CN205616788U - 光纤预制松散体沉积装置 - Google Patents

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肖华
赵奉阔
胡付俭
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    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

本实用新型提供一种光纤预制松散体沉积装置，沉积装置包括：箱体、R×C矩阵分布喷灯、喷灯平移电机和、喷灯平移载台、C根靶棒、C个引杆、C个传感器、C个旋转电机、升降载台、以及升降电机；其中所述C根靶棒沿第一方向延伸设置且位于对应的第一喷灯的上方，且每个靶棒的延伸方向与第一方向的每排第一喷灯对应设置。本实用新型一个箱体可以沉积C个松散体，与传统方法相比，可少用3×(C‑1)个伺服电机，喷灯矩阵分布中同一行的喷灯的内外隔离气体可以共用一个质量流量计，因此可以节约2×R×(C‑1)个质量流量计；喷灯矩阵分布法大大提高了设备的生产效率，沉积速度是单喷灯的RC倍。

Description

光纤预制松散体沉积装置
技术领域
本实用新型属于光纤预制棒制造技术领域，尤其涉及一种光纤预制松散体沉积装置。
背景技术
现有光纤预制棒制造方法，第一步：多采用轴向气相沉积法(VAD)生产芯棒，第二步：采用外部气相沉积法(OVD)生产外包层，通过这两步法生产光纤预制棒。众所周知，光纤预制的成本70％由包层部分决定，OVD方法生产成本和生产效率对光纤预制棒的成本有很大的影响。
目前OVD方法生产光纤预制棒松散体的工艺，一般是单组喷灯往返沉积，这种方法沉积喷灯数量不超过3个，如果仅在原有设备增加喷灯个数，单组喷灯往返沉积法会增加光纤预制棒松散体锥形部分长度减少了光纤预制棒松散的有效长度。
图1为现有单组喷灯光纤预制松散体沉积装置的结构示意图，本沉积状包括：箱体1、位于箱体1内的松散体2、固定该松散体2的卡盘3、与卡盘3连接的传感器4、位于箱体1的3个喷灯5、固定喷灯5的喷灯载台6、固定该喷灯载台6的喷灯升降电机7、固定松散体1的旋转电机8、以及喷灯平移驱动电机9。
将1根目标重量均100kg的靶棒安装在箱体1内卡盘3上，每个喷灯流量调整为平均CH4:72slpm；SiCl4：42.7g/min O2:149slpm，沉积启动后，喷灯平移电机9驱动喷灯载台6上的喷灯5移动，旋转电机8驱动靶棒旋转，单组3喷灯不断往返移动将SiO2沉积到靶棒上形成松散体2，沉积过程中传感器4时时记录松散体的沉积重量并和目标重量进行比较，重沉积重量达到目示重量时线给出工程结束指示，随着松散体2的外径的不断增加，喷灯升降电机7驱动载台使喷灯向远离松散的方向移动，沉积重量达到目标重量后工程结束。
经测量松散体的沉积主要参数为，如下表1：
棒号 沉积速度g/min 原料利用率％ 密度g/cm3 燃气消耗m3
1 30 65 0.58 960
表1
现在技术降低生产成本提高生产效率的空间无法通过增加喷灯来完成。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提高生产效率和沉积速度的光纤预制松散体沉积装置及其沉积方法。
本实用新型提供一种光纤预制松散体沉积装置，其包括：箱体、固定该箱体内的R×C矩阵分布喷灯、与该R×C矩阵分布喷灯连接的喷灯平移电机和喷灯平移载台、沉积C个松散体的C根靶棒、与该C根靶棒对应连接的C个引杆、与该C个引杆对应连接的C个传感器、与该C个引杆对应连接的C个旋转电机、固定该C个旋转电机的升降载台、以及与该升降载台连接的升降电机；其中，R和C均为自然数；设定R×C矩阵分布喷灯位于第一方向和与该第一方向垂直的第二方向矩阵排列，设定位于第一方向的称为第一喷灯，设定位于与第二方向的称为第二喷灯；位于第一方向的第一喷灯具有C排，每排设有R个第一喷灯；位于第二方向的第二喷灯具有R排，每排设有C个第二喷灯；所述C根靶棒沿第一方向延伸设置且位于对应的第一喷灯的上方，且每个靶棒的延伸方向与第一方向的每排第一喷灯对应设置。
优选地，4≤R≤12，1≤C≤6，且R≥C。
优选地，所述R×C矩阵分布喷灯设有固定该R×C个喷灯的支撑板，每个喷灯的一端固定在该支撑板上，每个喷灯的另一端固定在箱体内。
优选地，所述支撑板均与所述喷灯平移电机和喷灯平移载台固定连接。
优选地，每个引杆的一端穿过升降载台后连接对应的传感器，每个引杆的另一端固定连接对应的靶棒。
本实用新型一个箱体可以沉积C个松散体，与传统方法相比，可少用3×(C-1)个伺服电机，喷灯矩阵分布中同一行的喷灯的内外隔离气体可以共用一个质量流量计，因此可以节约2×R×(C-1)个质量流量计；由于一个箱体同时生产C根松散，可以使箱体内的沉积气氛温度高20～30℃因此可以节约燃气用量；本实用新型喷灯矩阵分布法大大提高了设备的生产效率，沉积速度是单喷灯的RC倍。
附图说明
图1为现有单组喷灯光纤预制松散体沉积装置的结构示意图；
图2为本实用新型喷灯矩阵分布光纤预制松散体沉积装置结构示意图。
图号说明：
10-箱体、20-R×C矩阵分布喷灯、21-R系列喷灯、22-C系列喷灯、30-喷灯平移电机、40-喷灯平移载台、50-松散体、60-引杆、70-传感器、80-旋转电机、90-升降载台、100升降电机、200-靶棒。
具体实施方式
本实用新型提供一种光纤预制松散体沉积装置，本沉积装置可用于SiCl4水解沉积生产光纤预制松散体或有机硅燃烧沉积生产光纤预制棒松散体。
请参阅图1所示，本沉积装置包括：箱体10、固定该箱体10内的R×C矩阵分布喷灯20、与该R×C矩阵分布喷灯20连接的喷灯平移电机30和喷灯平移载台40、C根靶棒200、与该C根靶棒200对应连接的C个引杆60、与该C个引杆60对应连接的C个传感器70、与该C个引杆60对应连接的C个旋转电机80、固定该C个旋转电机80的升降载台90、以及与该升降载台90连接的升降电机100。其中，4≤R≤12，1≤C≤6，R≥C；引杆60固定在升降载台90上；传感器70为重量传感器；每个引杆60的一端穿过升降载台90，该端固定连接对应的传感器70，每个引杆60的另一端固定连接对应的靶棒200。
通过本光纤预制松散体沉积装置，R×C矩阵分布喷灯20不断将SiO2沉积到靶棒200上，同时形成C个松散体50。
设定R×C矩阵分布喷灯位于第一方向和与该第一方向垂直的第二方向矩阵排列，位于第一方向的称为第一喷灯21、位于与第一方向垂直的第二方向的称为第二喷灯22，即：第一方向的第一喷灯21共有C排，每排设有R个第一喷灯21；第二方向的第二喷灯22共有R排，每排设有C个第二喷灯21。
其中，R×C矩阵分布喷灯20设有固定该R×C个喷灯的支撑板23，每个喷灯的一端固定在该支撑板23上，每个喷灯的另一端固定在箱体10内。其中，支撑板23均与喷灯平移电机30和喷灯平移载台40固定连接，以使本R×C矩阵分布喷灯20与喷灯平移电机30和喷灯平移载台40固定连接。
在本实施例中，第一方向每排的第一喷灯21有12个，第二方向每排的第二喷灯22有3个，即：R×C矩阵分布喷灯20采用12×3即36个喷灯矩阵分布。每个喷灯流量调整为平均CH4:40slpm；OMCTS：17g/min O2:100slpm；N2:15slpm。
每个靶棒200沿第一方向延伸设置且位于对应第一喷灯21的上方，且每个靶棒200的延伸方向与第一方向的每排第一喷灯对应设置。
在本实用新型中，设置有C根靶棒200，即设置三根靶棒200。
将3根目标重量均100kg的靶棒200分别安装在对应的引杆60上。
沉积启动后，升降电机100驱动升降载台90，通过引杆60牵引对应的靶棒200上下移动，三个旋转电机80以相同转速驱动靶棒200旋转，12×3矩阵喷灯不断将SiO2沉积到靶棒200上形成对应的松散体50；沉积过程中，传感器70时时记录对应的松散体50的沉积重量，并进行比较PID调节对阵列喷灯原料流量确保松散体50沉积进度相同，随着3根松散体50的外径的不断增加，矩阵喷灯平移电机30驱动喷灯平移载台40使喷灯向远离松散的方向移动，沉积重量达目标重量后工程结束。
C个靶棒上沉积的松散体的目标重量差别不超过±0.5％。
经测量松散体的沉积主要参数，如下表2：
棒号 沉积速度g/min 原料利用率％ 密度g/cm3 燃气消耗m3
1 120.1 70 0.67 433.3
2 119.9 69.9 0.6 424.4
3 120 70 0.67 433.3
合计 36. - - 1291.0
平均 120 70 0.67 430
表2
本实用新型在不影响光纤预制棒松散体质量的前提下，通过喷灯以矩阵分布沉积，增加喷灯数量到R×C个(4≤R≤12,1≤C≤6)，同时生产C根光纤预制棒松散体使沉积效率为单灯的RC倍，由于同一箱体生产多根松散体，设备投入节约了箱体和3C个电机，生产同规格松散体情况下可节约燃气，本设备可用于SiCl4水解沉积生产光纤预制松散体或有机硅燃烧沉积生产光纤预制棒松散体。
本实用新型一个箱体可以沉积C个松散体，与传统方法相比，可少用3×(C-1)个伺服电机，喷灯矩阵分布中同一行的喷灯的内外隔离气体可以共用一个质量流量计，因此可以节约2×R×(C-1)个质量流量计。由于一个箱体同时生产C根松散，可以使箱体内的沉积气氛温度高20～30℃因此可以节约燃气用量。喷灯矩阵分布法大大提高了设备的生产效率，沉积速度是单喷灯的RC倍。
以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本实用新型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种光纤预制松散体沉积装置，其特征在于，其包括：箱体、固定该箱体内的R×C矩阵分布喷灯、与该R×C矩阵分布喷灯连接的喷灯平移电机和喷灯平移载台、沉积C个松散体的C根靶棒、与该C根靶棒对应连接的C个引杆、与该C个引杆对应连接的C个传感器、与该C个引杆对应连接的C个旋转电机、固定该C个旋转电机的升降载台、以及与该升降载台连接的升降电机；其中，R和C均为自然数；设定R×C矩阵分布喷灯位于第一方向和与该第一方向垂直的第二方向矩阵排列，设定位于第一方向的称为第一喷灯，设定位于与第二方向的称为第二喷灯；位于第一方向的第一喷灯具有C排，每排设有R个第一喷灯；位于第二方向的第二喷灯具有R排，每排设有C个第二喷灯；所述C根靶棒沿第一方向延伸设置且位于对应的第一喷灯的上方，且每个靶棒的延伸方向与第一方向的每排第一喷灯对应设置。
2.根据权利要求1所述的光纤预制松散体沉积装置，其特征在于：4≤R≤12，1≤C≤6，且R≥C。
3.根据权利要求1所述的光纤预制松散体沉积装置，其特征在于：所述R×C矩阵分布喷灯设有固定该R×C个喷灯的支撑板，每个喷灯的一端固定在该支撑板上，每个喷灯的另一端固定在箱体内。
4.根据权利要求3所述的光纤预制松散体沉积装置，其特征在于：所述支撑板均与所述喷灯平移电机和喷灯平移载台固定连接。
5.根据权利要求1所述的光纤预制松散体沉积装置，其特征在于：每个引杆的一端穿过升降载台后连接对应的传感器，每个引杆的另一端固定连接对应的靶棒。
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