Устройство для удаления порошкообразных отходов при изготовлении световодов

Авторы патента:

Носков Сергей Александрович (RU)

Ероньян Михаил Артемьевич (RU)

Унтилов Александр Алексеевич (RU)

Кулеш Алексей Юрьевич (RU)

Татаринов Евгений Евгеньевич (RU)

C03B37/018 - осаждением стекла на стеклянную подложку, например химическим осаждением паров (C03B 37/016 имеет преимущество; обработка поверхности стекла покрытием из стекла C03C 17/02)

Владельцы патента RU 2712998:

Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

Изобретение относится к модифицированному методу химического парофазного осаждения (modified chemical vapor deposition - MCVD) внутри опорной кварцевой трубы в технологии изготовления заготовок оптических волокон (кварцевых световодов), в частности, к устройству для удаления оксидных микрочастиц продуктов газофазного синтеза кварцевого стекла. Решаемой технической проблемой настоящего изобретения является усовершенствование конструкции устройства для удаления порошкообразных отходов. Достигаемый технический результат - исключение или уменьшение образования порошкообразных отходов реакции синтеза стекла при изготовлении заготовки оптического волокна. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем кварцевую отводную трубку, герметично установленную соосно внутри кварцевой технологической трубы отвода продуктов реакции, стержневой очиститель, расположенный внутри отводной трубки, и сборник порошкообразных отходов, в котором в отличие от прототипа отводная трубка имеет отверстие для выхода продуктов реакции в сборник порошкообразных отходов. Отводная трубка герметично закреплена в сборнике порошкообразных отходов с возможностью продольного перемещения, а стержневой очиститель установлен неподвижно и имеет поршень для выталкивания микрочастиц. Поршень стержневого очистителя расположен герметично в отводной трубке и не препятствует ее продольному перемещению вдоль стержневого очистителя. 1 ил.

При изготовлении заготовки оптического волокна MCVD методом важно обеспечить удаление оксидных микрочастиц кремнезема (порошкообразных отходов) из выходной кварцевой технологической трубы (далее - технологической трубы), приваренной к опорной кварцевой трубе и соединенной с системой эвакуации и нейтрализации вредных продуктов реакции, при нагреве опорной трубы перемещающейся газовой горелкой. В противном случае произойдет закупорка канала удаления газообразных продуктов реакции и аварийная остановка технологического процесса.

Известно устройство удаления оксидных микрочастиц кремнезема, осевших в технологической трубе, с помощью винтового очистителя, расположенного внутри технологической трубы с возможностью перемещения (заявка WO 1989002419 А1).

Однако такая винтовая конструкция имеет определенные недостатки. Порошкообразнее отходы слипаются с образованием гранул и имеют тенденцию накапливаться только в нижней части трубы под действием силы тяжести. Поэтому их невозможно эффективно удалять с помощью винтового очистителя. Во-вторых, если винт точно соответствует внутреннему диаметру технологической трубы, то к ней прилипает слишком много порошкообразных отходов. Это может оказать механическое воздействие на вращающуюся опорную кварцевую трубу и привести к ее разрушению.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению и принятый за прототип является устройство для удаления оксидных микрочастиц кремнезема (продуктов реакции) из кварцевой технологической трубы (патент KR 100737596 В1). Устройство не имеет упомянутых выше недостатков. Оно содержит кварцевую отводную трубку (далее - отводная трубка), герметично установленную соосно внутри кварцевой технологической трубы отвода продуктов реакции, стержневой очиститель, расположенный внутри отводной трубки, и сборник порошкообразных отходов. В этом устройстве накопление микрочастиц кремнезема в кварцевой технологической трубе не происходит, так как порошкообразные отходы накапливаются в отводной трубке и периодически выталкиваются стержневым очистителем, совершающем вращательные и поступательные в движения в сборник порошкообразных отходов.

Недостаток этого устройства заключается в сложности кинематического узла стержневого очистителя и возможности выброса части порошкообразных отходов из отводной трубки в опорную кварцевую трубу, создавая возможность проникновения конгломератов порошкообразных отходов в высокотемпературную зону образования аэрозольных частиц с последующим образованием дефектов при спекании осажденного пористого слоя.

Решаемой технической проблемой настоящего изобретения является усовершенствование конструкции устройства для удаления порошкообразных отходов.

Достигаемый технический результат - исключение или уменьшение образования порошкообразных отходов реакции синтеза стекла при изготовлении заготовки оптического волокна.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем кварцевую отводную трубку, герметично установленную соосно внутри кварцевой технологической трубы отвода продуктов реакции, стержневой очиститель, расположенный внутри отводной трубки, и сборник порошкообразных отходов, в котором в отличие от прототипа отводная трубка имеет отверстие для выхода продуктов реакции в сборник порошкообразных отходов. Отводная трубка герметично закреплена в сборнике порошкообразных отходов с возможностью продольного перемещения, а стержневой очиститель установлен неподвижно и имеет поршень для выталкивания микрочастиц. Поршень стержневого очистителя расположен герметично в отводной трубке и не препятствует ее продольному перемещению вдоль стержневого очистителя.

Заявляемое устройство поясняется фиг. 1, на которой приняты следующие обозначения:

1 - кварцевая технологическая труба

2 - шпиндельный зажим

3 - сборник порошкообразных отходов (далее - сборник)

4 - отверстие для выхода непрореагировавшей парогазовой смеси в систему нейтрализации

5 - кварцевая отводная трубка с отверстием

6 - стержневой очиститель с поршнем

7 - дно сборника порошкообразных отходов

8 - скопление порошкообразных отходов реакции синтеза стекла

Поток газообразных продуктов реакции совместно с оксидными микрочастицами кремнезема поступает во вращающуюся кварцевую технологическую трубу 1, закрепленную в шпиндельном зажиме 2. Отводная трубка 5 установлена без вращения, и через ее отверстие продукты реакции попадают в сборник порошкообразных отходов 3. Порошкообразные частицы продуктов реакции по инерции осаждаются на дно сборника 7, а газы через выход непрореагировавшей газовой смеси 4 уходят в систему нейтрализации (на фиг. не показана). Часть порошкообразных отходов продуктов реакции осаждается внутри отводной трубки 5 при вхождении в нее потока газообразных продуктов реакции. После нескольких проходов горелки отводную трубку перемещают вдоль стержневого очистителя с поршнем 6, который выталкивает из нее порошкообразных отходы в сборник 3 с образованием скопления порошкообразных отходов 8.

Изображенное на фиг. 1 устройство апробировано на тепломеханическом станке для изготовления заготовок световодов MCVD методом. Опорную кварцевую трубу метровой длины с наружным диаметром 25 мм и толщиной стенки 2,5 мм сплавили соосно с технологической кварцевой трубой (с наружным диаметром 40 мм и толщиной стенки 2,5 мм), предназначенной для отвода продуктов реакции. Опорную трубу герметично установили в шпиндельном зажиме подачи газообразных реагентов, а технологическую трубу закрепили в противоположном шпиндельном зажиме и уплотнили с возможностью ее вращения со сборником, предназначенном для порошкообразных отходов. Внутри технологической трубы на расстоянии 30 мм от опорной трубы установили метровую отводную трубку из кварцевого стекла с наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм. В этой трубке абразивным инструментом сделали отверстие диаметром 10 мм для отвода продуктов реакции в сборник порошкообразных отходов. С одного конца отводную трубку герметично, но с возможностью перемещения, соединили со сборником порошкообразных отходов. Внутри отводной трубки установили стержневой очиститель из кварцевого стекла с поршнем из углеграфитовой ткани. Процесс осаждения кварцевых слоев SiO₂ проводили при скорости движения горелки 140 мм/мин, температуре нагрева трубки 1500°С и скорости ее вращения 45 об/мин. Выбранные расходы реагентов (SiCl₄, Р₂О₅, О₂) обеспечивали скорость осаждения диоксида кремния на внутренней поверхности опорной трубы на уровне 0,5 г/мин. За 4-5 проходов грелки осевший в начальной зоне отводной трубки порошкообразные отходы уменьшили диаметр ее проходного отверстия до 10 мм. При обратном ходе погашенной горелки отводную трубку перемещали в сторону поршня для выброса из нее порошкообразных отходов в сборник порошкообразных отходов. Затем отводную трубку возвращали в исходное положение и процесс повторяли до осаждения требуемой толщины стеклообразного слоя. За два часа процесса осаждения стекла порошкообразные конгломераты в технологической трубе не образовывались.

Новое техническое решение обеспечивает упрощение конструкции устройства и реализацию заявленного технического результата.

Устройство для удаления оксидных микрочастиц кремнезема в модифицированном методе химического парофазного осаждения при изготовлении кварцевых световодов, содержащее кварцевую отводную трубку (далее - отводную трубку), установленную соосно внутри кварцевой технологической трубы отвода продуктов реакции, стержневой очиститель, расположенный внутри отводной трубки, и сборник порошкообразных отходов, отличающееся тем, что отводная трубка имеет отверстие для сброса продуктов реакции в сборник порошкообразных отходов, при этом отводная трубка герметично закреплена в сборнике порошкообразных отходов с возможностью продольного перемещения, а стержневой очиститель в отводной трубке установлен неподвижно и имеет поршень для выталкивания порошкообразных отходов.

Группа изобретений относится к способу получения легированной заготовки оптического волокна, легированной заготовке оптического волокна. Техническим результатом является уменьшение введения примесей и улучшение равномерности легирования оптоволоконных преформ.

Оптическое волокно с высоким содержанием хлора и малым коэффициентом затухания // 2706849

Настоящее изобретение относится к оптическим волокнам, имеющим в сердцевине волокна высокий уровень содержания легирующего вещества хлора. Одномодовое оптическое волокно, включающее: сердцевину волокна, содержащую диоксид кремния, по меньшей мере 1,5 масс.% хлора и менее чем 0,6 масс.% F, где упомянутая сердцевина волокна имеет относительный показатель преломления Δ1мах, а область оболочки оптического волокна, окружающая сердцевину волокна, имеет относительный показатель преломления Δ2мин, где Δ1мах > Δ2мин, и где упомянутое волокно имеет одну моду на длине волны 1550 нм, при этом упомянутая область оболочки оптического волокна содержит фтор и молярное отношение хлора в сердцевине волокна к фтору в оболочке оптического волокна больше чем 1.

cvd способ изготовления световодов с сердцевиной из кварцевого стекла, легированного азотом // 2668677

Изобретение относится к модифицированному методу химического парофазного осаждения для изготовления радиационно-стойких волоконных световодов с фторсиликатной оболочкой и сердцевиной из кварцевого стекла, легированного азотом.

Процесс плазменного осаждения с удалением трубки подложки // 2652215

Изобретение относится к способу для производства прекурсора для первичной заготовки оптических волокон посредством процесса внутреннего плазменного осаждения. Техническим результатом является обеспечение большей гибкости в показателе преломления конечной заготовки, устранение необходимости использования трубок подложки высокого качества, возможность использовать некварцевые трубки подложки.

Устройство для осуществления процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы // 2625664

Настоящее изобретение относится к устройству для осуществления процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы. Технический результат заключается в том, чтобы резонатор более тщательно согласовывался с плазмой, снижая тем самым вероятность возникновения дугового разряда.

Способ изготовления первичной преформы для оптических волокон, первичная преформа, конечная преформа, оптическое волокно // 2607566

Изобретение относится к способу изготовления первичной заготовки для оптического волокна. Технический результат заключается в изготовлении первичных заготовок, имеющих большую используемую длину, влияние на оптическое сужение можно оказывать независимо от геометрического сужения, показатель преломления и/или площадь поперечного сечения можно точно задавать в зависимости от положения в продольном направлении на первичной заготовке.

Способ изготовления первичной заготовки для оптических волокон, первичная заготовка, окончательная заготовка, оптическое стекло // 2595030

Изобретение относится к способу изготовления первичной заготовки для оптического волокна. Технический результат заключается в изготовлении первичных заготовок, имеющих большую используемую длину, влияние оптического конуса может происходить независимо от геометрического конуса, показатель преломления и/или площадь поперечного сечения можно точно устанавливать желаемым образом как функцию позиции в продольном направлении первичной заготовки.

Многофорсуночная плазменная трубообразная горелка-осадитель для производства заготовок как полуфабрикатов для изготовления оптических волокон // 2551587

Изобретение относится к многофорсуночной трубообразной плазменной горелке-осадителю для производства заготовок для изготовления оптических волокон. К горелке подводится поток среды, содержащий стеклянный исходный материал и газ-носитель, и создается перпендикулярная ориентация продольной оси горелки относительно центральной оси подложки.

Способ изготовления многомодовых малодисперсионных световодов // 2547032

Изобретение относится к волоконной оптике. Технический результат изобретения заключается в снижении уровня межмодовой дисперсии, что обеспечивает увеличение ширины полосы пропускания систем оптической связи.

Способ изготовления заготовок для световодов // 2542061

Изобретение относится к волоконной оптике, в частности к технологии изготовления световодов из кварцевого стекла. Изобретение решает задачу снижения потерь стекла заготовок, обусловленных его испарением при высоких температурах процесса его изготовления.

Оптическое волокно и способ его изготовления // 2713011

В настоящем изобретении предусмотрен способ изготовления оптического волокна. В настоящем изобретении при осаждении несвязанной массы слоя сердцевины и несвязанной массы слоя оболочки применяют водородно-кислородное пламя для повышения температуры границы раздела между слоем сердцевины и слоем оболочки, вследствие чего диоксид кремния на границе раздела соответственно уплотняется с образованием слоя изоляции с относительно высокой плотностью, и при этом слой изоляции может эффективно предотвращать диффузию элемента F из слоя оболочки в несвязанную массу сердцевины, так что разница между показателем преломления слоя сердцевины и показателем преломления слоя оболочки соответствует требованию с обеспечением тем самым изготовления оптического волокна со сверхнизким затуханием. Кроме того, в настоящем изобретении полую стеклянную трубку применяют в качестве затравочного стержня, и при этом полая стеклянная трубка, которая является затравочным стержнем, непосредственно соединена с несвязанной массой слоя сердцевины. В ходе последующей дегидратации среда для дегидратации не только проникает снаружи внутрь несвязанной массы слоя оболочки, но также среда для дегидратации непосредственно поступает в слой сердцевины через полую стеклянную трубку. Таким образом, даже если внешняя среда для дегидратации не может проникнуть в слой сердцевины, гидроксильные группы в слое сердцевины могут быть удалены с обеспечением тем самым уменьшения пика воды. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.