專利名稱：異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖生產(chǎn)用原材料一一石英玻璃把持棒的生產(chǎn)技術(shù)，尤其涉及一種異 型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著光通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光纖制造業(yè)也隨之迅速發(fā)展。光纖生產(chǎn)最具代表的兩人 丄藝為新興的VAD工藝和傳統(tǒng)的MCVD工藝。
石英玻璃把持棒是與VAD工藝配套使用的一種消耗性材料，其規(guī)格結(jié)構(gòu)各異。其中， 大規(guī)格異型棒的使用尤為廣泛，由于石英玻璃軟化溫度高、高溫粘度大，大規(guī)格異型棒生 產(chǎn)難度大、生產(chǎn)成本高。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的--種大規(guī)格異型石英玻璃把持棒，其生產(chǎn)方法是
首先，采用高溫爐分別拉制不同直徑的石英棒，兩種規(guī)格的石英棒需兩次(爐)拉
制；然后，在氫氧氣高溫火焰下將兩種不同直徑的毛坯棒焊接。
由于焊接過程中，在焊接部位產(chǎn)生了極大的熱應(yīng)力，因此需在退火爐中、在1100 —
120(TC K退火數(shù)小時(shí)；之后進(jìn)行精密冷、熱加工等。
上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)
生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且由于焊接部位存在明顯的結(jié)構(gòu)缺陷，結(jié)構(gòu)應(yīng)力大、承載強(qiáng)度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)工藝簡單、承載強(qiáng)度高的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方 法及設(shè)備。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，包括步驟
首先，將石英玻璃原料坨拉制成異型棒毛坯，所述異型棒毛坯一端的直徑大于另一端 的直徑；然后，將所述異型棒毛坯加工成需要形狀的異型棒。
本發(fā)明的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)設(shè)備，包括熔化爐，所述熔化爐的下部設(shè)有錐形
下料U，所述錐形下料口的側(cè)壁與水平面的夾角為30 40。。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方 法及設(shè)備，由于首先將石英玻璃原料坨拉制成兩端直徑不同的異型棒毛坯，然后將異型棒 毛坯加工成需要形狀的異型棒。拉直異型棒所用的熔化爐的下部的錐形下料口的側(cè)壁與水 平面的夾角為30 40。，用于實(shí)現(xiàn)異型棒毛坯的拉制。省去了焊接和焊接后的退火步驟， 使工藝簡單；且產(chǎn)品中不存在接口、內(nèi)質(zhì)均勻、承載強(qiáng)度高。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中的一種大規(guī)格異型石英玻璃把持棒的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的方法拉制的異型棒毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明中熔化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖2所示
首先，將石英玻璃原料坨拉制成異型棒毛坯，異型棒毛坯一端的直徑大于另一端的直
徑，形成大、小端異型棒毛坯；
然后，將異型棒毛坯加工成需要形狀的異型棒。這樣，既可以避免使用直徑不同的毛
坯棒焊接產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷；又可以避免使用大直徑毛坯棒加工異型棒造成的得料率低的缺陷。
將所述異型棒毛坯加工成需要形狀的異型棒之后，還包括對(duì)加工后的異型棒進(jìn)行火焰 拋光?；鹧鎾伖夤ば虻哪康氖窍⒉ＡП砻娴男×鸭y，增強(qiáng)把持棒強(qiáng)度。但是，高溫 火焰拋光時(shí)，玻璃表面溫度的瞬間上升，會(huì)產(chǎn)生很大的表面應(yīng)力，在微裂紋梢端的應(yīng)力集 中會(huì)產(chǎn)生更大的應(yīng)力集中，引起棒的炸裂。
本發(fā)明在進(jìn)行所述火焰拋光之前，首先對(duì)加工后的異型棒用HF酸浸泡，鈍化小裂紋夾 角，減小應(yīng)力集中強(qiáng)度。
在進(jìn)行所述火焰拋光時(shí)，還可以首先對(duì)異型棒進(jìn)行預(yù)熱，以減小火焰拋光瞬間表面產(chǎn) 生的張應(yīng)力，減少炸棒的危險(xiǎn)。
對(duì)異型棒進(jìn)行火焰拋光之后，還可以對(duì)所述異型棒進(jìn)行精密退火。在進(jìn)行所述精密退 火時(shí)，多根異型棒在退火爐中分成多層擺放。如每爐20根，分4層或5層擺放等。可以降低 爐膛內(nèi)氣流的對(duì)流程度，減小因?qū)α鳟a(chǎn)生的污染及溫差。同時(shí)，還可以提高生產(chǎn)率。
異型棒在退火爐中進(jìn)行精密退火時(shí)，其支撐點(diǎn)可以多于或等于3個(gè)，多點(diǎn)支撐可以減 少跨度，避免退火時(shí)產(chǎn)生彎曲。
本發(fā)明可以生產(chǎn)一端的直徑為75 85mra;另一端的直徑為35 45mm的異型棒毛坯。如一端的直徑為80mm;另一端的直徑為40mm的異型棒毛坯。也可以生產(chǎn)其它尺寸的異型棒毛 坯，具體異型棒毛坯的尺寸可以根據(jù)異型棒的尺寸確定，留出加工余量。
本發(fā)明的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)設(shè)備，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖3所示 包括熔化爐，熔化爐的下部設(shè)有錐形下料口l，錐形下料口l的側(cè)壁與水平面的夾角a
可以為30 4(T ，如35°等。在這一角度下，容易將石英玻璃原料坨拉制成上述的異型棒毛坯。
錐形下料口l的直徑4)可以為85 90mm，根據(jù)需拉制的異型棒毛坯的尺寸，也可以選 用其它的尺寸。
本發(fā)明中的烙化爐包括中頻感應(yīng)加熱線圈3，中頻感應(yīng)加熱線圈3纏繞在熔化爐的周 圍，中頻感應(yīng)加熱線圈3下部的纏繞密度可以大于上部的纏繞密度，可以使錐形下料口l的 溫度大于其上部的溫度，容易實(shí)現(xiàn)拉制異型棒毛坯需要的溫度。
熔化爐的發(fā)熱體2可以采用石墨發(fā)熱體。
石英玻璃的軟化或熔化溫度很高且高溫粘度很大，溫度過高石英玻璃在出料口處因粘 度低無法成型或造成所拉制的棒產(chǎn)生彎曲，溫度過低則石英玻璃無法拉制。而通常熔拉大 直徑的石英棒需要爐子的熔化能力高，出料量大的；而拉制小直徑的石英棒需要爐子的熔 化能力相對(duì)較低，出料量也相對(duì)較小，因此在熔拉大、小直徑于一體的異型棒需要爐子能 同時(shí)滿足熔化能力高、低，出料量大、小的要求。
本發(fā)明中的熔化爐在感應(yīng)圈的分布上采用下密上疏的螺旋繞纏方式；在下料口的結(jié)構(gòu) 上經(jīng)實(shí)驗(yàn)選擇a在30-40度之間；下料口的直徑cD選擇在85-90mm之間。這種結(jié)構(gòu)可以滿足 了拉制大、小直徑(如大直徑80腿、小直徑40mm)于一體的異型石英玻璃棒毛坯的熔拉要 求。該熔化爐拉制出的異型石英玻璃棒毛坯經(jīng)雙折射儀定性檢測，應(yīng)力情況可以滿足冷加 工的要求。
本發(fā)明采用一次熔拉成型的工藝方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用中頻熔拉技術(shù)將 石英玻璃坨在高溫下熔融直接拉出異型棒毛坯，省去了焊接和退火步驟，工藝簡單；且產(chǎn) 品中不存在接口、內(nèi)質(zhì)均勻、不存在任何的結(jié)構(gòu)缺陷，提高了石英玻璃把持棒的強(qiáng)度，同 時(shí)大大提高了加工得料率，加工得料率可以達(dá)到52 59%，是現(xiàn)有技術(shù)中的兩倍以上。同 時(shí)，該工藝為一次成型，簡化了工藝過程，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括步驟首先，將石英玻璃原料坨拉制成異型棒毛坯，所述異型棒毛坯一端的直徑大于另一端的直徑；然后，將所述異型棒毛坯加工成需要形狀的異型棒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其特征在于，將所述異型 棒毛坯加工成需要形狀的異型棒之后，還包括對(duì)所述異型棒進(jìn)行火焰拋光；在進(jìn)行所述火焰拋光之前，首先對(duì)所述異型棒用HF酸浸泡。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其特征在于，在進(jìn)行所述 火焰拋光之前，還要對(duì)所述異型棒進(jìn)行預(yù)熱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其特征在于，對(duì)所述異型 棒進(jìn)行火焰拋光之后，還包括對(duì)所述異型棒進(jìn)行精密退火；在進(jìn)行所述精密退火工藝時(shí)，多根所述異型棒在退火爐中分成多層擺放。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述異型棒 在退火爐中的支撐點(diǎn)多于或等于3個(gè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述異型棒 毛坯一端的直徑為75 85mm;另一端的直徑為35 45mm。
7、 一種異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)設(shè)備，包括熔化爐，其特征在于，所述熔化爐的 下部設(shè)有錐形下料口，所述錐形下料口的側(cè)壁與水平面的夾角為30 40。。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述錐形下 料口的直徑為85 90mm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述熔化爐 包括中頻感應(yīng)加熱線圈，所述中頻感應(yīng)加熱線圈下部的纏繞密度大于上部的纏繞密度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述熔化 爐包括發(fā)熱體，所述發(fā)熱體為石墨發(fā)熱體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異型石英玻璃把持棒的生產(chǎn)方法及設(shè)備，首先將石英玻璃原料坨拉制成兩端直徑不同的異型棒毛坯；然后將異型棒毛坯加工成異型棒；再對(duì)所述異型棒進(jìn)行火焰拋光和精密退火。拉制異型棒毛坯所用的熔化爐的下部設(shè)有錐形下料口，錐形下料口的側(cè)壁與水平面的夾角為30～40°錐形下料口的直徑為85～90mm。熔化爐的中頻感應(yīng)加熱線圈下部的纏繞密度大于上部的纏繞密度，熔化爐采用(中頻感應(yīng))石墨發(fā)熱。省去了異型棒焊接和焊接后的退火步驟，使工藝簡單、生產(chǎn)率提高，且產(chǎn)品中不存在接口、內(nèi)質(zhì)均勻、承載強(qiáng)度高。
文檔編號(hào)C03B23/00GK101289272SQ20081011320
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者向在奎, 敏 孔, 冬 王, 王佳佳, 王友軍 申請(qǐng)人:北京金格蘭石英玻璃有限公司