一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置，利用该进气装置，可以有效提高进气装置的冷却效果和工艺气体气流稳定性，降低塑料转接头发生松动和脱落的风险，螺旋状石英进气管的前端焊接于炉芯管底部的进气口，其后端通过气管转接头与工艺进气管道相连接，其外侧环布焊接有冷却筒，冷却筒上环面焊接的冷却气体进气口依次接通冷却气体进入管道和第一冷却气体气泵，冷却筒下环面焊接的冷却气体出气口依次接通冷却气体出气管道和冷却柜，第二冷却气体气泵在PLC控制模块控制下向冷却柜中供应冷却气源，冷却柜进一步向第一冷却气体气泵供应冷却气源，第一冷却气体气泵通过冷却气体进入管道使冷却气源流入冷却筒中，对螺旋状石英进气管进行降温。

An Air Intake Device for Sintering the Master Bar of Optical Fiber Prefabricated Bar

【技术实现步骤摘要】
一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置
本技术属于光纤预制棒制造的
，具体涉及一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置。
技术介绍
目前，光纤预制棒的制备前两道工序分别为母棒沉积和母棒烧结，其中母棒沉积是利用水解法制备光纤预制棒母棒的白色圆柱状疏松体，但沉积后的疏松体中往往含有水分、羟基和微量的金属杂质；母棒烧结是将沉积后的疏松体放置在烧结炉内进行高温烧结，主要是通过氯气和氦气对沉积后的疏松体进行脱水和脱羟基处理，烧结温度达到1500℃，最终变成透明玻璃预制棒成品。烧结炉主要由烧结塔架、控制电柜、加热炉和高纯石英制炉芯管四部分组成，其中炉芯管装置在预制棒母棒的烧结工艺中发挥重要作用，炉芯管装置良好的整体密封性将为母棒提供了洁净的工艺环境。以确保烧结工艺持续有效地进行，而炉芯管装置的整体密封性的主要难点体现在炉芯管顶部端盖区域和炉芯管底部进气口。实际生产过程中，炉芯管底部进气装置会受到炉芯管管体热量的传导和辐射，传统的冷却方法采用氮气和压缩空气吹扫进气装置，但进气装置中不良的冷却效果很容易造成塑料材质的转接头，尤其内部固定垫圈容易发生形变造成工艺进气管道接口出现松动，严重会出现脱落的危险。进气装置中工艺进气管道的松动和脱落会造成如下影响：1）造成剧毒气体氯气泄漏车间，危害车间人员的生命安全，同时也会造成氦气的浪费，增加生产成本；2）导致工艺气体无法按照设定的流量进入炉芯管管内，从而造成预制棒母棒的脱水和烧结无法达到预期效果，或导致因预制棒母棒-OH含量过高，然后经过拉丝出现1383nm衰减不合格，制得的G.652B光纤所占比例过高；3）导致外界环境中水份和空气中杂质颗粒物通过进气口缝隙进入炉芯管管内，污染炉芯管和预制棒母棒，造成预制棒母棒和炉芯管报废。综上所述，光纤预制棒母棒高温烧结时，炉芯管底部工艺进气管道的一次松动和脱落就可能导致整根母棒和炉芯管的报废，高纯石英制炉芯管的制作成本高昂，且炉芯管体积庞大，炉芯管的更换和安装工作较繁重。因此，炉芯管的更换将直接降低光纤预制棒的生产效率，并大大地增加生产成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种进气装置冷却效果好、工艺气体气流稳定，可克服光纤预制棒母棒高温烧结时，炉芯管底部工艺进气管道易松动和脱落的缺陷，有效降低有毒气体泄露车间危害现场人员生命安全的风险，提高光纤预棒的生产工艺稳定性和光纤预制棒质量，延长炉芯管的使用寿命的光纤预制棒母棒烧结的进气装置。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置，包括螺旋状石英进气管，螺旋状石英进气管的前端焊接于炉芯管底部的进气口，与炉芯管内腔相导通，螺旋状石英进气管的后端通过气管转接头与工艺进气管道相连接，螺旋状石英进气管的外侧环布有冷却筒，冷却筒的前端焊接于螺旋状石英进气管的外管壁前端，冷却筒的后端焊接于螺旋状石英进气管的外管壁后端，冷却筒的上下环面上分别焊有冷却气体进气口和冷却气体出气口，冷却气体进气口接通冷却气体进入管道，冷却气体进入管道连接第一冷却气体气泵，冷却气体出气口接通冷却气体出气管道，冷却气体出气管道连接冷却柜，第二冷却气体气泵在PLC控制模块控制下向冷却柜中不断地供应冷却气源，冷却柜与第一冷却气体气泵相连接，向第一冷却气体气泵供应冷却气源，第一冷却气体气泵通过冷却气体进入管道使冷却气源流入冷却筒中，对螺旋状石英进气管进行降温。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：所述的冷却气体进气口通过上气管转接头与冷却气体进入管道相连，所述的冷却气体出气口通过下气管转接头与冷却气体出气管道相连。所述的第一冷却气体气泵与冷却气体进入管道之间安装有第一压力传感器和调节阀，所述调节阀调节控制第一冷却气体气泵的流量，使第一冷却气体气泵中的冷却气源以一定的流速进入到冷却筒中，所述第一压力传感器随着第一冷却气体气泵中的冷却气源的流出流量变化而变化，当第一冷却气体气泵中的冷却气源流出的流量增大，第一压力传感器记录的压力增大，当第一冷却气体气泵中的冷却气源流出的流量减小，第一压力传感器记录的压力降低，所述第一压力传感器设定压力范围A为50～80Psi。所述的冷却气体出气管道与冷却柜之间安装有第一温度传感器，用于实时记录冷却气体出气管道中冷却气源的温度，所述冷却柜与PLC控制模块之间安装有第二温度传感器和第二压力传感器，分别用于实时记录冷却柜内部冷却气源的温度和压力，所述冷却柜与第一冷却气体气泵之间安装有第三温度传感器，用于实时记录冷却柜流向第一冷却气体气泵的冷却气源的温度，所述第一温度传感器的设定温度范围B、第二温度传感器的设定温度范围C和第三温度传感器的设定温度范围D分别为25～35℃、15～25℃和15～25℃，所述第二压力传感器的设定压力范围E为60～80Psi。所述的工艺进气管道相对于所述进气装置外接工艺气体气柜，所述工艺气体气柜供应工艺气源。所述的冷却筒为石英制柱状气体导流冷却筒，所述的螺旋状石英进气管与冷却筒同轴心。所述的气管转接头内部两端分别安装有垫圈，所述垫圈为O型垫圈，所述O型垫圈采用特氟龙或尼龙制作，可耐受温度为80～250℃，所述的O型垫圈内径尺寸比螺旋状石英进气管和工艺进气管道的外径尺寸均小1～4mm。所述的气管转接头为直通式塑料转接头，所述的直通式塑料转接头内部垫圈实行气封，所述的直通式塑料转接头外部双头卡套采用螺纹固定。一种采用光纤预制棒母棒烧结的进气装置的进气方法：将沉积获得的光纤预制棒母棒置于炉芯管中，保持炉芯管顶部的密封性，调节调节阀使第一冷却气体气泵中的冷却气体以一定的流速通过冷却气体进气口进入到冷却筒内部，环绕螺旋状石英进气管表面进行吹扫，然后冷却气体由冷却气体出气口流出并通过冷却气体出气管道流向冷却柜，第一温度传感器实时记录流出的冷却气体出气管道中冷却气体的温度，同步地，工艺气体气柜依次通过工艺气体进气管道和螺旋状石英进气管向炉芯管内腔通入工艺气体Cl2和He，工艺气体Cl2和He的流向与冷却气体的流向逆向，保持工艺气体不断通入2h，将母棒内部的H20和微量金属杂质充分地脱除，然后通过加热器升温加热，使母棒体内的-OH和Cl2充分地反应，再将烧结炉内部的温度升高到1500℃，保持固定的时间，使得光纤预制棒母棒充分玻璃透明化，在烧结炉升温过程中，伴随炉芯管表面温度升高，当第三温度传感器记录的流出冷却柜流向第一冷却气体气泵的冷却气体温度超出设定温度范围D达1.0℃时，通过调节调节阀增加第一冷却气体气泵流入冷却筒内部的冷却气体流量，对螺旋状石英进气管进行降温。进一步地，所述的第一温度传感器记录的温度超出设定温度范围B达1.0℃、第二温度传感器记录的温度超出设定温度范围C达1.0℃或第二压力传感器记录的压力低于设定压力范围E达0.5Psi时，温度和压力变化会以电信号传输给PLC控制模块，第二冷却气体气泵通过PLC控制使冷却气体不断地流入冷却柜中，对冷却柜进行降温，冷却柜进一步将冷却气体供应至第一冷却气体气泵。本技术具有以下有益效果：本技术在炉芯管底部进气口焊接石英进气管，石英进气管后端连接工艺进气管道，石英进气管外壁环面焊接冷却筒，通过在冷却筒中通入冷却气体的气流方向与从工艺进气管道通入石英进气管的工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置，包括螺旋状石英进气管（1），其特征在于，所述螺旋状石英进气管（1）的前端焊接于炉芯管底部的进气口，与炉芯管内腔相导通，所述螺旋状石英进气管（1）的后端通过气管转接头（2）与工艺进气管道 （3）相连接，所述螺旋状石英进气管（1）的外侧环布有冷却筒（4）， 所述冷却筒（4）的前端焊接于螺旋状石英进气管（1）的外管壁前端，所述冷却筒（4）的后端焊接于螺旋状石英进气管（1）的外管壁后端，所述冷却筒（4）的上下环面上分别焊有冷却气体进气口（4‑1）和冷却气体出气口（4‑2），所述的冷却气体进气口（4‑1）接通冷却气体进入管道（5），所述的冷却气体进入管道（5）连接第一冷却气体气泵（6），所述的冷却气体出气口（4‑2）接通冷却气体出气管道（7），所述的冷却气体出气管道（7）连接冷却柜（8），第二冷却气体气泵（9）在PLC控制模块（10）控制下向所述冷却柜（8）中不断地供应冷却气源，所述冷却柜（8）与第一冷却气体气泵（6）相连接，向第一冷却气体气泵（6）供应冷却气源，所述第一冷却气体气泵（6）通过冷却气体进入管道（5）使冷却气源流入冷却筒（4）中，对螺旋状石英进气管（1）进行降温。...

【技术特征摘要】
1.一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置，包括螺旋状石英进气管（1），其特征在于，所述螺旋状石英进气管（1）的前端焊接于炉芯管底部的进气口，与炉芯管内腔相导通，所述螺旋状石英进气管（1）的后端通过气管转接头（2）与工艺进气管道（3）相连接，所述螺旋状石英进气管（1）的外侧环布有冷却筒（4），所述冷却筒（4）的前端焊接于螺旋状石英进气管（1）的外管壁前端，所述冷却筒（4）的后端焊接于螺旋状石英进气管（1）的外管壁后端，所述冷却筒（4）的上下环面上分别焊有冷却气体进气口（4-1）和冷却气体出气口（4-2），所述的冷却气体进气口（4-1）接通冷却气体进入管道（5），所述的冷却气体进入管道（5）连接第一冷却气体气泵（6），所述的冷却气体出气口（4-2）接通冷却气体出气管道（7），所述的冷却气体出气管道（7）连接冷却柜（8），第二冷却气体气泵（9）在PLC控制模块（10）控制下向所述冷却柜（8）中不断地供应冷却气源，所述冷却柜（8）与第一冷却气体气泵（6）相连接，向第一冷却气体气泵（6）供应冷却气源，所述第一冷却气体气泵（6）通过冷却气体进入管道（5）使冷却气源流入冷却筒（4）中，对螺旋状石英进气管（1）进行降温。2.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置，其特征在于：所述的冷却气体进气口（4-1）通过上气管转接头（11）与冷却气体进入管道（5）相连，所述的冷却气体出气口（4-2）通过下气管转接头（12）与冷却气体出气管道（7）相连。3.根据权利要求2所述的一种光纤预制棒母棒烧结的进气装置，其特征在于：所述的第一冷却气体气泵（6）与冷却气体进入管道（5）之间安装有第一压力传感器（13）和调节阀（14），所述调节阀（14）调节控制第一冷却气体气泵（6）的流量，使第一冷却气体气泵（6）中的冷却气源以一定的流速进入到冷却筒（4）中，所述第一压力传感器（13）随着第一冷却气体气泵（6）中的冷却气源的流出流量变化而变化，当第一冷却气体气泵（6）中的冷却气源流出的流量增大，第一压力传感器（13）记录的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈小平，王兵钦，何炳，边志诚，尹中南，蒋锡华，朱坤，满小忠，
申请(专利权)人：江苏通鼎光棒有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32