CN111386248A - 用于制造光纤用玻璃预制件的设备和方法 - Google Patents
用于制造光纤用玻璃预制件的设备和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111386248A CN111386248A CN201780096849.5A CN201780096849A CN111386248A CN 111386248 A CN111386248 A CN 111386248A CN 201780096849 A CN201780096849 A CN 201780096849A CN 111386248 A CN111386248 A CN 111386248A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- perforations
- area
- deposition
- reaction chamber
- hood
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 29
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 13
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/0144—Means for after-treatment or catching of worked reactant gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01406—Deposition reactors therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
一种用于制造光纤用玻璃预制件的设备(10),该设备包括:围绕沉积区域(15a)的反应室(15);用于将目标棒(100)保持在所述沉积区域(15a)内的保持装置(12);一个或多个沉积燃烧器(11),其定位于所述沉积区域(15a)的下方,并构造成将形成玻璃颗粒的高温流引向所述目标棒(100);罩(16),其相对于所述保持装置(12)与沉积燃烧器(11)相对并且构造成用于排出未沉积的玻璃颗粒的烟粒,所述罩(16)包括至少一个设置在其第一端部(19)的排放口(17)和从其第二端部(20)朝向所述第一端部(19)延伸的侧板(24)。罩(16)的侧板(24)的至少一部分(24a)是透气性的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造光纤用玻璃预制件的设备和方法。
特别地,本发明涉及通过将玻璃颗粒沉积在目标棒的外周表面上来制造玻璃预制件的设备和方法。
背景技术
用于光通信的光纤由从玻璃预制件拉制的高纯度硅基玻璃纤维制成,该预制件根据多种玻璃沉积技术生产。
这些沉积技术中的一些(例如外部气相沉积(OVD))基于火焰燃烧,其中将反应物(即,硅前体、可选地连同有用于适当地改变玻璃折射率的掺杂材料)与可燃气体一起供送通过沉积燃烧器,该沉积燃烧器将形成细玻璃颗粒的高温流引导到旋转的生长目标棒上。
这样制造出玻璃预制件,然后将其固结以形成易于随后被拉制成光纤的实心玻璃预制件。
在替代的沉积技术中,例如在先进型等离子体气相沉积(APVD)中,将合成的或天然的细玻璃颗粒供送到等离子火焰中且熔融并沉积到旋转的芯棒上。
由此制造出可以随后被拉制成光纤的实心玻璃预制件,而无需固结步骤。
玻璃沉积过程典型地在所谓的“车床”中进行,该车床典型地包括:设置有沉积燃烧器的反应室;用于将目标棒支撑、旋转和/或供送至沉积燃烧器的心轴;以及排放系统,例如位于沉积燃烧器上方的罩。
依赖于所采用的玻璃沉积工艺,燃烧器所提供的大量玻璃颗粒会附着在目标棒的外表面,而未能沉积在目标棒上的玻璃颗粒(以下称为“烟粒”)仍会悬浮在反应室中;或者熔融在芯棒上的硅由于工艺的高温而蒸发而由此在反应室中形成悬浮的烟粒。文献US2005/0199014公开了一种用于生产玻璃颗粒沉积物的设备,其中多个玻璃颗粒合成燃烧器布置在反应容器的前部面,并且其中至少一个排放口设置在反应容器的后部面。两个几乎垂直的壁面从排放口的两侧延伸并且与反应容器的两个侧面接触,使得每个壁面与相应的侧面之间的角度为90度或更小。气口设置在靠近布置有燃烧器的面的位置。气口相对于燃烧器的中心轴线和目标棒的旋转轴线对称地安装。气口指向两个壁面,从而将清洁空气或惰性的气体(例如,氮气)吹出来朝向两个壁面。通过这种流体流动,未沉积的玻璃颗粒通过排放口被顺利地排出。
文献US2007/0051135公开了一种在反应设备中进行的制造用于光纤的多孔玻璃材料的方法,该反应设备具有用于朝向初始基材制造玻璃颗粒的多个燃烧器以及定位于与多个燃烧器相对的位置处的通风机构,该方法包括以下步骤:沿着初始基材来回移动多个燃烧器;将由玻璃原料的火焰水解反应产生的玻璃颗粒沉积在初始基材周围;开始沉积下一多孔玻璃材料,而未在玻璃颗粒沉积完成后去除附着在腔室内部的烟粒。在上述状态下,将腔室的内部压力调节到-80Pa≤P最小≤-40Pa的范围内,其为腔室的内部与外部之间的压力差。尽管在玻璃颗粒沉积之后没有去除附着在腔室内部的烟粒,但是在目标棒周围的烟粒的沉积数量并未增加。
发明内容
申请人已经观察到,烟粒悬浮在反应室中并且没有通过罩排放到外部,而是在罩的倾斜壁上沉积并成层。
申请人已经观察到,在沉积过程期间,特别是对于非常长的持续过程,沉积在罩的倾斜壁上的烟粒颗粒的小聚集体可能随时分离并掉落在目标棒上。掉落的烟粒颗粒会通过在固结的玻璃预制件中产生缺陷(例如,气泡或其他缺陷)而影响目标棒上的玻璃沉积物的均匀性,从而在最终纤维制造工艺时导致纤维报废。
申请人已经观察到,根据US2007/0051135的方法避免了在连续的沉积过程期间在反应室内沉积玻璃颗粒的增加,因此减少了悬浮的烟粒。然而,申请人已经观察到,减少悬浮的烟粒并不能防止烟粒颗粒沉积在罩的壁上,因此也不能防止玻璃烟粒掉落到目标棒上。
申请人还已经观察到,文献US2005/0199014公开的设备的气口需要将气体吹向罩的整个表面。因此,气口需要定位成远离罩的第一端部(设置有排放口的位置)并且靠近罩的第二端部(罩的倾斜壁与沉积室的壁接触的位置)。因此,为了确保流经罩的整个表面的有效气体流,气口应以很大的速度和流量吹送气体,因此潜在地影响反应室内的状态。
申请人还已经观察到,由文献US2005/0199014公开的设备是专门为气相轴向沉积(VAD)工艺设计的,其中,通过相对于燃烧器缓慢地向上(或向下)移动目标棒而在轴向方向上进行预制件的生长,因此,不适用于外部气相沉积(OVD)工艺,在外部气相沉积工艺中,预制件的生长沿径向方向进行并且目标棒水平地定向。
申请人已经解决了防止在目标棒的外周表面上进行玻璃沉积工艺期间未沉积的烟粒附着并沉积在罩壁上的问题。
申请人已经发现,通过在罩的整个侧板上分布进气口,气流可以以相对较低的气体流速连续且层流式地流过罩的侧板。
申请人认识到,通过使罩的侧板至少部分地是透气性的并且通过将反应室内部的压力维持为低于反应室外部的压力,从罩的侧板渗出的气体产生了能够拦截未沉积的玻璃烟粒并将这些烟粒朝排放口运送的气流,由此防止未沉积的玻璃烟粒到达并附着至罩的侧板。
一致地,在其第一方面,本发明涉及一种用于制造光纤用玻璃预制件的设备,该设备包括:
围绕沉积区域的反应室;
用于将目标棒保持在所述沉积区域内的保持装置;
一个或多个沉积燃烧器,该沉积燃烧器定位于所述沉积区域的下方,并构造成将形成玻璃颗粒的高温流引向所述目标棒;
罩,所述罩相对于所述沉积区域与沉积燃烧器相对地定位并构造成用于排出未沉积的玻璃颗粒的烟粒,所述罩包括设置在其第一端部的至少一个排放口和从其第二端部朝向所述第一端部延伸的侧板;
其中,罩的至少一部分侧板是透气性的。
在第二方面,本发明涉及一种用于制造光纤用玻璃预制件的方法,该方法包括:
提供围绕沉积区域的反应室;
将目标棒保持在所述沉积区域内;
将形成玻璃颗粒的高温流引向所述目标棒;
提供包括侧板和排放口的罩,该排放口用于将未附着于所述目标棒的玻璃颗粒排放到所述反应室的外部;
为所述侧板提供透气性部分,该透气性部分的延伸面积为所述侧板的总面积的至少50%;
维持反应室内部的压力低于反应室外部的压力。
在整个本说明书中以及在所附的权利要求中,表述“未沉积的玻璃”、“未沉积的玻璃烟粒”、“未沉积的烟粒”和“未附着的玻璃颗粒”用于表示由于未能沉积在目标棒上的玻璃颗粒或由于从目标棒蒸发的硅所致的悬浮在反应室中的烟粒。
在整个本说明书中以及在所附的权利要求中,表述“预制件”用于表示可用于从其拉制出光纤的实心棒。
表述“光纤”用于表示细长的光学元件,该细长的光学元件包括由围绕有覆层的光导芯构成的光波导。
表述“硅前体”用于表示在沉积过程期间用来与氧气反应以形成可转化为玻璃层的氧化物的反应性化合物或组合物。
表述“掺杂材料”用于表示这样的化合物或组合物,可能在与氧气反应后,当引入或转化为玻璃时,该化合物或组合物成为对玻璃的折射率有影响的掺杂物。
在整个本说明书和所附的权利要求中,术语“透气性”在涉及板或其一部分时用于表示允许气体通过板厚度(即,从板的一侧通到板的另一侧面)的能力。
优选地,侧板的所述透气性部分定位于所述第二端部与所述第一端部之间,并且延伸面积为所述侧板的总面积的至少50%。
延伸面积为侧板的总面积的至少50%的透气性部分在大部分侧板上散布了气体通道。无意于受到任何理论或解释的束缚,这允许在侧板的内表面上建立层流,该层流有效地防止了玻璃烟粒到达并附着至罩的侧板。
优选地,所述透气性部分包括在所述侧板上的第一组多个穿孔,该第一组多个穿孔将反应室的内部环境与所述反应室的外部环境流体地连接。
优选地,所述透气性部分具有在0.2%至15%之间的穿孔密度,该穿孔密度是按穿孔面积与未穿孔面积之间的比率计算的。
随着穿孔密度的增加,通过罩的侧板的流的流量增加。
优选地,将通过所述侧板的透气性部分的流量设定为在通过排放口的总流量的5%至20%之间。
申请人已经观察到,气相沉积工艺的结果不受流量不超过通过排放口的总流量的20%的通过罩的侧板的流的影响。
申请人还已经观察到,流量低于通过排放口的总流量的5%的通过罩的侧板的流不能有效地防止玻璃烟粒附着至罩的侧板。
根据要执行的具体气相沉积工艺来选择通过透气性部分的流的实际流量。
优选地,所述多个穿孔中的每个穿孔的面积在0.7mm2至15mm2之间。
优选地,反应室内部的压力维持在比反应室外部的压力低20Pa至200Pa之间的值。
这允许适当地执行气相沉积工艺,并且允许通过罩的侧板的透气性部分从反应室外部向反应室内部吸入气体。
反应室中压力的变化(在所提及的压力范围内)会导致通过罩的侧板的流的流量发生变化。然而,反应室中压力的改变不需要对通过罩的侧板的流量进行任何调节,只要该流量维持在以上提及的范围内即可。
优选地,提供了一种用于调节所述透气性部分的透气性程度的控制装置。
通过该控制装置,可以在需要的情况下能够调节通过罩的侧板的流量,例如在流量超过通过排放口排出的总流量的20%或低于其5%的情况下、或者需要对这种流量进行微调的情况下。
优选地,通过部分地封闭所述第一组多个穿孔来进行透气性程度的调节。
通过部分地封闭由穿孔限定的孔洞的面积,通过穿孔的流量减小到取决于穿孔的封闭程度的量。
优选地,所述控制装置包括至少一个板件,该板件具有第二组多个穿孔,并且构造成在最小透气率状态与最大透气率状态之间连续地移动,在最小透气率状态下,所述第二组多个穿孔与所述第一组多个穿孔部分地重叠在以部分地封闭所述第一组多个穿孔,在最大透气率状态下,所述第二组多个穿孔与所述第一组多个穿孔完全重叠并对中以使所述第一组多个穿孔完全打开。
以此方式,罩的每个侧板可以设置有相应的板件,该板件能够将侧板的穿孔打开和部分地封闭。
设置在每个板件上的第二组多个穿孔允许每个板件从最大透气率状态及最小透气率状态轻微移动。此外,取决于第一组多个穿孔和第二组多个穿孔的形状,有可能实现对第一穿孔封闭情况的不同程度的微调。作为示例,圆形或椭圆形的第一组多个穿孔和第二组多个穿孔允许在封闭第一组多个穿孔时比方形的第一组多个穿孔和第二组多个穿孔进行更高程度的微调。
优选地,所述第二组多个穿孔中的穿孔具有与所述第一组多个穿孔中的穿孔相同的间隔、相同的形状和相同的面积。
可替代地,所述透气性部分由一个或多个空气过滤器实现。
在使用空气过滤器的情况下,由于通过每个过滤器的流量取决于通过过滤器的压降,因此过滤器选择为使得如果在反应室外部和内部之间有压差则使通过所有过滤器的流量在通过排放口排出的总流量的5%至20%之间。
附图说明
现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明,在附图中示出了本发明的一些但非全部实施方式。
图示实施方式的附图并未按比例表示。
为了本说明书和所附权利要求的目的,使用“一(a)”或“一(an)”来描述本发明的元件和部件。这样做仅仅是为了方便以及给出本发明的一般意义。该描述应该被理解为包括一个或至少一个,并且单数也包括复数,除非其很明显地另有所指。
为了本说明书和所附权利要求的目的,除非另有说明,否则在所有情况下,表示数量、量、百分比等的所有数字应理解为由术语“约”修饰。而且,所有范围都包括所公开的最大点和最小点,并且包括其中的任何中间范围,本文中可能对该中间范围进行了具体列举或可能未进行具体列举。
图1示出了根据本发明的用于制造光纤用玻璃预制件的设备的示意图;
图2示出了图1的设备的部件的示意性透视图;
图3示出了图2的部件的一些细节的放大图;
图4示出了沿着图2的部件的平面IV-IV的示意性截面;
图5和图6示出了在两种不同的操作状态下图4的截面的一些细节的放大图;
图7示出了沿图5的细节的平面VII-VII的示意性截面;和
图8示出了沿图6的细节的平面VIII-VIII的示意性截面。
具体实施方式
根据本发明的用于制造光纤用玻璃预制件的设备在图1中用附图标记10表示。
设备10包括一个或多个沉积燃烧器11,该沉积燃烧器提供用于形成玻璃预制件的形成细玻璃颗粒的流。
将目标棒100保持在沉积燃烧器11上方,以使目标棒100和沉积燃烧器11朝向彼此可相对移动。
在本发明的优选实施方式中,保持装置12使目标棒100旋转并相对于沉积燃烧器11平移。为此,保持装置12包括一对卡盘13a、13b。卡盘13a、13b安装在构造成使卡盘13a、13旋转并相对于沉积燃烧器11平移的车床14上。
沉积燃烧器11定位于反应室15的沉积区域15a的下方,使得形成细玻璃颗粒的流被引导到旋转的目标棒100上。
在沉积区域15a上方,提供了包括排放口17的罩16,该排放口用于将未沉积在目标棒100上的玻璃颗粒的烟粒流A排放到反应室15a的外部。
排风扇17a连接到排放口17,以相对于外部环境降低反应室15的压力。另外,可以将阀(未示出)连接至排放口17,或者可以在反应室15处设置可调节的入口,用于控制反应室15中的压力。
如图2中示意性地示出的,罩16包括框架18,该框架优选地由诸如不锈钢的金属材料制成,该框架从罩16的设置有排放口17的第一端部19延伸到罩16的与第一端部19相对的第二端部20。
框架18包括在第二端部20处的基础结构21,该基础结构限定了罩16的入口22以及多个将基础结构21连接至排放口17的支撑杆23。
罩16具有金字塔形或锥形的形状,使得进入入口22的玻璃颗粒的烟粒被朝向排放口17传送。在本发明的优选实施方式中,罩16具有矩形截头体形状或截头锥体形状,其中第二端部20大于第一端部19。
罩16在第一端部19和第二端部20之间设置有由框架18支撑的四个倾斜的侧板24。每个侧板24在两个相邻的支撑杆23之间以及在基础结构21和排放口17之间延伸。如图2所示意性示出的。
侧板24具有了相应的透气性部分24a,即,允许气体通过的部分。透气性部分24a延伸的面积为侧板24的总面积的至少50%,并且在本发明的优选实施方式中,透气性部分24a基本上与整个侧板24重合。
通过透气性部分24a的流量B(图4)在通过罩16的排放口17的排出流的总流量A的5%至20%之间。
根据本发明的实施方式,侧板24的透气性部分24a包括过滤器(未示出),该过滤器由多孔材料制成并且优选地为HEPA类型。
在本发明的优选实施方式中,透气性部分24a包括在罩18的侧板24上的第一组多个穿孔25,如图3中示意性示出的。
例如,第一组多个穿孔25可以通过对侧板24钻孔而获得,侧板24由诸如不锈钢的金属材料制成。
第一组多个穿孔25中的所有穿孔25a具有相同的形状,并且可以具有圆形形状(如在本发明的优选实施方式中并且如图7所示)、或椭圆形、或正方形、或矩形、或任何其他形状。
穿孔25a在侧板24中限定了孔洞,这些孔洞全部具有相同的面积。由相应的穿孔25a限定的每个孔洞的面积在0.7mm2至15mm2之间。穿孔25a的密度(即,由穿孔限定的孔洞的面积与透气性部分24a的未穿孔区域的面积之间的比)在0.2%至15%之间。例如,每个穿孔25a可以限定3.14mm2的孔,并且可以在侧板24的每1cm2上提供一个穿孔25a,因此提供3.14%的穿孔密度。
由穿孔25a限定的孔洞的面积和穿孔25a的密度选择成使得:在反应室15的外部和内部之间有特定的压差的情况下,通过透气性部分24a的流量在排出流量A的5%至20%之间。
在本发明的优选实施方式中,设备10还包括控制装置26,用于通过部分地封闭由穿孔25a限定的孔洞来调节穿孔25a的穿孔密度。
控制装置26包括用于每个侧板24的板件27。每个板件27定位在相应的侧板24的面向外的表面上。板件27相对于侧板24滑动地安装成能够在最大透气率状态和最小透气率状态之间连续地移动。
在最大透气率状态下,每个板件均不覆盖相应的侧板24的穿孔25a。
在最小透气率状态下,每个板件27部分地覆盖相应的侧板24的穿孔25a。
换句话说,当板件27处于最大透气率状态时,穿孔25a不受板件27的影响,而当板件27处于最小透气率状态时,穿孔25a被板件27部分地封闭。
每个板件27包括第二组多个穿孔28。第二组多个穿孔28中的所有穿孔28a具有相同的形状,并且可以具有圆形形状、椭圆形形状、正方形形状、矩形形状或任何其他形状。
穿孔28a在板件27中限定孔洞,其中所有孔洞具有相同的面积。如图7和图8所示意性示出的,由相应的穿孔28a限定的每个孔洞的面积优选地与第一组多个穿孔25中的穿孔25a的面积相同。穿孔28a的密度(即,由穿孔28a限定的孔洞的面积与板件27的未穿孔区域的面积之间的比)与第一组多个穿孔25的穿孔密度相同。第二组多个穿孔28中的穿孔28a的数量与第一组多个穿孔25中的穿孔25a的数量相同。
如图7和图8所示意性示出的,正如第一组多个穿孔25中的穿孔25a彼此间隔开一样,第二组多个穿孔28中的穿孔28a也彼此间隔开。
特别地,第二组多个穿孔28中的穿孔28a布置成使得当第二组多个穿孔28中的一个穿孔28a与第一组多个穿孔25中的一穿孔25a重叠并对准时,第二组多个穿孔28中的所有穿孔28a与第一组多个穿孔25中的相应穿孔25a重叠并对准。
在透气性部分24a的最大透气率状态下,第二组多个穿孔28中的穿孔28a与第一组多个穿孔25中的穿孔25a重叠、对准并对中,从而使第一组多个穿孔25中的穿孔25a完全打开。
图5和图7示意性地示出了透气性部分24a的最小透气率状态。在此状态下,第二组多个穿孔28中的穿孔28a与第一组多个穿孔25中的穿孔25a部分地重叠,从而部分地封闭第一组多个穿孔25中的穿孔25a。在此状态下,相对于第一组多个穿孔25中的穿孔25a的孔洞完全打开的最大透气率状态,通过穿孔25a的流量B减小。
图6和图8示意性地示出了在最大透气率状态和最小透气率状态之间的状态。在此状态下,第二组多个穿孔28中的穿孔28a与第一组多个穿孔25中的穿孔25a重叠的重叠度比最小透气率状态下的重叠度低。因此,相对于最大透气率状态,通过穿孔25a的流量B减小,而相对于最小透气率状态,通过穿孔25a的流量B增加。
板件27在最大透气率状态和最小透气率状态之间的移动是通过使板件27相对于侧板24平移最大等于第一组多个穿孔25中的穿孔25a的直径的长度来执行的。
板件27的移动可以通过使板件27沿着轨道29(在图5和图6中示意性地示出)滑动来执行,该轨道沿着罩16的框架18的支撑杆23定位。
根据本发明所涉及的用于制造光纤用玻璃预制件的方法,由例如通过使用火焰水解沉积工艺(优选为外部气相沉积(OVD)工艺)、或通过使用等离子体火焰沉积工艺(优选为先进型等离子体气相沉积(APVD))形成的预制件来获得玻璃预制件。
预制件的生长沿径向进行。为此,将由石英玻璃制成的目标棒100定位在固定的水平位置,并且使沉积燃烧器11沿着生长中的预制件的表面反复通过,用于使该预制件径向生长。
可以以本身已知的方式在烟粒或玻璃层的沉积过程中改变引入到沉积燃烧器11中的反应物的流量C,以在烟粒预制件中获得预定的折射率分布。
在沉积过程期间,维持反应室15内部的压力低于沉积室15外部的压力。
将反应室15内的压力设定为相对于反应室15外部的压力值在-20Pa至-200Pa之间的值。
反应室15内的低压产生了从沉积燃烧器11引向排放口17的流,使得未反应的气体、且特别是未沉积在目标棒100上的玻璃烟粒的流A通过罩16的排放口17排出。
气体流B从罩16的外部经罩16的侧板24的透气性部分24a到达罩16的内部。
进入罩16的侧板24的气体流B产生从侧板24的内表面到达排放口17的气流。这种气流拦截未沉积的玻璃烟粒并将该玻璃烟粒朝向排放口传送,由此防止未沉积的玻璃烟粒到达并附着在罩16的侧板24上。
进入侧板24的流的流量B为通过排放口17的流的总流量A的5%至20%之间。
能够通过调节侧板24的透气性部分24a的透气性程度来调节进入侧板24的流量B。
根据本发明的优选实施方式,透气性部分24a的透气性程度是通过使板件27沿着侧板24滑动来实现的。
当进入侧板24的流的流量B过高时,板件27相对于侧板24在第一方向上移动,使得第二组多个穿孔28中的穿孔28a部分地封闭第一组多个穿孔25中的穿孔25a,由此减小了侧板24的外部和内部之间的通道的面积。
当进入侧板24的流的流量B过低时,板件27相对于侧板24在第二方向(与第一方向相反)上移动,使得第二组多个穿孔28中的穿孔28a部分地打开第一组多个穿孔25中的穿孔25a,由此增加了侧板24的外部和内部之间的通道的面积。
如果在同一沉积过程期间反应室15内的压力发生变化并且达到上述压力值范围内的新值,则仅在进入侧板24的流的流量B超过通过排放口17的流的总流量A的20%或者低于通过排放口17的流的总流量A的5%的情况下,调节该进入侧板24的流的流量B。
如果在沉积过程的完成之后并且在新的沉积过程开始之前将反应室15中的压力设置为新值(在上述压力值范围内),则仅在进入侧板24的流的所得流量B超过通过排放口17的流A的总流量的20%或低于该流的总流量A的5%的情况下,使板件27相对于罩16的侧板24移动。
Claims (20)
1.一种用于制造光纤用玻璃预制件的设备(10),所述设备包括:
围绕沉积区域(15a)的反应室(15);
用于将目标棒(100)保持在所述沉积区域(15a)内的保持装置(12);
一个或多个沉积燃烧器(11),所述一个或多个沉积燃烧器(11)定位于所述沉积区域(15a)的下方,并构造成将形成玻璃颗粒的高温流引向所述目标棒(100);
罩(16),所述罩(16)相对于所述沉积区域(15a)与所述沉积燃烧器(11)相对地定位,并构造成用于排出未沉积的玻璃颗粒的烟粒,所述罩(16)包括设置在其第一端部(19)的至少一个排放口(17)和从其第二端部(20)向所述第一端部(19)延伸的侧板(24);
其中,所述罩(16)的侧板(24)的至少一部分是透气性部分(24a)。
2.根据权利要求1所述的设备(10),其中,所述侧板(24)的所述透气性部分(24a)定位于所述第二端部(20)和所述第一端部(19)之间并且延伸面积为所述侧板(24)的总面积的至少50%。
3.根据权利要求1或2所述的设备(10),其中,所述透气性部分(24a)包括在所述侧板(24)上的第一组多个穿孔(25),所述第一组多个穿孔(25)将所述反应室(15)的内部环境与所述反应室(15)的外部环境流体地连接。
4.根据权利要求3所述的设备(10),其中,所述透气性部分(24a)具有在0.2%至15%之间的穿孔密度,所述穿孔密度是按穿孔面积与未穿孔面积之间的比率计算的。
5.根据权利要求3或4所述的设备(10),其中,所述第一组多个穿孔(25)中的每个穿孔(25a)的面积在0.7mm2至15mm2之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),包括用于调节所述透气性部分(24a)的透气性程度的控制装置(26)。
7.根据权利要求3至5中的任一项或权利要求6所述的设备(10),其中,所述控制装置(26)作用于所述第一组多个穿孔(25)上,用以部分地封闭所述第一组多个穿孔。
8.根据权利要求3至5中的任一项或权利要求6或7所述的设备(10),其中,所述控制装置(26)包括至少一个板件(27),所述板件具有第二组多个穿孔(28)并且构造成在最小透气率状态和最大透气率状态之间连续地移动,在所述最小透气率状态下,所述第二组多个穿孔(28)与所述第一组多个穿孔(25)部分地重叠以部分地封闭所述第一组多个穿孔(25),在所述最大透气率状态,所述第二组多个穿孔(28)与所述第一组多个穿孔(25)完全地重叠并对中以使所述第一组多个穿孔完全打开。
9.根据权利要求8所述的设备(10),其中,所述第二组多个穿孔(28)中的各穿孔(28a)具有与所述第一组多个穿孔(25)中的各穿孔(25a)相同的间隔、相同的形状和相同的面积。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10),其中,所述罩(16)具有渐缩形状。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(10),包括定位在或作用在所述排放口(17)上的排风扇(17a)。
12.根据权利要求1或2所述的设备(10),其中,所述透气性部分(24a)由一个或多个空气过滤器实现。
13.一种用于制造光纤用玻璃预制件的方法,所述方法包括:
提供围绕沉积区域(15a)的反应室(15);
将目标棒(100)保持在所述沉积区域(15a)内;
将形成玻璃颗粒的高温流引向所述目标棒(100);
提供罩(16),所述罩包括侧板(24)和排放口(17),用于将未附着在所述目标棒(100)上的玻璃颗粒排放到所述反应室(15)的外部;
为所述侧板(24)提供透气性部分(24a),所述透气性部分的延伸面积为所述侧板(24)的总面积的至少50%;
维持所述反应室(15)内部的压力低于所述反应室(15)外部的压力。
14.根据权利要求13所述的方法,包括将所述反应室(15)内部的压力维持在比所述沉积室(15)外部的压力低20Pa至200Pa之间的值。
15.根据权利要求13或14所述的方法,包括将通过所述侧板(24)的所述透气性部分(24a)的流量(B)设定为在通过所述排放口(17)的总流量(A)的5%至20%之间。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法,包括调节所述侧板(24)的所述透气性部分(24a)的透气性程度。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,调节透气性程度包括为所述侧板(24)的所述透气性部分(24a)提供第一组多个穿孔(25)以及部分地封闭所述第一组多个穿孔(25)。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,部分地封闭所述第一组多个穿孔(25)包括提供至少一个具有第二组多个穿孔(28)的板件(27),并使所述至少一个板件(27)相对于所述侧板(24)在最小透气率状态和最大透气率状态之间连续地移动,在所述最小透气率状态下,所述第二组多个穿孔(28)与所述第一组多个穿孔(25)部分地重叠并对准,在所述最大透气率状态下,所述第二组多个穿孔(28)与所述第一组多个穿孔(25)对中并对准。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其中,提供第一组多个穿孔(25)包括为所述透气性部分(24a)提供在0.2%至15%之间的穿孔密度,所述穿孔密度是按穿孔面积与未穿孔面积之间的比率计算的。
20.根据权利要求15或权利要求16至19中的任一项所述的方法,其中,通过调节所述侧板(24)的所述透气性部分(24)的透气性程度来设定通过所述侧板(24)的所述透气性部分(24a)的流量(B)。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/IT2017/000261 WO2019097557A1 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Apparatus and method for manufacturing glass preforms for optical fibers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111386248A true CN111386248A (zh) | 2020-07-07 |
CN111386248B CN111386248B (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=61193002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780096849.5A Active CN111386248B (zh) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | 用于制造光纤用玻璃预制件的设备和方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11370690B2 (zh) |
EP (1) | EP3710410B1 (zh) |
CN (1) | CN111386248B (zh) |
PL (1) | PL3710410T3 (zh) |
WO (1) | WO2019097557A1 (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06115966A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Yazaki Corp | 光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材の製造装置 |
JP2004131303A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 排気フード装置及び排気方法並びにガラス母材の製造方法 |
CN102815865A (zh) * | 2011-06-07 | 2012-12-12 | 住友电气工业株式会社 | 用于制造光纤预制件的装置和方法 |
CN103011577A (zh) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 德拉克通信科技公司 | 光纤初级预制件、光纤最终预制件和光纤及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3524426B2 (ja) * | 1999-04-02 | 2004-05-10 | 古河電気工業株式会社 | 多孔質光ファイバ母材の製造装置 |
US20050199014A1 (en) | 2001-07-18 | 2005-09-15 | Motonori Nakamura | Apparatus for producing glass particles deposit |
CN1246241C (zh) | 2003-07-25 | 2006-03-22 | 杭州富通通信技术股份有限公司 | 减少外径波动的光纤预制件制造方法 |
JP4423068B2 (ja) | 2004-03-03 | 2010-03-03 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用多孔質母材の製造方法及びガラス母材 |
-
2017
- 2017-11-17 CN CN201780096849.5A patent/CN111386248B/zh active Active
- 2017-11-17 PL PL17840576.7T patent/PL3710410T3/pl unknown
- 2017-11-17 US US16/763,768 patent/US11370690B2/en active Active
- 2017-11-17 EP EP17840576.7A patent/EP3710410B1/en active Active
- 2017-11-17 WO PCT/IT2017/000261 patent/WO2019097557A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06115966A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Yazaki Corp | 光ファイバ母材の製造方法及び光ファイバ母材の製造装置 |
JP2004131303A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 排気フード装置及び排気方法並びにガラス母材の製造方法 |
CN102815865A (zh) * | 2011-06-07 | 2012-12-12 | 住友电气工业株式会社 | 用于制造光纤预制件的装置和方法 |
CN103011577A (zh) * | 2011-09-20 | 2013-04-03 | 德拉克通信科技公司 | 光纤初级预制件、光纤最终预制件和光纤及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3710410B1 (en) | 2024-01-10 |
EP3710410A1 (en) | 2020-09-23 |
CN111386248B (zh) | 2022-11-15 |
PL3710410T3 (pl) | 2024-06-17 |
US20200361808A1 (en) | 2020-11-19 |
US11370690B2 (en) | 2022-06-28 |
WO2019097557A1 (en) | 2019-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100691668B1 (ko) | 유리 모재를 제조하는 장치 및 그 방법 | |
EP2583952B1 (en) | Method and burner for producing a porous glass preform | |
US7861557B2 (en) | Plasma torch for making synthetic silica | |
DE102006058904A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von synthetischem Kieselglas | |
CN108017271A (zh) | Ovd带状喷灯装置和ovd制棒系统及其使用方法 | |
CN111386248B (zh) | 用于制造光纤用玻璃预制件的设备和方法 | |
US10829405B2 (en) | Method for producing porous glass deposit for optical fiber | |
KR101157662B1 (ko) | 다공질 유리 모재의 제조 장치 및 광섬유용 유리 모재 | |
EP2221281B1 (en) | Burner for manufacturing porous glass base material, and manufacturing method of porous glass base material | |
US7441417B2 (en) | Outside vapor deposition apparatus for making optical fiber preform | |
US20070209397A1 (en) | Manufacturing Apparatus Of Porous Glass Base Material | |
EP1925600B1 (en) | Manufacturing apparatus for porous glass base material | |
EP2573054A2 (en) | Method for manufacturing an optical fiber preform by flame hydrolysis | |
EP3696148A1 (en) | Fabrication method for porous glass base material for optical fiber | |
JP4887270B2 (ja) | 光ファイバ用ガラス母材の製造装置及び製造方法 | |
US20180044221A1 (en) | Method and apparatus for producing optical fiber preform | |
JP2003508336A (ja) | 火炎加水分解によってガラス・プリフォームを製造する装置 | |
JP7399835B2 (ja) | 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法 | |
JP2846048B2 (ja) | 多孔質ガラス母材の製造方法 | |
JPS62162646A (ja) | ガラス微粒子堆積体の製造方法 | |
CN118771713A (zh) | 一种高效ovd沉积装置及方法 | |
CN101659516B (zh) | 光纤母材的制造方法 | |
JPS59174536A (ja) | 光フアイバ母材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |