CN113970820B - 光缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于线缆领域，尤其涉及一种光缆。其包括：护套层、金属编织层、线槽缓冲层和内芯线；所述金属编织层包括若干经线单元和若干沿光缆轴向上用于连接经线单元形成织物结构的纬线；所述经线单元由高经线和低经线构成；所述高经线由外侧的第一支撑线和用于连接相邻第一支撑线的第一侧连接线构成；所述低经线包括外侧的第二支撑线、内侧的第二内抵接线和第二侧连接线，整体为矩形编织线；所述线槽缓冲层配合设有线槽。本发明的金属编织层极大地降低了特殊金属编织层的物料成本；进一步降低了单位面积重量、提高了抗压性能；配合具有特殊缓冲层结构的光缆，能够使得光缆的抗压性能进一步显著提高。

Description

光缆

技术领域

本发明属于线缆领域，尤其涉及一种光缆。

背景技术

光缆是通信领域一种常见的实现光信号传输功能的线缆，近年来发展十分迅速并且产生了各式各样的光缆。

现有的光缆中，通常设有用于提高其机械性能的金属编织层，其大多采用密编结构，存在成本高、效果差或重量过重等问题，导致其实际使用效果较为有限。

在先前的一个项目研究中，如图8和图9所示，研制了一种具有轻量化多级缓冲结构的金属编织物结构，能够用于现有的各类光缆，在降低了光缆比重的同时还非常有效地提高了光缆的抗压性能。但是在实际生产过程中，由于其弹性金属材质用量较大，物料成本相对较高。因此，进一步研制一种成本更低、性能更优的金属编织层，以及与其适配的光缆结构是一个重要的研究方向。

发明内容

为解决现有的光缆金属编织层通常需要较高的编织密度才能够产生相对较为优异的抗压性能，而带来成本高、比重大等缺陷，而松编的金属编织层结构抗压性能差等问题，本发明提供了一种光缆。

本发明的目的在于：

一、进一步对光缆用金属编织层结构进行改良，降低其物料成本；

二、能够进一步降低金属编织层的单位面积重量；

三、进一步提高金属编织层用于光缆时所具备的抗压性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种光缆，包括：

由外至内依次层层包叠设置的护套层、金属编织层、线槽缓冲层和内芯线；

所述内芯线由束管包覆若干光纤构成；

所述金属编织层包括若干经线单元和若干沿光缆轴向上用于连接经线单元形成织物结构的纬线；

所述经线单元由高经线和低经线构成；

所述高经线呈正梯形和倒三角形交替的编织结构，具体由外侧的第一支撑线和用于连接相邻第一支撑线的第一侧连接线构成，相邻两段第一支撑线之间由两段相交的第一侧连接线进行连接；

所述低经线包括外侧的第二支撑线、内侧的第二内抵接线，和连接第二支撑线和第二内抵接线的第二侧连接线，整体为矩形编织线；

所述高经线的第一侧连接线和低经线的第二侧连接线连接，纬线在第一侧连接线和第二侧连接线的连接处对同一经线单元中的高经线和低经线进行缠接，形成缠接单元；

所述线槽缓冲层配合金属编织层低经线的第二内抵接线以及与其相连的第二侧连接线形成的倒梯形凸起，沿光缆轴向设有线槽。

作为优选，

所述光纤为单根光纤或多根光纤组成的光纤束。

作为优选，

所述缠接所用的方式为：

纬线从一侧从后绕至第一侧连接线或第二侧连接线前端并穿过两者之间，从另一侧绕至第二侧连接线或第一侧连接线前端，随后绕第一侧连接线和第二侧连接线外侧一圈至第一侧连接线和第二侧连接线前端。

作为优选，

所述高经线和纬线均采用刚性金属丝材质；

所述低经线采用弹性金属丝材质。

作为优选，

沿光缆径向，所述高经线在俯视角度上形成半蜂窝和半棱形交替的结构；所述低经线形成半六边形的结构。

作为优选，

相邻的所述经线单元中高经线抵接，相邻的所述低经线的第二内抵接线抵接但第二支撑线不抵接；

相邻两个所述经线单元的第一支撑线和第一侧连接线形成蜂窝单元，相邻两个所述经线单元的第一侧连接线形成棱形单元，相邻的两个所述经线单元中第二支撑线和第二侧连接线形成类蜂窝形的六边形单元。

作为优选，

所述蜂窝单元、棱形单元和六边形单元沿光缆径向由外至内依次设置。

作为优选，

所述线槽在光缆的径向截面上呈三角形缺口，底边开口且沿光缆径向朝外。

本发明的有益效果是：

1)极大地降低了金属编织层的物料成本；

2)进一步降低了金属编织层的单位面积重量；

3)进一步提高了金属编织层的抗压性能；

4)配合具有特殊缓冲层结构的光缆，能够使得光缆的抗压性能进一步显著提高。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中虚线圆内部分的放大示意图；

图3为本发明金属编织层的平铺正视示意图；

图4为图3中A部分的放大示意图；

图5为本发明金属编织层单个经线单元的平铺俯视示意图；

图6为图5中B部分的放大示意图；

图7为本发明金属编织层的平铺俯视示意图；

图8为现有金属编织结构的结构示意图；

图9为现有金属编织结构的平铺俯视示意图；

图中：10护套层，20金属编织层，30线槽缓冲层，31线槽，40束管，50光纤，100高经线，100a正梯形，100b倒三角形，101第一支撑线，102第一侧连接线，200低经线，201第二支撑线，202第二侧连接线，203第二内抵接线，300纬线，301缠接单元，400a蜂窝单元，400b棱形单元，400c六边形单元。

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所示的光缆，其具体包括：

由外至内依次设置的护套层10、金属编织层20、线槽缓冲层30和内芯线；

所述内芯线由束管40包覆若干光纤50构成，所述光纤50为单根光纤或多根光纤组成的光纤束；

所述金属编织层20，如图3、图4所示，包括若干经线单元和若干沿光缆轴向上用于连接经线单元形成织物结构的纬线300；

所述经线单元由高经线100和低经线200构成；

所述高经线100呈正梯形100a和倒三角形100b交替的编织结构，具体由外侧的第一支撑线101和用于连接相邻第一支撑线101的第一侧连接线102构成，相邻两段第一支撑线101之间由两段相交的第一侧连接线102进行连接，具体如图1所示，两段相连的第一侧连接线102形成倒三角形100b，第一支撑线101和其两侧的第一侧连接线102形成梯形；

所述低经线200包括外侧的第二支撑线201、内侧的第二内抵接线203，和连接第二支撑线201和第二内抵接线203的第二侧连接线202，为矩形编织线；

所述高经线100的第一侧连接线102和低经线200的第二侧连接线202连接，纬线300在第一侧连接线102和第二侧连接线202的连接处对同一经线单元中的高经线100和低经线200进行缠接，形成缠接单元301；

所述缠接方式为：纬线300从一侧从后绕至第一侧连接线102或第二侧连接线202前端并穿过两者之间，从另一侧绕至第二侧连接线202或第一侧连接线102前端，随后绕第一侧连接线102和第二侧连接线202外侧一圈至第一侧连接线102和第二侧连接线202前端；

具体如图4所示，纬线300从第一侧连接线102后端依次沿a、b向由后绕至第一侧连接线102前端并穿过第一侧连接线102和第二侧连接线202之间，再依次沿c、d向绕至第二侧连接线202前端并在第一侧连接线102和第二侧连接线202外侧绕至一周；

所述高经线100和纬线300均采用低成本的刚性金属丝材质，低经线200采用弹性金属丝材质，具体的，本实施例中低经线200采用SUS301不锈钢金属丝，高经线100和纬线300采用SUS316金属丝。

上述的缠绕结构能够有效的稳点连接高经线100和低经线200，同时使其能够在一定的范围内存在活动空间，并且高经线100受力下压后由于其刚性结构的特点，会带动低经线200的第二侧连接线202向下产生弯曲形变，通过形变和位移结合的方式实现复合缓冲；

所述护套层10包覆在金属编织层20外部，第一支撑线101对护套层10形成圆度支撑，金属编织层20包覆在线槽缓冲层30外表面，线槽缓冲层30配合低经线200的第二内抵接线203以及与其相连的第二侧连接线202形成的倒梯形凸起，沿光缆轴向设有线槽31，线槽31具体结构如图2所示，在光缆的径向截面上呈三角形缺口，底边开口且沿光缆径向朝外；

金属编织层20配合设置上述结构的线槽31，因为第二内抵接线203与线槽31底端并不接触，能够进一步避免外力直接沿光缆径向向内传导作用在内芯线上，同时本发明采用弹性材料制作线槽缓冲层30，如本实施例中采用弹性橡胶制备线槽缓冲层30，能够进一步通过线槽31部分沿光缆的周向挤压变形起到缓冲卸力的效果。

进一步的，

如图5所示，沿光缆径向，所述高经线100在俯视角度上形成半蜂窝和半棱形交替的结构，低经线200形成半六边形的结构，类似半蜂窝结构；

如图6所示，其在俯视方向上的纬线300绕制方法与上述对图4的描述一致，且相邻的经线单元中高经线100抵接，低经线200间断抵接，即低经线200两两抵接，但不形成完全连续的抵接结构，具体的，即低经线200的第二内抵接线203抵接但第二支撑线201不抵接；

且相邻的所述经线单元的第一支撑线101、第二支撑线201和第二内抵接线203均沿纬线300方向对准。

如图7所示，编织成网的上述编织结构在俯视方向上形成棱形、蜂窝形和类蜂窝的六边形交错的复合结构，形成三级结构缓冲；

具体的，相邻两个经线单元的第一支撑线101和第一侧连接线102形成蜂窝单元400a，相邻两个经线单元的第一侧连接线102形成棱形单元400b，相邻的两个经线单元中第二支撑线201和第二侧连接线202形成类蜂窝形的六边形单元400c；

所述三种单元结构存在三个高低层级关系；

其中蜂窝单元400a为最外侧、最高的主支撑结构，通过位移和刚性结构的应力吸收形成第一层的缓冲，所述棱形单元400b为次外层结构，实际为蜂窝单元400a的附属衍生单元，其能够有效将通过位移和应力吸收之外的剩余外力向低经线200传导，主要通过摩擦和位移的方式吸收外力，并带动低经线200变形，低经线200构成的六边形单元400c作为最内层结构，其主要要避免向内的直接导力，因此其采用柔弹性的金属丝材质，使其受到蜂窝单元400a以及棱形单元400b的力传导作用后，通过变形的方式吸收外力，实现三级缓冲。

通过上述编织结构，相较于如图8和图9所示现有的金属编织结构(全蜂窝四级缓冲结构编织层)，其由于减少了弹性金属丝的使用，编织近似宏观密度的编织物时(α≈α’，β≈β’),物料成本能够下降26～28％，同时更有效地提高了高经线100和低经线200所形成的三层单元结构配合，使得其抗压能力进一步上升约16～19％，光缆每米单位长度重量下降约3～5％。

此外，经试验，采用无线槽、等材质等规格的缓冲层替代线槽缓冲层，光缆的抗压性能会显著下降约21～23％。

Claims (3)

1.一种光缆，其特征在于，包括：

由外至内依次层层包叠设置的护套层、金属编织层、线槽缓冲层和内芯线；

所述内芯线由束管包覆若干光纤构成；

所述金属编织层包括若干经线单元和若干沿光缆轴向上用于连接经线单元形成织物结构的纬线；

所述经线单元由高经线和低经线构成；

所述高经线呈正梯形和倒三角形交替的编织结构，由外侧的第一支撑线和用于连接相邻第一支撑线的第一侧连接线构成，相邻两段第一支撑线之间由两段相交的第一侧连接线进行连接；

所述低经线包括外侧的第二支撑线、内侧的第二内抵接线，和连接第二支撑线和第二内抵接线的第二侧连接线，整体为矩形编织线；

所述高经线的第一侧连接线和低经线的第二侧连接线连接，纬线在第一侧连接线和第二侧连接线的连接处对同一经线单元中的高经线和低经线进行缠接，形成缠接单元；

所述线槽缓冲层配合金属编织层低经线的第二内抵接线以及与其相连的第二侧连接线形成的倒梯形凸起，沿光缆轴向设有线槽；

所述高经线和纬线均采用刚性金属丝材质；

所述低经线采用弹性金属丝材质；

所述线槽在光缆的径向截面上呈三角形缺口，底边开口且沿光缆径向朝外；

在俯视角度上，所述高经线在俯视角度上形成半蜂窝和半棱形交替的结构，低经线形成半六边形的结构，相邻的经线单元中高经线抵接，低经线的第二内抵接线抵接但第二支撑线相互分离，且相邻的所述经线单元的第一支撑线、第二支撑线和第二内抵接线均沿纬线方向对准；

编织成网的结构在俯视方向上形成棱形单元、蜂窝单元和六边形单元交错的复合结构，形成三级结构缓冲；

其中，蜂窝单元为最外侧的主支撑结构，通过位移和刚性结构的应力吸收形成第一层的缓冲，所述棱形单元为次外层结构，通过摩擦和位移的方式吸收外力，并带动低经线变形，低经线构成的六边形单元作为最内层结构，通过变形的方式吸收外力。

2.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，

所述光纤为单根光纤或多根光纤组成的光纤束。

3.根据权利要求1所述的一种光缆，其特征在于，

所述缠接所用的方式为：

纬线从一侧从后绕至第一侧连接线或第二侧连接线前端并穿过两者之间，从另一侧绕至第二侧连接线或第一侧连接线前端，随后绕第一侧连接线和第二侧连接线外侧一圈至第一侧连接线和第二侧连接线前端。