CN114035289A - 一种抗压抗扭曲光缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗压抗扭曲光缆,由内而外依次设置有光单元、骨架、抗压组件、嵌合部、固定层和护套,骨架中心具有轴向的通孔,光单元设置在通孔中;抗压组件包括抗压环和支撑筋,所述抗压环由两条侧棱、两条中棱和一条外棱构成,呈类似钻石型,所述支撑筋由主支架和两个分支架构成,彼此之间呈120°,两个分支架分别对称穿过抗压环两个中棱的通孔;嵌合部由弧形段和缓冲垫组成,弧形段向外凸起,抗压环的外棱抵接在弧形段的中部,缓冲垫适配地嵌合在相邻支撑筋之间的空隙中;固定层用于固定抗压组件和嵌合部;护套挤塑在固定层的外侧。本发明的光缆通过抗压环与支撑筋的配合,抗压效果好,可以有效降低光缆在单位长度上的重量。

Description

一种抗压抗扭曲光缆
技术领域
本发明属于光缆领域,尤其涉及一种抗压抗扭曲光缆。
背景技术
光纤是现代通信最主要的媒介,光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆芯,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路。
为提升光缆产品的抗压、抗拉能力,出现了GYTS、GYTA光缆和铠装光缆等(也有人认为GYTS、GYTA光缆是铠装光缆的一种),即是通过在缆芯外外包金属软管或金属编织丝,满足用户对产品抗压、抗拉性能的需求。
但铠装光缆缺点是光缆较重、在生产过程中,金属绕包过程中也存在着安全隐患,且铠装光缆的抗扭曲性能较弱。
发明内容
本发明针对上述问题,克服至少一个不足,提出了一种抗压抗扭曲光缆,解决了现有技术中铠装光缆重量较大等问题。
本发明采取的技术方案如下:
一种抗压抗扭曲光缆,径向截面为圆形,由内而外依次设置有光单元、骨架、抗压组件、嵌合部、固定层和护套;
光单元,为单模或多模光纤、光纤束或光纤带;
骨架,中心具有轴向的通孔,光单元沿轴向设置在通孔中,骨架的外周均匀、间隔的设置有多个凸起(数量≥4),凸起之间形成V字型凹部;
抗压组件,包括抗压环和支撑筋,所述抗压环由两条侧棱、两条中棱和一条外棱构成,呈类似钻石型,两条侧棱的一端相互连接形成V字型底部,与骨架上的V字型凹部相适配、无缝隙抵接,另一端分别与两条中棱的一端相连,且两条中棱以聚拢态向外侧延伸至一定程度后,再分别与外棱的两端连接,形成一体结构,外棱为向外凸起的弧面,V字型底部的中间设置有插槽,中棱上靠近两条侧棱的位置设置有多个通孔,多个通孔在一条直线上,平行于骨架的轴心;所述支撑筋由主支架和两个分支架构成,主支架、两个分支架的一端相交于抗压环内,彼此之间呈120°,主支架的另一端插入V字型底部中间的插槽中,两个分支架分别对称穿过抗压环两个中棱的通孔,支撑筋在光缆的周向方向上均匀、间隔地设置,彼此之间形成一定的空隙;
嵌合部,每个抗压组件的外部均设置有一个,所述嵌合部由弧形段和缓冲垫组成,弧形段向外凸起,抗压环的外棱抵接在弧形段的中部,缓冲垫适配地嵌合在相邻支撑筋之间的空隙中;
固定层,用于固定抗压组件和嵌合部;
护套,挤塑在固定层的外侧。
可选的,每个分支架的上下两侧对称设置有多组限位条,每组限位条的长度从外到内逐渐变长,且至少有一组限位条的长度大于通孔的高度。
可选的,所述主支架和两个所述分支架从交点处向外侧逐渐变细。
可选的,每组所述限位条之间的距离从外至内逐渐由疏变密。
可选的,所述抗压环侧棱、中棱和外棱的厚度比为(2-3):(1-1.5):1。
可选的,所述骨架为具有一定弹性的材料。
可选的,所述弹性材料为TPU或MDPE。
可选的,每个所述凸起靠近外侧的位置,设置有空腔,空腔中填充空气,所述空腔截面积不超过凸起截面积的20%
可选的,所述抗压环为GFRP材料,所述支撑筋为TPU或HDPE。
可选的,所述嵌合部为HDPE。
本发明的有益效果是:通过抗压环与支撑筋的配合,大幅度提升了光缆的抗压抗扭曲性能,同时降低了光缆在单位长度上的重量。
附图说明:
图1是本发明的截面示意图;
图2是本发明的轴向结构示意图;
图3是本发明以抗压环为主要受力部件时的受力示意图;
图4是本发明以缓冲垫为主要受力部件时的受力示意图;
图5是本发明以抗压环和缓冲垫的中间区域为主要受力部件的受力示意图。
图中各附图标记为:
1、光单元,11、通孔,2、骨架,21、凸起,22、空腔,23、V字型凹部,3、抗压组件,31、抗压环,31a、侧棱/侧面,31b、中棱/中面,31c、外棱/外弧面,31d、插槽,31e、通孔,32、支撑筋,32a、主支架,32b、分支架,32c、限位条,4、嵌合部,41、弧形段,42、缓冲垫,5、固定层,6、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”、“抵接”、“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
下面结合各附图,对本发明做详细描述。
如图1、2所示,一种抗压抗扭曲光缆,径向截面为圆形,由内而外依次设置有光单元1、骨架2、抗压组件3、嵌合部4、固定层5和护套6;
骨架中心具有轴向的通孔11,光单元沿轴向设置在通孔中,所述骨架的外周均匀、间隔的设置有多个凸起21,凸起的数量至少有4个,每个凸起靠近外侧的位置,设置有空腔22,空腔中填充空气,空腔截面积不超过凸起截面积的20%。本实施例中,凸起设置5个,凸起之间形成V字型凹部23,所述光单元为单模或多模光纤、光纤束或光纤带,为提升光纤的防水性,可以在光单元外侧绕包阻水纱,或在光单元与骨架的空隙中填充油膏。
抗压组件包括抗压环31和支撑筋32。
抗压环由两个侧面31a、两个中面31b和一个外弧面31c组成,沿光缆径向截面看,抗压环由两条侧棱31a、两条中棱31b和一条外棱31c构成,呈类似钻石型,两条侧棱的一端相互连接形成V字型底部,与骨架上的V字型凹部相适配、无缝隙抵接,另一端分别与两条中棱的一端相连,且两条中棱以聚拢态向外侧延伸至一定程度后,再分别与外棱的两端连接,形成一体结构,外棱为向外侧凸起的弧面,此外V字型底部的中间还设置有插槽31d。从光缆轴向剖视看,中棱所在的平面,靠近两条侧棱的位置还设置有多个通孔31e,多个通孔在光缆轴向上成一条直线,平行于骨架的轴心。
支撑筋由主支架32a和两个分支架32b构成,主支架、两个分支架的一端相交于抗压环内,彼此之间呈120°,主支架的另一端插入V字型底部中间的插槽中,两个分支架分别对称穿过抗压环两个中棱的通孔,每个抗压环对应一个支撑筋,每个分支架的上下两侧对称设置有多组限位条32c,每组限位条相互平行设置,且限位条的长度从外到内逐渐变长,为进一步提高光缆的抗压效果,每组限位条之间的距离可设置为从外至内逐渐由疏变密。本实施例中,每组限位条相互平行设置,限位条设置有7组,第4组限位条的高度略小于通孔的高度,支撑筋在光缆的周向方向上均匀、间隔地设置,彼此之间形成一定的空隙。
进一步的,主支架和两个分支架从交点处向外侧逐渐变细,抗压环侧棱、中棱和外棱的厚度比为(2-3):(1-1.5):1。
每个抗压组件的外部均设置有一个嵌合部,所述嵌合部由弧形段41和缓冲垫42组成,弧形段向外凸起,抗压环的外棱抵接在弧形段的中部,缓冲垫适配地嵌合在相邻支撑筋之间形成的空隙中。本实施例中,抗压组件为5组,数量与V字型凹部对应。
固定层为无纺布或细砂线,用于固定抗压组件和嵌合部。
护套挤塑在固定层的外侧,材料为常规的PE、PVC材料等,本实施例中选择PE。
进一步的,为提高本发明光缆的抗压性能,骨架选择具有一定弹性的材料,如TPU、MDPE等,TPU的特点是耐磨、弹性大且耐高温高阻燃;抗压环选择GFRP材料,GFRP材料均具有抗弯、抗拉、抗压强度高,性能稳定,耐盐水、化学物质,不受酸雨、盐及大部分化学物质的环境影响的特点,且基体是树脂,与一般材料的匹配度较高;支撑筋选择TPU或HDPE材料,通过各结构、材料的配合,使得本发明具有优良的抗压性能,本实施例中,骨架、支撑筋和嵌合部分别选择TPU、HDPE、HDPE材料。
结合图3-5对光缆受力情况进行详细分析,当本发明光缆在纵向受到如图3所示的力F时,光缆呈现纵向压缩、横向拉伸的椭圆状,力F经过护套缓冲后主要通过抗压环的两个中棱向内传导,此时抗压环被纵向压缩、抗压环内的支撑筋的两个分支架呈聚拢态,如图3所示,由于分支架从外至内逐渐变粗,限位条逐渐变长,分支架及其限位条将阻止抗压环继续向内压缩,同时由于弹性骨架的缓冲以及较粗的抗压环侧棱的抵抗,将有效抵抗光缆变形,阻断向光纤传导的力,避免光纤受损;此时,在横向上,光缆被拉伸,左右两侧的支撑筋将呈现向外运动的趋势(支撑筋的弹性高于抗压环),此时由于中棱通孔小于第5或6组凸起,光缆在横向上的变形也被限制,因此,此时的光缆变形较小,可以对光纤实现良好的保护。
当外力F刚好作用在缓冲垫对应的护套位置时,见图4,力F主要沿图中的两个支撑筋相邻的分支架向内传导,相邻的两个分支架相对于各自对应的抗压环向下运动,由于限位条的存在,分支架的运动仅被限定在微小的范围内,结合支撑筋、骨架的弹性,仅有较少的力能传导至光纤上。
当外力F作用在如5图所示位置时,力F将沿支撑筋的左侧分支架及与其对应的抗压环左侧中棱向内传导,由于限位条、从外至内逐渐变粗的分支架以及分支架左侧的缓冲垫,力F难以再将光缆进行更大的压缩,有效地保护了光纤。
此外,当传导力向内侧传导至骨架时,凸起容易受到两侧或单侧的抗压环的压力,由于骨架具有一定的弹性,且每个凸起中设置有空腔,空腔中填充的空气,均能起到缓冲的作用。在外力消失时,也有助于光缆圆度的恢复。
当光缆沿轴向扭曲变形时,抗压组件将主要起抵抗变形的作用,抗压环的底部嵌入V字型凹部,而周向运动受到支撑筋的限制,又由于支撑筋的两端抵接缓冲垫,所以抗压组件基本已无扭曲变形的空间,从而使本发明的光缆具有优良的抗扭曲性能。

Claims (10)

1.一种抗压抗扭曲光缆,径向截面为圆形,由内而外依次设置有光单元、骨架、抗压组件、嵌合部、固定层和护套,其特征在于,
光单元,为单模或多模光纤、光纤束或光纤带;
骨架,中心具有轴向的通孔,光单元沿轴向设置在通孔中,骨架的外周均匀、间隔的设置有多个凸起(数量≥4),凸起之间形成V字型凹部;
抗压组件,包括抗压环和支撑筋,所述抗压环由两条侧棱、两条中棱和一条外棱构成,呈类似钻石型,两条侧棱的一端相互连接形成V字型底部,与骨架上的V字型凹部相适配、无缝隙抵接,另一端分别与两条中棱的一端相连,且两条中棱以聚拢态向外侧延伸至一定程度后,再分别与外棱的两端连接,形成一体结构,外棱为向外凸起的弧面,V字型底部的中间设置有插槽,中棱上靠近两条侧棱的位置设置有多个通孔,多个通孔在一条直线上,平行于骨架的轴心;所述支撑筋由主支架和两个分支架构成,主支架、两个分支架的一端相交于抗压环内,彼此之间呈120°,主支架的另一端插入V字型底部中间的插槽中,两个分支架分别对称穿过抗压环两个中棱的通孔,支撑筋在光缆的周向方向上均匀、间隔地设置,彼此之间形成一定的空隙;
嵌合部,每个抗压组件的外部均设置有一个,所述嵌合部由弧形段和缓冲垫组成,弧形段向外凸起,抗压环的外棱抵接在弧形段的中部,缓冲垫适配地嵌合在相邻支撑筋之间的空隙中;
固定层,用于固定抗压组件和嵌合部;
护套,挤塑在固定层的外侧。
2.如权利要求1所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,每个分支架的上下两侧对称设置有多组限位条,每组限位条的长度从外到内逐渐变长,且至少有一组限位条的长度大于通孔的高度。
3.如权利要求1或2所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,所述主支架和两个所述分支架从交点处向外侧逐渐变细。
4.如权利要求1或2所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,每组所述限位条之间的距离从外至内逐渐由疏变密。
5.如权利要求1所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,所述抗压环侧棱、中棱和外棱的厚度比为(2-3):(1-1.5):1。
6.如权利要求1所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,所述骨架为具有一定弹性的材料。
7.如权利要求6所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,所述弹性材料为TPU或MDPE。
8.如权利要求1所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,每个所述凸起靠近外侧的位置,设置有空腔,空腔中填充空气,所述空腔截面积不超过凸起截面积的20%。
9.如权利要求1所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,所述抗压环为GFRP材料,所述支撑筋为TPU或HDPE。
10.如权利要求1所述的一种抗压抗扭曲光缆,其特征在于,所述嵌合部为HDPE。
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