[发明专利]分段式光纤预制棒烧结炉装置及相应的光棒烧结方法

说明书

本发明涉及一种分段式光纤预制棒烧结炉装置和一种采用这种烧结炉装置的光纤预制棒烧结方法，所述烧结炉装置包括炉芯管和能够上下移动的引杆，所述炉芯管主要由上管体、加热段管体和下管体组成，所述上管体和下管体采用石英玻璃管，所述加热段管体采用由耐高温材料制成的耐高温管体，所述上管体和下管体分别采用可拆连接方式固定安装在所述加热段管体的上端面和下端面。所述烧结方法将待烧结的光纤预制棒松散体固定安装在引杆的下端，通过引杆送入炉芯管进行烧结。本发明提出的分段式炉芯管使用寿命长，降温至常温后无需更换炉芯管，能够再次升温使用，并可单独更换炉芯管的加热段管体，有利于减低生产成本，并有利于提高光纤产品的品质。

技术领域

本发明涉及一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，还涉及一种采用这种烧结炉装置的光纤预制棒（简称光棒或者预制棒）烧结方法。属光纤制造技术领域。

背景技术

光纤预制棒松散体的烧结工艺是以VAD法大规模批量制备大尺寸光纤预制棒中的一个关键环节，目前光纤预制棒松散体的烧结是在预制棒烧结炉中进行的，烧结炉设有炉芯管以及围绕在炉芯管高温区外侧的加热件，通过加热件在密封的炉芯管内形成高温区域，光纤预制棒上的松散体在高温作用下玻璃化，烧结过程中通常应在炉芯管内形成一个负压和洁净的环境，以避免外部杂质侵入和污染。

现有炉芯管采用石英玻璃管，基于石英玻璃本身的物化性质，在高温环境中，这种炉芯管会出现析晶现象，各处析晶的不均衡性及局部析晶缺陷会导致不均衡分布的应力，使炉芯管变脆，出现褶皱和开裂，使外界气体得以进入炉芯管的烧结腔内，影响光纤预制棒松散体的烧结，而由此引入的杂质会导致所制备的光纤衰减变大，不仅制约光纤品质的提升，而且当衰减超出允许的范围后，就必须更换炉芯管，这是影响现有炉芯管使用寿命的一个主要因素。

由于炉芯管应容纳预制棒并允许预制棒在其内腔中移动，所以炉芯管的尺寸比预制棒大，对于大尺寸光纤预制棒的烧结，由于炉芯管尺寸增大带来的密封问题更为明显。在现有技术背景下，大尺寸炉芯管通常是由多段石英玻璃管焊接起来的，对制作工艺的要求较高，制作成本昂贵，其使用寿命是影响生产成本的一个重要因素。另外，炉芯管的更换还影响着系统的稳定性，需要进行较长时间的系统调试，同样也影响着生产效率和生产成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，还提供了一种采用这种烧结炉装置的光纤预制棒烧结方法，这种烧结炉的炉芯管使用寿命长，有利于减低生产成本，并有利于提高光纤产品的品质。

本发明的技术方案是：一种分段式光纤预制棒烧结炉装置，包括炉芯管和能够上下移动的引杆，所述炉芯管主要由上管体、加热段管体和下管体组成，所述上管体和下管体采用石英玻璃管，所述加热段管体采用由耐高温材料制成的耐高温管体，所述上管体和下管体分别采用可拆连接方式固定安装在所述加热段管体的上端面和下端面，与所述加热段管体相互连接成完整的炉芯管，所述加热段管体的外侧设有环绕该管体的密封腔，所述密封腔内设有加热件，所述引杆的安装机架位于所述炉芯管的上方，所述引杆设有能够带动其上下移动和绕轴线旋转的引杆驱动装置。

所述加热件的数量为一个或多个，环形围绕在所述加热段管体的中部外侧，当所述加热件的数量为多个时，可以在轴向上分为一层或多层，同一层上的多个加热件沿圆周均匀分布，当所述加热件数量为一个时，优选呈环形围绕在所述加热段管体的中部外侧的形状。

所述引杆驱动装置可以采用任意适宜的现有技术，例如，可以采用与钻床等机床类似的进给和旋转装置。

所述引杆驱动装置的电机优选采用伺服电机。

优选地，所述上管体和下管体与所述加热段管体之间的可拆连接方式均为通过密封连接件连接，所述密封连接件可以采用任意适宜的现有技术，例如，可以设有一个套管，将相连接的两管体的连接端分别从套管的两端插入套管中且与套管内壁之间的配合间隙足够小或者在与套管内壁之间的间隙中填充耐高温的密封材料，以同时实现固定连接和密封。