CN106273338A - 一种套管的生产方法和紧压式牵引装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种套管的生产方法和紧压式牵引装置，用于挤出机和紧压式牵引装置之间的套管被拉伸之后，套管通过紧压式牵引装置和主牵引机之间时被压缩，使得套管材料内部的晶格取向被很好的补偿，减小了套管成型和冷却后的后收缩现象，从而减小光纤余长，同时使得全干式成品光缆光纤衰减性能符合工艺要求。本发明紧压式牵引装置包括：紧压式牵引轮及马达；马达用于控制紧压式牵引轮的转动速度，紧压式牵引轮的转动速度高于主牵引机的主牵引轮的转动速度；紧压式牵引轮夹持牵引挤出机生成的套管，使得紧压式牵引轮和挤出机之间的套管被拉伸；主牵引机牵引通过紧压式牵引轮的套管，使得紧压式牵引轮和主牵引机之间的套管被压缩。

Description

一种套管的生产方法和紧压式牵引装置

技术领域

本发明涉及光缆技术领域，尤其涉及一种套管的生产方法和紧压式牵引装置。

背景技术

目前，随着4G时代的到来，作为大容量、长距离传输的有效手段，光纤光缆得到了更广泛的使用。传统的油膏填充光缆在生产和施工过程中存在环保和清洁的问题，加之现在国家对环保及低碳的重视，全干式光缆应运而生，在城域网建设和三网融合网络的改造中，全干式光缆具有环保、成本低、重量轻及敷设容易等突出优点，将使其逐步取代常规油膏填充光缆，其应用前景十分广阔。

光纤余长是套管生产工序中一个十分重要的指标。在全干式套管生产过程中，由于阻水方式换成了阻水纱，水与套管材料的摩擦以及余长牵引对套管的牵引都会使套管材料产生内应力，随着时间与温度的变化，套管分子结构发生变化，形成后收缩现象。后收缩现象的存在给生产速度的提升及施工带来了相当大的麻烦。在实际生产过程中，通过水温差、张力控制等方法控制光纤余长，抵消了一部分的后收缩现象。

但是，无法从根本上解决套管的后收缩现象，这样光纤余长会变得非常大，并且不受控制，由此可见，光纤余长不能控制在工艺范围内，甚至在套塑工序就会出现光纤衰减超标或有台阶现象，使得全干式成品光缆光纤衰减性能不符合工艺要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种套管的生产方法和紧压式牵引装置，用于挤出机和紧压式牵引装置之间的套管被拉伸之后，套管通过紧压式牵引装置和主牵引机之间时被压缩，使得套管材料内部的晶格取向被很好的补偿，减小了套管成型和冷却后的后收缩现象，从而减小光纤余长，同时使得全干式成品光缆光纤衰减性能符合工艺要求。

本发明第一方面提供一种紧压式牵引装置，应用于全干式光缆的生产系统，所述生产系统包括挤出机和主牵引机，所述紧压式牵引装置位于所述挤出机和所述主牵引机之间，所述紧压式牵引装置包括：

紧压式牵引轮及马达；

所述马达用于控制所述紧压式牵引轮的转动速度，所述紧压式牵引轮的转动速度高于所述主牵引机的主牵引轮的转动速度；

所述紧压式牵引轮夹持牵引所述挤出机生成的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述挤出机之间的套管被拉伸；

所述主牵引轮牵引通过所述紧压式牵引轮的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述主牵引轮之间的套管被压缩。

结合本发明第一方面，本发明第一方面第一实施方式中，所述紧压式牵引轮包括：

第一同步带轮及第二同步带轮；

所述第一同步带轮的转动速度及方向与所述第二同步带轮相同；

在所述第一同步带轮及所述第二同步带轮的转动下，夹持牵引所述挤出机生成的所述套管。

结合本发明第一方面第一实施方式，本发明第一方面第二实施方式中，所述马达包括：

第一马达及第二马达；

所述第一马达用于控制所述第一同步带轮的转动速度，所述第二马达用于控制所述第二同步带轮的转动速度。

结合本发明第一方面第二实施方式，本发明第一方面第三实施方式中，所述紧压式牵引装置还包括：

第一马达固定座及第二马达固定座；

所述第一马达固定座用于固定所述第一马达，所述第二马达固定座用于固定所述第二马达。

结合本发明第一方面第三实施方式，本发明第一方面第四实施方式中，所述紧压式牵引装置还包括：

导向块、定位块、导向柱、导向定位座及安装板；

所述导向定位座位于所述第一马达固定座，所述定位块和所述导向块位于所述第二马达固定座，所述导向柱与所述导向定位座和所述安装板固定，并穿过所述定位块和所述导向块。

结合本发明第一方面第四实施方式，本发明第一方面第五实施方式中，所述紧压式牵引装置还包括：

第一张力轮、第二张力轮及紧压气缸；

所述第一张力轮固定于所述第一马达固定座，所述第二张力轮固定于所述第二马达固定座，所述第一张力轮与所述第二张力轮接触；

所述紧压气缸固定于所述安装板，用于控制所述第一马达固定座与所述第二马达固定座之间的距离。

结合本发明第一方面，本发明第一方面第六实施方式中，所述紧压式牵引装置还包括：

磁滞离合器，安装于所述马达和所述紧压式牵引轮之间。

本发明第二方面提供一种套管的生产方法，应用于全干式光缆的生成系统，所述生产系统包括挤出机、主牵引机及上述所述的紧压式牵引装置，所述紧压式牵引装置位于所述挤出机和所述主牵引机之间，所述生产方法包括：

所述紧压式牵引装置设置紧压式牵引轮的转动速度，所述紧压式牵引轮的转动速度高于所述主牵引机的主牵引轮的转动速度；

所述紧压式牵引装置夹持牵引所述挤出机生成的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述挤出机之间的套管被拉伸；

所述主牵引轮牵引通过所述紧压式牵引轮的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述主牵引轮之间的套管被压缩。

结合本发明第二方面，本发明第二方面第一实施方式中，所述生产方法还包括：

所述紧压式牵引装置按照需求调节紧压率。

结合本发明第二方面第一实施方式，本发明第二方面第二实施方式中，所述紧压式牵引装置按照需求调节紧压率，包括：

所述紧压式牵引装置按照需求，通过紧压气缸控制第一马达固定座与第二马达固定座之间的距离，调节紧压式牵引轮的紧压力；

所述紧压式牵引装置按照需求，通过控制马达调节所述紧压式牵引轮的转动速度；

所述紧压式牵引装置根据所述紧压式牵引轮的紧压力和转动速度，得到所述紧压式牵引装置的紧压率。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

紧压式牵引装置中的紧压式牵引轮夹持牵引挤出机生成的套管，主牵引机牵引通过紧压式牵引轮的套管，由于紧压式牵引轮的转动速度高于主牵引机的主牵引轮的转动速度，那么挤出机和紧压式牵引装置之间的套管被拉伸后，在通过紧压式牵引装置和主牵引机之间时被压缩，使得套管材料内部的晶格取向被很好的补偿，减小了套管成型和冷却后的后收缩现象，从而减小光纤余长，同时使得全干式成品光缆光纤衰减性能符合工艺要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明中全干式光缆的生产系统的示意图；

图2为本发明中紧压式牵引装置的一个实施例结构示意图；

图3为本发明中紧压式牵引轮与主牵引轮速度差与光纤余长的关系示意图；

图4为现有技术中后收缩现象与生产速度的关系示意图；

图5为本发明中后收缩现象与生产速度的关系示意图；

图6为本发明中紧压式牵引轮与套管的示意图；

图7为本发明中紧压式牵引装置的另一个实施例结构示意图；

图8为本发明中套管的生产方法的一个实施例流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种套管的生产方法和紧压式牵引装置，用于挤出机和紧压式牵引装置之间的套管被拉伸之后，套管通过紧压式牵引装置和主牵引机之间时被压缩，使得套管材料内部的晶格取向被很好的补偿，减小了套管成型和冷却后的后收缩现象，从而减小光纤余长，同时使得全干式成品光缆光纤衰减性能符合工艺要求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明应用于全干式光缆的生产系统，生产系统如图1所示，包括挤出机101和主牵引机103，紧压式牵引装置102位于挤出机101和主牵引机103之间。对套管生产工艺中的光纤张力、气吹压力和气体清洁度、光纤与阻水纱的相对位置、冷却水槽调整等关键参数进行了改进和数值修正。本发明选用国产的PBT-280(Q02)套管材料，与普通PBT材料相比较结晶温度和结晶时间都有所调整，普通PBT材料的结晶温度为184.5摄氏度，结晶时间为100.39秒，PBT-280材料的结晶温度为192.2摄氏度，结晶时间为92.91秒。可以看出，PBT-280材料的结晶速度比普通PBT材料的快，结晶温度比普通PBT材料的高，需要说明的是，实际应用中还可以选择其他材料作为套管材料，具体不做限定。

下面通过具体实施例，分别进行详细说明。

请参阅图2，本发明提供一种紧压式牵引装置，包括：

紧压式牵引轮201及马达202；

马达202用于控制紧压式牵引轮201的转动速度，紧压式牵引轮201的转动速度高于主牵引机的主牵引轮的转动速度；

紧压式牵引轮201夹持牵引挤出机生成的套管，使得紧压式牵引轮和挤出机之间的套管被拉伸；

主牵引机牵引通过紧压式牵引轮201的套管，使得紧压式牵引轮和主牵引机之间的套管被压缩。

本发明实施例中，紧压式牵引装置中的紧压式牵引轮201夹持牵引挤出机生成的套管，主牵引机牵引通过紧压式牵引轮201的套管，由于紧压式牵引轮201的转动速度高于主牵引轮的转动速度，那么挤出机和紧压式牵引轮201之间的套管被拉伸，但是套管在通过紧压式牵引轮201和主牵引机之间时被压缩，使得套管材料内部的晶格取向被很好的补偿，减小了套管成型和冷却后的后收缩现象，从而减小光纤余长。如图3所示，为紧压式牵引轮201与主牵引轮速度差(△/m〃min^-1)对光纤余长(‰)的影响示意图，紧压式牵引轮201与主牵引轮的速度差控制至关重要，速度差过大，主牵引轮会出现压线及垮线现象，速度差太小，则会出现余长偏大情况，从图3可以看出，紧压式牵引轮201与主牵引轮速度差越大，其光纤余长越小。试验表明，其它条件不变的情况下，控制紧压式牵引轮201与主牵引轮速度差在1-2‰时，光纤余长效果最好。假设光缆的温度循环试验要求在-55℃至+80℃之间，比常规填充式光缆的温度范围要求还高，通过控制紧压式牵引轮201与主牵引轮速度差，可以达到与填充式套管中光纤余长一致的结构，采用光时域反射仪(Optical Time DomainReflectometer，OTDR)测试了全干式成品光缆GYFS53-24B1(套管中光纤余长控制在0.6‰±0.3‰)中光纤的高低温衰减性能(dB/km)，测试结果如表1所示，

表1

从表1中可以看出，所有测试数据均满足相关标准的规定，说明在此工艺条件下生产的全干式成品光缆光纤衰减性能完全符合工艺要求，提高了全干式成品光缆的性能。

除此之外，本发明还有利于提高套管的生产速度，图4表示现有技术中套管的后收缩的程度与生产速度成正比，图5表示本发明采用紧压式牵引装置后，任何生产速度下的套管后收缩都几乎为零，与现有技术相比，可以提高套管的生产速度。

可选的，本发明的一些实施例中，紧压式牵引轮201包括：

第一同步带轮2011及第二同步带轮2012；

第一同步带轮2011的转动速度及方向与第二同步带轮2012相同；

在第一同步带轮2011及第二同步带轮2012的转动下，夹持牵引挤出机生成的套管。

本发明实施例中，紧压式牵引轮201包括第一同步带轮2011和第二同步带轮2012，第一同步带轮2011的转动速度及方向与第二同步带轮2012相同，其结构如图6所示，图6中(a)为侧面图，(b)为正面图，在第一同步带轮2011及第二同步带轮2012的转动下，夹持牵引挤出机生成的套管601。

需要说明的是，本发明中紧压式牵引轮只具有第一同步带轮和第二同步带轮一对带轮，但是在实际应用中还可能具有多对，具体不做限定。

可选的，本发明的一些实施例中，马达202包括：

第一马达2021及第二马达2022；

第一马达2021用于控制第一同步带轮2011的转动速度，第二马达2022用于控制第二同步带轮2012的转动速度。

可选的，如图7所示，本发明的一些实施例中，紧压式牵引装置还包括：

第一马达固定座701及第二马达固定座702；

第一马达固定座701用于固定第一马达2021，第二马达固定座702用于固定第二马达2022。

可选的，如图7所示，本发明的一些实施例中，紧压式牵引装置还包括：

导向块703、定位块704、导向柱705、导向定位座706及安装板707；

导向定位座706位于第二马达固定座702，定位块704和导向块703位于第一马达固定座701，导向柱705与导向定位座706和安装板707固定，并穿过定位块704和导向块703。

本发明实施例中，导向块703、定位块704、导向柱705、导向定位座706及安装板707用于控制第一马达固定座701及第二马达固定座702的竖直方向的位置，从而使得第一同步带轮2011和第二同步带轮2012的相对位置不变。

可选的，如图7所示，本发明的一些实施例中，紧压式牵引装置还包括：

第一张力轮708、第二张力轮709及紧压气缸710；

第一张力轮708固定于第一马达固定座701，第二张力轮709固定于第二马达固定座702，第一张力轮708与第二张力轮709接触；

紧压气缸710固定于安装板707，用于控制第一马达固定座701与第二马达固定座702之间的距离。

本发明实施例中，通过控制紧压气缸710可以使得第一马达固定座701与第二马达固定座702之间的距离，从而控制第一同步带轮2011和第二同步带轮2012之间的距离，这样就能实现紧压式牵引轮的紧压力的控制，而第一张力轮708与第二张力轮709作用是防止第一马达固定座701与第二马达固定座702之间的距离太近，起到限制紧压力的突然变化太大的作用。

可选的，如图2所示，本发明的一些实施例中，紧压式牵引装置还包括：

磁滞离合器203，安装于马达202和紧压式牵引轮201之间。

本发明实施例中，磁滞离合器203是一种利用磁滞原理的力矩控制部件，安装于马达202和紧压式牵引轮201之间，使马达202更好的控制紧压式牵引轮201的转动速度。

请参阅图8，本发明实施例提供一种套管的生产方法，应用于全干式光缆的生成系统，生产系统包括挤出机、主牵引机及图2和图7所示的紧压式牵引装置，紧压式牵引装置位于挤出机和主牵引机之间，生产方法包括：

801、紧压式牵引装置设置紧压式牵引轮的转动速度，紧压式牵引轮的转动速度高于主牵引机的朱牵引轮的转动速度；

802、紧压式牵引装置夹持牵引挤出机生成的套管，使得紧压式牵引轮和挤出机之间的套管被拉伸；

803、主牵引机牵引通过紧压式牵引轮的套管，使得紧压式牵引轮和主牵引机之间的套管被压缩。

本发明实施例中，紧压式牵引装置中的紧压式牵引轮夹持牵引挤出机生成的套管，主牵引机牵引通过紧压式牵引轮的套管，由于紧压式牵引轮的转动速度高于主牵引机的牵引速度，那么挤出机和紧压式牵引轮之间的套管被拉伸，但是套管在通过紧压式牵引轮和主牵引机之间时被压缩，使得套管材料内部的晶格取向被很好的补偿，减小了套管成型和冷却后的后收缩现象，从而减小光纤余长。如图3所示为紧压式牵引轮与主牵引轮速度差(△/m·min-1)对光纤余长(‰)的影响示意图，紧压式牵引轮与主牵引轮速度差控制至关重要，速度差过大，主牵引轮会出现压线及垮线现象，速度差太小，则会出现余长偏大情况，从图3可以看出，紧压式牵引轮与主牵引轮速度差越大，其光纤余长越小。试验表明，其它条件不变的情况下，控制紧压式牵引轮与主牵引轮速度差在1-2‰时，光纤余长效果最好。假设光缆的温度循环试验要求在-55℃至+80℃之间，比常规填充式光缆的温度范围要求还高，通过控制紧压式牵引轮与主牵引轮速度差，可以达到与填充式套管中光纤余长一致的结构，采用光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer，OTDR)测试了全干式成品光缆GYFS53-24B1(套管中光纤余长控制在0.6‰±0.3‰)中光纤的高低温衰减性能(dB/km)，测试结果如表1所示，可以看出所有测试数据均满足相关标准的规定，说明在此工艺条件下生产的全干式成品光缆光纤衰减性能完全符合工艺要求，提高了全干式成品光缆的性能。

除此之外，本发明还有利于提高套管的生产速度，图4表示现有技术中套管的后收缩的程度与生产速度成正比，图5表示本发明采用紧压式牵引装置后，任何生产速度下的套管后收缩都几乎为零，与现有技术相比，可以提高套管的生产速度。

可选的，本发明的一些实施例中，生产方法还包括：

紧压式牵引装置按照需求调节紧压率。

本发明实施例中，想要使得全干式光缆光纤测试数据均满足相关标准的规定，那么就要按照需求预先设置好紧压式牵引装置的紧压率。

可选的，本发明的一些实施例中，紧压式牵引装置按照需求调节紧压率，包括：

紧压式牵引装置按照需求，通过紧压气缸控制第一马达固定座与第二马达固定座之间的距离，调节紧压式牵引轮的紧压力；

紧压式牵引装置按照需求，通过控制马达调节紧压式牵引轮的转动速度；

紧压式牵引装置根据紧压式牵引轮的紧压力和转动速度，得到紧压式牵引装置的紧压率。

本发明实施例中，紧压式牵引装置的紧压率是由紧压式牵引轮的紧压力和紧压式牵引轮的转动速度所共同决定的，那么根据需求，通过紧压气缸控制第一马达固定座与第二马达固定座之间的距离，就可以调节紧压式牵引轮的紧压力；根据按照，通过控制马达调节紧压式牵引轮的转动速度，从而控制紧压式牵引装置的紧压率。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种紧压式牵引装置，应用于全干式光缆的生产系统，所述生产系统包括挤出机和主牵引机，所述紧压式牵引装置位于所述挤出机和所述主牵引机之间，其特征在于，所述紧压式牵引装置包括：

紧压式牵引轮及马达；

所述马达用于控制所述紧压式牵引轮的转动速度，所述紧压式牵引轮的转动速度高于所述主牵引机的主牵引轮的转动速度；

所述紧压式牵引轮夹持牵引所述挤出机生成的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述挤出机之间的套管被拉伸；

所述主牵引机牵引通过所述紧压式牵引轮的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述主牵引机之间的套管被压缩。

2.根据权利要求1所述的紧压式牵引装置，其特征在于，所述紧压式牵引轮包括：

第一同步带轮及第二同步带轮；

所述第一同步带轮的转动速度及方向与所述第二同步带轮相同；

在所述第一同步带轮及所述第二同步带轮的转动下，夹持牵引所述挤出机生成的所述套管。

3.根据权利要求2所述的紧压式牵引装置，其特征在于，所述马达包括：

第一马达及第二马达；

所述第一马达用于控制所述第一同步带轮的转动速度，所述第二马达用于控制所述第二同步带轮的转动速度。

4.根据权利要求3所述的紧压式牵引装置，其特征在于，所述紧压式牵引装置还包括：

第一马达固定座及第二马达固定座；

所述第一马达固定座用于固定所述第一马达，所述第二马达固定座用于固定所述第二马达。

5.根据权利要求4所述的紧压式牵引装置，其特征在于，所述紧压式牵引装置还包括：

导向块、定位块、导向柱、导向定位座及安装板；

所述导向定位座位于所述第二马达固定座，所述定位块和所述导向块位于所述第一马达固定座，所述导向柱与所述导向定位座和所述安装板固定，并穿过所述定位块和所述导向块。

6.根据权利要求5所述的紧压式牵引装置，其特征在于，所述紧压式牵引装置还包括：

第一张力轮、第二张力轮及紧压气缸；

所述第一张力轮固定于所述第一马达固定座，所述第二张力轮固定于所述第二马达固定座，所述第一张力轮与所述第二张力轮接触；

所述紧压气缸固定于所述安装板，用于控制所述第一马达固定座与所述第二马达固定座之间的距离。

7.根据权利要求1所述的紧压式牵引装置，其特征在于，所述紧压式牵引装置还包括：

磁滞离合器，安装于所述马达和所述紧压式牵引轮之间。

8.一种套管的生产方法，应用于全干式光缆的生成系统，所述生产系统包括挤出机、主牵引机及权利要求1至7中任一项所述的紧压式牵引装置，所述紧压式牵引装置位于所述挤出机和所述主牵引机之间，其特征在于，所述生产方法包括：

所述紧压式牵引装置设置紧压式牵引轮的转动速度，所述紧压式牵引轮的转动速度高于所述主牵引机的主牵引轮的转动速度；

所述紧压式牵引装置夹持牵引所述挤出机生成的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述挤出机之间的套管被拉伸；

所述主牵引机牵引通过所述紧压式牵引轮的套管，使得所述紧压式牵引轮和所述主牵引机之间的套管被压缩。

9.根据权利要求8所述的全干式光缆套管的生产方法，其特征在于，所述生产方法还包括：

所述紧压式牵引装置按照需求调节紧压率。

10.根据权利要求9所述的全干式光缆套管的生产方法，其特征在于，所述紧压式牵引装置按照需求调节紧压率，包括：

所述紧压式牵引装置按照需求，通过紧压气缸控制第一马达固定座与第二马达固定座之间的距离，调节紧压式牵引轮的紧压力；

所述紧压式牵引装置按照需求，通过控制马达调节所述紧压式牵引轮的转动速度；

所述紧压式牵引装置根据所述紧压式牵引轮的紧压力和转动速度，得到所述紧压式牵引装置的紧压率。