本发明专利技术一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置及其在线退火方法涉及的是一种大尺寸光纤预制棒制造过程中的移动式在线退火装置及其方法，用来消除光纤预制棒外包层沉积过程中，由于喷灯火焰灼烧产生的应力，从而改善预制棒质量。包括固定底座一、固定底座二、气缸一、气缸二、金属喷灯一、金属喷灯二、气体流量控制器、金属气管和特氟隆管道；所述的固定底座一、固定底座二分别与卡盘基座一、卡盘基座二配合，金属喷灯一与气缸一连接，金属喷灯二与气缸二连接；气缸一、气缸二分别安装在固定底座一、固定底座二上，对金属喷灯一、金属喷灯二进行定位；金属喷灯一、金属喷灯二分别通过特氟隆软管与金属气管相连；气体流量控制器安装在金属管道上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种大尺寸光纤预制棒制造过程中的移动式在线退火装置及其方法，用来消除光纤预制棒外包层沉积过程中，由于喷灯火焰灼烧产生的应力，从而改善预制棒质量，并提高生产效率。
技术介绍
为降低光纤生产成本，同时提高沉积效率，大尺寸光纤预制棒成为预制棒技术发展的主要方向。生产石英光纤预制棒芯棒的方法主要有以下四种 微波等离子体激活化学气相沉积法(PCVD- Plasma activated Chemical VapourDeposition )，改进的化学气相沉积法(MCVD-Modif ied Chemical Vapour Deposition),棒外化学气相沉积法(OVD-Outside Chemical Vapour Deposition),轴向气相沉积法(VAD-Vapour phase Axial Deposition) 外包层的制作方法则主要集中在RIT/RIC法(套管法)、Soot法(外部气相沉积法)和外部等离子喷涂法等制造技术，这也是目前大尺寸光纤预制棒的主要生产技术。RIT/RIC法是将芯棒插入套管中直接拉制光纤，或者融缩成实心预制棒后拉丝；Scx)t法和外部等离子喷涂法则直接制得实心预制棒。一般将光纤预制棒直径在IOOmm以上的称之为大直径光纤预制棒或者大尺寸光纤预制棒。外部气相沉积法(OVD)制作大直径预制棒有以下2个难点 1、沉积喷灯通过左右移动将SiO2粉末沉积到芯棒上，沉积喷灯移动到粉末棒两端时会对把棒产生灼烧使把棒产生应力，强度降低，随着粉末棒直径的增大，粉末预制棒重量增力口，把棒受到的剪切力增大，因此沉积过程中把棒断裂几率较高，会对合格率造成一定的影响； 2、沉积喷灯通过左右往返移动完成芯棒表面SiO2粉末的附着，该移动方式下，左右锥部与平行部的灼烧时间会有所相同，容易导致左右锥部的密度与平行部不均匀，沉积过程中密度的偏差会产生裂纹，裂纹扩散造成整根粉末棒的开裂报废。中国专利技术专利CN1606534A提供了一种OVD (外部气相沉积)法，通过在旋转芯棒的表面上沉积火焰水解物颗粒来制备光纤预制棒，该颗粒由喷灯喷射的燃气反应生成。在沉积所述火焰水解物颗粒时，通过使所述的预制棒表面上一个点的轨迹速度保持恒定或逐渐减小。该方法控制沉积在预制棒上的火焰水解物颗粒的沉积浓度，使浓度保持恒定而不随预制棒的半径而变化，或者控制沉积浓度向预制棒的外围方向逐渐增加。该方法可以制得大尺寸光纤预制棒，但随着粉末棒直径的增加，沉积重量的增大，把棒剪切力的增大会使断棒的几率增加；同时，随着粉末棒外径的增加，在保持卡盘转速一定的情况下，粉末棒外表面的线速度会逐渐提高，火焰对粉末的喷烧时间相对会减小，从而导致粉末的密度降低，沉积过程中开裂的可能性也会增加。 中国专利技术专利03800876. 9描述了一种用于制造光纤预制棒的外部气相沉积(OVD)装置，包括芯棒和燃烧器，所述的芯棒具有指定的长度并被驱动旋转；所述的燃烧器向芯棒表面发射燃烧气体和反应气体，使制造Si02颗粒的燃烧气体燃烧，从而使二氧化硅颗粒沉积在芯棒的表面上。该装置的沉积效率和速率较其它工艺有所提高，但是由于锥部应力无法有效去除，且锥部致密性差，把棒断裂和开裂的问题仍然存在。日本专利技术专利JP2000-272930A也介绍了 OVD沉积方法与装置。该装置主要是利用相对的、沿轴向移动的喷灯将石英粉末沉积在旋转的接有尾柄的芯棒上，通过重量计计量沉积量，当计量值达到设定值时，沉积结束，设备自动停止。该装置与方法可以沉积大尺寸的预制棒，且通过增大沉积喷灯H2、O2流量，使锥部粉末的密度趋近于均匀，降低了锥部粉末开裂的几率；但由于H2、O2流量的增加，喷灯火焰在粉末棒锥部、把棒位置灼烧产生冷热不均，更容易产生应力。随着目标外径的增加，沉积重量的增大，粉末棒发生断棒的概率会有所提升。 现有的大尺寸光纤预制棒OVD制造技术中，由于装置及工艺方面的原因，锥部设计存在缺陷，断棒和开裂的概率较高。此外，锥部粉末比较蓬松，粉末棒烧结时锥部容易产生裂纹。且烧结后的锥部由于致密性差，在棒体运输过程中断裂的几率也很高。原材料、气体、电力等为预制棒成本的主要组成部分，如果沉积临近结束发生断棒、开裂问题，直接导致了原材料等的报废，给企业带来损失。因此，专利技术一种装置，来解决大尺寸预制棒生产过程中的锥部断裂、开裂问题，成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足之处提供，是在外包粉末棒沉积装置中添加了移动式的在线退火的装置，通过这个装置的添加，能有效地去除沉积过程中锥部把棒由于沉积喷灯灼烧产生的应力。这种装置构造简单，成本较低，安装此装置后，对沉积过程中粉末棒锥部应力的去除能起到很好的效果，大大降低了断棒的概率。本专利技术的另外一个目的是使粉末棒的锥部密度更加均匀，避免了锥部粉末密度不均而产生的开裂问题。同时，锥部粉末的致密也会对锥部起到更好的保护作用，避免烧结过程中锥部开裂或者搬运过程中锥部断裂等问题的发生。本专利技术不仅可以确保生产的正常进行，还可以优化工艺，降低断棒、开裂等问题发生的概率，为企业降低损失。是采取以下技术方案实现 OVD装置是利用相对的、沿轴向移动的喷灯将石英粉末沉积在旋转的接有把棒的芯棒上，通过重量计计量沉积量，当计量值达到设定值时，沉积结束，设备自动停止。OVD装置本身未安装退火装置，因此，粉末棒锥部无法得到有效的退火。一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置安装在外部气相沉积(OVD)设备的左右两卡盘基座一、二上，主要用来对粉末棒的两锥部进行退火。—种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置包括固定底座一、固定底座二、气缸一、气缸二、金属喷灯一、金属喷灯二、气体流量控制器、金属气管和特氟隆管道。所述的固定底座一、固定底座二分别与卡盘基座一、卡盘基座二配合,金属喷灯一与气缸一连接，以实现喷灯一在气缸一的控制下往复移动，金属喷灯二与气缸二连接，以实现喷灯二在气缸二的控制下往复移动；气缸一、气缸二分别安装在固定底座一、固定底座二上，固定底座一、固定底座二分别与卡盘基座一、卡盘基座二配合，对金属喷灯一、金属喷灯二进行定位；金属喷灯一、金属喷灯二分别通过特氟隆软管与金属气管相连，以实现喷灯的自由移动；气体流量控制器安装在金属管道上，实现金属喷灯气体流量的控制。 所述的气体流量控制器采用市售MFC型气体流量控制器。所述的金属喷灯一、金属喷灯二采用圆形金属喷灯。所述的金属气管用于供应H2、O2给金属喷灯一、金属喷灯二。本专利技术一种大尺寸光纤预制棒的在线退火方法包括以下工艺步骤 1)在芯棒两端对接把棒和把棒； 2)对接有把棒的芯棒进行抛光，除去对接口的应力，同时除去芯棒表面的杂质。抛光流量H2 250L/min,内 O2 :60L/min,夕卜 O2 70L/min ； 3)将对接有把棒的芯棒两端分别安装在沉积设备的卡盘基座一和卡盘基座二上； 4)对沉积石英喷灯点火，并对金属喷灯一、金属喷灯二点火； 5)按“自动运转”按钮，沉积设备卡盘基座一和卡盘基座一以40rpm的转速开始旋转，石英喷灯以200mm/min的移动速度开始在芯棒表面沉积SiO2粉末，石英喷灯流量=SiCl4 25g/min, H2 80L/min, O2 40L/min本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置，其特征在于：包括固定底座一、固定底座二、气缸一、气缸二、金属喷灯一、金属喷灯二、气体流量控制器、金属气管和特氟隆管道；所述的固定底座一、固定底座二分别与卡盘基座一、卡盘基座二配合，金属喷灯一与气缸一连接，以实现喷灯一在气缸一的控制下往复移动，金属喷灯二与气缸二连接，以实现喷灯二在气缸二的控制下往复移动；气缸一、气缸二分别安装在固定底座一、固定底座二上，对金属喷灯一、金属喷灯二进行定位；金属喷灯一、金属喷灯二分别通过特氟隆软管与金属气管相连，以实现喷灯的自由移动；气体流量控制器安装在金属管道上，实现金属喷灯气体流量的控制。
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置，其特征在于包括固定底座一、固定底座二、气缸一、气缸二、金属喷灯一、金属喷灯二、气体流量控制器、金属气管和特氟隆管道； 所述的固定底座一、固定底座二分别与卡盘基座一、卡盘基座二配合，金属喷灯一与气缸一连接，以实现喷灯一在气缸一的控制下往复移动，金属喷灯二与气缸二连接，以实现喷灯二在气缸二的控制下往复移动；气缸一、气缸二分别安装在固定底座一、固定底座二上，对金属喷灯一、金属喷灯二进行定位；金属喷灯一、金属喷灯二分别通过特氟隆软管与金属气管相连，以实现喷灯的自由移动；气体流量控制器安装在金属管道上，实现金属喷灯气体流量的控制。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置，其特征在于所述的气体流量控制器采用MFC型气体流量控制器。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置，其特征在于所述的金属喷灯一、金属喷灯二米用圆形金属喷灯。4.根据权利要求1所述的一种大尺寸光纤预制棒的在线退火装置，其特征在于所述的金属气管用于供应H2、O2给金属喷灯一、金属喷灯二。5.一种大尺寸光纤预制棒的在线退火方法，其特征在于包括以下步骤 1)在芯棒两端对接把棒和把棒； 2)对接有把棒的芯棒进行抛光，除去对接口的应力，同时除去芯棒表面的杂质；抛光流量H2 250L/min,内 O2 :60L/min，外 O2 70L/min ； 3)将对接有把棒的芯棒两端分别安装在沉积设备的卡盘基座一和卡盘基座二上； 对沉积石英喷灯点...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢康，张彬，钱宜刚，陈京京，沈一春，薛济萍，
申请(专利权)人：中天科技精密材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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