一種光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機的製作方法
2023-05-18 20:58:36 1
一種光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，包括有床身，床身上分別安設往復移動座和噴燈，往復移動座上安設有旋轉夾頭，其特徵在於所述的噴燈對應於旋轉夾頭安設在旋轉軸線的下方，且噴燈與進給機構相連，所述進給機構的進給方向與旋轉軸線垂直。本發明噴燈可以隨著預製棒沉積直徑的變化進行動態調整和控制，使噴燈與預製棒沉積面的間距保持相對恆定，使得沉積過程中噴燈始終保持最佳噴射距，這不僅能保持噴射粉塵顆粒度的均勻性，而且可有效提高預製棒的沉積精度和沉積質量；從而有效提高沉積加工的效率；採用多個旋轉夾頭和多個噴燈的結構，能夠大大提高外部法沉積加工光纖預製棒的加工效率。
【專利說明】一種光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，屬於光纖預製棒製造設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]光纖預製棒的製造有多種方法，目前主要分為管內沉積法和管外沉積法。管內法主要有改進的化學氣相沉積法MCVD和微波等離子化學氣相沉積法PCVD，管內沉積方法由於受到沉積管徑的限制，直徑不易做大，適於製造預製棒的芯棒及較小直徑的特種光纖預製棒，芯棒製成後再進行套管或等離子噴塗，以製造預製棒的外包層部分，最終製造大直徑預製棒，製作過程較為複雜。管外沉積法主要有軸向氣相沉積法VAD和外部氣相沉積法0VD，外部氣相沉積法不受沉積管直徑的限制，理論上直徑和長度可以不受限制，目前在實際生產中，預製棒的外徑能夠達到150mm以上。
[0003]光纖市場的發展極為迅速，競爭也越來越激烈，為降低光纖製造成本，近年來OVD(Outside Chemical Vapor Deposition)沉積法製造預製棒向二個方向發展,一是預製棒越做越大，已經實現單個預製棒可拉絲光纖8000km以上。中國專利號CN 101328012A採用VAD方法製造大直徑光纖預製棒芯棒，將芯棒延伸後插入到石英套管內，送入到延伸爐內進行加熱軟化熔合成大尺寸的預製棒。中國專利號CN1884165提供了一種VAD方法製造預製棒芯棒，在光纖拉絲的同時把芯棒與套管一起熔縮實現拉絲，減少工序，降低成本，突現製造大預製棒的方法。另一個方向是單一設備內部沉積的預製棒數量增加，單臺OVD設備可以同時沉積多個預製 棒，沉積設備的效率得到充分的利用，在設備投資增加很少的情況下，單一設備產能得到大幅提高，中國專利號為CN 1778743A提出了一種能同時安裝和製造多個預製棒，並能夠根據預製棒長度進行車床調整的單一設備多預製棒同時製造系統。然而，現有的外部氣相沉積設備中噴燈與靶棒的中心線間距是固定不變的，隨著沉積預製棒直徑的變化，噴燈與預製棒沉積面的距離會越來越小，這不僅會影響粉塵顆粒度和沉積效果，而且也會影響沉積加工的效率。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在於提供一種能使噴燈與預製棒沉積面的間距進行動態調整以保持相對恆定的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，它不僅能增強預製棒的沉積質量而且能提聞沉積的效率。
[0005]本發明為解決上述提出的問題所採用的技術方案為:包括有床身，床身上分別安設往復移動座和噴燈，往復移動座上安設有旋轉夾頭，其特徵在於所述的噴燈對應於旋轉夾頭安設在旋轉軸線的下方，且噴燈與進給機構相連，所述進給機構的進給方向與旋轉軸線相垂直。
[0006]按上述方案，在床身上還安設有測距單元，測距單元對噴燈與沉積面之間的間距進行連續或間斷的在線檢測。[0007]按上述方案，設置有控制單元，所述的控制單元與測距單元和進給機構分別相連，使噴燈與預製棒沉積面的間距進行動態調整或保持相對恆定。
[0008]按上述方案，在床身的兩側分別安設固定滑板，固定滑板上設置有導軌，所述的往復移動座安設在固定滑板上與導軌相配置，旋轉夾頭安設在往復移動座上，兩側對應設置的旋轉夾頭的旋轉軸線相重合。
[0009]按上述方案，所述的往復移動座為水平往復移動座，所述的進給機構為垂直進給機構。
[0010]按上述方案，測距單元在沉積過程中連續測量噴燈與沉積面之間的間距，並實時反饋到控制單元，控制單元對比設定值後，輸出信號到進給機構的驅動系統，實現噴燈和沉積面間距的實時動態控制。
[0011]按上述方案，所述的垂直進給機構包括垂直升降平臺，垂直升降平臺兩端與導杆或垂直導軌相連，中間與絲杆螺母驅動裝置相連，在垂直升降平臺上安設噴燈。
[0012]按上述方案，所述的水平往復移動座包括水平移動臺，水平移動臺的下面前後兩側設置導槽與固定滑板上設置的縱嚮導軌相配置，水平移動臺的下面還與往復驅動裝置相連。
[0013]按上述方案，所述的水平往復移動座上平行間隔安設有1~4對旋轉夾頭，對應於旋轉夾頭在垂直升降平臺上間隔安設1~4個噴燈。
[0014]按上述方案，在往復移動座上方旋轉夾頭外安設有防護罩，防護罩上設置有觀察窗，防護罩上方與排氣 管道相連通。
[0015]本發明的有益效果在於:1、噴燈可以隨著預製棒沉積直徑的變化進行動態調整和控制，使噴燈與預製棒沉積面的間距保持相對恆定，使得沉積過程中噴燈始終保持最佳噴射距，這不僅能保持噴射粉塵顆粒度的均勻性，而且可有效提高預製棒的沉積精度和沉積質量；2、由於沉積過程中噴燈始終保持最佳噴射距，能使噴射粉末儘可能多的沉積在靶棒上，從而有效提高沉積加工的效率；3、採用多個旋轉夾頭和多個噴燈的結構，使得一臺設備能同時加工多根預製棒，能夠大大提高外部法沉積加工光纖預製棒的加工效率；4、可以避免腐蝕性化學反應物對加工環境的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一個實施例的噴燈垂直升降平臺的側視結構圖。
[0017]圖2是本發明一個實施例的噴燈的正視結構圖。
[0018]圖3是本發明一個實施例的正視結構圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖進一步說明本發明的具體實施方案。
[0020]包括有床身8，在床身的兩側分別安設固定滑板13，固定滑板上設置有縱嚮導軌，在固定滑板上安設往復移動座與縱嚮導軌相配置，所述的往復移動座為水平往復移動座，所述的水平往復移動座包括水平移動臺，水平移動臺的下面前後兩側設置導槽與固定滑板上設置的縱嚮導軌項配置，水平移動臺的下面還與往復驅動裝置相連。水平往復移動座上平行間隔安設3對旋轉夾頭14，每對旋轉夾頭分別與兩側的水平往復移動座相連，每對對應設置的旋轉夾頭的旋轉軸線相重合。旋轉夾頭能隨水平往復移動座沿旋轉軸線前後移動，以調整每對旋轉夾頭之間的距離，用於加工不同長度的靶棒12。對應於旋轉夾頭在旋轉軸線的下方安設3個噴燈2，噴燈與進給機構相連，所述的進給機構為垂直進給機構，所述的垂直進給機構包括垂直升降平臺6，垂直升降平臺兩端與導杆或垂直導軌4相連，中間與絲杆螺母驅動裝置相連，所述的絲杆螺母驅動裝置包括與垂直升降平臺固聯的螺母套5，和與螺母套向配置的絲杆7，絲杆的下端通過聯軸器10與步進電機相聯。在垂直升降平臺上對應於旋轉夾頭平行間隔安設噴燈。噴燈通過噴燈固定單元3與垂直升降平臺相聯，噴燈固定單元3包括固定組件和氣體連接管件，固定組件保證噴燈固定在垂直升降平臺上，使得噴燈可以隨著升降平臺6的移動而上下移動，氣體連接管道上端連接噴燈，下端連接氣體流量控制系統。在床身上還安設有測距單元11，測距單元對噴燈與沉積面之間的間距進行連續或間斷的在線檢測。設置有控制單元，所述的控制單元與測距單元和進給機構分別相連，使噴燈與預製棒I沉積面的間距進行動態調整或保持相對恆定。在往復移動座上方旋轉夾頭外安設有防護罩，防護罩上設置有觀察窗，防護罩上方與排氣管道相連通。
[0021]噴燈2提供化學氣體燃燒反應器，主要的化學反應如下:
2H2+02=2H20
SiCL4+H20=Si02+HCL (水解反應)
SiCL4+02=Si02+2CL2 (氧化反應)
由氫氣與氧氣反應產生熱量，四氯化娃反應生產二氧化娃，大部分的二氧化娃粉末會沉積在靶棒的表面，形成粉末預製棒，同時預製棒的直徑和重量慢慢增加，沒有成為預製棒的部分由排氣系統帶走 ，進行後續處理。
【權利要求】
1.一種光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，包括有床身，床身上分別安設往復移動座和噴燈，往復移動座上安設有旋轉夾頭，其特徵在於所述的噴燈對應於旋轉夾頭安設在旋轉軸線的下方，且噴燈與進給機構相連，所述進給機構的進給方向與旋轉軸線相垂直。
2.按權利要求1所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於在床身上還安設有測距單元，測距單元對噴燈與沉積面之間的間距進行連續或間斷的在線檢測。
3.按權利要求2所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於設置有控制單元，所述的控制單元與測距單元和進給機構分別相連，使噴燈與預製棒沉積面的間距進行動態調整或保持相對恆定。
4.按權利要求1或2所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於在床身的兩側分別安設固定滑板，固定滑板上設置有導軌，所述的往復移動座安設在固定滑板上與導軌相配置，旋轉夾頭安設在往復移動座上，兩側對應設置的旋轉夾頭的旋轉軸線相重口 ο
5.按權利要求1或2所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於所述的往復移動座為水平往復移動座，所述的進給機構為垂直進給機構。
6.按權利要求3所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於測距單元在沉積過程中連續測量噴燈與沉積面之間的間距，並實時反饋到控制單元，控制單元對比設定值後，輸出信號到進給機構的驅動系統，實現噴燈和沉積面間距的實時動態控制。
7.按權利要求5所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於所述的垂直進給機構包括垂直升降平臺 ，垂直升降平臺兩端與導杆或垂直導軌相連，中間與絲杆螺母驅動裝置相連，在垂直升降平臺上安設噴燈。
8.按權利要求5所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於所述的水平往復移動座包括水平移動臺，水平移動臺的下面前後兩側設置導槽與固定滑板上設置的縱嚮導軌相配置，水平移動臺的下面還與往復驅動裝置相連。
9.按權利要求5所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於所述的水平往復移動座上平行間隔安設有1~4對旋轉夾頭，對應於旋轉夾頭在垂直升降平臺上間隔安設1~4個噴燈。
10.按權利要求1或2所述的光纖預製棒外部氣相沉積法沉積工具機，其特徵在於在往復移動座上方旋轉夾頭外安設有防護罩，防護罩上設置有觀察窗，防護罩上方與排氣管道相連通。
【文檔編號】C03B37/018GK103964684SQ201410178584
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】張宏勝, 顧立新, 孫建華, 王瑞春, 渠馳, 高則尚 申請人:長飛光纖光纜股份有限公司