CN114460700A - 一种异构抗冲击光缆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光缆领域,尤其涉及一种异构抗冲击光缆。其包括:由内至外依次设置的芯线、内护套、异构抗冲击骨架和外护套;所述内护套包覆在芯线外侧,异构抗冲击骨架抵接设置在内护套的外表面且外护套对其进行包覆;所述异构抗冲击骨架包括外骨架和内骨架,所述外骨架在光缆的径向截面上呈正多边形结构;所述内骨架由与外骨架边数相等的肋条构成,肋条的两端端部连接相邻的外骨架两边中部,且与相邻的肋条共同连接在对应的外骨架边的中部;所述肋条呈折线形,向内抵接在内护套的外表面。本发明通过新颖的结构设计使得光缆对于外部对其施加的瞬时冲击力具有极快的响应速度;通过缓冲变形的方式能够形成切向作用,避免内护套以及芯线的直接受力。

Description

一种异构抗冲击光缆
技术领域
本发明属于光缆领域,尤其涉及一种异构抗冲击光缆。
背景技术
光缆是一种近现代发展迅猛的通讯线缆,其广泛地用于通信行业中。而一些特殊领域,往往对于光缆有一些特定的需求,如抢险救灾现场、矿井矿洞等特殊场景使用时,容易受到落石等瞬间强冲击力作用,导致发生断缆、断纤等问题,最终导致通讯受阻。
现有的光缆虽然大部分具有良好的抗压能力,但其仅针对于作用过程较为缓慢的外力,如人为踩踏、物件挤压或布线弯折等,此类的外力通过现有的抗压结构能够有效缓冲,但对于冲击力并不能产生良好的缓冲效果。
发明内容
为解决现有的光缆抗冲击性能有限,现有的抗压结构在面对冲击力时无法产生及时的缓冲变形响应,导致光缆内部光纤容易受力受损等问题,本发明提供了一种异构抗冲击光缆。
本发明的目的在于:
一、能够大大提高光缆对于强冲击力的瞬时响应速度,避免光缆过度变形对内部芯线造成积压损伤;
二、通过缓冲变形的方式能够有效避免芯线部分直接受力;
三、光缆整体具有良好的结构稳定性,确保光缆具有符合要求的常规性能。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种异构抗冲击光缆,包括:
由内至外依次设置的芯线、内护套、异构抗冲击骨架和外护套;
所述内护套包覆在芯线外侧,异构抗冲击骨架抵接设置在内护套的外表面且外护套对其进行包覆;
所述异构抗冲击骨架包括外骨架和内骨架,所述外骨架在光缆的径向截面上呈正多边形结构;
所述内骨架由与外骨架边数相等的肋条构成,肋条的两端端部连接相邻的外骨架两边中部,且与相邻的肋条共同连接在对应的外骨架边的中部;
所述肋条呈折线形,向内抵接在内护套的外表面。
作为优选,
所述外骨架在光缆径向截面上的正多边形结构边数为偶数。
作为优选,
所述边数为6~12边。
作为优选,
所述肋条与其相连接的两个外骨架侧边在光缆径向方向上形成封闭的四边形腔;
所述四边形腔内沿光缆轴向方向设有弹性缓冲管。
作为优选,
所述弹性缓冲管截面为椭圆形,其短轴位于光缆的径向方向上。
作为优选,
所述肋条棱部倒角处理形成圆角结构。
作为优选,
所述肋条与内护套的抵接处沿光缆轴向设置抵接条;
所述抵接条外侧设有与肋条配合的槽口、内侧贴合在内护套的外表面。
作为优选,
所述芯线由包带层包缠若干光纤构成。
作为优选,
所述光纤为单根光纤或多根光纤构成的光纤束。
本发明的有益效果是:
1)通过新颖的结构设计使得光缆对于外部对其施加的瞬时冲击力具有极快的响应速度;
2)通过缓冲变形的方式能够形成切向作用,避免内护套以及芯线的直接受力;
3)通过多结构的缓冲配合能够大幅度抵消外界冲击力作用。
附图说明:
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明光缆一种受力情况的示意图;
图3为对比光缆受力的示意图;
图4为图1中A部分结构的改进示意图;
图中:100外护套,200异构抗冲击骨架,201外骨架,202内骨架,2021肋条,300内护套,400包带层,500芯线,600弹性缓冲管,700抵接条。
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所示的异构抗冲击光缆,其具体包括:
由内至外依次设置的芯线500、内护套300、异构抗冲击骨架200和外护套100;
所述内护套300包覆在芯线500外侧,芯线500由包带层400包缠若干光纤构成;
所述光纤为单根光纤或多根光纤构成的光纤束,具体视需求进行合理化调整,所述包带层400为无纺布包带;
所述护套层外设有异构抗冲击骨架200,所述异构抗冲击骨架200包括一体成型的外骨架201和内骨架202,所述外骨架201在光缆的径向截面上呈正多边形结构,边数为偶数,如本实施例的外骨架201呈正六边形结构,所述内骨架202由与外骨架201边数相等的肋条2021构成,肋条2021的两端端部连接相邻的外骨架201两边中部,且与相邻的肋条2021共同连接在对应的外骨架201边的中部;
所述肋条2021呈折线形,向内抵接在内护套300的外表面;
上述结构的光缆具有良好的抗冲击能力,在外骨架201侧边方向受到沿径向的冲击力时,外护套100快速变形压缩、具有向椭圆形变形的趋势,而此时由于外护套100的变形量大、变形速度快,角部受力小,会将大量的作用力作用在外骨架201的边上,其受力的边会沿光缆的径向向内挤压,此时连接在此处的两个肋条2021夹角会受内护套300作用张大,当夹角足够大时,受力方向快速转变为切向抵接在内护套300上,形成滑动,同时对受力边相邻的两边中部产生向外的作用力,使其拱起抵接在外护套100的内表面,进而在一定程度上与外界所施加在光缆上的冲击力形成抵冲,并且由于冲击力作用下异构抗冲击骨架200存在变形快的特点,使得内护套300不会集中受力,受力方向快速转变为切向作用,以避免在冲击力作用下内护套300以及内护套300所包覆的芯线500集中受力;
因此,本发明的光缆具有较优的抗冲击性能,而在上述结构中,折线形的肋条2021起到非常关键的切向化转变和导力的作用,作为直线型的肋结构,其受到瞬时冲击力作用时,肋结构本身即切向接触在内护套300的外表面,变形后反而会形成压紧内护套300的趋势,导致内护套300和其内部芯线500的直接受力;
具体如图2和图3所示,在同样受到外力F1作用的情况下,外骨架201均会产生沿a方向的变形,导致外骨架201产生内缩的趋势,而本发明折线形肋条2021如图2所示,其抵接在内护套300外表面的抵接处会沿b向滑移,通过形变产生缓冲作用,并且在形成缓冲作用的同时使其转变为切向连接在内护套300的外表面,外力无法有效通过外骨架201和内骨架202作用在内护套300上,使得内护套300受力更少、内部的芯线500得到更好的保护,而直线型的肋结构则会如图3所示,在外力F1和外骨架201变形趋势a均相同的情况下,由于肋结构的受力变形会进一步贴合在内护套300的外表面,若在静压或缓慢增大的外力作用下,其也能够产生一定的滑移变形的缓冲效果,但在冲击力作用下,其不能起到良好的保护效果,反而会直接沿c方向对内护套300产生挤压的作用力,因而在面对冲击力时,直线型的肋结构所能够产生的效果是远远不及本发明折线形的肋条2021的;
此外,对于上述结构而言,外骨架201的边数也会较为显著地影响其抗冲击性能,因为边数小如6边时,相邻肋条2021之间的夹角较大,对于冲击的反应更加及时,能够快速转变为切向作用和导力的形态,形成缓冲和外力的抵冲,但其所能够承受的冲击力阈值相对较小,当边数增大至12边时,其对冲击的响应速度较慢,转变为切向接触内护套300需要张大更大的角度,所能够承受的冲击阈值更大;
对于矿用光缆或抢险救灾光缆而言,其所需的瞬间冲击力大小有限,但频率相对较高,因此采用6边或8边时抗冲击响应性表现较为优异。
进一步的,
所述肋条2021与其相连接的两个外骨架201侧边在光缆径向方向上形成封闭的四边形腔,四边形腔内沿光缆轴向方向设有弹性缓冲管600;
所述弹性缓冲管600截面为椭圆形,其短轴位于光缆的径向方向上;
所述弹性缓冲管600的设置能够进一步增大光缆的抗冲击能力,对于异构抗冲击骨架200所能够承受的冲击力阈值有所提升,通过更多的变形缓冲吸收更多的冲击力,而若采用圆形截面的弹性管,在试验中表明,其虽然也能够提高异构抗冲击骨架200所能够承受的冲击力阈值,但内护套300在异构抗冲击骨架200的变形过程中,会形成一个受力峰,瞬时受到一个较强的作用力,这也是由于圆形弹性管和椭圆形弹性缓冲管600本身结构特点所产生的;
因此,为确保弹性缓冲管600能够有效提高光缆的抗冲击阈值,又避免设置弹性缓冲管600后,异构抗冲击骨架200在变形过程中对内护套300以及内部的芯线500瞬时施加强作用力,应当采用椭圆形结构的弹性缓冲管600。
进一步的,
所述肋条2021与内护套300的抵接处,可进行如图4中A1或A2所示方式的调整;
其中一种调整形式如图4中A1所示,将肋条2021的弯折处朝向芯线500的一侧,即棱部进行倒角处理,使其形成圆角,形成倒圆角结构的肋条2021更容易与内护套300形成滑移配合,转变为切向状态,但相应抗冲击力阈值会有所下降,经试验,采用10边外骨架201时能够产生相对符合预期的快速变形缓冲并且能够增大抗冲击阈值,因此经过倒圆角处理的肋条2021用于本发明光缆结构时,可适当调节外骨架201边数为8至10边,以进一步提高光缆的抗冲击阈值,缺点仅在于少量提高了加工成本;
另一种调整形式如图4中A2所示,在肋条2021与内护套300的抵接处进一步沿光缆轴向设置抵接条700,具体的,抵接条700外侧朝向肋条2021并设有与肋条2021棱部配合的槽口,内侧贴合在内护套300的外表面,通过设置抵接条700能够进一步避免内护套300的外表面受肋条2021棱部影响产生瞬时集中受力,能够起到增大受力面积、分散外力的作用,而另一方面因为增大了受力面积、受冲击力时摩擦力减小,还能够使得肋条2021更容易形成滑移变形,使其抗冲击阈值同样能够得到有效上升,可适当调节外骨架201边数为8边或10边,甚至可设置12边,在于提高光缆内结构对冲击力的响应性增快且阈值得以上升,而缺点在于提高了加工成本。
本发明上述的光缆对于冲击力具有良好的抵抗缓冲效果,能够有效用于抢险救灾以及矿井内等环境较为复杂、光缆容易频繁受到冲击作用的场所,具有非常优异的使用效果。

Claims (9)

1.一种异构抗冲击光缆,其特征在于,包括:
由内至外依次设置的芯线、内护套、异构抗冲击骨架和外护套;
所述内护套包覆在芯线外侧,异构抗冲击骨架抵接设置在内护套的外表面且外护套对其进行包覆;
所述异构抗冲击骨架包括外骨架和内骨架,所述外骨架在光缆的径向截面上呈正多边形结构;
所述内骨架由与外骨架边数相等的肋条构成,肋条的两端端部连接相邻的外骨架两边中部,且与相邻的肋条共同连接在对应的外骨架边的中部;
所述肋条呈折线形,向内抵接在内护套的外表面。
2.根据权利要求1所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述外骨架在光缆径向截面上的正多边形结构边数为偶数。
3.根据权利要求2所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述边数为6~12边。
4.根据权利要求1所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述肋条与其相连接的两个外骨架侧边在光缆径向方向上形成封闭的四边形腔;
所述四边形腔内沿光缆轴向方向设有弹性缓冲管。
5.根据权利要求4所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述弹性缓冲管截面为椭圆形,其短轴位于光缆的径向方向上。
6.根据权利要求1所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述肋条棱部倒角处理形成圆角结构。
7.根据权利要求1所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述肋条与内护套的抵接处沿光缆轴向设置抵接条;
所述抵接条外侧设有与肋条配合的槽口、内侧贴合在内护套的外表面。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述芯线由包带层包缠若干光纤构成。
9.根据权利要求8所述的一种异构抗冲击光缆,其特征在于,
所述光纤为单根光纤或多根光纤构成的光纤束。
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