一種制備低羥基石英套管的裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種制備低羥基石英套管的裝置，其且簡(jiǎn)化了工藝流程和制造工藝。料斗內(nèi)裝有二氧化硅微粉，料斗為封閉容器，料斗設(shè)置有進(jìn)料口，料斗的底部設(shè)置有出料口，內(nèi)石英管位于外石英管的內(nèi)腔，內(nèi)石英管的中心軸線(xiàn)盒外石英管的中心軸線(xiàn)互相重合，內(nèi)石英管的外壁和外石英管的內(nèi)壁間形成環(huán)形腔體，內(nèi)石英管、外石英管的底端面封裝有石英隔板，外石英管的上端連接有上尾管，上尾管的下端環(huán)面、外石英管的上端環(huán)面間無(wú)縫焊接，內(nèi)石英管的上端環(huán)面蓋裝有蓋板，上尾管的上端部開(kāi)口連通料斗的出料口，上尾管的外環(huán)面布置有脫水爐，上尾管的下部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有進(jìn)氣管，進(jìn)氣管位于脫水爐的下方。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種制備低羥基石英套管的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及石英管制造的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種制備低羥基石英套管的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖預(yù)制棒是用來(lái)拉制光纖的石英玻璃棒，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1，斷面由內(nèi)而外依次為芯層、內(nèi)包層和外包層，其中芯層和內(nèi)包層一般同時(shí)被制造出來(lái)，稱(chēng)為芯棒，然后由芯棒和外包層組合成為光纖預(yù)制棒。
[0003]芯棒主要決定光纖預(yù)制棒的性能，外包層主要決定光纖預(yù)制棒的制造成本。目前制造光纖預(yù)制棒外包層的工藝路線(xiàn)主要分兩類(lèi):套管法和合成法。其中套管法是將制造好的芯棒和石英套管熔合在一起得到光纖預(yù)制棒或直接拉制成光纖的方法，該方法具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)是石英套管本身價(jià)格昂貴，限制了光纖預(yù)制棒制造商制造成本的降低。隨著外包層合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，套管法的成本劣勢(shì)越來(lái)越凸顯。
[0004]套管法制造光纖預(yù)制棒時(shí)用到的石英套管具有純度高、羥基含量低的特點(diǎn)，目前可大量提供光纖預(yù)制棒用石英套管的供應(yīng)商不多，基本由德國(guó)賀利氏公司壟斷，對(duì)套管法光纖預(yù)制棒制造商來(lái)說(shuō)，降低制造成本更加困難。
[0005]德國(guó)賀利氏公司采用化學(xué)合成法制造石英套管，主要工藝流程見(jiàn)圖2。先合成并沉積出二氧化硅粉塵堆積體，然后對(duì)其進(jìn)行脫水并玻璃化，再對(duì)內(nèi)外表面進(jìn)行冷加工得到成品石英套管。合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造二氧化硅粉塵堆積體是實(shí)現(xiàn)難度最大的環(huán)節(jié)，合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造二氧化硅粉塵堆積體時(shí)，由四氯化硅或硅氧烷等含硅物質(zhì)反應(yīng)后生成的二氧化硅微粉收集率一般約為60%，同時(shí)為處理未被收集的粉塵，需要額外投入處理成本，合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，對(duì)二氧化硅粉塵堆積體進(jìn)行脫水和玻璃化的環(huán)節(jié)決定著石英套管的光學(xué)性能，脫水和玻璃化一般在兩臺(tái)設(shè)備上完成，或在一臺(tái)設(shè)備中緩慢進(jìn)行，該過(guò)程生產(chǎn)效率較低，占用了整個(gè)制造流程的較多時(shí)間，合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，為得到大直徑石英套管，制造出的二氧化硅粉塵堆積體密度較大，這導(dǎo)致對(duì)其進(jìn)行脫水和玻璃化的難度較大，難以得到羥基含量極低的石英套管，合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造的粉塵堆積體的長(zhǎng)度決定了石英套管的長(zhǎng)度，而為保證粉塵堆積體的直線(xiàn)度，難以制造太長(zhǎng)石英套管，綜合上述可知合成法制造石英套管工藝繁瑣，成本較高。
[0006]石英材料供應(yīng)商也在積極開(kāi)發(fā)與德國(guó)賀利氏公司不同的石英套管制造方法。例如三星電子公司專(zhuān)利號(hào)為ZL00126474.5的專(zhuān)利公開(kāi)了 “生產(chǎn)管狀石英玻璃產(chǎn)品的方法”，其本質(zhì)公開(kāi)了溶膠凝膠法制備石英套管，并對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)。但該方法仍存在成品率低、難以制造大尺寸產(chǎn)品等問(wèn)題，不能滿(mǎn)足光纖預(yù)制棒行業(yè)日益提高的技術(shù)要求。
[0007]久智光電子材料科技有限公司申請(qǐng)?zhí)枮?00710106044.2的專(zhuān)利公開(kāi)了使用石英砂制造石英砣，對(duì)石英砣進(jìn)行加工后，再延伸成石英套管的技術(shù)。該技術(shù)具有成本低、效率高的優(yōu)勢(shì)，但產(chǎn)品質(zhì)量主要由其原材料石英砂決定，石英砂品質(zhì)的波動(dòng)會(huì)直接影響石英套管的品質(zhì)，而石英砂內(nèi)部的雜質(zhì)是難以完全消除的，這就限制了石英套管品質(zhì)的提高，且加工形成的石英套管的內(nèi)孔和外圓均需要進(jìn)行磨削，磨削難度較大、磨削時(shí)間長(zhǎng)，降低了石英套管的生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種制備低羥基石英套管的裝置，通過(guò)該裝置制作石英套管省去了制造二氧化硅粉塵堆積體的步驟，大幅降低了制造光纖預(yù)制棒用石英套管的技術(shù)難度，對(duì)微粉100%收集、降低了材料成本和廢處理成本，且簡(jiǎn)化了工藝流程和制造工藝;易制成羥基和金屬雜質(zhì)含量低的石英套管，可制造超長(zhǎng)石英套管。
[0009]—種制備低羥基石英套管的裝置，其技術(shù)方案是這樣的:其包括料斗、玻璃化爐、脫水爐，其特征在于:其還包括內(nèi)石英管、外石英管，所述料斗內(nèi)裝有二氧化硅微粉，所述料斗為封閉容器，所述料斗設(shè)置有進(jìn)料口，所述料斗的底部設(shè)置有出料口，所述內(nèi)石英管位于所述外石英管的內(nèi)腔，所述內(nèi)石英管的中心軸線(xiàn)盒所述外石英管的中心軸線(xiàn)互相重合，所述內(nèi)石英管的外壁和所述外石英管的內(nèi)壁間形成環(huán)形腔體，所述內(nèi)石英管、外石英管的底端面封裝有石英隔板，所述外石英管的上端連接有上尾管，所述上尾管的下端環(huán)面、外石英管的上端環(huán)面間無(wú)縫焊接，所述內(nèi)石英管的上端環(huán)面蓋裝有蓋板，所述上尾管的上端部開(kāi)口連通料斗的出料口，所述上尾管的外環(huán)面布置有所述脫水爐，所述上尾管的下部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管位于所述脫水爐的下方，所述上尾管的上部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有排氣管，所述料斗的出料口和所述上尾管的上端部開(kāi)口間設(shè)置有進(jìn)料控制閥，所述排氣管、料斗的上部分別通過(guò)管路連通至真空栗，所述真空栗具體為有耐酸腐蝕功能的真空栗，所述外石英管的外環(huán)面布置有所述玻璃化爐，所述玻璃化爐可沿著所述外石英管的中心軸線(xiàn)平行向移動(dòng)，所述料斗通過(guò)料斗排氣管連接至所述真空栗，所述料斗排氣管上布置有閥門(mén)。
[0010]其進(jìn)一步特征在于:所述閥門(mén)優(yōu)選為電動(dòng)閥；
[0011]所述進(jìn)料控制閥和所述料斗的出料口、所述上尾管的上端部開(kāi)口兩者之間密封連接，確保進(jìn)料控制閥關(guān)閉時(shí)，上尾管、料斗在該處的真空狀態(tài)下漏率不大于10帕/小時(shí)；
[0012]所述內(nèi)石英管和外石英管的上端設(shè)置有中心軸定位連接結(jié)構(gòu)，所述中心軸定位連接結(jié)構(gòu)具體為定位架結(jié)構(gòu)，所述定位架結(jié)構(gòu)的中心設(shè)置有所述蓋板，所述蓋板的外環(huán)部下凸形成定位環(huán)，內(nèi)石英管的頂部嵌裝于定位環(huán)所形成的空腔內(nèi)，所述定位架的連接桿的焊接連接所述外石英管的對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)壁；
[0013]優(yōu)選地，所述定位架結(jié)構(gòu)和所述外石英管通過(guò)模具一體成型，為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)；
[0014]所述內(nèi)石英管的頂部側(cè)壁開(kāi)有槽口，該槽口用于抽真空，所述蓋板的直徑大于所述內(nèi)石英管的直徑，所述蓋板確保二氧化硅微粉不會(huì)由槽口進(jìn)入到內(nèi)石英管的內(nèi)腔，且槽口以下的內(nèi)石英管的長(zhǎng)度確保制造形成的石英套管的長(zhǎng)度達(dá)到光纖預(yù)制棒的制作要求；
[0015]所述石英隔板支承于下尾管，下尾管的高度確保所述玻璃化爐對(duì)于所述環(huán)形腔體內(nèi)的物料的正常玻璃化。
[0016]一種制造低羥基石英套管的方法，其特征在于:其采用上述裝置，其具體步驟如下:
[0017]a通過(guò)入料口向料斗中通入二氧化硅微粉；
[0018]b開(kāi)啟真空栗，此時(shí)閥門(mén)開(kāi)啟，分別將料斗、石英組件所形成的腔體進(jìn)行抽真空處理，要求壓力不高于10Pa，壓力到位后，繼續(xù)抽真空2小時(shí)?5小時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中真空栗始終開(kāi)啟；
[0019]c將玻璃化爐降至中心與下尾管的上端等高處，脫水爐位于進(jìn)氣管上方，位置保持不變，對(duì)玻璃化爐和脫水爐進(jìn)行升溫，脫水爐溫度升至1130 °C?1250 0C，玻璃化爐溫度升至1420。。?1500。。；
[0020]d關(guān)閉閥門(mén)，然后由進(jìn)氣管通入氦氣、氯氣混合氣，氦氣流量0.5slm?5slm，氯氣流量0.05s Im?0.5s Im，同時(shí)調(diào)節(jié)真空栗15;
[0021]e玻璃化爐逐漸提升至直至玻璃化爐的中心位于外石英管的最高位置，對(duì)內(nèi)石英管外壁、外石英管內(nèi)壁進(jìn)行脫羥處理，然后以勻速返回；
[0022]f開(kāi)啟進(jìn)料控制閥，二氧化硅微粉自然下落，經(jīng)過(guò)脫水爐時(shí)，在高溫和氯氣環(huán)境下被脫羥，落至底部時(shí)在高溫石英玻璃表面逐漸形成透明石英玻璃；
[0023]g隨著步驟f所述過(guò)程的進(jìn)行，玻璃化爐向上移動(dòng)至玻璃化爐的中心位于外石英管的最高位置，移動(dòng)總長(zhǎng)由內(nèi)石英管和外石英管長(zhǎng)度決定，內(nèi)石英管、外石英管和環(huán)形腔體內(nèi)石英管組合得到光纖預(yù)制棒用低羥基石英套管。
[0024]其進(jìn)一步特征在于:所述二氧化硅微粉以四氯化硅、有機(jī)硅烷等為原料，通過(guò)氣相合成法制得，要求原料純度不低于99.9%。所述二氧化硅微粉粒徑不大于30微米。
[0025]采用本實(shí)用新型后，事先制備好的二氧化硅微粉直接玻璃化得到透明的石英玻璃套管，省去了制造二氧化硅粉塵堆積體的步驟，大幅降低了制造光纖預(yù)制棒用石英套管的技術(shù)難度、且較容易實(shí)現(xiàn)對(duì)微粉的100%收集，降低了材料成本和廢處理成本，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)上脫水爐、玻璃化爐分別垂直向布置，進(jìn)而對(duì)二氧化硅粉塵進(jìn)行脫水和玻璃化的過(guò)程同步進(jìn)行，工藝流程更簡(jiǎn)單;且采用兩根高純薄壁石英管，即內(nèi)石英管、外石英管嵌套組裝成磨具，生產(chǎn)結(jié)束后內(nèi)石英管、外石英管成為產(chǎn)品的一部分，作為石英套管的內(nèi)外表面，其形狀規(guī)則，不需要或只需少量加工即可，顯著簡(jiǎn)化了光纖預(yù)制棒用石英套管制造工藝;采用本裝置后石英微粉在充分分散狀態(tài)下被脫水，然后立即被玻璃化，很容易制成羥基和金屬雜質(zhì)含量低的石英套管;本裝置中的石英套管向一個(gè)方向生長(zhǎng)，只要使用的兩根薄壁的內(nèi)石英管、外石英管足夠長(zhǎng)，較容易制造超長(zhǎng)石英套管，適應(yīng)工業(yè)化需求。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為光纖預(yù)制棒截面不意圖；
[0027]圖2為光纖預(yù)制棒用石英套管的現(xiàn)有技術(shù)的制造流程示意圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；
[0029]圖4為本實(shí)用新型的二氧化硅微粉形成石英玻璃過(guò)程結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本實(shí)用新型的A處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為圖5的俯視圖結(jié)構(gòu)不意圖；
[0032]圖7為本實(shí)用新型的進(jìn)料控制閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖中各序號(hào)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)注名稱(chēng)如下:
[0034]內(nèi)石英管1、外石英管2、下尾管3、上尾管4、槽口5、進(jìn)氣管6、排氣管7、玻璃化爐8、脫水爐9、進(jìn)料控制閥10、料斗11、二氧化硅微粉12、料斗排氣管13、電動(dòng)閥14、真空栗15、石英隔板16、出料口 17、環(huán)形腔體18、蓋板19、定位架結(jié)構(gòu)20、定位環(huán)21、連接桿22。
【具體實(shí)施方式】
[0035]—種制備低羥基石英套管的裝置，見(jiàn)圖3?圖7:其包括料斗11、玻璃化爐8、脫水爐
9、內(nèi)石英管1、外石英管2，料斗11內(nèi)裝有二氧化硅微粉12，料斗11為封閉容器，料斗11設(shè)置有進(jìn)料口(圖中未畫(huà)出，一般位于料斗11的上部位置)，料斗11的底部設(shè)置有出料口 17，內(nèi)石英管I位于外石英管2的內(nèi)腔，內(nèi)石英管I的中心軸線(xiàn)盒外石英管2的中心軸線(xiàn)互相重合，內(nèi)石英管I的外壁和外石英管2的內(nèi)壁間形成環(huán)形腔體18，內(nèi)石英管1、外石英管2的底端面封裝有石英隔板16，外石英管2的上端連接有上尾管4，上尾管4的下端環(huán)面、外石英管2的上端環(huán)面間無(wú)縫焊接，內(nèi)石英管I的上端環(huán)面蓋裝有蓋板19，上尾管4的上端部開(kāi)口連通料斗11的出料口 17，上尾管4的外環(huán)面布置有脫水爐9，上尾管4的下部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有進(jìn)氣管6，進(jìn)氣管6位于脫水爐9的下方，上尾管4的上部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有排氣管7，料斗11的出料口 17和上尾管4的上端部開(kāi)口間設(shè)置有進(jìn)料控制閥10，排氣管7、料斗11的上部分別通過(guò)管路連通至真空栗15，真空栗15具體為有耐酸腐蝕功能的真空栗15，外石英管2的外環(huán)面布置有玻璃化爐8，玻璃化爐8可沿著外石英管2的中心軸線(xiàn)平行向移動(dòng)。
[0036]料斗11通過(guò)料斗排氣管13連接至真空栗15，料斗排氣管13上布置有閥門(mén)，閥門(mén)優(yōu)選為電動(dòng)閥14;
[0037]進(jìn)料控制閥10和料斗11的出料口17、上尾管4的上端部開(kāi)口兩者之間密封連接，確保進(jìn)料控制閥10關(guān)閉時(shí)，上尾管4、料斗11在該處的真空狀態(tài)下漏率不大于10帕/小時(shí)；
[0038]內(nèi)石英管I和外石英管2的上端設(shè)置有中心軸定位連接結(jié)構(gòu)，中心軸定位連接結(jié)構(gòu)具體為定位架結(jié)構(gòu)20，定位架結(jié)構(gòu)20的中心設(shè)置有蓋板19，蓋板19的外環(huán)部下凸形成定位環(huán)21，內(nèi)石英管I的頂部嵌裝于定位環(huán)21所形成的空腔內(nèi)，定位架結(jié)構(gòu)20的均布連接桿22焊接連接外石英管2的對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)壁；
[0039]定位架結(jié)構(gòu)20和外石英管2優(yōu)選地通過(guò)模具一體成型制作而成、為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)；
[0040]內(nèi)石英管I的頂部側(cè)壁開(kāi)有槽口5，該槽口 5用于抽真空，蓋板19的直徑大于內(nèi)石英管I的直徑，蓋板19確保二氧化硅微粉12不會(huì)由槽口 5進(jìn)入到內(nèi)石英管I的內(nèi)腔，且槽口 5以下的內(nèi)石英管I的長(zhǎng)度確保制造形成的石英套管的長(zhǎng)度達(dá)到光纖預(yù)制棒的制作要求；
[0041]石英隔板16支承于下尾管3，下尾管3的高度確保玻璃化爐8對(duì)于環(huán)形腔體內(nèi)的物料的正常玻璃化；
[0042]內(nèi)石英管1、外石英管2均為高純石英件，內(nèi)石英管1、外石英管2的羥基含量不高于1ppm，且厚度為3mm?8mm ；內(nèi)石英管I的內(nèi)徑20mm?60mm，外石英管2外徑不超過(guò)360mm ；
[0043]二氧化硅微粉12以四氯化硅、有機(jī)硅烷等為原料，通過(guò)氣相合成法制得，要求原料純度不低于99.9%o 二氧化硅微粉12粒徑不大于30微米。
[0044]—種制造低羥基石英套管的方法，采用上述裝置的結(jié)構(gòu)，其具體步驟如下:
[0045]a通過(guò)入料口向料斗11中通入二氧化硅微粉12;
[0046]b開(kāi)啟真空栗15，此時(shí)閥門(mén)開(kāi)啟，分別將料斗11、石英組件所形成的腔體進(jìn)行抽真空處理，要求壓力不高于10Pa，壓力到位后，繼續(xù)抽真空2小時(shí)?5小時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中真空栗15始終開(kāi)啟；
[0047]c將玻璃化爐8降至中心與下尾管3的上端等高處，脫水爐9位于進(jìn)氣管6上方，位置保持不變。以不大于25°C/min的速度對(duì)玻璃化爐8和脫水爐9進(jìn)行升溫，脫水爐9溫度升至1130°C?1250°C，玻璃化爐8溫度升至1420 °C?1500 °C ；
[0048]d關(guān)閉閥門(mén)，然后由進(jìn)氣管6通入氦氣、氯氣混合氣，氦氣流量0.5slm?5slm，氯氣流量0.05slm?0.5slm，同時(shí)調(diào)節(jié)真空栗1515，保持真空系統(tǒng)壓力不高于1000Pa;
[0049]e玻璃化爐8以5mm?20mm的速度提升至直至玻璃化爐8的中心位于外石英管2的最高位置，對(duì)內(nèi)石英管I外壁、外石英管2內(nèi)壁進(jìn)行脫輕處理，然后以100mm/min?200mm/min的速度返回；
[0050]f開(kāi)啟進(jìn)料控制閥10，二氧化硅微粉12自然下落，經(jīng)過(guò)脫水爐9時(shí)，在高溫和氯氣環(huán)境下被脫羥，落至底部時(shí)在高溫石英玻璃表面逐漸形成透明石英玻璃;脫羥的程度由氯氣濃度和二氧化硅微粉12下落速度決定，而氯氣濃度由管內(nèi)氣體壓力和氯氣占比決定，下落速度由管內(nèi)氣體壓力決定，氣體壓力越大，二氧化硅微粉12下落時(shí)受到的阻力越大，下落速度越小;通過(guò)調(diào)整進(jìn)料控制閥1轉(zhuǎn)速來(lái)控制下落二氧化硅微粉12的量，二氧化硅微粉12下落量不超過(guò)500g/min，進(jìn)料控制閥10結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7;
[0051]g隨著步驟f過(guò)程的進(jìn)行，玻璃化爐8以3mm/min?8mm/min的速度向上移動(dòng)至玻璃化爐8的中心位于外石英管2的最高位置(即圖3中的虛線(xiàn)位置)，移動(dòng)總長(zhǎng)由內(nèi)石英管I和外石英管2長(zhǎng)度決定，內(nèi)石英管1、外石英管2和環(huán)形腔體內(nèi)石英管I組合得到光纖預(yù)制棒用低羥基石英套管。
[0052]采用該方法制作石英套管和現(xiàn)有的合成法的優(yōu)勢(shì)對(duì)比如下:
[0053]I合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造二氧化硅粉塵堆積體是實(shí)現(xiàn)難度最大的環(huán)節(jié)，本實(shí)用新型用事先制備好的二氧化硅微粉12直接玻璃化得到透明的石英玻璃套管，省去了制造二氧化硅粉塵堆積體的步驟，大幅降低了制造光纖預(yù)制棒用石英套管的技術(shù)難度。
[0054]2合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造二氧化硅粉塵堆積體時(shí)，由四氯化硅或硅氧烷等含硅物質(zhì)反應(yīng)后生成的二氧化硅微粉收集率一般約為60%，同時(shí)為處理未被收集的粉塵，需要額外投入處理成本。本實(shí)用新型提出的方法所用二氧化硅微粉同樣可由四氯化硅或硅氧烷等含硅物質(zhì)反應(yīng)后生成，由于不需成型，現(xiàn)有技術(shù)較容易實(shí)現(xiàn)對(duì)微粉的10 %收集，降低了材料成本和廢處理成本。
[0055]3合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，對(duì)二氧化硅粉塵堆積體進(jìn)行脫水和玻璃化的環(huán)節(jié)決定著石英套管的光學(xué)性能，脫水和玻璃化一般在兩臺(tái)設(shè)備上完成，或在一臺(tái)設(shè)備中緩慢進(jìn)行，該過(guò)程生產(chǎn)效率較低，占用了整個(gè)制造流程的較多時(shí)間。本專(zhuān)利對(duì)二氧化硅粉塵進(jìn)行脫水和玻璃化的過(guò)程同步進(jìn)行，工藝流程更簡(jiǎn)單。
[0056]4無(wú)論合成法還是用石英砂制造光纖預(yù)制棒用石英套管，在制成石英玻璃后，均需對(duì)石英制品進(jìn)行大量的加工，而本專(zhuān)利中所提出的方法，用兩根高純薄壁石英管嵌套組裝成磨具，生產(chǎn)結(jié)束后這兩根高純石英管成為產(chǎn)品的一部分，作為石英套管的內(nèi)外表面，其形狀規(guī)則，不需要或只需少量加工即可，這顯著簡(jiǎn)化了光纖預(yù)制棒用石英套管制造工藝。
[0057]5合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，為得到大直徑石英套管，制造出的二氧化硅粉塵堆積體密度較大，這導(dǎo)致對(duì)其進(jìn)行脫水和玻璃化的難度較大，難以得到羥基含量極低的石英套管。在用石英砂制造光纖預(yù)制棒用石英套管時(shí)，因石英砂內(nèi)部雜質(zhì)難以完全去除，制造出高品質(zhì)石英套管的難度更大。而本專(zhuān)利方法中，石英微粉在充分分散狀態(tài)下被脫水，然后立即被玻璃化，很容易制成羥基和金屬雜質(zhì)含量低的石英套管。
[0058]6合成法制造光纖預(yù)制棒用石英套管工藝中，制造的粉塵堆積體的長(zhǎng)度決定了石英套管的長(zhǎng)度，而為保證粉塵堆積體的直線(xiàn)度，難以制造太長(zhǎng)石英套管。用石英砂制造石英套管時(shí)，因制造的石英砣尺寸限制，同樣難以制造太長(zhǎng)的石英套管。本專(zhuān)利中，石英套管向一個(gè)方向生長(zhǎng)，只要使用的兩根薄壁石英管足夠長(zhǎng)，則較容易制造超長(zhǎng)石英套管。
[0059]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但內(nèi)容僅為本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型創(chuàng)造申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備低羥基石英套管的裝置，其包括料斗、玻璃化爐、脫水爐，其特征在于:其還包括內(nèi)石英管、外石英管，所述料斗內(nèi)裝有二氧化硅微粉，所述料斗為封閉容器，所述料斗設(shè)置有進(jìn)料口，所述料斗的底部設(shè)置有出料口，所述內(nèi)石英管位于所述外石英管的內(nèi)腔，所述內(nèi)石英管的中心軸線(xiàn)盒所述外石英管的中心軸線(xiàn)互相重合，所述內(nèi)石英管的外壁和所述外石英管的內(nèi)壁間形成環(huán)形腔體，所述內(nèi)石英管、外石英管的底端面封裝有石英隔板，所述外石英管的上端連接有上尾管，所述上尾管的下端環(huán)面、外石英管的上端環(huán)面間無(wú)縫焊接，所述內(nèi)石英管的上端環(huán)面蓋裝有蓋板，所述上尾管的上端部開(kāi)口連通料斗的出料口，所述上尾管的外環(huán)面布置有所述脫水爐，所述上尾管的下部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管位于所述脫水爐的下方，所述上尾管的上部外環(huán)面?zhèn)认蜷_(kāi)有排氣管，所述料斗的出料口和所述上尾管的上端部開(kāi)口間設(shè)置有進(jìn)料控制閥，所述排氣管、料斗的上部分別通過(guò)管路連通至真空栗，所述外石英管的外環(huán)面布置有所述玻璃化爐，所述玻璃化爐可沿著所述外石英管的中心軸線(xiàn)平行向移動(dòng)，所述料斗通過(guò)料斗排氣管連接至所述真空栗，所述料斗排氣管上布置有閥門(mén)。2.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述閥門(mén)為電動(dòng)閥。3.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述進(jìn)料控制閥和所述料斗的出料口、所述上尾管的上端部開(kāi)口兩者之間密封連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管和外石英管的上端設(shè)置有中心軸定位連接結(jié)構(gòu)，所述中心軸定位連接結(jié)構(gòu)具體為定位架結(jié)構(gòu)，所述定位架結(jié)構(gòu)的中心設(shè)置有所述蓋板，所述蓋板的外環(huán)部下凸形成定位環(huán)，內(nèi)石英管的頂部嵌裝于定位環(huán)所形成的空腔內(nèi)，所述定位架的連接桿的焊接連接所述外石英管的對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)壁。5.如權(quán)利要求4所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述定位架結(jié)構(gòu)和所述外石英管通過(guò)模具一體成型，為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求4所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述內(nèi)石英管的頂部側(cè)壁開(kāi)有槽口，該槽口用于抽真空，所述蓋板的直徑大于所述內(nèi)石英管的直徑。7.如權(quán)利要求1所述的一種制備低羥基石英套管的裝置，其特征在于:所述石英隔板支承于下尾管，下尾管的高度確保所述玻璃化爐對(duì)于所述環(huán)形腔體內(nèi)的物料的正常玻璃化。
【文檔編號(hào)】C03B20/00GK205662453SQ201520867190
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日
【發(fā)明人】王友兵, 田國(guó)才, 屠建賓, 趙奉闊, 任振華, 王東東
【申請(qǐng)人】江蘇亨通光電股份有限公司