CN115657236A - 一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，包括缆芯、不锈钢铠装、阻水材料、记忆合金螺旋带、阻水填充材料、记忆合金带和外护套，所述不锈钢铠装包裹所述缆芯，所述记忆合金螺旋带绕包在所述不锈钢铠装上，所述阻水填充材料包裹所述记忆合金带，并且所述记忆合金带包裹所述阻水填充材料，所述外护套包裹所述记忆合金带。本发明的光缆的缆芯的外层铠装的记忆合金带及内层的记忆合金螺旋带均为吸能结构，受到冲击时，可通过及时的通电或加热等方式使记忆金属升温恢复高温相形状，从而恢复冲击损伤。本发明的光缆可用于易受到反复冲击的使用场景，在遭受冲击后，光缆可通过加热迅速恢复原本形状。减少维修时间、避免更换光缆造成的损失。

Description

一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆

技术领域

本发明属于光缆领域，更具体地，涉及一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆。

背景技术

光缆机械性能包括抗拉伸、抗冲击、压扁等性能，光缆在实际施工和日常使用中可能承受的各种外力影响，如滚石冲击、车辆碾压、拖拽等在实际使用过程中，光缆受到拉伸、冲击和压扁的情况很普遍，因此对光缆此类性能的要求也越来越高，以保证施工和使用的安全性和稳定性。

目前光缆的应用范围和领域越来越广泛，现有的光缆抗冲击能力差，在受到冲击力时，容易造成光缆的变形，形状的长时间改变使得光缆自身存在较大的应力或者使得光缆容易老化，从而造成光缆的损坏，导致光信号不能在光缆中进行传播，影响了信息的输送。在一些特殊的环境下，光缆损坏后的更换特别困难，且一些特种光缆价值昂贵，在受到冲击损坏后更换的代价十分高昂。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其能够吸收冲击能量，并且在冲击变形后可以通过加热或通电来快速恢复原来的形状，从而降低光缆的损坏几率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，包括缆芯、不锈钢铠装、记忆合金螺旋带、阻水填充材料、记忆合金带和外护套，所述不锈钢铠装包裹所述缆芯，所述记忆合金螺旋带绕包在所述不锈钢铠装上，所述阻水填充材料包裹所述记忆合金带，并且所述记忆合金带包裹所述阻水填充材料，所述外护套包裹所述记忆合金带。

优选地，所述记忆合金螺旋带在绕包在不锈钢铠装上之前整体呈直线状，所述记忆合金螺旋带在绕包在不锈钢铠装上之后整体呈螺旋状；

整体呈直线状的所述记忆合金螺旋带由长度相等的N个直段组成，并且任意相邻的两个直段的螺旋方向相反；

每个所述直段绕包在不锈钢铠装上后分别形成螺旋段，每个所述螺旋段的首匝和尾匝均相互抵接，以防任意相邻的两个螺旋段相互嵌入。

优选地，任意相邻的两个螺旋段相互抵靠在一起。

优选地，所述记忆合金螺旋带有多根，每根所述记忆合金螺旋带分别绕包在所述不锈钢铠装上，任意相邻的两根所述记忆合金螺旋带的旋向相反。

优选地，任意相邻的两根所述记忆合金螺旋带相互抵靠在一起。

优选地，所述缆芯包括中心加强芯、光缆子单元和阻水纱，多根所述光缆子单元围绕所述中心加强芯绞合在一起，所述阻水纱设置在中心加强芯和光缆子单元之间；

或者，所述缆芯包括束管、设置在束管内的光纤和纤膏；

或者，所述缆芯包括骨架、置于骨架上的光纤带和绕包所述骨架的阻水带。

优选地，所述阻水填充材料为阻水油膏、阻水纱或阻水带。

优选地，所述记忆合金螺旋带采用使用镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金或铁基形状记忆合金制成。

优选地，所述不锈钢铠装在展平状态下的宽度L=π(d+1)+x，其中2mm≤x≤10mm，d为缆芯直径并且L和d的单位均为mm。

优选地，所述记忆合金带所述记忆合金带根据使用场景的区别材料可以使用镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金，并使用轧纹工艺，轧纹深度0.5mm~0.8mm。

优选地，本发明光缆通过通电方式加热，使记忆合金螺旋带和记忆合金带达到相变温度。

优选地，本发明光缆可通过使用油膏式或干式填充物，调节光缆的抗冲击能力，调节光缆单位长度重量。

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，能够取得下列有益效果：

本发明的光缆的缆芯的外层铠装的记忆合金带及内层的记忆合金螺旋带均为吸能结构，在外护套受到外力冲击时，可以通过其自身的结构大幅吸收冲击能量，少量冲击时，记忆合金螺旋带可以大幅度吸收能量，避免损坏光缆内部的光纤。当冲击能量过大，造成外层铠装的记忆合金带及内部的记忆合金螺旋带产生形变时，通过及时的通电或加热等方式使记忆金属升温恢复高温相形状，从而恢复冲击损伤。本发明的光缆可用于易受到反复冲击的使用场景，在遭受冲击后，光缆可通过加热迅速恢复原本形状。减少维修时间、避免更换光缆造成的损失。

附图说明

图1是本发明的光缆为层绞式光缆时的结构示意图；

图2是本发明的光缆为束管式光缆时的结构示意图；

图3是本发明的光缆为骨架式光缆时的结构示意图。

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。

参照图1~图3，一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，包括缆芯、不锈钢铠装2、记忆合金螺旋带3、阻水填充材料4、记忆合金带5和外护套6，所述不锈钢铠装2包裹所述缆芯，增强光缆的抗冲击能力，避免冲击力直接作用到光纤上；所述记忆合金螺旋带3绕包在所述不锈钢铠装2上，所述阻水填充材料4包裹所述记忆合金带5，并且所述记忆合金带5包裹所述阻水填充材料4，使记忆合金螺旋带3能够保持盘绕位置，不会随意位移，增加了光缆抗冲击结构的整体性，所述外护套6包裹所述记忆合金带5。当光缆受到冲击时，外护套6、记忆合金带5、记忆合金螺旋带3可以通过弹性形变来吸收冲击能量，由于不锈钢铠装2的冲击韧度强于记忆合金，在不锈钢铠装2的外侧填充记忆合金制作的冲击能量吸收元件：记忆合金带、记忆合金螺旋带，可以有效的对抗侧向冲击，在不锈钢铠装的保护之下，冲击能量首先被记忆合金制作的冲击能量吸收元件吸收，而通过不锈钢铠装2的良好支撑性能，为内部光单元光纤可以提供很好的保护。当冲击能量过大时，记忆合金带5和记忆合金螺旋带3受冲击变形，吸收冲击能量，从而保护内部光纤免收损伤。

进一步，如果记忆合金螺旋带3是一整根，所述记忆合金螺旋带3在绕包在不锈钢铠装2上之前整体呈直线状，中轴线是直线，所述记忆合金螺旋带3在绕包在不锈钢铠装2上之后整体呈螺旋状，中轴线也变成螺旋状；

整体呈直线状的所述记忆合金螺旋带3由长度相等的N个直段组成，直段由记忆合金线螺旋盘绕而成，N个直段可以通过焊接的方式首尾相连，并且任意相邻的两个直段的螺旋方向相反，每个所述直段绕包在不锈钢铠装2上后分别形成螺旋段，每个所述螺旋段的首匝和尾匝均相互抵接，以防任意相邻的两个螺旋段相互嵌入，即，整体呈螺旋状的记忆合金螺旋带3上有两种意义上的“螺旋”，如果将记忆合金线盘绕形成的较细的螺旋为一级螺旋（整体呈直线状的所述记忆合金螺旋带3是由记忆合金线形成），则一级螺旋再进行螺旋盘绕形成较粗的二级螺旋，二级螺旋即整体呈螺旋状的记忆合金螺旋带3，二级螺旋的“一匝”就是一个螺旋段，二级螺旋有N匝（二级螺旋的“一匝”与一级螺旋的“一匝”不同，一级螺旋的“一匝”是由一圈螺旋的记忆合金线形成，二级螺旋的“一匝”是由一个螺旋段形成）。

由于整体呈直线状的所述记忆合金螺旋带3要盘绕在不锈钢铠装2的外侧形成整体呈螺旋状的记忆合金螺旋带3，在盘绕时螺旋段的匝与匝之间会分开有间隙，这样使得相邻的两个螺旋段的匝之间容易相互嵌入；为防止在盘绕时任意相邻的两个螺旋段的匝与匝之间相互嵌入，需要让任意相邻的两个直段的螺旋方向相反，以防相互嵌入后螺旋段缠搅在一起而使得后面包裹时有鼓包以及相邻的螺旋段之间的间隙太大。优选地，任意相邻的两个螺旋段相互抵靠在一起，可以充分起到保护内部光纤的作用。

进一步，所述记忆合金螺旋带3有多根，每根所述记忆合金螺旋带3分别绕包在所述不锈钢铠装2上，任意相邻的两根所述记忆合金螺旋带3的旋向相反，这样可以防止在多根记忆合金螺旋带3绞合时相邻的两根记忆合金螺旋带3的匝之间相互嵌入。优选地，任意相邻的两根所述记忆合金螺旋带3相互抵靠在一起，可以充分起到保护内部光纤的作用。

进一步，所述缆芯包括中心加强芯111、光缆子单元112和阻水纱，多根所述光缆子单元112围绕所述中心加强芯111绞合在一起，所述阻水纱设置在中心加强芯111和光缆子单元112之间，则此种结构下光缆为层绞式光缆。

或者，所述缆芯包括束管121、设置在束管内的光纤122和纤膏123，则此种结构下光缆为束管式光缆。

或者，所述缆芯包括骨架131、置于骨架131上的光纤带132和绕包所述骨架131的阻水带133，则此种结构下光缆为骨架式光缆。

进一步，所述阻水填充材料4为阻水油膏和/或阻水带133。如果不使用阻水油膏，只采用阻水带133，则是干式光缆。

进一步，所述记忆合金螺旋带3根据使用场景的区别材料可以使用镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金，所述记忆合金螺旋带使用记忆金属薄片绕成，可根据所需抗冲击强度选取不同厚度的记忆金属薄片及绕制螺旋的参数，如节距、螺旋外径，螺旋旋绕比。

进一步，所述不锈钢铠装3在展平状态下的宽度L=π(d+1)+x，其中2mm≤x≤10mm，d为缆芯直径并且L和d的单位均为mm，采用这样的设计，可很好地适应缆芯的尺寸，方便生产时快速地绕在缆芯上。

进一步，优选地，所述记忆合金带5所述记忆合金带5根据使用场景的区别材料可以使用镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金，使用轧纹工艺，轧纹深度0.5 mm ~0.8mm，能更好地适应冲击以及恢复形状。

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)

1.一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，包括缆芯、不锈钢铠装、记忆合金螺旋带、阻水填充材料、记忆合金带和外护套，所述不锈钢铠装包裹所述缆芯，所述记忆合金螺旋带绕包在所述不锈钢铠装上，所述阻水填充材料包裹所述记忆合金带，并且所述记忆合金带包裹所述阻水填充材料，所述外护套包裹所述记忆合金带。

2.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述记忆合金螺旋带在绕包在不锈钢铠装上之前整体呈直线状，所述记忆合金螺旋带在绕包在不锈钢铠装上之后整体呈螺旋状；

整体呈直线状的所述记忆合金螺旋带由长度相等的N个直段组成，并且任意相邻的两个直段的螺旋方向相反；

每个所述直段绕包在不锈钢铠装上后分别形成螺旋段，每个所述螺旋段的首匝和尾匝均相互抵接，以防任意相邻的两个螺旋段相互嵌入。

3.根据权利要求2所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，任意相邻的两个螺旋段相互抵靠在一起。

4.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述记忆合金螺旋带有多根，每根所述记忆合金螺旋带分别绕包在所述不锈钢铠装上，任意相邻的两根所述记忆合金螺旋带的旋向相反。

5.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，任意相邻的两根所述记忆合金螺旋带相互抵靠在一起。

6.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述缆芯包括中心加强芯、光缆子单元和阻水纱，多根所述光缆子单元围绕所述中心加强芯绞合在一起，所述阻水纱设置在中心加强芯和光缆子单元之间；

或者，所述缆芯包括束管、设置在束管内的光纤和纤膏；

或者，所述缆芯包括骨架、置于骨架上的光纤带和绕包所述骨架的阻水带。

7.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述阻水填充材料为阻水油膏、阻水纱或阻水带。

8.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述记忆合金螺旋带采用使用镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金或铁基形状记忆合金制成。

9.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述不锈钢铠装在展平状态下的宽度L=π(d+1)+x，其中2mm≤x≤10mm，d为缆芯直径并且L和d的单位均为mm。

10.根据权利要求1所述的一种吸能抗冲击可恢复损伤的光缆，其特征在于，所述记忆合金带采用镍钛基形状记忆合金、铜基形状记忆合金或铁基形状记忆合金制成，并且使用轧纹工艺，轧纹深度为0.5 mm ~0.8mm。

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