一种高精度的四氯化锗鼓泡装置制造方法及图纸

本申请涉及一种高精度的四氯化锗鼓泡装置，包括特气分配柜、蒸发设备控制组件、蒸发罐、喷灯、通风排气组件，以及向所述蒸发罐通入四氯化锗原料的第一管道和第二管道、向所述蒸发罐通入氩气的第三管道、由所述蒸发罐蒸发出蒸发气体的第四管道、连通所述第三管道和第四管道的第五管道、向所述喷灯通入蒸发气体的第六管道、向所述通风排气组件排气的第七管道和第八管道。本发明专利技术高精度的四氯化锗鼓泡装置通过借助可编程逻辑控制器、比例电磁阀、自动阀阀门等设备改进实现鼓泡气体压力、流量精确控制，避免光纤预制棒芯棒芯层出现气泡、开裂、光学参数超标等问题，极大提高了预制棒的产品质量，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度的四氯化锗鼓泡装置
本申请属于光纤预制棒芯棒制造
领域，尤其是涉及一种高精度的四氯化锗鼓泡装置。
技术介绍
在光纤预制棒制造过程中，主要通过“VAD(轴向气相沉积法)和OVD(棒外化学汽相沉积法)”两步法分别制取光纤预制棒芯棒和光纤预制棒。其中VAD法利用热泳原理将二氧化硅SiO2粉体沉积附着到旋转的石英靶棒表面，制造出VAD疏松体，VAD疏松体经高温1500℃进行玻璃化，最终制作出透明的光纤预制棒芯棒。光纤预制棒芯棒需要通过掺杂Gecl4(四氯化锗)提高芯层的光学折射率，Gecl4掺杂效果的稳定性直接影响到芯棒的光学性能，影响光纤预制棒的产品质量。通常，Gecl4掺杂工艺主要通过鼓泡法、直接高温蒸发法等方式进行。传统的VAD沉积采用鼓泡罐鼓泡Gecl4原料，主要利用热载气(氩气或者氮气等)通入低温Gecl4原料，气化携带Gecl4蒸气进入蒸汽管道，最终通过VAD喷灯与氢氧高温水解反应生成二氧化锗GeO2粉末。鼓泡效率主要受载气流量、Gecl4液位、液态面积、蒸发罐温度和载气气泡的分散度等因素共同影响。尤其蒸发罐内进行Gecl4加料后会造成罐内压力波动，直接影响其实际蒸发量和芯层GeO2掺杂密度。蒸发罐液位波动造成Gecl4气化浓度的变化，因此需要在沉积结束后进行蒸发罐内Gecl4原料的加料操作，来保证后续沉积的掺杂稳定性。当前行业内，蒸发罐离线下Gecl4原料加料方式分为手动式和自动式两种，但都存在加料过程中罐内压力波动的问题(如图4所示)，导致沉积过程中Gecl4蒸发流量波动(如图5所示)，造成光学预制棒芯棒芯层出现气泡(如图8c所示)、开裂(如图8b所示)、光学参数超标等问题。芯棒芯层出现气泡直接降低产品价值，芯棒芯层开裂造成产品损失，且容易造成玻璃化阶段芯棒断裂砸碎烧结炉芯管，导致设备和产品全部报废，芯棒光学参数超标报废增加了生产成本。如中国专利技术专利CN103803790A所公开提到一种四氯化锗高精度供应方法及其设备，通过改造鼓泡装置实现Gecl4高温蒸发和Gecl4在线加料功能，借助蒸发管道温度控制实现Gecl4蒸气流量的控制，减少光学参数波动，但未提传统鼓泡工艺中Gecl4离线加料后其蒸发流量精确控制的方法。中国技术专利CN206232608U所公开提到一种四氯化锗液位自动控制系统，通过借助高精度红外传感器实现离线状态下鼓泡装置自动加料功能，但也未提及Gecl4加料后其蒸发流量精确控制的方法。因此，为了避免蒸发罐离线状态下Gecl4原料加料造成罐内压力波动变大、Gecl4蒸发流量波动带来的光学预制棒芯棒芯层出现气泡、开裂、光学参数超标等问题，亟需一种高精度的四氯化锗鼓泡装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中传统鼓泡工艺的不足，从而提供一种蒸发流量精确控制的高精度的四氯化锗鼓泡装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度的四氯化锗鼓泡装置，包括特气分配柜、蒸发设备控制组件、蒸发罐、喷灯、通风排气组件，以及向所述蒸发罐通入四氯化锗原料的第一管道和第二管道、向所述蒸发罐通入氩气的第三管道、由所述蒸发罐蒸发出蒸发气体的第四管道、连通所述第三管道和第四管道的第五管道、向所述喷灯通入蒸发气体的第六管道、向所述通风排气组件排气的第七管道和第八管道，所述第一管道和第二管道两端连接所述特气分配柜和蒸发罐，所述第三管道和第四管道一端与所述蒸发罐连接，所述第六管道两端连接所述喷灯和所述第四管道的另一端，所述第七管道和第八管道两端连接所述通风排气组件和第六管道。在其中一个实施例中，所述蒸发罐罐体上设置上、下两块液位窗口，位于上方的液位窗口用以标记液位一，位于下方的液位窗口用以标记液位二。在其中一个实施例中，所述第一管道、第二管道、第三管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道和第八管道上分别设置有第三自动阀、第四自动阀、第五自动阀、第六自动阀、第七自动阀、第八自动阀和第九自动阀，所述第一管道上设置有第一调压阀，所述第二管道上设置有手动阀和第二调压阀，所述第七管道上设置有比例电磁阀。在其中一个实施例中，还包括可编程逻辑控制器，所述特气分配柜和第三管道、第四管道上分别设有第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器，所述第一压力传感器、第三自动阀、第四自动阀与所述可编程逻辑控制器相连，所述第一压力传感器记录压力并反馈可编程逻辑控制器以调节所述第三自动阀、第四自动阀，所述第二压力传感器、第三压力传感器、比例电磁阀与所述可编程逻辑控制器相连，通过所述第二压力传感器、第三压力传感器反馈给可编程逻辑控制器的电信号大小以调节所述比例电磁阀。在其中一个实施例中，还包括设置在所述第三管道进端的质量流量控制器，质量流量控制器进端连接有氩气输入管和氮气输入管，所述蒸发设备控制组件连接并控制所述质量流量控制器以控制氩气和氮气的输入量。在其中一个实施例中，所述氩气输入管和氮气输入管上分别设置第一自动阀和第二自动阀，沉积时，所述第一自动阀控制氩气进入所述第三管道，沉积结束时，所述第二自动阀控制氮气进入并吹扫第三管道、第五管道和第八管道。在其中一个实施例中，所述第五自动阀用于控制氩气流进所述蒸发罐，所述第八自动阀用于控制所述蒸发气体流进所述喷灯。在其中一个实施例中，所述喷灯为石英喷灯。在其中一个实施例中，通入四氯化锗原料时，所述第一压力传感器记录压力若低于30psi或者超出45psi，所述第一压力传感器电信号反馈所述可编程逻辑控制器以关闭所述第三自动阀、第四自动阀；通入四氯化锗原料结束后，所述第三压力传感器记录压力若压力超出20psi，所述第三压力传感器电信号反馈给所述可编程逻辑控制器以调节所述比例电磁阀。在其中一个实施例中，所述蒸发设备控制组件包括声光警报器，所述第一压力传感器记录压力若低于30psi或者超出45psi，所述声光警报器发出警报。本专利技术的有益效果是：本专利技术高精度的四氯化锗鼓泡装置通过借助可编程逻辑控制器、比例电磁阀、自动阀阀门等设备改进实现鼓泡气体压力、流量精确控制，避免蒸发罐离线状态下Gecl4原料加料造成管内压力波动变大、Gecl4蒸发流量波动带来的光纤预制棒芯棒芯层出现气泡、开裂、光学参数超标等问题，极大提高了预制棒的产品质量，降低生产成本。附图说明下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。图1是本申请实施例的高精度的四氯化锗鼓泡装置的结构简图；图2是本申请实施例的蒸发罐Gecl4加料过程中PLC控制原理图；图3是本申请实施例的沉积过程中PLC控制原理图；图4是本申请实施例的异常状态下四氯化锗鼓泡效果图之一；图5是本申请实施例的异常状态下四氯化锗鼓泡效果图之二；图6是本申请实施例的蒸发罐Gecl4手动加料后鼓泡效果图；图7是本申请实施例的蒸发罐Gecl4自动加料后鼓泡效果图；图8是本申请实施例的光纤预制棒芯棒芯层不同外观图；图9是本申请实施例的单根芯棒相对折射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度的四氯化锗鼓泡装置，其特征在于，包括特气分配柜、蒸发设备控制组件、蒸发罐、喷灯、通风排气组件，以及向所述蒸发罐通入四氯化锗原料的第一管道和第二管道、向所述蒸发罐通入氩气的第三管道、由所述蒸发罐蒸发出蒸发气体的第四管道、连通所述第三管道和第四管道的第五管道、向所述喷灯通入蒸发气体的第六管道、向所述通风排气组件排气的第七管道和第八管道，所述第一管道和第二管道两端连接所述特气分配柜和蒸发罐，所述第三管道和第四管道一端与所述蒸发罐连接，所述第六管道两端连接所述喷灯和所述第四管道的另一端，所述第七管道和第八管道两端连接所述通风排气组件和第六管道。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度的四氯化锗鼓泡装置，其特征在于，包括特气分配柜、蒸发设备控制组件、蒸发罐、喷灯、通风排气组件，以及向所述蒸发罐通入四氯化锗原料的第一管道和第二管道、向所述蒸发罐通入氩气的第三管道、由所述蒸发罐蒸发出蒸发气体的第四管道、连通所述第三管道和第四管道的第五管道、向所述喷灯通入蒸发气体的第六管道、向所述通风排气组件排气的第七管道和第八管道，所述第一管道和第二管道两端连接所述特气分配柜和蒸发罐，所述第三管道和第四管道一端与所述蒸发罐连接，所述第六管道两端连接所述喷灯和所述第四管道的另一端，所述第七管道和第八管道两端连接所述通风排气组件和第六管道。


2.根据权利要求1所述的高精度的四氯化锗鼓泡装置，其特征在于，所述蒸发罐罐体上设置上、下两块液位窗口，位于上方的液位窗口用以标记液位一，位于下方的液位窗口用以标记液位二。


3.根据权利要求1所述的高精度的四氯化锗鼓泡装置，其特征在于，所述第一管道、第二管道、第三管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道和第八管道上分别设置有第三自动阀、第四自动阀、第五自动阀、第六自动阀、第七自动阀、第八自动阀和第九自动阀，所述第一管道上设置有第一调压阀，所述第二管道上设置有手动阀和第二调压阀，所述第七管道上设置有比例电磁阀。


4.根据权利要求3所述的高精度的四氯化锗鼓泡装置，其特征在于，还包括可编程逻辑控制器，所述特气分配柜和第三管道、第四管道上分别设有第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器，所述第一压力传感器、第三自动阀、第四自动阀与所述可编程逻辑控制器相连，所述第一压力传感器记录压力并反馈可编程逻辑控制器以调节所述第三自动阀、第四自动阀，所述第二压力传感器、第三压力传感器、比例电磁阀与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈小平，王兵钦，何炳，边志成，尹中南，范忠阔，陈苏，朱坤，
申请(专利权)人：江苏通鼎光棒有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32