[发明专利]玻璃棒的制造设备及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃棒的制造设备及制造方法，特别涉及一种用于通过将诸如光纤玻璃锭等较大直径的玻璃预制体供给到炉中、加热炉中的预制体以及从炉拉延(draw)已加热的预制体来制造具有期望直径的玻璃棒的设备和方法。

背景技术

日本特开2006-193397号公报公开了如下一种方法，该方法用于通过测量拉延期间的预制体的正进行变形(直径减小)的区域处的直径和大致完成直径减小的区域处的直径以及基于所测量的直径调节玻璃预制体相对于炉的供给速度和拉延速度来制造具有期望直径的玻璃棒。

日本特开平H11-011970(1999)号公报中的现有技术的描述公开了如下的方法：沿着玻璃预制体的长度方向预测量玻璃预制体的直径，确定预制体的供给速度和拉延速度之间的比以及基于该比制造恒定直径的玻璃棒。

日本特开2006-219331号公报公开了通过改变玻璃预制体的供给量和基准直径位置，来抑制由限定玻璃预制体的供给速度和拉延速度的基准位置随着拉延加工的进行而移位所引起的拉延出的玻璃棒的直径波动。

传统地，玻璃棒的目标直径相对于玻璃预制体的直径的比(下文中被称为直径减小比)较小，为约20％至50％。因此，日本特开2006-193397号公报中的控制方法能够将直径波动抑制到所需水平。然而，近年来，需要大尺寸光纤预制体，并且需要具有直径减小比约为60％-95％的较小直径变形的玻璃棒。例如，当直径为160mm-170mm的玻璃预制体被拉延成直径为150mm的玻璃棒时，直径减小比为88％-94％。

为了实施日本特开2006-193397号公报所公开的反馈控制，必需测量在直径减小区中直径被充分减小的位置周围的直径。然而，在较大直径减小比的情况中，直径被充分减小的位置邻近炉中的加热器。因此，难以直接测量该位置处的直径。如果在距加热器一定距离以防止加热器的影响的位置处测量用于反馈控制的直径，则反馈控制的响应将会滞后。因此可能不会适当地实施反馈控制。结果，会在所拉延的玻璃棒中产生大的波动。

根据日本特开平H11-011970(1999)号公报公开的方法，在直径始终稳定的玻璃预制体的情况中，即使以60％-95％的直径减小比，也能获得较期望的直径波动值。然而，当玻璃预制体在其长度方向上具有较大直径波动时，该方法可能会在拉延加工结束时在所拉延的玻璃棒的可用区(usable region)的端部导致不可接受的直径波动(具体地，大于±1％)。

日本特开2006-219331号公报所公开的方法能够抑制玻璃棒的直径波动。然而，在该方法中，用于改变基准直径位置的标准不明确，根据玻璃预制体的直径波动的状况，可能会产生不可接受的直径波动。此外，在该公报的实施方式中，直径为130mm的玻璃预制体被拉延成直径为30mm玻璃棒，即，直径减小比相当小，诸如为23％。该公报并未公开用于在诸如60％-95％等较大直径减小比的情况中抑制所拉延的玻璃棒的直径波动的方法。

发明内容

本发明提供一种玻璃棒的制造设备和制造方法，其中即使在玻璃预制体和玻璃棒之间存在诸如60％-95％等较大的直径减小比的情况中，所述制造设备和制造方法也能够抑制所拉延的玻璃棒中的直径波动。

本发明的第一方面提供一种玻璃棒的制造方法，将较大直径的玻璃预制体经由炉的顶部供给到所述炉中，并经由所述炉的底部从所述炉拉延所述玻璃预制体，使得所述较大直径的玻璃预制体被拉延成较小直径的玻璃棒，所述方法包括以下步骤：

控制所述玻璃预制体的供给速度(V1)和拉延速度(V2)，使得所述供给速度(V1)和所述拉延速度(V2)之间的比(V2/V1)变为基于所述玻璃预制体的直径(D)和所述玻璃棒的目标直径(d)所确定的值((D/d)²)；

由所测量的直径数据来获取用于确定所述比的所述玻璃预制体的直径(D)，其中通过沿着所述玻璃预制体的长度方向测量拉延前的所述玻璃预制体的直径而获得所述所测量的直径数据；以及

以所述供给速度(V1)根据所述长度方向上的所述所测量的直径数据的波动而变化的方式确定所述供给速度(V1)。

本发明的第二方面提供一种玻璃棒的制造设备，其包括：

炉；

供给机构，其被构造成将较大直径的玻璃预制体经由所述炉的顶部供给到所述炉中；

拉延机构，其被构造成经由所述炉的底部从所述炉拉延所述玻璃预制体，使得所述较大直径的玻璃预制体被拉延成较小直径的玻璃棒；以及