技术特征:
1.一种光纤预制棒制造设备,其特征是:它包括pcvd设备本体、石墨炉系统、尾压系统和真空系统;所述石墨炉系统的石墨炉(41)位于pcvd设备本体的气端载台(15)一侧,pcvd设备本体的泵端载台(16)一侧设置谐振腔(13),石墨炉(41)和谐振腔(13)之间设置保温炉(14),保温炉(14)上下滑移进入气端载台(15)和泵端载台(16)之间,石墨炉(41)和谐振腔(13)水平滑移进入保温炉(14)内,尾压系统与泵端载台(16)连通,真空系统与尾压系统连通。2.根据权利要求1所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述pcvd设备本体主要包括供料系统、等离子系统、保温炉系统、气端载台(15)和泵端载台(16);供料系统主要包括存储化学前驱物的料柜(11)和输送前驱物的气柜(12);等离子系统主要包括微波发生装置、微波波导传输装置、微波检测调节装置、冷却装置和谐振腔(13)组成,用于发生氧化还原反应的能量源;保温炉系统主要包括保温炉(14)连接的开合机构,以及与开合机构连接的上下滑移机构。3.根据权利要求2所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述开合机构包括开合电机(21)驱动张合的开合臂(22),开合臂(22)与保温炉(14)的二分之一箱体连接,电机(21)固定于支臂(23)上。4.根据权利要求2所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述上下滑移机构包括升降电机(31)输出端连接的主齿轮(32)啮合的从动轮(33),升降丝杆(34)与从动轮(33)连接,升降丝杆(34)与升降座(35)配合,升降座(35)沿直线轨(36)滑动,升降座(35)与开合机构的支臂(23)连接。5.根据权利要求1所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述石墨炉系统主要包括石墨炉(41)、循环冷却装置、温控系统和炉内气氛控制系统,在沉积完成后,将石墨炉(41)移动至保温炉(14)内并提供优质的高温热源。6.根据权利要求1所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述石墨炉(41)和谐振腔(13)与水平移动机构连接;水平移动机构包括滑轨(51)滑动配合的石墨炉载台(52)和谐振腔载台(53),石墨炉丝杆机构(54)和谐振腔丝杆机构(55)分别与石墨炉载台(52)和谐振腔载台(53)配合,石墨炉载台电机(56)和谐振腔载台电机(57)分别与石墨炉丝杆机构(54)和谐振腔丝杆机构(55)连接;集束箱(58)位于石墨炉载台(52)和谐振腔载台(53)之间,拖链(59)与集束箱(58)和石墨炉载台(52)和谐振腔载台(53)连接。7.根据权利要求1所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述尾压系统包括泵端压力阀(61)连通的旁通管(62),以及位于旁通管(62)上的旁通阀(63),泵端压力阀(61)与泵端载台(16)连通。8.根据权利要求1所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述真空系统包括真空泵过滤器(71)连接的真空泵(72),真空泵过滤器(71)的进气侧设置真空泵阀(73)与尾压系统的旁通管(62)连通。9.根据权利要求8所述的光纤预制棒制造设备,其特征是:所述真空泵阀(73)和旁通管(62)之间的管路中设置尾排抽风管(81),真空泵(72)出气侧设置尾排管(82)与尾排抽风管(81)连通,尾排抽风管(81)与尾排处理系统(83)连通,尾排抽风管(81)上设置抽风阀(84);尾排处理系统(83)由pid控制器控制。10.根据权利要求1~9任一项所述的光纤预制棒制造设备的光纤预制棒制造方法,其特
征是,它包括如下步骤:s1,上管,将两端接好延长管的衬管装夹到pcvd设备本体上,延长管由卡爪夹持;此步骤中,衬管两端的延长管分别穿过石墨炉(41)和谐振腔(13)与气端载台(15)和泵端载台(16)连通;s2,合炉,升降电机(31)驱动升降丝杆(34)旋转带动升降座(35)沿直线轨(36)向下滑动,保温炉(14)随升降座(35)同步下降;与此同时,开合电机(21)启动,驱动开合臂(22)带动保温炉(14)张开;当保温炉(14)下降到设定高度后,升降电机(31)停止,开合电机(21)驱动开合臂(22)带动保温炉(14)闭合;此时,衬管位于保温炉(14)内,延长管穿过保温炉(14)两端的通孔,石墨炉(41)位于保温炉(14)外,谐振腔(13)位于保温炉(14)内;s3,加温,保温炉(14)启动加热,衬管的温度逐渐升高,使保温炉(14)的温度达到设定的沉积温度;s4,抽真空,真空泵(72)启动,旁通阀(63)和抽风阀(84)关闭,抽取衬管内部的空气,使衬管内部处于高真空状态;s5,沉积,供料系统和等离子系统启动,谐振腔载台电机(57)驱动谐振腔丝杆机构(55)带动谐振腔(13)沿衬管轴向来回移动;工艺气体从泵端载台(16)快速穿过衬管流入气端载台(15),在微波作用形成等离子体并发生氧化反应,形成氧化物微粒沉积于衬管内壁表面;s6,压力控制,真空泵阀(73)关闭,气端载台(15)通入的氧气或氮气进入衬管内,当衬管内的气压达到大气压后,旁通阀(63)和抽风阀(84)打开,衬管内的压力转入受尾压系统控制状态,通过进气和微负压压力pid控制使衬管内部的压力稳定;s7,开炉,开合电机(21)启动,驱动开合臂(22)带动保温炉(14)张开;同时升降电机(31)驱动升降丝杆(34)旋转带动升降座(35)沿直线轨(36)向上滑动,保温炉(14)随升降座(35)同步上升,使保温炉(14)位于衬管上部;s8,移开谐振腔,谐振腔载台电机(57)驱动谐振腔丝杆机构(55)带动谐振腔(13)沿衬管运动,使谐振腔(13)靠近泵端载台(16)一端的延长管段;s9,熔实,石墨炉载台电机(56)驱动石墨炉丝杆机构(54)带动石墨炉(41)进入衬管的熔缩烧实区,并沿衬管的熔缩烧实区来回移动;与此同时,石墨炉(41)启动形成高温热源,作用于衬管内的氧化物微粒沉积区;此步骤中,石墨炉(41)按照recipe逐步对衬管进行熔缩和烧实,得到实心的光纤预制棒;s10,下棒,石墨炉载台电机(56)驱动石墨炉丝杆机构(54)带动石墨炉(41)移出衬管的熔缩烧实区外靠近气端载台(15),采用氢氧焰手灯将实心的光纤预制棒拉断,松开卡爪取下光纤预制棒;尾排处理系统(83)将沉积过程中真空泵(72)排出的尾气以及在熔缩过程中尾压系统排出的尾气进行充分的吸收中和。
技术总结
一种光纤预制棒制造设备及方法,它包括PCVD设备本体、石墨炉系统、尾压系统和真空系统,采用在PCVD设备本体的气端载台一侧和泵端载台一侧分别设置石墨炉和谐振腔,保温炉位于石墨炉和谐振腔之间,衬管的延长管被气端载台和泵端载台的卡爪夹持,上下滑移机构驱动保温炉上下滑移,水平移动机构驱动石墨炉和谐振腔水平滑移,尾压系统与泵端载台连通,真空系统与尾压系统连,使衬管在沉积和熔缩烧实过程中在同一设备上完成,沉积后衬管内的压力转入受尾压系统控制状态,无需中途上管,避免高温下转移衬管,避免衬管高温状态转移过程中受应力影响导致炸裂,减少高温衬管转移时空气中的水气、污染物进入衬管内,降低影响光纤衰减的因素。素。素。
技术研发人员:余倩卿 易湘贺 王中保 夏祖明 杨威 尹力 廉正刚 皮亚斌
受保护的技术使用者:武汉长盈通光电技术股份有限公司
技术研发日:2021.12.03
技术公布日:2021/12/30