一種光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，包括有床身，床身上分別安設(shè)往復(fù)移動(dòng)座和噴燈，往復(fù)移動(dòng)座上安設(shè)有旋轉(zhuǎn)夾頭，其特征在于所述的噴燈對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭安設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸線的下方，且噴燈與進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給方向與旋轉(zhuǎn)軸線垂直。本發(fā)明噴燈可以隨著預(yù)制棒沉積直徑的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制，使噴燈與預(yù)制棒沉積面的間距保持相對(duì)恒定，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(yù)制棒的沉積精度和沉積質(zhì)量；從而有效提高沉積加工的效率；采用多個(gè)旋轉(zhuǎn)夾頭和多個(gè)噴燈的結(jié)構(gòu)，能夠大大提高外部法沉積加工光纖預(yù)制棒的加工效率。
【專利說明】一種光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，屬于光纖預(yù)制棒制造設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖預(yù)制棒的制造有多種方法，目前主要分為管內(nèi)沉積法和管外沉積法。管內(nèi)法主要有改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法MCVD和微波等離子化學(xué)氣相沉積法PCVD，管內(nèi)沉積方法由于受到沉積管徑的限制，直徑不易做大，適于制造預(yù)制棒的芯棒及較小直徑的特種光纖預(yù)制棒，芯棒制成后再進(jìn)行套管或等離子噴涂，以制造預(yù)制棒的外包層部分，最終制造大直徑預(yù)制棒，制作過程較為復(fù)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(shí)際生產(chǎn)中，預(yù)制棒的外徑能夠達(dá)到150mm以上。
[0003]光纖市場(chǎng)的發(fā)展極為迅速，競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，為降低光纖制造成本，近年來OVD(Outside Chemical Vapor Deposition)沉積法制造預(yù)制棒向二個(gè)方向發(fā)展,一是預(yù)制棒越做越大，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單個(gè)預(yù)制棒可拉絲光纖8000km以上。中國專利號(hào)CN 101328012A采用VAD方法制造大直徑光纖預(yù)制棒芯棒，將芯棒延伸后插入到石英套管內(nèi)，送入到延伸爐內(nèi)進(jìn)行加熱軟化熔合成大尺寸的預(yù)制棒。中國專利號(hào)CN1884165提供了一種VAD方法制造預(yù)制棒芯棒，在光纖拉絲的同時(shí)把芯棒與套管一起熔縮實(shí)現(xiàn)拉絲，減少工序，降低成本，突現(xiàn)制造大預(yù)制棒的方法。另一個(gè)方向是單一設(shè)備內(nèi)部沉積的預(yù)制棒數(shù)量增加，單臺(tái)OVD設(shè)備可以同時(shí)沉積多個(gè)預(yù)制 棒，沉積設(shè)備的效率得到充分的利用，在設(shè)備投資增加很少的情況下，單一設(shè)備產(chǎn)能得到大幅提高，中國專利號(hào)為CN 1778743A提出了一種能同時(shí)安裝和制造多個(gè)預(yù)制棒，并能夠根據(jù)預(yù)制棒長度進(jìn)行車床調(diào)整的單一設(shè)備多預(yù)制棒同時(shí)制造系統(tǒng)。然而，現(xiàn)有的外部氣相沉積設(shè)備中噴燈與靶棒的中心線間距是固定不變的，隨著沉積預(yù)制棒直徑的變化，噴燈與預(yù)制棒沉積面的距離會(huì)越來越小，這不僅會(huì)影響粉塵顆粒度和沉積效果，而且也會(huì)影響沉積加工的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能使噴燈與預(yù)制棒沉積面的間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整以保持相對(duì)恒定的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，它不僅能增強(qiáng)預(yù)制棒的沉積質(zhì)量而且能提聞沉積的效率。
[0005]本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:包括有床身，床身上分別安設(shè)往復(fù)移動(dòng)座和噴燈，往復(fù)移動(dòng)座上安設(shè)有旋轉(zhuǎn)夾頭，其特征在于所述的噴燈對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭安設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸線的下方，且噴燈與進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給方向與旋轉(zhuǎn)軸線相垂直。
[0006]按上述方案，在床身上還安設(shè)有測(cè)距單元，測(cè)距單元對(duì)噴燈與沉積面之間的間距進(jìn)行連續(xù)或間斷的在線檢測(cè)。[0007]按上述方案，設(shè)置有控制單元，所述的控制單元與測(cè)距單元和進(jìn)給機(jī)構(gòu)分別相連，使噴燈與預(yù)制棒沉積面的間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整或保持相對(duì)恒定。
[0008]按上述方案，在床身的兩側(cè)分別安設(shè)固定滑板，固定滑板上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述的往復(fù)移動(dòng)座安設(shè)在固定滑板上與導(dǎo)軌相配置，旋轉(zhuǎn)夾頭安設(shè)在往復(fù)移動(dòng)座上，兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)夾頭的旋轉(zhuǎn)軸線相重合。
[0009]按上述方案，所述的往復(fù)移動(dòng)座為水平往復(fù)移動(dòng)座，所述的進(jìn)給機(jī)構(gòu)為垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
[0010]按上述方案，測(cè)距單元在沉積過程中連續(xù)測(cè)量噴燈與沉積面之間的間距，并實(shí)時(shí)反饋到控制單元，控制單元對(duì)比設(shè)定值后，輸出信號(hào)到進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)噴燈和沉積面間距的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。
[0011]按上述方案，所述的垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括垂直升降平臺(tái)，垂直升降平臺(tái)兩端與導(dǎo)桿或垂直導(dǎo)軌相連，中間與絲桿螺母驅(qū)動(dòng)裝置相連，在垂直升降平臺(tái)上安設(shè)噴燈。
[0012]按上述方案，所述的水平往復(fù)移動(dòng)座包括水平移動(dòng)臺(tái)，水平移動(dòng)臺(tái)的下面前后兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽與固定滑板上設(shè)置的縱向?qū)к壪嗯渲?，水平移?dòng)臺(tái)的下面還與往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置相連。
[0013]按上述方案，所述的水平往復(fù)移動(dòng)座上平行間隔安設(shè)有1~4對(duì)旋轉(zhuǎn)夾頭，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭在垂直升降平臺(tái)上間隔安設(shè)1~4個(gè)噴燈。
[0014]按上述方案，在往復(fù)移動(dòng)座上方旋轉(zhuǎn)夾頭外安設(shè)有防護(hù)罩，防護(hù)罩上設(shè)置有觀察窗，防護(hù)罩上方與排氣 管道相連通。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:1、噴燈可以隨著預(yù)制棒沉積直徑的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制，使噴燈與預(yù)制棒沉積面的間距保持相對(duì)恒定，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(yù)制棒的沉積精度和沉積質(zhì)量；2、由于沉積過程中噴燈始終保持最佳噴射距，能使噴射粉末盡可能多的沉積在靶棒上，從而有效提高沉積加工的效率；3、采用多個(gè)旋轉(zhuǎn)夾頭和多個(gè)噴燈的結(jié)構(gòu)，使得一臺(tái)設(shè)備能同時(shí)加工多根預(yù)制棒，能夠大大提高外部法沉積加工光纖預(yù)制棒的加工效率；4、可以避免腐蝕性化學(xué)反應(yīng)物對(duì)加工環(huán)境的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴燈垂直升降平臺(tái)的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的噴燈的正視結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的正視結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方案。
[0020]包括有床身8，在床身的兩側(cè)分別安設(shè)固定滑板13，固定滑板上設(shè)置有縱向?qū)к?，在固定滑板上安設(shè)往復(fù)移動(dòng)座與縱向?qū)к壪嗯渲?，所述的往?fù)移動(dòng)座為水平往復(fù)移動(dòng)座，所述的水平往復(fù)移動(dòng)座包括水平移動(dòng)臺(tái)，水平移動(dòng)臺(tái)的下面前后兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽與固定滑板上設(shè)置的縱向?qū)к夗?xiàng)配置，水平移動(dòng)臺(tái)的下面還與往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置相連。水平往復(fù)移動(dòng)座上平行間隔安設(shè)3對(duì)旋轉(zhuǎn)夾頭14，每對(duì)旋轉(zhuǎn)夾頭分別與兩側(cè)的水平往復(fù)移動(dòng)座相連，每對(duì)對(duì)應(yīng)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)夾頭的旋轉(zhuǎn)軸線相重合。旋轉(zhuǎn)夾頭能隨水平往復(fù)移動(dòng)座沿旋轉(zhuǎn)軸線前后移動(dòng)，以調(diào)整每對(duì)旋轉(zhuǎn)夾頭之間的距離，用于加工不同長度的靶棒12。對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭在旋轉(zhuǎn)軸線的下方安設(shè)3個(gè)噴燈2，噴燈與進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連，所述的進(jìn)給機(jī)構(gòu)為垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述的垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括垂直升降平臺(tái)6，垂直升降平臺(tái)兩端與導(dǎo)桿或垂直導(dǎo)軌4相連，中間與絲桿螺母驅(qū)動(dòng)裝置相連，所述的絲桿螺母驅(qū)動(dòng)裝置包括與垂直升降平臺(tái)固聯(lián)的螺母套5，和與螺母套向配置的絲桿7，絲桿的下端通過聯(lián)軸器10與步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)。在垂直升降平臺(tái)上對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭平行間隔安設(shè)噴燈。噴燈通過噴燈固定單元3與垂直升降平臺(tái)相聯(lián)，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(tái)上，使得噴燈可以隨著升降平臺(tái)6的移動(dòng)而上下移動(dòng)，氣體連接管道上端連接噴燈，下端連接氣體流量控制系統(tǒng)。在床身上還安設(shè)有測(cè)距單元11，測(cè)距單元對(duì)噴燈與沉積面之間的間距進(jìn)行連續(xù)或間斷的在線檢測(cè)。設(shè)置有控制單元，所述的控制單元與測(cè)距單元和進(jìn)給機(jī)構(gòu)分別相連，使噴燈與預(yù)制棒I沉積面的間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整或保持相對(duì)恒定。在往復(fù)移動(dòng)座上方旋轉(zhuǎn)夾頭外安設(shè)有防護(hù)罩，防護(hù)罩上設(shè)置有觀察窗，防護(hù)罩上方與排氣管道相連通。
[0021]噴燈2提供化學(xué)氣體燃燒反應(yīng)器，主要的化學(xué)反應(yīng)如下:
2H2+02=2H20
SiCL4+H20=Si02+HCL (水解反應(yīng))
SiCL4+02=Si02+2CL2 (氧化反應(yīng))
由氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量，四氯化娃反應(yīng)生產(chǎn)二氧化娃，大部分的二氧化娃粉末會(huì)沉積在靶棒的表面，形成粉末預(yù)制棒，同時(shí)預(yù)制棒的直徑和重量慢慢增加，沒有成為預(yù)制棒的部分由排氣系統(tǒng)帶走 ，進(jìn)行后續(xù)處理。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，包括有床身，床身上分別安設(shè)往復(fù)移動(dòng)座和噴燈，往復(fù)移動(dòng)座上安設(shè)有旋轉(zhuǎn)夾頭，其特征在于所述的噴燈對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭安設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸線的下方，且噴燈與進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給方向與旋轉(zhuǎn)軸線相垂直。
2.按權(quán)利要求1所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于在床身上還安設(shè)有測(cè)距單元，測(cè)距單元對(duì)噴燈與沉積面之間的間距進(jìn)行連續(xù)或間斷的在線檢測(cè)。
3.按權(quán)利要求2所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于設(shè)置有控制單元，所述的控制單元與測(cè)距單元和進(jìn)給機(jī)構(gòu)分別相連，使噴燈與預(yù)制棒沉積面的間距進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整或保持相對(duì)恒定。
4.按權(quán)利要求1或2所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于在床身的兩側(cè)分別安設(shè)固定滑板，固定滑板上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述的往復(fù)移動(dòng)座安設(shè)在固定滑板上與導(dǎo)軌相配置，旋轉(zhuǎn)夾頭安設(shè)在往復(fù)移動(dòng)座上，兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的旋轉(zhuǎn)夾頭的旋轉(zhuǎn)軸線相重口 ο
5.按權(quán)利要求1或2所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于所述的往復(fù)移動(dòng)座為水平往復(fù)移動(dòng)座，所述的進(jìn)給機(jī)構(gòu)為垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
6.按權(quán)利要求3所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于測(cè)距單元在沉積過程中連續(xù)測(cè)量噴燈與沉積面之間的間距，并實(shí)時(shí)反饋到控制單元，控制單元對(duì)比設(shè)定值后，輸出信號(hào)到進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)噴燈和沉積面間距的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。
7.按權(quán)利要求5所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于所述的垂直進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括垂直升降平臺(tái) ，垂直升降平臺(tái)兩端與導(dǎo)桿或垂直導(dǎo)軌相連，中間與絲桿螺母驅(qū)動(dòng)裝置相連，在垂直升降平臺(tái)上安設(shè)噴燈。
8.按權(quán)利要求5所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于所述的水平往復(fù)移動(dòng)座包括水平移動(dòng)臺(tái)，水平移動(dòng)臺(tái)的下面前后兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽與固定滑板上設(shè)置的縱向?qū)к壪嗯渲?，水平移?dòng)臺(tái)的下面還與往復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置相連。
9.按權(quán)利要求5所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于所述的水平往復(fù)移動(dòng)座上平行間隔安設(shè)有1~4對(duì)旋轉(zhuǎn)夾頭，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)夾頭在垂直升降平臺(tái)上間隔安設(shè)1~4個(gè)噴燈。
10.按權(quán)利要求1或2所述的光纖預(yù)制棒外部氣相沉積法沉積機(jī)床，其特征在于在往復(fù)移動(dòng)座上方旋轉(zhuǎn)夾頭外安設(shè)有防護(hù)罩，防護(hù)罩上設(shè)置有觀察窗，防護(hù)罩上方與排氣管道相連通。
【文檔編號(hào)】C03B37/018GK103964684SQ201410178584
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】張宏勝, 顧立新, 孫建華, 王瑞春, 渠馳, 高則尚 申請(qǐng)人:長飛光纖光纜股份有限公司