CN208604020U - 一种光纤预制棒的脱气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤预制棒的脱气装置，该脱气装置包括：隔热箱，顶部具有开口；真空腔，内置于该隔热箱内部，该真空腔的顶部设有第一通孔；电加热元件，设于该隔热箱内且包绕该真空腔；顶罩，插塞于该开口，该顶罩的中部设有上下贯通的第二通孔，该第二通孔与该第一通孔正对齐且尺寸相同；连接管，一端连通该真空腔、另一端用于连通抽真空设备的连接管；压力检测仪，与该真空腔连通，用于检测该真空腔内的真空度。该脱气装置结构简单，使用方便，加温均匀，可在为待脱气的光纤预制棒提供高温负压的环境，可以使光纤预制棒中残留的He等气体快速逸出，有效去除光纤预制棒中的的气泡，提高光纤预制棒的加工质量。

Description

一种光纤预制棒的脱气装置

技术领域

本实用新型涉及光纤制造技术领域，具体涉及一种光纤预制棒的脱气装置。

背景技术

目前公知的光纤预制棒的制造工艺，典型的有管内法气相沉积工艺，如MCVD(modified chemical vapor deposition)改进化学气相沉积工艺和PCVD(plasmachemical vapor deposition)等离子体激发化学气相沉积法；以及管外法气相沉积工艺，如OVD(outside vapor deposition)外部气相沉积工艺和VAD(vapor axial deposition)外部轴向沉积工艺。

管内法气相沉积工艺，如PCVD工艺，采用SiCl₄，GeCl₄，O₂等化学原料，通入高纯石英衬管内，利于微波源提供能量，激发等离子，发生化学反应，生成SiO₂、GeO₂等，沉积于管壁，后经过熔缩，得到实心芯棒，该工艺使用高纯硅锗料，高纯石英管材，原料成本较高；而且沉积速率受到管径的限制，很难得到有效提高，不利于产能的提高。

因此就国内而言采用VAD制备芯棒，OVD制备包层已成主流。而在VAD工序中，除去沉积，烧结两个大工序外，在烧结后一般有会使用脱气工序。芯棒在沉积和烧结后由于原材料密度的不同及微量的参杂，在玻璃化过程中下会在芯棒的芯层及内包层残留些许气泡，而这些气泡会严重影响光纤各项性能产生次品，为保证芯棒的光学性能及机械新能，通常对其进行脱气处理。脱气的原理是将烧结后的预制棒加热到700℃-1400℃之间在接近玻璃的软化点附近使其中的气泡缓慢溢出，而常规脱气方法是在常压下进行脱气。对一米长的预制棒进行脱气需要大概8-36小时或者更久，而真空脱气是在真空下进行，脱气环境为负压环境，给预制棒中的气泡一个很大的抽力，使其加速溢出，而且在脱气效果上有很大的提升。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺点，提供一种光纤预制棒的脱气装置，它能高效率地去除光纤预制棒中的气泡，提高光纤的加工质量。相应的，还提供了一种光纤预制棒的脱气方法。

为解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种光纤预制棒的脱气装置，所述脱气装置包括：

隔热箱，顶部具有开口；

真空腔，内置于所述隔热箱内部，所述真空腔的顶部设有第一通孔；

电加热元件，设于所述隔热箱内且包绕所述真空腔；

顶罩，插塞于所述开口，所述顶罩的中部设有上下贯通的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔正对齐且尺寸相同；

连接管，一端连通所述真空腔、另一端用于连通抽真空设备的连接管；

压力检测仪，与所述真空腔连通，用于检测所述真空腔内的真空度。

本实用新型提供的脱气装置中，所述顶罩的底部具有密封圈，所述密封圈的外周壁与所述隔热箱的开口的内壁密封连接，所述密封圈的下壁与所述真空腔的顶壁密封连接。

本实用新型提供的脱气装置中，当所述光纤预制棒插入至所述真空腔内时，所述光纤预制棒的外周壁与所述第二通孔的内侧壁以及所述第一通孔的内侧壁紧密贴合。

本实用新型提供的脱气装置中，所述脱气装置还包括；

夹持装置，固定于所述顶罩，用于夹持插入至所述真空腔内的所述光纤预制棒。

本实用新型提供的脱气装置中，所述电加热元件为加热电阻丝或硅钼棒或感应式加热元件或石墨电阻加热元件，所述电加热元件分布于所述真空腔的周壁外侧和底壁外侧。

本实用新型提供的脱气装置中，所述压力检测仪还用于与所述抽真空设备电性连接以将检测到的所述真空腔内的压力值反馈给所述抽真空设备。

与现有技术相比，实施本实用新型提供的脱气装置，具有如下有益效果：所述脱气装置包括：隔热箱，顶部具有开口；真空腔，内置于所述隔热箱内部，所述真空腔的顶部设有第一通孔；电加热元件，设于所述隔热箱内且包绕所述真空腔；顶罩，插塞于所述开口，所述顶罩的中部设有上下贯通的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔正对齐且尺寸相同；连接管，一端连通所述真空腔、另一端用于连通抽真空设备的连接管；压力检测仪，与所述真空腔连通，用于检测所述真空腔内的真空度。所述脱气装置结构简单，使用方便，加温均匀，可在为待脱气的光纤预制棒提供高温负压的环境，可以使光纤预制棒中残留的He等气体快速逸出，有效去除光纤预制棒中的的气泡，提高光纤预制棒的加工质量。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例提供的脱气装置的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号说明：

隔热箱	1	真空腔	2
				电加热元件	3	顶罩	4
密封圈	5	连接管	6
				夹持装置	7	压力检测仪	8

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

目前国内外被大量应用的脱气设备都是常压脱气设备，而其效率及除气泡能力都有所欠缺，因此本实用新型提供了一种可以提供真空环境的脱气装置。

如图1所示，为本实施例提供的脱气装置的较佳实施例。

所述脱气装置包括隔热箱1、真空腔2、电加热元件3、顶罩4、连接管6、压力检测仪8和夹持装置7。所述隔热箱1的顶部具有开口。所述真空腔2内置于所述隔热箱1内部，所述真空腔2的顶部设有第一通孔。所述电加热元件3设于所述隔热箱1内且包绕所述真空腔2。所述顶罩4插塞于所述开口，所述顶罩4的中部设有上下贯通的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔正对齐且尺寸相同。所述连接管6，一端连通所述真空腔2、另一端用于连通抽真空设备的连接管6。所述压力检测仪8与所述真空腔2连通，用于检测所述真空腔2内的真空度。所述夹持装置7固定于所述顶罩4，用于夹持插入至所述真空腔2内的所述光纤预制棒。

本实施例中，所述电加热元件3采用的是加热电阻丝，所述电加热元件3分布于所述真空腔2的周壁外侧和底壁外侧。这样可以对所述真空腔2进行均匀加热。所述电加热元件3的总功率设计为可以将所述隔热箱1内的温度控制在700℃-1400℃。因为光纤预制棒的脱气温度范围通常是在800℃-1300℃，这样可以确保所述真空腔2内的温度可以达到光纤预制棒的熔点附近。

本实施例中，所述顶罩4的底部具有密封圈5，所述密封圈5的外周壁与所述隔热箱1的开口的内壁密封连接，所述密封圈5的下壁与所述真空腔2的顶壁密封连接，当所述光纤预制棒插入至所述真空腔2内时，所述光纤预制棒的外周壁与所述第二通孔的内侧壁以及所述第一通孔的内侧壁紧密贴合，这样，可以确保所述真空腔2内保持真空状态。另外，所述真空腔2的腔壁的厚要求大于等于6mm，主要防止所述真空腔2内由于负压而将所述真空腔2压变形。

本实施例中，所述压力检测仪8还用于与所述抽真空设备电性连接以将检测到的所述真空腔2内的压力值反馈给所述抽真空设备。具体的，所述压力检测仪8通过私服信号与所述抽真空设备连接，所述抽真空设备采用的是真空泵。如此，当所述真空腔2内的压力值达不到预设压力时，所述压力检测仪8可以将对应的信号反馈给所述抽真空设备，所述抽真空设备开始工作，直到所述真空腔2内的压力达到预设压力才停止，通常所述预设压力为-100pa～+100pa之间。

本实施例中，所述夹持装置7包括固定杆和夹具，所述固定杆插设于所述顶罩4，所述夹具的一端可移动的安装于所述固定杆，所述夹具的另一端则用于夹持所述光纤预制棒。

综上所述，实施本实施例提供的脱气装置具有如下有益效果，所述脱气装置结构简单，使用方便，加温均匀，可在为待脱气的光纤预制棒提供高温负压的环境，可以使光纤预制棒中残留的He等气体快速逸出，有效去除光纤预制棒中的的气泡，提高光纤预制棒的加工质量。

本实施例还提供了一种光纤预制棒的脱气方法，所述脱气方法是采用如实施例一中提供的所述脱气装置完成的。

所述脱气方法的具体过程为：

1)将所述光纤预制棒插入至所述真空腔2；具体的，先揭开所述顶罩4，然后将所述光纤预制棒从所述第一通孔插入至所述真空腔2内，然后将所述顶罩4的所述第二通孔对准所述光纤预制棒后缓缓地将所述顶罩4插塞至所述隔热箱1的开口内，利用所述夹持装置7的夹具夹住所述光纤预制棒的露出于所述真空腔2的部分，上下移动所述夹具以将所述光纤预制棒调整至适合的位置；

2)在所述连接管6的另一端连接抽真空设备，并开启所述抽真空设备和所述压力检测仪8，使得所述真空腔2内的压力控制在预设压力；具体的，所述抽真空设备采用的是真空泵，所述连接管6插固于所述顶罩4，所述连接管6的一端贯穿所述顶罩4后进入至所述真空腔2内，所述预设压力为-100pa～+100pa；

3)将所述压力检测仪8电性连接至所述抽真空设备；具体的，所述压力检测仪8通过伺服信号与所述抽真空设备电性连接，这样，当所述真空腔2内的压力值达不到预设压力时，所述压力检测仪8可以将对应的信号反馈给所述抽真空设备，所述抽真空设备开始工作，直到所述真空腔2内的压力达到预设压力才停止，从而保证所述真空腔2内的真空度一直处于所述预设压力的范围内；

4)启动所述电加热元件3，将所述真空腔2内的温度加热至预设温度后保温6小时～36小时；具体的，所述预设温度为700℃～1400℃，保温时间根据所述光纤预制棒的长度而定，若所述光纤预制棒的长度为1米，则保温时间可以定为12小时。

为了更好的说明本实施例提供的所述脱气方法的优点，我们将尺寸一样的光纤预制棒分别采用本实施例提供的所述脱气方法和现有的常规脱气方法进行脱气处理。然后检测处理后的光纤预制棒内的尺寸大于0.6mm的气泡的数量。9次对比试验的结果如下：

从试验结果不能得出：采用本实施例提供的所述脱气方法处理后的光纤预制棒内的尺寸大于0.6mm的气泡的数量更少。

经多次实验结果得出，对同样为一米长且直径一致的光纤预制棒进行脱气处理得到相同质量的光纤预制棒，采用常规脱气方式需要26小时，而采用本实施例提供的所述脱气方法仅需要12小时，可将本实施例提供的脱气方法的效率是常规的脱气方法的效率的两倍。

另外，我们对于采用常规脱气方法处理的光纤预制棒和采用本实施例提供的所述脱气方法处理的光纤预制棒都经过后续工序处理，都拉制成光纤成品，对光纤的机械强度进行测试，对比后结果发现，由本实施例提供的所述脱气方法处理得到的光纤预制棒拉制的光纤具有更好的机械性能。这主要是由于采用本实施例提供的所述脱气方法处理后光纤预制棒内残留的气泡数量更少，从而保证最终得到的光纤的机械性能更好。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光纤预制棒的脱气装置，其特征在于，所述脱气装置包括：

隔热箱，顶部具有开口；

真空腔，内置于所述隔热箱内部，所述真空腔的顶部设有第一通孔；

电加热元件，设于所述隔热箱内且包绕所述真空腔；

顶罩，插塞于所述开口，所述顶罩的中部设有上下贯通的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔正对齐且尺寸相同；

连接管，一端连通所述真空腔、另一端用于连通抽真空设备的连接管；

压力检测仪，与所述真空腔连通，用于检测所述真空腔内的真空度。

2.根据权利要求1所述的脱气装置，其特征在于，所述顶罩的底部具有密封圈，所述密封圈的外周壁与所述隔热箱的开口的内壁密封连接，所述密封圈的下壁与所述真空腔的顶壁密封连接。

3.根据权利要求1所述的脱气装置，其特征在于，当所述光纤预制棒插入至所述真空腔内时，所述光纤预制棒的外周壁与所述第二通孔的内侧壁以及所述第一通孔的内侧壁紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的脱气装置，其特征在于，所述脱气装置还包括；

夹持装置，固定于所述顶罩，用于夹持插入至所述真空腔内的所述光纤预制棒。

5.根据权利要求1所述的脱气装置，其特征在于，所述电加热元件为加热电阻丝或硅钼棒或感应式加热元件或石墨电阻加热元件，所述电加热元件分布于所述真空腔的周壁外侧和底壁外侧。

6.根据权利要求1所述的脱气装置，其特征在于，所述压力检测仪还用于与所述抽真空设备电性连接以将检测到的所述真空腔内的压力值反馈给所述抽真空设备。