CN115616723B - 一种气吹光缆及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气吹光缆及其制造方法，属于光纤制造技术领域，包括有多个光单元，多个光单元相互绞合设置，绞合设置的光单元外周包覆有外护套，外护套内设置有多个气吹孔，各气吹孔周向均布在外护套内，该外护套在各气吹孔处沿其壁厚方向两侧形成有第一凸起和第二凸起。本申请中的气吹光缆，其通过第一凸起对内部的光单元进行限位固定，通过第二凸起突出与外护套圆周表面，使得气吹时降低气吹光缆与管道的接触面积；同时气吹孔同样可用于气吹，进一步提高气吹光缆与气流的接触面积，大大提高光缆在管道内的气吹距离。

Description

一种气吹光缆及其制造方法

技术领域

本发明属于光纤制备技术领域，具体涉及一种气吹光缆及其制造方法。

背景技术

随着5G时代的到来，数据呈爆炸式增长，而海量的数据需要通过密集组网的形式来实现。

气吹微缆是一种可以使用气吹方式进行施工的光缆，它具备光纤密度高、直径小、重量轻和气吹敷设效率高等优点，其在主干网、局域网和接入网等均有广泛的应用，可有效节省管道资源，满足网络扩容建设需求。虽然气吹微缆具备气吹敷设效率高等特点，但是常规的气吹微缆中心具备加强芯结构，这导致光缆在弯曲时，中心加强芯会弯折后压迫光纤带和光纤，造成衰减超标的问题，严重时甚至会造成光纤断裂。而气吹微缆中心不设置加强芯等结构，又会造成气吹微缆整体偏软质，在进行气吹时其整体贴敷在管道内壁，造成气吹敷设困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种气吹光缆，用以解决现有气吹微缆气吹敷设困难的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种气吹光缆，其包括：

多个光单元，多个所述光单元绞合设置；

外护套，所述外护套包覆在多个所述光单元外周；

所述外护套内设有多个气吹孔，多个所述气吹孔周向均布在所述外护套内；

所述外护套在各所述气吹孔处沿壁厚方向两侧均形成有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起抵接所述光单元外周，所述第二凸起突出于所述外护套圆周表面。

作为本发明的进一步改进，所述第一凸起和所述第二凸起在所述外护套成型时通过所述气吹孔内气吹成型。

作为本发明的进一步改进，所述光单元包括有多个带缆，多个所述带缆外周包覆有柔性包覆层。

作为本发明的进一步改进，所述光单元为微簇子单元。

作为本发明的进一步改进，所述柔性包覆层为阻水纱缠绕在多个所述带缆外周成型。

作为本发明的进一步改进，所述外护套内沿周向设有多根加强芯，多根所述加强芯周向均布在所述外护套内。

作为本发明的进一步改进，所述加强芯为钢丝、GFRP、KFRP或芳纶中的其中一种。

作为本发明的进一步改进，所述气吹孔与所述光单元一一对应设置，使得各所述光单元外周均抵接有第一凸起。

作为本发明的进一步改进，所述第二凸起沿所述气吹光缆轴向螺旋布置在所述外护套外周。

本发明还包括一种气吹光缆的制造方法，其包括如下步骤：

S1、制备光单元，将多个所述光单元绞合成束；

S2、设置挤出模具，在挤出模具内布置气道并在气道内通入气流，将绞合成束的光单元引入挤出模具，在绞合成束的光单元外周挤出成型外护套。

作为本发明的进一步改进，步骤S1具体包括：

S101、将多根光纤并带形成柔性弯曲的光纤带；

S102、将多根光纤带和阻水材料外周扎纱形成光纤带束；

S103、将多根光纤带束通过绞合头绞合成束，在绞合成束的光纤带束的外周包覆阻水带。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中光单元绞合方式为S绞合，所述气吹光缆的制造方法还包括：

S3、采用收线架将成型后的气吹光缆收线存储，转动收线架并使得收线架沿气吹光缆径向转动，且收线架转动方向与光单元绞合方向一致，使得光缆一边沿径向旋转一边收束在收线架上。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中光单元绞合方式为SZ绞合，所述挤出模具出口端依次设置有定型装置和旋转装置，所述定型装置用于所述外护套固定成型，所述旋转装置包括搓动轮，所述搓动轮与所述气吹光缆的外护套相贴，且所述搓动轮沿光缆径向往复移动。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

（1）本发明的气吹光缆，其通过在外护套的内外侧成型第一凸起和第二凸起，利用第一凸起对内部光单元进行约束，利用第二凸起在外护套外周形成凸起结构，降低气吹光缆与管道内壁的接触面积，降低二者之间的摩擦，提高气吹光缆的气吹距离。同时，外护套内的气吹孔同样可用于气吹，进一步提高该气吹光缆在管道内的气吹距离。

（2）本发明的气吹光缆，其通过在外护套的外周表面形成呈螺旋布置的第二凸起，使得气吹光缆进行气吹时，沿气吹光缆轴向通入的气体会直接打在第二凸起的侧壁上，增加气体对气吹光缆的推进力，提高气吹光缆的气吹距离。

（3）本发明的气吹光缆的制造方法，其通过在外护套的挤出模具内设置气道，通过往气道内通入气流，利用气流在外护套内成型气吹孔，并通过加强气吹孔内的气流，使得气吹孔处对应沿壁厚方向挤压外护套，以在外护套的内外侧形成第一凸起和第二凸起。该制造方法中气吹孔、第一凸起和第二凸起的成型方式较为简单，并未大幅增加原有气吹工序，提高了气吹光缆的成型效率。

附图说明

图1是本发明实施例中气吹光缆的截面示意图；

图2是本发明实施例中气吹光缆的整体结构示意图；

图3是本发明实施例中搓动轮搓动气吹光缆的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、带缆；2、柔性包覆层；3、外护套；4、气吹孔；5、第一凸起；6、第二凸起；7、加强芯；8、搓动轮；9、弹性层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。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。

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；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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1~3，本发明优选实施例中的气吹光缆包括有多个光单元，多个光单元相互绞合设置在一起，该绞合设置的光单元外周包覆有外护套3，外护套3内设置有多个气吹孔4，并且各气吹孔4周向均布在外护套3内；该外护套3在各气吹孔4处沿其壁厚方向的两侧均形成有第一凸起5和第二凸起6，其中第一凸起5抵接在光单元外周，第二凸起6突出于外护套3的圆周表面。

本申请通过在气吹光缆的内外侧分别形成第一凸起5和第二凸起6，利用第一凸起5将其内部的光单元进行抵接束缚，利用第二凸起6突出于外护套3圆周表面的特性，使得气吹光缆布设在管道内时，该第二凸起6与管道内壁接触，使得气吹光缆的外护套3不完全贴附在管道的内壁上，进而减少外护套3与气吹管道的接触面积，降低二者的摩擦力，提高气吹距离。并且外护套3内部的气吹孔4同样可用于气吹，气吹光缆在管道内的行径主要通过气流与气吹光缆表面的外护套3进行摩擦以带动气吹光缆在管道内行径，因此通过在气吹孔4内吹气同样可带动该气吹光缆在管道内敷设。本申请中的气吹光缆，通过在气吹光缆的外护套3外部以及气吹孔4内吹气，可大大增加气吹光缆在管道内的气吹距离。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第一凸起5和第二凸起6在外护套3成型时通过往气吹孔4内气吹成型。由于外护套3本身通过挤出成型，其在成型时很难形成上述预想中的结构，上述气吹孔4及第一凸起5和第二凸起6均通过往气吹孔4内气吹成型，即第一凸起5和第二凸起6均通过气吹孔4挤压外护套3成型。在成型过程中，通过在模具内预设气吹通道，并往气吹通道内通入气体，在外护套3挤出成型时，通过气吹通道内的气体向外护套3的外周挤压护套料，使得外护套3沿壁厚方向的两侧形成第一凸起5与第二凸起6。可选地，上述外护套3地挤出材料可以是PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）或者LSZH（低烟无卤材料）中的其中一种。

进一步地，作为本发明的可选实施例，本申请中的光单元包括有多个带缆1，多个带缆1的外周包覆有柔性包覆层2。由于带缆1本身通过光纤带并带而成，其虽然还具备柔性弯曲性能，但是经过并带后成型的光纤带束沿并带方向具备一定抗弯曲性能，在将多个带缆1通过柔性包覆层2扎在一起时，多个带缆1形成的光单元具备一定规整性，在第一凸起5挤压光单元时，各第一凸起5与各光单元形成相互抵接锁定的结构，使得光单元不会在外护套3内松动。同时第一凸起5与光单元形成的锁定结构能够在成型时对绞合好的光单元进行限制，可在一定程度上避免光单元出现退扭的情况。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的柔性包覆层2为阻水纱缠绕在多个带缆1外周成型。上述光单元同样需要具备阻水能力，并且多个带缆1结构也需要柔性包覆层2结构使其成型为较为规整的结构。此处可采用阻水纱缠绕形式将各带缆1形成为光单元。

可选地，本申请中的柔性包覆层2为热缩管结构，热缩管结构可直接套设在多个带缆1外周，通过简单加热形式使得热缩管包覆在带缆1的外周。

可选地，上述带缆1为4芯、6芯、8芯或12芯中的其中一种。

进一步地，作为本发明的可选实施例，本申请中的光单元为微簇子单元，微簇子单元同样具备规整性，使得第一凸起5在与微簇子单元相抵时，该第一凸起5同样会对微簇子单元进行限位，确保气吹光缆的规整性。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的外护套3内沿轴向设置有多根加强芯7，多根加强芯7周向均布在外护套3内。为了确保光单元部分的弯曲性能，避免气吹敷设过程中对光纤进行挤压造成衰减的问题。本申请中的光单元并非绞合设置在加强芯7的外周，这也造成了气吹光缆轴向抗拉伸性能差的问题。因此本申请将加强芯7布设在外护套3内，以降低对光单元的压迫。可选地，该外护套3内埋设地加强芯7为钢丝、GFRP（玻璃纤维增强塑料）、KFRP（芳纶纤维增强加强芯7）或芳纶中的其中一种。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第二凸起6沿气吹光缆轴向螺旋布置在外护套3的外周。在利用气吹设备带动气吹光缆在管道内推进时，第二凸起6沿光缆轴向布置的形式会浪费大部分气流带来的阻力，其气吹效果不佳。为了提高气吹效率，可将外护套3外周的第二凸起6沿轴向螺旋布置，使得气流与第二凸起6的斜面相互摩擦，提高气吹距离。

进一步地，作为本发明的优选的实施例，本申请中的气吹孔4与光单元一一对应设置，使得各光单元外周均抵接有第一凸起5。气吹光缆内部的第一凸起5主要用于将光单元抵接固定，为了确保第一凸起5的限制效果，气吹孔4与光单元的数量对应设置，以确保锁定效果。可选的，本申请也可提高气吹孔4的设置数量，使得外护套3内周形成更多的第一凸起5，以限制光单元。当然，气吹孔4的设置数量会在一定程度上降低气吹光缆的抗压强度，同时增加挤出工艺难度，降低产品良率，在实际过程中需要综合考虑上述因素，以设置合理的气吹孔4数量。

进一步的，本申请还包括一种气吹光缆的制造方法，其包括如下步骤：

S1、制备光单元，将多个光单元绞合成束；

S2、设置挤出模具，在挤出模具内布置气道，并在气道内通入气流，将绞合成束的光单元引入挤出模具，在绞合成束的光单元外周挤出成型外护套3。

具体地，上述步骤S1包括：

S101、将多根光纤并带形成柔性弯曲地光纤带；

S102、将多根光纤带和阻水材料外周扎纱形成光纤带束；

S103、将多根光纤带束通过绞合头绞合成束，在绞合成束的光纤带束的外周包覆阻水带。

进一步的，步骤S101中光纤的并带工序为光纤制备领域常规工艺技术，在此不再赘述。同时，步骤S102中多个光纤带可以叠放或者卷绕成束装，与光纤带扎纱成型的阻水材料可以是阻水粉或阻水膏，外部扎纱可以是阻水纱。步骤S103为额外设置工序，通过在其外周包覆阻水带，以进一步提高光单元的阻水能力。可选的，阻水带可采用纵包或绕包形式缠绕在上述光纤带束的外周。

进一步的，上述气吹光缆的外护套3内设置有加强芯7，在上述步骤S2中挤出成型外护套3时，将加强芯7与光单元一同放入挤出模具中进行定位，在挤出模具中布置对应数量的气道，控制气道内的压力与流量，使得成型的外护套3内形成气吹孔4，然后通过向气吹孔4内加压，以在外护套3的壁厚方向形成第一凸起5和第二凸起6。

进一步的，上述光单元采用S向或SZ向绞合，绞合设置形式可解决外护套3内加强芯7带来的光缆整体弯曲性能较差的问题。

当光单元采用S向绞合时，光单元整体朝向一个方向进行绞合。其通过下述方式进行收束：

S3、采用收线架将成型后的气吹光缆收线储存，转动收线架并使得收线架沿气吹光缆径向转动，收线架转动方向与光单元绞合方向相反，使得光缆一边沿径向旋转一边收束在收线架上。

通过采用收线架将成型后的气吹光缆进行收线储存，在收线架收卷气吹光缆时，控制收线架沿光单元相反绞合方向进行转动，使得外护套3同样产生旋转力，而已成型的外护套3结构会带动从挤出模具挤出的外护套3对应旋转，使得外护套3外周形成螺旋状的第二凸起6。

当光单元采用SZ向绞合时，光单元整体朝向两个方向进行绞合，采用单个方向的旋转收束反而会导致光单元无法绞合的问题。基于此，需要在挤出模具的出口端设置定型装置与旋转装置，其中定型装置主要用于外护套3的固定成型，搓动轮8用于带动成型后的气吹光缆进行往复转动，以在外护套3的外周形成螺旋状第二凸起6。

此处定型装置根据外护套3成型方式进行选择，可选为光固化或者冷却定型，其根据外护套3的成型类型进行选择，冷却定型可以是空气冷却成型或者水冷成型。此处搓动轮8与外护套3外周的第二凸起6向抵，搓动轮8外周包覆有弹性层9，使得搓动轮8与第二凸起6之间具备较好摩擦力，避免搓动轮8转动时与外护套3表面打滑。进一步地，多个光单元的绞合通过绞合头来实现，绞合头的转动频率与搓动轮8的转动频率相同，且二者的转动方向正好相反，使得绞合设置的光单元与外护套3的转动方向相反，以使得外护套3旋转成型过程中不会造成光单元的退扭问题。

当然，上述S向绞合或SZ绞合方式形成的气吹光缆，其内部的气吹孔4同样会因为外护套3的绞合形成S向或SZ向的布置形式。

在上述气吹光缆进行气吹敷设时，在光缆的外壁和气吹管道的内壁之间注入高压空气，高压空气使得光缆在管道中悬浮，以减少气吹时的阻力。与此同时，在光缆的内端连接滑动密封的密封头，密封头对准外护套3上的气吹孔4，通过密封头向气吹孔4内注入压缩空气，压缩空气带动气吹光缆在管道内推进。

下面以250um光纤制成12色光纤带，6根光纤带形成光纤带束，将6根光纤带束通过SZ绞合，在其外周纵包阻水带，外护套3中布置4根KFRP，每两根KFRP周围布置气吹孔4，气吹孔4直径为1.5mm，外护套3壁厚为2.4mm，气吹光缆整体直径为14.0mm，在20/16的管道中进行气吹，此处20/16管道为外径为20mm，内径为16mm的气吹管道，气吹机器为PLUMETT600，最大气吹压力为12bar。每两根KFRP之间布置一个气吹孔4，其在管道内的气吹距离为1260m；每两根KFRP之间布置两个气吹孔4，其在管道内的气吹距离为1560m；常规无气吹孔4无凸起的普通气吹光缆在管道内的气吹距离为880m。通过气吹距离对比，可以看出通过本申请上述制造方法得到的气吹光缆可大幅增加其在管道内的气吹距离。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气吹光缆，其特征在于，包括：

多个光单元，多个所述光单元绞合设置；

外护套，所述外护套包覆在多个所述光单元外周；

所述外护套内设有多个气吹孔，多个所述气吹孔周向均布在所述外护套内；

所述外护套在各所述气吹孔处沿壁厚方向两侧均形成有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起和所述第二凸起通过所述气吹孔内部气吹成型，所述第一凸起抵接所述光单元外周，所述第二凸起突出于所述外护套圆周表面。

2.根据权利要求1所述的气吹光缆，其特征在于，所述光单元包括有多个带缆，多个所述带缆外周包覆有柔性包覆层。

3.根据权利要求2所述的气吹光缆，其特征在于，所述柔性包覆层为阻水纱缠绕在多个所述带缆外周成型。

4.根据权利要求2所述的气吹光缆，其特征在于，所述外护套内沿轴向设有多根加强芯，多根所述加强芯周向均布在所述外护套内。

5.根据权利要求1所述的气吹光缆，其特征在于，所述第二凸起沿所述气吹光缆轴向螺旋布置在所述外护套外周。

6.根据权利要求1所述的气吹光缆，其特征在于，所述气吹孔与所述光单元一一对应设置，使得各所述光单元外周均抵接有第一凸起。

7.一种气吹光缆的制造方法，用于制备如权利要求1~6任一项中所述的气吹光缆，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备光单元，将多个所述光单元绞合成束；

S2、设置挤出模具，在挤出模具内布置气道并在气道内通入气流，将绞合成束的光单元引入挤出模具，在绞合成束的光单元外周挤出成型外护套，气流在外护套壁厚方向两侧形成第一凸起和第二凸起。

8.根据权利要求7所述的气吹光缆的制造方法，其特征在于，步骤S1包括：

S101、将多根光纤并带形成光纤带；

S102、将多根光纤带和阻水材料外周扎纱形成光纤带束；

S103、将多根光纤带束通过绞合头绞合成束，在绞合成束的光纤带束的外周包覆阻水带。

9.根据权利要求7或8所述的气吹光缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中光单元绞合方式为S绞合，所述气吹光缆的制造方法还包括：

S3、采用收线架将成型后的气吹光缆收线储存，转动收线架并使得收线架沿气吹光缆径向转动，且收线架转动方向与光单元绞合方向相反，使得光缆一边沿径向旋转一边收束在收线架上。

10.根据权利要求7或8所述的气吹光缆的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中光单元绞合方式为SZ绞合，所述挤出模具出口端依次设置有定型装置和旋转装置，所述定型装置用于所述外护套固定成型，所述旋转装置包括搓动轮，所述搓动轮与所述气吹光缆的外护套相贴，且所述搓动轮沿光缆径向往复移动。

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