专利名称：用于制造光学预成形件的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的装置和方法，所述装置包括能量源和基管，其中基管包括用于供应玻璃成形前体的供应侧和用于排放没有淀积在基管的内部的成分的排放侧，所述能量源可在供应侧处的反向点和排放侧的反向点之间沿着基管的长度运动。
背景技术：
可从韩国专利申请No.2003-774952获知这种装置本身。从该文献中获知的该装置用于通过MCVD(改进的化学汽相淀积)制造光学预成形件，其中使用了排放管和插入管，并且所述排放管被连接到基管。所述插入管定位于该排放管中并且其直径小于排放管的直径。用于刮掉炭黑的元件设置在插入管内部，该元件包括在该插入管内部旋转并且与插入管内部接触的杆。在插入管和排放管之间存在环形空间，气体可穿过该环形空间。
由国际申请WO 89/02419已知一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的装置，其中将一个管形部分安装到基管的抽吸侧(pumpside)，用于移除固体的未淀积颗粒。这种装置具体包括遵循管状部分的内表面的螺旋结构，该螺旋结构包括绕成螺旋形式的开口的可旋转的气体导管。
在掺杂或未掺杂的玻璃层尤其是通过PVCD(等离子化学汽相淀积)工艺淀积到基管的内部的过程中，低质量的石英层会沿着基管的长度淀积在尤其是位于往复运动的能量源、即共振器的范围外的区域中。这种低质量的石英层的例子包括所谓的炭黑环(soot ring)，例如，但也是带有由于高掺杂物含量而导致的高内应力的石英。本发明人已经发现，这种低质量的石英尤其是在因为将中空基管收缩成实心形式气泡形成在基管的供应侧时会不利地影响基管。除此之外，本发明人还发现，这种低质量的石英在收缩工艺过程中可能会从基管上松脱，这会导致污染或者在基管中的其它位置形成气泡。另一个缺陷是，在该低质量石英区域中会出现裂缝，所述裂缝会沿着基管的中心方向扩展，这是不期望的。本发明人还发现，这种低质量的石英可能会导致堵塞，因为在淀积工艺过程中压力可能会升高到不期望的高度，这会对在基管中的淀积工艺产生负面影响，在实际中其自身会表现为白色形式。
基管由高质量石英制成。但是，在实践中，基管的总长会比最终通过拉拔工艺转化成玻璃纤维的基管部分长，因为在基管发生淀积的两端会导致不期望的副作用，即，淀积缺陷、污染、形成气泡等等。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的装置，其能够消除主要归因于低质量石英的上述问题。
本发明的另一个目的是提供一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的装置，其中，在中空基管被转化成实心预成形件的收缩工艺过程中，没有气泡形成或者其它不期望的效果出现。
如前面段落所述形成的本发明的特征在于，插入管存在于基管内部的排放侧，其中，插入管的外径和形状基本上对应于基管的外径和形状，并且该插入管延伸到基管之外。
当采用这样一种装置时可以实现上述目的的一个或多个。更具体地说，低质量石英将积累在这样构造的插入管上，这意味着这种石英将淀积在插入管的内部，该插入管在淀积工艺完成后将被移除。因此，在淀积工艺执行之后的收缩工艺中将不会在基管的玻璃层中形成任何气泡，同时防止了在玻璃层中形成裂缝。
根据本发明的优选实施方式，基管在排放侧设有排放管，该排放管被构造成以紧配合围绕插入管。
在一个具体的实施方式中，希望插入管沿着供应侧的方向延伸到在供应侧的反向点和排放侧的反向点之间的区域中的位置，而更优选的是，排放管沿着供应侧的方向延伸到在供应侧的反向点和排放侧的反向点之间的区域中的位置。
在一个实施方式中，用于生成等离子的共振器在存在插入管和排放管的排放侧的区域中反向，低质量石英淀积在插入管的内部上，这防止了在收缩工艺中前述问题的出现。尤其是在插入管沿着供应侧方向比排放管沿着供应侧方向延伸得更长的情况下，可以获得好的结果，在该情况中，插入管重叠在基管和排放管之间的焊接接头上。
为了防止基管中的通道阻塞，希望排放管在两个反向点之间部分之外的区域的内径大于基管的内径，其中，逐渐形成从基管的直径到排放管的直径的过渡。
在一个具体的实施方式中，不仅是排放侧设有排放管，而且基管在供应侧还设有供应管，其中，供应管特别沿着排放侧的方向延伸到在供应侧的反向点和排放侧的反向点之间的区域中。
在另一个具体的实施方式中，将供应侧构造成插入管设置在供应管的内侧，其中，在一个优选实施方式中，插入管的外径和形状基本上对应于供应管的内径和形状，更优选的是，供应管的内径与基管的内径基本上相同。希望在基管的供应侧的插入管沿着排放侧方向比供应管延伸得更长。本发明人已经发现，尤其是在使用了掺杂剂时在淀积和没淀积的过渡区域中在玻璃层中建立了应力。归因于这些流入物效果，玻璃层会在前述过渡区域中从基管的内部松动。通过在插入管的所述流入区域中产生淀积，可防止玻璃层变松，或者可防止这种不希望有的效果以任何速率从基管内侧蔓延。
在一个具体的实施方式中，还希望在排放管、基管和/或插入管的内部存在用于刮掉还未淀积在所讨论的管的内部的固体成分的元件，所述元件与所讨论的管的内部接触。刮刀是适合于此目的的元件。
当使用本装置时，在淀积工艺过程中或者之后不会在淀积层产生任何裂缝结构，另外在收缩工艺过程中也不会产生任何气泡结构。当使用本装置时，可能淀积工艺(时间)更长，因为已经使在排放侧可能发生的阻塞的程度最小化。除此之外，本发明人还发现，关于在收缩之后尤其是在基管的供应侧处获得的固体预成形件的均匀性不会发生任何不期望的改变。因此，通过使用本装置可以基本上充分使用高质量基管的玻璃材料，即，对基管长度的使用最大化，以便从该基管拉拔光纤。
本发明还涉及一种通过如所附权利要求限定的内汽相淀积工艺制造光学预成形件方法。
附图显示了根据本发明的装置。
具体实施例方式
下面将通过例子解释本发明，但是应该注意到，本发明决不限于这种具体的实施例。
附图示意性地显示了根据本发明的装置。中空基管2设有玻璃成形前体(未示出)，其中在从图中看时玻璃从左侧流到右侧。为了使这种玻璃成形前体淀积，用于生成等离子的共振器10沿着基管2的长度往复运动，并且用于生成等离子的共振器在排放侧在附图标记6所标识的位置处反向，并且随后沿着基管2的长度沿着供应侧的方向向回运动，从供应侧再次返回排放侧，并且在供应侧的反向点示意性地标识为附图标记7。为了完整，应该注意到，沿着排放侧方向在供应侧进行玻璃成形前体的供应。基管2的对称轴线由附图标记8标识。排放管1在排放侧连接到基管2，该排放管1具有略为发散的形状，因而排放管1在排放侧在反向点6之外的直径大于基管2的直径。在排放管1内设置插入管5，该插入管5的外径基本上对应于排放管1的内径。由于该构造，在排放管1和插入管5之间不会发生任何气体流动。在图中所示的实施方式中，插入管5沿着供应侧延伸，并且插入管5覆盖基管2和排放管1在排放侧的连接处。优选的是，在插入管5的内部存在石英棒9，优选地，该石英棒可转动地安装在其中，以便松动已经积累在插入管5内部的固体成分，这样松动的固体成分之后与气体流一起排出插入管5，基管2在供应侧的区域中还设有供应管3，插入管4插入供应管3的内部。插入管4的外径与供应管3的内径基本上相同，从而在供应管3和插入管4之间没有任何气流产生。在供应侧的反向点7是位于基管2的长度之外的一点，用于产生等离子的共振器10在该在供应侧的反向点处检测供应管3并返回排放侧(其中供应管3与基管2连成一体)，然后检测在排放侧的排放管1，之后共振器10将返回到在供应侧的反向点。插入管4沿着排放侧的方向延伸，优选的是，插入管4将沿着供应管3延伸的方向进一步延伸，从而插入管4在供应管3和基管2之间覆盖连接处。合适的基管2是高质量的石英基管，该基管将具有大约1.2m的长度和34mm的外径。通过焊接接头将供应管3连接到基管2，但该焊接接头由低质量石英制成。插入供应管3中的插入管4也是由低质量石英制成，并且比供应管3长几个毫米。锥形的排放管1定位于排放侧，该排放管1通过焊接接头连接到基管2，并且该排放管1在接头位置处具有34mm的外径。在另一端，排放管1具有大约45mm的外径，并且排放管1的锥形部分位于用于生成等离子的共振器10的反向点6之外。特别的是，插入管5也比排放管1长几个毫米，并且石英棒9具有大约150mm的长度和12mm的外径。在PCVD工艺过程中，共振器10载基管2上滑动过大约1.3mm的距离，且用于生成等离子的共振器10在反向点6和反向点7之间往复运动。在PCVD工艺完成时，基管2收缩成实心预成形件。以这种方式获得的实心预成形件在外侧设置有一个或多个附加玻璃层，如此获得的实心预成形件被安装在拉拔塔(drawing tower)中用于在加热状态下从其获得玻璃纤维。如此获得的高质量玻璃纤维的总长基本上对应于基管2的整个中央部分，实际上是在插入管4和插入管5之间的区域。
权利要求
1.一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的装置，所述装置包括能量源和基管，所述基管包括用于供应玻璃成形前体的供应侧和用于排放还没有淀积在基管的内部的成分的排放侧，所述能量源可在供应侧处的反向点和排放侧的反向点之间沿着基管的长度运动，该装置的特征在于，在排放侧在基管的内部存在插入管，其中插入管的外径和形状基本上对应于基管的内径和形状，且插入管延伸到基管之外。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，基管在排放侧设有排放管，该排放管被构造成以紧配合围绕插入管。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，插入管沿着供应侧的方向延伸到在供应侧的反向点和排放侧的反向点之间的区域中的位置。
4.如前面任一项权利要求所述的装置，其特征在于，排放管沿着供应侧的方向延伸到在供应侧的反向点和排放侧的反向点之间的区域中的位置。
5.如前面任一项权利要求所述的装置，其特征在于，插入管沿着供应侧方向的延伸比排放管沿着供应侧方向延伸得更长。
6.如前面任一项权利要求所述的装置，其特征在于，排放管在两个反向点之间部分之外的区域的内径大于基管的内径，其中，逐渐形成从基管的直径到排放管的直径的过渡。
7.如前面任一项权利要求所述的装置，其特征在于，基管在供应侧设有供应管。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，供应管沿着排放侧方向延伸到在供应侧的反向点和排放侧的反向点之间的区域中。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，插入管设置在供应管的内部。
10.如权利要求7-9中任一项所述的装置，其特征在于，插入管的外径和形状基本上对应于供应管的内径和形状。
11.如权利要求7-10中任一项所述的装置，其特征在于，在基管的供应侧的插入管沿着排放侧方向比供应管延伸得更长。
12.如权利要求7-11中任一项所述的装置，其特征在于，供应管的内径与基管的内径基本上相同。
13.如前面任一项权利要求所述的装置，其特征在于，在分别位于排放侧的排放管、基管和/或插入管的内部存在用于刮掉还未淀积在所讨论的管的内部的固体成分的元件，所述元件与所讨论的管的内部接触。
14.一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的方法，在基管的供应侧供应玻璃预成形前体，通过使用能量源将玻璃层淀积在基管的内部，所述能量源可在供应侧处的反向点和排放侧的反向点之间沿着基管的长度运动，还未淀积在基管内部的成分在排放侧从基管内部排出，其特征在于，在将玻璃预成形前体供应到基管内部之前，插入管定位在基管内部并位于其排放侧，其中插入管的外径和形状基本上对应于基管的内径和形状，且插入管延伸到基管之外。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，基管还设有排放管，该排放管被构造成以紧配合围绕插入管。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在将玻璃预成形前体供应到基管内部之前，供应管定位在基管内部并位于其供应侧。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，供应管设有插入管，插入管的外径和形状基本上对应于基管的内径和形状。
全文摘要
本发明涉及一种通过内汽相淀积工艺制造光学预成形件的装置和方法，所述装置包括能量源和基管，其中基管包括用于供应玻璃成形前体的供应侧和用于排放还没有淀积在基管的内部的排放成分的排放侧，所述能量源可在供应侧处的反向点和排放侧的反向点之间沿着基管的长度运动。
文档编号C03B37/018GK1986468SQ20061016925
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月21日 优先权日2005年12月22日
发明者马特塞厄斯·雅各布斯·尼古拉斯·范·斯特拉莱恩, 马丁厄斯·约翰尼斯·马里纳斯·约泽弗·斯沃特斯, 艾戈尔·米利塞维克, 马科·科尔斯坦 申请人:德雷卡通信技术公司