本發(fā)明屬于光纖預(yù)制棒制造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖預(yù)制棒的噴燈。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的光纖預(yù)制棒制造方法中，多采用軸向氣相沉積法(vad)生產(chǎn)芯棒，再用外部氣相沉積法(ovd)生產(chǎn)外包層兩步法生產(chǎn)光纖預(yù)制棒。傳統(tǒng)的ovd工藝一直采用sicl4作為主要轉(zhuǎn)化為二氧化硅的含硅原料，采用sicl4為原料生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的hcl，需要投入大量的處理費(fèi)用和高昂的防腐設(shè)備，并且還會(huì)消耗大量的水資源，無鹵素含硅原料替代sicl4原料可以避免以上缺點(diǎn)從而降低光纖預(yù)制棒生產(chǎn)成本，如硅氧烷作為替代sicl4原料已有專利對(duì)其描術(shù)。

研究發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)二氧化硅中使用硅氧烷，特別是八甲基環(huán)四硅氧烷(omcts)所用噴燈和采用sicl4為原料使用的噴燈因所反應(yīng)原理分別為水解和氧化而存在差異。美國專利5599371公開發(fā)一種用于omcts原料的氧化反應(yīng)的噴燈，該噴燈中心原料管和氧氣混合生產(chǎn)過程中容易發(fā)生開環(huán)產(chǎn)生凝膠而使燈芯產(chǎn)生堵塞，另一個(gè)問題是出氣孔相互間距設(shè)計(jì)不好，出氣孔容易積sio2顆造成氣孔堵塞，上述兩個(gè)問題均會(huì)造成生產(chǎn)的sio2煙灰棒質(zhì)量異常。

故有必要設(shè)計(jì)一種新的噴燈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種保證了沉積過程的穩(wěn)定性生產(chǎn)出高品質(zhì)的預(yù)制棒的光纖預(yù)制棒的噴燈。

本發(fā)明提供一種光纖預(yù)制棒的噴燈，所述噴燈包括燈芯、位于該燈芯外面且為燈芯加熱的加熱帶、與該燈芯連接的燈體、與該燈體連接的分流板、以及與分流板連接的噴燈頭，所述燈芯為三層同心管燈芯，該三層同心管燈芯由內(nèi)至外分別設(shè)有第一層、第二層、以及第三層。

優(yōu)選地，所述第一層內(nèi)通入氧氣；所述第二層內(nèi)通入八甲基環(huán)四硅氧烷和氮?dú)猓凰龅谌龑油ㄈ敫綦x氣體。

優(yōu)選地，所述隔離氣體為氮?dú)狻?/p>

優(yōu)選地，所述第一層內(nèi)通入氧氣的流量為2～7slpm；所述第二層內(nèi)通入八甲基環(huán)四硅氧烷的流量為10～20g/min，氮?dú)獾牧髁繛?～15slpm；所述第三層通過氮?dú)獾牧髁繛?0～20slpm。

優(yōu)選地，所述噴燈還包括同心圓設(shè)置的多個(gè)第一出氣孔、多個(gè)第二出氣孔、以及多個(gè)第三出氣孔，其中，多個(gè)第一出氣孔位于同一圓周內(nèi)，多個(gè)第二出氣孔也位于同一圓周內(nèi)，多個(gè)第三出氣孔也位于同一圓周內(nèi)，且多個(gè)第一出氣孔、多個(gè)第二出氣孔、以及多個(gè)第三出氣孔由內(nèi)向外依序設(shè)置。

優(yōu)選地，每個(gè)第一出氣孔、每個(gè)第二出氣孔、以及每個(gè)第三出氣孔的直徑均為d，相鄰兩個(gè)第一出氣孔之間的間距、相鄰兩個(gè)第二出氣孔之間的間距、相鄰兩個(gè)第三出氣孔之間的間距均為s，其中，s與d之間的關(guān)系為：0.3≤s/d≤0.9。

優(yōu)選地，所述第一出氣孔內(nèi)通入反應(yīng)氧氣至噴燈頭，第二出氣孔內(nèi)通入天然氣和氧氣至噴燈頭，第三出氣孔內(nèi)通過氧氣至噴燈頭。

優(yōu)選地，所述第一出氣孔內(nèi)通入氧氣的流量為15～30slpm，第二出氣孔內(nèi)通入天然氣的流量為10～30slpm、氧氣的流量為7～24slpm；第三出氣孔內(nèi)通入氧氣的流量為5～15slpm。

優(yōu)選地，所述噴燈安裝在包層噴燈位置中，噴燈包括芯層噴燈和包層噴燈。

本發(fā)明噴燈的燈芯呈三層同心管狀，即可以滿足原料(如omcts)中心有足夠的氧氣是原料充分反應(yīng)；噴燈頭同心圓出氣小孔孔間隔s和小孔直徑d滿足0.3≤s/d≤0.9可使噴燈頭表面無積灰，這增加了沉積的穩(wěn)定性提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；本發(fā)明噴燈還設(shè)有通入氧氣的第三出氣孔，氧氣保持火焰有更好的形狀，提高了沉積的穩(wěn)定性；本發(fā)明從根本上解決了噴燈中心原料管和氧氣混合生產(chǎn)過程中容易發(fā)生開環(huán)產(chǎn)生凝膠而使燈芯產(chǎn)生堵塞和因同心圓出氣孔相互間距設(shè)計(jì)不好，出氣孔容易積sio2顆造成氣孔堵塞的問題，保證了沉積過程的穩(wěn)定性生產(chǎn)出高品質(zhì)的預(yù)制棒，增加外o2使噴燈沉積火焰形狀聚集不發(fā)散，大大提高了噴燈火焰的穩(wěn)定性和原料利用率。

附圖說明

圖1所示為噴燈矩陣分布光纖預(yù)制松散體沉積裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明噴燈的仰視圖；

圖3為本發(fā)明噴燈第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明噴燈第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明用于硅氧烷生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的噴燈，本發(fā)明噴燈采用光纖預(yù)制松散體沉積裝置，如圖1所示為噴燈矩陣分布光纖預(yù)制松散體沉積裝置結(jié)構(gòu)示意圖，沉積裝置包括：箱體10、固定該箱體10內(nèi)的12×3矩陣分布噴燈20、與該12×3矩陣分布噴燈20連接的噴燈平移電機(jī)30和噴燈平移載臺(tái)40、3根靶棒200、與該3根靶棒200對(duì)應(yīng)連接的3個(gè)引桿60、與該3個(gè)引桿60對(duì)應(yīng)連接的3個(gè)傳感器70、與該3個(gè)引桿60對(duì)應(yīng)連接的3個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)80、固定該3個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)80的升降載臺(tái)90、以及與該升降載臺(tái)90連接的升降電機(jī)100。引桿60固定在升降載臺(tái)90上；傳感器70為重量傳感器；每個(gè)引桿60的一端穿過升降載臺(tái)90，該端固定連接對(duì)應(yīng)的傳感器70，每個(gè)引桿60的另一端固定連接對(duì)應(yīng)的靶棒200。

通過本光纖預(yù)制松散體沉積裝置，12×3矩陣分布噴燈20不斷將si02沉積到靶棒200上，同時(shí)形成3個(gè)松散體50。

其中，位于第一排的噴燈為第一噴燈21，位于第二排的噴燈為第二噴燈22，位于第三排的噴燈為第三噴燈23。

光纖預(yù)制松散體沉積裝置采用12×3噴燈矩陣分布安裝本發(fā)明噴燈以進(jìn)行沉積生產(chǎn)三根松散體50，其中，第一噴燈21的s/d＝0.5，第二噴燈22的s/d＝0.8，第三噴燈23的s/d＝1.2，噴燈材料為t6鋁合金材料。

如圖2和圖3所示為噴燈第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明在不影響光纖預(yù)制棒松散體質(zhì)量的前提下，每個(gè)噴燈包括燈芯7、位于該燈芯7外面且為燈芯7加熱的加熱帶8、與該燈芯7連接的燈體9、與該燈體9連接的分流板10、以及與分流板10連接的噴燈頭11。

燈芯7為三層同心管燈芯7，三層同心管燈芯7外由加熱帶8進(jìn)行加熱。

該三層同心管燈芯7由內(nèi)至外分別設(shè)有第一層1、第二層2、以及第三層3。其中，第一層1內(nèi)通入氧氣(02)，其流量為2～7slpm，最好為5slpm(標(biāo)準(zhǔn)公升每分鐘流量值)；第二層2內(nèi)通入八甲基環(huán)四硅氧烷(omcts，octamethylcyclotetrasiloxane)和氮?dú)?n2)，omcts為10～20g/min，最好為20g/min，氮?dú)獾牧髁繛?～15slpm，最好為8slpm；第三層3通入隔離氣體，在本實(shí)施例中，隔離氣體為n2，其流量為10～20slpm，最好為15slpm。

燈芯7從內(nèi)到外分別通入o2、omcts+n2、以及隔離氣體(n2)，氧氣(o2)和八甲基環(huán)四硅氧烷(omcts，octamethylcyclotetrasiloxane)隔離，避免了omcts和o2在噴燈內(nèi)混合而發(fā)生氧化反應(yīng)堵塞燈芯7。

噴燈還包括同心圓設(shè)置的多個(gè)第一出氣孔4、多個(gè)第二出氣孔5、以及多個(gè)第三出氣孔6，其中，多個(gè)第一出氣孔4位于同一圓周內(nèi)，多個(gè)第二出氣孔5也位于同一圓周內(nèi)，多個(gè)第三出氣孔6也位于同一圓周內(nèi)，且多個(gè)第一出氣孔4、多個(gè)第二出氣孔5、以及多個(gè)第三出氣孔6由內(nèi)向外依序設(shè)置。

其中，第一出氣孔4內(nèi)通入反應(yīng)氧氣至噴燈頭11，第二出氣孔5內(nèi)通入天然氣和氧氣至噴燈頭11，第三出氣孔6內(nèi)通過氧氣至噴燈頭11。

每個(gè)第一出氣孔4、每個(gè)第二出氣孔5、以及每個(gè)第三出氣孔6的直徑均為d，相鄰兩個(gè)第一出氣孔4之間的間距、相鄰兩個(gè)第二出氣孔5之間的間距、相鄰兩個(gè)第三出氣孔6之間的間距均為s，其中，0.3≤s/d≤0.9，這樣可確保沉積過程中不發(fā)生出氣孔容易積sio2顆造成氣孔堵塞的情況，從而保證了沉積過程的穩(wěn)定性生產(chǎn)出高品質(zhì)的預(yù)制棒，且第三出氣孔6使噴燈沉積火焰形狀聚集不發(fā)散，大大提高了噴燈火焰的穩(wěn)定性和原料利用率。

每個(gè)噴燈流量調(diào)整為平均為：第一層1內(nèi)通入o2，其流量為5slpm；第二層2內(nèi)通入omcts+n2，其流量為20g/min+8slpm；第三層3內(nèi)通入隔離n2，其流量為15slpm；第一出氣孔4內(nèi)通入反應(yīng)o2，其流量為30slpm；第二出氣孔5內(nèi)通入ch4+o2，其流量分別為20slpm和16slpm；第三出氣孔6內(nèi)通入外部o2，其流量為12slpm；三層同心管7由加熱帶8加熱至溫度190℃，沉積過程中觀察第一排c1列和第二排c2列噴燈火焰穩(wěn)定，其對(duì)應(yīng)噴燈頭11各同心圓出氣小氣孔(無sio2附著)，第二排c2列噴燈火焰因噴燈頭表面各同心圓小氣孔附著了sio2而變得發(fā)散，沉積速度變慢，沉積過程中出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。沉積結(jié)束后檢查第一排c1列、第二排c2列和第三排c3噴燈三層同心管通omcts+n2管口無膠狀物，沉積過程三根松散體預(yù)制棒實(shí)際重量和對(duì)應(yīng)噴燈流量無pid調(diào)節(jié)，沉積結(jié)束后經(jīng)測量松散體的沉積主要參數(shù)如表1所示：

表1：松散體的沉積主要參數(shù)

如圖4所示為噴燈第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明噴燈安裝在vad((氣相軸向沉積法))包層噴燈位置，其中，a為芯層噴燈，b為包層噴燈，c為vad松散體。

其中，芯層噴燈a不同層分別通入氫氣h2、氧氣o2、四氯硅烷sicl4、以及四氯化鍺gecl4，其中，氫氣h2的流量為70slpm；氧氣o2的流量為35slpm；四氯硅烷sicl4的流量為8slpm；四氯化鍺gecl4的流量為0.04slpm。

包層噴燈b由t6鋁合金材料制成，其s/d＝0.9。包層噴燈b的燈芯也為三層同心管燈芯，該三層同心管燈芯由內(nèi)至外分別設(shè)有第一層1、第二層2、以及第三層3，其中，第一層1內(nèi)通入氧氣o2，其流量為7slpm；第二層2內(nèi)通入八甲基環(huán)四硅氧烷(omcts，octamethylcyclotetrasiloxane)+氮?dú)鈔2，八甲基環(huán)四硅氧烷(omcts，octamethylcyclotetrasiloxane)的流量為20g/min，氮?dú)鈔2的流量為12slpm；第三層3內(nèi)通入作為隔離氣體的氮?dú)鈔2，氮?dú)鈔2的流量為20slpm。

包層噴燈b還包括同心圓設(shè)置的多個(gè)第一出氣孔4、多個(gè)第二出氣孔5、以及多個(gè)第三出氣孔6，其中，第一出氣孔4內(nèi)通入反應(yīng)氧氣至噴燈頭，第二出氣孔5內(nèi)通入天然氣和氧氣至噴燈頭，第三出氣孔6內(nèi)通過氧氣至噴燈頭，其中，第一出氣孔4內(nèi)通入氧氣o2的流量為15～30slpm，最好為25slpm，第二出氣孔5內(nèi)通入天然氣的流量為10～30slpm，最好為15slpm、氧氣的流量為7～24slpm，最好為12slpm，第三出氣孔6內(nèi)通入氧氣o2的流量為5～15slpm，最好為10slpm。

三層同心管由加熱帶8加熱至溫度190℃，沉積過程中噴燈頭各同心圓出氣小孔無sio2附著，soot預(yù)制棒表面質(zhì)量無過熱等缺陷。沉積600分種結(jié)束工程，沉積結(jié)束后檢查三層同心管燈芯7的燈口無膠狀物，沉積結(jié)果如下表2：

表2：沉積結(jié)果

本發(fā)明噴燈的燈芯呈三層同心管狀，即可以滿足原料(如omcts)中心有足夠的氧氣使原料充分反應(yīng)；噴燈頭同心圓出氣小孔孔間隔s和小孔直徑d滿足0.3≤s/d≤0.9可使噴燈頭表面無積灰，這增加了沉積的穩(wěn)定性提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；本發(fā)明噴燈還設(shè)有通入氧氣的第三出氣孔，氧氣保持火焰有更好的形狀，提高了沉積的穩(wěn)定性；本發(fā)明從根本上解決了噴燈中心原料管和氧氣混合生產(chǎn)過程中容易發(fā)生開環(huán)產(chǎn)生凝膠而使燈芯產(chǎn)生堵塞和因同心圓出氣孔相互間距設(shè)計(jì)不好，出氣孔容易積sio2顆造成氣孔堵塞的問題，保證了沉積過程的穩(wěn)定性生產(chǎn)出高品質(zhì)的預(yù)制棒，增加外o2使噴燈沉積火焰形狀聚集不發(fā)散，大大提高了噴燈火焰的穩(wěn)定性和原料利用率。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。