本发明涉及光纤设备领域，特别涉及一种采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备。
背景技术：
光纤预制棒又称制棒，其制造过程为将四氯化硅等原材料制成与光纤具有相同折射率分布，直径为1至3厘米的预制棒的过程。制造方法有多种，普遍采用的有：mcvd法、vcd法、ovd法和pcvd法。其中vcd法属于外管法，是将高纯度的四氯化硅、四绿化锗等试剂以气态送入氢氧焰喷灯中氧化成超细的二氧化硅和二氧化锗等粉尘沉积在旋转状态的作为靶子的石英玻璃种棒的下端面，形成轴向生长的一个坯，种棒不断旋转且向上提升，便形成多孔粉尘预制棒。该棒在环装的加热器内，由较高压力的氦气为载体携带高纯度的氯气进行脱水并缩熔缩成透明的光纤预制棒。
由vad法可知，现有的光纤预制棒在制作过程中，需要消耗大量的氦气，而由于天然氦气十分稀少且价格昂贵，导致现有的制造设备制造预制棒的成本较高，不仅如此，制造过程中，由于氢氧焰喷灯的角度位置固定，导致预制棒的形成过程中，二氧化硅和二氧化锗在多孔坯棒的表面沉积不均匀，直接降低了制成的光纤预制棒的质量。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备，包括底座、支柱、升降机构、制造塔、进气管、出气管、处理机构、第一电机、种棒和坯棒，所述支柱和制造塔均固定在底座上，所述支柱位于制造塔的一侧，所述处理机构、进气管和出气管均位于制造塔的另一侧，所述进气管位于出气管的下方，所述升降机构和第一电机均设置在制造塔的上方，所述升降机构与第一电机传动连接，所述种棒位于第一电机的下方，所述种棒的顶端与第一电机的输出轴固定连接，所述种棒的底端设置在坯棒内，所述坯棒的顶端设置在制造塔的上方，所述坯棒的底端设置在制造塔内；
所述处理机构包括原料室、混合室、通气室、燃烧室、反应室、连接管、导气管和回流管，所述混合室、通气室、原料室、反应室和燃烧室依次设置在制造塔的远离支柱的一侧，所述混合室与进气管连通，所述混合室通过通气室与原料室连通，所述燃烧室通过导气管与出气管连通，所述燃烧室通过连接管与反应室连通，所述反应室通过回流管与混合室连通；
所述反应室内设有反应液和流量计，所述连接管的远离燃烧室的一端设置在反应液的液面下，所述流量计固定在反应室内的靠近回流管的一侧的内壁上；
所述反应室的上方设有加料口，所述加料口内设有堵块；
所述制造塔内设有平移机构、侧杆、支架、x光探测器和氢氧焰喷灯，所述支架的竖向截面的形状为u形且u形截面的开口指向坯棒，所述平移机构设置在制造塔内的远离混合室的一侧，所述平移机构与侧杆的一端传动连接，所述侧杆的另一端与支架固定连接，所述x光探测器固定在支架的一端，所述氢氧焰喷灯固定在支架的另一端。
作为优选，为了带动侧杆上下移动，所述平移机构包括第二电机、缓冲块、第二驱动轴和滑块，所述第二电机固定在制造塔内的顶部，所述缓冲块固定在制造塔内的底部，所述第二驱动轴设置在第二电机和缓冲块之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述第二驱动轴的外周上设有外螺纹，所述滑块套设在第二驱动轴上，所述滑块内设有内螺纹，所述滑块内的内螺纹与第二驱动轴上的外螺纹相匹配，所述滑块与侧杆固定连接。第二电机运行时，带动第二驱动轴沿其中心轴线旋转，使第二驱动轴上的外螺纹与滑块内的内螺纹相互作用，从而带动滑块在第二驱动轴的方向上移动，进而实现侧杆的上下移动。
作为优选，为了保证侧杆平稳地升降，所述制造塔内还设有固定杆，所述固定杆位于第二驱动轴和坯棒之间，所述固定杆的顶端和底端分别固定在制造塔内的顶部和底部，所述侧杆套设在固定杆上。
作为优选，为了带动第一电机和种棒向上移动，所述升降机构包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、铰接块、升降板和两个连杆，所述固定块固定在制造塔的上方，所述移动块设置在固定块和驱动单元之间，所述驱动单元与移动块传动连接，所述伸缩架的底端的两侧分别与固定块和移动块铰接，所述伸缩架的顶端的两侧分别通过两个连杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在升降板的一端，所述升降板的另一端与第一电机固定连接。通过驱动单元使移动块向固定块移动，从而使伸缩架伸缩，通过连杆带动升降板向上移动，从而实现第一电机和种棒向上移动。
作为优选，为了驱动移动块移动，所述驱动单元包括气泵、气缸和活塞，所述气泵和气缸均固定在支柱上，所述气泵与气缸连通，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端与移动块固定连接。气泵调节气缸中的气压，从而改变活塞的位置，带动移动块移动。
作为优选，为了便于检测反应室内反应液的酸碱性以确认反应液中的碱性物质是否被消耗完，所述反应室内设有ph计。
作为优选，为了便于调节从原料室中导出的氦气用量，所述通气室内设有通气机构，所述通气机构包括进气口、出气口、第三电机、第三驱动轴和两个通气单元，所述出气口设置在通气室内的靠近混合室的一侧，所述进气口设置在通气室内的另一侧，所述进气口与原料室连通，所述出气口与混合室连通，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，两个通气单元分别设置在第三驱动轴的两侧，两个通气单元包括若干扇叶，所述扇叶均匀分布在第三驱动轴上。第三电机运行，从而带动第三驱动轴沿其中心轴线旋转，使扇叶旋转产生气流，通过调节第三电机的转速，可控制气流的大小，从而调节原料室中的氦气用量。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制第三电机的转速，所述第三电机为无刷直流电机。
作为优选，为了固定第三驱动轴的位置，所述通气机构还包括固定管，所述固定管固定在通气室内靠近混合室的一侧，所述固定管套设在第三驱动轴上。
作为优选，为了便于挪动堵块，所述堵块的上方设有把手。
该设备在采用vad法制造光纤预制棒时，为了减少氦气的消耗，从而降低设备的生产成本，通过制造塔一侧的处理机构对制造塔排出的废气进行处理，收集废气中的氦气，从而减少氦气的消耗。在处理机构中，首先由导气管收集从排气管排出的废气，而后通过燃烧室，在燃烧室中将废气进行燃烧处理，从而去除废气中的氧气、氢气和氯气，燃烧生成水汽和氯化氢气体，通过连接管进入处理室中，处理室内设有反应液，反应液为碱性溶液，能够中和废气中的氯化氢等酸性气体，同时利用ph计检测反应液的酸碱性，当反应液转为中性时，表示反应液中的碱性物质被消耗，此时通过把手打开堵块，加入碱性药剂，使反应液能够继续对酸性气体进行中和，对废气进行中和后，废气中的氦气由于为惰性气体，得以保留，这些保留的氦气通过回流管进入混合室内，再由混合室进入制造塔中，从而减少了从原料室流出的氦气用量，为了能够精确控制氦气用量，由反应室中的流量计检测氦气流量，根据氦气流量，通气室内的第三电机控制扇叶的转速，从而调节从原料室中流出的氦气用量，从而精确控制了氦气的用量。该采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备通过处理机构回收利用从出气管排出的废气中的氦气，从而减少了原料室中氦气的用量，进而降低了光纤预制棒的生产成本。
为了在坯棒表面形成分布均匀的二氧化硅和二氧化锗沉积层，从而提高光纤预制棒的生产质量，在制造塔内，由平移机构带动框架上下移动，在框架上下移动的过程中，利用框架一端的x光探测器检测坯棒表面的沉积层分布情况，当二氧化硅和二氧化锗沉积较少时，框架另一端的氢氧焰喷灯喷出气态的超细的四氯化硅和四氯化锗粉尘，高温氧化作用下，形成二氧化硅和二氧化锗，附着在坯棒的表面，从而形成分布均匀的沉积层，提高光纤预制棒的生产质量。该采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备通过平移机构带动框架上下移动，利用x光探测器进行检测，并通过氢氧焰喷灯喷射粉尘，使坯棒表面沉积层均匀分布，从而提高了光纤预制棒的生产质量。
本发明的有益效果是，该采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备通过处理机构回收利用从出气管排出的废气中的氦气，从而减少了原料室中氦气的用量，进而降低了光纤预制棒的生产成本，不仅如此，通过平移机构带动框架上下移动，利用x光探测器进行检测，并通过氢氧焰喷灯喷射粉尘，使坯棒表面沉积层均匀分布，从而提高了光纤预制棒的生产质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备的结构示意图；
图2是本发明的采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备的升降机构的结构示意图
图3是本发明的采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备的反应室的剖视图
图4是本发明的采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备的通气机构的结构示意图；
图5是本发明的采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备的平移机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.支柱，3.制造塔，4.进气管，5.出气管，6.第一电机，7.种棒，8.坯棒，9.原料室，10.混合室，11.通气室，12.燃烧室，13.反应室，14.连接管，15.导气管，16.回流管，17.流量计，18.加料口，19.堵块，20.侧杆，21.支架，22.x光探测器，23.氢氧焰喷灯，24.第二电机，25.缓冲块，26.第二驱动轴，27.滑块，28.固定杆，29.移动块，30.伸缩架，31.铰接块，32.升降板，33.连杆，34.气泵，35.气缸，36.活塞，37.ph计，38.进气口，39.出气口，40.第三电机，41.第三驱动轴，42.把手，43.扇叶，44.固定管，45.把手，45.固定块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5示，一种采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备，包括底座1、支柱2、升降机构、制造塔3、进气管4、出气管5、处理机构、第一电机6、种棒7和坯棒8，所述支柱2和制造塔3均固定在底座1上，所述支柱2位于制造塔3的一侧，所述处理机构、进气管4和出气管5均位于制造塔3的另一侧，所述进气管4位于出气管5的下方，所述升降机构和第一电机6均设置在制造塔3的上方，所述升降机构与第一电机6传动连接，所述种棒7位于第一电机6的下方，所述种棒7的顶端与第一电机6的输出轴固定连接，所述种棒7的底端设置在坯棒8内，所述坯棒8的顶端设置在制造塔3的上方，所述坯棒8的底端设置在制造塔3内；
所述处理机构包括原料室9、混合室10、通气室11、燃烧室12、反应室13、连接管14、导气管15和回流管16，所述混合室10、通气室11、原料室9、反应室13和燃烧室12依次设置在制造塔3的远离支柱2的一侧，所述混合室10与进气管4连通，所述混合室10通过通气室11与原料室9连通，所述燃烧室12通过导气管15与出气管5连通，所述燃烧室12通过连接管14与反应室13连通，所述反应室13通过回流管16与混合室10连通；
所述反应室13内设有反应液和流量计17，所述连接管14的远离燃烧室12的一端设置在反应液的液面下，所述流量计17固定在反应室13内的靠近回流管16的一侧的内壁上；
所述反应室13的上方设有加料口18，所述加料口18内设有堵块19；
所述制造塔3内设有平移机构、侧杆20、支架21、x光探测器22和氢氧焰喷灯23，所述支架21的竖向截面的形状为u形且u形截面的开口指向坯棒8，所述平移机构设置在制造塔3内的远离混合室10的一侧，所述平移机构与侧杆20的一端传动连接，所述侧杆20的另一端与支架21固定连接，所述x光探测器22固定在支架21的一端，所述氢氧焰喷灯23固定在支架21的另一端。
作为优选，为了带动侧杆20上下移动，所述平移机构包括第二电机24、缓冲块25、第二驱动轴26和滑块27，所述第二电机24固定在制造塔3内的顶部，所述缓冲块25固定在制造塔3内的底部，所述第二驱动轴26设置在第二电机24和缓冲块25之间，所述第二电机24与第二驱动轴26传动连接，所述第二驱动轴26的外周上设有外螺纹，所述滑块27套设在第二驱动轴26上，所述滑块27内设有内螺纹，所述滑块27内的内螺纹与第二驱动轴26上的外螺纹相匹配，所述滑块27与侧杆20固定连接。第二电机24运行时，带动第二驱动轴26沿其中心轴线旋转，使第二驱动轴26上的外螺纹与滑块27内的内螺纹相互作用，从而带动滑块27在第二驱动轴26的方向上移动，进而实现侧杆20的上下移动。
作为优选，为了保证侧杆20平稳地升降，所述制造塔3内还设有固定杆28，所述固定杆28位于第二驱动轴26和坯棒8之间，所述固定杆28的顶端和底端分别固定在制造塔3内的顶部和底部，所述侧杆20套设在固定杆28上。
作为优选，为了带动第一电机6和种棒7向上移动，所述升降机构包括驱动单元、移动块29、固定块45、伸缩架30、铰接块31、升降板32和两个连杆33，所述固定块45固定在制造塔3的上方，所述移动块29设置在固定块45和驱动单元之间，所述驱动单元与移动块29传动连接，所述伸缩架30的底端的两侧分别与固定块45和移动块29铰接，所述伸缩架30的顶端的两侧分别通过两个连杆33与铰接块31铰接，所述铰接块31固定在升降板32的一端，所述升降板32的另一端与第一电机6固定连接。通过驱动单元使移动块29向固定块45移动，从而使伸缩架30伸缩，通过连杆33带动升降板32向上移动，从而实现第一电机6和种棒7向上移动。
作为优选，为了驱动移动块29移动，所述驱动单元包括气泵34、气缸35和活塞36，所述气泵34和气缸35均固定在支柱2上，所述气泵34与气缸35连通，所述活塞36的一端设置在气缸35内，所述活塞36的另一端与移动块29固定连接。气泵34调节气缸35中的气压，从而改变活塞36的位置，带动移动块29移动。
作为优选，为了便于检测反应室13内反应液的酸碱性以确认反应液中的碱性物质是否被消耗完，所述反应室13内设有ph计37。
作为优选，为了便于调节从原料室9中导出的氦气用量，所述通气室11内设有通气机构，所述通气机构包括进气口38、出气口39、第三电机40、第三驱动轴41和两个通气单元，所述出气口39设置在通气室11内的靠近混合室10的一侧，所述进气口38设置在通气室11内的另一侧，所述进气口38与原料室9连通，所述出气口39与混合室10连通，所述第三电机40与第三驱动轴41传动连接，两个通气单元分别设置在第三驱动轴41的两侧，两个通气单元包括若干扇叶43，所述扇叶43均匀分布在第三驱动轴41上。第三电机40运行，从而带动第三驱动轴41沿其中心轴线旋转，使扇叶43旋转产生气流，通过调节第三电机40的转速，可控制气流的大小，从而调节原料室9中的氦气用量。
作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制第三电机40的转速，所述第三电机40为无刷直流电机。
作为优选，为了固定第三驱动轴41的位置，所述通气机构还包括固定管44，所述固定管44固定在通气室11内靠近混合室10的一侧，所述固定管44套设在第三驱动轴41上。
作为优选，为了便于挪动堵块19，所述堵块19的上方设有把手42。
该设备在采用vad法制造光纤预制棒时，为了减少氦气的消耗，从而降低设备的生产成本，通过制造塔3一侧的处理机构对制造塔3排出的废气进行处理，收集废气中的氦气，从而减少氦气的消耗。在处理机构中，首先由导气管15收集从排气管排出的废气，而后通过燃烧室12，在燃烧室12中将废气进行燃烧处理，从而去除废气中的氧气、氢气和氯气，燃烧生成水汽和氯化氢气体，通过连接管14进入处理室中，处理室内设有反应液，反应液为碱性溶液，能够中和废气中的氯化氢等酸性气体，同时利用ph计37检测反应液的酸碱性，当反应液转为中性时，表示反应液中的碱性物质被消耗，此时通过把手42打开堵块19，加入碱性药剂，使反应液能够继续对酸性气体进行中和，对废气进行中和后，废气中的氦气由于为惰性气体，得以保留，这些保留的氦气通过回流管16进入混合室10内，再由混合室10进入制造塔3中，从而减少了从原料室9流出的氦气用量，为了能够精确控制氦气用量，由反应室13中的流量计17检测氦气流量，根据氦气流量，通气室11内的第三电机40控制扇叶43的转速，从而调节从原料室9中流出的氦气用量，从而精确控制了氦气的用量。该采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备通过处理机构回收利用从出气管5排出的废气中的氦气，从而减少了原料室9中氦气的用量，进而降低了光纤预制棒的生产成本。
为了在坯棒8表面形成分布均匀的二氧化硅和二氧化锗沉积层，从而提高光纤预制棒的生产质量，在制造塔3内，由平移机构带动框架上下移动，在框架上下移动的过程中，利用框架一端的x光探测器22检测坯棒8表面的沉积层分布情况，当二氧化硅和二氧化锗沉积较少时，框架另一端的氢氧焰喷灯23喷出气态的超细的四氯化硅和四氯化锗粉尘，高温氧化作用下，形成二氧化硅和二氧化锗，附着在坯棒8的表面，从而形成分布均匀的沉积层，提高光纤预制棒的生产质量。该采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备通过平移机构带动框架上下移动，利用x光探测器22进行检测，并通过氢氧焰喷灯23喷射粉尘，使坯棒8表面沉积层均匀分布，从而提高了光纤预制棒的生产质量。
与现有技术相比，该采用vad法的成本低的智能光纤预制棒制造设备通过处理机构回收利用从出气管5排出的废气中的氦气，从而减少了原料室9中氦气的用量，进而降低了光纤预制棒的生产成本，不仅如此，通过平移机构带动框架上下移动，利用x光探测器22进行检测，并通过氢氧焰喷灯23喷射粉尘，使坯棒8表面沉积层均匀分布，从而提高了光纤预制棒的生产质量。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。