專利名稱：一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制備大尺寸光纖預(yù)制棒包層的裝置，尤其是通過汽相
軸向沉積法(VAD)制備大尺寸光纖預(yù)制棒包層的裝置。
背景技術(shù)：
用于制造光纖的光纖預(yù)制棒是由兩部分組成的，即主要用于傳輸光信號(hào)的 光纖預(yù)制棒芯層和主要起保護(hù)作用的預(yù)制棒包層。由于有99%以上的光信號(hào)都 是在芯層中傳輸?shù)模虼诵緦記Q定著預(yù)制棒的產(chǎn)品質(zhì)量。但芯層在產(chǎn)品質(zhì)量上 只占光纖預(yù)制棒總量的5%左右，因此光纖預(yù)制棒的成本主要是由其包層決定 的。當(dāng)前，光纖預(yù)制棒基本都是采用兩步法工藝制備得到的，也即先制備光纖 預(yù)制棒的芯層，然后再在芯層外面包上光纖預(yù)制棒的包層。光纖預(yù)制棒的芯層 技術(shù)主要包括改良的化學(xué)汽相沉積工藝(MCVD)、外部汽相沉積工藝(0VD)、 汽相軸向沉積工藝(VAD)、微波等離子體化學(xué)汽相沉積工藝(PCVD)等，而包 層技術(shù)主要有VAD、 0VD和套管法(RIT或RIC)。
套管法(RIC或RIT)是將光纖預(yù)制棒的芯棒(芯層部分)直接插在高純 度的石英套管中(如申請(qǐng)?zhí)枮?00510091570. 7、公開號(hào)為CN1837868A，申請(qǐng) 號(hào)為200510019304. 3、公開號(hào)為CN1760150A的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)；申請(qǐng) 號(hào)為09/515227、公開號(hào)為US 6460378 Bl，申請(qǐng)?zhí)枮?9/581734、公開號(hào)為 US 6484540 Bl的美國(guó)專利申請(qǐng)所述)，然后對(duì)該組合進(jìn)行高溫加熱，將石英 套管熔解收縮在芯棒上，從而制備得到光纖預(yù)制棒的包層。從工藝上看，套管 法制備光纖預(yù)制棒比較簡(jiǎn)單，省下了兩步法工藝中的生產(chǎn)外套管(筒)的投資， 但是，高純度沉積用石英套管和全合成石英套管(筒)需要外購(gòu)或進(jìn)口，成本 比較高。另一方面，芯棒和套管的表面在生產(chǎn)過程中容易受到污染，且由于套 管和芯棒之間存在縫隙，增加了制造單模光纖時(shí)拉絲的難度并降低了預(yù)制棒拉 絲時(shí)的產(chǎn)出率，普遍認(rèn)為，套管直接拉絲比實(shí)心預(yù)制棒的拉絲產(chǎn)出率少5%左右。
外部汽相沉積工藝(0VD)(如申請(qǐng)?zhí)枮?9/689389、公開號(hào)為US 6546759 Bl的美國(guó)專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?0/188863、公開號(hào)為US6941772B2的美國(guó)專 利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?00410057462. 3、公開號(hào)為CN1275888的中國(guó)專利申請(qǐng)) 和汽相軸向沉積工藝(VAD)(如申請(qǐng)?zhí)枮?0/142466、公開號(hào)為US 6923024B2 的美國(guó)專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?0/142689、公開號(hào)為US 6928841B2的美國(guó)專利 申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮镻2006-32686、公開號(hào)為P2007-210817A的日本專利申請(qǐng))
都是在管外沉積的工藝，其制備中不需要高純的石英套管，而是通過管道將 SiCl4、 H2和02輸送到多重沉積噴燈中，讓H2和02燃燒形成水蒸氣氛圍的同 時(shí)讓SiCU在水蒸氣中發(fā)生水解反應(yīng)產(chǎn)生Si02顆粒并將Si02顆粒噴涂在耙棒 上[一般的，耙棒即為在芯棒兩端分別熔接上純石英輔助棒(又稱空白棒， dummy rod)所得的組合體]，從而在芯棒表面涂上一層Si02包層積粉體，最 后再將該耙棒和包層積粉體的組合體在高溫爐中進(jìn)行脫水、燒結(jié)而由包層積 粉體形成包圍在芯層外的被玻璃化的光纖預(yù)制棒的包層?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如 下
2H2 (氣)+ 02 (氣)^ 2H20 (氣) (1) SiCl4 (氣)+ 2H20 (氣)^ Si02 (固)+ 4HC1 (氣) (2) 在該工藝中，制備包層的主要原材料是SiCU， SiCl4是多晶硅的副產(chǎn)物， 根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，生產(chǎn)l公斤多晶硅可產(chǎn)出8公斤SiCl4。當(dāng)前，我國(guó)每年 可用于光纖預(yù)制棒包層制造的SiCU約有數(shù)萬噸。因此，采用OVD和VAD制備 光纖預(yù)制棒的包層具有原材料的成本優(yōu)勢(shì)。
另一方面，為了降低光纖預(yù)制棒的制造成本并節(jié)約光纖的拉絲成本，將光 纖預(yù)制棒的尺寸做大是一種必然的選擇。0VD和VAD工藝不受套管的限制，在 理論上可以做得足夠的大。但在0VD工藝中，由于預(yù)制棒的包層積粉體是橫向 放置的，當(dāng)預(yù)制棒尺寸過大、重量過大時(shí)容易引起預(yù)制棒的彎曲，且彎曲是由 于預(yù)制棒本身重量引起的，很難通過工藝的改進(jìn)來消除，因此0VD工藝在預(yù)制 棒尺寸上也受到限制。VAD工藝中，預(yù)制棒是沿著豎直方向形成的，其包層積 粉體呈縱向放置，預(yù)制棒不會(huì)因?yàn)橹亓慷鴮?dǎo)致彎曲，因此是理想的制造大尺寸光纖預(yù)制棒的方法。
現(xiàn)有的VAD法制備預(yù)制棒包層的系統(tǒng)定義為00，其方法如圖1所示將
芯棒的兩端熔接上輔助棒形成耙棒12，然后直接將耙棒12和機(jī)械連接頭11
連接，當(dāng)連接后的耙棒不豎直時(shí)，芯棒在沉積過程中會(huì)因?yàn)樾D(zhuǎn)而晃動(dòng)，導(dǎo)致
沉積點(diǎn)距離噴燈15或遠(yuǎn)或近，沉積速度或快或慢，包層積粉體的密度也不均 勻，從而嚴(yán)重影響光纖預(yù)制棒的性能。為解決該問題，需用加熱燈13加熱耙 棒12的上端部分，當(dāng)加熱點(diǎn)變軟后用調(diào)節(jié)器14在加熱點(diǎn)的下側(cè)向耙棒施加側(cè) 向力并保持調(diào)節(jié)器14的位置不變，直到調(diào)節(jié)器不再受力，此時(shí)表明加熱點(diǎn)以 下的芯棒被調(diào)整為如圖2所示的豎直狀態(tài)。然后，移開加熱燈13和調(diào)節(jié)器14， 讓耙棒12自然冷卻。當(dāng)加熱點(diǎn)變硬后，點(diǎn)燃沉積噴燈15開始包層的沉積。沉 積噴燈15中通過管道送入SiCl4、 Hz和02等氣體混合體17， H2和02燃燒形成 的水蒸氣使SiCU水解成Si02顆粒，Si02顆粒被噴涂在耙棒12表面形成包層 積粉體18。沉積完成后，將包裹了積粉體18的耙棒12取出即得到如圖3所 示的耙棒和積粉體的組合體01。在將芯棒矯正為豎直狀態(tài)的過程中，組合體 Ol的上端變得彎曲，之后在將積粉體18進(jìn)行脫水、燒結(jié)被玻璃化時(shí)，組合體 Ol便處于非豎直狀態(tài)，從而導(dǎo)致積粉體18受熱不均勻，其玻璃化過程中收縮 也就不均勻，從而導(dǎo)致得到的光纖預(yù)制棒02如圖4所示變得彎曲。當(dāng)光纖預(yù) 制棒尺寸不大時(shí)，其弓曲度可以控制在lmm/m，能滿足拉絲要求(光纖預(yù)制棒 的弓曲度的定義和測(cè)量方法是將光纖預(yù)制棒水平放置，兩端固定，使預(yù)制棒 旋轉(zhuǎn)，在預(yù)制棒兩固定點(diǎn)之間測(cè)量預(yù)制棒偏離水平面的高度，取偏離高度的最 大值為h，兩個(gè)固定點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，則弓曲度寸/L);但當(dāng)光纖預(yù)制棒尺寸 較大時(shí)，如其積粉體直徑大于120mm，或積粉體長(zhǎng)度大于l.Om時(shí)，這種工藝 得到的光纖預(yù)制棒的弓曲度則得不到保障，難以滿足拉絲要求，有時(shí)甚至出現(xiàn) 組合體Ol彎曲過大而無法將其送入高溫爐的現(xiàn)象。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)制得的 組合體的上端變得彎曲而不利于制造大尺寸光纖預(yù)制棒以及制得的大尺寸光 纖預(yù)制棒難以滿足拉絲要求的缺陷，提供一種利用VAD工藝制備大尺寸光纖預(yù)制棒包層的裝置。為此，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其特征是
在沉積室頂部設(shè)置一個(gè)可繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械連接頭，在該機(jī)械連接頭上連接一個(gè)可拆卸的用于安裝靶棒的豎直度矯正構(gòu)件，在該豎直度矯正構(gòu)件的旁側(cè)設(shè)置一個(gè)加熱器，在該豎直度矯正構(gòu)件的側(cè)下方設(shè)置一個(gè)可以對(duì)靶棒向側(cè)向施力的調(diào)節(jié)器。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下諸段附加技術(shù)特征，以便在具體實(shí)施時(shí)根據(jù)需求將其單獨(dú)的或者彼此結(jié)合后應(yīng)用到上述技術(shù)方案中
所述的加熱器為加熱燈，以便其火焰能夠直接對(duì)受熱部位加熱，提供足夠的熱量使得豎直度矯正構(gòu)件的受熱部位變軟。
所述的調(diào)節(jié)器位于所述豎直度矯正構(gòu)件側(cè)下方5-8cm處，此處是對(duì)芯棒的有效部分不產(chǎn)生不利影響的最省力位置。
所述的豎直度矯正構(gòu)件由可以拆卸的上轉(zhuǎn)接頭和下轉(zhuǎn)接頭裝配而成，以便于安裝和拆卸，且上轉(zhuǎn)接頭、下轉(zhuǎn)接頭中的一個(gè)損耗后可單獨(dú)更換；所述的上
轉(zhuǎn)接頭由純度大于99.9%的石英玻璃構(gòu)成，下轉(zhuǎn)接頭由Ni、哈氏合金或石英玻
璃構(gòu)成。因上轉(zhuǎn)接頭在反復(fù)利用中經(jīng)過多次變形后，有可能因被拉長(zhǎng)而變細(xì)，但其強(qiáng)度不夠時(shí)需要更換，將上下轉(zhuǎn)接頭各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，則只需更換上轉(zhuǎn)接頭
即可，這樣便節(jié)約了成本。又因該構(gòu)件是在有鹽酸氣體(Hcl)的氛圍中使用
的，因此需要使用耐鹽酸腐蝕的材料制造。
所述的上轉(zhuǎn)接頭與機(jī)械連接頭、下轉(zhuǎn)接頭與靶棒以及上轉(zhuǎn)接頭與下轉(zhuǎn)接頭
之間通過機(jī)械結(jié)構(gòu)如銷釘、螺釘、壓塊、卡環(huán)等方式連接。機(jī)械連接的方式操
作方便、精度高。
本實(shí)用新型通過采用一種新的矯正芯棒豎直度的裝置，工作時(shí)將耙棒的上端連接在該豎直度矯正構(gòu)件上，用加熱器對(duì)豎直度矯正
構(gòu)件的局部加熱使其受熱部位變軟，之后在轉(zhuǎn)動(dòng)豎直度矯正構(gòu)件和靶棒的同時(shí)
用調(diào)節(jié)器在靶棒上作用側(cè)向力，直至調(diào)節(jié)器將靶棒扶至豎直，避免了耙棒和包
層積粉體的組合體在矯正中變得彎曲，從而解決了當(dāng)預(yù)制棒尺寸較大，尤其是積粉體直徑大于120mm，或積粉體長(zhǎng)度大于l.Om時(shí)，預(yù)制棒的弓曲度過大的問題，并且便于制得大尺寸光纖預(yù)制棒以及使制得的大尺寸光纖預(yù)制棒滿足拉絲要求。


圖1所示為現(xiàn)有VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層的沉積系統(tǒng)00的示意圖，它揭示了當(dāng)耙棒12處于非豎直狀態(tài)時(shí)現(xiàn)有的解決方案是用加熱燈13加熱耙棒12的上部分，當(dāng)加熱點(diǎn)變軟后用調(diào)節(jié)器14對(duì)加熱點(diǎn)以下的部位施加側(cè)向力進(jìn)行芯棒豎直度的矯正。
圖2所示為現(xiàn)有VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層的沉積過程的示意圖，它揭示了該系統(tǒng)中當(dāng)耙棒12處于非豎直狀態(tài)時(shí)包層積粉體的堆積狀態(tài)。
圖3所示為現(xiàn)有VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層時(shí)，制得的耙棒和包層積粉體的組合體01的示意圖，它揭示了當(dāng)耙棒12經(jīng)過矯正后而處于豎直狀態(tài)時(shí)包層積粉體的堆積結(jié)果是組合體Ol的上端處于彎曲狀態(tài)。
圖4所示為現(xiàn)有VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層時(shí)，制備得到的光纖預(yù)制棒02的示意圖，它揭示了當(dāng)耙棒12處于非豎直狀態(tài)時(shí)包層積粉體經(jīng)堆積、脫水、燒結(jié)后所得的光纖預(yù)制棒處于彎曲的狀態(tài)，也即光纖預(yù)制棒有較大的弓曲度(弓曲度超過1.0mm/m)。
圖5所示為本實(shí)用新型的改進(jìn)的VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層的沉積系統(tǒng)10的示意圖，它揭示了當(dāng)耙棒12處于非豎直狀態(tài)時(shí)本實(shí)用新型提供的解決方案是在原有的VAD系統(tǒng)中增加了豎直度矯正構(gòu)件19，用加熱燈13加熱豎直度矯正構(gòu)件19，用調(diào)節(jié)器14對(duì)耙棒12的上端施加側(cè)向的力使其處于豎直的方法過程。
圖6所示為本實(shí)用新型的豎直度矯正構(gòu)件19的示意圖，它揭示了該豎直度矯正構(gòu)件19由上轉(zhuǎn)接頭191和下轉(zhuǎn)接頭192組成，且上轉(zhuǎn)接頭191和下轉(zhuǎn)接頭192是可拆分的。
圖7所示為本實(shí)用新型的改進(jìn)的VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層的沉積過程的示意圖，它揭示了當(dāng)耙棒12經(jīng)過矯正后處于豎直狀態(tài)時(shí)包層積粉體的堆積狀態(tài)。圖8所示為本實(shí)用新型的改進(jìn)的VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層時(shí)，制備得到的耙棒和包層積粉體的組合體Ol的示意圖，它揭示了當(dāng)耙棒12起初處于非豎直狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過本實(shí)用新型的方法矯正后而處于豎直狀態(tài)，在這種條件下包層積粉體的堆積結(jié)果為組合體01處于豎直狀態(tài)。
圖9所示為本實(shí)用新型的改進(jìn)的VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層時(shí)，制備得到的光纖預(yù)制棒的示意圖，它揭示了當(dāng)芯棒12處于非豎直狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過矯正后再沉積，包層積粉體經(jīng)堆積、脫水、燒結(jié)后所得的光纖預(yù)制棒比較平直，其弓曲度較小(不超過1.0mm/m)。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D5和圖6，本實(shí)用新型的改進(jìn)的VAD裝置制備光纖預(yù)制棒包層的沉積系統(tǒng)定義為10，其主要包括機(jī)械連接頭11、耙棒12、加熱燈13、推力調(diào)節(jié)器14、沉積噴燈15、反應(yīng)室16、氣體原料混合體17、包層積粉體18和豎直度矯正構(gòu)件19，其中機(jī)械連接頭設(shè)置在沉積室頂部并可繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，豎直度矯正構(gòu)件可拆卸的連接在該機(jī)械連接頭上用于安裝靶棒，加熱器位于該豎直度矯正構(gòu)件的旁側(cè)，調(diào)節(jié)器位于該豎直度矯正構(gòu)件的側(cè)下方用以對(duì)耙棒向側(cè)向施力。更為具體的，加熱器為加熱燈；調(diào)節(jié)器位于所述豎直度矯正構(gòu)件側(cè)下方5-8cm處；該豎直度矯正構(gòu)件19由可以拆卸的上轉(zhuǎn)接頭191和下轉(zhuǎn)接頭192裝配而成，上轉(zhuǎn)接頭由純度大于99.9%的石英玻璃等加熱可變軟、冷卻后可恢復(fù)強(qiáng)度，并且可反復(fù)加熱冷卻操作的材料構(gòu)成，下轉(zhuǎn)接頭192由Ni、哈氏合金或石英玻璃等耐鹽酸腐蝕性的材料構(gòu)成。而且，機(jī)械連接頭11用于連接并帶動(dòng)芯棒做提升和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；耙棒12用做包層積粉體堆積的耙棒，同時(shí)也是最終光纖預(yù)制棒的芯層的主體；加熱燈13用于提供熱量使豎直度矯正構(gòu)件19的上部變軟以便可以實(shí)施芯棒的豎直度調(diào)節(jié)；推力調(diào)節(jié)器14用于推動(dòng)芯棒并使其處于豎直狀態(tài)；沉積噴燈15用于按特定的速度和比例輸送氣體原料，并使該氣體原料適當(dāng)?shù)幕旌?；反?yīng)室16提供一個(gè)密閉的、有特定壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)的反應(yīng)環(huán)境；氣體原料混合體17用于產(chǎn)生包層積粉體的組成材料即Si02顆粒；包層積粉體18通過堆積在一起形成光纖預(yù)制棒包層；豎直度矯正構(gòu)件19用于將安裝后處于非豎直狀態(tài)的芯棒矯正到豎直狀態(tài)。本實(shí)用新型的在工作時(shí)，先將機(jī)械連接頭11移動(dòng)到便于裝夾的位置，再將豎直度矯正構(gòu)件19連接到機(jī)械連接頭11下方；然后，在芯棒兩端烙接上一定長(zhǎng)度(如300mm)的純石英棒，其中一根純石英棒的一端可與豎直度矯正構(gòu)件19的下轉(zhuǎn)接頭192通過機(jī)械結(jié)構(gòu)如銷釘、螺釘、壓塊等方式連接和固定，從而得到芯棒與純石英輔助棒的組合體即耙棒12;再將耙棒12裝夾到豎直度矯正構(gòu)件19的下轉(zhuǎn)接頭192上；啟動(dòng)動(dòng)力讓機(jī)械連接頭11按照20-40rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并查看芯棒豎直與否(判斷的方式是，若耙棒的下端做畫圈運(yùn)動(dòng)，則芯棒不豎直，反之芯棒豎直)，若芯棒不豎直，則接下來要進(jìn)行芯棒豎直度的矯正，矯正的方法是用加熱燈13加熱豎直度矯正構(gòu)件19的上轉(zhuǎn)接頭191中部，當(dāng)加熱點(diǎn)變軟也即加熱點(diǎn)的顏色變得微紅時(shí)，用推力調(diào)節(jié)器14推動(dòng)耙棒，推動(dòng)的位置是距離耙棒上端部5-8cm處，推動(dòng)的幅度是使芯棒剛好處于豎直狀態(tài)，當(dāng)推力調(diào)節(jié)器19沒有反抗力或反抗力小于0. 8N時(shí)，熄滅加熱燈13停止加熱，繼續(xù)保持推力調(diào)節(jié)器14的位置直到加熱點(diǎn)紅色基本消退，此時(shí)移開推力調(diào)節(jié)器14，芯棒豎直度矯正操作完畢；然后繼續(xù)保持芯棒旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下自然冷卻，直到加熱點(diǎn)紅色徹底消失并變得透明(冷卻時(shí)間不少于2分鐘)，再打開氣體原料閥門，點(diǎn)燃沉積噴燈15，使原料氣體混合體17發(fā)生水解反應(yīng)并形成Si02顆粒，Si02顆粒噴涂到芯棒形成包層積粉體18。通過通用的閉路的自反饋系統(tǒng)控制包層積粉體18的生長(zhǎng)，當(dāng)18到達(dá)預(yù)定尺寸后，關(guān)閉原料閥門并將沉積噴燈15熄滅。保持耙棒和包層積粉體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并在自然狀態(tài)下冷卻(通常需要2小時(shí))，然后將豎直度矯正構(gòu)件19的下轉(zhuǎn)接頭192與耙棒和包層積粉體的組合體01分離，將該組合體01移出沉積室16，再將組合體01放入高溫爐中進(jìn)行脫水、燒結(jié)進(jìn)行玻璃化并最終制取得到光纖預(yù)制棒02。豎直度矯正構(gòu)件19直接保留原位再利用。本實(shí)用新型的方法適合制取外徑在120-180mm之間、有效長(zhǎng)度在1000-2000mm之間的光纖預(yù)制棒，該預(yù)制棒在有效長(zhǎng)度內(nèi)外徑公差《光纖預(yù)制棒平均外徑的12.5%,芯/包同心度誤差《芯層直徑的5%，包層不圓度《1.0%，預(yù)制棒的弓曲度《1.0mm/m。此外，預(yù)制棒內(nèi)部氣泡的直徑不大于2mm，白點(diǎn)和白色雜質(zhì)的直徑或長(zhǎng)度不大于8mm，黑點(diǎn)和黑白雜質(zhì)的直徑不大于lmm，且無其它雜質(zhì)材料。實(shí)施例l
目標(biāo)光纖預(yù)制棒的尺寸為4> 140*1500mm。采用VAD技術(shù)制造芯棒，所得芯棒由摻Ge的芯層和純Si02的包層組成，芯棒的外徑與芯層直徑比值(包芯比t/a)為5.0。將該芯棒在火焰車床上延伸，使芯棒的長(zhǎng)度為1550mm，外徑為44.80mm，其中芯層直徑為8. 96ram，包芯比為5.0不變。然后，在火焰車床上將該芯棒兩端分別熔接300mm的作為空白棒的純石英棒得到耙棒，空白棒起輔助裝夾和移動(dòng)作用， 一端空白棒在尺寸和結(jié)構(gòu)上與豎直度矯正構(gòu)件19的下轉(zhuǎn)接頭192通過銷釘和壓塊的方式連接和固定。然后，將該耙棒安裝到豎直度矯正構(gòu)件19的下轉(zhuǎn)接頭192的下端，査看芯棒的豎直度，當(dāng)芯棒不豎直時(shí)，采用"具體實(shí)施方式
"中所述的方法對(duì)芯棒的豎直度進(jìn)行矯正。當(dāng)芯棒被矯正為豎直狀態(tài)后，保持耙棒在以30rpm轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)并冷卻2. 5分鐘。打開原料氣體的閥門，點(diǎn)燃沉積噴燈15開始包層沉積，控制包層積粉體直徑的測(cè)量位置，使得包層積粉體的直徑為331. 5mm，持續(xù)包層沉積過程直到包層積粉體的長(zhǎng)度達(dá)到1776mm后關(guān)閉原料氣體的閥門、熄滅沉積噴燈15，沉積過程結(jié)束。然后，保持耙棒和包層積粉體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并在自然狀態(tài)下冷卻2.5h，然后將豎直度矯正構(gòu)件19的下端與耙棒和包層積粉體的組合體01分離，將組合體01移出沉積室16，再將組合體01放入高溫爐中進(jìn)行脫水、玻璃化制得光纖預(yù)制棒P1。其結(jié)果為光纖預(yù)制棒Pl的有效長(zhǎng)度為1510mm，直徑為134-147mm，弓曲度為0.4mm/m，芯/包同心度誤差《4.4腿，包層不圓度《1. lmm，預(yù)制棒內(nèi)部氣泡的直徑《1.2mm，白點(diǎn)和白色雜質(zhì)的直徑或長(zhǎng)度《5mm，黑點(diǎn)和黑白雜質(zhì)的直徑《0.6mm，且無其它雜質(zhì)材料。該光纖預(yù)制棒P1在幾何結(jié)構(gòu)和精度上滿足預(yù)制棒拉絲的要求，單根可拉絲長(zhǎng)度超過1800km。
需要特別指出的是，上述實(shí)施例的方式僅限于描述實(shí)施例，但本實(shí)用新型不只局限于上述方式，且本領(lǐng)域的技術(shù)人員據(jù)此可在不脫離本實(shí)用新型的范圍內(nèi)方便的進(jìn)行修飾，因此本實(shí)用新型的范圍應(yīng)包括本實(shí)用新型所揭示的原理和新特征的最大范圍。
權(quán)利要求1、一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其特征是在沉積室頂部設(shè)置一個(gè)可繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械連接頭，在該機(jī)械連接頭上連接一個(gè)可拆卸的用于安裝靶棒的豎直度矯正構(gòu)件，在該豎直度矯正構(gòu)件的旁側(cè)設(shè)置一個(gè)加熱器，在該豎直度矯正構(gòu)件的側(cè)下方設(shè)置一個(gè)可以對(duì)靶棒向側(cè)向施力的調(diào)節(jié)器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其特征是所述的加熱器為加熱燈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其特征是所述的調(diào)節(jié)器位于所述豎直度矯正構(gòu)件側(cè)下方5-8cm處。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其特征是所述的豎直度矯正構(gòu)件由可以拆卸的上轉(zhuǎn)接頭和下轉(zhuǎn)接頭裝配而成，所述的上轉(zhuǎn)接頭由純度大于99.9%的石英玻璃構(gòu)成，下轉(zhuǎn)接頭由Ni、哈氏合金或石英玻璃構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其特征是所述的上轉(zhuǎn)接頭與機(jī)械連接頭、下轉(zhuǎn)接頭與靶棒以及上轉(zhuǎn)接頭與下轉(zhuǎn)接頭之間通過機(jī)械結(jié)構(gòu)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大尺寸光纖預(yù)制棒包層的制備裝置，其是在沉積室頂部設(shè)置一個(gè)可繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械連接頭，在該機(jī)械連接頭上連接一個(gè)可拆卸的用于安裝靶棒的豎直度矯正構(gòu)件，在該豎直度矯正構(gòu)件的旁側(cè)設(shè)置一個(gè)加熱器，在該豎直度矯正構(gòu)件的側(cè)下方設(shè)置一個(gè)可以對(duì)靶棒向側(cè)向施力的調(diào)節(jié)器。本實(shí)用新型工作時(shí)將靶棒的上端連接在豎直度矯正構(gòu)件上，用加熱器對(duì)豎直度矯正構(gòu)件加熱使其受熱部位變軟，之后在轉(zhuǎn)動(dòng)豎直度矯正構(gòu)件和靶棒的同時(shí)用調(diào)節(jié)器在靶棒上作用側(cè)向力，直至調(diào)節(jié)器將靶棒扶至豎直，避免了靶棒和包層積粉體的組合體的彎曲，從而解決了當(dāng)預(yù)制棒尺寸較大時(shí)，預(yù)制棒的弓曲度過大的問題，并且使制得的大尺寸光纖預(yù)制棒滿足拉絲要求。
文檔編號(hào)C03B37/018GK201280511SQ200820138088
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者劉連勇, 盧衛(wèi)民, 張立永, 楊軍勇, 羊榮金 申請(qǐng)人:富通集團(tuán)有限公司