[实用新型]一种自动调整沉积速度匹配目标重量的OVD沉积设备

说明书

本发明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。

技术领域

本发明创造属于OVD沉积设备技术领域，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。

背景技术

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：

SiCl₄+2H₂O→SiO₂+4HCl (2)

SiCl₄+O₂→2SiO₂+2Cl₂ (3)

2H₂O+2Cl₂→4HCl+O₂ (4)

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。

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。

发明内容