CN114167558B - 矿用光缆及其组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用光缆，由外至内依次设置有二次护套、一次护套、骨架和光单元，二次护套截面为六方形；一次护套，设置在二次护套内，截面为正方形；骨架，设置在一次护套内，包含四个加强箍和四个连接带，两两所述加强箍之间通过连接带连接，骨架中心形成轴向的通孔，所述加强箍由一个长弧段和两个相同的短弧段组成，所述长弧段为向外侧拱起的弧形，所述短弧段为向内侧拱起的弧形，两个所述短弧段分别与一个所述长弧段的两端连接，两个所述短弧段向内侧背靠背抵接；光单元，为套设在束管中的单根或多根光纤，所述光单元沿轴向设置在通孔中。本发明的矿用光缆抗压性能好，重量轻、可以在原有光缆的基础上进行并线扩容。

Description

矿用光缆及其组件

技术领域

本发明属于光缆领域，尤其涉及一种矿用光缆。

背景技术

矿用光缆是一种在煤矿、金矿、铁矿等矿山场合下使用的光缆。鉴于矿山的复杂环境，矿用光缆的要求较高，需要满足防鼠、抗压、防火等性能要求。目前的矿用光缆采用金属加强件作为中心支撑、细钢丝或钢带作为保护层，虽然满足了防鼠、防火等要求，但是重量较大，且光缆需要扩容时只能重新铺设新的线路，不能在原有线路的基础上进行并线。

此外，在有些雷电多发的矿场，因金属加强件与金属丝或带会积累电荷产生放电，使光缆被击穿，引起通信中断，容易造成安全隐患。

因此，现有技术存在以下不足：(1)在光缆中设置金属带或金属丝，光缆重量大；(2)有被放电击穿的隐患；(3)不能在原有光缆的基础上进行并线扩容。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种矿用光缆及其组件，解决了现有技术中矿用光缆重量大、不能在原有线路的基础上进行并线扩容等问题。

本发明提出的一种矿用光缆技术方案如下：

一种矿用光缆，由外至内依次设置有二次护套、一次护套、骨架和光单元，其特征在于，

二次护套，截面为六方形，由上下两侧的两条平行等长的长段和左右两侧的四条等长的短段组成；

一次护套，设置在二次护套内，截面为正方形，所述正方形两条对角线的交点为光缆的轴心，正方形其中一对角线的延长线经过所述二次护套两个长段的中点，另一对角线的延长线与二次护套六边形两个水平顶点的连线重合；

骨架，设置在一次护套内，包含四个加强箍和四个连接带，两两所述加强箍之间通过连接带连接，骨架中心形成轴向的通孔，所述加强箍由一个长弧段和两个相同的短弧段组成，所述长弧段为向外侧拱起的弧形，所述短弧段为向内侧拱起的弧形，两个所述短弧段分别与一个所述长弧段的两端连接，两个所述短弧段向内侧背靠背抵接，四个所述加强箍以光缆轴心为中心，均匀设置在一次护套正方形的两条对角线上，且每个所述加强箍的对称线与其对应的对角线重合；

光单元，为套设在束管中的单根或多根光纤，所述光单元沿轴向设置在通孔中。

优选的，每个所述连接带的中部设置有类似“I”形的支撑肋，所述支撑肋包括位于连接带外侧的长肋、连接带内侧的短肋以及连接长肋、短肋的支撑段组成，长肋的长度大于短肋，所述长肋的外端呈平面，所述短肋的内端呈圆弧面，所述连接带和支撑肋一体成型的嵌合在一次护套中。

优选的，所述一次护套正方形四个顶角的内侧均设置有“V”形或弧形加强件，所述加强件的开口端朝向光缆轴心，且正方形顶角的角平分线与对应加强件的对称线重合。

优选的，所述束管与光纤的空隙中填充有阻水油膏。

优选的，所述护套采用掺杂有驱鼠药剂的阻燃聚烯烃材料，所述加强箍采用GFRP材料，所述连接带和支撑肋选择MDPE材料。

优选的，所述长段与短段的长度比为2:1。

本发明还提出了一种矿用光缆组件，技术方案如下：

一种矿用光缆组件，由上述的矿用光缆多个组合而成。

优选的，所述矿用光缆上和/或下侧的长段上设置有胶带，两两所述矿用光缆之间通过胶带实现纵向连接。

优选的，所述矿用光缆二次护套两个水平顶点处分别设置向内侧凹陷的圆弧插槽以及向外侧凸起的圆弧形插头，所述插槽和插头的尺寸适配，两两所述矿用光缆之间通过插槽和插头的配合实现横向连接。

本发明的有益效果是：

(1)在满足防鼠、防火性能的前提下，避免使用金属件，减轻光缆重量的同时，在雷电频发的矿山地区，兼顾了防雷电性能。

(2)本矿用光缆采用六边形设计，结合特殊的骨架结构，抗压性能不弱于现有的矿用光缆。

(3)本矿用光缆可以方便的组合，形成矿用光缆组件，多个光缆组合在一起，抗压性能更好，可以纵向和/或横向任意组合，单位空间内传输的容量更大。

附图说明：

图1是本发明矿用光缆的轴向结构示意图；

图2是本发明矿用光缆的截面结构示意图；

图3是本发明矿用光缆的骨架结构示意图；

图4是本发明矿用光缆的受力示意图。

图5是本发明矿用光缆纵向组件示意图；

图6是本发明矿用光缆横向组件示意图；

图7是本发明矿用光缆组件示意图；

图中各附图标记为：二次护套1、一次护套2、骨架3、光单元4、支撑肋5、加强件6、胶带7、插槽8、插头9、长段11、短段12、加强箍31、长弧段31a、短弧段31b、连接带32、束管41、光纤42、长肋51、短肋52、支撑段53。

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。

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

实施例1

如图1、2所示，一种矿用光缆，由外至内依次设置有二次护套1、一次护套2、骨架3和光单元4。

二次护套，截面为六方形，由上下两侧的两条平行等长的长段11和左右两侧的四条等长的短段12组成，相邻的短段为一组，两组短段分别形成二次护套六边形水平方向两个朝外的顶角，六边形以水平顶角的连线为对称线上下对称。

一次护套，设置在二次护套内，截面为正方形，所述正方形两条对角线的交点为光缆的轴心，正方形其中一对角线的延长线经过所述二次护套两个长段的中点，另一对角线的延长线与二次护套六边形两个水平顶点的连线重合，所述正方形上下两个顶点嵌合在二次护套内，即顶点与二次护套的中点不重合，这样设计使得所述正方形上下两个顶点完全处于二次护套的内部，光缆的抗压性能明显会更好。

如图2、3所示，骨架设置在一次护套内，包含四个加强箍31和四个连接带32，两两所述加强箍之间通过连接带连接，骨架中心形成轴向的通孔，所述加强箍由一个长弧段31a和两个相同的短弧段31b组成，所述长弧段为向外侧拱起的弧形，所述短弧段为向内侧拱起的弧形，两个所述短弧段分别与一个长弧段的两端连接，两个所述短弧段向内侧背靠背抵接，四个所述加强箍以光缆轴心为中心，均匀设置在一次护套正方形的两条对角线上，且每个所述加强箍的对称线与其对应的对角线重合，加强箍如此设置使得其刚好处在正方形顶角与轴心正中间，有助于对顶角形成支撑，同时对外力形成有效抵抗。

光单元，为套设在束管41中的单根或多根光纤42，所述光单元沿轴向设置在通孔中。

进一步的，如图1-3所示，每个所述连接带的中部设置有类似“I”形的支撑肋5，所述支撑肋包括位于连接带外侧的长肋51、连接带内侧的短肋52以及连接长肋、短肋的支撑段53组成，长肋的长度大于短肋，所述长肋的外端呈平面，所述短肋的内端呈圆弧面，所述连接带和支撑肋一体成型的嵌合在一次护套中，支撑肋穿过连接带，长肋对一次护套的侧边形成支撑，短肋的圆弧面与束管之间具有一定的间隙，当外力足够大时，圆弧面才会抵接在束管外侧，对束管进行固定、支撑。

为进一步提升矿用光缆的抗压性能，所述一次护套正方形四个顶角的内侧均设置有“V”形或弧形加强件6，所述加强件的开口端朝向光缆轴心，且正方形顶角的角平分线与对应加强件的对称线重合，本实施例中，加强件设置为“V”形。

矿用光缆的使用环境比较复杂，地下往往比较潮湿，为提升光缆的防水性能，所述束管与光纤的空隙中填充有阻水油膏。

优选的，所述护套采用掺杂有驱鼠药剂的阻燃聚烯烃材料，所述加强箍采用GFRP材料，所述连接带和支撑肋选择MDPE材料，护套选用掺杂有驱鼠药剂的阻燃聚烯烃，既可以实现防鼠，又具有防火效果，加强件采用GFRP，GFRP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，满足矿场等复杂环境的使用，同时可以对光缆结构形成有效支撑，连接带和支撑肋选择MDPE，当光缆受到外界压力时，支撑肋可以对一次护套的侧边形成支撑，通过连接带可以将加强箍的受力传导分散、缓冲给其他加强箍，MDPE具有适中的弹性和硬度，既满足支撑要求，又满足缓冲要求。

此外，在本矿用光缆中，长段表面积较大，对外力起到主要的支撑作用，长段过短起不到支撑作用，过长时光缆在横向两端会出现下垂、松垮的情况，经实验证明，长段与短段的长度比不超过2:1抗压性能较好，本实施例中，长段与短段的长度比为2:1。

当本矿用光缆受到如图4所示方向的压力时，二次护套首先会吸收部分压力，一次护套上端的两条侧边、“V”形加强件将向两侧展开，通过变形来进一步抵抗外力，当外力足够大并进一步向骨架传导时，由于加强箍不易变形，加强箍将有向下运动的趋势，通过左右两侧的连接带将力分散至相邻的加强箍，避免集中受力。

实施例2

在实施例1的基础上，对矿用光缆进行进一步的改进，在实施例1中矿用光缆的上和/或下侧的长段上设置胶带，两两矿用光缆之间可以通过胶带7实现纵向连接，形成矿用光缆纵向组件，具体如图5所示。

此外，在矿用光缆二次护套两个水平顶点处分别设置向内侧凹陷的圆弧插槽8以及向外侧凸起的圆弧形插头9，插槽和插头的尺寸适配，两两所述矿用光缆之间通过插槽和插头的配合实现横向连接，如图6所示，左侧矿用光缆的插头适配的插入右侧矿用光缆的插槽中，右侧矿用光缆的插头继续向右连接新的插槽，两两相连形成矿用光缆横向组件。

进一步的，多个矿用光缆可以同时进行纵向和横向连接，形成网状的矿用光缆组件，如图7所示，矿用光缆组件由多个矿用光缆组合在一起形成网状结构，抗压性更好、传输容量更大，同时由于光缆通过插接或胶带粘合在一起，可以在原有的光缆的基础上根据需要进行组合，无需重新铺设线路，节约了铺设时间和成本。

Claims (7)

1.一种矿用光缆，由外至内依次设置有二次护套、一次护套、骨架和光单元，其特征在于，

二次护套，截面为六方形，由上下两侧的两条平行等长的长段和左右两侧的四条等长的短段组成；

一次护套，设置在二次护套内，截面为正方形，所述正方形两条对角线的交点为光缆的轴心，正方形其中一对角线的延长线经过所述二次护套两个长段的中点，另一对角线的延长线与二次护套六边形两个水平顶点的连线重合；

骨架，设置在一次护套内，包含四个加强箍和四个连接带，两两所述加强箍之间通过连接带连接，骨架中心形成轴向的通孔，所述加强箍由一个长弧段和两个相同的短弧段组成，所述长弧段为向外侧拱起的弧形，所述短弧段为向内侧拱起的弧形，两个所述短弧段分别与一个所述长弧段的两端连接，两个所述短弧段向内侧背靠背抵接，四个所述加强箍以光缆轴心为中心，均匀设置在一次护套正方形的两条对角线上，且每个所述加强箍的对称线与其对应的对角线重合；

光单元，为套设在束管中的单根或多根光纤，所述光单元沿轴向设置在通孔中；

每个所述连接带的中部设置有类似“I”形的支撑肋，所述支撑肋包括位于连接带外侧的长肋、连接带内侧的短肋以及连接长肋、短肋的支撑段组成，长肋的长度大于短肋，所述长肋的外端呈平面，所述短肋的内端呈圆弧面，所述连接带和支撑肋一体成型的嵌合在一次护套中；

支撑肋穿过连接带，长肋对一次护套的侧边形成支撑，短肋的圆弧面与束管之间具有间隙；

所述加强箍采用GFRP材料，所述连接带和支撑肋选择MDPE材料。

2.如权利要求1所述的一种矿用光缆，其特征在于，所述一次护套正方形四个顶角的内侧均设置有“V”形或弧形加强件，所述加强件的开口端朝向光缆轴心，且正方形顶角的角平分线与对应加强件的对称线重合。

3.如权利要求1所述的一种矿用光缆，其特征在于，所述束管与光纤的空隙中填充有阻水油膏。

4.如权利要求1所述的一种矿用光缆，其特征在于，所述长段与短段的长度比为2:1。

5.一种矿用光缆组件，其特征在于，由权利要求1-4任意一项所述的矿用光缆多个组合而成。

6.如权利要求5所述的一种矿用光缆组件，其特征在于，所述矿用光缆上和/或下侧的长段上设置有胶带，两两所述矿用光缆之间通过胶带实现纵向连接。

7.如权利要求5所述的一种矿用光缆组件，其特征在于，所述矿用光缆二次护套两个水平顶点处分别设置向内侧凹陷的圆弧插槽以及向外侧凸起的圆弧形插头，所述插槽和插头的尺寸适配，两两所述矿用光缆之间通过插槽和插头的配合实现横向连接。