和第三腔体的内径均大于第一腔体内径。
所述脱水/烧结管的顶部设有H2和Cl2气体探测器。
所述脱水/烧结管的第一腔体的上部以及第二腔体和第三腔体上均设有两个对称分布的气孔，并且两个气孔均连通出气管路。
所述进气口和出气管路上均设有控制阀。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明通过设置三个相互密封且与外界隔离的腔体，在确保脱水烧结效率的同时，还能保证混合气体的不泄露，提高安全性能。
2、本发明通过设置适于前后左右调节引杆的平面驱动组件，确保了VAD疏松体在脱水烧结管中能始终居于中心位置，进而确保了脱水烧结的稳定性。
3、本发明通过设置旋转驱动电机，确保了VAD疏松体在脱水烧结过程中受热均匀。
4、本发明通过在腔体上设置压力传感器，能有效的监控各个腔体压力，确保安全性。
5、本发明通过在腔体之间和第三腔体顶部设置密封板，在密封板的中部通孔内设置软性环形密封片，能有效提高装置的密封性。
6、本发明在脱水/烧结管的顶部设有H2和Cl2探测器，实时检测H2和Cl2是否泄露，确保了装置的安全性。
7、本发明通过设置控制阀，方便调节进气和出气。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
附图中的标号为：送棒机构1、脱水/烧结管2、第一腔体2-1、第二腔体2-2、第三腔体2-3、进气口2-4、出气管路2-5、引杆3、高温炉4、密封板5。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的一种VAD疏松体脱水烧结装置，包括脱水/烧结塔、送棒机构1、脱水/烧结管2、引杆3和高温炉4；
送棒机构1包括升降驱动电机、丝杆、导向件和升降平台，升降驱动电机驱动丝杆旋转，升降平台与丝杆螺纹连接，并与导向件滑动连接；升降平台上还设有平面驱动组件；引杆3的上端安装在平面驱动组件上；所述平面驱动组件适于调节引杆3在前、后、左、右方向上移动。
平面驱动组件包括前后驱动单元、左右驱动单元、安装块和旋转驱动电机；前后驱动单元、左右驱动单元优选采用电机与丝杆的组合；前后驱动单元带动左右驱动单元在前、后方向上移动；左右驱动单元带动安装块在左、右方向上移动；旋转驱动电机固定在安装块上，旋转驱动电机的输出轴向下穿过安装块并与引杆3的上端固定连接。
通过设置旋转驱动电机，确保了VAD疏松体在脱水烧结过程中受热均匀。
脱水/烧结管2包括从下至上依次设置的第一腔体2-1、第二腔体2-2和第三腔体2-3，各腔体之间相互密封且与外界隔离；引杆3的下端依次穿过第三腔体2-3和第二腔体2-2伸入第一腔体2-1内。
仍见图1，第一腔体2-1的中部穿过高温炉4；第一腔体2-1底部设有进气口2-4，进气口2-4连通Cl2/H2混合气体供气机构；第一腔体2-1的上部以及第二腔体2-2和第三腔体2-3上均设有两个对称分布的气孔，并且两个气孔均连通出气管路2-5。进气口2-4和出气管路2-5上均设有控制阀，方便控制气体进出。
第二腔体2-2和第三腔体2-3的内径均大于第一腔体2-1内径，第一腔体2-1内径为150mm-400mm，第二腔体2-2和第三腔体2-3内径为200mm-600mm；第一腔体2-1与第二腔体2-2之间、第二腔体2-2与第三腔体2-3之间、以及第三腔体2-3的顶部均密封连接有密封板5，密封板5的中部设有供引杆3穿过的通孔，通孔内固定有套设在引杆3上的软性环形密封片，能有效提高装置的密封性。
另外的，密封板5包括上下两块盖板，盖板和脱水/烧结管2均采用耐高温石英玻璃材质；在两块盖板之间夹持有软性密封片，密封片为耐高温软性密封片，优选为石英毡或者石墨毡，进一步提高密封性。
脱水/烧结管2的第一腔体2-1的上部以及第二腔体2-2和第三腔体2-3上均连接有压力传感器，能有效的监控各个腔体压力，确保安全性，脱水/烧结管2的顶部设有H2和Cl2气体探测器，进一步提高安全性。
使用时，具体包括以下步骤：
步骤一、将VAD疏松体悬挂于引杆3上，驱动脱水烧结塔上丝杆将VAD疏松体送入脱水烧结管2。的第一腔体2-1内，并调节平台1-1使VAD疏松体处于相对中心位置，防止VAD疏松体脱水烧结管壁碰擦。
步骤二、盖上每个腔体顶部的密封板后从进气口2-4通入H2和Cl2，同时控制出气管路2-5上的控制阀，使第一腔体2-1内形成微负压。
步骤三、高温炉升温后，驱动送棒装置1将VAD疏松体均速向下经过高温炉4覆盖区域，同时旋转驱动电机启动，带动引杆3旋转，进行脱水；
步骤四、脱水后，关闭Cl2的通入，调整H2的流量和高温炉温度，将VAD疏松体匀速向上经过高温炉，同时驱动旋转驱动电机转动，进行烧结；
步骤五、烧结后，通入N2进行吹扫，而后提出，进行后续处理。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：包括脱水/烧结塔、送棒机构(1)、脱水/烧结管(2)、引杆(3)和高温炉(4)；所述送棒机构(1)安装在脱水/烧结塔上；所述引杆(3)的上端与送棒机构(1)连接，由送棒装置(1)驱动引杆(3)上下移动；
所述脱水/烧结管(2)包括从下至上依次设置的第一腔体(2-1)、第二腔体(2-2)和第三腔体(2-3)，各腔体之间相互密封且与外界隔离；所述引杆(3)的下端依次穿过第三腔体(2-3)和第二腔体(2-2)伸入第一腔体(2-1)内；
所述第一腔体(2-1)的中部穿过高温炉(4)；所述第一腔体(2-1)底部设有进气口(2-4)，进气口(2-4)连通Cl2/H2混合气体供气机构；
所述第一腔体(2-1)、第二腔体(2-2)和第三腔体(2-3)均连通有出气管路(2-5)。
2.根据权利要求1所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述送棒机构(1)包括升降驱动电机、丝杆、导向件和升降平台，所述升降驱动电机驱动丝杆旋转，升降平台与丝杆螺纹连接，并与导向件滑动连接；所述升降平台上还设有平面驱动组件；所述引杆(3)的上端安装在平面驱动组件上；所述平面驱动组件适于调节引杆(3)在前、后、左、右方向上移动。
3.根据权利要求2所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述平面驱动组件包括前后驱动单元、左右驱动单元、安装块和旋转驱动电机；所述前后驱动单元带动左右驱动单元在前、后方向上移动；所述左右驱动单元带动安装块在左、右方向上移动；所述旋转驱动电机固定在安装块上，旋转驱动电机的输出轴向下穿过安装块并与引杆(3)的上端固定连接。
4.根据权利要求1所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述脱水/烧结管(2)的第一腔体(2-1)的上部以及第二腔体(2-2)和第三腔体(2-3)上均连接有压力传感器。
5.根据权利要求1所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述脱水/烧结管(2)的第一腔体(2-1)与第二腔体(2-2)之间、第二腔体(2-2)与第三腔体(2-3)之间、以及第三腔体(2-3)的顶部均密封连接有密封板(5)，密封板(5)的中部设有供引杆(3)穿过的通孔，通孔内固定有套设在引杆(3)上的软性环形密封片。
6.根据权利要求1所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述脱水/烧结管(2)的第二腔体(2-2)和第三腔体(2-3)的内径均大于第一腔体(2-1)内径。
7.根据权利要求5所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述脱水/烧结管(2)的顶部设有H2和Cl2气体探测器。
8.根据权利要求1所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述脱水/烧结管(2)的第一腔体(2-1)的上部以及第二腔体(2-2)和第三腔体(2-3)上均设有两个对称分布的气孔，并且两个气孔均连通出气管路(2-5)。
9.根据权利要求1所述的VAD疏松体脱水烧结装置，其特征在于：所述进气口(2-4)和出气管路(2-5)上均设有控制阀。
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