CN115877526A - 一种大芯数带缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大芯数带缆及其制备方法，属于光缆制造技术领域，包括光单元，该光单元截面呈矩形，其包括多个堆叠设置的光纤带；松套管，该松套管包覆在光单元的外周，并且松套管与光单元之间留有间隙，该松套管沿轴向埋置有多根加强件；外护套，该外护套包覆在松套管的外周。本申请中的大芯数带缆通过在松套管内部形成规整的矩形结构，使得较小的松套管内容置更多的光纤，同时规整矩形结构使得光单元与松套管内壁之间预留足够多的空间，避免光缆外部受力直接冲击光纤带，提高其抗冲能力；同时松套管内部的加强件能够整体提高光缆的抗冲击性能，使得本申请中的大芯数带缆同时具备光纤密度高、质轻且抗冲性能优异等特点。

Description

一种大芯数带缆及其制备方法

技术领域

本发明属于光缆制备技术领域，具体涉及一种大芯数带缆及其制备方法。

背景技术

目前，在城域网建设过程中，随着光缆的布设和使用需求，对光缆本身提出了更多的要求。为了实现地区需求的一次性建设，满足未来十年甚至更久的工程方案，通常需要光缆具备较好的防护性能。而为了满足光缆的施工需求，避免光缆布置后占用管道资源，需要光纤的密度大、重量轻且具备较好的熔接效率。

现有光缆通常无法兼具质轻、光纤密度高且施工方便的性能。常规光缆通常采用绞合方式，光纤整体绞合方式使得在进行熔接时需要将各光纤分开进行一一对接，同时光缆内部或外周通常设置铠装层结构，使得光缆本身体积和重量大幅增加。而气吹光缆重量较轻且直径小，但是其为了便于气吹，通常要具备较好的弯曲性能，且内部光纤通常散乱布置或绞合设置，使得其抗冲性能差且不便于熔接。现有光缆基本无法满足客户要求的光纤密度高、质轻、抗冲击性能好等优点。

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，本发明提供了一种大芯数带缆，使得光缆具备高光纤密度，整体质轻且抗冲击性能较好的特点。

为实现上述目的，本发明提供一种大芯数带缆，其包括：

光单元，所述光单元截面呈矩形，所述光单元包括多个堆叠设置的光纤带；

松套管，所述松套管包覆在所述光单元外周，且所述松套管与所述光单元之间留有间隙；所述松套管沿轴向埋置有多根加强件；

外护套，所述外护套包覆在所述松套管外周。

作为本发明的进一步改进，所述光纤带的堆叠方向两侧设有限位片，两所述限位片紧贴所述光纤带设置，以使得所述光纤带两侧对正。

作为本发明的进一步改进，所述光单元外周螺旋缠绕有柔性纱。

作为本发明的进一步改进，所述光单元由6～36根12～36芯的光纤带堆叠而成。

作为本发明的进一步改进，所述松套管的邵氏硬度为20～25。

作为本发明的进一步改进，所述松套管与所述外护套之间还设有阻水层。

作为本发明的进一步改进，所述外护套沿轴向嵌设有多根加强芯，多根所述加强芯对称布置在所述外护套内。

作为本发明的进一步改进，所述松套管内径是所述光单元对角线距离的1.02～1.1倍。

本申请还包括一种大芯数带缆的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将光纤带堆叠成型，并在光纤带的两侧放置限位片，得到光单元；

S2、牵引光单元，并在光单元外周螺旋缠绕柔性纱；

S3、将缠绕有柔性纱的光单元导入松套管内；

S4、在松套管外周挤制外护套。

作为本发明的进一步改进，柔性纱缠绕在光单元的外周通过限位管与扎纱装置实现，所述限位管内壁形成与所述光单元相同的矩形通道；步骤S2具体包括：

将光单元引入限位管内，扎纱装置将柔性纱缠绕在限位管外周，同步牵引光单元与柔性纱，柔性纱沿限位管设置方向滑动并包覆到光单元外周。

作为本发明的进一步改进，所述柔性纱的出纱速率为光单元牵引速率的1.2～2.5倍，所述柔性纱的牵引张力为0.3～2.3N，所述柔性纱在所述光单元外周的扎纱节距为5～150mm。

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)本发明的大芯数带缆，其通过将光单元设置为矩形带状结构，使得该光单元在拨开后排列规整，可通过熔接机一次将多个光纤对接，大大提高光纤的熔接效率，提高施工效率。同时该松套管内部设置有多根加强件，加强件大大提高了松套管的轴向抗拉力，同时松套管与加强件的结合结构能够降低松套管的回缩，便于松套管余长的控制，以对内部光单元形成良好保护。

(2)本发明的大芯数带缆，其通过在堆叠设置的光纤带两侧设置限位片，并利用柔性纱将光纤带与限位片进行缠绕，使得光纤带形成规整的矩形结构，规整的矩形结构能够与松套管之间留有更多的活动空间，避免光缆外部受力时直接传递至光单元造成光纤损耗的问题。

(3)本发明的大芯数带缆的制备方法，其在光单元外周缠绕柔性纱时，通过设置限位管，先将柔性纱缠绕在限位管外周形成矩形缠绕截面，然后通过带动柔性纱与限位管滑移，将成型的缠绕截面转移到光单元上。通过限位管隔绝柔性纱的缠绕力传递到光单元，使得光单元保持规整矩形结构，以在松套管内部形成规整矩形的光单元结构，使得松套管与光单元之间预留足够多的活动空间，避免该大芯数带缆受力时将外部冲击力直接传递到带缆。

附图说明

图1是本发明实施例中大芯数带缆的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例中光单元的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例中光单元的包覆成型示意图。

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、光单元；2、松套管；3、加强件；4、阻水层；5、加强芯；6、外护套；7、限位管；8、扎纱装置；

101、光纤带；102、限位片；103、柔性纱。

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大芯数带缆，其包括光单元1，该光单元1截面呈矩形，并且该光单元1包括多个堆叠设置的光纤带101；松套管2，该松套管2包覆在光单元1的外周，并且松套管2与光单元1之间留有间隙，该松套管2沿轴向埋置有多根加强件3；外护套6，该外护套6包覆在松套管2的外周。

在将本申请中的光纤带101设置在松套管2与外护套6内部时，为了保证大芯数带缆整体质轻和光纤密度大的特性，内部光单元1相对于松套管2和外护套6而言，其占用体积较大。且该光缆内部并未添加铠装层结构，减轻了光缆的整体重量，但是也导致该大芯数带缆的抗冲击强度较低。而光纤带101是多根光纤并带而成，使得其内的光纤具备一定取向性，当外部冲击朝向与光纤带101水平方向的力进行传递时，并带结构的光纤反而不如束状光纤或绞合状光纤，导致其信号传输更容易受到影响且容易损伤。

基于此，本申请中的大芯数带缆通过在松套管2内部形成规整的矩形结构，使得较小的松套管2内容置更多的光纤，同时规整矩形结构使得光单元1与松套管2内壁之间预留足够多的空间，使得该大芯数带缆受力时，松套管2与光纤带101之间存在一定空间，以供光纤带101沿光缆径向活动，避免光缆外部受力直接冲击光纤带101，提高其抗冲能力。同时，松套管2内部设置有多根加强件3结构，多根加强件3能够对松套管2轴向进行限位，其可降低松套管2的回缩问题。同时，多根加强件3对松套管2有支撑效果，使得松套管2外部挤制外护套6时，外护套6收缩不会将松套管2直接挤扁，避免松套管2内部空间收缩，造成光纤带101无法活动的问题。

本申请中的松套管2优选采用TPEE、TPE、PP等，其整体壁厚在0.4～0.6mm之间，该加强件3优选为芳纶增强塑料杆，其直径在0.2～0.4mm之间。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的光纤带101的堆叠方向两侧设置有限位片102，两个限位片102分别紧贴光纤带101设置，并使得光纤带101的两侧对正。在将光纤带101设置为规整矩形时，不管是在光纤带101外周套设松套管2的过程中，还是在大芯数带缆的使用过程中，没有束缚的光纤带101有倾向于散乱布置在松套管2内的趋势，这会导致松套管2内部空间缩小，使得光纤带101更容易直接受到外部冲击。本申请通过在光纤带101堆叠方向的两侧设置限位片102，该限位片102可避免光纤带101向两侧偏移，使得光单元1呈规整矩形结构。同时，该限位片102除了限制光纤带101向两侧偏移，其还可以在光纤带101的两侧形成防护，使得外部冲击直接打在限位片102上，避免光纤损伤。

优选地，上述限位片102的长度与光纤带101的堆叠厚度相同，使得限位片102将光纤带101进行限位的同时，不会凸出于光纤带101布置方向的两端，避免其在松套管2内活动时将松套管2戳伤。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的光单元1外周螺旋缠绕有柔性纱103。光单元1在松套管2内形成规整矩形结构时，由于松套管2内预留供光单元1的活动空间，使得光纤带101很容易散乱布置在光单元1内，因此通过在光单元1外周螺旋缠绕柔性纱103的形式，使得光单元1形成规整矩形结构。该柔性纱103除了能够将光单元1保持规整矩形，其本身采用聚酯纤维，其质量较轻，不会大幅增加光缆的重量，保证其质轻的特点；并且该柔性纱103的柔软度不大于5000，其具备较好的缠绕能力和形体保持能力，使得内部光单元1保持规整矩形。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的光单元1由6～36根12～36芯的光纤带101堆叠而成。为了实现本申请中光纤密度大的特点，本申请选用12～36芯的光纤带101，其通常为12芯、24芯或36芯，优选采用36芯。而本申请中光纤带101的堆叠数量也可根据实际需求对应选取，其最大支持36根36芯光纤带101的布置，实现光纤的高密度。

作为本发明的可选实施例，本申请中的光纤带101还可以是48芯或60芯等其他芯数，光纤带101的堆叠数量也可以是1～6根或大于36根。

进一步地，本申请中的松套管2采用改性材料，如TPEE、TPE或PP制备而成，其邵氏硬度为20～25。本申请中的松套管2为特制材料，其不同于常规PBT套管，硬度为常规松套管2的1/3左右，使得该松套管2具备较好的柔性，为内部光单元1提供较好的抗冲抗压性能。也正是由于本申请中的柔性松套管2，使得本申请可适应降低松套管2内径尺寸，在原有缆线的基础上进一步降低其结构尺寸，达到提高光缆的光纤密度的目的。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中松套管2内径是光单元1对角线距离的1.02～1.1倍。由于本申请采用柔性较好的松套管2，使得本申请中降低松套管2与光单元1之间的距离成为可能。基于此，本申请中的松套管2内径与光单元1对角线距离比值为1.02～1.1。常规松套管2中与光单元1之间的比值通常在1.2～1.5以上，通过预留足够的空间来避免外部冲击给到光单元1。本申请通过限定光单元1形体，提高光单元1与松套管2之间的距离，同时通过限定松套管2的取材，进一步压缩缆线整体结构尺寸。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的松套管2与外护套6之间还设有阻水层4。该阻水层4可以是阻水膏、阻水纱或阻水带，其优选为阻水带。阻水膏本身较重，会影响大芯数带缆的整体重量，阻水纱仅起到阻水效果，而阻水带除了能够起到阻水效果，还能够在松套管2的周向形成防护，避免外护套6挤制时直接压迫松套管2变形，使得松套管2内部预留足够空间供光单元1活动。当阻水层4采用阻水带时，该阻水带设置厚度在0.2～0.25mm之间。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的外护套6沿轴向嵌设有多根加强芯5，且多根加强芯5对称布置在外护套6内。由于本申请中的大芯数带缆的基础结构为光单元1、松套管2和外护套6，其整体均为柔性结构，抗冲性能较差，为了提高光缆整体抗冲和抗拉性能，在该外护套6内埋置加强芯5结构，通过加强芯5来承担外部冲击，以避免大芯数带缆过度弯折或形变。可选地，此处加强芯5的布置数量为2根或多根，当加强芯5为两根时，两加强芯5分布在光单元1两侧，当加强芯5为多根时，加强芯5均布在松套管2内。可选地，加强芯5也可两两成对布置，即在光单元1两侧分别布置两根加强芯5。本申请中的外护套6优选采用聚乙烯，加强芯5优选为非金属加强芯5，如FRP杆等。并且，此处外护套6成型后的壁厚在1.6～2.0mm之间，该加强芯5的直径在1.0～1.3mm之间。

作为本发明的进一步改进，本申请还包括一种大芯数带缆的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将光纤带101堆叠成型，得到光单元1；

S2、牵引光单元1，并在光单元1外周螺旋缠绕柔性纱103；

S3、将缠绕有柔性纱103的光单元1导入松套管2；

S4、在松套管2外周设置外护套6。

具体地，步骤S1中光单元1可以是直接通过光纤带101堆叠成型，其也可以是在堆叠好后的光纤带101的两侧设置限位片102得到。

可选地，本申请中多个光纤带101堆叠得到的光单元1的堆叠方向的两侧还设置有限位片102，该限位片102仅需要在牵引光单元1的过程中将限位片102夹持设置在光纤带101的两侧，限位片102与光纤带101一同牵引，以得到光纤带101两侧夹持限位片102的结构。

进一步地，为了提高本申请中光单元1的抗冲性能，避免光单元1在受冲击时，单根光纤带101上的光纤受冲击，该光单元1采用螺旋方式进行输送，即光纤带101沿轴向方向呈螺旋布置，使得光单元1受冲击时能够将冲击力分散到各光纤带101，避免单个光纤带101上光纤的损坏。

同时，上述柔性纱103缠绕在光单元1的外周通过限位管7与扎纱装置8实现，该限位管7内壁形成与光单元1截面相同的矩形通道。该步骤S2具体包括：将光单元1引入限位管7内，扎纱装置8将柔性纱103缠绕在限位管7外周，同步牵引光单元1与柔性纱103，柔性纱103沿限位管7设置方向滑动并包覆到光单元1外周。

在将柔性纱103缠绕到堆叠设置在光纤带101的外周时，由于光纤带101向两侧并未固定，为了确保柔性纱103紧密缠绕在光单元1外周，柔性纱103在缠绕过程中会施加给光单元1一定扭力，这会造成光纤带101容易相对滑移，光单元1会形成如平行四边形结构，该平行四边形的其中一个对角与松套管2内壁的距离较近，使得光单元1更容易受到外部的冲击。同时，呈螺旋布置的光单元1使得光单元1本身产生一定退扭力，各光纤带101之间更容易相对滑移，使得光单元1的截面形成平行四边形结构。因此，将柔性纱103紧密缠绕在光单元1的外周，并使得多个光纤带101堆叠成的矩形结构不发生变形是本申请制备方向需要解决的问题。

基于此，本申请通过布置限位管7与扎纱装置8，同时光单元1通过限位管7内部进行限位，以保证其呈规整矩形结构，柔性纱103缠绕在限位管7外部，以形成规整的矩形筒体结构，然后通过共同牵引光单元1与柔性纱103。柔性纱103在牵引力作用下，其形成的矩形筒体结构与限位管7相对滑移并转移到光单元1外周，以在光单元1外周形成与之形状相适配的矩形包覆层结构，其在包覆过程中不会将包覆力直接传递到光单元1，避免光单元1形变，同时可形成规整矩形，避免光纤带101发生相对滑移。

具体地，为了使得本申请中的柔性纱103紧密缠绕在光单元1外周，并且柔性纱103的缠绕力不会导致光纤带101之间发生相对位移，此处柔性纱103的出纱速率为光单元1牵引速率的1.2～2.5倍，且柔性纱103的牵引张力为0.3～2.3N，柔性纱103在所述光单元1外周的扎纱节距为5～150mm。且柔性纱103的出纱速率与牵引张力呈正相关，与光单元1的扎纱节距呈负相关。本申请中的大芯数带缆在制备过程中，当光单元1整体芯数较小时，光纤带101的数量较少，限位片102尺寸也相应减小，柔性纱103缠绕工艺主要保证限位片102对光纤带101的限制，需要适当提高光单元1牵引速度和柔性纱103缠绕速率，同时降低扎纱节距，降低柔性纱103的牵引张力，以确保光单元1保证矩形结构。当光单元1整体芯数较大时，光纤带101数量多，限位片102尺寸大，光纤带101的整体转动惯性大，柔性纱103缠绕工艺主要避免光纤带101侧翻，避免限位片102与光纤带101挪移，需要降低光单元1牵引速率与柔性纱103牵引速率，同时增加扎纱节距、增加柔性纱103的牵引张力。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请步骤S4中松套管2外周挤制外护套6时，为了避免外护套6挤出成型过程中收缩挤压松套管2，使得松套管2收缩变形，松套管2内部空间变小，造成光单元1无法活动。此处松套管2在制备成型过程中需要严格控制外护套6的内径尺寸，因此此处外护套6采用真空定径方式进行制备，避免外护套6在制备过程中挤压松套管2。

进一步地优选地，在上述步骤S4松套管2外周挤制外护套6时，还可在该松套管2内对应气吹，使得松套管2处于张开状态，避免外护套6成型过程中将松套管2压扁，确保松套管2内预留足够活动空间。

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 (11)

1.一种大芯数带缆，其特征在于，包括：

光单元，所述光单元截面呈矩形，所述光单元包括多个堆叠设置的光纤带；

松套管，所述松套管包覆在所述光单元外周，且所述松套管与所述光单元之间留有间隙，所述松套管沿轴向埋置有多根加强件；

外护套，所述外护套包覆在所述松套管外周。

2.根据权利要求1所述的大芯数带缆，其特征在于，所述光纤带的堆叠方向两侧设有限位片，两所述限位片紧贴所述光纤带设置，以使得所述光纤带两侧对正。

3.根据权利要求1或2所述的大芯数带缆，其特征在于，所述光单元外周螺旋缠绕有柔性纱。

4.根据权利要求1所述的大芯数带缆，其特征在于，所述光单元由6～36根12～36芯的光纤带堆叠而成。

5.根据权利要求1所述的大芯数带缆，其特征在于，所述松套管的邵氏硬度为20～25。

6.根据权利要求1所述的大芯数带缆，其特征在于，所述松套管与所述外护套之间还设有阻水层。

7.根据权利要求1所述的大芯数带缆，其特征在于，所述外护套沿轴向嵌设有多根加强芯，多根所述加强芯对称布置在所述外护套内。

8.根据权利要求1所述的大芯数带缆，其特征在于，所述松套管内径是所述光单元对角线距离的1.02～1.1倍。

9.一种大芯数带缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将光纤带堆叠成型，得到光单元；

S2、牵引光单元，并在光单元外周螺旋缠绕柔性纱；

S3、将缠绕有柔性纱的光单元导入松套管；

S4、在松套管外周挤制外护套。

10.根据权利要求9所述的大芯数带缆的制备方法，其特征在于，柔性纱缠绕在光单元外周通过限位管与扎纱装置实现，所述限位管内壁形成与所述光单元截面相同的矩形通道；步骤S2具体包括：

将光单元引入限位管内，扎纱装置将柔性纱缠绕在限位管外周，同步牵引光单元与柔性纱，柔性纱沿限位管设置方向滑动并包覆到光单元外周。

11.根据权利要求9所述的大芯数带缆的制备方法，其特征在于，所述柔性纱的出纱速率为光单元牵引速率的1.2～2.5倍，所述柔性纱的牵引张力为0.3～2.3N，所述柔性纱在所述光单元外周的扎纱节距为5～150mm。

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