一種用于沉積ovd疏松體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于光纖預(yù)制棒的研發(fā)和制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種用于沉積 OVD疏松體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] OVD工藝的設(shè)備本體及基材主要包括沉積腔體、火焰噴燈系統(tǒng)、忍棒及其旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 等組成。由于預(yù)制棒沉積過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的HCl或Ch具有很強(qiáng)的腐蝕性，所W 預(yù)制棒的整個(gè)沉積過(guò)程均在密閉的沉積腔體中進(jìn)行。一般情況下，用于沉積包層的忍棒的 兩端安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上并W-定的速度旋轉(zhuǎn)，火焰噴燈處于與忍棒保持一定距離的正 對(duì)方向并延忍棒的軸向方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)。
[0003] 從火焰噴燈中噴射出的反應(yīng)氣體(SiCU、也、C也、〇2等)在噴燈出口和預(yù)制棒之間 的距離范圍內(nèi)發(fā)生水解或氧化反應(yīng)，反應(yīng)生成的Si化粉塵粒子在初始動(dòng)量和熱泳作用下向 目標(biāo)松體預(yù)制棒運(yùn)動(dòng)并沉積在目標(biāo)疏松體預(yù)制棒上。具體的反應(yīng)化學(xué)方程式包括：
[0004] 2 W, + a '.化 > 2N X) ( 1 )
[0005 ] Cf/ 4 + 2:〇2 > 2U,0 十 CO& (2)
[0006] SiCl4+2H2〇 一 Si〇2+4 肥 1 (3)
[0007] SiCU+化一 2Si〇2+2Cb (4)
[000引原材料及工藝氣體從噴燈出口到目標(biāo)疏松體之間的過(guò)程是非常復(fù)雜的工藝工程， 它包含了反應(yīng)化學(xué)、表面化學(xué)、物理學(xué)、流程流體力學(xué)等諸多學(xué)科。原材料及工藝氣體(如 也、C也、02、Ar、SiCl4等）從噴燈口噴射出后立即會(huì)發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng):也或C也和化燃燒 (反應(yīng)式1~2)后釋放出大量的熱量并生成一定量出0,該反應(yīng)的釋放的熱為緊接其后的 Si(n4的水化或氧化反應(yīng)(反應(yīng)式3~4)提供活化能，同時(shí)也為Si化的團(tuán)聚提供熱能。燃燒反 應(yīng)生成的也0為SiCU水化反應(yīng)的反應(yīng)物。51(^4水化或氧化反應(yīng)生成的Si化一邊團(tuán)聚長(zhǎng)大一 邊在熱泳作用及初始動(dòng)量的作用下向溫度較低的目標(biāo)疏松體上運(yùn)動(dòng)，并最終沉積在疏松體 上。
[0009] 通常情況下，為了防止SiCU過(guò)早反應(yīng)生成的Si化沉積在噴燈口，會(huì)在原材料氣體 和燃燒氣體之間設(shè)計(jì)一路惰性的屏蔽氣體(如Ar,化等）。根據(jù)W上的工藝描述可知:從噴燈 口到目標(biāo)疏松體的工藝控制主要包括反應(yīng)過(guò)程、物質(zhì)遷移及溫度場(chǎng)的控制。但是運(yùn)=方面 的控制是相互影響的，如SiCU的水解反應(yīng)發(fā)生的位置受屏蔽氣體的流量影響，同時(shí)也會(huì)影 響Si化的遷移的速度;燃燒氣體的比例和分布不但會(huì)影響各種反應(yīng)的發(fā)生程度，也會(huì)影響 生成物的團(tuán)聚程度及目標(biāo)疏松體的密度。由于W上各種因素的關(guān)聯(lián)性、復(fù)雜性和特殊性，使 得當(dāng)前OVD工藝存在W下幾方面的缺陷：
[0010] a.工藝穩(wěn)定性和重復(fù)性差，不同設(shè)備需要配套不同的且非常敏感的工藝參數(shù)，難 W控制；
[0011] b. 40% W上的原材料生成物Si化被燃燒氣體帶走，收集效率低；
[0012] C.燃燒氣體生成的熱量大部分?jǐn)U散到反應(yīng)腔體及周圍環(huán)境中，能耗大；
[0013] d.燃燒及反應(yīng)氣體出及化的純度要求高，而且易燃易爆，使得生產(chǎn)成本及管理成本 非常高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014] 有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種用于沉積OVD疏松體的裝置，預(yù)制棒生產(chǎn)的安 全性高，工藝穩(wěn)定性好，同時(shí)由于沒(méi)有使用大量的燃燒氣體，反應(yīng)生成物的流束會(huì)更加集 中，提高了原材料的收集效率和沉積速率。
[0015] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0016] -種用于沉積OVD疏松體的裝置，包括石英質(zhì)噴燈W及噴燈出口處正對(duì)忍棒設(shè)置 的石墨中屯、管;所述噴燈外部設(shè)有第一加熱裝置，在該第一加熱裝置外側(cè)設(shè)有第一保溫層； 所述石墨中屯、管外部設(shè)有第二加熱裝置，在該第二加熱裝置外側(cè)設(shè)有第二保溫層;所述第 二保溫層外側(cè)設(shè)有金屬殼體，在該金屬殼體上設(shè)有進(jìn)氣口；在所述忍棒兩側(cè)靠近所述石墨 中屯、管的位置設(shè)有第=加熱裝置;所述噴燈中屯、設(shè)有內(nèi)腔，環(huán)繞所述內(nèi)腔由內(nèi)而外依次設(shè) 有第一屏蔽腔、中間腔、第二屏蔽腔和外腔。
[0017] 進(jìn)一步，所述第一加熱裝置的加熱體為纏繞在所述噴燈外部的加熱電阻絲。
[0018] 進(jìn)一步，所述加熱電阻絲的加熱溫度為1000°C~1100°C。
[0019] 進(jìn)一步，所述第二加熱裝置的加熱體為環(huán)繞所述石墨中屯、管的石墨電阻。
[0020] 進(jìn)一步，所述第=加熱裝置的加熱體為石墨電阻或加熱電阻絲。
[0021 ]進(jìn)一步，所述第一保溫層為石棉保溫層。
[0022]進(jìn)一步，所述第二保溫層為石墨質(zhì)保溫層。
[0023 ]進(jìn)一步，所述石墨中屯、管表面設(shè)有碳化娃鍛層。
[0024] 進(jìn)一步，靠近所述噴燈、W及靠近所述噴燈出口處、W及靠近所述石墨中屯、管正對(duì) 的忍棒沉積區(qū)域分別設(shè)有非接觸式溫度傳感器。
[0025] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有W下優(yōu)勢(shì)：
[00%] 1)大幅度提升了預(yù)制棒生產(chǎn)的安全性能。傳統(tǒng)OVD工藝生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的工藝中 一般使用此、CH4等燃火氣體，此類氣體易燃易爆，為光纖預(yù)制棒生產(chǎn)的重點(diǎn)安全隱患。本實(shí) 用新型中杜絕了燃燒氣體的使用，避免了廠房外圍出等高壓易爆容器的建設(shè)和使用，不但 提高了生產(chǎn)的安全性，也降低了建設(shè)成本和氣體本身的投入。同時(shí)，工廠廠房?jī)?nèi)部的燃?xì)夤?道也大幅度減少，出泄漏探頭及其安防系統(tǒng)也得到很大程度的精簡(jiǎn)，因此，工廠的安全性能 和運(yùn)營(yíng)成本都得到了大幅度改善。
[0027] 2)光纖預(yù)制棒的制造成本會(huì)大幅降低。a.由于本實(shí)用新型避免了出等燃燒氣體的 使用，所W與之配套的氣站、管道及安防的建設(shè)成本會(huì)大幅度降低，同時(shí)也節(jié)省了燃燒氣體 本身的投入。b.由于本實(shí)用新型中沒(méi)有使用燃燒氣體，所W從噴燈口噴射出來(lái)的SiCUS其 水化產(chǎn)物Si化在運(yùn)動(dòng)到疏松體處不會(huì)太過(guò)分散，其結(jié)果是大幅提高了原材料的收集效率， 原材料使用效率提高。C.由于原材料收集效率得到了提高，同時(shí)沉積過(guò)程中產(chǎn)生尾氣溫度 也較低，所W尾氣收集系統(tǒng)及其尾氣管道的負(fù)荷和大幅度降低，運(yùn)樣會(huì)降低尾氣處理系統(tǒng) 的建設(shè)和維護(hù)成本。因此，本實(shí)用新型會(huì)大幅度降低光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)成本。
[0028] 3)光纖預(yù)制棒性能得到了優(yōu)化。由于避免了出、〇2等燃燒氣體的使用，所WSiCU及 其水化生成物Si化流體的流速及流束不會(huì)被太大的擾動(dòng)，同時(shí)本實(shí)用新型中的噴燈、由噴 燈噴吹出的混合流體及沉積而成的疏松體的溫度都可W被精確控制，因此使得預(yù)制棒疏松 體的密度、直徑等預(yù)制棒性能參數(shù)得到極大的優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新 型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在 附圖中：
[0030] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖2為圖1中A-A方向的剖視圖；
[0032] 圖3為本實(shí)用新型中噴燈的橫截面示意圖。
[0033] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0034] 1-噴燈，2-第一加熱裝置，3-第一保溫層，4-第二保溫層，5-第二加熱裝置，6-金屬 殼體，7-石墨中屯、管，8-進(jìn)氣口，9-忍棒，10-混合流體，11-第；加熱裝置，12-疏松體，13-內(nèi) 腔，14-第一屏蔽腔，15-中間腔，16-第二屏蔽腔，17-外腔。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可 W相互組合。
[0036] 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0037] -種用于沉積OVD疏松體的裝置，如圖1至3所示，包括石英質(zhì)噴燈IW及噴燈1出口 處正對(duì)忍棒9設(shè)置的石墨中屯、管7;所述噴燈1外部設(shè)有第一加熱裝置2,在該第一加熱裝置2 外側(cè)設(shè)有第一保溫層3;所述石墨中屯、管7外部設(shè)有第二加熱裝置