CN212199012U - 一种vad烧结炉芯管的气封装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种VAD烧结炉芯管的气封装置，包括炉芯管顶部的气封端盖；炉芯管上部还设有气封腔室，该气封腔室外侧设有进气口，炉芯管上对应气封腔室内腔的位置设有吹气口。本发明创造利用持续通入气封端盖和气封腔体中心部位的氮气，阻绝空气中的杂质进入炉芯管内接触SOOT体，降低炉芯管被外界环境杂质污染。另外，在保障光纤预制棒轴向光学参数一致性的前提下，还能大幅度降低氦气的使用量，有效降低光纤预制棒制造成本。

Description

一种VAD烧结炉芯管的气封装置

技术领域

本发明创造属于光纤预制棒制造技术领域，尤其是涉及一种VAD 烧结炉芯管的气封装置。

背景技术

近几年，随着我国光纤预制棒行业的高速发展，光纤预制棒的制造壁垒已被打破，国内大批企业纷纷上线光纤预制棒制造设备，而在光纤预制棒制造主要原材料中，其中氦气成本占比为第一位。由于氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一，随着氦气价格不断走高，同时，供应量也无法得到有效保证，所以从制造成本和战略安全等角度考虑，合理减少氦气的使用量意义非常重大。在光纤预制棒生产中，氯气和氦气主要用于脱除SOOT体中的羟基和水分，但是，采用传统的炉芯管气封装置进行烧结工艺时，氯气和氦气利用率较低，主要缺点如下：

第一、传统的VAD烧结炉芯管密封结构仅仅是利用石英圆环的内孔和烧结引杆外径之间间隙大小来实现的，其气封效果较差，且每次组装后，引杆以及石英圆环之间的间隙均发生改变，从而导致VAD烧结每批次炉芯管内的压力均不相同，因此，导致同塔线制备的光纤预制棒光学参数一致性较差。

第二、传统的VAD烧结炉芯管密封结构密封效果较差，导致氦气在烧结炉芯管内停留时间较短，因此，为满足工艺要求，需使用较大流量的氦气进行工艺生产，增加光纤预制棒的制造成本。

第三、传统的VAD烧结炉芯管密封结构密封效果较差，外界环境中的杂质(如水分、颗粒或粉尘等)容易被引杆裹挟带入炉芯管内，导致炉芯管内正在烧结的产品被污染，且由于光纤预制棒的光学特性无法测量，必须拉制成光纤后才可测试，从而导致问题产品发送客户，造成客户投诉和经济损失。

第四、工艺排风往往是一路主管托带多台设备的形式，因此，工艺排风压力会受其他设备开合的影响而波动，传统的VAD烧结炉芯管密封结构导致其易受工艺排风影响，因此，VAD烧结炉芯管内压力波动不稳定，从而导致其制备的单根光纤预制棒轴向参数均匀性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种 VAD烧结炉芯管的气封装置。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种VAD烧结炉芯管的气封装置，包括炉芯管顶部设有中心孔的气封端盖，该气封端盖包括上腔结构、下腔结构、以及穿过上腔结构腔体延伸至下腔结构腔体内的供气管；

所述供气管对应上腔结构腔体和下腔结构腔体分别设有进气孔；在上腔结构以及下腔结构上对应中心孔分别设有喷气孔；

所述炉芯管上部设有气封腔室，该气封腔室外侧设有进气口，炉芯管上对应气封腔室内腔的位置设有吹气口。

进一步，所述气封腔室内设有数道隔板，各隔板将气封腔室内腔隔成S型的过风通道，具体的，隔板呈环状结构，且各隔板同轴布置，相邻两隔板中，一道隔板固定在气封腔室内壁顶部，另一道隔板固定在气封腔室内壁底部。

进一步，所述炉芯管上部还设有排气管，该排气管上连接有抽风管；所述抽风管通过分管分别连接有压力控制装置；所述压力控制装置包括分管上连接的泄压阀、以及与相应分管连接的补风调压阀。

通常，压力控制装置设有2组，在抽风管上连通有第一分管和第二分管，所述第一分管连接有第一压力控制装置，且第一分管与第一压力控制装置之间设有第一控制阀；所述第二分管连接有第二压力控制装置，且第二分管与第二压力控制装置之间设有第二控制阀。

进一步，在所述炉芯管顶部设有固定座，由固定座下侧设置的环形套筒构成所述气封腔室，所述上腔结构和下腔结构制作成一个整体，安装在所述固定座内。

进一步，所述上腔结构腔体内设有不同直径的数道上腔隔挡环，相邻两道上腔隔挡环中，一道隔挡环固定在上腔结构顶部，另一道隔挡环固定在上腔结构底部，使得上腔结构内部形成S型的过风路径。

进一步，所述下腔结构腔体内设有不同直径的数道下腔隔挡环，相邻两道下腔隔挡环中，一道隔挡环固定在下腔结构顶部，另一道隔挡环固定在下腔结构底部，使得下腔结构内部形成S型的过风路径。

进一步，所述固定座、环形套筒与炉芯管为一体成型结构。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造利用持续通入气封端盖和气封腔体中心部位的氮气(N2)，阻绝空气中的杂质(如水分、颗粒或粉尘等)进入炉芯管内接触SOOT体，降低炉芯管被外界环境杂质污染、光纤预制棒衰减尤其“1383nm水峰”恶化的风险。另外，所设置的压力控制装置可以按需对炉芯管内压力进行调整，也进一步解决了烧结过程中炉芯管顶部气封差、炉芯管内压力波动大的问题，同时，在保障光纤预制棒轴向光学参数一致性的前提下，还能大幅度降低氦气的使用量，有效降低光纤预制棒制造成本。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为本发明创造实施例中炉芯管气封结构示意图；

图3为图2中去掉气封端盖后的示意图；

图4为本发明创造实施例中压力控制装置的示意图；

图5为本发明创造实施例中砝码的示意图；

图6为本发明创造实施例中气封端盖的立体结构示意图；

图7为本发明创造实施例中气封端盖的剖视图；

图8为本发明创造实施例中光纤1383nm衰减分布图；

图9为本发明创造实施例中单根芯棒轴向相对折射率分布图；

图10为本发明创造实施例中单根芯棒轴向相对折射率极差值和标准偏差柱状图；

图11为本发明创造实施例中芯棒相对折射率平均值分布图；

图12为传统的炉芯管气封结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种VAD烧结炉芯管的气封装置，如图1至图7所示，包括炉芯管1顶部设有中心孔2的气封端盖3，该气封端盖包括上腔结构4、下腔结构5、以及穿过上腔结构腔体延伸至下腔结构腔体内的供气管 6；所述供气管对应上腔结构腔体和下腔结构腔体分别设有进气孔7；在上腔结构以及下腔结构上对应中心孔分别设有喷气孔8；在炉芯管上通过接口44连接有压差计43。

需要指出的是，喷气孔一般沿气封端盖中心均布设置数个。在一个可选的实施例中，上腔、下腔两部分，上腔、下腔中心部位分别设置8处喷气孔，孔间间隔45°。

所述炉芯管上部(处于气封端盖下侧位置)设有气封腔室9，该气封腔室外侧设有进气口10，炉芯管上对应气封腔室内腔的位置设有吹气口11。炉芯管优选采用GE-214石英管。需要指出的是，吹气口一般以炉芯管中心均布设置数个。在一个可选的实施例中，腔体中心部位分别设置16处吹气口，孔间间隔22.5°。

上述气封腔室内设有数道隔板12，各隔板将气封腔室内腔隔成S 型的过风通道13。具体的，隔板呈环状结构，且各隔板同轴布置，相邻两隔板中，一道隔板固定在气封腔室内壁顶部，另一道隔板固定在气封腔室内壁底部。

上述炉芯管上设有排气管14，该排气管上连接有抽风管15；所述抽风管通过分管分别连接有压力控制装置；所述压力控制装置包括分管上连接的泄压阀、以及与相应分管连接的补风调压阀。

通常，压力控制装置设有2组，在抽风管上连通有第一分管16 和第二分管17，所述第一分管连接有第一压力控制装置18，且第一分管与第一压力控制装置之间设有第一控制阀19；所述第二分管连接有第二压力控制装置20，且第二分管与第二压力控制装置之间设有第二控制阀21。第一控制阀和第二控制阀可以由PLC控制器控制。

另外，在第一分管上连接有第一补风调压阀31，在第二分管上连接有第二补风调压阀32。需要指出的是，补风调压阀采用常规的截止阀即可，当炉芯管内压力低于设定值时，可以开启相应压力控制装置中的补风调压阀进行补风。烧结过程中，补风调压阀用于提高炉芯管内气体压力。

泄压阀可以采用现有技术中常规的泄压阀产品，实现泄压即可。在一个可选的实施例中，为了进一步提高泄压过程稳定性，且针对不同的压力变化时采用不同的泄压形式。

泄压阀的具体结构可以为：包括包括基座33以及基座上方的帽体34，在基座内竖直的设有进气管35，基座顶部设有与进气管连通的开口，并在开口处设有封堵用的砝码36。具体的，砝码包括柱状的导向部37以及导向部上端的盖状的压紧部38。

帽体上开设有过孔45，当砝码被顶起时，气体通过泄压阀顶部过孔释放(帽体与基座未存在间隙时，也会同时通过此间隙释放)。

在一个优选的实施例中，砝码的导向部上竖直的设有数道过气沟槽39，过气沟槽至压紧部下端面截止，并且，过气沟槽的槽体部分的横截面从压紧部下端面开始向下逐渐减小。在砝码上移的过程中，利用导向部上过气沟槽横截面的变化，达到调节泄压阀开度的目的，泄压效果好，工作稳定可靠。

砝码受进气管内气流压力顶起时，压紧部上移，与基座顶端密封面脱离，而导向部在基体的开口内上移移动，气流压力越大，砝码被顶起的高度越高，即基体开口的开度越大。

当气流的压力减小后，砝码会逐渐下移，直至落回原位，使得压紧部与基座顶部配合，再次形成密封。

帽体呈开口朝向的筒状结构，为了避免较大的气流压力下帽体脱落，可以在帽体开口端内壁设计定位凸起结构40(如环形的弹簧片，这样，在组装泄压阀时，可以方便的将其安装，且检修维护时，泄压阀、砝码均可以方便拆分)，而在基座上端外壁设有防脱凸起结构 41，即使气流压力较大，砝码上端抵住帽体持续上移，定位凸起结构也会在防脱凸起结构的阻挡，不会越过防脱凸起结构所限定的位置，有效保证帽体不掉落，保证了泄压阀工作的稳定。

砝码重量W根据下列公式设置，其设置目的是为了缓冲抽风风速过快导致炉芯管内压力波动剧烈的现象。

W＝P*S；

其中，P-进气管气体压强；S-气体接触砝码的面积。

通常，第一泄压阀、第二泄压阀中的砝码重量可以选取0.5Kg、0.8Kg、1.2Kg、1.5Kg中一种，并且，第二泄压阀中砝码的重量一般比第一泄压阀中砝码的重量大至少一个规格。

在一个可选的实施例中，作为炉芯管结构的进一步优化方案：炉芯管顶部设有固定座22，由固定座下侧设置的环形套筒23构成所述气封腔室，并且，上述的上腔结构和下腔结构制作成一个整体的气封端盖，安装在所述固定座内。需要指出的是，固定座相当于为气封端盖提供了定位台结构，当气封端盖“盖”在固定座上后，气封端盖与固定座配合，这样的设计形式下，中心孔为主要的气流交换的通道，喷气孔以及吹气口喷射氮气时，会吹扫引杆表面以及石英连接筒上部，对炉芯管上部形成气封。

上述上腔结构腔体内设有不同直径的数道上腔隔挡环24，相邻两道上腔隔挡环中，一道隔挡环固定在上腔结构顶部，另一道隔挡环固定在上腔结构底部，使得上腔结构内部形成S型的上腔过风路径。

上述下腔结构腔体内设有不同直径的数道下腔隔挡环25，相邻两道下腔隔挡环中，一道隔挡环固定在下腔结构顶部，另一道隔挡环固定在下腔结构底部，使得下腔结构内部形成S型的下腔过风路径。

上述固定座、环形套筒与炉芯管为一体成型结构，通常均采用高纯度的石英材料。

下面提供一种应用上述VAD烧结炉芯管的气封装置进行预制棒生产的方法，具体步骤如下：

1、将气封端盖套入引杆26，然后使用陶瓷插销27将引杆固定于石英连接筒28上，由石英连接筒顶端支撑住气封端盖(便于气封端盖下放)；

之后，通过石英靶棒29将SOOT体30安装固定在石英连接筒底部，需要指出的是，石英连接筒与引杆连接、SOOT体与石英连接筒连接均采用现有技术常规技术手段实现即可；

2、将SOOT体部分对正炉芯管并逐渐降下，当气封端盖下端与炉芯管接触后，引杆继续下降，直至SOOT体进入炉芯管高温区，需要说明的是，此处所指的炉芯管高温区实际就是加热器正对应的炉芯管部分，即加热的主要区域；

3、向供气管以及进气口内通入氮气，流量20-80slm，使通入的氮气分别吹扫引杆表面以及石英连接筒上部；

在一个优选的实施例中，喷气孔以及吹气口均斜向上布置，使吹出的氮气所形成的气流向上倾斜，氮气向外侧吹拂，形成良好的气封状态，密封效果好。

4、持续转动引杆，使SOOT体保持3-7rpm旋转状态，具体的，可通过设置旋转装置来驱动引杆旋转；

5、升高炉芯管内温度至900-1200℃，并从炉芯管底部通入氯气和氮气，氯气和氦气流速分别为0.8-1.2slm、10-25slm，进行脱水，且以7-12mm/min速度下降。

此过程中，开启第一控制阀，第二控制阀关闭；加热升温可以采用石墨加热器，由于为现有技术常规内容，因此，不再赘述；脱除 SOOT体中的羟基和水分后，生成物氯化氢和残留氯气经过抽风管(分管)利用抽风装置(如抽风机)抽走。

6、脱水结束后，停止氯气进气，关闭第一控制阀，开启第二控制阀，将SOOT体上提至起始位置，并继续升高炉芯管内温度至 1200-1500℃，进行玻璃化，且以3-5mm/min速度下降；

7、SOOT体完全玻璃化后，停止氦气供应，停止供气管以及进气口内氮气供应，停止引杆转动；将SOOT体上提至起始位置，当炉芯管内温度降至800-900℃时，将烧结母棒提出炉芯管；

8、将烧结母棒从石英连接筒上卸载，完成生产。

脱水过程中，当炉芯管内压力高于预设值5～20Pa时，通过压力控制装置进行泄压，当炉芯管内压力低于预设值0～5Pa时，通过压力控制装置进行补风。具体的，当压差计记录压力超过5-10Pa，第一压力控制装置中砝码向上浮动，抽风管内气体进入泄压阀腔体后从帽体顶部处开孔和/或基座与帽体间缝隙缓慢地释放出去，排进抽风管。当压差计记录压力超过20-40Pa，第一压力控制装置中砝码继续向上浮动，通过浮力将帽体顶起，帽体底部定位凸起结构(一般为环形弹簧片)正好与基座防脱凸起结构表面卡住。若压差计记录压力低于5-10Pa，砝码则完全覆盖基座顶部密封面，此时可以通过现场微调第一补风调压阀进行补风，提高炉芯管内的压力。

玻璃化过程中，当炉芯管内压力高于预设值10～30Pa时，通过压力控制装置进行泄压，当炉芯管内压力低于预设值5～10Pa时，通过压力控制装置进行补风。具体的，当压差计记录压力超过50-60Pa，第二压力控制装置中砝码向上浮动，抽风管内气体进入泄压阀腔体后从帽体顶部处开孔和/或基座与帽体间缝隙缓慢地释放出去，排进抽风管。当压差计记录压力超出60-80Pa，第二压力控制装置中砝码继续向上浮动，通过浮力将帽体顶起，帽体底部定位凸起结构(一般为环形弹簧片)正好与基座防脱凸起结构表面卡住。若压差计记录压力低于50-60Pa，砝码则完全覆盖基座顶部密封面，此时可以通过现场微调第二补风调压阀进行补风，提高炉芯管内的压力。

本发明创造中的各控制阀均可与PLC控制器42连接，同时，压差计采用能与PLC连接的产品，由压差计实时反馈给PLC控制器炉芯管内的压力信号，PLC控制器根据炉芯管内压力变化来开启或关闭相应的控制阀，实现相应的工艺过程，采用PLC控制的方案，实现了较高的自动化程度，效率更高，可靠性更好。

实施例1：

第一压力控制装置和第二压力控制装置中砝码分别设置0.5Kg、 1.2Kg。将气封端盖套入外径45mm的石英引杆表面，然后使用长度 140mm的陶瓷插销将气封端盖固定于外径100mm石英连接筒上端，最后，石英靶棒将直径180mm的SOOT体安装固定在石英连接筒底部，待SOOT体下降至炉芯管高温区，开启N2阀门，N2流量40slm吹扫气封封端盖和炉芯管气封腔体内表面，第一控制阀开启，引杆以5.0 rpm转速旋转，石墨加热器缓慢升温至1120℃时，SOOT体开始脱水，进棒速度11mm/min，同步地，氯气和氦气分别以1.1slm、20slm 流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，脱除SOOT体中的羟基和水分，脱水过程中压差计记录压力稳定在6±0.5Pa。脱水结束后，打开第二控制阀，关闭第一控制阀，石墨加热器缓慢升温至1480℃时，SOOT体开始玻璃化，进棒速度5mm/min，同步地，氦气以18slm 流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，烧结过程中压差计记录压力稳定在52±0.5Pa。

烧结结束后，将最终制作出透明的光纤预制棒芯棒继续进行外包、光纤拉丝、光纤光学参数检测。如图8所示，预制棒光纤拉丝后 1383nm衰减参数得到大幅度改善，光纤拉丝结束部位也就是SOOT体脱水结束部位的衰减从正常0.400dB/km降低到0.280dB/km的低损耗水平。

实施例2：

第一压力控制装置和第二压力控制装置中砝码分别设置1.2 Kg、1.5Kg。将本发明的气封端盖套入外径55mm的石英引杆表面，然后使用长度140mm的陶瓷插销将气封端盖3固定于外径100mm 石英连接筒上端，最后，石英靶棒将直径200mm的SOOT体安装固定在石英连接筒底部，待SOOT体下降至炉芯管高温区，开启N2阀门，N2流量50slm吹扫气封封端盖和炉芯管气封腔体内表面，第一控制阀开启，引杆以4.5rpm转速旋转，石墨加热器缓慢升温至1150℃时，SOOT体开始脱水，进棒速度9mm/min，同步地，氯气和氦气分别以1.0slm、18slm流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，脱除SOOT体中的羟基和水分，脱水过程中压差计记录压力稳定在10±0.5Pa。脱水结束后，打开第二控制阀，关闭第一控制阀，石墨加热器缓慢升温至1500℃时，SOOT体开始玻璃化，进棒速度5.5 mm/min，同步地，氦气15slm流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，烧结过程中压差计记录压力稳定在65±0.5Pa。

烧结结束后，将最终制作出透明的光纤预制棒芯棒继续进行外包、光纤拉丝、光纤光学参数检测。如图8所示，预制棒光纤拉丝后1383nm衰减参数得到大幅度改善，光纤拉丝结束部位也就是SOOT体脱水结束部位的衰减从正常0.400dB/km降低至0.290dB/km的低损耗水平。

实施例3：

第一压力控制装置和第二压力控制装置中砝码分别设置0.8 Kg、1.2Kg。将本发明的气封端盖套入外径55mm的石英引杆表面，然后使用长度140mm的陶瓷插销将气封端盖固定于外径100mm石英连接筒上端，最后，石英靶棒将直径190mm的SOOT体安装固定在石英连接筒底部，待SOOT体下降至炉芯管高温区，开启N2阀门， N2流量45slm吹扫气封封端盖和炉芯管气封腔体内表面，第一控制阀开启，引杆10以4.0rpm转速旋转，石墨加热器缓慢升温至1170℃时，SOOT体开始脱水，进棒速度9.5mm/min，同步地，氯气和氦气分别以1.1slm、19slm流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，脱除SOOT体中的羟基和水分，脱水过程中压差计记录压力稳定在9.5±0.5Pa。脱水结束后，打开第二控制阀，关闭第一控制阀，石墨加热器缓慢升温至1500℃时，SOOT体开始玻璃化，进棒速度5.0mm/min，同步地，氦气18slm流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，烧结过程中压差计记录压力稳定在58±0.5Pa。

烧结结束后，将最终制作出透明的光纤预制棒芯棒进行光学参数检测。如图9所示，单根芯棒轴向10个测试位置相对折射率分布对比设备改造前有显著改善。如图10所示，单根芯棒轴向10个测试位置相对折射率极差值从0.0252％降低至0.0058％，标准偏差从0.0105％降低至0.0017％。

实施例4：

第一压力控制装置和第二压力控制装置中砝码分别设置0.8 Kg、1.5Kg。将本发明的气封端盖套入外径50mm的石英引杆表面，然后使用长度140mm的陶瓷插销将气封端盖固定于外径100mm石英连接筒上端，最后，石英靶棒将直径190mm的SOOT体安装固定在石英连接筒底部，待SOOT体下降至炉芯管高温区，开启N2阀门， N2流量45slm吹扫气封封端盖和炉芯管气封腔体内表面，第一控制阀开启，引杆以4.5rpm转速旋转，石墨加热器缓慢升温至1150℃时，SOOT体开始脱水，进棒速度11.5mm/min，同步地，氯气和氦气分别以1.1slm、19slm流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，脱除SOOT体中的羟基和水分，脱水过程中压差计记录压力稳定在9.0±2.0Pa。脱水结束后，打开第二控制阀，关闭第一控制阀，石墨加热器缓慢升温至1500℃时，SOOT体开始玻璃化，进棒速度5.0 mm/min，同步地，氦气18slm流速从炉芯管底部进气口通入炉芯管内部，烧结过程中压差计记录压力稳定在50±1.5Pa，按照此方法，连续制备8批次光纤预制棒芯棒。

烧结结束后，将最终制作出透明的光纤预制棒芯棒进行光学参数检测。如图11所示，8批次光纤预制棒芯棒相对折射率一致性对比设备改造前有显著改善，相对折射率平均值大小标准偏差由0.026％降低至0.005％。

传统的传统的炉芯管气封装置如图12所示，仅仅是利用石英圆环的内孔和烧结引杆外径之间间隙大小来实现的，其气封效果较差，且制备的光纤预制棒光学参数一致性较差。而本发明创造利用持续通入气封端盖和气封腔体中心部位的氮气(N2)，阻绝空气中的杂质(如水分、颗粒或粉尘等)进入炉芯管内接触SOOT体，降低炉芯管被外界环境杂质污染、光纤预制棒衰减尤其“1383nm水峰”恶化的风险。另外，所设置的压力控制装置可以按需对炉芯管内压力进行调整，也进一步解决了烧结过程中炉芯管顶部气封差、炉芯管内压力波动大的问题，同时，在保障光纤预制棒轴向光学参数一致性的前提下，还能大幅度降低氦气的使用量，有效降低光纤预制棒制造成本。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：包括炉芯管顶部设有中心孔的气封端盖，该气封端盖包括上腔结构、下腔结构、以及穿过上腔结构腔体延伸至下腔结构腔体内的供气管；

所述供气管对应上腔结构腔体和下腔结构腔体分别设有进气孔；在上腔结构以及下腔结构上对应中心孔分别设有喷气孔；

所述炉芯管上部还设有气封腔室，该气封腔室外侧设有进气口，炉芯管上对应气封腔室内腔的位置设有吹气口。

2.根据权利要求1所述的一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：所述气封腔室内设有数道隔板，各隔板将气封腔室内腔隔成S型的过风通道。

3.根据权利要求1所述的一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：所述炉芯管上设有排气管，该排气管上连接有抽风管；所述抽风管通过分管分别连接有压力控制装置；所述压力控制装置包括分管上连接的泄压阀、以及与相应分管连接的补风调压阀。

4.根据权利要求1所述的一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：在所述炉芯管顶部设有固定座，由固定座下侧设置的环形套筒构成所述气封腔室，所述上腔结构和下腔结构制作成一个整体，安装在所述固定座内。

5.根据权利要求1或4所述的一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：所述上腔结构腔体内设有不同直径的数道上腔隔挡环，相邻两道上腔隔挡环中，一道隔挡环固定在上腔结构顶部，另一道隔挡环固定在上腔结构底部，使得上腔结构内部形成S型的过风路径。

6.根据权利要求1或4所述的一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：所述下腔结构腔体内设有不同直径的数道下腔隔挡环，相邻两道下腔隔挡环中，一道隔挡环固定在下腔结构顶部，另一道隔挡环固定在下腔结构底部，使得下腔结构内部形成S型的过风路径。

7.根据权利要求4所述的一种VAD烧结炉芯管的气封装置，其特征在于：所述固定座、环形套筒与炉芯管为一体成型结构。

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