CN104252022B - 一种全干式光纤带光缆及其成型方法 - Google Patents

一种全干式光纤带光缆及其成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供一种全干式光纤带光缆及其成型方法，包括至少一根光纤带；横截面为圆形的护套，所述护套内设置有偏离其中心线的矩形纵腔，所述光纤矩阵置于所述矩形纵腔内；两条阻水带，其填充于所述光纤矩阵的径向侧面与矩形纵腔的内壁之间；金属加强芯，穿设于所述护套中，位于所述矩形纵腔的一侧。采用拉管式包覆的方法，一次性成型内置有光纤矩阵和阻水带的矩形纵腔，省去了二次套塑，且避免了流体阻水材料的使用，减少了环境污染；单根加强芯结合偏心矩形纵腔的结构设计，在光纤带的容许弯曲半径内，使得光缆的弯曲性能更佳，避免由于设置多根加强芯，导致护套厚度不均而带来的弯曲开裂。

Description

一种全干式光纤带光缆及其成型方法
技术领域
本发明创造属于无套管式光缆领域，尤其是涉及一种一种光纤带光缆及光缆成型方法。
背景技术
随着信息传输量与宽带业务需求的持续增长，与光纤到户(FTTH)建设的需要，对大芯数光缆的需求量明显增加。城域网与接入网的大量建设使城市管道资源越来越宝贵，大芯数光缆受到城市地下管道空间的限制。提高光纤密度，减小大芯数光缆的结构尺寸，降低光缆制造原材料消耗的同时，使大芯数光缆能适用于现有的城市地下子管道中。
现有的中心束管式光纤带光缆，将光纤带置于松套管中，在松套管外填充油膏并包覆轧纹钢带，钢带两侧用平行钢丝加强，再包覆外护套而构成，此结构光缆结构复杂，导致光缆的直径较大，在敷设是也消耗了较多的城市管道空间。
光纤带是4～24根光纤平行排列经UV固化成的薄平带。因此，光纤带的弯曲具有方向性，沿光纤带厚度方向的弯曲性好，沿光纤带宽度方向的弯曲性差。为了改善光纤带的弯曲性能，国外在二次套塑时，使用光纤带向一个方向旋转，即光纤带螺旋绞技术。因此工艺参数精确控制的难度大，对生产设备要求极高，必须使用复杂精密的生产设备，造成设备投入大，生产成本高。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供一种全干式光纤带光缆及其成型方法，尤其适用于管道中铺设的光缆，改善了光纤带的弯曲性能，且成型过程中无需增加其他的流体阻水材料，简化了传统的工艺流程。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种全干式光纤带光缆，包括至少一根光纤带，所述光纤带排列成光纤矩阵；
横截面为圆形的护套，所述护套内设置有偏离其中心线的矩形纵腔，所述光纤矩阵置于所述矩形纵腔内，且两者的4个侧面相对应；
两条阻水带，沿所述光纤矩阵中两个相对的径向侧面铺设，且填充于所述光纤矩阵的径向侧面与矩形纵腔的内壁之间；
金属加强芯，穿设于所述护套中，所述金属加强芯设置于所述矩形纵腔的中心线与所述护套的中心线所确定的平面上，且其与护套的中心线位于所述矩形纵腔的同侧。
其中，为了完全包覆所述光纤矩阵，所述阻水带的宽度大于所述光纤矩阵的宽度3.0mm～5.0mm，且所述阻水带的两个侧边缘与所述矩形纵腔的内壁之间均留有0.3mm～0.5mm的间隙。宽于光纤矩阵的阻水带在吸水后膨胀，可充满光纤矩阵与矩形纵腔内的全部缝隙，起到全面阻水的作用；而阻水带与矩形纵腔之间的缝隙在阻水带未吸水时作为光纤带弯曲的空间，在阻水带吸水后则为阻水带的膨胀提供空间。
其中，为了避免护套各位置的分布不均，所述金属加强芯距离与其相邻的矩形纵腔的内壁为5mm～8mm。金属加强芯和矩形纵腔的相对设置保证了护套的均匀厚度，防止由于两者距离过近造成护套的一侧过厚，影响光缆的弯曲性能。
其中，所述阻水带为吸水膨胀型材料，其由基带与高倍吸水粉层组成。在吸水后膨胀以防止水浸泡光纤带。
本发明创造还提供一种全干式光纤带光缆的成型方法，包括以下步骤：
S1.光纤带放线装置将所需数量的光纤带传送至光纤带收拢装置中；光纤带收拢装置将光纤带排列为光纤矩阵，并将光纤矩阵传送至阻水带放线装置中；阻水带放线装置将两条阻水带分别沿所述光纤矩阵两个相对的径向侧面铺设，并将包覆有阻水带的光纤矩阵传送至定型装置中；定型装置将光纤矩阵和阻水带整理定型后，将二者传送至护套装置中；
S2.护套装置的机头处安装有护套模具，护套模具包括模芯和与其同心且盖合在其出口的模盖，模芯上在与模盖的盖合处设置有熔融腔，用于成型护套的熔融流料持续加入熔融腔中，包覆有阻水带的光纤矩阵穿过模芯的内腔并从偏离模芯中心线的矩形出口穿出，加强芯穿过模芯中的加强芯通孔并穿出，加强芯通孔位于由矩形出口中心线和模芯中心线所确定的平面上，且与模芯中心线位于矩形出口的同侧；光纤矩阵、阻水带和加强芯同速传送，三者在模芯的出口处接触到熔融流料，熔融流料形成护套将三者包覆，并在其内形成包裹光纤矩阵和阻水带的矩形纵腔；
S3.采用拉管式包覆的方法，将光纤矩阵、阻水带及加强芯从模盖的圆形出口拉出，三者的外部包覆有固溶的熔融流料，经过圆形出口的限制，形成圆形的结构光缆，经水冷槽冷却后，光缆成型。
其中，为了保证加强芯和矩形纵腔在护套中的分布匀称，S2中的加强芯通孔距离与其相邻的矩形出口的边缘为5mm～8mm。从而避免在使用单根加强芯时护套厚度不均造成的应力集中。
其中，所述模芯的矩形出口和加强芯通孔均位于所述模盖上的圆形出口在模芯出口截面上的正投影区域内。这有利于S3中结构光缆的成型，避免其在成型过程中的弯曲造成护套厚度不均。
其中，所述模芯关于由其中心线及其矩形出口的中心线所确定的平面对称。这保证了成型后的光缆中护套、光纤矩阵、阻水带及加强芯均关于该平面对称，结构规整，各部分应力均匀。
其中，所述熔融腔的出口处设置有分别与所述矩形出口的4个角相连的方形过度棱，以及与所述模盖的圆形出口相匹配且与所述方形过度棱相接的圆形过度棱。方形过度棱和圆形过度棱有助于分流熔融流料。
其中，所述熔融流料为无卤低烟阻燃材料。
本发明创造具有的优点和积极效果是：
1、单根加强芯结合偏心矩形纵腔的结构设计，保证了护套的均匀厚度，避免护套因应力集中而开裂；单根加强芯在光纤带的容许弯曲半径内，使得光缆的弯曲性能更佳，避免由于设置多根加强芯，导致护套厚度不均而带来的弯曲开裂；
2、采用拉管式包覆的方法，一次性成型内置有光纤矩阵和阻水带的矩形纵腔，与现有的中心束管式结构相比，在生产工艺中省去了二次套塑，更无需光纤带螺旋绞合设备；
3、阻水带的使用，避免了如纤膏、缆膏等流体阻水材料的的使用，减少环境污染；
4、光缆结构简单，外径小，敷设时所占管道空间小，圆形的光缆尤其适用于城市的管道空间；
5、护套采用无卤低烟阻燃材料，可室内外通用。
附图说明
图1是本发明创造中光纤带光缆的横截面剖视示意图
图2是本发明创造中所用模芯的出口主视示意图
图3是本发明创造中所用模芯的纵截面剖视示意图
图4是本发明创造中所用模盖的主视示意图及侧视示意图
图5是本发明创造中光缆成型方法的生产流程图
图中：1-加强芯，2-阻水带，3-光纤矩阵，4-护套，5-模芯，6-圆形过度棱，7-矩形出口，8-加强芯通孔，9-方形过度棱，10-光纤带放线装置，11-光纤带收拢装置，12-阻水带放线装置，13-定型装置，14-提供熔融PE料装置与模具，15-冷水槽，16-直径测量仪、鼓包探测仪及牵引装置，17-光缆成品收线装置，18-矩形纵腔
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
如图1所示，本全干式光纤带光缆，包括至少一根光纤带，所述光纤带排列成光纤矩阵3，每根光纤带的光纤束数量为6～24芯；横截面为圆形的护套4，护套4内设置有偏离其中心线的矩形纵腔18，光纤矩阵置于矩形纵腔18内，且两者的4个侧面相对应，即保持各侧面平行地套设在一起且光纤矩阵3与矩形纵腔18的内壁不接触；两条阻水带2，沿光纤矩阵3中两个相对的径向侧面铺设，且填充于光纤矩阵3的径向侧面与矩形纵腔18的内壁之间；金属加强芯1，金属加强芯1穿设于护套4中，其位于矩形纵腔18的中心线与护套4的中心线所确定的平面上，且其与护套4的中心线位于矩形纵腔18的同侧。
阻水带2为吸水膨胀型材料，其由基带和高倍吸水粉组成，在吸水后将光纤矩阵3和矩形纵腔18之间的空隙全部填满，以阻止水浸泡光纤带。优选地，阻水带2的宽度大于光纤矩阵3的宽度3.0mm～5.0mm，且阻水带2的两个侧边缘与矩形纵腔18的内壁之间均留有0.3mm～0.5mm的间隙。阻水带2的上下用于膨胀的空间很小，而阻水带2的两个侧边缘宽于光纤矩阵3，因此在吸水后其两个侧边缘将沿着光纤矩阵3与矩形纵腔18之间的空隙膨胀，从而可以将光纤矩阵3原本裸露的两个侧面也包覆起来，全面地保护光纤矩阵3。而阻水带2未膨胀时，其与矩形纵腔18之间的缝隙则为其弯曲提供空间。
单根金属加强芯1设置在光纤矩阵3的一侧，在光纤带的容许弯曲半径内，使得光缆的弯曲性能更佳，避免由于设置多根加强芯，导致护套4厚度不均而带来的弯曲开裂，而且，弯曲时可根据光缆的横截面观察光纤矩阵3的排列方向，优选沿其厚度方向弯曲金属加强芯。为避免偏心的矩形纵腔18和单根金属加强芯1导致护套的厚度不均，优选地，金属加强芯1距离与其相邻的矩形纵腔18的内壁为5mm～8mm，虽然二者不能实现相互对称，但合理的间距可保证护套的应力均匀，避免其开裂，且光缆的弯曲性能更佳。
本发明创造的另一个实施例中还提供了一种全干式光纤带光缆的成型方法，包括以下步骤：
S1.光纤带放线装置10将所需数量的光纤带传送至光纤带收拢装置11中，光纤带的数量优选为12根；光纤带收拢装置11将光纤带排列为光纤矩阵3，并将光纤矩阵传3送至阻水带放线装置12中；阻水带放线装置12将两条阻水带2分别沿光纤矩阵3两个相对的径向侧面铺设，并将包覆有阻水带2的光纤矩阵3传送至定型装置13中；定型装置13将光纤矩阵3和阻水带2整理定型后，将二者传送至护套装置14中；
S2.护套装置14的机头处安装有护套模具，护套模具包括模芯5和与其同心且盖合在其出口的模盖，模芯5上在与模盖的盖合处设置有熔融腔，用于成型护套4的熔融流料持续加入熔融腔中，包覆有阻水带2的光纤矩阵3穿过模芯5的内腔并从偏离模芯中心线的矩形出口7穿出，加强芯穿过模芯5中的加强芯通孔8并穿出，加强芯通孔8位于由矩形出口7中心线和模芯5中心线所确定的平面上，且与模芯5中心线位于矩形出口7的同侧；光纤矩阵3、阻水带2和加强芯1同速传送，三者在模芯5的出口处接触到熔融流料，熔融流料形成护套4将三者包覆，并在其内形成包裹光纤矩阵3和阻水带2的矩形纵腔18，通过光纤矩阵3的牵拉运动在模芯出口处形成相对于熔融流料的速度，通过该牵拉力将熔融流料牵拉出与矩形出口7相同的形状的矩形纵腔18；
S3.将光纤矩阵3、阻水带2及加强芯1从模盖的圆形出口拉出，该方式为拉管式包覆，三者的外部包覆有固溶的熔融流料，经过圆形出口的限制，形成圆形的结构光缆，经水冷槽15冷却后，光缆成型。
最后再经过直径测量仪、鼓包探测仪测量16，并传送至光缆成品收线装置17中收集整理，成型过程中的牵拉力通过牵引装置提供。
图5示出了上述成型方法的生产流程图，其中护套装置14中的模芯5和模盖的结构在图2～4中示出，护套模具保护双中心线，分别是模芯5和模盖的中心线b以及模芯中矩形出口的中心线a，护套模具关于由两条中心线所确定的平面对称，模芯5中的加强芯通孔8即设置在该平面上，优选地，S2中的加强芯通孔8距离与其相邻的矩形出口的边缘为5mm～8mm。从而避免在使用单根加强芯时护套4厚度不均造成的应力集中。
本发明创造的一个实施例中，模芯5的矩形出口7和加强芯通孔8均位于模盖上的圆形出口在模芯出口截面上的正投影区域内。这有利于S3中结构光缆的成型，避免其在成型过程中的弯曲造成护套厚度不均。
本发明创造的一个实施例中，熔融腔的出口处设置有分别与矩形出口7的4个角相连的方形过度棱9，以及与模盖的圆形出口相匹配且与方形过度棱9相接的圆形过度棱6。圆形过度棱6与模芯5及模盖同心，4条方形过度棱9及圆形过度棱5将熔融腔的出口等分为4个出口，方形过度棱9和圆形过度棱6有助于分流熔融流料。熔融流料经过模芯5和模盖，将一次性形成内置光纤矩阵3与阻水带2的矩形纵腔18，且在光纤带一侧的熔融流料同时包覆单根加强芯1，形成本发明创造中的无套管全干式光纤带光缆。
优选地，熔融流料为无卤低烟阻燃材料，即成型的护套为无卤低烟阻燃材料。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种全干式光纤带光缆的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.光纤带放线装置(10)将所需数量的光纤带传送至光纤带收拢装置(11)中；光纤带收拢装置(11)将光纤带排列为光纤矩阵(3)，并将光纤矩阵(3)传送至阻水带放线装置(12)中；阻水带放线装置(12)将两条阻水带(2)分别沿所述光纤矩阵(3)两个相对的径向侧面铺设，并将包覆有阻水带(2)的光纤矩阵(3)传送至定型装置(13)中；定型装置(13)将光纤矩阵(3)和阻水带(2)整理定型后，将二者传送至护套装置(14)中；
S2.护套装置(14)的机头处安装有护套模具，护套模具包括模芯(5)和与其同心且盖合在其出口的模盖，模芯(5)上在与模盖的盖合处设置有熔融腔，用于成型护套(4)的熔融流料持续加入熔融腔中，包覆有阻水带(2)的光纤矩阵(3)穿过模芯(5)的内腔并从偏离模芯(5)中心线的矩形出口(7)穿出，加强芯(1)穿过模芯(5)中的加强芯通孔(8)并穿出，加强芯通孔(8)位于由矩形出口(7)中心线和模芯(5)中心线所确定的平面上，且与模芯(5)中心线位于矩形出口(7)的同侧；光纤矩阵(3)、阻水带(2)和加强芯(1)同速传送，三者在模芯(5)的出口处接触到熔融流料，熔融流料形成护套将三者包覆，并在其内形成包裹光纤矩阵(3)和阻水带(2)的矩形纵腔(18)；
S3.将光纤矩阵(3)、阻水带(2)及加强芯(1)从模盖的圆形出口拉出，三者的外部包覆有固溶的熔融流料，经过圆形出口的限制，形成圆形的结构光缆，经水冷槽(15)冷却后，光缆成型。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：S2中的加强芯通孔(8)距离与其相邻的矩形出口(7)的边缘为5mm～8mm。
3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：所述模芯(5)的矩形出口(7)和加强芯通孔(8)均位于所述模盖上的圆形出口在模芯出口截面上的正投影区域内。
4.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：所述模芯(5)关于由其中心线及其矩形出口(7)的中心线所确定的平面对称。
5.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：所述熔融腔的出口处设置有分别与所述矩形出口(7)的4个角相连的方形过度棱(9)，以及与所述模盖的圆形出口相匹配且与所述方形过度棱(9)相接的圆形过度棱(6)。
6.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：所述熔融流料为无卤低烟阻燃材料。
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