光纤预制棒的脱水烧结装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111253059A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010161538.6(22)申请日2020.03.10(71)申请人杭州金星通光纤科技有限公司地址310000浙江省杭州市临安区锦城街道青柯村无门牌3(2幢101)(72)发明人王强强张学军张玉棋吴志远吴兰梅郑宇(74)专利代理机构杭州裕阳联合专利代理有限公司33289代理人姚宇吉(51)Int.Cl.C03B37/018(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称光纤预制棒的脱水烧结装置及其方法(57)摘要本申请公开了一种光纤预制棒的脱水烧结装置及其方法，根据设计的预计疏松体直径选择合适的烧结石英炉心管内径，再根据烧结炉石英炉心管内径确定正常脱水，正常烧结的氦气用量；在正常脱水，正常烧结前后工艺阶段都关闭氦气，从而实现不同工艺阶段氦气气体流量的自动控制，节约氦气用量，降低生产成本。CN111253059ACN111253059A权利要求书1/2页1.一种光纤预制棒的烧结装置，其特征在于，包括脱水烧结炉和气体控制装置；所述脱水烧结炉包括石英炉心管、加热部和保温部；所述保温部采用环形结构，固定在所述石英炉心管的外侧；所述保温部内设置有空腔，用于放置所述加热部；所述脱水烧结炉的底部设置有气体通道，用于通入惰性气体和脱水气体；所述气体控制装置与气体通道相连接；所述石英炉心管内悬挂有光纤预制棒疏松体；所述光纤预制棒疏松体的顶部连接有石英玻璃吊杆；所述石英玻璃吊杆的一端位于石英炉心管内，另一端位于石英炉心管内外，与挂棒平台连接。2.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒的烧结装置，其特征在于，所述石英炉心管的顶部边缘设置有密封装置；所述密封装置的外部连接有抽气装置。3.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒的烧结装置，其特征在于，所述烧结炉石英炉心管内径D与预烧结的疏松体均匀段平均直径d的比例D/d为1.15-1.5。4.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒的烧结装置，其特征在于，所述加热部采用的加热元件为高纯石墨或硅钼棒或硅碳棒或氧化锆中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种光纤预制棒的烧结装置，其特征在于，所述石英炉心管下部的气体通道的通过气体为氯气或氦气或氩气或氮气的一种或多种。6.一种光纤预制棒的脱水烧结方法，其特征在于，包括：对烧结炉进行预安装；所述烧结炉采用如权利要求1-5任意一项所述的光纤预制棒的烧结装置；脱水开始阶段：将烧结炉的加热元件由待机温度升温至脱水温度范围，气体控制装置通入氯气和氦气；正常脱水阶段：预制棒粉末疏松体在石英炉心管内含有氯气和氦气以及其他工艺气体的氛围中缓慢通过热区，去除预制棒粉末疏松体中的杂质后提升至热区上部；烧结开始阶段：将加热元件再升温至烧结温度范围，气体控制装置关闭氯气通入，关闭氦气通入；挂棒平台提升疏松体至脱水起始位置；正常烧结阶段：去除杂质后的预制棒粉末疏松体在石英炉心管含有氦气以及其他工艺气体的氛围中缓慢通过热区，烧结为透明的玻璃体；烧结完成阶段：待粉末疏松体的顶部进入烧结炉热区后，烧结阶段完成；烧结炉降温至待机温度，气体控制装置关闭氦气通入。7.根据权利要求6所述的光纤预制棒的脱水烧结方法，其特征在于，所述预安装包括：烧结炉温度保持待机温度，其温度低于脱气阶段温度，也低于烧结阶段温度；将预制棒粉末疏松体悬挂于挂棒平台的石英吊杆上，粉末疏松体缓慢进入烧结炉炉心管内部，直至粉末疏松体的底部达到烧结炉热区的顶部；待挂棒完成后，利用抽气装置进行抽气密封。2CN111253059A权利要求书2/2页8.根据权利要求6所述的光纤预制棒的脱水烧结方法，其特征在于，所述在脱水和烧结过程中，控制装置自动控制通入的气体流量包括：根据石英炉心管内径计算脱水和烧结阶段中间段的氦气流量，以保证脱水阶段氦气流速与疏松体下降速度的相对速度大于等于0.15m/min，脱水阶段疏松体的下降速度小于等于20mm/min；烧结阶段氦气流速与疏松体下降速度的相对速度大于等于0.2m/min，烧结阶段疏松体的下降速度小于等于6mm/min。9.根据权利要求6所述的光纤预制棒的脱水烧结方法，其特征在于，所述待机温度不低于700℃且低于脱水温度，脱水温度设定为1000-1200℃，烧结温度设定为1400-1600℃。10.根据权利要求7所述的光纤预制棒的脱水烧结方法，其特征在于，所述脱水开始阶段和正常脱水阶段通入的氯气体积大于等于炉心管内自烧结炉加热元件上端至炉心管底部的体积；脱水阶段在通入氯气时，石英炉心管上部的抽气装置开启，将炉心管内部生的氯气，氯化氢气体抽离。3CN111253059A说明书1/5页光纤预制棒的脱水烧结装置及其方法技术领域[0001]本申请