Устройство для изготовления заготовок световодов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК СВЕТОВОДОВ, включающее станину , шпиндели с патронами для крепления в них заготовки, каретку, смонгированную с возможностью перемещения вдоль заготовки, закрепленную на каретке газовую горелку, переключатели хода каретки и средство, подвода горючего газа и кислорода к газовой горелке, отличающееся тем, что, t целью улучшения качества заготовок, средство подвода горючего газа и кислорода к газовой горелке выполнено в виде двух отдельных систем трубопроводов с клапанами, число которых в каждой системе соответствует числу тепловых режимов горелки, газораспределительного блока, вьшолненного из регуляторов расхода горючего газа и кислорода, коллекторов и блока управления подачей горючего газа и кислорода в горелку, причем вход каждого регулятора соединен трубопроводом с выходом соответствующего клапана, а вход одного из коллекторов соединен через трубопроводы с выходами регуляторов расхода горючего газа, вход другого - с выходами регуляторов расхода кислорода, а выходы связаны с трубопроводами, соединенными с горелками, входы блока управления соединены с переключателями хода каретки, а выходы - с электрическими входами клапанов .

9457 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6% (и) 3(5)) С 03 В 37/025

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

-fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOWNONIV СаиаитВЪСтви (21) 3333149/29-33 (22) 04.09.81 (46) 30. 10.84. Вюл. У 40 (72) О.Н; Власова, В.В. Григорьянц, 3.С. Григорян, М.E. Жаботинский, Г.А. Иванов, В.Н. Исаков, Л.А. Кивензор, С.Л.Кочарян, А.И. Лещук, С. Г. Мостовой, А.Д. Омельяненко, В.В. Сторожев, В.В. Тимченко, В.С.Хотимченко и В.Л. Шпафер (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники Академии наук СССР и Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР (53) 666.189.212(088.8) (56) 1. W.À. Gambling et al "0ptical fibers based on phosphosilicate

glass", Proc. IEE, v. 123, 9 6, 1976„ рр. 570-576.

2. Авторское свидетельство СССР

)г 745873, кл. С 03 В 37/10, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЗАГОТОВОК СВЕТОВОДОВ, включающее станину, шпиндели с патронами для крепления в них заготовки, каретку, смонгивованную с возможностью перемеще. ния вдоль заготовки, закрепленную на каретке газовую горелку, переключатели хода каретки и средство подвода горючего газа и кислорода к газовой горелке, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества заготовок, средство подвода горючего газа и кислорода к газовой горелке выполнено в виде двух отдельных систем трубопроводов с клапанами, число которых в.каждой системе соответствует числу тепловых режимов горелки, газораспределительного блока, выполненного иэ регуляторов расхода горючего газа и кислорода, коллекторов и блока управления подачей горючего газа н кислорода в .горелку, причем вход каждого регулятора соединен трубопроводом с выходом соответствующего клапана, а вход одного из коллекторов соединен через трубопроводы с выходами регуляторов расхода горючего газа, вход другого — с выходами регуляторов расхода кислорода, а выходы связаны с трубопроводами, соединенными с горелками, входы блока управления соединены с переключателями хода каретки, а выходы — с электрическими входами клапанов.

1 999457

Изобретение относится к области волоконной оптики, а именно к устройствам для изготовления заготовок светопроводящих волокон методом химического парафазного осаждения, являющимся первым звеном в производстве оптического кабеля для волоконно оптических линий связи различного наз начения.

Известно устройство для изготовления заготовок светопроводящих волокон, содержащее станину с расположенными на ней шпинделями с патронами для крепления в них заготовок, каретку, установленную на станине с возможностью перемещения вдоль заготовки, газовую горелку, расположенную на каретке и соединенную с трубопроводами для подвода горючего газа и кислорода, и переключатели 20 направления движения каретки. Непосредственно на трубопроводах для подвода горючего газа и кислорода к горелке расположены регулирующие вентили. Кислородная линия содержит 25 электромагнитный клапан, открываю- г щийся при рабочем ходе горелки и с . закрывающийся при обратном ходе по к командам с переключателей, и обводную линию, снабженную регулирующим 30 р .вентилем для постоянной подачи кис- z лорода в горелку (1 . п

Процесс изготовления заготовок светопроводящих волокон, осуществляемый на этом устройстве, заключает- 35 ся в осаждении на внутреннюю поверх° ность кварцевой трубки — заготовки слоев легированного кварцевого стекла путем окисления смеси паров галогенидов соответствующих элементов 40 (кремния, германия, бора и т.п.)> пропускаемых через эту трубку. После осаждения слоев температуру на грева трубки-заготовки увеличивают и схлопывают ее в сплошной стержень- 45 заготовку, где осажденные слои е различным составом и концентрацией легирующих компонентов образуют све", 1 товедущую сердцевину и светоотражающую оболочку. Устройство должно 50 обеспечить следующие режимы работы горелки: нагрев трубки до температуры, необходимой для окисления галогенидов и проплавления осаждающихся слоев (режим "нанесение ) в 55 процессе рабочего хода горелки, на" фрев трубки до более низкой температуры, при которой отсутствует окисление галогенидов во время обратного хода горелки (режим "поддерживающее пламя" ), нагрев трубки до температуры, необходимой для сжатия трубки в стержень"заготовку (режим схлопывания").

В такой установке предусмотрено только переключение режимов работы. горелки "нанесение", "поддерживающее пламя" за счет открытия-закрытия электромагнитного клапана, причем в последнем случае в горелку подается кислороп только по обводной линии.

Установка не обеспечивает необходимой воспроизводимости изготовляемых заготовок световодов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для изготовления заготовок световодов, ключающее станину, шпиндели с патонами для крепления в них заготовки, каретку, смонтированную с возможностью перемещения вдоль заготовки, закрепленную на каретке газовую орелку, переключатели хода каретки и редство подвода горючего газа и ислорода к газовой горелке (2).

В этих устройствах (1 ) и (2 j реулировка подачи кислорода и горючео газа осуществляется вручную с омощью регулирующих вентилей, положение которых, неоднократно меняется в конце каждого режима. Поэтому устройства не обеспечивают требуемой воспроизводимости тепловых режимов горелки от одного процесса к другому и вследствие этого воспроизводимости профиля показателя преломпения и дисперсии сигнала в светопроводящих волокнах.

Целью изобретения является улучшение качества заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления заготовок световодов, включающем станину, шпиндели с патронами для крепления в них заготовки, каретку, смонтированную с возможностью перемещения вдоль заготовки, закрепленную на каретке газовую горелку, переключатели хода каретки и средство подвода горючего газа и кислорода к газовой горелке, средство. подвода горючего газа и кислорода к газовой горелке выполнено в виде двух отдельных систем трубопроводов с клапанами, число которых в каждой систе999457, ме соответствует числу тепловых режимов горелки, газораспределитель- ного блока, выполненного иэ регуляторов расхода горючего газа и кислорода, коллекторов -и- блока управления подачей горючего газа и кислорода в горелку. Выход каждого регулятора соединен трубопроводом с выходом соответствующего клапана, вход одного из коллекторов через трубопроводы - с выходами регуляторов расхода горючего газа, вход другого — с вьиодами регуляторов расхода кислорода, а выходы — с трубопроводами; соединенными с горелками. Входы блока управления соединены с переключателями хода каретки, а выходы — с электрическими входами клапанов.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Оно содержит станину I,çàêðåïëåíные на ней шпиндели 2 с патронами

3 для крепления в них заготовки .4, каретку 5, установленную на станине с возможностью перемещения вдоль заготовки 4, газовую горелку 6, соединенную с трубопроводом 7 для подвода горючего газа и с трубопроводом 8 для подвода кислорода и закрепленную на каретке, переключатейи 9 хода каретки, систему клапанов 10 для подачи горючего газа в горелку, систему клапанов 11 для подачи кислорода в горелку с числом . клапанов 10, 11 в каждой системе, соответствующим числу. тепловых режимов горелки, газораспределительный блок 12, содержащий регуляторы

13 расхода горючего газа, вход каждого из которых соединен трубопроводом 14 с выходом соответствующего клапана 10, регуляторы 15 расхода кислорода, вход каждого из которых . соединен трубопроводом 16 с выходом соответствующего клапана 11, коллектор 17, вход которого соединен через трубопроводы 18 с выходами регуляторов 13 горючего газа, а выход— с трубопроводом 7, и коллектор 19, вход которого соединен через трубопроводы 20 с выходами регуляторов 15 расхода кислорода, а выход— с трубопроводом 8, и блок 21 управления подачей горючего газа и кислорода в горелку 6, входы которого связаны с переключателями 9 хода каретки, а выходы с электрическими входами клапанов 10 и 1

Устройство работает следующим образом;

В патронах шпинделей 2 закрепляют кварцевую трубку-заготовку 4 и с левого конца надевают на нее сальниковое устройство, обеспечивающее подачу в трубку-заготовку наро-газовой

20 хода каретки 5 последняя начинает перемещаться вдоль заготовки 4. Одновременно сигнал с переключателя 9 подается на блок 21 управления подачи горючего газа и кислорода, который, в свою очередь, подает команду на входы пары клапанов 10, 11, соединенных с соответствующей парой регуляторов !3, 15 на которых установлен режим "нанесение", опреде25 ляющий температуру горелки, необхо30 димую для осаждения на трубку и проплавления слоев легированного кварцевого стекла.

Эти клапаны 10, 11 открываются, горючий газ и кислород поступают через регуляторы 13 и 15 по трубопроводам 14, 18 и 16, 20 в коллекторы

17 и 19 и дапее по трубопроводам 7, 8 в горелку 6.В момент

40 включения переключателя 9 хода каретки в заготовку 4 начинают подавать паро-газовую смесь, из которой на внутреннюю поверхность трубки-заготовки осаждаются слои легированного

4 стекла

По окончании рабочего хода каретка по команде от переключателя 9 ускоренно возвращается в исходноеположение в левому шпинделю 2. При

50 этом но команде с блока 21 ранее открытые клапаны закрываются, а открывается вторая пара клапанов 10 и 11, и с помощью соответствующей второй пары регуляторов 13 и 15

55 устанавливается работа горелки 6 в режиме "поддерживающее пламя", обеспечивающем значительно меньший нагрев заготовки. Когда каретка!

О смеси. Оптимальные расходы горючего газа и кислорода для всех режимов работы горелки устанавливают с помощью регуляторов 13 расхода горю-! чего газа и регуляторов 15 расхода

I5 кислорода, причем каждому режиму соответствует своя пара регуляторов l3 15. Каретку устанавливают в крайнем левом положении и зажигают горелку. При включении переключателя 9

9 99457 доходит до левого переключателя 9, по команде последнего закрывается эта пара клапанов и открывается первая, обеспечивая тот же самый режим горелки, а следовательно, нагрев заготовки, как в первом случае. Число подобных циклов осаждения слоев определяется технологическим процессом и контролируется специальным программным устройством, которое согласуется с программатором подачи паро-газовой смеси в заготовку. После окончания процесса

"осаждение слоев" происходит переключение устройства на процесс "сжатие" заготовки, при этом закрываются первая и вторая пары клапанов, а открывается третья пара клапанов

10 и 11. Режим работы горелки в этом случае определяется соответствующими регуляторами 13 расхода горючего газа и 15 расхода кислорода.

При использовании вывода газообразных и порошкообразных продуктов реакции через отверстия в боковой поверхности заготовки около этих отверстий располагается вспомогательная горелка, режим работы котоРой определяется дополнительной па рой клапанов 111 и 11 и дополнительными регуляторами 13 и 15.

Применение устройства для изго5 товления заготовок светопроводящих волокон обеспечило улучшение воспроизводимости геометрических и оптических параметров заготовок и, как следствие, параметров светопроводящих волокон за счет стабилизации и воспроизводимости всех тепловых режимов горелки. Так, для заготовок, полученных по одной технологической программе, различие толщины осаждаемых слоев не превышает +2, а различие величины числовой апертуры (определяемой разностью показателей преломления сердцевины и оболочки) светопроводящнх

2б волокон, вытянутых из этих заготовок, также не превьппает +2# (В известных устройствах эти величины быпи в

2-3 раза больше). Это повышает качество заготовок.

Кроме того, введение в устройство узлов, автоматически устанавливающих тепловые режимы горелки, позволяет повысить производительность труда.

999457

Редактор Л. Утехина Техред И. Метелева Корректор А. Ференц

Заказ 7076/3 Тираж 4б8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4