CN112255747A - 一种全干式阻燃光缆及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种全干式阻燃光缆，包括缆芯、内护套层、第一阻燃层以及外护套层，其中，缆芯包括有中心加强件、光纤单元、填充绳以及第二阻燃层。中心加强件和第二阻燃层因套合而形成有一环形空腔。光纤单元和填充绳的数量均设置为多个，且均内置于环形空腔内。针对于单根光纤单元来说，其包括有光纤、第一阻水粉填充体以及松套管。第一阻水粉填充体内置于松套管内，且对光纤进行全包围。通过采用上述技术方案进行设置，从而使得光纤在松套管内具有较大的自由空间，使得光纤的穿入进程基本不受干扰，进而确保了成型后的光缆具有较好的光学性能及机械性能。另外，本发明还公开了一种全干式阻燃光缆的成型方法。

Description

一种全干式阻燃光缆及其成型方法

技术领域

本发明涉及通信光缆制造技术领域，特别是涉及一种全干式阻燃光缆及其成型方法。

背景技术

随着信息需求的持续增长，光纤通信作为信号传输速度最快、传输质量最好的通信方式而被广泛使用。然而，在网络建设高速发展的今天，光缆的应用日益广泛。

如图1中所示，传统的全干式阻燃光缆成型步骤大体如下：1)在松套管内添加阻水纱；2)将成型后的松套管连同填充绳绞合于中心加强件上；3)纵包阻水带后形成稳定的缆芯结构；4)在缆芯外挤制阻燃护套料，或进行二次护套使用高阻燃护套料。虽说采用上述方法成型的全干式阻燃光缆具有较轻的质量，且阻燃效果较好等优点，但是亦存在有以下问题：阻水纱的材质相对光纤质地较软，且其模量以及强度较低，在制造工艺中其相对于光纤会产生数值较大的余长差，容易造成对光纤的扰动，进而造成光纤附加衰减的增加，情况严重时还会影响到光缆的拉伸率和高低温性能；另外，阻水纱在松套管内还占用较大的空间，严重地局限了光纤在松套管内的自由空间，不利于光纤的穿入。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明设计人员鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过从事于此行业的多年研发经验技术人员的不断实验以及修改，最终导致该全干式阻燃光缆的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种包括由内而外依序同心套合的缆芯、内护套层、第一阻燃层以及外护套层，其中，缆芯包括有中心加强件、光纤单元、填充绳以及第二阻燃层。中心加强件和第二阻燃层因套合而形成有一环形空腔。光纤单元和填充绳的数量均设置为多个，且均内置于环形空腔内。针对于单根光纤单元来说，其包括有光纤、第一阻水粉填充体以及松套管。光纤穿设于松套管内。第一阻水粉填充体内置于松套管内，且对光纤进行全包围。

作为本发明技术方案的进一步改进，缆芯还包括有第二阻水粉填充体。第二阻水粉填充体内置于第二阻燃层内，且对光纤单元、中心加强件以及填充绳进行全包围。

作为本发明技术方案的进一步改进，缆芯优选为层绞式结构，光纤单元以及填充绳均围绕中心加强件进行绞合。

作为本发明技术方案的更进一步改进，缆芯还包括有套合于中心加强件上的低烟无卤护套层。

作为本发明技术方案的更进一步改进，中心加强件优选为FRP加强件。

作为本发明技术方案的更进一步改进，第一阻燃层和第二阻燃层均由阻燃玻纤带周向缠绕而成。

作为本发明技术方案的更进一步改进，内护套层优选由陶瓷化低烟无卤聚烯烃挤塑而成；而外护套层优选由低烟无卤阻燃材料挤塑而成。

在本发明所公开的全干式阻燃光缆中，其松套管内填充阻水粉以确保其阻燃性能。阻水粉填充相比传统意义上的阻水纱等填充工艺，使得光纤在松套管内具有较大的自由空间，在相同容置空间的前提下可以有效地减小松套管的内径尺寸，且光纤的穿入进程基本不受干扰，从而确保光缆具有较好的光学性能及机械性能。

另外，本发明还公开了一种全干式阻燃光缆的成型方法，其包括以下步骤：

a、光纤单元的成型：在光纤的外围成型出有松套管，随后将干式阻水粉充入到松套管的内腔，以形成第一阻水粉填充体；

c、缆芯的成型：多根光纤单元以及多根填充绳均围绕于中心加强件的外围进行绞合，随后在光纤单元和填充绳的外围缠绕阻燃带，以形成第二阻燃层；

d、将干式阻水粉充入到第二阻燃层的内腔中，以形成第二阻水粉填充体；

e、在缆芯的外围成型出有内护套层；

f、在内护套层的外围缠绕阻燃带，以形成第一阻燃层；

g、在第一阻燃层的外围成型出有外护套层。

作为上述全干式阻燃光缆的成型方法的进一步改进，在步骤a中，借助于第一阻水粉填充装置将干式阻水粉充入到松套管内，具体如下：所述第一阻水粉填充装置包括有第一料箱、第一推粉单元以及第一输料管；在第一料箱上开设有第一投料口，以置入干式阻水粉；第一输料管连接于第一料箱和松套管之间；第一推粉单元安装于第一料箱的侧壁上，当其发生动作时，以借助于压缩气体将干式阻水粉经由第一输料管送入到松套管内。

作为上述全干式阻燃光缆的成型方法的进一步改进，在步骤c中，借助于第二阻水粉填充装置将干式阻水粉充入到第二阻燃层内，具体如下：第二阻水粉填充装置包括有第二料箱以及第二输料管。在第二料箱上开设有第二投料口，以置入干式阻水粉。第二输料管连接于第二料箱的正下方，且其出口正对应于第二阻燃层。借助于重力将干式阻水粉经由第二输料管涂覆至第二阻燃层的外围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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他的附图。

图1是本发明中全干式阻燃光缆的结构示意图。

图2是本发明全干式阻燃光缆中缆芯的结构示意图。

图3是本发明全干式阻燃光缆中光纤单元的结构示意图。

图4是本发明全干式阻燃光缆成型方法中第一阻水粉填充装置的结构示意图。

图5是本发明全干式阻燃光缆成型方法中第二阻水粉填充装置的结构示意图。

1-全干式阻燃光缆；11-缆芯；111-中心加强件；112-光纤单元；1121-光纤；1122-第一阻水粉填充体；1123-松套管；113-填充绳；114-第二阻燃层；115-第二阻水粉填充体；12-内护套层；13-第一阻燃层；14-外护套层；2-第一阻水粉填充装置；21-第一料箱；22-第一推粉单元；23-第一输料管；3-第二阻水粉填充装置；31-第二料箱；32-第二输料管；33-落料控制模块。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明，图1示出了本发明中全干式阻燃光缆的结构示意图，可知，其主要由由内而外依序同心套合的缆芯11、内护套层12、第一阻燃层13以及外护套层14等几部分构成，其中，如图2中所示，缆芯11包括有中心加强件111、光纤单元112、填充绳113以及第二阻燃层114。中心加强件111和第二阻燃层114因套合而形成有一环形空腔。光纤单元112和填充绳113的数量均设置为多个，且均内置于上述环形空腔内。

如图3中所示，针对于单根光纤单元112来说，其包括有光纤1121以及松套管1123。光纤1121穿设于松套管1123内。已知，光纤1121对水和潮气产生的HO-极为敏感，水和潮气会加快光纤1121表面的裂纹扩张，从而造成光纤1121的抗拉强度和弯折强度显著下降。另外，水分与金属材料之间的化学反应所产生的氢气会引起光纤1121的氢损，导致光纤1121的传输损耗增加，严重影响光缆1121的传输信号质量和使用寿命。鉴于此，在本发明中对光纤单元作了阻水性优化，光纤单元112内还根据需要增设有第一阻水分填充体1122。第一阻水粉填充体1122内置于松套管1123内，且对光纤1121进行全包围。通过采用上述技术方案进行设置，一方面，第一阻水分填充体1122在松套管1123内的填充相比传统意义上的阻水纱等填充工艺，使得光纤1121在松套管1123内具有充足的自由空间，使得光纤1121的穿入进程基本不受干扰，从而确保光缆具有较好的光学性能及机械性能；另一方面，在相同容置空间的前提下可以有效地减小松套管1123的内径尺寸，进而在一定程度上减小了全干式阻燃光缆的整体外径尺寸；再一方面，还尽可能地降低了光纤1121附加衰减率，且确保成型后的光缆具有良好的拉伸率以及高低温性能。

出于进一步提高缆芯的耐火性能，进而提高全干式阻燃光缆的整体耐火性能，作为全干式阻燃光缆结构的进一步优化，还可以在其第二阻燃层114内填充有第二阻水粉填充体115(如图2中所示)。成型完成后，第二阻水粉填充体115对光纤单元112、中心加强件111以及填充绳113进行全包围。

再者，在实际制造过程中，缆芯11优选为层绞式结构，即光纤单元112以及填充绳113均围绕中心加强件111进行绞合，如此一来，有效地提升了成型后缆芯11的结构稳定性及其抗拉强度。

已知，FRP材料具有以下特性：1)FRP的相对密度在1.5-2.0之间，只有碳钢的1/4-1/5，然而，两者的拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上；2)FRP还具有优良的耐腐性，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力；3)FRP还是优良的绝缘材料，高频下仍能保护良好介电性。鉴于此，上述中心加强件111优选为FRP加强件。

更为上述技术方案更进一步的优化，在上述中心加强件111上根据实际情况还可以套合有低烟无卤护套层。即使全干式阻燃光缆发生燃烧，低烟无卤护套层的存在亦可有效地降低燃烧废气的生成。

再者，上述的第一阻燃层13和第二阻燃层114均优选由阻燃玻纤带周向缠绕而成。且内护套层12优选由陶瓷化低烟无卤聚烯烃挤塑而成，而外护套层14优选由低烟无卤阻燃材料挤塑而成。如此一来，使得全干式阻燃光缆具有更强的阻燃性能，诸如耐烧性能、成核性能、抑烟性能和抗滴落性能；同时显著降低纤膏或缆膏等可燃物数量，使光缆在燃烧过程中热释放量大幅降低、使光缆能够达到欧洲对于永久建筑物内线缆必须满足CPRCca、s1a、燃烧滴落物d0、燃烧气体酸度a1测试标准的要求。

另外，本发明还公开了一种全干式阻燃光缆的成型方法，其成型步骤较为简洁，成型效率较高，且最终成型质量较高。全干式阻燃光缆的成型方法包括以下步骤：

a、光纤单元112的成型：在光纤1121的外围成型出有松套管1123，随后将干式阻水粉充入到松套管1123的内腔，以形成第一阻水粉填充体1122；

c、缆芯11的成型：多根光纤单元112以及多根填充绳113均围绕于中心加强件111的外围进行绞合，随后在光纤单元112和填充绳113的外围缠绕阻燃带，以形成第二阻燃层114；

d、将干式阻水粉充入到第二阻燃层114的内腔中，以形成第二阻水粉填充体115；

e、在缆芯11的外围成型出有内护套层12；

f、在内护套层12的外围缠绕阻燃带，以形成第一阻燃层13；

g、在第一阻燃层13的外围成型出有外护套层14。

出于确保第一阻水粉填充体1122具有较高的成型效率以及成型的均匀性方面考虑，在上述步骤a中，优选借助于第一阻水粉填充装置2将干式阻水粉充入到松套管1123内，具体如下：如图4中所示，第一阻水粉填充装置2包括有第一料箱21、第一推粉单元22以及第一输料管23；在第一料箱21上开设有第一投料口，以置入干式阻水粉；第一输料管23连接于第一料箱21和松套管1123之间；第一推粉单元22安装于第一料箱21的侧壁上，当其发生动作时，以借助于压缩气体将干式阻水粉经由第一输料管23送入到松套管1123内，以成型第一阻水粉填充体1122。

在此需要说明的是，由第一推粉单元22发出的，用来对干式阻水粉进行推动的压缩气体优选为惰性气体(例如氮气)，从而避免由于与外部空气的接触而导致变性现象的发生。

另外，类比于上述的第一阻水粉填充装置2，出于确保第二阻水粉填充体115具有较高的成型效率以及成型的均匀性方面考虑，在步骤c中，优选借助于第二阻水粉填充装置3将干式阻水粉充入到第二阻燃层114内，具体如下：如图5中所示，第二阻水粉填充装置3包括有第二料箱31以及第二输料管32。在第二料箱31上开设有第二投料口，以置入干式阻水粉。第二输料管32连接于第二料箱31的正下方，且其出口正对应于第二阻燃层114。借助于重力将干式阻水粉经由第二输料管32涂覆至第二阻燃层114的外围。

最后需要说明的是，出于更好地控制干式阻水粉向着第二阻燃层114落料量的精准性，确保第一阻燃层13成型的均匀性方面考虑，如图5中所示，第二阻水粉填充装置3根据实际情况还额外增设有落料控制模块33。落料控制模块可拆卸地连接于第二料箱31和第二输料管32之间。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种全干式阻燃光缆，其特征在于，包括由内而外依序同心套合的缆芯、内护套层、第一阻燃层以及外护套层；其中，所述缆芯包括有中心加强件、光纤单元、填充绳以及第二阻燃层；所述中心加强件和所述第二阻燃层因套合而形成有一环形空腔；所述光纤单元和所述填充绳的数量均设置为多个，且均内置于所述环形空腔内；针对于单根所述光纤单元来说，其包括有光纤、第一阻水粉填充体以及松套管；所述光纤穿设于所述松套管内；所述第一阻水粉填充体内置于所述松套管内，且对所述光纤进行全包围。

2.根据权利要求1所述的全干式阻燃光缆，其特征在于，所述缆芯还包括有第二阻水粉填充体；所述第二阻水粉填充体内置于所述第二阻燃层内，且对所述光纤单元、所述中心加强件以及所述填充绳进行全包围。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的全干式阻燃光缆，其特征在于，所述缆芯为层绞式结构，所述光纤单元以及所述填充绳均围绕所述中心加强件进行绞合。

4.根据权利要求3所述的全干式阻燃光缆，其特征在于，所述缆芯还包括有套合于所述中心加强件上的低烟无卤护套层。

5.根据权利要求4所述的全干式阻燃光缆，其特征在于，所述中心加强件为FRP加强件。

6.根据权利要求3所述的全干式阻燃光缆，其特征在于，所述第一阻燃层和所述第二阻燃层均由阻燃玻纤带周向缠绕而成。

7.根据权利要求3所述的全干式阻燃光缆，其特征在于，所述内护套层由陶瓷化低烟无卤聚烯烃挤塑而成；而所述外护套层由低烟无卤阻燃材料挤塑而成。

8.一种全干式阻燃光缆的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、光纤单元的成型：在光纤的外围成型出有松套管，随后将干式阻水粉充入到松套管的内腔，以形成第一阻水粉填充体；

b、缆芯的成型：多根光纤单元以及多根填充绳均围绕于中心加强件的外围进行绞合，随后在光纤单元和填充绳的外围缠绕阻燃带，以形成第二阻燃层；

c、将干式阻水粉充入到第二阻燃层的内腔中，以形成第二阻水粉填充体；

d、在缆芯的外围成型出有内护套层；

e、在内护套层的外围缠绕阻燃带，以形成第一阻燃层；

f、在第一阻燃层的外围成型出有外护套层。

9.一种全干式阻燃光缆的成型方法，其特征在于，在步骤a中，借助于第一阻水粉填充装置将干式阻水粉充入到松套管内，具体如下：所述第一阻水粉填充装置包括有第一料箱、第一推粉单元以及第一输料管；在第一料箱上开设有第一投料口，以置入干式阻水粉；第一输料管连接于第一料箱和松套管之间；第一推粉单元安装于第一料箱的侧壁上，当其发生动作时，以借助于压缩气体将干式阻水粉经由第一输料管送入到松套管内。

10.一种全干式阻燃光缆的成型方法，其特征在于，在步骤c中，借助于第二阻水粉填充装置将干式阻水粉充入到第二阻燃层内，具体如下：所述第二阻水粉填充装置包括有第二料箱以及第二输料管；在第二料箱上开设有第二投料口，以置入干式阻水粉；第二输料管连接于第二料箱的正下方，且其出口正对应于所述第二阻燃层；借助于重力将干式阻水粉经由第二输料管涂覆至第二阻燃层的外围。

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