專利名稱：一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng)腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖領(lǐng)域，具體涉及碳密封涂覆光纖的制作裝置中所 使用的反應(yīng)腔。
背景技術(shù)：
常規(guī)的石英光纖長時間接觸水會導(dǎo)致光纖強(qiáng)度下降。原因是水分子擴(kuò) 散到石英光纖表面發(fā)生發(fā)應(yīng)引起光纖表面缺陷導(dǎo)致光纖強(qiáng)度下降。通信用 的光纖基本都是采用丙烯酸樹脂作為內(nèi)外兩層涂覆層保護(hù)光纖不受外界機(jī) 械影響。然而水分子在丙烯酸樹脂中的擴(kuò)散速度較快。碳涂層由于具有高 的抗水性和抗氣性成為密封涂覆光纖的首選，即采用碳密封涂覆技術(shù)光 纖預(yù)制棒形成的裸光纖在高溫下直接進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)，反應(yīng)腔內(nèi)通入烴類有 機(jī)物作為反應(yīng)氣體；反應(yīng)氣體在高溫裸光纖表面上發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生碳顆 粒，沉積在裸光纖表面上形成碳涂層。碳密封涂覆光纖結(jié)構(gòu)如圖1所示， 21為光纖涂覆層，22為光纖包層，23為光纖纖芯，24為碳涂覆層。碳密 封涂覆光纖可用于惡劣環(huán)境下光信號的傳輸，尤其是在高濕度、高氫氣的 環(huán)境中，利用該光纖制作的光纜可以簡化結(jié)構(gòu)。常規(guī)采用的涂碳系統(tǒng)如圖 2所示，采用外部加熱方法，圖中A1為光纖、A2為通入惰性氣體進(jìn)行密封 保護(hù)的氣室、A3為早應(yīng)氣入口、 A4為加熱器、A5為廢氣出口、 A6為通入 惰性氣體進(jìn)行密封保護(hù)的氣室。大量研究報道光纖機(jī)械性能取決于表面的 碳層性能，而碳層性能取決于光纖的拉絲速度、反應(yīng)氣體濃度和反應(yīng)腔結(jié)
構(gòu)。反應(yīng)腔的結(jié)構(gòu)決定了能夠制作的光纖的長度。如圖3所示，采用常規(guī) 的反應(yīng)腔，工作一段時間后，大量的碳粉集聚在縮口處，阻礙了碳涂覆工 藝進(jìn)行，甚至擦傷光纖，制作的碳涂覆光纖的長度只有10km左右。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用 于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng)腔，結(jié)構(gòu)合理，能滿足大長度碳密封涂覆光 纖的生產(chǎn)需要。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型是提出以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔從上到下依次設(shè) 有上端密封氣體進(jìn)口、反應(yīng)氣體進(jìn)口、廢氣出口、下端密封氣體進(jìn)口；其 特征在于所述反應(yīng)腔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)腔呈喇叭形，結(jié)構(gòu)腔上部為上端設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)口的直簡形反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)部直徑為10mm 35mm，反應(yīng)區(qū)長度 為10mm 400鸝；結(jié)構(gòu)腔下部為下端設(shè)有廢氣出口的變徑區(qū)，變徑區(qū)下端的 內(nèi)部直徑比上部反應(yīng)區(qū)內(nèi)部直徑大10mm 15mm，變徑區(qū)長度為50ram 300mm;所述反應(yīng)氣體進(jìn)口、廢氣出口均由兩個或兩個以上呈對稱分布的開 口共詞組成；所述上端密封氣體進(jìn)口、下端密封氣體進(jìn)口均由兩個或兩個 以上呈對稱分布的開口共同組成。在反應(yīng)氣體進(jìn)口可設(shè)有與反應(yīng)腔內(nèi)壁緊配合的導(dǎo)向圓環(huán)，導(dǎo)向圓環(huán)外 壁在與反應(yīng)腔上的反應(yīng)氣體進(jìn)口相對應(yīng)的位置設(shè)有進(jìn)氣口，導(dǎo)向圓環(huán)中段 內(nèi)壁上設(shè)有出氣口，導(dǎo)向圓環(huán)內(nèi)壁在出氣口上部和下部均設(shè)有供光纖通過 的縮孔，所述進(jìn)氣口與出氣口之間通過與水平呈一傾斜角的氣道相連通， 所述傾斜角范圍為45。 ±5° 。 本實用新型帶來以下有益效果反應(yīng)腔的結(jié)構(gòu)合理，兩個或兩個以上呈對稱分布的反應(yīng)氣體進(jìn)口使反 應(yīng)氣體在光纖周圍環(huán)狀分布；反應(yīng)腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)腔呈喇叭形，可使反應(yīng)產(chǎn)生 多余的碳遠(yuǎn)離光纖，而從廢氣出口排出室外。增設(shè)導(dǎo)向畫環(huán)可以使反應(yīng)氣體在光纖周圍分布更均勻，使碳層在光纖 表面沉積均勻。


-圖l:碳密封涂覆光纖的結(jié)構(gòu)示意圖圖2:現(xiàn)有技術(shù)中通用的反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)示意圖圖3:碳沉積在反應(yīng)腔內(nèi)的示意圖圖4:本實用新型一較佳實施例的縱向剖視圖圖5:本實施例中導(dǎo)向圓環(huán)的縱向剖視圖圖6:導(dǎo)向圓環(huán)的俯視圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步的描述參見圖4，l為導(dǎo)向圓環(huán)；2為光纖；41A為上密封氣體進(jìn)口； 41B為下密封氣體進(jìn)口； 43為反應(yīng)氣體進(jìn)口； 42為廢氣出口； 46A、 46B、 46C、 46D為供光纖通過的縮孔。由于石英玻璃制作該結(jié)構(gòu)反應(yīng)腔比較困難，本 實施例釆用了不銹鋼材料作為反應(yīng)腔材料，不銹鋼材質(zhì)可采用SUS304或 SUS304L或SUS316或SUS316L。采用不銹鋼可避免了反應(yīng)中產(chǎn)生的大量HC1 對反應(yīng)腔的腐蝕。上下密封區(qū)40A、 40B通過41A、 41B通入密封保護(hù)氣體 形成，流量通常為2 8L/min，以保持外界空氣不能進(jìn)入反應(yīng)腔內(nèi)。密封 保護(hù)氣體可為N2、 Ar和He等惰性氣體。 一般選用Ar氣或He氣。反應(yīng)氣 體通過進(jìn)口 43輸送到反應(yīng)腔內(nèi)，在44位置處經(jīng)過導(dǎo)向圓環(huán)1得以環(huán)狀均 勻分布在光纖2的周圍，從而形成在光纖2表面發(fā)生分解反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)， 產(chǎn)生的多余粉塵通過45位置的變徑區(qū)遠(yuǎn)離光纖2表面再通過廢氣出口 42 排到反應(yīng)腔外。反應(yīng)區(qū)內(nèi)部直徑為10mra，長度為10mm,內(nèi)部直徑太小會影 響光纖2的穩(wěn)定性，太大則會影響涂覆工藝。45位置處的變徑區(qū)內(nèi)部直徑 比上部反應(yīng)區(qū)內(nèi)部直徑大lOmrn，長度為50mm。高溫區(qū)分解產(chǎn)生多余的碳沉 積在光纖2表面會導(dǎo)致光纖2強(qiáng)度降低，本反應(yīng)腔的特點為呈喇叭形，可 使反應(yīng)產(chǎn)生多余的碳遠(yuǎn)離光纖2，而從42口排出室外。圖5為該實施例中導(dǎo)向圓環(huán)1的縱向剖視圖，導(dǎo)向圓環(huán)外壁與反應(yīng)腔 內(nèi)壁為緊配合，11為供光纖通過的縮孔，導(dǎo)向圓環(huán)外壁上的進(jìn)氣口 12需 與反應(yīng)腔反應(yīng)氣體進(jìn)口 43位置相對應(yīng)，進(jìn)氣口 12與出氣口 13之間通過與 水平呈一傾斜角a角為43。的氣道14相連通。圖6為導(dǎo)向圓環(huán)1的俯視圖。光纖涂覆35km后未發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象，說明反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)能夠滿足大長度 碳涂覆工藝的需要。
權(quán)利要求1、一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔從上到下依次設(shè)有上端密封氣體進(jìn)口、反應(yīng)氣體進(jìn)口、廢氣出口、下端密封氣體進(jìn)口；其特征在于所述反應(yīng)腔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)腔呈喇叭形，結(jié)構(gòu)腔上部為上端設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)口的直筒形反應(yīng)區(qū)；結(jié)構(gòu)腔下部為下端設(shè)有廢氣出口的變徑區(qū)，變徑區(qū)下端的內(nèi)部直徑比上部反應(yīng)區(qū)內(nèi)部直徑大10mm～15mm；所述反應(yīng)氣體進(jìn)口、廢氣出口均由兩個或兩個以上呈對稱分布的開口共同組成；所述上端密封氣體進(jìn)口、下端密封氣體進(jìn)口均由兩個或兩個以上呈對稱分布的開口共同組成。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng) 腔，其特征在于反應(yīng)區(qū)內(nèi)部直徑為10腿 35腿。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于制作碳密封涂覆光纖的 反應(yīng)腔，其特征在于反應(yīng)區(qū)長度為10mm 400mm。
4、 按照權(quán)利要求1所述的一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng) 腔，其特征在于變徑區(qū)長度為50mm 300腿。
5、 按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于制作碳密封涂覆光纖的 反應(yīng)腔，紫待征在于在反應(yīng)氣體進(jìn)口可設(shè)有導(dǎo)向圓環(huán)，導(dǎo)向圓環(huán)外 壁在與反應(yīng)腔上的反應(yīng)氣體進(jìn)口相對應(yīng)的位置設(shè)有進(jìn)氣口，導(dǎo)向圓環(huán) 中段內(nèi)壁上設(shè)有出氣口，導(dǎo)向圓環(huán)內(nèi)壁在出氣口上部和下部均設(shè)有供 光纖通過的縮孔，所述進(jìn)氣口與出氣口之間通過與水平呈一傾斜角的 氣道相連通，所述傾斜角范圍為45。 ±5° 。
6、按照權(quán)利要求5所述的一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng)腔， 其特征在于所述設(shè)在反應(yīng)氣體進(jìn)口的導(dǎo)向圓環(huán)與反應(yīng)腔內(nèi)壁為緊配
專利摘要本實用新型涉及碳密封涂覆光纖的制作裝置中所使用的反應(yīng)腔。所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于制作碳密封涂覆光纖的反應(yīng)腔，能滿足大長度碳密封涂覆光纖的生產(chǎn)需要。其特征在于反應(yīng)腔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)腔呈喇叭形，所述反應(yīng)氣體進(jìn)口、廢氣出口均由兩個或兩個以上呈對稱分布的開口共同組成；所述上端密封氣體進(jìn)口、下端密封氣體進(jìn)口均由兩個或兩個以上呈對稱分布的開口共同組成；并可在反應(yīng)氣體進(jìn)口設(shè)有導(dǎo)向圓環(huán)。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，可使反應(yīng)氣體在光纖周圍環(huán)狀均勻分布；反應(yīng)腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)腔呈喇叭形，可使反應(yīng)產(chǎn)生多余的碳遠(yuǎn)離光纖，而從廢氣出口排出室外。
文檔編號G02B6/00GK201017043SQ20072006836
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者任軍江, 何耀基, 潘志勇, 顧劭憶, 黃劍平 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所