CN113835171A - 一种轻质异构光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光缆领域，尤其涉及一种轻质异构光缆。其具体包括：由外至内依次设置的外护套、异构抗压层、多边形护套和沿光缆轴向嵌设在多边形护套内的异构内护套；所述异构抗压层向外抵接外护套的内表面、向内形成若干凸起的结构抵接多边形护套的外表面并对其进行固定；所述异构内护套在光缆轴心处设有毂状结构，毂状结构沿光缆轴心线设有空腔，空腔外侧周向均匀设有射线状的侧肋；所述异构内护套在毂状结构外侧周向均匀设有若干光纤容纳腔。本发明光缆具备非常优异的抗压性能，能够对光纤产生良好的保护效果；相较于现有的GYTA光缆，比重下降幅度能够达到50％以上，方便空挂和运输；在受力变形后容易复原，不易产生永久变形。
Description
技术领域
本发明属于光缆领域，尤其涉及一种轻质异构光缆。
背景技术
光缆是一种常用的、具有传输光信号功能的线缆。目前被广泛地应用在各个领域中。
而现有的光缆，为确保光缆的轴向定型能力、空挂能力和强度等，均会在光缆内设置金属材质的加强件。通常情况下，加强件的设置确实能够有效提高光缆的各方面性能，但是在某些环境中，由于加强件的设置会导致整体光缆重量/长度比大幅度上升，即单位长度的光缆重量会变大，首先最直接的表现即是导致运输成本提高和空挂难度增大。
另一方面，为解决上述问题，目前也有多方技术人员对轻质光缆进行开发和研究。但是，目前开发和研究所得的轻质光缆或多或少存在着一定强度不足、抗压性能差的问题，导致其实际使用效果不佳。
发明内容
为解决现有的抗压型光缆普遍存在比重大，难以空挂且运输成本高，同时现有的抗压型光缆在受压力变形后容易产生永久变形、内部光纤仍容易受到外力作用等问题，本发明提供了一种轻质异构光缆。
本发明的目的在于：
1)相较于现有的抗压型光缆，能够降低50％以上的比重；
2)通过结构改进，能够有效避免光缆在受压后产生永久变形；
3)能够形成良好的抗压效果，对内部光纤进行良好的保护。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种轻质异构光缆，包括：
由外至内依次设置的外护套、异构抗压层、多边形护套和沿光缆轴向嵌设在多边形护套内的异构内护套；
所述异构抗压层向外抵接外护套的内表面、向内形成若干凸起的结构抵接多边形护套的外表面并对其进行固定；
所述异构内护套在光缆轴心处设有毂状结构，毂状结构沿光缆轴心线设有空腔，空腔外侧周向均匀设有射线状的侧肋；
所述异构内护套在毂状结构外侧周向均匀设有若干光纤容纳腔。
作为优选，
所述异构内护套和多边形护套在光缆的径向截面上呈正多边形，且两者边数相等；
所述异构内护套边的中点与多边形护套的角相对应。
作为优选，
所述正多边形均为正六边形。
作为优选，
所述异构抗压层形成的凸起的结构抵接多边形护套的侧壁和侧棱。
作为优选，
所述异构抗压层的凸起结构为第一凸起部和第二凸起部；
所述第一凸起部和第二凸起部分别抵接在多边形护套侧棱和侧壁。
作为优选，
所述第一凸起部其朝内的端部为圆形或类圆形或水滴形。
作为优选，
所述第一凸起部抵接并沿光缆径向嵌入多边形护套的侧棱中。
作为优选，
所述第二凸起部其朝内的端部呈片状或板状，配合抵接在多边形护套的侧壁上。
作为优选，
所述异构抗压层和异构内护套均采用弹性材料进行制备。
本发明的有益效果是：
1)具备非常优异的抗压性能，能够对光纤产生良好的保护效果；
2)相较于现有的抗压型GYTA光缆，比重下降幅度能够达到50％以上，方便空挂和运输；
3)在受力变形后容易复原，不易产生永久变形。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明毂状结构的放大示意图；
图3为本发明毂状结构内芯与实线内芯进行压力测试的示意图；
图4为本发明轻质异构光缆进行压力试验的示意图；
图中：100外护套，200异构抗压层，201第一凸起部，202第二凸起部，300多边形护套，400异构内护套，401毂状结构，4011空腔，4012侧肋，4013扇形腔，402光纤容纳腔，500光纤线，600全实心线材。
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所示的轻质异构光缆，其具体包括：
由外至内依次设置的外护套100、异构抗压层200、多边形护套300和沿光缆轴向嵌设在多边形护套300内的异构内护套400；
所述异构抗压层200，如图1所示其层厚度(Layer thickness)为40～60％光缆外径，本实施例中层厚度为光缆外径的45％；
所述异构抗压层200和异构内护套400均采用弹性材料进行制备，如本实施例均采用弹性PVC材料进行制备；
所述异构内护套400和多边形护套300在光缆的径向截面上呈正多边形，且两者边数相等，异构内护套400边的中点与多边形护套300的角相对应；
所述异构内护套400在光缆径向截面的几何中心处设有类似轮毂的毂状结构401，毂状结构401中心设有与光缆轴心线重合的空腔4011，空腔4011外侧周向均匀设有射线状的侧肋4012，以此形成一个轻质半密实且具有稳定支撑作用和轴向导向作用的中心结构；
上述的毂状结构401具有非常优异的结构稳定性、且经车轮行业长久验证，其对于保持结构的圆度稳定性具有非常优异的表现，这主要是在于如图2所示的毂状结构401，其除中心处的空腔4011以外，边缘的侧肋4012能够有效形成对外的径向支撑，而相邻侧肋4012之间还形成了扇形腔4013，与实心结构不同，虽实心结构也能够起到良好的径向支撑效果，但是其在受力发生变形后容易产生永久变形，是不可恢复的，对于光缆而言永久变形会导致光缆不能保持良好的圆度，变形后容易对光纤产生挤压作用，而采用毂状结构401，在车轮行业中采用硬质材料能够形成一定的缓冲效果，避免车轮产生永久变形，而在本发明技术方案中，毂状结构401在有限降低其径向支撑能力时，能够在变形后产生良好的弹性恢复力；
具体的经过试验表明，采用等规格的、均为相同弹性PVC材料制备的毂状结构401和全实心线材600，进行如图3所示压力变形试验，施加等大且沿其径向的压力F1，测试毂状结构401和全实心线材600的变形量，变形量＝100％-(压制外径/原始外径)×100％，式中：压制外径即图3中的Suppressing outer diameter，单位为mm，原始外径即图3中的Original outer diameter，单位为mm，上述外径均通过红外测径仪进行测量。经过测量，在施加相同压力F1的情况下，全实心线材600变形量达到8.1％时，毂状结构401变形量达到8.7％，表明其实际径向支撑效果稍有减弱。但全实心线材600在变形量达到15.0％后，松开后全实心线材600产生约2.2％的永久变形量，而本发明毂状结构401在相同压力条件下，变形量达到15.4％，但并未产生永久性变。
可以看出，毂状结构401用于光缆中时，能够非常有效地保持光缆的圆度，且具有良好的弹性恢复性能，能够有效避免光缆在压力作用下产生不可逆的永久形变。
所述异构内护套400，在毂状结构401外侧周向均匀设有若干上底为弧形的圆角梯形光纤容纳腔402，光纤容纳腔402内沿光缆的轴向设有光纤线500，且光纤容纳腔402的设置数量与异构内护套400的边数相等、光纤容纳腔402与异构内护套400的侧边一一对应设置；
所述异构抗压层200的外侧为环状结构，环状结构内部设有第一凸起部201和第二凸起部202，第一凸起部201和第二凸起部202分别抵接在多边形护套300角部和边部；
如图所示，所述第一凸起部201其朝内的端部为圆形或类圆形或水滴形，抵接并沿光缆径向部分嵌入多边形护套300的角部中；
所述第二凸起部202其朝内的端部呈片状或板状，配合抵接在多边形护套300的侧壁上。
上述结构的光缆具有非常优异的结构稳定性，光缆中心的毂状结构401能够形成非常优异的光缆轴向导向效果，不容易发生扭曲，而异构抗压层200则能有效地起到光缆径向支撑定型的作用，能够有效保持光缆的圆度，同时采用多点支撑而非采用全面接触支撑的方式，使得光缆内部结构中能够形成较大的空隙空间，有效降低光缆的比重，同时能够避免光缆在受到强压力作用时，抗压结构本身受损产生永久变形的问题，即其能够产生不弱于常见层绞式光缆具有良好径向支撑、保持光缆圆度的效果，同时还能够确保光缆受压后不易产生永久变形，其变形后容易恢复原始的形态特征。
进行同上述轮毂结构的压力试验，具体如图4所示，并与等规格的层绞式GYTA光缆进行比较。计算外径变形量＝[1-(Outer diameter)’/(Outer diameter)0]×100％。经试验，在等压力F2的作用下，层绞式GYTA光缆的外径变形量达到4.2％时，本发明轻质异构光缆的外径变形量达到8.4％，两者光信号传输性能保持正常，均能保持≥98％，而当层绞式GYTA光缆的外径变形量达到14.6％时，光信号传输性能产生较为明显的下降，为原光信号传输性能的约93～95％，而此时本发明轻质异构光缆的外径变形量达到18.2％，光信号传输性能仍保持约97～99％。
而在施加相同压力，致使层绞式GYTA光缆的外径变形量达到19％时，其产生约3％的永久变形量，光信号传输性能保持约为81～84％，而本发明在相同压力作用下，外径变形量达到22.3％，解除压力后并未产生永久变形，同时在压力作用下光信号传输性能能够保持约为94～96％，表明光缆实际并未受到明显的压力影响。
从上述的试验可以明显看出，本发明的轻质异构光缆虽然在受力后容易产生形变，但是对内部光纤线500的作用力较小，能够通过不断地形变来缓冲和吸收应力，避免光纤线500受到外力影响而导致其光信号传输性能减弱。此外，本发明轻质异构光缆能够非常有效地避免永久形变的发生。
等规格的本发明轻质异构光缆，相较于上述现有的层绞式GYTA光缆，其比重产生了约62％的下降，即单位长度的光缆重量下降62％。因此，本发明轻质异构光缆具有明显的质轻、抗压和抗变形优点，具有广泛的适用性和使用价值。
Claims (9)
1.一种轻质异构光缆，其特征在于，包括：
由外至内依次设置的外护套、异构抗压层、多边形护套和沿光缆轴向嵌设在多边形护套内的异构内护套；
所述异构抗压层向外抵接外护套的内表面、向内形成若干凸起的结构抵接多边形护套的外表面并对其进行固定；
所述异构内护套在光缆轴心处设有毂状结构，毂状结构沿光缆轴心线设有空腔，空腔外侧周向均匀设有射线状的侧肋；
所述异构内护套在毂状结构外侧周向均匀设有若干光纤容纳腔。
2.根据权利要求1所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述异构内护套和多边形护套在光缆的径向截面上呈正多边形，且两者边数相等；
所述异构内护套边的中点与多边形护套的角相对应。
3.根据权利要求2所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述正多边形均为正六边形。
4.根据权利要求2所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述异构抗压层形成的凸起的结构抵接多边形护套的侧壁和侧棱。
5.根据权利要求4所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述异构抗压层的凸起结构为第一凸起部和第二凸起部；
所述第一凸起部和第二凸起部分别抵接在多边形护套侧棱和侧壁。
6.根据权利要求5所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述第一凸起部其朝内的端部为圆形或类圆形或水滴形。
7.根据权利要求5或6所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述第一凸起部抵接并沿光缆径向嵌入多边形护套的侧棱中。
8.根据权利要求5所述的一种轻质异构光缆，其特征在于，
所述第二凸起部其朝内的端部呈片状或板状，配合抵接在多边形护套的侧壁上。
9.根据权利要求1至8任一所述的轻质异构光缆，其特征在于，
所述异构抗压层和异构内护套均采用弹性材料进行制备。
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