CN217077412U

CN217077412U - Vad芯棒沉积装置

Info

Publication number: CN217077412U
Application number: CN202122865965.5U
Authority: CN
Inventors: 王鑫; 杨学武; 胥如灿; 刘凯; 崔立飞; 董传邦
Original assignee: Shandong Yanggu Cable Group Co ltd
Current assignee: Shandong Yanggu Cable Group Co ltd
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2031-11-22

Abstract

本实用新型属于光纤预制棒加工应用技术领域，尤其涉及一种VAD芯棒沉积装置。包括沉积腔体，所述沉积腔体底部安装有朝向内部设置的芯层喷灯和包层喷灯，所述沉积腔体的顶部设置有旋转吊杆，所述旋转吊杆伸入沉积腔体内设置，所述沉积腔体包括上下设置的伸入部和沉积部，其中，所述沉积部的直径至少是伸入部直径的三倍，所述沉积部的内部上设置有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内设置有喷吹孔，所述沉积部的一侧设置有抽扫孔，所述伸入部远离沉积部的一侧设置有补气孔。本实用新型通过对现有的沉积腔体的结构进行改进，利用旋转凹槽和喷吹孔的设置，不仅方便将附着的二氧化硅粉尘微粒，还可以在预制棒疏松体的生产时，能够更好的实现对气流的控制。

Description

VAD芯棒沉积装置

技术领域

本实用新型属于光纤预制棒加工应用技术领域，尤其涉及一种VAD芯棒沉积装置。

背景技术

光纤预制棒是具有特定折射率剖面并用于制造光导纤维(简称光纤)的石英玻璃棒。预制棒一般直径为几毫米至几十毫米(俗称光棒)。光纤的内部结构就是在预制棒中形成的。因为预制棒的制作是光纤工艺中最重要的部分，所以从 20世纪70年代末期开始规模生产光纤以来，对光纤预制棒制造技术的研究和完善改进就从来没有间断过。

在光纤预制棒制造领域中，常使用VAD(轴向气相沉积)工艺来制备光纤预制棒的芯棒部分，其生产工艺流程一般如下：将光纤预制棒的靶棒夹持在引杆的下端，然后引杆通过向上或向下运动，以便运动到沉积起点位置，然后再由喷灯喷出SiCl₄、GeCl₄等原料气体和氢氧焰通过火焰水解反应生成SiO₂和 GeO₂颗粒，SiO₂和GeO₂颗粒在热泳效应的作用下沉积到靶棒的下端，形成疏松体，然后引杆带动靶棒向上提拉并不断旋转，使疏松体长大，疏松体再经过高温烧结，形成透明的光纤预制棒芯棒部分。

在预制棒疏松体的实际生产过程中，会形成大量的、极细小的二氧化硅粉尘微粒。一方面由于自身的布朗运动，另一方面在高温下会产生热泳效应，这些粉尘微粒最终会随着腔体内部的气体流动，粘附在沉积腔体四周的内壁上团聚成粉尘颗粒或粉尘块，导致沉积腔体内壁被污染。因此在进行预制棒疏松体的生产过程前，必须对沉积腔体进行仔细的清洁工作。

实用新型内容

本实用新型针对上述的现有沉积仓所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够方便清理沉积腔体的VAD芯棒沉积装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供一种 VAD芯棒沉积装置，包括沉积腔体，所述沉积腔体底部安装有朝向内部设置的芯层喷灯和包层喷灯，所述沉积腔体的顶部设置有旋转吊杆，所述旋转吊杆伸入沉积腔体内设置，所述沉积腔体包括上下设置的伸入部和沉积部，其中，所述沉积部的直径至少是伸入部直径的三倍，所述沉积部的内部上设置有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内设置有喷吹孔，所述沉积部的一侧设置有抽扫孔，所述伸入部远离沉积部的一侧设置有补气孔。

作为优选，所述沉积部的管壁呈夹层设置，所述喷吹孔上设置有喷吹管，所述喷吹管自喷吹孔向外倾斜向上设置。

作为优选，所述螺旋凹槽的截面呈等腰三角形状设置。

作为优选，所述沉积腔体的一侧设置有立柱，所述立柱的顶部设置有升降电机，所述升降电机的动力端朝下设置，所述升降电机的动力端连接有丝杆，所述丝杆转动设置在立柱上，所述丝杆上套装有延伸杆，所述延伸杆升降设置套装在丝杆上，所述延伸杆上设置有旋转电机，所述旋转吊杆通过轴承设置在延伸杆上，所述旋转吊杆上套装有同步轮，所述旋转电机通过同步带连接同步轮驱动旋转吊杆转动。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

1、本实用新型通过提供一种VAD芯棒沉积装置，通过对现有的沉积腔体的结构进行改进，利用旋转凹槽和喷吹孔的设置，不仅方便将附着的二氧化硅粉尘微粒，还可以在预制棒疏松体的生产时，能够更好的实现对气流的控制，进而提高了沉积过程的稳定性，减少衰减，提高产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的VAD芯棒沉积装置的结构示意图；

图2为实施例1提供的沉积部的剖面图；

以上各图中，1、沉积腔体；11、伸入部；111、补气孔；12、沉积部； 121、螺旋凹槽；122、喷吹孔；123、喷吹管；124、隔板；125、外壁； 126、内壁；127、抽扫孔；2、芯层喷灯；3、包层喷灯；4、立柱；41、升降电机；42、丝杆；43、延伸杆；44、旋转电机；45、旋转吊杆；46、同步轮；47、同步带。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1、图2所示，本实施例中旨在提供一种能够方便清理二氧化硅粉尘微粒的VAD芯棒沉积装置，包括沉积腔体1，在沉积腔体1底部安装有朝向内部设置的芯层喷灯2和包层喷灯3，在沉积腔体1的顶部设置有旋转吊杆45，旋转吊杆45伸入沉积腔体1内设置，以上结构是现有常见的结构，故在本实施例中，不加详细描述。

为了避免粉尘乱入，导致不好清理，在本实施例中，沉积腔体1包括上下设置的伸入部11和沉积部12，其中，沉积部12的直径至少是伸入部11直径的三倍，沉积部12的长度应该满足整个芯棒的长度，在本实施例中，沉积部 12的直径是伸入部11直径的三倍设置，这样设置的目的，能够有效的减少粉尘进入到伸入部11，同时，在沉积部12的内部上设置有螺旋凹槽121，螺旋凹槽121内设置有喷吹孔122，螺旋凹槽121的设置有两个部分，一个是方便喷吹孔122进行喷吹，螺旋凹槽121会形成喷吹孔122的导向槽，从而方便喷吹，另外一个目的，则是为了方便控制气流。

VAD生产工艺过程中，影响化学反应、芯层和包层沉积稳定性的主要因素有：各个沉积阶段SiCl4、GeCl4、H2和02的反应配比、芯灯和包灯的角度、芯灯和包灯喷射表面到靶点的距离、芯灯和包灯喷射流在靶棒上的轴向距离、激光控制靶棒沿轴向进给程序的合理性、沉积腔体1内气流的稳定性。其中反应配比、角度距离等影响因素容易通过机械调整来控制，控制软件可通过算法优化来进行改进，而沉积腔体1内气流对沉积稳定性的影响也十分重要。

目前VAD工艺设备中存在的腔体内气压波动、火焰波动、反应室外部粉尘进入沉积腔、包层与芯层气流相互干扰、进风口上部气流向下干扰沉积过程等现象。而螺旋凹槽121的设置能够形成一定的导向作用，从而降低气流的干扰。

为了将喷吹孔122吹落的粉尘排出，在沉积部12的一侧设置有抽扫孔127，抽扫孔127的另一端连接抽风机，从而将吹落的粉尘抽中，达到清理的目的。

为了对腔体内进行补压或降压，在伸入部11远离沉积部12的一侧设置有补气孔111，通过补气孔111的设置，确保腔体内压力的稳定性。

为了避免喷吹孔122被封堵，在本实施例中，沉积部12的管壁呈夹层设置，具体的说，夹层分两层设置，其包括外壁125、内壁126以及中间的隔板124，在喷吹孔122上设置有喷吹管123，喷吹管123自喷吹孔122向隔板124方向倾斜向上设置。这样，气流从上向下吹，可以轻松的将粉尘吹落，而粉尘不易进入。

在本实施例中，为了更好的实现气流的调控，在外壁125和隔板124之间的形成的进风腔内，也设置有分割板，分割板将进风腔分割呈4块区域，通过控制不同区域的进风，实现气流的调控。

为了方便喷吹孔122吹落粉尘，螺旋凹槽121的截面呈等腰三角形状设置。这样，粉尘的附着力降低，方便吹落。

为了方便控制旋转吊杆45转动，在本实施例中，在沉积腔体1的一侧设置有立柱4，立柱4就是现有常见的H型钢，在立柱4的顶部设置有升降电机41，升降电机41的动力端朝下设置，在升降电机41的动力端连接有丝杆42，在立柱4上设置有相应的轴承使丝杆42转动设置在立柱4上，在丝杆42上套装有延伸杆43，延伸杆43朝向沉积腔体1设置，在延伸杆43上设置有丝杆螺母，这样，延伸杆43升降设置套装在丝杆42上，在延伸杆43上设置有旋转电机44，旋转吊杆45通过轴承设置在延伸杆43远离立柱4的一端，在旋转吊杆45 上套装有同步轮46，旋转电机44通过同步带47连接同步轮46驱动旋转吊杆 45转动。这样，通过升降电机41和旋转电机44的配合，实现了旋转吊杆45 的升降和旋转，从而更好的完成沉积工序。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims

1.一种VAD芯棒沉积装置，包括沉积腔体，所述沉积腔体底部安装有朝向内部设置的芯层喷灯和包层喷灯，所述沉积腔体的顶部设置有旋转吊杆，所述旋转吊杆伸入沉积腔体内设置，其特征在于，所述沉积腔体包括上下设置的伸入部和沉积部，其中，所述沉积部的直径至少是伸入部直径的三倍，所述沉积部的内部上设置有螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内设置有喷吹孔，所述沉积部的一侧设置有抽扫孔，所述伸入部远离沉积部的一侧设置有补气孔。

2.根据权利要求1所述的VAD芯棒沉积装置，其特征在于，所述沉积部的管壁呈夹层设置，所述喷吹孔上设置有喷吹管，所述喷吹管自喷吹孔向外倾斜向上设置。

3.根据权利要求2所述的VAD芯棒沉积装置，其特征在于，所述螺旋凹槽的截面呈等腰三角形状设置。

4.根据权利要求3所述的VAD芯棒沉积装置，其特征在于，所述沉积腔体的一侧设置有立柱，所述立柱的顶部设置有升降电机，所述升降电机的动力端朝下设置，所述升降电机的动力端连接有丝杆，所述丝杆转动设置在立柱上，所述丝杆上套装有延伸杆，所述延伸杆升降设置套装在丝杆上，所述延伸杆上设置有旋转电机，所述旋转吊杆通过轴承设置在延伸杆上，所述旋转吊杆上套装有同步轮，所述旋转电机通过同步带连接同步轮驱动旋转吊杆转动。