一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备制造技术

本发明专利技术创造提供了一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备，包括沉积箱体的工作台上对应布置的固定架和支撑架，在固定架上设置有用于固定芯棒的夹头杆；所述支撑架上设有用于实时监测芯棒重量的重力传感器；在工作台上安装有与重力传感器联系的沉积装置；所述沉积装置中的控制器根据重力传感器实时反馈的重量来匹配各轴次喷料量，该沉积装置包括通过出料管向喷灯提供原料的供料单元，所述出料管上安装有压差传感器。本发明专利技术创造提供的设备及方法，能有效提升预制棒的拉丝的综合合格率，并且，提升了OVD沉积设备的效率和沉积产能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备


[0001]本专利技术创造属于OVD沉积设备
，尤其是涉及一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备。

技术介绍

[0002]OVD工艺是当前制备低水峰或零水峰单模光纤预制棒的最优秀的工艺方法之一，即外部气相沉积法。该工艺被国内外主流光纤预制棒生产厂商所广泛采用。OVD工艺制备的芯棒由芯层和光学包层两部分组成。OVD沉积设备主要包括化学气相反应及沉积腔体、气体喷灯平台、疏松体预制棒旋转机构、抽风系统、四氯化硅蒸发柜等五部分组成。四氯化硅蒸发柜主要包括料罐、加热棒、液位传感器、压力传感器、气动阀、加热单元、高温质量流量控制器等。液态四氯化硅在料罐内由加热棒加热后气化经由各阀门和管路进入喷灯。喷灯内喷吹的气体反应后产生的SiO2粉尘粒子在气体初始速度和热泳作用下向疏松体预制棒运动，并粘附在疏松体预制棒的表面。喷灯平台通过丝杆的连动沿喷灯导轨来回运动，而预制棒本身被一个旋转轴承结构以一定的速度旋转。在以上工艺条件下将SiO2微粒一层一层均匀的沉积在匀速旋转的母棒表面，最终形成圆柱状的预制棒疏松体。OVD技术作为生产预制棒包层的工艺具有得天独厚的技术优势，喷灯里喷吹的燃烧气体一般为CH4/O2，原材料气体为SiCl4。生成粉尘粒子的化学方程式包括：
[0003][0004]SiCl4+2H2O
→
SiO2+4HCl
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0005]SiCl4+O2→
2SiO2+2Cl2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ<br/>(3)
[0006]2H2O+2Cl2→
4HCl+O2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0007]化学气相反应及沉积腔体内的压力需要稳定控制，通过一个抽风和补风装置进行压力调节。
[0008]疏松体预制棒通过一根玻璃质的把棒固定在夹头上，夹头通过电机进行旋转。芯棒位于喷灯的正上方。喷灯平台通过丝杆进行前后和升降移动，随着预制棒外径不断变大，喷灯平台通过升降丝杆调节喷灯与疏松体预制棒的间距，平台平台同时丝杆进行前后匀速运动，进而获得密度和直径均匀的疏松体。每台设备可以沉积2根或者3根芯棒每批次，每根芯棒正下方有一组喷灯，每组喷灯2盏或者三盏喷灯，这种沉积设备每组喷灯的沉积速率略有差异，通过调节工艺配方可以改变每组喷灯的沉积速率。每根芯棒因光学参数和折射率剖面的不同，设计的理论外包层大小也有差异，因此每根芯棒的沉积目标重量也有较大的差异。所以每次沉积开始前需要经过大量的筛选芯棒平均直径相近的芯棒，再结合每台沉积设备近几个批次轴次之间的沉积重量差异来选择每个轴合适目标重量的芯棒，以保证沉积结束后每个轴的疏松体重量误差都在合格的范围内。若芯棒数量不足只能采用单根芯棒进行沉积，影响了设备产能和效率。当挑选芯棒不合适安排沉积，会导致疏松体实际重量和理论需求重量差异较大。若实际重量比理论需求的重量大，则需要烧结、退火结束后进行酸洗腐蚀处理，处理周期较长。若实际重量比理论需求的重量小，则没有挽救措施。导致拉丝
截止波长和色散产生报废，而影响拉丝光纤的合格率。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备，可以根据各轴芯棒未完成的疏松体重量差异可以在线实时反馈并调整各轴喷灯喷料速度，进而实现可以同时安排芯棒直径差异大、芯棒目标直径有较大差异的三根芯棒同时在一台设备安排沉积，生产安排灵活度更高，局限性小。
[0010]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0011]自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备，包括沉积箱体的工作台上对应布置的固定架和支撑架，在固定架上设置有用于固定芯棒的夹头杆；
[0012]所述支撑架上设有用于实时监测芯棒重量的重力传感器；在工作台上安装有与重力传感器联系的沉积装置；
[0013]所述沉积装置中的控制器根据重力传感器实时反馈的重量来匹配各轴次喷料量，该沉积装置包括通过出料管向喷灯提供原料的供料单元，所述出料管上安装有压差传感器；
[0014]所述供料单元包括外料罐及外料罐内的内料罐；在内料罐中设有第一压力传感器、用于检测原料液体温度的第一温度传感器、用于检测原料蒸汽温度的第二温度传感器、以及用于对原料进行加热的加热棒；所述出料管上安装有第二压力传感器；
[0015]在外料罐底部设有出料口，内料罐底部设有能伸入出料口的顶针，在出料口上安装有进料管，该进料管上安装有第一控制阀。
[0016]进一步，所述出料管在靠近与外料罐连接的部分安装第二控制阀，在靠近与喷灯连接的部分安装有第三控制阀。
[0017]进一步，所述第二控制阀以及所述第三控制阀均采用气动阀。
[0018]进一步，所述出料管上安装有过滤器。
[0019]进一步，所述第一控制阀采用气动阀。
[0020]进一步，夹头杆由伺服电机驱动，该伺服电机与控制器电连接。
[0021]进一步，所述工作台上沿芯棒长度方向设有导轨，所述沉积装置的底座滑动安装在导轨上，通过驱动机构驱动底座在芯棒长度方向上往复运动。
[0022]相对于现有技术，本专利技术创造具有以下优势：
[0023]本专利技术创造提供的设备及方法，能有效提升预制棒的拉丝的综合合格率。一方面，供料单元中采用新型的四氯化硅流量控制蒸发柜，四氯化硅的蒸汽均匀性和稳定性得到提升，沉积获得的SiO2颗粒的直径均匀性得到提升，预制棒疏松体的直径分布和密度分布更加均匀，烧结后的预制棒直径均匀性得到提高，减少了拉丝产生的丝径波动。另一方面，采用实时反馈的重量传感器和四氯化硅流量可实时调节的蒸发柜系统，把同一批次的预制棒实际重量，与理论需求重量的重量差异降到极地的水准，减少了拉丝的光学参数报废比例，因此，提升了预制棒的综合合格率。
[0024]另外，本专利技术创造提供的设备及方法，有效提升了OVD沉积设备的效率和沉积产能。采用本专利技术创造方案，打破了沉积需要严格挑选和把控芯棒直径的局限，现有技术中，芯棒目标重量差异较大时不能安排同一批次沉积，芯棒直径相差较多时也不能同时安排沉
积，导致沉积设备有时仅能安排两根芯棒同时沉积，甚至只能单根芯棒沉积，严重影响了设备效率和产能。而通过本专利技术创造的优化，可以有效的提升OVD沉积设备的效率和单台设备的产能输出。
[0025]同时，本专利技术创造提供的设备及方法，有效提升OVD预制棒的沉积合格率。现有技术中，停机是由操作人员手动安排停机，本专利技术创造中可以实现当三个轴重量都达到100
±
1％，由控制器发出指令，设备自动结束工艺。减少了因人为操作失误而导致的异常停机和人为停机不合理而导致预制棒的重量误差较大。
附图说明
[0026]构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备，包括沉积箱体的工作台上对应布置的固定架和支撑架，在固定架上设置有用于固定芯棒的夹头杆；其特征在于：所述支撑架上设有用于实时监测芯棒重量的重力传感器；在工作台上安装有与重力传感器联系的沉积装置；所述沉积装置中的控制器根据重力传感器实时反馈的重量来匹配各轴次喷料量，该沉积装置包括通过出料管向喷灯提供原料的供料单元，所述出料管上安装有压差传感器；所述供料单元包括外料罐及外料罐内的内料罐；在内料罐中设有第一压力传感器、用于检测原料液体温度的第一温度传感器、用于检测原料蒸汽温度的第二温度传感器、以及用于对原料进行加热的加热棒；所述出料管上安装有第二压力传感器；在外料罐底部设有出料口，内料罐底部设有能伸入出料口的顶针，在出料口上安装有进料管，该进料管上安装有第一控制阀。2.根据权利要求1所述的一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈小平，崔德运，马逸聪，朱志远，梁伟，何炳，
申请(专利权)人：通鼎互联信息股份有限公司，
类型：新型
国别省市：