CN114660744A - 用于光缆的管阵列 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括管和至少一根光缆的组件，所述光缆被放置在所述管内，该组件的特征在于，该管具有包括一种第一聚合物材料的主层，所述第一聚合物材料包括至少一种聚酰亚胺聚合物。

Description

用于光缆的管阵列

技术领域

本发明涉及一种包括管和至少一根光缆的组件，以及一种包括一个或多个组件的阵列。

背景技术

光纤越来越多地用于信息传输，尤其是用在电信部门或计算机网络中。光纤通常被安装在光纤线缆或光缆中，取决于需要，这些光纤线缆或光缆可以包括一根到几十根光纤。

光缆通常被安装在管或微管中，这些管或微管取决于它们必须含有的光缆类型并且尤其取决于管旨在安装到的位置(室外、地下、车辆等)而可以有所不同。在管中安装光缆通常是通过气吹或将光缆推入管中来执行的。

文件EP 1818703描述了包括由保护管围绕的多根光纤的光缆。光缆则各自被放置在微导管中，然后，几根微导管自身被放置在导管内，然后，该导管被安装在所期望位置。

因此，这种阵列包括用于光纤的不同保护元件，即管、微导管和导管。然而，由于与所含有的光纤的数量相比，保护元件的数量较多，此阵列存在重量大且体积大的缺点。因此，此类型的阵列无法用于某些领域，比如航空领域。

事实上，在航空领域，光缆和管必须解决某些约束条件，并且尤其具有良好的机械强度、良好的耐火性并对极端温度和压力条件有良好耐受性，并且在形成轻质且紧凑的阵列时也能如此。而且，为了有助于光缆的维护，光缆必须能够容易安装和更换。

发明内容

因此，本发明的目的是开发一种包括管和至少一根光纤的组件，该组件使得能够克服上述缺点中的至少一个。

本发明的第一主题是一种包括管和至少一根光缆的组件，所述光缆被放置在所述管内，该管具有包括一种第一聚合物材料的主层，所述第一聚合物材料包括至少一种聚酰亚胺聚合物。

第一聚合物材料并且因此管特别是对于管可能经受的冲击、扭转和/或伸长而言具有良好的机械耐受性，并且因此保护了放置在管内的该一根或多根光缆。因此可以将比现有技术的光缆更脆弱的光缆放置在该管内。

由于聚合物材料具有良好的机械耐受性，管的厚度可以相对较小，这使得管能够用于如航空等领域。

管

根据一个优选实施例，聚酰亚胺聚合物可以选自以下各项：聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物及其混合物之一。根据一个特别优选的实施例，聚酰亚胺聚合物是聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物。

有利地，聚酰亚胺聚合物并且因此管具有优化的机械特性，特别是良好的机械耐受性。

特别地，管的杨氏模量的范围可以是450MPa到700MPa、优选是470MPa到620MPa、并且特别优选是500MPa到590MPa。因此，该管具有优化的纵向弹性，并且可以承受高拉伸应力。放置在管内的光缆于是可以受到保护而免受施加在该管上的机械应力的影响。因此，可以插入包括较少保护元件且更轻质的增强型光缆，这在现有技术中已知的管中是不可能的。

此外，管可以抵抗其可能接收的冲击，这些冲击的力可能最高达1000N、优选最高达750N、并且甚至更优选最高达500N。特别是，在这种冲击后，该管不会展现出断裂或变形，并且因此，该管内存在的光缆可以受到保护而免受施加到该管上的机械应力的影响。特别是，当管接收如前所述的冲击时，该管内存在的一根或多根光缆的信号展现出很少的衰减或没有展现出衰减，尤其是信号衰减至多为0.3dB、优选至多为0.2dB、并且甚至更优选至多为0.1dB。

根据优选实施例，该管可以满足抗压碎标准EN 3745-513。

第一聚合物材料可以包括按重量计至少50％的聚酰亚胺聚合物、优选按重量计至少70％的聚酰亚胺聚合物、甚至更优选按重量计至少80％的聚酰亚胺聚合物、并且甚至更优选按重量计至少90％的聚酰亚胺聚合物。

根据优选实施例，该管可以包括内层，该内层包括不同于该第一聚合物材料的至少一种第二聚合物材料，所述内层被该主层围绕。优选地，内层是与光缆接触的层。

根据本实施例，第二聚合物材料可以优选地包括至少一种氟化聚合物。根据本实施例，氟化聚合物可以选自从四氟乙烯单体获得的共聚物，并且特别是选择以下各项：聚四氟乙烯(PTFE)；氟化乙烯丙烯(FEP)共聚物，比如聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物；全氟烷氧基(PFA)共聚物，比如全氟(烷基乙烯基醚)/四氟乙烯共聚物；全氟甲氧基(MFA)共聚物；和聚乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)；及其混合物之一。这些氟化聚合物尤其允许内层具有足够低的静摩擦系数值和动摩擦系数值，以允许这些光缆在该管内滑动。

第二聚合物材料可以包括按重量计至少50％的聚合物、优选按重量计至少70％的聚合物、甚至更优选按重量计至少80％的聚合物、并且甚至更优选按重量计至少90％的聚合物。

根据一个实施例，第一和/或第二聚合物材料可以按照惯例包括添加剂，比如填料、颜料、交联剂、防火填料等。

根据优选实施例，该管是通过挤出来制造的。在该管包括主层和内层的情况下，所述主层和所述内层可以是共挤出的。

根据另一个可能的实施例，该管可以包括一个或多个附加层，该一个或多个附加层优选被放置在主层周围和/或在内层与主层之间。这些附加层可以包括例如由玻璃纤维/聚合物复合材料制成的机械增强层、在主层与内层之间的结合层、或者甚至是放置在管内以促进光缆在该管内滑动的润滑层。

管的内直径D的值的范围可以是1毫米(mm)到8mm，优选是2mm到6mm，特别优选是2.5mm到4mm。

这样的直径允许该管在其内部空间中容纳范围可以是1到50根的数根光缆。可以插入管中的光缆的数量可以尤其取决于光缆的类型、这些光缆的期望用途、管中可能存在的每根光缆的直径d、和/或想要添加的光缆的直径。

管和插入该管内的这些光缆的组件因此得到优化，因为它允许在有限体积的管中容纳足够多的光缆。

管的厚度的范围可以是0.10mm到1.50mm，优选是0.15mm到1.30mm，并且特别优选是0.20mm到1.00mm。以这种方式，管足够厚以便能够保护光缆，并且足够薄以便不会太笨重。管的厚度范围还允许该管能够在以聚合物材料形成时通过挤出来制造。

管可以是完全直线的形式，或者可以在某些部分上是直线的、并且在其他部分上包含弯曲部和/或肘部。弯曲部的曲率半径优选可以是至少10mm，优选是至少15mm，并且特别优选是至少18mm。

光缆

所有类型的光缆都可以被用在根据本发明的组件中。当该组件包括被放置在管中的几根光缆时，这些光缆可以相同或不同。

光缆可以包括中心部分，该中心部分包括一根或多根光纤，该中心部分被保护套围绕。

保护套可以包括保护鞘，该保护鞘使得能够对中心部分中所含有的光纤进行机械保护，尤其是防止可能施加在光缆上的压缩和扭曲力和/或冲击。

保护套可以进一步包括由保护鞘围绕的织物屏蔽层(écran textile)，该织物屏蔽层尤其允许加强线缆以抵抗可以施加在光缆上的张力。

光缆可以进一步按照惯例包括放置在中心部分与保护套之间的加强层。按照惯例由聚酰亚胺形成的加强层使得能够加强保护套的机械保护作用。

所谓的“单芯”光缆的中心部分包括单根光纤，而多纤光缆可以包括2到48根光纤。在中心部分中，这些光纤可以按照惯例被空气、液体或凝胶围绕。在旨在用于航空领域的光缆中，这些光纤优选被空气围绕。

根据优选实施例，本发明的光缆可以没有任何加强层。根据本实施例，中心部分直接被保护套围绕，因此该保护套与中心部分直接物理接触。优选地，保护套的最内层可以是织物屏蔽层，该织物屏蔽层于是与中心部分直接接触。根据特别优选的实施例，该套可以仅包括该织物屏蔽层和保护鞘，并且织物屏蔽层于是与中心部分直接物理接触。

有利地，由于管具有良好的机械性能，并且特别是对于冲击、压碎和/或伸长而言的优化耐受性，没有增强层的光缆可以用于本发明的组件中。具体地，管提供的机械耐受性使得能够将更脆弱的光缆插入所述管中，而不会冒随着时间的推移由于管可能经受的冲击、扭转和其他损坏而损坏的风险。

保护套并且优选是保护鞘可以包括至少一种第三材料，该至少一种第三材料包括选自以下各项的至少一种第三聚合物：烯烃聚合物、乙烯丙烯弹性体共聚物(EPM)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)三元共聚物、乙烯与乙烯基酯共聚物、乙烯与丙烯酸酯共聚物、乙烯与α-烯烃共聚物、氟化聚合物及其混合物之一，所述聚合物能够是线型的或支链型的。

根据优选实施例，第三聚合物材料可以包括至少一种氟化聚合物。所述氟化聚合物可以选自从四氟乙烯单体获得的共聚物，并且特别是选自以下各项：聚四氟乙烯(PTFE)；氟化乙烯丙烯(FEP)共聚物，比如聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物；全氟烷氧基共聚物(PFA)，比如全氟(烷基乙烯基醚)/四氟乙烯共聚物；全氟甲氧基共聚物(MFA)；和聚乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)；及其混合物之一。氟化聚合物尤其允许保护鞘与管的内表面具有足够低的静摩擦系数差和/或动摩擦系数差，以允许这些光缆在该管内容易滑动。

根据一个实施例，第三聚合物材料可以按照惯例包括添加剂，比如填料、颜料、交联剂、防火填料等。

光缆的直径d的值的范围可以是0.9mm到6.5mm，优选是0.9mm到5.5mm，并且特别优选是0.9mm到3mm。

组件

根据一个可能的实施例，该管可以包括具有静摩擦系数μs1的内表面，并且该光缆可以包括具有静摩擦系数μs2的外表面，μs1与μs2之间的差的绝对值的范围是0.05到0.70、优选是0.05到0.50、并且甚至更优选是0.05到0.30。因此，可以将光缆插入该管内并开始将其滑入以安装，同时仅遇到来自该管的内表面的少量阻力。因此，光缆可以被插入而不经受机械应变(阻力、弯曲、扭曲等)，并且因此没有受损的风险。同样，光缆可以从管移除而不会受损。

根据一个可能的实施例，该管可以包括具有动摩擦系数μd1的内表面，并且该光缆可以包括具有动摩擦系数μd2的外表面，μd1与μd2之间的差的绝对值的范围是0.05到0.70、优选是0.05到0.50、并且甚至更优选是0.05到0.30。由于此动摩擦系数较低，因此可以将光缆推入该管内，或者在另一方面，将光缆移除而不使其折叠或扭曲。例如，光缆可以被推到可以多达25米(m)的长度，即使该管包含弯曲区或肘部亦如此。

根据一个优选实施例，管包括由包含至少一种氟化聚合物的第二聚合物材料形成的内层，并且光缆的保护套由包含至少一种氟化聚合物的第三聚合物材料形成。内层因此直接与放置在管内的光缆的保护套接触。

根据该优选实施例，管的内表面(该表面由内层形成)与光缆的外表面(该表面由保护套形成)之间的静摩擦系数和/或动摩擦系数是低的。因此，光缆可以优选地通过滑动而安装在管中、或从管中移除，而不会损坏光缆，光缆在滑动运动期间不存在弯曲和/或扭曲的风险。

根据该优选实施例，可以使用比现有技术的光缆更脆弱的光缆，特别是没有加强层的光缆。因此允许使用更脆弱的光缆，一方面是由于管的机械耐受性得以优化，另一方面是由于管的内表面与光缆的外表面之间的静摩擦系数和/或动摩擦系数低，这便于光缆的安装和移除。由于光缆不包括加强层，因此该组件比现有技术的组件更轻。

根据一个可能的实施例，比率d/D的范围是0.10到0.80、优选是0.20到0.65、优选是0.25到0.55、并且甚至更优选是0.30到0.45。

本发明的组件具有优化的比率d/D，并且因此体积和重量减小，从而允许将该组件用于空间有限的位置，比如用于航空领域中。这样的比率使得当安装和/或拆卸光缆时，光缆可以滑入该管中，同时避免了光缆的任何弯曲或扭曲。因此，可以使用没有加强层的光缆。事实上，在光缆的安装期间避免了光缆上的机械应力，因此可以不需要加强层。

特别地，与光缆的直径相比，管的直径足够大以便使光缆在其安装和/或拆卸期间能够滑入该管，并且足够小以便避免当光缆滑入该管时发生该光缆的任何弯曲或扭曲。

因此，本发明的组件允许更容易地安装和维护这些光缆。例如，可以将管安装在所期望位置，并且可以在必要时添加或移除光缆，同时保持这些管就位。另一方面，在现有技术的装置中，光缆被放置在线缆线束中，并且所有线缆必须被拆开以便对一根线缆进行作业或进行安装。

因此，本发明的组件提供了极大的安装灵活性。

在该管内，这些光缆可以被空气围绕。

本发明的第二主题是光缆阵列，该光缆阵列包括一个或多个根据本发明的第一主题的组件。

借助于根据本发明的第一主题的组件的特征，这种阵列大幅促进了安装和维护。

此阵列包括至少两根管，该至少两根管可以优选被预先安装在该阵列的使用位置，并且这些光缆被安装在这些管中，或者，另一方面，取决于需要而拆卸。

此阵列提供的优点是，包括安装在所期望位置并以所期望配置安装的管，并且能够安装、拆卸光缆，或甚至对这些光缆执行维护操作时无需移动这些管。因此，这种阵列在空间有限的位置特别有用。

本发明的第三主题是根据本发明的第一主题的组件或根据本发明的第二主题的阵列在航空领域中的用途。

在这种领域中，大量光缆必须被安装在减小且杂乱的空间中，其中这些管经常包含折叠部或弯曲部。因此，根据本发明的组件或阵列特别适合于此领域，因为它们使得能够将这些管安装在所期望位置，既而能够安装或拆卸这些光缆，或者甚至能够对这些光缆执行维护，无论这些管的位置如何。

附图说明

附图说明了本发明：

[图1]表示了根据本发明的实施例的组件的截面视图，该组件包括管和几根光缆；并且

[图2]表示了根据本发明的组件的前视图，该组件中插入了光缆。

具体实施方式

为清楚起见，仅示意性地表示了理解下文所述实施例所必需的要素，而不考虑比例。

根据图1所展示的第一实施例，根据本发明的第一主题的组件1包括管2和五根所谓的“单芯”光缆6和三根多纤光缆4。

管2包括：主层3，该主层由包括聚醚酰亚胺硅氧烷共聚物的第一聚合物材料制成；以及内层5，该内层由包括氟化聚合物的第二聚合物材料制成。光缆4与6之间的空间8填充有空气。

多纤光缆4包括围绕中心部分15的保护套12。套12包括保护鞘14，该保护鞘由包括氟化乙烯丙烯共聚物的第三聚合物材料制成。套12还包括放置在中心部分15与保护鞘14之间的织物屏蔽层13。

中心部分15包括十二根光纤16，这些光纤被凝胶17围绕。

所谓的“单芯”光缆6包括：套12'，该套包括织物屏蔽层13'和保护鞘14'；以及中心部分15'，该中心部分包括单根光纤16'。

管2的内直径D的值为6mm。多纤光缆4的外直径d1的值为2mm，并且单芯光缆6的外直径d2的值为0.9mm。因此，比率d1/D为0.33，并且比率d2/D为0.15。

图2展示了阵列20，该阵列包括放置在壁22上的根据本发明的第二实施例的组件24。组件24包括长度为25m的管2和不可见的单根多纤光缆4。

管2是用聚丙烯聚合物通过挤出而形成的。

在此示例性实施例中，多纤光缆4被安装在管2中，该管被预先安装在壁22上。光缆能够从入口28滑入管2中至15米的长度，并且光缆没有受损。

Claims (13)

1.一种包括管(2)和至少一根光缆(4，6)的组件(1)，所述光缆(4，6)被放置在所述管(2)内，该组件的特征在于，该管(2)具有包括一种第一聚合物材料的主层(3)，所述第一聚合物材料包括至少一种聚酰亚胺聚合物。

2.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，该管(2)包括内层(5)，该内层包括不同于该第一聚合物材料的至少一种第二聚合物材料，所述内层(5)被该主层(3)围绕。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，该第二聚合物材料包括至少一种氟化聚合物。

4.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，该光缆(4，6)包括中心部分(15，15')，该中心部分包括一根或多根光纤(16，16')，该中心部分(15，15')被保护套(12)围绕。

5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，该保护套(12，12')包括至少一种第三聚合物材料，该至少一种第三聚合物材料包括至少一种氟化聚合物。

6.根据权利要求4或5所述的组件，其特征在于，该保护套(12，12')包括保护鞘(14，14')和织物屏蔽层(13，13')，该保护鞘围绕该织物屏蔽层。

7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，该织物屏蔽层(13，13')与该中心部分(15，15')直接接触。

8.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，该聚酰亚胺聚合物选自以下各项：聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物及其混合物之一。

9.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，该管包括具有静摩擦系数μs1的内表面，并且该光缆包括具有静摩擦系数μs2的外表面，μs1与μs2之间的差的绝对值的范围是0.05到0.70。

10.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，该管包括具有动摩擦系数μd1的内表面，并且该光缆包括具有动摩擦系数μd2的外表面，μd1与μd2之间的差的绝对值的范围是0.05到0.70。

11.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，该管具有内直径D，并且该光缆具有外直径d，比率d/D的范围是0.10到0.80。

12.一种光缆阵列，其特征在于，该光缆阵列包括一个或多个根据权利要求1至11中任一项所述的组件。

13.一种根据权利要求1至11中任一项所述的组件或根据权利要求12所述的阵列在航空领域中的用途。

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