МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК СВЕТОВОДОВ Советский патент 1995 года по МПК C03B37/16 

Изобретение относится к оборудованию для обработки стекла, а именно к установкам для изготовления заготовок световодов, и может быть использовано в производстве изделий электронной техники, в приборостроении и связи, на предприятиях, занимающихся производством волоконно-оптических линий связи.

Цель изобретения повышение качества изделий.

На фиг.1 изображена предлагаемая машина, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 механизм вращения и перемещения блока с поворотной колонной, общий вид; на фиг.4 вид по стрелке А на фиг.3; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг.6 разрез В-В на фиг.3; на фиг.7 реактор, общий вид; на фиг.8 разрез Г-Г на фиг.7; на фиг.9 разрез Д-Д на фиг.7; на фиг.10 разрез Е-Е на фиг.8; на фиг.11 принципиальна схема системы автоматического поддержания абсолютного давления в реакторе.

Машина для изготовления заготовок световодов состоит из реактора 1, печи 2 остекловывания, механизма вращения и перемещения блока 3, устройств автоматической подготовки парогазовых смесей 4, газовых блоков 5, стоек управления 6, устройства нейтрализации отходящих газов 7.

Механизм вращения и перемещения блока 3 состоит из колонны 8, установленной на шариковом опорно-поворотном устройстве 9. На колонне посредством направляющих 10 и роликов 11 установлена с возможностью вертикального перемещения траверса 12. На траверсе смонтирована стойка 13 с закрепленным на ней приводом 14, служащим для вращения штока 15. Верхний конец штока 15 закреплен в червячной шестерне привода 14, нижний посредством шарикоподшипников 16 в подвижной каретке 17, установленной с возможностью вертикального перемещения в неподвижной трубе 18. Труба 18 закреплена на колонне с помощью кронштейна 19. Посредством фланца 20, захватов 21 и уплотнительного кольца 22 труба 18 стыкуется с реактором установки (при напылении блока) или с печью остекловывания (при остекловывании блока). Герметичность ввода штока 15 в трубу 18 обеспечивается с помощью сальникового узла 23. Вертикальное перемещение траверсы 12 осуществляется посредством привода 24, винта 25 и гайки 26, закрепленной на траверсе.

На нижнем конце штока 15 установлен патрон 27, служащий для крепления кварцевой затравки.

Поворот колонны 8 и ее фиксирование относительно реактора 1 и печи 2 остекловывания осуществляется с помощью привода 28. Сверху на трубе 18 установлен клапан 29, служащий для поддува внутрь ее осушенного и очищенного азота. Для защиты каретки 17 и нижней части трубы 18 от теплового излучения печи остекловывания установлены экраны 30 и обойма 31, изготовленные из кварцевого стекла.

Реактор состоит из кварцевого муфеля 32, установленного в кожухе 33. Пространство между муфелем и кожухом заполнено кварцевой ватой. Реактор имеет две камеры, каждая из которых через нейтрализатор связана с вытяжной системой, служащей для удаления продуктов реакции и непрореагировавших реагентов.

В нижней камере установлены горелки 34 и 35, служащие для напыления сердцевины блока, в верхней горелка 36 служащая для напыления оболочки. Концы горелок закрыты обогреваемыми кожухами 37, имеющими водяные рубашки. Подача парогазовой смеси и горючих газов к горелкам осуществляется от распределительной камеры 38, обогреваемой горячей водой. Связь распределительной камеры 38 с устройствами автоматической подготовки парогазовых смесей 4 и с реактором 1 осуществляется с помощью обогреваемых шлангов (на чертеже не показаны). Обогрев распределительной камеры 38 горелок и шлангов производится от термостатов (на чертеже не показаны). Снизу реактор закрыт поддоном 39, имеющим возможность вертикального перемещения. Перемещение поддона производится от привода, состоящего из электродвигателя 40, червячного редуктора 41 и винта 42. Сверху реактор имеет фланец 43, служащий для стыковки его с трубой 18.

Внутри распределительной камеры 38 установлен задатчик опорного давления 44, барометр 45 и змеевик обогрева 46. Продукты реакции и непрореагировавшие реагенты через улавливатель твердых частиц 47 попадают в отсасывающий патрубок 48, на котором смонтирован мембранный привод 49, шток которого перемещает заслонку 50. На улавливателе твердых частиц посредством кронштейна 51 смонтирован дифференциальный манометр 52. Дифференциальный манометр 52, задатчик опорного давления 44, барометр 45 и мембранный привод 49 входят в систему автоматического поддержания абсолютного давления в реакторе. Реактор 1 соединен с газовыми блоками 53.

Трубопроводом 54 реактор связан с одной из измерительных полостей дифференциального манометра 52. Другая полость дифференциального манометра герметично соединена с задатчиком опорного давления 44, в состав которого входит сильфон 55, служащий для настройки давления требуемой величины, и барометр 45 для визуального контроля давления.

Устройство для регулировки опорного давления выполнено в виде настроечного винта 56, предназначенного для регулирования объема сильфона (а следовательно, и давления внутри него). Трубопровод 57 соединяет встроенный в дифманометр преобразователь давления 58 с мембранным приводом 49. Дроссель 59 служит для регулировки скорости перемещения мембранного привода. Давление питания на преобразователь давления 58 подается по трубопроводу 60 со стабилизатора давления воздуха 61. Положение мембранного привода 49 можно менять с помощью винта 62, а усилие возвратной пружины с помощью гайки 63. Манометр 64 и барометр 65 предназначены для настройки системы и визуального контроля избыточного давления в реакторе. Задатчик опорного давления установлен в термостате 66.

Работу на машине осуществляют следующим образом.

Установив колонну между реактором и печью остекловывания и опустив шток 15 в нижнее положение, закрепляют в патроне 27 кварцевую затравку. Перемещением штока 15 вверх вводят кварцевую затравку внутрь трубы 18, поворотом колонны совмещают ось трубы 18 с осью реактора и производят герметизацию трубы с реактором посредством захватов 21 и уплотнительного кольца 22, после чего перемещением штока вниз вводят кварцевую затравку внутрь реактора. Во избежание попадания пыли в трубу 18 внутрь ее постоянно посредством клапана 29 подается азот.

Получение кварцевых блоков производится в реакторе путем подачи реагентов SiCl₂, GeCl₄, CF₆ от устройств автоматической подготовки парогазовых смесей 4 к горелкам реактора, работающих на смеси водорода и кислорода. Процесс получения блоков сопровождается следующими реакциями:
SiCl₄+2O₂+4H₂__→ SiO₂+4HCl+2H₂O
GeCl₄+2O₂+4H₂__→ GeO₂+4HCl+2H₂O
CF₄+2O₂+4H₂__→ 4HF+CO₂+2H₂O
Мелкие частицы стекла, образующиеся в результате реакции пламенного гидролиза, осаждаются на торцовую поверхность кварцевой затравки. Получаемая при этом пористая заготовка выращивается в осевом направлении, вращается посредством привода 14 и перемещается вверх посредством привода 24, винта 25 и гайки 26.

Подача горючих газов к горелкам, а также требуемая газовая среда внутри реактора обеспечивается посредством газовых блоков 5. Продукты реакции и непрореагировавшие реагенты отводятся из реактора через улавливатель твердых частиц 47 и устройство нейтрализации отходящих газов 7 в атмосферу. Посредством настроечного винта 56 в задатчике опорного давления 44 устанавливается требуемое эталонное давление, контролируемое с помощью барометра 45.

При отклонении давления в реакторе 1 от эталонного, установленного в задатчике опорного давления 44, меняет свое значение выходной сигнал преобразователя давления 58, который с помощью мембранного привода 49 изменяет положение заслонки 50. Изменяющееся сечение отсасывающего патрубка компенсирует изменение давления в реакторе, и система приходит в состояние равновесия.

Таким образом, предлагаемая машина повышает качество кварцевых блоков за счет стабилизации величины абсолютного давления внутри реактора, что, в свою очередь, позволяет получить стабильную форму дна напыляемой заготовки и тем самым устранить искажение профиля показателя преломления по ее длине.

Изобретение относится к оборудованию для обработки стекла, а именно к установкам для изготовления заготовок световодов, и может быть использовано в производстве изделий электронной техники, в приборостроении и связи, на предприятиях, занимающихся производством волоконно-оптических линий связи. Цель изобретения повышение качества изделий. Машина для изготовления заготовок световодов содержит реактор с отсасывающим патрубком и горелками для получения пористого блока, печь остекловывания пористого блока в прозрачный блок, устройство автоматической подготовки парогазовых смесей, газовые блоки и механизм вращения и перемещения блока. Машина снабжена системой автоматического поддерживания абсолютного давления в реакторе. Она выполнена в виде дифференциального манометра с встроенным в него преобразователем давления, мембранного привода, на штоке которого смонтирована заслонка, расположенная с возможностью перемещения в отсасывающем патрубке реактора. Система автоматического поддержания абсолютного давления в реакторе также содержит задатчик опорного давления, который выполнен в виде герметичного сильфона, соединенного с устройством для регулирования опорного давления. Одна из измерительных полостей дифференциального манометра сообщена с реактором, другая с задатчиком опорного давления, а преобразователь давления подсоединен к мембранному приводу. Машина может быть снабжена термостатом, в котором установлен задатчик опорного давления. 1 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК СВЕТОВОДОВ, содержащая реактор с отсасывающим патрубком и горелками для получения пористого блока, печь остекловывания пористого блока в прозрачный блок, устройство автоматической подготовки парогазовых смесей, газовые блоки, а также механизм вращения и перемещения блока, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изделий, она снабжена системой автоматического поддержания абсолютного давления в реакторе, выполненной в виде дифференциального манометра с встроенным в него преобразователем давления, мембранного привода, на штоке которого смонтирована заслонка, расположенная с возможностью перемещения в отсасывающем патрубке реактора, а также задатчика опорного давления, выполненного в виде герметичного сильфона, соединенного с устройством для регулировки опорного давления, причем одна из измерительных полостей дифференциального манометра сообщена с реактором, другая с задатчиком опорного давления, а преобразователь давления подсоединен к мембранному приводу. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности поддержания абсолютного давления в реакторе, она снабжена термостатом, в котором установлен задатчик опорного давления.