一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)提供一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，包括沉積容腔、噴槍桿、芯部噴嘴、包層噴嘴和多個靶棒，芯部噴嘴和包層噴嘴均與噴槍桿的內(nèi)部連通，各原料和燃料的管道均與噴槍桿的內(nèi)部連通，靶棒通過升降平臺驅(qū)動升降，多個靶棒以噴槍桿為中心的對稱設置在噴槍桿的外側(cè)，各靶棒的中心與噴槍桿的中心的距離均相同，各靶棒中心與噴槍桿中心的連線與坐標軸均成45°夾角，多個靶棒在各自獨立的電機驅(qū)動下繞各自的軸線轉(zhuǎn)動，多個靶棒均設置在升降平臺上。本實用新型專利技術(shù)實現(xiàn)多棒的同時制作，預制棒的生產(chǎn)效率至少提高2倍；整個制備過程的各項工藝參數(shù)由PID控制器進行反饋環(huán)路控制，提高預制棒母體的外徑和折射率的分布精度。

A multiple preform system based on VAD process

The utility model provides a preform preparation system based on VAD technology, including the deposition chamber, a spray gun rod and a core cladding nozzle, nozzle and multiple target rods, core and cladding are the internal nozzle nozzle with a spray gun rod connection pipeline of the raw material and fuel are internal and spray gun rod communicating with the target rod through the lifting platform lifting drive, multiple target rods to spray gun rod as the center of symmetry is disposed outside the spray gun rod, the rod of the target center and the distance from the center of the spray gun rod are the same, the connection rod target center and the center of the spray gun rod and the axis are at a 45 degree angle. A plurality of target rod in its own motor driven around the axis of rotation, multiple target rods are arranged on the lifting platform. The utility model realizes the production of multi rod at the same time, the preform production efficiency increased at least 2 times; the preparation process parameters of the feedback loop is controlled by the PID controller to improve the diameter and refractive index distribution of precision preform matrix.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)
本技術(shù)屬于光纖制造
，具體涉及一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的光纖預制棒制備VAD工藝，首先將高純度的原料化合物(SiCl4、GeCl4)通過氫、氧焰噴槍，在火焰中氣相反應生成SiO2、GeO2玻璃粉末，從火焰方向噴射到一根旋轉(zhuǎn)的靶棒(氧化鋁棒)上，使之沉積在靶棒上。沉積起始后的靶棒向上提升，使沉積面始終保持在一定的位置，整個反應在容器中進行，通過排氣的恒定來保證火焰的穩(wěn)定。最后將制成的多孔質(zhì)母材在電爐中脫水，燒結(jié)成透明玻璃體。噴槍的噴嘴結(jié)構(gòu)設計、原料流量、排氣流量、火焰溫度、沉積體表面溫度和旋轉(zhuǎn)速度，以及沉積體端部的位置等都會影響預制棒母體的外徑和折射率分布的精度。而目前VAD工藝的預制棒生產(chǎn)設備同時只能制作一根預制棒，生產(chǎn)效率低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，實現(xiàn)多棒的同時制作，預制棒的生產(chǎn)效率至少提高2倍；同時，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計的噴嘴結(jié)構(gòu)能夠有效的將火焰和原料反應區(qū)分隔開，并限制火焰的成形區(qū)，以此來保障芯層沉積體表面的溫度，最終穩(wěn)定預制棒的折射率和預制棒的母體外徑，提高預制棒的質(zhì)量。為達到上述目的，本技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，包括沉積容腔、均設置在沉積容腔內(nèi)的靶棒、中空的噴槍桿、芯部噴嘴和包層噴嘴，所述芯部噴嘴和包層噴嘴均與噴槍桿的內(nèi)部連通，各原料和燃料的管道均與噴槍桿的內(nèi)部連通，所述靶棒通過一升降平臺驅(qū)動升降，所述靶棒在電機的驅(qū)動下繞自身軸線轉(zhuǎn)動，所述沉積容腔內(nèi)設有進氣端和排氣端，其特征在于：所述靶棒具有獨立工作的多個，多個所述靶棒以噴槍桿為中心的對稱設置在噴槍桿的外側(cè)，各所述靶棒的中心與噴槍桿的中心的距離均相同，各所述靶棒中心與噴槍桿中心的連線與坐標軸均成45°夾角，多個所述靶棒在各自獨立的電機驅(qū)動下繞各自的軸線轉(zhuǎn)動，多個所述靶棒均設置在升降平臺上；其還包括一PID控制器、和設置在沉積容腔內(nèi)的攝像機和高溫計，所述PID控制器控制連接攝像機、高溫計；所述進氣端和出氣端均設有壓力傳感器、氣泵和氣閥，各原料和燃料的管道上均設有流量泵和物料閥，各壓力傳感器、氣泵、氣閥、流量泵、物料閥和電機均連接PID控制器形成反饋。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括所述靶棒為四個。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括所述噴槍桿為圓柱體結(jié)構(gòu)，其具有上節(jié)和下節(jié)，所述芯部噴嘴設置在噴槍桿的下節(jié)，所述包層噴嘴設置在噴槍桿的上節(jié)，使得芯棒在靶棒的下端沉積，包層在靶棒的沉積芯層外表面沉積。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括所述芯部噴嘴的截面為圓形結(jié)構(gòu)，圓形結(jié)構(gòu)的芯部噴嘴具有四組噴口，分別為自內(nèi)向外依次分布的中心噴口、內(nèi)屏蔽噴口、中間環(huán)孔噴口和外屏蔽噴口，原料化合物與氧氣的混合物自中心噴口中噴出，燃料氣體自中間環(huán)孔噴口中噴出，內(nèi)屏蔽噴口和外屏蔽噴口中均用于噴出氧氣。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括所述包層噴嘴與芯部噴嘴的結(jié)構(gòu)相同。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括所述芯部噴嘴具有以噴槍桿為中心對稱設置的四個，所述包層噴嘴具有上下位設置的兩組，每組均具有以所述噴槍桿為中心對稱設置的四個。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括所述靶棒沉積體表面的溫度為1200℃±50℃。本技術(shù)的一個較佳實施例中，進一步包括其還包括一固定夾具，所述固定夾具為圓形結(jié)構(gòu)，其上設有中心通孔和多個靶棒固定孔，多個靶棒固定孔以中心通孔為中心的對稱設置，所述中心通孔用于供噴槍桿穿過，各所述靶棒一一對應的設置在靶棒固定孔內(nèi)。本技術(shù)的有益效果是:其一、本技術(shù)的一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，實現(xiàn)多棒的同時制作，預制棒的生產(chǎn)效率至少提高2倍；同時，整個制備過程的各項工藝參數(shù)由PID控制器進行反饋環(huán)路控制，提高預制棒母體的外徑和折射率的分布精度；其二、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計的噴嘴結(jié)構(gòu)能夠有效的將火焰和原料反應區(qū)分隔開，并限制火焰的成形區(qū)，以此來保障芯層沉積體表面的溫度，最終穩(wěn)定預制棒的折射率和預制棒的母體外徑，提高預制棒的質(zhì)量。附圖說明為了更清楚地說明本技術(shù)實施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本技術(shù)優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)優(yōu)選實施例固定夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3上本技術(shù)優(yōu)選實施例芯部噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。其中：2-沉積容腔，4-靶棒，6-噴槍桿，8-芯部噴嘴，10-包層噴嘴，12-PID控制器，14-中心噴口，16-內(nèi)屏蔽噴口，18-中間環(huán)孔噴口，20-外屏蔽噴口，22-中心通孔，24-靶棒固定孔。具體實施方式下面將結(jié)合本技術(shù)實施例中的附圖，對本技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g(shù)中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術(shù)保護的范圍。實施例如圖1所示，本實施例中公開了一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，包括沉積容腔2、均設置在沉積容腔2內(nèi)的中空的噴槍桿6、芯部噴嘴8、包層噴嘴10、多個靶棒4、和PID控制器12。各原料和燃料的管道均與噴槍桿6的內(nèi)部連通，所述芯部噴嘴8和包層噴嘴10均與噴槍桿6的內(nèi)部連通，各原料和燃料從芯部噴嘴8和包層噴嘴10中噴出在沉積容腔2內(nèi)燃燒形成火焰。本技術(shù)優(yōu)選靶棒4為四個，四個所述靶棒4以噴槍桿6為中心的對稱設置在噴槍桿6的外側(cè)，各所述靶棒4的中心與噴槍桿6的中心的距離均相同，各所述靶棒4中心與噴槍桿6中心的連線與坐標軸均成45°夾角(此處的坐標軸為圖2中XOY坐標軸)，四個所述靶棒在各自獨立的電機驅(qū)動下繞各自的軸線轉(zhuǎn)動，四個所述靶棒均設置在升降平臺上，升降平臺驅(qū)動四個靶棒同時上升。如此結(jié)構(gòu)設計的制備系統(tǒng)可以實現(xiàn)四根預制棒的同時制作。當然，根據(jù)實際使用需要，還可以同時制作六根、八根甚至更多根，大大提高預制棒的制備效率。進一步的，沉積容腔2內(nèi)設有攝像機和高溫計，所述進氣端和出氣端均設有壓力傳感器、氣泵和氣閥，各原料和燃料的管道上均設有流量泵和物料閥，各壓力傳感器、氣泵、氣閥、流量泵、物料閥、電機、攝像機和高溫計均連接PID控制器12形成反饋，整個制備過程的各項工藝參數(shù)由PID控制器12進行反饋環(huán)路控制，提高預制棒母體的外徑和折射率的分布精度。進一步的，所述噴槍桿6為圓柱體結(jié)構(gòu)，其具有上節(jié)和下節(jié)，所述芯部噴嘴8設置在噴槍桿6的下節(jié)，所述包層噴嘴10設置在噴槍桿6的上節(jié)，具體的，所述芯部噴嘴8具有以噴槍桿6為中心對稱設置的四個，所述包層噴嘴10具有上下位設置的兩組，每組均具有以所述噴槍桿6為中心對稱設置的四個，如此結(jié)構(gòu)使得芯棒在靶棒的下端沉積，包層在靶棒的沉積芯層外表面沉積。作為本技術(shù)的進一步改進，如圖3，所示所述芯部噴嘴8的截面為圓形結(jié)構(gòu)，圓形結(jié)構(gòu)的芯部噴嘴具有四組噴口，分別為自內(nèi)向外依次分布的中心噴口14、內(nèi)屏蔽噴口16、中間環(huán)孔噴口18和外屏蔽噴口20，原料化合本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，包括沉積容腔、均設置在沉積容腔內(nèi)的靶棒、中空的噴槍桿、芯部噴嘴和包層噴嘴，所述芯部噴嘴和包層噴嘴均與噴槍桿的內(nèi)部連通，各原料和燃料的管道均與噴槍桿的內(nèi)部連通，所述靶棒通過一升降平臺驅(qū)動升降，所述靶棒在電機的驅(qū)動下繞自身軸線轉(zhuǎn)動，所述沉積容腔內(nèi)設有進氣端和排氣端，其特征在于：所述靶棒具有獨立工作的多個，多個所述靶棒以噴槍桿為中心的對稱設置在噴槍桿的外側(cè)，各所述靶棒的中心與噴槍桿的中心的距離均相同，各所述靶棒中心與噴槍桿中心的連線與坐標軸均成45°夾角，多個所述靶棒在各自獨立的電機驅(qū)動下繞各自的軸線轉(zhuǎn)動，多個所述靶棒均設置在升降平臺上；其還包括一PID控制器、和設置在沉積容腔內(nèi)的攝像機和高溫計，所述PID控制器控制連接攝像機、高溫計；所述進氣端和出氣端均設有壓力傳感器、氣泵和氣閥，各原料和燃料的管道上均設有流量泵和物料閥，各壓力傳感器、氣泵、氣閥、流量泵、物料閥和電機均連接PID控制器形成反饋。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，包括沉積容腔、均設置在沉積容腔內(nèi)的靶棒、中空的噴槍桿、芯部噴嘴和包層噴嘴，所述芯部噴嘴和包層噴嘴均與噴槍桿的內(nèi)部連通，各原料和燃料的管道均與噴槍桿的內(nèi)部連通，所述靶棒通過一升降平臺驅(qū)動升降，所述靶棒在電機的驅(qū)動下繞自身軸線轉(zhuǎn)動，所述沉積容腔內(nèi)設有進氣端和排氣端，其特征在于：所述靶棒具有獨立工作的多個，多個所述靶棒以噴槍桿為中心的對稱設置在噴槍桿的外側(cè)，各所述靶棒的中心與噴槍桿的中心的距離均相同，各所述靶棒中心與噴槍桿中心的連線與坐標軸均成45°夾角，多個所述靶棒在各自獨立的電機驅(qū)動下繞各自的軸線轉(zhuǎn)動，多個所述靶棒均設置在升降平臺上；其還包括一PID控制器、和設置在沉積容腔內(nèi)的攝像機和高溫計，所述PID控制器控制連接攝像機、高溫計；所述進氣端和出氣端均設有壓力傳感器、氣泵和氣閥，各原料和燃料的管道上均設有流量泵和物料閥，各壓力傳感器、氣泵、氣閥、流量泵、物料閥和電機均連接PID控制器形成反饋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，其特征在于：所述靶棒為四個。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于VAD工藝的多預制棒制備系統(tǒng)，其特征在于：所述噴槍桿為圓柱體結(jié)構(gòu)，其具有上節(jié)和下節(jié)，所述芯部噴嘴設置在噴槍桿的下節(jié)，所述包層噴...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳明，邢應朋，黃均亮，李松良，許永，王駿杰，王曉娟，顧菊香，
申請(專利權(quán))人：江蘇南方光纖科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32