[发明专利]一种光纤用石英芯棒的制造装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤用石英芯棒的制造装置及方法。

背景技术

光纤通常是利用拉丝塔将高纯度的石英玻璃预制棒经高温软化同比例拉丝，并进一步在其表面上涂覆而获得。该高纯度的石英玻璃预制棒通常是采用“两步法”（Two-step Processes），包括各种芯棒制造技术（OVD技术：Outside Vapor Deposition，外汽相沉积法；VAD技术：Vapor Phase Axial Deposition，汽相轴向沉积法；MCVD技术：Modified Chemical Vapor Deposition，改进的化学汽相沉积法；PCVD技术：Plasma Chemical Vapor Deposition，等离子体化学汽相沉积法）和外包层制造技术（套管法、等离子喷涂法、火焰水解法、溶胶--凝胶法），生产常规单模光纤，用VAD技术制造芯棒加SOOT外包的预制棒工艺成本最低，因此大部分商业生产光纤预制棒均是采用此种方法。

VAD技术是指在竖直的种子石英基棒端部，即其轴向，发生化学反应，生成的石英玻璃粉尘微粒经喷灯喷出，沉积于种子石英基棒一端，种子石英基棒不断旋转，并通过提升杆向上慢速移动，沿轴向形成多孔疏松体芯棒，如附图所示。

反应的主要公式：

2004年Heraeus 推出了Online-RIC技术，即芯棒-套管的熔缩与拉丝同步进行，减少了从光纤预制棒芯棒到拉丝成型之间的生产步骤，光纤生产效率得到极大提高，可以一下子实现拉丝在5000km以上，有的企业甚至达到7000km，因此，相应地芯棒（光纤预制棒母材）的制造也需要大尺寸。但是在光纤预制棒母材制造过程中，其下部一侧有燃烧器火焰气流的吹扫，不断受到一个横向的作用力，以及随着沉积过程中芯棒的体积、重量的增大，芯棒在旋转提升时难免会出现一定的向心或者离心的偏移，更坏的情况是在沉积过程中芯棒产生弯曲、破裂，或发生玻璃基棒顶端破损芯棒落下等问题。最终导致芯棒的几何特性、光学参数等的不合格，因此本发明就此缺陷研发出一种新型的光纤预制棒母材制造装置，在沉积时，可以在玻璃基棒没有摆动的情况下制造石英芯棒。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的石英芯棒制造装置，通过对原有装置增加一滚针轴承来保证由该芯棒制成的光纤预制棒的几何尺寸、光学参数的稳定性，从而提高光纤预制棒的利用率。

本发明提供了一种光纤用石英芯棒的制造装置，该装置包括：伺服电机1用于使石英玻璃基棒进行旋转以及向沉积箱体外进行轴向运动；石英玻璃基棒2，通过石英销固定在伺服电机1上；滚针轴承3，该滚针轴承3固定在石英玻璃基棒2上，并且用金属杆连接在塔架7的导轨8上；芯棒4，形成在石英玻璃基棒底端；芯层喷灯5和包层喷灯6，分别用于形成芯棒的芯层和包层；塔架7，在其上装有导轨8，伺服电机1沿导轨运动。

根据本发明所述装置，所述滚针轴承内涂覆耐高温脱模剂。

根据本发明所述装置，在沉积芯棒过程中滚针轴承3随伺服电机1在导轨8上同步滑动。

根据本发明所述装置，滚针轴承选择旋转精度高的组合滚针轴承。

本发明还提供了一种光纤用石英芯棒的制造方法，其包括：

步骤（1）在沉积箱体内放置石英玻璃基棒，该石英玻璃基棒旋转并向沉积箱体外移动；

步骤（2）将反应气体送入沉积箱体内，利用轴向汽相沉积法进行沉积；

步骤（3）在沉积过程中，一端固定在石英玻璃基棒另一端连接导轨的滚针轴承随伺服电机在导轨上同步滑动。

根据本发明的方法，所述滚针轴承内涂覆耐高温脱模剂。

根据本发明的方法，滚针轴承选择旋转精度高的组合滚针轴承。

本发明的有益效果：本发明通过在玻璃基棒上增加一滚针轴承保证了芯棒在旋转过程不破裂，从而提高了由该芯棒制成的光纤预制棒的几何尺寸、光学参数等的稳定性，从而提高了光纤预制棒的利用率，节约资金。

附图说明

图1为现有的制造装置。

图2为根据本发明的制造装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行具体说明。

参见图1和2，附图标记含义为：1、伺服电机，2、石英玻璃基棒，3、滚针轴承，4、芯棒，5、芯层喷灯，6、包层喷灯，7、塔架，8、导轨，9、沉积箱体。其中，滚针轴承3安装在导轨8上，在沉积芯棒过程中随伺服电机1在导轨8上同步滑动，伺服电机与石英玻璃基棒是通过石英销固定住的。