CN100386658C - 一种室内光缆及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述室内光缆，包括缆芯、芳纶纤维及护套，所述缆芯由至少二根紧套光纤或子缆经SZ绞合所形成的SZ绞合缆芯，所述芳纶纤维呈单螺旋状包覆于缆芯外而可靠地固定所述缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元。本发明由于采用由无扎线SZ绞合的缆芯与包覆其外的单螺旋绞合状芳纶纤维及护套相结合的光缆结构，从而使本发明在布线时，除去护套后缆芯能自然分线而有效地提高工作的效率，而且其结构稳定、紧凑，机械性能和光学性能及阻燃性能俱佳。并且由于本发明采用串接在同一条生产线上的无扎线SZ绞合机、芳纶铠装机和护套挤塑机的设备及使其加工时缆芯的SZ绞合点和芳纶绞合点及护套成型点尽管靠近或等同的生产方法，加工操作简易、生产成本低。

Description

一种室内光缆及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种通信网络用光缆及其生产方法，特别是一种室内光缆及其生产方法。

背景技术

光接入网的用户端一般都在室内，比如办公室、厂房等，布线通常都使用室内光缆。现有的室内光缆一般为松结构的束状光缆(如图1-图2所示)和绞合式捆扎光缆(如图3-图4所示)，其中，束状光缆的生产方法是直接通过处在同一条生产线上的绞合机、芳纶铠装机、护套挤塑机将光纤或单芯光缆和用作增强材料的芳纶纤维成束松散而无规则缠绕地装置于光缆护套中，光纤或单芯光缆与芳纶纤维基本等长，尽管其设备和生产方法较简单，但利用该方法生产出来的束状光缆存在如下缺点：(一)增强元件的作用发挥很有限；(二)、紧套光纤极易发生微弯而导致光衰减的增加，而要通过增加光缆的直径来减少光纤的弯曲，则成本较高；(三)、结构松散、阻燃性差，产品的机械性能和光学传输性能不稳定，所以产品已逐渐淘汰。而绞合式捆扎光缆的生产方法是将多根光纤经绞合机进行SZ绞合或单螺旋绞合而形成绞合缆芯，所谓SZ绞合就是绞合方向可周期性改变的双向单螺旋绞合，即往一个方向(比如右向或称S向)绞合若干圈，接着反向(比如左向或称Z向)绞合相同若干圈，即形成SZ绞合(如图5所示)。显然，这种忽左忽右的绞合在结构上是不稳定的，如不及时固定节距，绞合缆芯会自行散开，故现有的SZ绞合缆芯上都有密密麻麻的捆扎线或包带来固定绞合的S绞合单元和Z绞合单元以防绞合的缆芯散开，然后再通过芳纶铠装机铠装芳纶纤维，再一次捆上扎线或包带，最后通过挤塑机挤出的护套锁定，由此可见，这种生产方法需三条生产线(或三次工艺)才能使光缆成型，加工烦琐、生产效率低、设备的生产成本高，而且绞合捆扎式光缆因有扎线或包带的存在将对室内光缆安装的分线造成极大的麻烦，再加上其上的护套易滑动，影响施工的效果和质量。

综上所述，现有的束状光缆和绞合捆扎式光缆及其生产方法都存在诸多缺点，已越来越难以满足广大消费者的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述存在的问题，提供一种既能保持SZ绞合时的节距，又能使护套不打滑和在除去护套后缆芯能自然分线以利于光缆的施工和接续而有效地提高工作效率，且结构稳定、紧凑、机械性能和光学性能俱佳的室内光缆及其生产方法。

本发明的技术方案是这样实现的；

本发明所述室内光缆，包括缆芯、芳纶纤维及护套，其特点是所述缆芯为由至少二根紧套光纤或子缆以恒张力的形式放线于SZ绞合机(1)上，然后通过SZ绞合机(1)上的以递增转速进行SZ方向旋转的各绞盘(12)使各紧套光纤(41)或子缆(45)先按50～200mm的节距连续进行4～11圈的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并在紧套光纤(41)或子缆(45)进行SZ绞合换向旋转的一定时间内对其节距的损失进行节距补偿而形成由节距稳定的S绞合单元和Z绞合单元连接成的无扎线SZ绞合缆芯，且所述芳纶纤维呈单螺旋状包覆于缆芯外而可靠地固定所述缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元。

对大芯数光缆，上述缆芯中的紧套光纤或子缆呈多层排列状，且相邻两层紧套光纤或子缆之间分别夹置有与缆芯同步绞合的芳纶纤维缓冲件。

为使本发明所述光缆结构更稳定、紧凑，上述缆芯还包括嵌置于上述各绞合单元中央的中心加强件。

本发明所述室内光缆的生产方法，包括以下步骤：

一、将紧套光纤或子缆以恒张力的形式放线于SZ绞合机上，然后通过SZ绞合机上的以递增转速进行SZ方向旋转的各绞盘使紧套光纤或子缆先按50～200mm的节距连续进行4～11圈的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并在紧套光纤或子缆进行SZ绞合换向旋转的一定时间内对其节距的损失进行节距补偿而形成由节距稳定的S绞合单元和Z绞合单元连接成的无扎线SZ绞合缆芯；

二、上述光纤或子缆在SZ绞合机的尾部绞合点进行绞合而形成SZ绞合缆芯的同时，串接于SZ绞合机尾部的芳纶铠装机通过驱动马达驱动其上的芳纶放线轴以连接于SZ绞合机尾部绞盘上的转轴为中心单向旋转，使芳纶放线轴上的芳纶纤维以节距为200～500mm的单螺旋形式铠装在SZ绞合缆芯上，以固定所述SZ绞合缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元，且在铠装的同时尽量使芳纶纤维绞合点与尾部绞盘的绞合点重合；

三、将绕置有芳纶纤维的SZ绞合缆芯送入护套挤塑机的模芯中而被挤出的护套锁定，冷却即得室内光缆。

本发明所采用的节距补偿的方法是在SZ绞合的换向绞合前和换向绞合后的1～2圈的时间内尾部绞盘突然加速进行40～180mm的节距补偿。

在步骤三中，芳纶纤维的绞合点与护套挤塑机的模芯成型点重合。还可将绕置有芳纶纤维的SZ绞合缆芯先送入连接于芳纶纤维绞合点与护套挤塑机模芯之间的定径管中后送入护套挤塑机的模芯中而被挤出的护套锁定。

为使其产品的结构更可靠，在上述步骤一中在将紧套光纤或子缆放线的同时放入中心加强件。

为满足不同使用者的需要，还可将紧套光纤或子缆以多层形式恒张力放线，且在各相邻两层紧套光纤或子缆之间加入与紧套光纤或子缆以相同节距和方向进行SZ绞合的芳纶纤维缓冲件而形成有多层绞合紧套光纤或子缆的缆芯。

本发明由于采用由节距稳定的无扎线SZ绞合的缆芯与包覆其外的单螺旋绞合状芳纶纤维及护套相结合的光缆结构，从而使本发明在布线时，因其内无扎线或包带的存在，所以光缆除去护套后缆芯能自然分线以利于光缆的施工和接续而有效地提高了工作效率，同时由于其护套不打滑、结构稳定、紧凑，因此其机械性能和光学性能及阻燃性能俱佳。并且由于本发明采用将无扎线的SZ绞合机、芳纶铠装机和护套挤塑机串联组合、并使其缆芯的SZ绞合点和芳纶绞合点及护套成型点尽管靠近或等同的设备结构，从而使其在生产光缆时，只需一条生产线即可同时实现绞合、铠装及护套锁紧等工序，加工操作简易，且设备结构简单、紧凑、生产成本低。本发明所述光缆可广泛应用于各种室内的布线，也可用于某些特殊室外的布线，如适当改变光缆的材料，就可用作小区布线光缆、野战光缆、应急光缆等。

附图说明

图1为现有束状光缆的径向结构示意图；

图2为现有束状光缆的轴向结构示意图；

图3为现有捆扎式SZ绞合光缆的径向结构示意图；

图4为现有捆扎式SZ绞合光缆的轴向结构示意图；

图5为本发明所述SZ绞合的工作原理示意图；

图6为本发明所述室内配线光缆的径向结构示意图；

图7为本发明所述室内配线光缆的轴向结构示意图；

图8为本发明所述室内增强型分支光缆的径向结构示意图；

图9为本发明所述的双层绞合光缆的径向结构示意图；

图10为本发明所述光缆生产方法的SZ绞合节距补偿的原理示意图(其中：a为正向绞合速率；b为反向绞合速率；c为正向绞合补偿速率；d为反向绞合补偿速率)；

图11为本发明生产方法中所用成型设备的主视结构示意图；

图12为本发明生产方法中所用成型设备的俯视结构示意图；

图13为本发明所述室内光缆的绞合和铠装的原理示意图。

具体实施方式

图5-图12所示，本发明所述光缆，包括缆芯、芳纶纤维42、护套43，为使光缆结构可靠，且可有效提高安装时的工作效率，所述缆芯由至少二根紧套光纤41或子缆45以恒张力的形式放线于SZ绞合机(1)上，然后通过SZ绞合机(1)上的以递增转速进行SZ方向旋转的各绞盘(12)使各紧套光纤(41)或子缆(45)先按50～200mm的节距连续进行4～11圈的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并在紧套光纤(41)或子缆(45)进行SZ绞合换向旋转的一定时间内对其节距的损失进行节距补偿而形成由节距稳定的S绞合单元和Z绞合单元连接成的无扎线SZ绞合单元，且所述芳纶纤维42呈单螺旋状包覆于缆芯上而可靠地固定所述缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元，从而使本发明在安装的过程中，因其内无扎线47或包带47，所以在光缆布线时除去护套43后缆芯能自然分线以利于光缆的施工和接续而有效地提高了工作效率，同时由于其护套43不打滑、结构稳定、紧凑，因此其机械性能和光学性能及阻燃性能俱佳。其中上述子缆45可以是多芯或单芯光缆。并且为满足不同使用场所的需要，上述缆芯中紧套光纤41或子缆45可以呈多层排列状，且各相邻两层紧套光纤41或子缆45之间分别设有用于起应力的隔离和缓冲作用的芳纶纤维缓冲件48。对小芯数光缆，一般都可以采用单层绞合的结构，考虑到经济的原因，通常2、4、6、8芯光缆采用单层结构，12芯或以上的光缆可采用双层绞合，如12芯为3+9双层结构，18芯为6+12双层结构，24芯为9+15双层结构，36芯为6+12+18三层结构等。为进一步的加强本发明所述光缆结构的可靠性，上述缆芯还包括嵌置于上述各绞合单元中央的中心加强件44。其中中心加强件44可以是玻璃钢或芳纶纤维(常用于跳线光缆)。

如图11-图12所示，本发明所述室内光缆的成型设备，包括可将至少二根紧套光纤41或子缆45进行周期性改变的双向单螺旋绞合形成SZ绞合单元的SZ绞合机1及依次串接于该SZ绞合机1尾部的可将芳纶纤维42呈单螺旋状绞合于所述缆芯上的芳纶铠装机2和用于固定单螺旋状芳纶纤维42的护套挤塑机3，其中，所述SZ绞合机1包括机座11及依次串联地装置于该机座11上的多个带变速器13的绞盘12，所述芳纶铠装机2包括座体21及装置该座体21上的轴套22、环设于该轴套22周围的多个芳纶放线轴23和驱动所述芳纶放线轴23单向旋转而将芳纶纤维42呈单螺旋状包覆于所述SZ绞合缆芯上的驱动马达24，且所述SZ绞合机1的最后一个绞盘即尾部绞盘12上通过一联轴器15连接有一延伸至所述芳纶铠装机2的轴套22中并靠近所述护套挤塑机3而使该绞盘12的SZ绞合点7与芳纶铠装机2上的芳纶纤维42绞合点8或护套挤塑机3的模芯31成型点重合的转轴14。并且，为了确保SZ绞合缆芯及其上的芳纶纤维42在进入模芯31前不易散开，上述芳纶铠装机2的芳纶绞合点8与上述护套挤塑机3模芯31之间设有用于确保单螺旋状芳纶纤维42或SZ绞合缆芯在进入模芯31前不易散开的定径管6。

本发明所述室内光缆的生产方法，包括以下步骤：

一、将紧套光纤41或子缆45以恒张力的形式放线于SZ绞合机1上，然后通过SZ绞合机1上的以递增转速进行SZ方向旋转的各绞盘12使紧套光纤41或子缆45先按50～200mm的节距连续进行4～11圈的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并且为了补偿SZ旋转换向点处的节距的松散，在紧套光纤41或子缆45进行SZ绞合换向旋转的一定时间内对其节距的损失进行节距补偿而形成由节距稳定的S绞合单元和Z绞合单元连接成的无扎线SZ绞合缆芯；

二、上述紧套光纤41或子缆45在SZ绞合机1的尾部绞合点7进行绞合而形成SZ绞合缆芯的同时，串接于SZ绞合机尾部的芳纶铠装机2通过驱动马达24驱动其上的芳纶放线轴23以连接于SZ绞合机尾部绞盘12上的转轴14为中心单向旋转，使芳纶放线轴23上的芳纶纤维42以节距为200～500mm的单螺旋形式铠装在SZ绞合缆芯上，以固定SZ绞合缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元，且在铠装的同时尽量使芳纶纤维绞合点8与尾部绞盘12的绞合点7重合；

三、将绕置有芳纶纤维42的SZ绞合缆芯送入护套挤塑机3的模芯31中而被挤出的护套43锁定，冷却即得室内光缆4。

本发明所采用的节距补偿的方法是在SZ绞合的换向绞合前和换向绞合后的1～2圈的时间内尾部绞盘12突然加速进行40～180mm的节距补偿。

在步骤三中，芳纶纤维42的绞合点8与护套挤塑机3的模芯31成型点靠近或等同。并且为了确保SZ绞合缆芯及其上的芳纶纤维42在进入模芯31前不易散开，可将绕置有芳纶纤维42的SZ绞合缆芯先送入连接于芳纶绞合点8与护套挤塑机3模芯31之间的定径管6中后送入护套挤塑机3的模芯31中而被挤出的护套43锁定。为使室内光缆结构更可靠，还可在上述步骤一中在将紧套光纤41或子缆45放线的同时放入中心加强件44。上述紧套光纤41或子缆45还可呈多层形式恒张力放线，且在相邻两层子缆41之间夹置有与其以相同节距和方向进行SZ绞合的芳纶纤维缓冲件而形成有多层绞合的缆芯。

实施例一：如图6～图7所示，以生产6芯单层配线光缆4为例，首先通过PLC程序设定的SZ绞合频率使上述SZ绞合机1上的各绞盘12分别以递增的转速进行SZ方向旋转，然后将中心加强件44以恒张力的形式放线于上述SZ绞合机1的第一绞盘12的中心和将紧套光纤41以恒张力的形式放线于上述SZ绞合机1的第一绞盘12上，然后依次通过其后的各绞盘12使光纤41按50～100mm的节距连续进行4～11圈(8～22π)的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合而形成SZ绞合缆芯。如图10所示，由于S→Z或Z→S的反向将损失一定的绞距，故在光纤41进行SZ绞合的反向点前和反向点后的1～2圈时间内(图中c或d)突然使绞盘12加速(即减少绞合节距)以补偿节距的损失而使其平均的绞合节距尽量一致，其中补偿的节距约为40～90mm。在绞合的过程中，各绞盘12的旋转方向是相同的，即一齐向左或一齐向右，只是转速不同而已，这样做的目的是为了减小光纤41在扭转时所受到的张力，保持光纤41的性能。并且最后一个绞盘12左向或右向的旋转圈数即是光缆中紧套光纤41左向或右向的绞合圈数。在旋转绞合的过程中，因中心加强件44位于绞盘12的中心，故不受绞合。而且因最后绞盘12的绞合点7与芳纶铠装机2上的芳纶纤维绞合点8在同一位置，所以上述紧套光纤41在绞合点7进行绞合而形成SZ绞合缆芯的同时，上述芳纶铠装机2通过驱动马达24驱动其上的芳纶放线轴23以转轴14为中心单向旋转而使芳纶放线轴23上的芳纶纤维42以节距为200～500mm的单螺旋形式绞合在上述SZ绞合缆芯上而固定SZ绞合的缆芯节距，然后再将绕置有芳纶纤维42的SZ绞合缆芯立即送入定径管及护套43挤出的模芯31中。实际上，芳纶绞合点8的位置与模芯31程线的反向延长点也在同一位置。随后，护套4锁紧芳纶纤维42并被冷却，所得到的光缆即为无扎线单层SZ绞合的室内配线光缆。

实施例二：如图9所示，以生产12芯双层绞合配线光缆为例，首先通过PLC程序设定的SZ绞合频率使上述SZ绞合机1上的各绞盘12分别以递增的转速进行SZ方向旋转，然后将中心加强件44以恒张力的形式放线于上述SZ绞合机1的第一绞盘12的中心和将紧套光纤41呈双层形式恒张力放线于绞盘12上，且在各相邻两层之间加入可与紧套光纤41以相同节距和方向进行SZ绞合而形成芳纶纤维缓冲件的芳纶纤维48，然后一起按50～100mm的节距连续进行4～11圈(8～22π)的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并在换向前后的1～2圈进行节距补偿，补偿的节距一般为40～90mm。其余的操作步骤与上述实施例一的操作相同，最后得到的光缆即为有双层绞合单元的室内配线光缆。

实施例三：以6芯增强型室内分支光缆为例，如图8所示，首先通过PLC程序设定的SZ绞合频率使上述SZ绞合机1上的各绞盘12分别以递增的转速进行SZ方向旋转，然后将中心加强件44以恒张力的形式放线于上述SZ绞合机1的第一绞盘12的中心和将紧套单芯光缆45以恒张力的形式放线于上述SZ绞合机1的第一绞盘12上，并依次通过其后的各绞盘12使单芯光缆41按80～200mm的节距连续进行4～11圈(8～22π)的无扎线S向或Z向绞合，然后再连续进行相同节距和圈数的反向绞合而形成SZ绞合缆芯。在绞合的过程中，各绞盘12的旋转方向是相同的，即一齐向左或一齐向右，只是转速不同而已，这样做的目的是为了减小单芯光缆45在扭转时所受到的张力，保持单芯光缆45的性能。最后一个绞盘12左向或右向的旋转圈数即是光缆中单芯光缆45左向或右向的绞合圈数。因中心加强件44位于绞盘12的中心，故不受绞合。并在SZ绞合的反向点前和反向点后的1～2圈时间内突然加速以补偿节距的损失而使其平均的绞合节距尽量一致，其中补偿的节距约为60～180mm。因芳纶绞合点8与SZ绞合点7在同一位置，所以在单芯光缆45进行无扎线SZ绞合的同时芳纶铠装机2通过驱动马达24驱动其上的芳纶放线轴23以转轴14为中心单向旋转而使芳纶放线轴23上的芳纶纤维42以节距为200～500mm的单螺旋形式绞合在上述SZ绞合缆芯上而固定SZ绞合的缆芯节距。绞合有芳纶纤维42的缆芯进入护套模芯31，护套43被同时挤出，锁住缆芯，冷却后，即得到无扎线SZ绞合的室内增强型分支光缆。

Claims (9)

1.一种室内光缆，包括缆芯、芳纶纤维(42)、护套(43)，其特征在于所述缆芯为由至少二根紧套光纤(41)或子缆(45)以恒张力的形式放线于SZ绞合机(1)上，然后通过SZ绞合机(1)上的以递增转速进行SZ方向旋转的各绞盘(12)使各紧套光纤(41)或子缆(45)先按50～200mm的节距连续进行4～11圈的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并在紧套光纤(41)或子缆(45)进行SZ绞合换向旋转的一定时间内对其节距的损失进行节距补偿而形成由节距稳定的S绞合单元和Z绞合单元连接成的无扎线SZ绞合缆芯，且所述芳纶纤维(42)呈单螺旋状包覆于缆芯外而可靠地固定所述缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元。

2.根据权利要求1所述的室内光缆，其特征在于上述缆芯中的紧套光纤(41)或子缆(45)呈多层排列状，且各相邻两层紧套光纤(41)或子缆(45)之间分别夹置有与缆芯同步绞合的芳纶纤维缓冲件(48)。

3.根据权利要求1所述的室内光缆，其特征在于上述缆芯还包括嵌置于上述各绞合单元中央的中心加强件(44)。

4.一种生产权利要求1所述室内光缆的方法，其特征在于包括以下步骤：

一、将紧套光纤(41)或子缆(45)以恒张力的形式放线于SZ绞合机(1)上，然后通过SZ绞合机(1)上的以递增转速进行SZ方向旋转的各绞盘(12)使各紧套光纤(41)或子缆(45)先按50～200mm的节距连续进行4～11圈的无扎线S向或Z向绞合，再连续进行相同节距和圈数的反向绞合，并在紧套光纤(41)或子缆(45)进行SZ绞合换向旋转的一定时间内对其节距的损失进行节距补偿而形成由节距稳定的S绞合单元和Z绞合单元连接成的无扎线SZ绞合缆芯；

二、上述紧套光纤(41)或子缆(45)在SZ绞合机(1)的尾部绞合点(7)进行绞合而形成SZ绞合缆芯的同时，串接于SZ绞合机尾部的芳纶铠装机(2)通过驱动马达(24)驱动其上的芳纶放线轴(23)以连接于SZ绞合机尾部绞盘(12)上的转轴(14)为中心单向旋转，使芳纶放线轴(23)上的芳纶纤维(42)以节距为200～500mm的单螺旋形式铠装在SZ绞合缆芯上，以固定所述缆芯的各S绞合单元和Z绞合单元，且在铠装的同时尽量使芳纶纤维绞合点(8)与尾部绞盘(12)的绞合点(7)重合；

三、将绕置有芳纶纤维(42)的SZ绞合缆芯送入护套挤塑机(3)的模芯(31)中而被挤出的护套(43)锁定，冷却即得室内光缆(4)。

5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于上述节距补偿的方法是在SZ绞合的换向绞合前和换向绞合后的1～2圈的时间内尾部绞盘(12)突然加速进行40-180mm的节距补偿。

6.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于在步骤三中，芳纶纤维(42)的绞合点(8)与护套挤塑机(3)的模芯(31)成型点重合。

7.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于在上述步骤三中，将绕置有芳纶纤维(42)的SZ绞合缆芯先送入位于芳纶纤维绞合点(8)与护套挤塑机(3)模芯(31)之间的定径管(6)中后，再送入护套挤塑机(3)的模芯(31)中而被挤出的护套(43)锁定。

8.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于在步骤一中在将上述紧套光纤(41)或子缆(45)以恒张力的形式放线的同时在尾部绞盘(12)的中心放入中心加强件(44)。

9.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于步骤一中，上述紧套光纤(41)或子缆(45)呈多层形式恒张力放线，且在各相邻两层紧套光纤(41)或子缆(45)之间加入一层与其以相同节距和方向进行SZ绞合的缓冲用芳纶纤维而形成有多层绞合紧套光纤(41)或子缆(45)的缆芯。

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