CN112578518B - 一种轻质抗压防啮咬光缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种轻质抗压防啮咬光缆。其包括：复合护套层和光纤模组，所述复合护套层内设有容纤槽，光纤模组设置在容纤槽内；所述容纤槽内还设有硅胶加强件，硅胶加强件以光纤模组为对称中心对称设置，其由中段和侧边段两部分构成，侧边段设有两个且对称设置在中段的两侧，中段和侧边段的径向截面均为弧形，中段弧形向外拱起与容纤槽内壁相切、两端与侧边段相接，相接处与光纤模组的外表面相切，侧边段的弧形开口与中段弧形开口的方向相反，其端部与容纤槽内壁相切。本发明的光缆外表面设有硬化层结构，具有良好的弯折性能和优异的防啮咬效果，抗压性能优异，能够有效减弱压力和外界振动对光缆内部的影响。

Description

一种轻质抗压防啮咬光缆

技术领域

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种轻质抗压防啮咬光缆。

背景技术

随着通信行业的发展，光缆的使用越来越普及，而不同的使用环境对光缆的防护要求各不相同。

如在海洋环境中使用时，需要光缆具有良好的防潮耐水能力，且需具有一定的强度以避免其受潮后强度不足而发生断裂的问题；又如在风力较大的地区，光缆需要具有较优的抗扭曲能力，以防止光缆长期受到强风力作用时产生的不可修复的扭曲损伤。

同时，在鼠害较为严重的地区，需要光缆具有良好的防鼠咬能力。在鼠患重灾区，经常发生光缆被鼠类动物咬断的情形，给线路维护带来极大的困难，并且光缆铺设的沿途防鼠措施不能采取毒杀及诱捕等方式，因此具有防鼠功能的光缆成了各运行商的首选。

现有的防鼠咬光缆普遍存在着一定的缺陷，如采用物理方法防鼠的光缆大多采用提高护套及铠装层强度的方式，但其提升较为有限，且光缆的弯折性能、抗压性能和防啮咬性能难以协调统一。

发明内容

为解决现有的光缆弯折性能、抗压性能和防啮咬性能难以协调，导致现有的光缆或存在抗压性能差、或存在弯折性能差、或存在防啮咬性能差等问题，本发明提供了一种轻质抗压防啮咬光缆。

本发明的目的在于：

一、协调光缆的抗压性能和防啮咬性能；

二、确保光缆具有良好的弯折性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种轻质抗压防啮咬光缆，包括：

复合护套层、沿光缆轴向设置的光纤模组，所述复合护套层内部沿光缆轴向设置有容纤槽，光纤模组设置在容纤槽内；

所述容纤槽内沿光缆轴向还设有硅胶加强件，硅胶加强件在容纤槽内以光纤模组为对称中心对称设置在光纤模组的两侧，其由中段和侧边段两部分构成，侧边段设有两个且对称设置在中段的两侧，中段和侧边段的径向截面均为弧形，中段弧形开口朝向光纤模组、其中心部分沿径向向外拱起与容纤槽内壁相切，其两端与侧边段的一端相接，相接处与光纤模组的外表面相切，侧边段的弧形开口与中段弧形开口的方向相反，且侧边段的另一端与容纤槽内壁相切，对称设置的硅胶加强件侧边段相互抵接对光纤模组进行包覆。

作为优选，

所述容纤槽内同轴设置有高弹的橡胶管；

所述中段中心部分沿径向向外拱起与橡胶管内壁相切；

所述侧边段另一端与橡胶管内壁相切。

作为优选，

所述复合护套层包括主护套和副护套；

所述主护套包括主护套本体和第一硬化层，主护套本体由内底层和主凸起构成，内底层呈管状，主凸起设置在内底层的外侧，且在周向方向上均匀设置、在轴向上间隔且交错设置，第一硬化层设置在主凸起的表面；

所述副护套紧密套接在主护套外表面，其包括副护套本体和第二硬化层，副护套本体由外底层和副凸起构成，外底层贴合设置在内底层的外侧，内底层设有槽孔，主凸起穿过槽孔延伸至副护套的外部，副凸起设置在副护套本体的外底层上，副凸起沿径向向外凸起的高度与主凸起沿径向向外凸起的高度相等，第二硬化层设置在副凸起的表面。

作为优选，

所述主护套的内底层和主凸起采用高分子材料一体化成型制备；

所述副护套的外底层和副凸起采用高分子材料一体化成型制备。

作为优选，

所述主凸起和副凸起呈有序阵列沿周向和轴向交替设置。

作为优选，

所述硅胶加强件的中段与光纤模组间的空隙中设有第一弹簧件，第一弹簧件外切硅胶加强件中段端部的内壁和光纤模组的外表面。

作为优选，

所述硅胶加强件的侧边段弧形段内设有第二弹簧件，第二弹簧件与侧边段的弧形内壁相切。

本发明的有益效果是：

1)光缆整体具有良好的弯折性能，外表面具有硬化层结构，具备非常优异的防啮咬效果；

2)整体抗压性能优异；

3)能够有效减弱压力和外界振动对光缆内部的影响。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为复合护套层沿图1中A-A弧面视角展开示意图；

图3为沿图1中A-A弧面视角展开的副护套的示意图；

图4为图1中B-B截面光缆弯曲受力变形示意图；

图5为组合护套光缆弯曲受力变形示意图；

图中：100主护套，101内底层，102主凸起，103第一硬化层，104容纤槽，200副护套，201外底层，202副凸起，203第二硬化层，204槽孔，300光纤模组，301松套管，302单模光纤或多模光纤或光纤束，400硅胶加强件，401中段，402侧边段，500橡胶管，600第一弹簧件，700第二弹簧件，800组合护套。

具体实施方式：

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如无特殊说明，本发明实施例所用原料均为市售或本领域技术人员可获得的原料；如无特殊说明，本发明实施例所用方法均为本领域技术人员所掌握的方法。

实施例

一种如图1所示的轻质抗压防啮咬光缆，具体包括：

起到防啮咬、抗压和对内起保护作用的复合护套层、沿光缆轴向设置的光纤模组300，所述复合护套层内部沿光缆轴向设置有容纤槽104，光纤模组300设置在容纤槽104内；

所述光纤模组300由松套管301套设在若干单模光纤或多模光纤或光纤束302外构成；

所述复合护套层包括主护套100和副护套200，主护套100和副护套200沿图1中A-A弧面视角展开平铺后如图2所示，其中副护套200沿图1中A-A弧面视角展开平铺后如图3所示；

所述主护套100包括主护套100本体和第一硬化层103，主护套100本体由内底层101和主凸起102构成，内底层101如图1所示呈管状，主凸起102设置在内底层101的外侧，且在周向方向上均匀设置、在轴向方向上间隔且交错设置，整体呈如图2所示的有序阵列的方式进行设置，第一硬化层103设置在主凸起102的表面，至少在主凸起102远离内底层101的顶端设有第一硬化层103，本实施例如图1所示，在主凸起102的顶端设有第一硬化层103，所述第一硬化层103为复合金属层，复合金属层采用金属溅镀或化学沉积或涂覆热固化等任意的现有工艺进行制备；

所述主护套100的内底层101和主凸起102采用PE或TPU等材料一体化成型制备；

副护套200紧密套接在主护套100外表面，副护套200如图3所示，包括副护套200本体和第二硬化层203，副护套200本体由外底层201和副凸起202构成，外底层201贴合设置在内底层101的外侧，其相对应内底层101的主凸起102设有槽孔204，主凸起102穿过槽孔204延伸至副护套200的外部，副凸起202设置在副护套200本体的外底层201上，副凸起202沿径向向外凸起的高度与主凸起102沿径向向外凸起的高度相等，第二硬化层203设置在副凸起202外表面，本实施例中第二硬化层203设置在远离外底层201的副凸起202的顶端，主凸起102和副凸起202在光缆的周向方向上交替设置排列且数量相等、在沿光缆轴向的方向上交替排列，其平铺展开形成如图2所示的阵列结构；

同样地，所述副护套200的外底层201和副凸起202也采用PE或TPU等材料一体化成型制备；

所述主凸起102顶端的面积、形状均与副凸起202顶端的面积、形状相等，即第一硬化层103和第二硬化层203的形状和面积均相等，该种设置方式能够提高第一硬化层103和第二硬化层203对光缆外表面的覆盖率，最优控制第一硬化层103和第二硬化层203覆盖面积达到光缆外表面面积的90％以上；

本实施例的第一硬化层103和第二硬化层203的厚度均为0.5～1.5mm，本实施例中第一硬化层103和第二硬化层203厚度均为0.8mm；

上述主护套100和副护套200套接且分别设置形成凸起的阵列结构，主凸起102和副凸起202顶端分别设有第一硬化层103和第二硬化层203，即在光缆的外表面设置形成了第一硬化层103和第二硬化层203呈有序阵列高度覆盖的硬化层阵列结构，高覆盖率能够形成非常优异的防啮咬效果，硬化层与主护套100本体、副护套200本体配合，PE材质的主护套100本体和副护套200本体具有良好的机械性能、抗蠕变性能强、尺寸稳定，但是其耐磨性能差，因此实际防啮咬效果有限，而本发明通过以其为本体、形成分离式内外套接设置的主护套100和副护套200，并配合设置向外凸起的第一硬化层103和第二硬化层203，能够使得复合护套层的实际使用效果更佳，尤其在抗弯折性能和抗拉伸性能方面；

如图4所示，本发明光缆受C方向向上弯折的力时，上侧的主护套100和副护套200会在一定程度上分离、主凸起102两侧的副凸起202会沿D向向外移动聚拢，不会对主凸起102形成挤压和摩擦，并且由于凸起分离间隔较大，拉伸力主要会作用并集中在本体的底层部分，如主护套100的内底层101和副护套200的外底层201，因此主护套100本体、副护套200本体受力F1拉扯的面积较大，实际单位面积受力较小，不容易产生撕裂；

若主护套100本体和副护套200本体呈一体化设置形成组合护套800，如图5所示，在同样受到C方向向上弯折的力时，上侧主凸起102两侧的副凸起202会沿E向翘起并与主凸起102接触，产生挤压和摩擦，导致表面硬化层产生磨损，下侧的组合护套800部分由于凸起设置密集，导致其受力F2拉扯的面积较小，实际单位面积受力较大，导致产生受力集中，底层部分容易产生开裂；

因此，在同样设置凸起阵列和硬化层阵列的情况下，采用本发明的分离式复合护套层与常规的一体化设置方式相比，本发明复合护套层不但能够起到防啮咬保护效果，还能够较大程度地保持光缆的弯曲性能，弯曲后能够避免硬化层相互间的磨损以及底层的拉伸撕裂问题发生。

进一步的，

容纤槽104内同轴设置有高弹的橡胶管500，橡胶管500能够在光缆受压或受到啮咬时，缓冲外界压力或振动对光纤模组300的影响；

所述容纤槽104内沿光缆轴向还设有硅胶加强件400，硅胶加强件400在容纤槽104内以光纤模组300为中心对称设置在光纤模组300的两侧，其具体结构如图1所示，由中段401和侧边段402两部分构成，侧边段402设有两个且对称设置在中段401的两侧，中段401和侧边段402的径向截面均为弧形，中段401弧形开口朝向光纤模组300、其中心部分沿径向向外拱起与橡胶管500内壁相切，若不设置橡胶管500则与容纤槽104内壁相切，其两端与侧边段402的一端相接，相接处与光纤模组300的外表面相切，侧边段402的弧形开口与中段401弧形开口的方向相反，且侧边段402的另一端与橡胶管500内壁相切，同样若不设置橡胶管500则与容纤槽104内壁相切，对称设置的硅胶加强件400侧边段402相互抵接对光纤模组300进行包覆；

上述硅胶加强件400，一方面能够对复合护套层进行支撑、对光纤模组300进行限位，实现光纤模组300和复合护套层的分离式设置；另一方面，当光缆受到外界压力时，能够对压力进行良好的分散，提高光缆的压扁性能，其按照GB/T 7424.2-2008中方法E3《压扁》进行抗压扁性能测试，压扁时间为1min，本发明设置硅胶加强件400后的光缆，进行6000N/100mm测试时，衰减约为0.009dB，具有非常优异的抗压扁性能，若在相同条件下采用填充纱替代硅胶加强件400，进行6000N/100mm测试时，衰减增至29.811dB。

更进一步的，

所述硅胶加强件400的中段401与光纤模组300间的空隙中设有第一弹簧件600，第一弹簧件600外切硅胶加强件400中段401端部的内壁、内切光纤模组300的外表面，硅胶加强件400的侧边段402弧形段内设有第二弹簧件700，第二弹簧件700与侧边段402的弧形内壁相切，侧边段402对第二弹簧件700的包覆范围超过第二弹簧件700的半周长时，抗压效果较优。此外，橡胶管500、硅胶加强件400、第二弹簧件700之间的空隙中可设置填充绳，以进一步提高光缆的抗压效果；

设置第一弹簧件600和第二弹簧件700后，配合橡胶管500，能够进一步增强光缆的抗压减振效果。

通过上述结构的配合，硬质材料层合理地设置在光缆的外表面，光缆外表面硬化层覆盖率高，能够使得光缆具备兼具良好的防啮咬性能，由于采用第一硬化层103和第二硬化层203替代铝带或钢带等金属材料，实现了光缆的轻量化；

此外，本实施例中第一硬化层103采用涂覆热固化的方法进行制备，涂覆所用的原料为金属-改性硅复合涂料，其成分为：改性硅溶胶65～75wt％，金属填料20～30wt％，助剂1～2wt％，余量为水；

所述改性硅溶胶以20～22wt％的正硅酸乙酯的乙醇溶液作为基液，本实施例所用的正硅酸乙酯的乙醇溶液浓度为20wt％，在正硅酸乙酯的乙醇溶液中加入γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、流平剂OP-10、过氧化二苯甲酰和双酚A型环氧树脂，配制为改性硅溶胶，改性硅溶胶中KH-560含量为2.2～2.5wt％(本实施例为2.2wt％)、流平剂OP-10含量为0.4～0.8wt％(本实施例为0.6wt％)、过氧化二苯甲酰含量为0.1～0.2wt％(本实施例为0.1wt％)、双酚A型环氧树脂含量为5～8wt％(本实施例为5.5wt％)；

所述金属填料由碳化钨、氧化铝和铁粉以及不可避免的杂质构成，其理论配比为：碳化钨为20～60目、含量为60～65wt％，铁粉目数为60～80目、含量为25～30wt％，氧化铝粉目数为200～300目，含量为5～8wt％，余量为不可避免的杂质。本实施例按照40目碳化钨65wt％，60目铁粉30wt％，200目氧化铝粉5wt％的配比进行配料，在实际操作中会不可避免地掺入杂质，为不可避免的杂质成分，忽略不计；

所述助剂为二月桂酸二异丁基锡。

上述的金属-改性硅复合涂料能与复合护套层产生良好的结合效果，具有良好的结合稳定性，并且具有495HBS以上的硬度，能够有效防止因啮齿类动物的啮咬导致的光缆损伤。

Claims (7)

1.一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，包括：

复合护套层、沿光缆轴向设置的光纤模组，所述复合护套层内部沿光缆轴向设置有容纤槽，光纤模组设置在容纤槽内；

所述容纤槽内沿光缆轴向还设有硅胶加强件，硅胶加强件以光纤模组为中心对称设置在光纤模组的两侧，其由中段和侧边段两部分构成，侧边段设有两个且对称设置在中段的两侧，中段和侧边段的径向截面均为弧形，中段弧形开口朝向光纤模组、其中心部分沿径向向外拱起与容纤槽内壁相切，其两端与侧边段的一端相接，相接处与光纤模组的外表面相切，侧边段的弧形开口与中段弧形开口的方向相反，且侧边段的另一端与容纤槽内壁相切，对称设置的硅胶加强件侧边段相互抵接对光纤模组进行包覆。

2.根据权利要求1所述的一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，

所述容纤槽内同轴设置有高弹的橡胶管；

所述中段中心部分沿径向向外拱起与橡胶管内壁相切；

所述侧边段另一端与橡胶管内壁相切。

3.根据权利要求1所述的一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，

所述复合护套层包括主护套和副护套；

所述主护套包括主护套本体和第一硬化层，主护套本体由内底层和主凸起构成，内底层呈管状，主凸起设置在内底层的外侧，且在周向方向上均匀设置、在轴向上间隔且交错设置，第一硬化层设置在主凸起的表面；

所述副护套紧密套接在主护套外表面，其包括副护套本体和第二硬化层，副护套本体由外底层和副凸起构成，外底层贴合设置在内底层的外侧，内底层设有槽孔，主凸起穿过槽孔延伸至副护套的外部，副凸起设置在副护套本体的外底层上，副凸起沿径向向外凸起的高度与主凸起沿径向向外凸起的高度相等，第二硬化层设置在副凸起的表面。

4.根据权利要求3所述的一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，

所述主护套的内底层和主凸起采用高分子材料一体化成型制备；

所述副护套的外底层和副凸起采用高分子材料一体化成型制备。

5.根据权利要求3或4所述的一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，

所述主凸起和副凸起呈有序阵列沿周向和轴向交替设置。

6.根据权利要求1所述的一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，

所述硅胶加强件的中段与光纤模组间的空隙中设有第一弹簧件，第一弹簧件外切硅胶加强件中段端部的内壁和光纤模组的外表面。

7.根据权利要求1所述的一种轻质抗压防啮咬光缆，其特征在于，

所述硅胶加强件的侧边段弧形段内设有第二弹簧件，第二弹簧件与侧边段的弧形内壁相切。

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