CN1160026A - 制造多孔光纤预制棒的设备 - Google Patents

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Abstract

一种制造光纤预制棒的设备,它包括一个装有芯体的反应器,燃烧器,每个燃烧器的火焰喷射口被安排在反应炉中,以便通过火焰水解反应产生细小玻璃颗粒,和排放装置,它被安排在反应炉的侧面,用于把未积淀在芯体上的多余的细小玻璃颗粒和废气排出所述反应炉,其特征在于,包括燃烧器之一的火焰喷射口的假想平面和另一个包括排放装置的排放口的假想平面之间形成的角在0°至40°的范围之内。

Description

制造多孔光纤预制棒的设备
本发明涉及一个制造多孔光纤预制棒的设备。
如图1所示,过去是通过CVD(化学蒸发沉淀)方法,把细小玻璃颗粒沉淀到芯体表面,来制造光纤预制棒的。具体做法是,当芯体31旋转的时候,把燃烧器32产生的细小玻璃颗粒对着反应炉30中的芯体31的外部球表面吹。结果,被吹的细小玻璃颗粒就沉淀并盖住芯体31的表面,从而形成多孔光纤预制棒33。然后,使多孔光纤预制棒被玻璃化,以便获得所希望的透明的光纤预制棒。
反应以后,没有沉淀在芯体31上的细小玻璃颗粒和废气一道,通过排气管道34,被送到废气处理设备(未示出)。
在传统的上述设备中,燃烧器32的火焰喷射口通常被安排面向斜上万,从而燃烧器32的轴向就和垂直平面或一预定角。必须指出,在槽30内的反应热引起在槽30内的向上的空气流,结果,由于向上的空气流,就使从燃烧器32喷射的火焰向上。火焰中的细小玻璃颗粒和由空气和火焰组成的气体流一起向上运动,碰撞芯体31,并沉淀在芯体31的顶部和外部环形表面上。另一方面,没有沉淀在芯体31上的多余的细小玻璃颗粒和上述气流一起被传送,以便通过排放管34和废气一起被排放。
在传统的设备中,重要的是采取有力措施防止反应炉30中的废气和没有沉淀在芯体31上的多余的细小玻璃颗粒对沉淀在芯体上的细小玻璃颗粒产生有害影响。同样重要的是,采取有力措施,防止没有沉积在芯体31上的多余玻璃颗粒沉积在反应炉30的内表面。为了满足这些要求,必需通过排放管34把废气和没有沉淀在芯体31上的多余的细小玻璃颗粒有效地排放到外边。因此,希望把排放管34安装在芯体31上的、在火焰中细小玻璃颗粒沉积的一边所面对的边上,从而管34的进气口35就可以被安排得与芯体31尽可能近。
不过,如果进气口35过分地靠近芯体31,反应炉30内的气流就被干扰,不能有效排放废气和多余的细小玻璃颗粒。结果,多余的细小玻璃颗粒部分地与进气口35的下端部碰撞,在进气口35的下端部上沉积细小玻璃颗粒。
如果在排放管34的进气口35的下端部上细小玻璃颗粒D的沉积自行地增长,在反应炉30内的气流就会受干扰,改变火焰内细小玻璃颗粒的流动方向。接着就是细小玻璃颗粒不能在所希望的位置上撞击芯体31,结果就不能获得所希望形状的多孔光纤预制棒。
必须指出,如果如图1所示的细小玻璃颗粒D的沉积自行地增长,这增长的沉积就会和芯体31上沉积的细小玻璃颗粒接触,损害多孔光纤预制棒。
本发明的一个目的是提供一种制造多孔光纤预制棒的设备,它能有效地把废气和多余的细小玻璃颗粒排放到外边,防止反应炉内的气流被干扰,防止沉积在芯体上的多孔光纤预制棒被损坏。
根据本发明的一个实施例提供了制造多孔光纤预制棒予塑的设备,它包括:
一个装有芯体的反应炉;
燃烧器,每个燃烧器的火焰喷射口被安排在上述反应炉中,以便通过火焰的水解反应,产生细小玻璃颗粒;和
排放装置,把未沉积在上述芯体上的多余的细小玻璃颗粒和废气排出所述反应炉,其中,
在包括上述燃烧器的火焰喷射口的假想平面和包括上述排放装置的排放口的另一个假想平面之间形成的角,落在了0到40°的范围内。
根据本发明的另一个实施例,提供了一个制造光纤预制棒的设备,它包括:
一个装有芯体的反应炉;
一个燃烧器,它的火焰喷射口被安排在上述反应炉中,以便通过火焰的水解反应,产生细小玻璃颗粒;和
排放装置,它被安排在上述反应炉的侧面,用于把没有没积在上述芯体上的多余的细小玻璃颗粒和废气排出所述反应炉,
其中,比值D1/D2落在0.3和0.04之间,D1是上述排放装置的上端和最终的多孔光纤预制棒之间的距离,D2是排放装置的下端和最终的多孔光纤预制棒之间的距离。
本发明的其它目的和优点将在下面描述,部分地可通过描述显而易见,或者通过本发明的实践可以被理解。本发明的目的和优点通过所附权利要求中所具体指出的装置和其结合可以被实现和得到。
附图是说明书的一部分,它表示本发明的当前优选实施例,并结合上面的一般性描述和下面给出的最佳实施例的具体描述,来解释本发明的原理。
图1是解释制造光纤预制棒的传统设备;
图2是本发明制造光纤预制棒的设备的一个实施例。
现在结合图2描述本发明制造光纤预制棒的设备10。如图所示,设备10包括一个反应器12,一个用于形成光纤芯体的燃烧器14,用于形成光纤的包层的另一个燃烧器16,和一个排放管18。
一个用于拉伸多孔光纤预制棒1的拉伸口12A通过反应炉12的上壁而形成。拉伸口12A的直径应该尽可能小,直到多孔光纤预制棒可以被拉伸为止。用于形成芯体的燃烧器14密封地穿过反应炉12的壁,从而燃烧器14的火焰喷口14A就被安排在反应炉12中。如图所示,燃烧器14被安排得使火焰喷射口14A朝向斜上方。
另一方面,用于形成包层的燃烧器16,也密封地穿过反应炉12的壁,从而燃烧器16的火焰喷射器16A被安排在反应炉16中。燃烧器16和燃烧器14并列安排,从而火焰喷射口16A也允许朝向斜上方。此外,用于形成一个包层的燃烧器16被安排在形成芯体的燃烧器14的上方一预定距离处。
排放管18的排放口18A被安排在反应炉12中。如图2所示,排放口18A可以面朝斜下方。
在包括排放口18A的假想平面和另一个包括用于形成芯体的燃烧器14的火焰喷射口14A的假想平面间的夹角α,被设定在0至40°之间,这是考虑到在反应炉中的废气干扰等而确定的。顺便指出,角α=0°表示,包括排放管18的排口18A的假想平面是与包括芯体燃烧器14的火焰喷射口14A的假想平面平行的。以后出现角α=0°,也做相同解释。换句话说,在包括排放口18A的假想平面和包括燃烧器的火焰喷射口16A的假想平面之间可以定义一个角α。这也就是说,燃烧器14,16的火焰喷射口14A,16A被安排成上述这样也就足够了。换句话说,燃烧器的形状可以不具体规定。例如,燃烧器14,16可以被弯曲,直到火焰喷口14A,16A被安排成图2中所示的样子。
应该注意,排放口18A的上端和多孔光纤预制棒1的成品的外表面之间的距离D1,和排放口18A的下端与多孔光纤预制棒的成品的外表面之间的距离D2。希望D1/D2是在0.3和0.04之间,以防止形成沉积的细小玻璃颗粒的预制棒被损坏。为了满足这些条件,在包括排放口18A的假想平面和垂直平面之间的角β,应该是25°±20°。
如果角β太小,就不能抑制反应炉12中的气流的扰动,结果细小玻璃颗粒就淀积在反应炉12中的排放口18A的下部。应该注意,细小玻璃颗粒的这种沉积,可能和芯体20(起始部分)上沉积的多孔光纤预制棒1相接触。另一方面,如果β过大,废气和没有沉积在芯体上的细小玻璃颗粒排放到反应炉12的外边就会有困难。一般情况下,β角希望是25°±20°。顺便指出,这样定义的β角表示包括排放管18的排放口18A的假想平面是和芯体20的顶部接触的。
上述结构的设备可能产生显著的作用。特别是当细小玻璃颗粒淀积在芯体20上的时候,从反应炉12的下部来的向上流动的气流不会撞着排放口18A的下部。结果,没有淀积在芯体上的细小玻璃颗粒和废气被排放到反应炉12的外边,从而有可能防止气体流受到干扰。应该指出,由于排放口18A的下部被安排得远离燃烧器,或远离燃烧器喷射的火焰,在火焰中的细小玻璃颗粒就不大可能沉积在排放管18A的下部。于是,多孔预制棒就避免了由淀积在排放口18A的下部上的细小玻璃颗粒造成的损害。
设备10是按上述方法构成的,它被用于制造多孔光纤预制棒1,然后,它又转化成光纤预制棒,如下所述。第一步,芯体20的顶部被安排到旋转装置(未示出)的一个预定位置。然后,当旋转芯体20的时候,气态玻璃原材料和掺杂的原材料和燃烧器气体一起被引进芯体燃烧器14。这些原材料的混合体是从火焰喷射口14A喷出的,以便用燃烧气燃烧。应该指出,火焰的水解反应,是在玻璃原材料和掺杂原材料之间的合成火焰中进行的,从而形成细小的玻璃颗粒。细小的玻璃颗粒形成在芯体20的顶部和外环表面,以便形成一个用于芯体的多孔的光纤预制棒。
下一步,要被转化成包层的玻璃原材料和掺杂原材料被送进包层燃烧器16,包层燃烧器和燃烧气体一起被安排在芯体燃烧器14的上面。然后,玻璃原料和掺杂原料的混合物从火焰喷射口16A喷出,以便被燃烧气燃烧。结果,火焰水解反应就在玻璃原材料和掺杂原料之间的合成火焰中进行,以便形成细小的玻璃颗粒。用于包盖的合成细小玻璃颗粒淀积在上述步骤中形成的芯体的多孔光纤预制棒的外圆周表面上,从而制造出包含芯体和包层的多孔光纤预制棒。
应当指出,没有淀积在芯体20上或没有淀积在多孔光纤预制棒1的外圆表面上的细小玻璃颗粒通过排放管口18A和火焰水解产生的废气一起被吸进排放管18,以便被排放到安排在反应炉12外面的废气处理设备中去(未示出)。
在图2所示的实施例中,排放管18的轴是水平方向延伸安排的。同时,安排在反应炉12中的管18的端部被斜切,形成排放口18A,这样包括排放口18A的假想平面就从垂直平面倾斜25°。换句话说,多孔光纤预制棒1的外部圆表面和排放口18A的下端之间的距离D2大于多孔光纤预制棒1的外部圆表面和排放口18A的上端之间的距离D1。换一种方式,排放管18其没有被斜切的端部可以与水平平面成25°倾斜地安排,在这种情况下,包括排放口18A的假想平面就对垂直平面倾斜约25°。接着,不希望的废气和没有如希望被淀积的细小玻璃颗粒,被排放到反应炉12的外边,如图2实施例所示。
多孔光纤预制棒实际上是通过图2所示设备制造的,结果,由淀积在排放管18A的下部的细小玻璃颗粒沉积引起的缺陷预制棒的出现,比用图1中的传统设备的情况减少约97%。
如上所述,本发明制造光纤预制棒的设备包括一个排放管,管的排放口被安排在燃烧器一侧的对面。并且,包括排放管的排放口的假想平面相对垂直平面倾斜25°±20°,从而和上端部比较,排放口的下端部是后退的。该特殊的结构对于防止来自反应炉的下部的向上流动的气流撞击排放口的下部是有效的,结果气流被顺利地排到反应炉的外部。于是,在反应炉中的气流就避免了干扰。应当指出,由于排放口的下部被安排得离火焰足够远,火焰中的细小玻璃颗粒就不可能被淀积在排放口的下部。结果,多孔预制棒就避免了由沉积在排放口的底部上的细小玻璃颗粒造成的损害。当然,不希望的废气和没有淀积成多孔预制棒的细小玻璃颗粒,可以被顺利地被排放到反应炉12的外部,这是因为排放管的排放口18A的上端部是被安排得和现有技术中一样的。

Claims (8)

1.一种制造光纤预制棒(1)的设备,包括:
一个装有一个芯体(20)的反应炉(12)
燃烧器(14,16),其火焰喷射口(14A,16A)被安排在上述反应炉(12)中,以便通过火焰水解反应产生细小玻璃颗粒;和
排放装置(18),安排在上述反应炉(12)的侧面,用于把未在上述芯体(20)上淀积的多余的细小玻璃颗粒和废气排出所述反应炉(12),
其特征在于,在包括上述燃烧器(14,16)之一的上述火焰喷射口(14A,16A)的一个假想平面和另一个包括上述排放装置的一个排放口(18A)的假想平面之间的角落在0°至40°的范围之内。
2.按照权利要求1的设备,其特征在于,上述燃烧器包括一个用于形成芯体的燃烧器和另一个用于形成一个包层的燃烧器。
3.按照权利要求1的设备,其特征在于,一个包括上述排放装置(18)的排放口(18A)的假想平面相对垂直平面倾斜25°±20°角。
4.一种制造光纤预制棒(1)的设备,包括
一个装有芯体(20)的反应炉(12);
燃烧器(14,16),其火焰喷射口(14A,16A)被安排在上述反应炉(12)中,以便通过火焰水解反应产生细小玻璃颗粒;和
排放装置(18),被安排在上述反应炉的侧面,用于把未在上述芯体(20)上淀积的多余的细小玻璃颗粒和废气排出所述反应炉(12),
其特征在于,比值D1/D2落在0.3和0.04之间的范围内,其中D1是上述排放装置(18)的上端和最终的多孔光纤预制棒之间的距离,D2是排放装置(18)的下端和最终的多孔光纤预制棒之间的距离。
5.按照权利要求4的设备,其特征在于,上述燃烧器(14,16)包括一个用于形成一个光纤芯体的燃烧器和另一个用于形成光纤包层的燃烧器。
6.按照权利要求4的设备,其特征在于,包括上述排放装置(18)的一个排放口(18A)的一个假想平面与垂直平面成25°±20°倾斜。
7.一种制造光纤预制棒的设备,包括:
一个装有芯体(20)的反应炉(12);
燃烧器(14,16),其火焰喷射口(14A,16A)被安排在上述反应炉(12)中,以便通过火焰水解反应产生细小玻璃颗粒;和
排放装置(18),被安排在上述反应炉的侧面,用于把未沉淀在上述芯体(20)上的多余的细小玻璃颗粒和废气排出所述反应炉(12),
其特征在于,在包括上述燃烧器(14,16)之一的上述火焰喷射口(14A,16A)的一个假想平面和另一个包括上述排放装置(18)的一个排放口(18A)的假想平面之间形成的角是25°±20°,并且,上述排放装置的上端和最后的多光纤预制棒之间的距离比排放管的下端和最后的多孔光纤预制棒之间的距离要短。
8.按照权利要求7的设备,其特征在于,上述燃烧器(14,16)包括一个用于形成光纤的芯体的燃烧器和另一个用于形成光纤的包层的燃烧器。
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