CN113900202B - 一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，包括绞合台和套管绕纱单元，套管绕纱单元包括放线头矩阵、绕纱机和导向轮，放线头矩阵具有多个套管绕线盘；绕纱机包括机架、电机、主固定轴筒、飞梭旋转筒、动环模座、纱团旋转筒、飞梭和导纱管，飞梭旋转筒通过第一轴承安装在主固定轴筒的内侧，电机的转轴连接飞梭旋转筒的第一端，飞梭旋转筒的第二端安装动环模座，纱团旋转筒通过第二轴承安装在主固定轴筒的外侧，飞梭安装在动环模座上，导纱管安装在飞梭上，导向轮安装在支撑架上。本发明采用分组式的绕制方式，对分组的套管组完成物理绕纱隔离便于识别；阻水纱绕织套管，既隔离又阻水，而且张力小，不会损伤套管内的光纤，使用非常可靠。

Description

一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统

技术领域

本发明属于光缆制造设备领域，更具体地，涉及一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统。

背景技术

随着互联网云、数据中心的崛起，大量的高密度光纤干式光缆被广泛采用，因其传输数据大，结构直径小，弯曲半径小，施工条件友好等一系列优点，在市场被上越来越多的客户选择。

为节约稀缺的管孔资源，大芯数高密度微簇光缆用的越来越普及，随着产品的光纤芯数不断地增大，光缆结构内各个光纤套管单元也越来越多，如港珠澳大桥上使用的光缆中，光纤芯数已经达到1152芯，有的数据中心使用的单根光缆芯数达到3456芯，在国外的应用中，单根光缆甚至达到1万多芯。由于每根套管容纳12根光纤，这样大芯数光缆中的套管数就有可能达到数百根，如何管理识别这些套管成为难题。

目前常规的方式是在套管表面进行喷环或其它识别标识进行管理识别，这对于芯数不超过288芯的光缆来讲，具有一定可操作性，施工人员识别不是特别费劲。光缆喷环成本增加有限，用户还勉强可以接受，一旦光缆超过432芯，从36根以上套管中快速找到其中一根需要熔接的套管，变得越来越困难，同时随着套管数量的增加，喷环识别成本几乎成倍数增加，因此需要有新的管理方式对这些套管进行分组管理。

通过给48芯及以下光纤进行绕不同颜色的阻水纱来区分各组光纤在OPGW已有一些应用，由于光纤非常脆弱，外表经受不了扎纱很大的张力来进行捆绑，因此在现有的绕纱设备中，阻水纱均是被动拖到光纤表面，阻水纱绕放一周，一组光纤表面就绕了一圈带颜色的非常细阻水纱，这样产生的光纤组别的识别带来的问题是，阻水纱节距会非常大，通常大于700mm，由于绕纱节距的不可在线调整与控制，实际需要把套管剥离3m-5m才可勉强区分这4组光纤，如果将此方案用于数百根套管的识别，将变得非常困难；同时由于阻水纱被动放线，节距越大，阻水纱在放线时会下垂，使得扎纱的节距变得更大，这种下垂在实际生产中很有可能造成行走路径中挂上周围物体产生断缆风险。因此，虽然套管单元有颜色标识，也有色环的区别，但是在施工过程中依然有混淆套管或光纤的施工压力。

绕纱识别作为大芯数高密度微簇光缆中重要一环，需要将12根套管组成一组，采用节距(一般以90mm为宜)可调的方式进行捆扎而不让其散开，当光缆熔接时，只需剥离1m护套情况下，几十组套管也能轻松区分，这样便会实现快速分组识别及管理。目前市场上绕纱设备要么就是没有节距调节的直接拖放的，要么就是非常笨拙体积庞大能进行节距调节的大型扎纱机，占地面积达1m²-1.5m²，体积达2m³-3m³，重量一般超过1000kg，这些节距能调节的扎纱机，扎纱张力比较大，生产中经常出现勒伤微簇管中光纤，造成光纤衰耗变大现象。

同时，对于大芯数高密度微簇光缆生产为提高生产效率，往往需要将很多套管成组后同时绕纱识别后一起成缆或护套，绕纱设备体积过大会干扰各组套管行走路径，需要很大空间来进行设备摆放，再加上现有能够进行节距调节的扎纱机重量有的多达上吨重以上，需要动用叉车才能进行挪动，极不适合多组套管同时使用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，在光缆结构内部提供一种根据特征来分组绕织阻水纱的隔离方式，这种工艺方法既实现了大数量的套管分组方法，也实现了阻水的需要。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，包括绞合台和套管绕纱单元，其中：

所述套管绕纱单元包括放线头矩阵、绕纱机和导向轮，所述放线头矩阵具有多个套管绕线盘，以便这些套管绕线盘上的套管放线后集束成一组或多组套管组；所述绕纱机包括机架、电机、主固定轴筒、飞梭旋转筒、动环模座、纱团旋转筒、飞梭和导纱管，所述电机和所述主固定轴筒均安装在所述机架，所述飞梭旋转筒通过第一轴承可转动安装在所述主固定轴筒的内侧，所述电机的转轴连接所述飞梭旋转筒的第一端，所述飞梭旋转筒的第二端安装中空的所述动环模座，以便套管组穿过所述飞梭旋转筒和动环模座的内腔，所述纱团旋转筒通过第二轴承可转动安装在所述主固定轴筒的外侧，以用于套装纱筒，所述飞梭固定安装在所述动环模座上，所述导纱管固定安装在所述飞梭上，以便纱筒上的阻水纱穿过所述导纱管后缠绕在套管组上，所述导向轮安装在支撑架上，以对绕上纱的套管组导向后使绕上纱的套管组进入所述绞合台。

优选地，所述套管绕纱单元具有多个，并且这些套管绕纱单元上的绕上纱的套管组全部进入所述绞合台。

优选地，所述电机为同步电机，所述电机的转轴通过传动机构连接所述飞梭旋转筒的第一端，所述传动机构为带传动机构，并且包括主动同步带轮、同步带和从动同步带轮，所述主动同步带轮安装在所述机架上并且通过所述电机驱动，所述从动同步带轮套装在所述飞梭旋转筒上，所述主动同步带轮和所述从动同步带轮通过所述同步带连接。

优选地，所述电机的转轴与所述主动同步带轮通过涨紧套连接在一起。

优选地，所述动环模座上安装中空的导引模，以便套管组穿过导引模后对套管组的行走进行导引。

优选地，所述导引模可拆卸安装在所述动环模座内，从而可根据实际需要更换不同内径的导引模。

优选地，所述导纱管的两端均安放有瓷环，以降低阻水纱在导纱管内的行走摩擦力。

优选地，还包括红外热辐射灯，以用于在所述阻水纱绕线的同时对阻水纱进行烘烤。

优选地，所述电机为双向电机。

优选地，还包括固定穿装在所述主固定轴筒上的磁滞阻尼器，以用于控制所述纱团旋转筒转动的阻尼。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果

1)本发明的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，结构简单，设备重量极轻，占地面积极小，不干扰各组套管组的行走路径，可根据实际生产套管组的组数的多少，单个工人可以随意移动绕纱机进行组合，具有极大的便捷性。

2)本发明的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，可将第二轴承的转动阻力力矩转换为绕纱张力与纱卷外径到飞梭旋转筒的力臂积，由于第二轴承转动阻力力矩非常小且基本已知，绕纱力臂最小处即为最大绕纱张力，按此方案设计产生的最大绕纱缠绕张力也不会超过100g，同时不受电机旋转速度的影响，也不会受电机的电流变化影响绕纱张力，控制非常安全，绕纱力值的最大值和最小值是提前可以预知的，不会出现勒伤微簇管或光纤的情况，非常可靠。

3)本发明的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，将阻水纱缠绕在各组套管组上后，可通过不同颜色的绕纱来区分各组套管组，节距可以根据需要在线进行控制调节，可与生产线主机进行同步，极大提高生产效率和套管辨识与管理能力，不需要在每根套管上进行喷环或其它标识处理，能有效提高生产效率及节约生产成本。

4)本发明的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，可以利用本身的行业标准区分方式，对套管单元做一个分组(例如国际标准色谱颜色，无色环一组，标准色谱有一个色环的一组)。

5)本发明的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，套管需要较小的扎纱张力，电机的旋转方向双向可选，可以从纱筒的放纱方向绕纱，也可以从纱筒的收纱方向绕纱，都可以将阻水纱缠绕在套管组上。

6)本发明的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，将阻水纱缓存阻水功能的阻水纱，既可以完成套管分组的扎织需要，也完成了整体光缆的阻水需要。

附图说明

图1是本发明的高密光缆的内分组式绕纱阻水系统的结构示意图；

图2是本发明中绕纱机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1、图2，一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，包括绞合台100和套管绕纱单元，其中：

所述套管绕纱单元包括放线头矩阵400、绕纱机300和导向轮200，所述放线头矩阵400具有多个套管绕线盘，以便这些套管绕线盘上的套管放线后集束成一组或多组套管组318；放线头矩阵400上的绕线盘可转动安装在绕线盘支架上，每个套管绕线盘都可以单独转动，而且均绕有套管，套管内都有光纤，以便放线制作光缆。所述绕纱机300包括机架31、电机313、主固定轴筒37、飞梭旋转筒35、动环模座310、纱团旋转筒39、飞梭311和导纱管312，所述电机313和所述主固定轴筒37均安装在所述机架31，所述飞梭旋转筒35通过第一轴承38可转动安装在所述主固定轴筒37的内侧，所述电机313优选通过传动机构连接所述飞梭旋转筒35的第一端，以驱动所述飞梭旋转筒35转动，所述飞梭旋转筒35的第二端安装中空的所述动环模座310，以便套管组318穿过所述飞梭旋转筒35和动环模座310的内腔，所述动环模座310与所述飞梭旋转筒35通过销钉固定在一起，以提升所述动环模座310的连接强度，使得连接比较牢固可靠。所述纱团旋转筒39通过第二轴承可转动安装在所述主固定轴筒37的外侧，以用于套装纱筒，所述飞梭311固定安装在所述动环模座310上，所述导纱管312固定安装在所述飞梭311上，以便纱筒上的阻水纱316穿过所述导纱管312后缠绕在套管组318上，所述导向轮200安装在支撑架上，以对绕上纱的套管组318导向后使绕上纱的套管组318进入所述绞合台100。

进一步，所述动环模座310上优选安装中空的所述导引模317，以便套管组318穿过所述飞梭旋转筒35、动环模座310和导引模317的内腔。导引模317可以对套管组318的行走实行导引。所述导引模317可拆卸安装在所述动环模座310内，从而可根据实际需要更换不同内径的导引模317。

进一步，所述套管绕纱单元具有多个，并且这些套管绕纱单元上的绕上纱的套管组318全部进入所述绞合台100。每个套管绕纱单元的套管绕线盘上的套管分别分组进入对应的同一个套管绕纱单元的绕纱机300的飞梭旋转筒35内。

所述导纱管312固定安装在所述飞梭311上，以便纱筒上的阻水纱316穿过所述导纱管312后缠绕在所述套管组318上。所述导纱管312优选通过飞梭311导管固定座与所述飞梭311连接。所述导纱管312的两端均安放有瓷环，以降低阻水纱316在导纱管312内的行走摩擦力，纱筒上的阻水纱316穿过导纱管312后可以缠绕在套管组318上。通过飞梭旋转筒35带动飞梭311和导纱管312转动，而外部的机头则可以牵引套管组318行进，则套管组318在行进的同时，导纱管312带动阻水纱316转动，使阻水纱316按照设定好的节距绕在套管组318上。通过调整电机313带动导纱管312转动的转速和/或调整套管组318行进的速度，可以调整阻水纱316在套管组318上的节距，从而使得节距达到设定要求，便于剥离光缆护套来识别套管。

可在纱团旋转筒39上放置多个纱筒，每个纱筒上的阻水纱316颜色不同；或者只放置一个纱筒，纱筒上有多种颜色的阻水纱316。飞梭旋转筒35内穿过多组套管组318，则一种颜色的阻水纱316可以缠绕在一组套管组318上，从而便于将套管组318区分开来。不同颜色的阻水纱316可经过导纱管312后绕到分好组的套管组318外，将各组套管组318进行小张力捆扎。

进一步，所述电机313为双向电机313，电机313优选通过电机安装调整板314安装在机架31上。电机313旋转方向双向可选，可以放纱方向绕纱，也可以收纱方向绕纱；电机313可通过生产线主机进行控制，也可独立控制。所述电机313为同步电机，所述传动机构为带传动机构，并且包括主动同步带轮33、同步带34和从动同步带轮36，所述主动同步带轮33安装在所述机架31上并且通过所述电机313驱动，所述电机313的转轴与所述主动同步带轮33优选通过涨紧套32连接在一起。所述电机313的电机壳通过螺栓连接调节器安装板，调节器安装板可调整电机313的前后、左右位置，便于电机313的转轴对准主动同步带轮33。所述从动同步带轮36套装在所述飞梭旋转筒35上，所述主动同步带轮33和所述从动同步带轮36通过所述同步带34连接。主动同步带轮33和从动同步带轮36的同步比例大小可以根据实际工作需要进行选配。

进一步，所述机架31上安装有防护罩，所述防护罩围住所述同步带34，起到防护作用。

进一步，所述飞梭311设置有两个并且它们中心对称布置，相应地，所述导纱管312也有两根并且它们相互平行，这样方便从不同方向走阻水纱316，也便于飞梭311在转动时保持稳定。

由于第二轴承是非常灵活的部件，第二轴承转动所需要的力矩张力非常小，也就是产生绕纱张力极小，即使是阻水纱316绕线已经只剩纱筒外侧的一小部分了，第二轴承转动所需张力也不会超过100g，生产过程中张力变化范围为纱筒底部与满卷阻水纱316力臂变化产生的，这个变化非常小，比较优选的绕纱张力为50g。

下面进一步讲述大芯数高密度微簇光缆用小张力便携式绕纱机300是如何工作的：带有各种颜色的整卷阻水纱316绕在纱筒上，纱筒安放在纱团旋转筒39上，纱团旋转筒39的外径大小与纱筒内径基本一致，保证纱筒上下纱团旋转筒39正常；分好组的若干组套管组318经过导引模317、飞梭旋转筒35进入机头，机头可牵引套管行走；阻水纱316穿过固定在飞梭311上的导纱管312，缠绕到分好组的套管组318外；电机313在程序控制下按设定好的旋转速度旋转，带动主动同步带轮33，主动同步带轮33通过同步带34带动从动同步带轮36旋转；从动同步带轮36带动飞梭旋转筒35旋转，从而带动固定在飞梭旋转筒35上的动环模座310旋转，飞梭311固定在动环模座310上，同样产生旋转，这样一种带有颜色的阻水纱316就缠绕到一组套管组318的外表面，形成捆扎效果。

第二轴承的转动阻力力矩可转换为绕纱张力与纱卷外径到飞梭旋转筒35的力臂的积(可将导纱管312看作定滑轮，则纱卷外径处的阻水纱316的受力与绕纱张力基本一致)，由于第二轴承转动阻力力矩非常小且基本已知，绕纱力臂最小处即为最大绕纱张力(随着绕线时纱筒上的阻水纱316的厚度逐渐减小，绕纱张力逐渐变大，阻水纱316到底时绕纱张力最大)，按此方案设计产生的最大绕纱缠绕张力也不会超过100g，同时不受电机313旋转速度影响，也不会受电机313电流变化影响绕纱张力，控制非常安全。

本发明结构简单，重量轻极轻，单人可以根据生产需要随意移动；占地面积极小，绕纱张力极轻，仅为转动第二轴承力矩所产生阻力，对微簇管中光纤不产生任何影响，绕纱节距可根据需要进行调整，提高了生产效率和设备运行可靠性以及微簇管辨识管理能力，经济效益显著。

本发明的套管绕纱单元可以根据套管数量的分组需要，任意增加或减少数量，以满足分组绕织的需要。阻水纱316由于易吸潮，为了减少断纱的风险，本发明还设置了红外热辐射灯，以用于在所述阻水纱316绕线的同时对阻水纱316进行烘烤，可以对阻水纱316进行边绕边烤。由于主固定轴筒37与纱团旋转筒39之间有第二轴承隔离，之间的阻力为纯滚动摩擦阻力矩会很小，扎纱的阻水纱316带动纱团旋转，既保障了扎纱的顺利放出，也实现最小的扎纱张力。本发明还包括固定穿装在所述主固定轴筒37上的磁滞阻尼器315，以用于控制所述纱团旋转筒39转动的阻尼。如果还需要增加扎纱张力，可以手动调整纱筒上的磁滞阻尼器315，合理的选择所需的阻力矩，完成所需的工艺实现方式。磁滞阻尼器315进行阻尼控制的方式有多种，有电控的，也有调节端面磁隙的，可根据实际使用选择。本发明优选利用磁滞阻尼器315与纱团旋转筒39的端面磁隙来调节纱团旋转筒39端面的阻尼大小。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，包括绞合台和套管绕纱单元，其中：

所述套管绕纱单元包括放线头矩阵、绕纱机和导向轮，所述放线头矩阵具有多个套管绕线盘，以便这些套管绕线盘上的套管放线后集束成一组或多组套管组；所述绕纱机包括机架、电机、主固定轴筒、飞梭旋转筒、动环模座、纱团旋转筒、飞梭和导纱管，所述电机和所述主固定轴筒均安装在所述机架，所述飞梭旋转筒通过第一轴承可转动安装在所述主固定轴筒的内侧，所述电机的转轴连接所述飞梭旋转筒的第一端，所述飞梭旋转筒的第二端安装中空的所述动环模座，以便套管组穿过所述飞梭旋转筒和动环模座的内腔，所述纱团旋转筒通过第二轴承可转动安装在所述主固定轴筒的外侧，以用于套装纱筒，所述飞梭固定安装在所述动环模座上，所述导纱管固定安装在所述飞梭上，以便纱筒上的阻水纱穿过所述导纱管后缠绕在套管组上，所述导向轮安装在支撑架上，以对绕上纱的套管组导向后使绕上纱的套管组进入所述绞合台；

所述套管绕纱单元具有多个，并且这些套管绕纱单元上的绕上纱的套管组全部进入所述绞合台；

该绕纱机的最大绕纱张力不超过100g，同时绕纱张力不受电机的旋转速度和电流变化影响。

2.根据权利要求1所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，所述电机为同步电机，所述电机的转轴通过传动机构连接所述飞梭旋转筒的第一端，所述传动机构为带传动机构，并且包括主动同步带轮、同步带和从动同步带轮，所述主动同步带轮安装在所述机架上并且通过所述电机驱动，所述从动同步带轮套装在所述飞梭旋转筒上，所述主动同步带轮和所述从动同步带轮通过所述同步带连接。

3.根据权利要求2所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，所述电机的转轴与所述主动同步带轮通过涨紧套连接在一起。

4.根据权利要求1所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，所述动环模座上安装中空的导引模，以便套管组穿过导引模后对套管组的行走进行导引。

5.根据权利要求4所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，所述导引模可拆卸安装在所述动环模座内，从而可根据实际需要更换不同内径的导引模。

6.根据权利要求1所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，所述导纱管的两端均安放有瓷环，以降低阻水纱在导纱管内的行走摩擦力。

7.根据权利要求1所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，还包括红外热辐射灯，以用于在所述阻水纱绕线的同时对阻水纱进行烘烤。

8.根据权利要求1所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，所述电机为双向电机。

9.根据权利要求1所述的一种高密光缆的内分组式绕纱阻水系统，其特征在于，还包括固定穿装在所述主固定轴筒上的磁滞阻尼器，以用于控制所述纱团旋转筒转动的阻尼。

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